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  1. Area di Scienze
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  3. Biologia [F0602Q - F0601Q]
  4. Insegnamenti
  5. A.A. 2026-2027
  6. 1° anno
  1. Matematica per l'Insegnamento - Geometria
  2. Introduzione
Insegnamento Titolo del corso
Matematica per l'Insegnamento - Geometria
Codice identificativo del corso
2627-1-F0602Q097
Descrizione del corso SYLLABUS

Syllabus del corso

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Obiettivi

Questo corso “Matematica per l’insegnamento - Geometria” ed il suo gemello “Matematica per l’insegnamento - Algebra” si rivolgono principalmente a futuri insegnanti. I due corsi sono completamente indipendenti. Chi insegna dovrebbe aver ben chiare le fondamenta di quanto insegna, dovrebbe sapere un po’ di più di quanto deve insegnare. Nella pratica dell'ìnsegnamento infatti, può capitare di dover affrontare i contenuti da punti di vista inaspettati per poterne realizzare una trasposizione didattica efficace. Possiamo fare alcuni esempi di domande che il docente di scuola secondaria può dover affrontare nel suo lavoro quotidiano:

  • Gli enti fondamentali della geometria sono il punto, la retta, il piano. Perché i matematici non ne precisano il significato mediante opportune definizioni?
  • Perché in geometria si attribuisce alle dimostrazioni un ruolo tanto importante? Quali dimostrazioni sono veramente importanti?
  • Come si definisce la lunghezza di un segmento? E la lunghezza di una curva del piano o dello spazio?
  • Come si definisce l'area di una superficie piana? E l'area di una superficie curva nello spazio?
  • Come si definisce il volume di un solido dello spazio? E perché le dimostrazioni della formula del volume della piramide sono tanto complicate?
  • Cosa si intende per angolo? E perché questa nozione presenta tante difficoltà?
  • Perché solo oltre venti secoli dopo Euclide, improvvisamente nel Novecento tanti matematici hanno sentito l'esigenza di elaborare per la geometria del piano e dello spazio impostazioni assiomatiche equivalenti a quella euclidea, ma basate sul altre scelte degli enti primitivi e degli assiomi? Quanto al postulato delle parallele, Euclide aveva ragione o torto?
  • Quali sono i pregi di una trattazione della geometria per via analitica? E quali gli inconvenienti?
  • Le trasformazioni geometriche. Cosa sono? A che servono?

Il corso si propone di dare le basi matematiche per poter affrontare con serenità domande di questo tipo.

Al termine del corso saranno acquisite le tipiche competenze matematiche, quali la capacità di svolgere un ragionamento matematico (sviluppando concatenazioni di argomenti) e di applicare il pensiero matematico per la risoluzione di problemi, nonché la capacità di comunicare in linguaggio matematico.

Competenze attese al termine del corso:

  1. conoscenza dettagliata dei contenuti di geometria oggetto di insegnamento nella scuola primaria e secondaria;
  2. capacità di applicare le conoscenze acquisite all'isegnamento, alla soluzione di problemi ed alla comprensione di tematiche nuove e non familiari;
  3. autonomia di giudizio, e la capacità di integrare le conosce acquisite allo studio autonomo di tematiche nuove;
  4. abilità comunicative, per saper comunicare in un linguaggio matematico chiaro e corretto, con interlocutori specialisti e non specialisti;
  5. capacità di apprendere e di saper individuare le fonti più opportune per approfondire le proprie conoscenze e applicarle (per esempio) all'insegnamento.

Contenuti sintetici

  1. La geometria degli “Elementi” di Euclide.
  2. Misura: perimetro, area, volume.
  3. Trasformazioni geometriche.
  4. Trigonometria.
  5. Geometria analitica.

