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Roleta A Roleta B FIGURA 2.5 Você pode girar A duas vezes, B duas vezes ou A e depois B. Qual opção lhe dá a melhor chance de obter um vermelho e um azul? FIGURA 3.1 Nós usamos as ideias que já temos (pontos azuis) para construir uma nova ideia (ponto vermelho), desenvolvendo neste proces- so uma rede de conexões entre elas. Quanto mais ideias forem usadas e mais conexões forem formadas, melhor a nossa compreensão. V V Az Az Am Am FIGURA 2.6 Um diagrama de árvore para a roleta A na Figura 2.5. VM AZ VD Roleta A Roleta B AM VM AZ AZ AZ AM VD FIGURA 2.7 Um quadrado mostra a chance de obter cada cor para as roletas na Figura 2.5. azu l ver me lho Par tida Topo FIGURA 23.1 Os estudantes fazem um rodízio girando uma roleta e re- gistrando os resultados. A primeira cor que alcançar o topo é a vencedora. O mesmo jogo pode ser jogado com outros dispositivos randômicos. Compreensão relacional Compreensão instrumental Contínuo da compreensão FIGURA 3.4 A compreensão é uma medida da qualidade e da quantidade de conexões que uma nova ideia tem com as já existentes. Quanto maior o número de conexões a uma rede de ideias já desenvolvida, melhor a compreensão. Muito improvável Muito provávelIgualmente provável Chances de obter a cor azul Impossível Com certeza FIGURA 23.4 A linha de probabilidade ou “linha das chances”. Use essas diferentes faces de roleta para ajudar os alunos a perceber como a chance poder estar em lugares diferentes ao longo de uma quantidade contínua entre o Impossível (0) e a Certeza (1). www.grupoa.com.br CONHECIMENTO MATEMÁTICO John A. Van de Walle Jo hn A . Va n d e W a lle Jo hn A . Va n d e W a lle M ATEM Á TIC A N O EN SIN O FUN D A M EN TA L John A. Van de Walle NO ENSINO FUNDAMENTAL FORMAÇÃO DE PROFESSORES E APLICAÇÃO EM SALA DE AULA N O EN SIN O FUN D A M EN TA L 6ª edição MATEMÁTICA M ATEM ÁTIC A MATEMÁTICA NO ENSINO FUNDAMENTAL FORMAÇÃO DE PROFESSORES E APLICAÇÃO EM SALA DE AULA Matemática no ensino fundamental apresenta ideias e discussões de profundidade inigualável para orientar os estudantes em formação que irão ensinar matemática e para ajudar os alunos de ensino fundamental a desenvolver uma compreensão real da disciplina aplicada em sala de aula. John A. Van de Walle, um dos principais especialistas em como as crianças aprendem matemática, observa que 80% dos estudantes que compram este livro o mantém como referência quando começam suas carreiras profissionais como professores. O texto reflete os benefícios da instrução construtivista – ou centrada no aluno – em matemática. Além disso, é estruturado de forma a proporcionar o máximo de flexibilidade, contendo 24 capítulos compartimentados e breves, que podem ser misturados e combinados para se adaptarem a qualquer disciplina ou abordagem de ensino. Destaques: • Principal livro-texto mundial para professores de matemática. • Fundamentação teórica completa para formação de professores. • Propostas práticas eficazes para ensino em sala de aula. • Parâmetros para avaliação de aprendizagem. • Indicação de bibliografia e sites totalmente adaptados para a língua portuguesa. Conheça também BOALER, J. Mentalidades matemáticas: estimulando o potencial dos estudantes por meio da matemática criativa, das mensagens inspiradoras e do ensino inovador BOALER, J. O que a matemática tem a ver com isso? Como professores e pais podem transformar a aprendizagem da matemática e inspirar sucesso BOALER, MUNSON & WILLIAMS Mentalidades matemáticas na sala de aula: ensino fundamental BRIZUELA, B. Desenvolvimento matemático na criança: explorando notações HUMPHREYS & PARKER Conversas numéricas: estratégias de cálculo mental para uma compreensão profunda da matemática POSAMENTIER & KRULIK A arte de motivar os estudantes do ensino médio para a matemática SMOLE, K. A matemática na educação infantil: a teoria das inteligências múltiplas na prática escolar SMOLE & DINIZ (Orgs.) Coleção mathemoteca – vols. 1 a 6 SMOLE, DINIZ & CÂNDIDO Cadernos do Mathema: jogos de matemática de 1º a 5º ano – ensino fundamental SMOLE, DINIZ & MILANI Cadernos do Mathema: jogos de matemática de 6º a 9º ano – ensino fundamental SMOLE, DINIZ, PESSOA & ISHIHARA Cadernos do Mathema: jogos de matemática – ensino médio SUTHERLAND, R. Ensino eficaz de matemática WALL, E. Teoria dos números para professores do ensino fundamental 03701_VAN-DE-WALLE_Matematica_no_ensino_fundamental.indd 1 07/06/2019 17:22:22 V217m Van de Walle, John A. Matemática no ensino fundamental : formação de professores e aplicação em sala de aula [recurso eletrônico] / John A. Van de Walle ; tradução: Paulo Henrique Colonese. – 6. ed. – Porto Alegre : Penso, 2009. Editado também como livro impresso em 2009. ISBN 978-85-8429-028-4 1. Matemática – Ensino fundamental. 2. Conceitos numéricos. 3. Senso numérico. 