Tanto per cominciare: attenzione al lessico! Che cosa NON è un insieme?
Un insieme non è...
... una COLLEZIONE: perché ciò che contraddistingue una collezione, nel linguaggio attuale, è la caratteristica comune a tutti (e soli) i suoi elementi, caratteristica che alcuni insiemi possono anche non avere (per esempio, insiemi costituiti da elementi assortiti a caso). Ciò che non può mancare a un insieme è il criterio, non la caratteristica!
.. una UNIONE: il termine unione ha un significato specifico nella teoria degli insiemi, non è sinonimo di raggruppamento di elementi.
Chiarito questo: serve insistere tanto sulla teoria ingenua degli insiemi?
Sì, sì, assolutamente sì! Sia per ragioni storiche, sia per lo sviluppo del pensiero matematico, sia per necessità ontologica dell'aritmetica stessa che vive di relazioni fra insiemi e dentro gli insiemi stessi.
Quali sono i principali ostacoli che una mente preadolescente incontra nell'affrontare l'insiemistica?
Nonostante la rappresentazione degli insiemi sia facilmente applicabile alla realtà concreta e, dunque, possa essere esperita, la sua natura è assolutamente astratta.
L'insiemistica è, infatti, il primo invito vero e proprio all'astrazione nel loro percorso didattico: non è perciò l'argomento in quanto tale a mettere in difficoltà giovani studentesse e studenti quanto il passaggio da un'abitudine procedurale a una provocazione relazionale - quindi di natura completamente differente - che si interessa non agli elementi in quanto tali (cioè a come siano fatti) bensì alle relazioni fra loro. Questo apre il necessario cammino verso la generalizzazione.
Vista una tale difficoltà, c'è un modo più adatto a questa fascia di età per mostrare le relazioni fra gli elementi di uno o più insiemi? C'è una rappresentazione migliore di altre fra le varie possibili?
Certamente i diagrammi di Eulero-Venn facilitano la visualizzazione, ma sappiamo che non sono adatti a rappresentare tutte le relazioni; inoltre, essi comunque presuppongono una piena comprensione del significato che la linea chiusa ha (esterno = esclusione vs interno = inclusione), banale ai nostri occhi, ma non a quelli dei più giovani.
Per esempio, a livello del I anno della scuola media inferiore, il concetto di complementarietà risulta non essere perlopiù immediato. Infatti, se una partizione può essere rappresentata in almeno 2 modi diversi, come in questo esempio:
la rappresentazione di destra, cioè quella in cui l'insieme è diviso a metà sembra risultare più facilmente comprensibile della rappresentazione di sinistra, a insiemi incapsulati: questo perché a sinistra l'insieme differenza (cioè 𝕀) è definito a partire dal sottoinsieme rispetto al quale è complementare (cioè ℚ), mentre nella rappresentazione di destra ogni sottoinsieme è definito a sé. Perciò, la linea chiusa che definisce il sottoinsieme rispetto al suo complementare induce una separazione che non risulta tanto immediata quanto la linea di demarcazione delle 2 metà.
Detto questo, è importante non evitare ai piccoli discenti la fatica di comprendere la rappresentazione di sinistra, poiché proprio l'affrontarla favorisce lo sviluppo del pensiero logico-matematico.
E questo è esattamente il motivo per cui in questo sito la rappresentazione a insiemi incapsulati è comunque generalmente preferita!