Programma esteso

  1. “Elementi” di Euclide, Libro I. Definizioni, assiomi, postulati, proposizioni. Teorema di Pitagoga.
  2. Definizione assiomatica di misura. Perimetro, area, volume di figure elementari. Parallelogrammi, triangoli, cerchi, prismi, cilindri, coni, sfere. Problema isoperimetrico: Perchè le bolle di sapone sono rotonde?
  3. Trigonometria. Misura di angoli in radianti. Seno, coseno, tangente.
  4. Trasformazioni geometriche. Le isometrie del piano dal punto di vista sintetico. Similitudini. Cenni alle isometrie dello spazio.
  5. Geometria analitica. Coordinate geografiche. Coordinate polari e cartesiane. Teorema di Talete ed equazione della retta. Teorema di Pitagora ed equazione del cerchio. Il piano cartesiano verifica i postulati di Euclide. Geometrie non euclidee. Luoghi geometrici: insieme dei punti con determinate proprietà. Parabola, iperbole, ellisse. Cenni alle trasformazioni geometriche dal punto di vista analitico.

Prerequisiti

La matematica di base oggetto dell’insegnamento della scuola primaria e secondaria. Nessuna propedeuticità.

Modalità didattica

Tutte le lezioni vengono svolte in presenza e comprendono: 90% di didattica erogativa, svolta tramite lezioni frontali dialogate (19 lezioni da 2 ore); 10% di didattica interattiva, con svolgimento di laboratori pedagogico didattici (due lezioni da 2 ore).

Materiale didattico

Libri di testo

  • “Elementi” di Euclide (una qualsiasi edizione commentata)
  • V.Villani, "Cominciamo dal punto: Domande, risposte e commenti per saperne di più della matematica (geometria)", Pitagora (2006)

Saranno messi a disposizione gli appunti delle lezioni.

Testi di approfondimento

  • R.Courant, H.Robbins “Che cos’è la matematica?”.
  • D.Perrin "MATHÉMATIQUES D’ÉCOLE. Nombres, mesures et géométrie", Cassini (2005). (o edizioni successive)
  • M.Cazzola "Matematica per scienze della formazione primaria", Carocci (2017).
  • G.Polya "How to solve it".
  • G.Polya "Mathematical discovery".

Periodo di erogazione dell'insegnamento

Primo semestre.

Modalità di verifica del profitto e valutazione

È previsto un esame orale con domande aperte. Sarà verificato il reggiungimento delle competenze attese: la conoscenza dei fatti matematici oggetto d'insegnamento del corso e la capacità di utilizzare tali conoscenze nel condurre argomentazioni matematiche.

Non sono previste prove in itinere. Il voto viene espresso in trentesimi.

Orario di ricevimento

Su appuntamento.

Sustainable Development Goals

ISTRUZIONE DI QUALITÁ
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Aims

Mathematics for Teaching – Geometry, together with its companion course Mathematics for Teaching – Algebra, is primarily intended for prospective teachers. The two courses are entirely independent. Those who teach should have a clear understanding of the foundations of the subjects they teach and should know somewhat more than what is required by the curriculum. In teaching practice, it is often necessary to approach content from unexpected perspectives in order to achieve an effective didactic transposition. Consider, for example, some of the questions that a secondary-school teacher may encounter in everyday professional practice:

  • The fundamental entities of geometry are the point, the line, and the plane. Why do mathematicians not specify their meaning through suitable definitions?
  • Why are proofs assigned such a central role in geometry? Which proofs are genuinely important?
  • How is the length of a line segment defined? And how is the length of a curve in the plane or in space defined?
  • How is the area of a plane figure defined? And how is the area of a curved surface in space defined?
  • How is the volume of a solid defined? And why are proofs of the formula for the volume of a pyramid so intricate?
  • What is meant by an angle? Why does this notion give rise to so many difficulties?
  • Why was it only more than twenty centuries after Euclid that mathematicians, particularly in the twentieth century, felt the need to develop axiomatic foundations for plane and solid geometry equivalent to the Euclidean framework, but based on different choices of primitive notions and axioms? As for the parallel postulate, was Euclid right or wrong?
  • What are the advantages of an analytic approach to geometry? And what are its limitations?
  • Geometric transformations: what are they, and what are they used for?