4. Operações. I. Título. CDU 51:373.3 Catalogação na publicação: Karin Lorien Menoncin – CRB 10/2147 346 John A. Van de Walle no desenvolvimento do senso numérico e em aborda- gens informais para a adição e a subtração. De 6 a a 8 a série, os alunos devem expandir suas habilidades para incluir todas as operações com frações, decimais e porcentagens. Uma abordagem baseada em resolução de problemas e senso numérico Ainda que suas diretrizes curriculares demandem o ensi- no de todas as quatro operações com frações na 5 a série, ainda aconselha-se que você seja menos apressado para chegar aos procedimentos algorítmicos (pois você vai deixar muitos alunos para trás na corrida) até que esteja claro que eles estejam prontos (poucos estados norte-americanos exigem multiplicação e divi- são de frações antes da 5 a série). Os alunos podem se tornar ade- quadamente profi cientes no uso de métodos informais inventados por eles mesmos e que eles compreendam. As seguintes diretrizes devem ser mantidas em mente ao de- senvolver estratégias computacionais com frações: 1. Comece com tarefas simples contextualizadas. Huinker (1998) faz uma excelente defesa para o uso de problemas contextualizados e para permitir que os alunos desenvol- vam seus próprios métodos de computação com frações. Os problemas ou contextos não precisam ser muito elabo- rados. O que você quer é um contexto que estabeleça algum signifi cado à operação e às frações envolvidas. 2. Conecte o signifi cado do cálculo com fração com o cál- culo com números inteiros. Ao considerar qual o signi- fi cado de 212 × 34, devíamos perguntar: “O que 2 × 3 sig- nifi ca?”. Os conceitos de cada operação são os mesmos e alguns benefícios podem ser obtidos conectando essas ideias. 3. Faça com que a estimativa e os métodos informais desem- penhem um papel importante no desenvolvimento de estra- tégias. “212 × 34 deve ser maior ou menor que 1? Maior ou menor que 3?” A estimativa mantém o enfoque nos signifi - cados dos números e das operações, encoraja o pensamen- to refl exivo e ajuda a construir o senso numérico informal com frações. 4. Explore cada uma das operações usando modelos. Use uma variedade de modelos. Faça os alunos defenderem suas soluções usando modelos, incluindo seus desenhos simples. Você descobrirá que, às vezes, é possível obter respostas com modelos que não parecem ajudar com abor- dagens de lápis e papel. Isso é bom! As ideias ajudarão as crianças a aprender a pensar sobre as frações e as opera- ções, contribuirão para os métodos mentais e fornecerão uma base útil quando eventualmente você chegar aos algo- ritmos normais. Nas próximas discussões, é encorajada a exploração infor- mal para cada operação. Existe também um desenvolvimento orientado para cada um dos algoritmos tradicionais. Adição e subtração Como com o cálculo com números inteiros, forneça ta- refas computacionais sem dar regras ou procedimentos para completá-las. Os alunos usarão uma variedade de métodos e os métodos variarão extensamente com as frações encontradas nos problemas.Nenhuma tentativa é feita nesse capítulo para descrever to- das as estratégias de resolução que os alunos poderiam desenvol- ver. Eles continuarão a encontrar caminhos para resolver proble- mas com frações e suas abordagens informais contribuirão para o desenvolvimento de métodos mais normais (Huinker, 1998; Lappan e Mouck, 1998; Schifter, Bastable e RusselI, 1999c). Exploração informal Considere o seguinte problema. Marcos comprou 4 14 quilos de doce para sua mãe. Mas o doce parecia tão gostoso que ele comeu 78 de um quilo do doce. Quanto sobrou para ele dar a sua mãe? Solicitou-se que uma turma de 5 a série resolvesse esse pro- blema de dois modos. Muitos alunos tentaram ou usaram corre- tamente um algoritmo de subtração normal para números mistos como um método. Porém, nem um desenho simples ou outra ex- plicação foram encontrados na turma para o algoritmo. Como mostrado na Figura 17.1, Christian cometeu um erro com o algo- ritmo, mas desenhou uma fi gura correta mostrando 414 = 348 e obte- ve uma resposta correta de 278 . Porém, ele não estava confi ante em seu desenho e o riscou. Embora muitos alunos não compreendam seus métodos processuais, aqueles que não estão acostumados a justifi car seus métodos acreditarão mais no algoritmo mecânico do que em seu próprio raciocínio. Um método de desenho usado por muitos alunos da turma envolvia tomar 18 de 7 8 e adicioná-la sobre o 1 4 como mostrado no desenho de Brandon. Apenas DaQuawn fez isso primeiro de modo simbólico. Seu “segundo método” é um desenho funda- mentando seu trabalho. Quando DaQuawn compartilhou sua Matemática no Ensino Fundamental 347 ideia com a turma, disse, “Eu tomei isso dos oitavos, e assim eu podia diminuí-lo de 78. Isso deixou 1 8. Então mudei [aponta para o quarto de círculo] para 18. Menos 1 8 de... não, some isso a 1 8 para obter 28 mais 1 8 que é igual a 3 8”. O professor de DaQuawn percebe que ele está “lutando arduamente com a leitura e a escrita, embo- ra tenha um bom senso numérico”. Esse professor valoriza corre- tamente o raciocínio dos alunos e o distingue de suas habilidades de expressar ideias. Esses exemplos não apenas ilustram como o trabalho escrito pode forçar os estudantes a explicar seu raciocínio, mas também que eles têm grande difi culdade com qualquer explicação para algoritmos que eles não tenham desenvolvido por si mesmos. Os alunos parecem ter uma preferência por desenhos circu- lares para representar frações. Talvez isso diga algo sobre o uso excessivo daquele modelo. Os desenhos na Figura 17.1 não são precisos. Porém, os alunos não estão fazendo conclusões basea- das no tamanho das fatias, em vez disso, eles estão desenhando para explicar seu raciocínio. Quando os alunos estiverem usando desenhos dessa maneira, não se preocupe com frações desenha- das sem precisão. Como você pede aos alunos para resolver um problema pode fazer toda diferença no que acontecerá na sala de aula. Por exem- plo, considere esse problema: Jack e Jill compraram duas pizzas médias, uma de queijo e uma de pepperoni. Jack comeu 56 de uma pizza e Jill comeu 1 2 de uma pizza. Quanto das pizzas eles comeram juntos? Faça uma pausa e refl ita Tente pensar em dois modos que os alunos resolveriam esse proble- ma, sem usar uma abordagem simbólica de denominador comum. Se os alunos desenharem círculos como no exemplo ante- rior, alguns tentarão preencher o buraco de 16 na pizza. Então, eles precisarão compreender como obter 16 de 1 2. Se conseguem pensar em 12 como 3 6, eles podem usar um do sextos para preen- cher o buraco. Outra abordagem, após desenhar as duas pizzas circulares, é notar que existe uma metade e mais 2 sextos nos 56 de pizza [56 = 36 + 26]. Ponha as duas metades juntas para fazer um inteiro e sobrará mais 26 – obtendo então 1 2 6. Essas são certamente boas soluções que representam o tipo de pensamento informal que você quer encorajar. Agora suponha que você pediu aos alunos para resolver o mesmo problema de pizza usando barras de Cuisenaire ou tiras de fração. A primeira decisão que deve ser feita é qual barra ou tira usar como o todo. Essa decisão não é exigida com um mo- delo circular. O todo deve ser o mesmo para ambas as frações, embora haja uma propensão para usar o inteiro mais fácil para cada fração. Novamente, esse assunto não surge com círculos. Nesse caso, a tira menor que funcionará é a tira 6 (azul-escuro). A Figura 17.2(a) ilustra uma solução. O raciocínio exigido nesta tarefa ajuda a abrir caminho para uma abordagem de denomi- nador comum. A Figura 17.2(b) ilustra como uma adição seme- lhante poderia ser feita com um modelo de conjunto. Como vimos no primeiro exemplo (Figura 17.1), os alu- nos podem e usam métodos informais para a subtração, como também para a adição. Esse raciocínio informal é extremamente importante. Os estudantes devem se sentir confortáveis com os diferentes métodos de tomar frações simples separadamente e recombiná-las de modos que façam sentido. Mantenha as frações em seus problemas “amigáveis” com denominadores não maio- res do que 12. Não há necessidade de adicionar quintos e sétimos ou até quintos e doze avos. Com números assim, desenhos são quase impossíveis e os denominadores comuns muito grandes são sempre exigidos. Embora forçar o uso de um modelo como tiras de fração ou conjuntos possa fazer os alunos se prepararem para a estratégia de denominadores comuns, é melhor permane- cer nessa abordagem a princípio. O mito dos denominadores comuns Os professores comumente dizem aos alunos “para adicio- nar ou subtrair frações, você deve primeiro obter o denominador comum”. A explicação normalmente é algo como, “Afi nal, você não pode adicionar maçãs e laranjas”. Essa declaração bem in- FIGURA 17.1 Estudantes na 5a série mostram como resol- veram o problema 414 – 7 8. Para a maioria dos estudantes, seus métodos baseados em desenhos têm pouca relação com seus algoritmos simbólicos. O trabalho de DaQuawn, um estudante que está em transição – lutando bravamente para construir as novas ideias – é uma exceção. 348 John A. Van de Walle tencionada é essencialmente falsa. Uma declaração correta po- deria ser, “para usar o algoritmo normal de adicionar ou subtrair frações, você deve primeiro obter o denominador comum”. E a explicação seria então, “O algoritmo é projetado para trabalhar apenas com denominadores comuns”. Usando suas próprias estratégias inventadas, os alunos ve- rão que muitas soluções corretas são encontradas sem obter um denominador comum. Considere essas somas e diferenças: 3 4 + 18 12 – 18 23 + 12 112 – 14 123 + 34 Trabalhar com os diferentes modos em que as partes fra- cionárias estão relacionadas umas às outras geralmente fornece soluções sem denominadores comuns. Por exemplo, metades, quartos e oitavos são facilmente relacionados. Também, observe os três terços compondo um inteiro em um círculo como na Figu- ra 17.3. Você já notou que a metade do todo é um terço mais uma metade de um terço ou um sexto [12 = 13 + 16]? A diferença entre um terço e um quarto é um doze avos [13 – 1 4 = 1 12]. Outro modelo útil é um rosto de relógio, onde cada intervalo de cinco minutos é um doze avos do todo. Com relações desse tipo, muitos cálculos de fração podem ser resolvidos sem ter de primeiro obter denomi- nadores comuns. Desenvolvendo o algoritmo Apesar do precedente, é razoável desenvolver um algoritmo para a adição e subtração e as crianças provavelmente precisa- rão de um pouco de orientação para conseguir isso. Ao mesmo tempo, elas podem facilmente fundamentar suas explorações informais e ver que a abordagem de denominador comum é sig- nifi