The course aims to provide the mathematical foundations required to address questions of this kind with confidence and understanding.

By the end of the course, students will have acquired the characteristic mathematical competences, including the ability to construct and follow mathematical arguments, to apply mathematical thinking to problem solving, and to communicate effectively using mathematical language.

Intended Learning Outcomes. Upon successful completion of the course, students will be able to:

  1. demonstrate a detailed knowledge of the geometry content taught in primary and secondary education;
  2. apply the knowledge acquired to teaching practice, problem solving, and the understanding of new and unfamiliar topics;
  3. exercise independent judgement and integrate acquired knowledge with the autonomous study of new topics;
  4. communicate clearly and accurately using mathematical language, both with specialist and non-specialist audiences;
  5. pursue further learning independently and identify appropriate sources for deepening their knowledge and applying it, for example, to teaching practice.

Contents

  1. The geometry of Euclid’s Elements.
  2. Measurement: lengths, areas, and volumes.
  3. Geometric transformations.
  4. Trigonometry.
  5. Analytic geometry.

Detailed program

  1. Euclid’s Elements, Book I. Definitions, axioms, postulates, and propositions. The Pythagorean Theorem.
  2. The axiomatic definition of measurement. Perimeter, area, and volume of elementary geometric figures. Parallelograms, triangles, circles, prisms, cylinders, cones, and spheres. The isoperimetric problem: why are soap bubbles spherical?
  3. Trigonometry. Measurement of angles in radians. Sine, cosine, and tangent.
  4. Geometric transformations. Plane isometries from a synthetic perspective. Similarities. An introduction to isometries in three-dimensional space.
  5. Analytic geometry. Geographical coordinates. Polar and Cartesian coordinates. Thales’ theorem and the equation of the line. The Pythagorean Theorem and the equation of the circle. The Cartesian plane as a model satisfying Euclid’s postulates. Non-Euclidean geometries. Geometric loci: sets of points satisfying given properties. Parabola, hyperbola, and ellipse. An introduction to geometric transformations from an analytic perspective.

Prerequisites

Knowledge of the basic mathematics covered in primary and secondary school curricula. No prior courses are required.

Teaching form

All lectures are delivered in person and include: 90% lecture-based teaching, carried out through interactive lectures (19 sessions of 2 hours each); 10% interactive teaching, consisting of pedagogical and didactic workshops (two 2-hour sessions).

Textbook and teaching resource

Textbooks

  • “Elementi” di Euclide (any commented edition)
  • V.Villani, "Cominciamo dal punto: Domande, risposte e commenti per saperne di più della matematica (geometria)", Pitagora (2006)

Lecture notes will be provided.

Further reading

  • R.Courant, H.Robbins “What is mathematics?”.
  • D.Perrin "MATHÉMATIQUES D’ÉCOLE. Nombres, mesures et géométrie", Cassini (2005). (o edizioni successive)
  • M.Cazzola "Matematica per scienze della formazione primaria", Carocci (2017).
  • G.Polya "How to solve it".
  • G.Polya "Mathematical discovery".

Semester

First semester.

Assessment method

The assessment consists of an oral examination with open-ended questions. The achievement of the intended learning outcomes will be assessed, in particular the knowledge of the mathematical content covered in the course and the ability to use such knowledge in constructing mathematical arguments.

There are no interim tests. The final grade is expressed on a scale of 30.

Office hours

By appointment.

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QUALITY EDUCATION
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Scheda del corso

Settore disciplinare
MATH-03/B
CFU
6
Periodo
Primo Semestre
Tipo di attività
Obbligatorio a scelta
Ore
42
Tipologia CdS
Laurea Magistrale
Lingua
Italiano

Staff

    Docente

  • MC
    Marina Cazzola

Opinione studenti

Vedi valutazione del precedente anno accademico

Bibliografia

Trova i libri per questo corso nella Biblioteca di Ateneo

Metodi di iscrizione

Iscrizione manuale

Obiettivi di sviluppo sostenibile

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