cativa. Denominadores iguais A maioria das listas de objetivos primeiro especifi ca a adi- ção e a subtração com denominadores iguais. Isso é ao mesmo tempo infeliz e desnecessário! Se os alunos têm uma boa base com conceitosde fração, eles devem ser capazes de adicionar ou subtrair frações com mesmo denominador imediatamente. Os alunos que não estão confi antes em resolver problemas como 34 + 2 4 ou 3 7 8 – 1 3 8 quase certamente não possuem ainda bons conceitos de fração e fi carão perdidos em qualquer desenvolvimento adi- cional. A ideia de que o número superior informa a contagem e o número inferior diz o que é contado torna a adição e a subtração de frações com mesmo denominador o mesmo que adicionar e subtrair números inteiros. A facilidade com que os alunos podem ou não adi- cionar frações de mesmo denominador deve ser vi- sualizada como uma importante avaliação do con- ceito antes de empurrar os alunos para um algoritmo mais avançado. Como já indicado, os estudantes que não veem No ta s so bre avaliação Ache uma tira para um todo que permita modelar ambas as frações. Inteiro Que conjunto (tamanho) pode ser usado para o todo? O menor é um conjunto de 15. 1 5 6 1 2 A soma é 1 inteiro e uma barra cinza a mais que um inteiro. Uma barra cinza é da barra azul-escuro. Assim, + = 1 . 1 3 +56 1 2 5 6 1 2 1 3 2 5 4 3 Combine (adicione) as frações. são 6 contadores e são 20 contadores. Em conjuntos de 15, isto é, ou 1 2 5 4 3 26 15 11 15 11 15 (a) (b) 2–5 4–3+ 5–6 1–2+ FIGURA 17.2 Usar modelos para adicionar frações pode insti- gar os alunos a pensar sobre denominadores comuns. 1–6 1–6 1—12 1—12 FIGURA 17.3 Existem muitas relações fracionárias que podem ser observadas simplesmente pensando como metades, terços, quartos, sextos e doze avos se ajustam em um círculo repartido. Matemática no Ensino Fundamental 349 essas somas ou diferenças como triviais provavelmente ainda não compreendem os signifi cados de numerador e denominador. Qualquer desenvolvimento simbólico adicional quase certamente não será compreendido. Uma compreensão dos algoritmos para adição e subtração também é muito dependente de uma compreensão conceitual da equivalência de frações. Desafi e-os a completar uma soma como 38 + 48 e escrever a equação terminada no quadro. Então, em baixo dessa equação, escreva uma segunda soma formada com equivalentes facilmente vistos para cada fração como mostrado aqui: 3 8 + 48 = 78 6 16 + 12 = ? Discuta brevemente o fato de que 38 é equivalente a 6 16 como também 48 a 1 2. Agora desafi e os alunos a escrever a resposta para a segunda equação e dar uma justifi cativa para sua resposta. Eles devem perceber que a resposta é 78. A segunda soma é a mesma que a primeira porque embora as frações pareçam diferentes, elas realmente são os mesmos números. Os estudantes que não per- cebem prontamente isso podem não compreender o conceito de equivalência e um trabalho adicional com equivalência pode ser necessário. ■ Denominadores diferentes Para conseguir que os alunos se aproximem de denominado- res comuns, considere uma tarefa como 58 + 24 onde só uma fração precisa ser mudada. Deixe os alunos usarem qualquer método para conseguir o resultado de 118. Muitos notarão que os modelos para as duas frações fazem um inteiro e existe 18 extra [ 5 8 + 48 = 88 + 18]. A questão chave a levantar nesse momento é “Como pode- mos modifi car esse problema para um que seja tão fácil como quando as partes são as mesmas?”. Para esse exemplo, é relativa- mente fácil ver que quartos podem ser transformados em oitavos. Desafi e-os a usar modelos ou desenhos para explicar por que o problema original e também o problema convertido devem ter a mesma resposta. Em seguida experimente alguns exemplos, onde ambas as frações precisarão ser modifi cadas – por exemplo, 23 + 14. Encoraje os estudantes a resolver esses problemas sem uso de modelos ou desenhos se for possível. Sugira sem cobranças que o uso de frações equivalentes possa ser uma ferramenta mais fácil do que um desenho. Na discussão das resoluções dos alunos, concentre a atenção na ideia de reescrever o problema para torná-lo mais fácil. Verifi que se eles compreenderam que o problema reescrito é o mesmo que o original e, então, deve ter a mesma resposta. É claro que isso pode e deve ser confi rmado pela modelagem de ambas as formas da soma. Porém, se os alunos expressam alguma dúvida sobre a equivalência dos dois problemas (“1 1 12 é realmente a resposta para 23 + 14?”), isso devia ser uma pista de que o conceito de frações equivalentes ainda não foi bem-com- preendido. Conforme os alunos continuem a explorar soluções para somas e diferenças de frações, os modelos devem permanecer disponíveis para uso. Os três exemplos na Figura 17.4 mostram como modelos poderiam ser usados. Note que modelos de tiras de fração e de conjuntos exigem que os alunos pensem sobre o tamanho de um inteiro (todo) que possa ser usado com ambas as frações. O erro mais comum ao adicionar frações é adicionar am- bos os numeradores e denominadores. Em vez de saltar e tentar corrigir esse erro diretamente, aproveite essa oportunidade para uma maravilhosa discussão com a turma. Uma ideia é mostrar 5 6 1 2 Use a barra verde escura como um todo. Ela possui 6 brancas de comprimento. inteiro Isso é exatamente o mesmo que + Reescreva o problema. 9 12 8 12 Use conjuntos de 12. 3–5 1–2+ 3–4 2–3+ 5–6 1–2– 3 4 2 3 3 5 1 2 Essas são as próprias. Então as reescreva. + é o mesmo que + 3 5 1 26 10 5 10 Em termos da barra branca, o problema é o mesmo que 5 6 1 2– 5 6 3 6– FIGURA 17.4 Reescrevendo problemas de adição e de subtra- ção envolvendo frações. 350 John A. Van de Walle mistos em todas as suas atividades com adição e subtração e dei- xe os estudantes resolverem esses problemas de modo que seja signifi cativo para eles. Além disso, é quase certo que os alunos adicionarão os números inteiros primeiro e, então, abordarão as frações usando o algoritmo ou algum método que faça sentido. Para a subtração, lidar primeiro com os números inteiros ainda faz sentido. Considere esse problema: 518 – 3 5 8. Depois de subtrair 3 de 5, os alunos precisarão lidar com os 58. Alguns tirarão 58 da parte inteira, 2, restando 1 3 8, e então mais 1 8 formando 1 4 8. 2 + 3 + 18 – 3 – 58 2 – 58 + 18 1 + 38 + 18 1 + 48 = 148 Outros podem retirar o 18 que está lá e então, 4 8 dos restantes 2. 2 – 58 + 18 2 – 48 1 + 48 = 148 Um terceiro método, mas improvável, é trocar um dos con- juntos por 88, adicioná-lo a 1 8 e então tirar 5 8 dos 9 8 resultantes. Esse último método é o equivalente ao algoritmo tradicional. 2 – 58 + 18 1 + 1 + 18– 58 1 + 89 + 18 – 58 1 + 98 – 58 1 + 48 = 148 Estimativa e métodos simples Com denominadores menores ou iguais a 16, a estimativa usando “boas” frações como metades e quartos normalmente é possível e deve ser encorajada. A estimativa também leva a méto- dos informais que são geralmente mais fáceis que os algoritmos tradicionais para obter respostas exatas. Considere 718 – 2 3 4. Uma primeira estimativa poderia ser 5 [7-2], ignorando as frações. Mas será maior ou menor que 5? Outros poderiam começar considerando que 718 é quase 7 e 2 3 4 está perto de 3, o que resultaria em cerca de 4 [7-3], talvez um pouco mais. Uma vez que os alunos comecem a pensar nesses aos estudantes a seguinte solução para adicionar 12 + 13 que você viu, apresentada por um alunos imaginário de outra turma: Adicione Portanto, . Some as partes superior e inferior. 1–2 1–3 1–2 1–3 2–5+ = Desafi e os alunos a decidir se o colega está certo. Se não estiver, o que está errado com a resolução? Faça uma pausa e refl ita Por que a resposta não pode ser e o que está errado com o racio- cínio do estudante? Concentre-se primeiro na resposta. A soma de 25 é menor que 1 2 quando, de fato, 1 2 + 13 deve ser maior que 12. Quando os alunos estiverem seguros de que a soma não pode ser 25, é válido deixar que eles decidam o que está errado com o raciocínio. A falhano raciocínio é um erro fácil dos estudantes cometerem ao usarem um modelo de fração onde o todo não é um tamanho fi xo como ocorre com as fatias de pizza circular. Nesse exemplo, cada uma das frações na equação é modelada com um todo diferente. Re- lembre a falácia da pizza discutida no Capítulo 16. Múltiplos comuns Muitos alunos têm difi culdade em determinar denominado- res comuns porque não podem apresentar múltiplos comuns dos denominadores rapidamente. Essa é uma habilidade que você pode desejar exercitar, pois também depende de ter um bom co- mando dos fatos fundamentais da multiplicação. A próxima ati- vidade foi elaborada para trabalhar a habilidade de determinar o menor múltiplo comum ou denominadores comuns. Flashes de Cartões MMC Faça cartões para “fl ashes” com pares de números que se- jam denominadores potenciais. A maioria deve ser menor que 16. Para cada cartão, os alunos tentam dar o menor múltiplo comum, ou MMC (veja Figura 17.5). Não deixe de incluir pares que sejam primos, tais como 9 e 5; Os pa- res em que um é múltiplo do outro, como 2 e 8; e pares que tenham um divisor comum, como 8 e 12. Atividade 17.1 Números mistos Um algoritmo independente para a adição e subtração de números mistos não é necessário, embora números mistos sejam com frequência tratados como tópicos separados em livros didá- ticos tradicionais e em algumas listas de objetivos. Evite formar várias camadas de frações com mais outra regra. Inclua números Use pares de números entre 2 e 12. Escreva o MMC no verso. 12 43, 6 62, 18 96, Cartões com divisores comuns maiores podem ser feitos do mesmo modo. FIGURA 17.5 Flashes de cartões menor múltiplo comum (MMC). Matemática no Ensino Fundamental 351 termos (já sabendo que o resultado está entre 4 e 5), um método signifi cativo para obter uma resposta exata geralmente é possível sem usar um algoritmo. Examine os exercícios de fração para adição e subtração em um livro didático das séries fi nais do EF. Verifi que quantos deles você pode fazer sem lápis e papel. Desafi e os alunos a fazer o mesmo. O volume da 6 a série do programa curricular Connected Ma- thematics não dedica muito tempo com a adição e a subtração de frações. Porém, concentra uma atenção considerável em conec- tar frações, decimais e porcentagens. A atividade descrita aqui envolve uma abordagem aberta para adição de fração apropriada àquela série. Matemática Conectada Fonte: Connected Mathematics: Bits and Pieces II: Using Rational Numbers. Direitos Autorais © 2002 pela Universidade Estadual de Michigan, Glenda Lappan, James T. Fey, William M. Fitzger- ald, Susan N. Friel & Elizabeth Difanis Phillips. Publicada pela Pe- arson Education, Inc., publicada em Pearson Prentice Hall. Usado com permissão. Seção A Lapp Bouck Wong Krebs Foley Stewart Gardella Fuentes Fitz Burg Walker Theule Seção B6 a Série: partes e pedaços II Pesquisa 4: somar e subtrair frações Contexto “Partes e Pedaços II” é a segunda unidade completa da 6 a série que explora frações. Na unidade anterior, a ênfase é colocada sobre os signifi cados de fração e as conexões com decimais e porcentagens. Nessa unidade, estratégias para to- das as quatro operações são exploradas também como cálculos com decimais e porcentagens. Descrição de tarefa Este problema se baseia na compreensão dos alunos de frações como parte de uma região. Duas seções de terreno são mostradas no mapa, cada seção tendo 640 acres* (1 milha qua- drada). O problema é dividido em duas partes. Primeiro, os alunos determinam que fração de uma seção (um quadrado) cada pessoa possui. Dando continuidade, eles também deter- minam o número de acres que cada pessoa possui, uma primei- ra aplicação de uma fração vezes um número inteiro. A segunda parte do problema inclui uma pequena tarefa lógica, como também adição de frações, envolvendo os pro- prietários de alguns terrenos vendidos a outros proprietários de terras. Os estudantes recebem pistas sobre as transações. Sua tarefa é redesenhar o mapa, descobrir quanto terreno cada um dos quatro proprietários restantes tem e explicar o seu raciocí- nio. Aqui estão as pistas das transações: Pista 1: Quando todas as vendas forem completadas, qua- tro pessoas – Theule, Fuentes, Wong e Gardella – pos- suem toda a terra nas duas seções. Pista 2: Theule comprou de uma pessoa e agora possui terreno equivalente a 12 de uma seção. Pista 3: Fuentes comprou de três pessoas e agora possui o equivalente a 1332 de uma seção. Pista 4: Gardella agora possui o equivalente a 12 de uma seção. * N. de T.: acre – unidade de medida de superfície agrária, correspon- dente a 40,47 ares ou 4.047 m 2 . Então, 640 acres = 2.590.080 m2 = (1.609) 2 m 2 = 1 milha quadrada. Pista 5: Wong agora possui todo o restante do terreno nas duas seções. Pista 6: Cada um dos quatro donos podem caminhar ao redor de todo o seu terreno sem ter de cruzar o terreno de outra pessoa. De acordo com o manual, a maioria dos alunos acaba sub- dividindo cada seção com uma malha 8 × 8 e usa isso para determinar a parte fracionária de cada parcela. Na discussão, os estudantes são encorajados não apenas a usar seus dese- nhos, mas também a usar a adição de frações para justifi car suas conclusões a partir das pistas. O componente de raciocínio lógico (desafi o) e o ambiente contextualizado desse problema o tornam atraente para estu- dantes na 6 a série. Na lição seguinte, os alunos são desafi ados a descobrir pelo menos um algoritmo (regra) para adicionar frações e outro para subtrair frações. Note como o problema do terreno pode ajudar os alunos a perceber algum valor no uso de denominador comum e prepará-los para planejar seus próprios procedimentos. Séries Finais do EF 352 John A. Van de Walle Multiplicação Quando trabalhamos com números inteiros, dizemos que 3 x 5 signifi ca “3 conjuntos de 5”. O primeiro fator diz quanto do segundo fator você tem ou quer. Esse é um bom lugar para co- meçar. As histórias-problemas simples são um recurso auxiliar signifi cativo nesse desenvolvimento. Exploração informal As histórias-problema que você usar para propor tarefas de multiplicação para as crianças não precisam ser muito elabora- das, mas é importante pensar sobre os números que você usará nos problemas. Uma possível progressão em termos da difi culda- de dos problemas é desenvolvida nas próximas seções. Conceitos iniciais Considere esses dois problemas como boas tarefas iniciais: Há 15 carrinhos na coleção de carros de brinquedo de Michael. Dois terços dos carros são vermelhos. Quantos carros verme- lhos Michael tem? Suzana tem 11 biscoitos. Ela quer compartilhá-los com suas três amigas. Quantos biscoitos Suzana e cada uma de suas amigas receberão? Encontrar a parte fracionária de um número inteiro, a tarefa em ambos os problemas, não é diferente da tarefa de encontrar uma parte fracionária de um todo. No problema dos carrinhos de Michael, pense sobre os 15 carros como o todo e você quer obter 2 3 do todo. Primeiro, encontre o terço, dividindo 15 por 3. Multi- plicar por terços, não importa quantos terços, envolve dividir por 3. O denominador é um divisor. O problema dos biscoitos de Suzana é o mesmo problema de compartilhar discutido no último capítulo. Dividir por 4 é o mesmo que multiplicar por 14. Ou pense nos 11 biscoitos como o todo. Quantos em um quarto? Os biscoitos são usados de modo que os itens possam ser subdivididos. Os muitos modos de os alunos resolverem esses problemas de compartilhar foram discu- tidos no Capítulo 16. Os problemas em que o primeiro fator ou multiplicador é um número inteiro também são importantes. Wayne encheu 5 garrafas com 23 de litros de refrigerante em cada garrafa. Quanto refrigerante Wayne usou? Esse problema pode ser resolvido de diferentes maneiras. Algumas crianças juntarão os terços, fazendo conjuntos confor- me consigam. Outroscontarão todos os terços e então descobri- rão quantos litros inteiros existem em 10 terços. Partes unitárias sem subdivisões Para expandir as ideias apresentadas, considere estes três problemas: Você tem sobrando 34 de uma pizza. Se você der 1 3 da sobra de pizza a seu irmão, quanto de uma pizza inteira seu irmão terá? Alguém comeu do bolo, deixando apenas . Se você comer 23 do bolo que sobrou, quanto de um bolo inteiro você comerá? Glória usou 212 tubos de tinta azul para pintar o céu em seu quadro. Cada tubo possui 45 onças* de tinta. Quantas onças de tinta azul Glória usou? Note que as unidades ou partes fracionárias nesses proble- mas não precisam ser mais subdivididas. O primeiro problema é 1 3 de três coisas, o segundo é 2 3 de nove coisas e o último é 2 1 2 de quatro coisas. O enfoque permanece no número de partes da uni- dade no todo e então, o tamanho das partes determina o número de conjuntos. A Figura 17.6 mostra como problemas desse tipo poderiam ser modelados. Porém, é muito importante deixar os alunos modelar e resolver esses problemas a seu próprio modo, usando quaisquer modelos ou desenhos que eles escolherem. Exija apenas que eles consigam explicar seu raciocínio. * N de T.: antiga unidade de medida de peso de diversos países, com valo- res que variam entre 24 g e 33 g. Existem 6 contadores em , então existem 4 contadores em × . 6 8 2 3 6 8 Use conjuntos de 8 para modelar os oitavos. Use hexágonos como inteiros. Pegue de cada inteiro.1 3 de 2 = ou13 2 3 Queremos desses34 4 5 de =3 4 4 5 3 5 de 4 coisas é 3 coisas. 3 4 2– 3 6– 8 × 3– 4 4– 5 × 1– 3 2× FIGURA 17.6 Modelando problemas de multiplicação em que os pedaços da unidade não exijam maior subdivisão. Matemática no Ensino Fundamental 353 Subdividindo as partes da unidade Quando os pedaços precisarem ser subdivididos em partes menores da unidade, os problemas se tornam mais desafi adores. Zack ainda tem 23 do gramado para cortar. Após o almoço, ele cortou 34 da grama que faltava. Quanto do gramado inteiro Zack cortou após o almoço? O zoólogo tinha uma garrafa enorme da bebida favorita dos animais, a Zoo-Cola. O macaco bebeu 15 da garrafa. A zebra be- beu 23 do que sobrou. Quanta da garrafa de Zoo-Cola a zebra bebeu? Faça uma pausa e refl ita Pare por um momento e tente compreender como você resolveria cada um desses problemas usando modelos e analisando o signifi ca- do das frações. Faça desenhos e fi guras para lhe ajudar, mas não use um algoritmo computacional. No problema do gramado de Zack é necessário encontrar quartos de duas coisas, os dois terços da grama que falta cortar. No problema da Zoo-Cola, você precisa de terços de quatro coi- sas, os 4 quintos da bebida que sobrou. Novamente, os conceitos de o número superior ser o contador e o número de parte inferior nomear o que é contado desempenham um papel importante. A Figura 17.7 mostra duas soluções possíveis para o problema do gramado de Zack. Abordagens semelhantes podem ser usadas para o problema da Zoo-Cola. Você pode ter usado desenhos di- ferentes, mas as ideias devem ser as mesmas. Se os alunos usarem contadores para modelar problemas onde as unidades exijam subdivisão, surge uma difi culdade adi- cional. A Figura 17.8 ilustra o que poderia acontecer ao resolver o problema 35 × 2 3. (Três quintos de 2 3 de um inteiro é quanto do inteiro?) Aqui a representação de um inteiro deve ser mudada de modo que o terço possa ser subdividido. Conjuntos de 6, 9 e 12 podem todos ser usados para mostrar os terços. Para cada um desses, porém, 23 de um inteiro não pode ser dividido em 5 partes para obter 35. Quando um conjunto de 15 é usado como inteiro, 2 3 é mostrado com 10 contadores e o problema pode ser resolvi- do. Não desencoraje os estudantes a usar contadores, mas esteja preparado para ajudá-los a encontrar caminhos para mostrar os terços usando conjuntos maiores. O problema na Figura 17.8 ofe- rece outro possível caminho que me- rece ser mencionado. Como não há contexto para o problema, por que não usar a propriedade comutativa – girar os fatores e considerar 23 de 3 5. Uau! Você percebe que a resposta é 2/5 quase imediatamente? Desenvolvendo o algoritmo Se você dedicar um tempo adequado para que seus alunos explorem a multiplicação de frações como acabamos de descre- ver, o algoritmo da multiplicação tradicional será relativamente simples de desenvolver. Passe de problemas contextualizados para um cálculo direto. Faça os alunos usarem um quadrado ou um retângulo como modelo. Uma tarefa inicial Para propor uma tarefa baseada em problemas aos alunos, lhes forneça um desenho de 34 de um quadrado como mostrado na Figura 17.9. A tarefa é usar o desenho para determinar o produto 35 × 34 (três quintos de três quartos de um inteiro) e ex- plicar o resultado. Lembre-se que você quer determinar uma parte fracionária da parte sombreada. A unidade, porém, o modo que as partes são medidas, deve permanecer o quadrado inteiro. Corte todos os 3 terços em 4 partes. Cada parte é . Três quartos dos 8 doze avos da grama que falta cortar é . 6 12 1 12 Corte cada terço pela metade e pegue 3 partes. Metade de um terço é um sexto, então é .3 6 3– 4 2– 3Quanto é de ? FIGURA 17.7 Soluções para produtos de fração quando as partes da unidade precisam ser subdivididas. ou 25 6 15 Use contadores. Precisamos de terços. Experimente conjuntos de 3. são 10 contadores.23 de 10 são 2 contadores.15 de 10 são 6 contadores.35 ×35 2 3 3– 5 2– 3 × Obtemos , mas isso não pode ser dividido em 5 partes. Experimente um número maior. 2 3 FIGURA 17.8 Modelando a multiplicação de frações com con- tadores. Um plano de lição ex- pandida para os alunos explorarem multipli- cação de frações pode ser encontrado no site www.artmed.com.br. U l d li ã LIÇÃO EXPANDIDA 354 John A. Van de Walle Desenhado como mostrado, o caminho mais fácil para obter 3 4 da região sombreada é dividi-la em quartos usando linhas em direções opostas. Então o problema é determinar que tipos de partes da unidade essas partes são. Embora os alunos possam não pensar nisso, um método fácil de fazê-lo é estender as li- nhas, subdividindo todo o inteiro em quartos. Então o produto dos denominadores diz quantos pedaços estão no todo (o tipo da unidade) e o produto dos numeradores diz o número de pedaços no produto. Evite empurrar os alunos para formalizar a regra ou algo- ritmo de multiplicar os números na parte superior e inferior. Muitos estudantes simplesmente contarão cada menor parte nos desenhos e não notarão que os números de fi las e colunas são realmente os dois numeradores e os dois denominadores, respec- tivamente. Você pode orientar os alunos nesse sentido propondo um problema com o esboço inicial, mas pedindo que eles deter- minem o produto sem mais desenhos. Experimente 78 × 45, onde os números tornam quase obrigatório você multiplicar. Alerta: Muitos textos tornam essa abordagem de fatiar qua- drados, tão mecânica que ela acaba realmente se tornando um algoritmo sem sentido. É dito aos alunos para sombrear um qua- drado de um jeito para o primeiro fator e do modo oposto para o segundo fator. Sem fundamentação, eles são informados que o produto é a região que é duplamente sombreada. Desse jeito, você também poderia apresentar a regra aos alunos e esquecer as explicações. Fatores maiores que um Muitos livros didáticos fazem os alunos mudarem os nú- meros mistos para frações impróprias a fi m de multiplicá-los. Naquele modo, o mesmo algoritmo pode ser aplicado. Embora não exista nada matematicamente errado com esse método, não é necessário. Enquanto os alunos explorarem a multiplicação, comece a incluir tarefas onde um dos fatores seja um número misto. Por exemplo, 34 × 212. Os estudantes que compreenderem que 212 signifi ca 2 + 12 quase certamentemultiplicarão 34 × 2 e 34 × 12 e adicionarão os resultados – usando a propriedade distributiva. Quando ambos os fatores são números mistos, há quatro produtos parciais, do mesmo modo que ocorre quando multipli- cando 2 números de dois algarismos. Faça uma pausa e refl ita Determine os quatro produtos parciais nesta multiplicação: 3 × 2 . A Figura 17.10 mostra como esse produto poderia ser des- coberto multiplicando as partes individuais. Na maioria dos ca- sos, as frações resultantes provavelmente não são difíceis de tra- balhar. Mais importante, o processo é mais conceitual e também é adequado à estimativa, antes ou depois dos produtos parciais serem determinados. A Figura 17.11 mostra como o mesmo produto é modelado usando a abordagem de área usada para frações menores que 1. Note que mudando esse problema relativamente simples para fra- ções impróprias e aplicando o algoritmo, o resultado seria 9912, uma fração bastante difícil de ser vista. O método de produto parcial da Figura 17.10 parece fazer muito mais sentido. Note que os mes- mos quatro produtos parciais da Figura 17.10 podem ser encontra- dos no retângulo na Figura 17.11. Isso significa de um conjunto de . Para obter o produto, forme e então separe dele.3 5 3 4 3 5 3 4 Desenhe todas as linhas em uma direção. 3 5 3 5 Esta região é o PRODUTO. É de . 5 4 3 3 Existem três filas e três colunas no PRODUTO ou 3 × 3 partes. O TODO é agora cinco filas e quatro colunas, então existem 5×4 partes no todo. O PRODUTO = × 3 5 3 4 9 20 Número de partes no produto Tipo de partes 3 × × 3 = = 45 = Se você estender as linhas divisórias por todo o quadrado, você poderá determinar que parte fracionária cada peça representa. 3– 5 3– 4 × FIGURA 17.9 Desenvolvimento do algoritmo para a multiplicação de frações. FIGURA 17.10 Quando se multiplica dois números mistos, ha- verá quatro produtos parciais. Estes podem então ser adicionados até se obter o produto total ou uma estimativa pode ser sufi cien- te. Aqui a resposta é próxima de 8. [quase quatro × quase dois] Matemática no Ensino Fundamental 355 Técnicas mentais e estimativas Continuando com o mesmo produto de 323 × 214 por um momento, como você estimaria a resposta? Usando a técnica de estimativa de arredondar um fator para cima e o outro para baixo, esse produto poderia ser estimado como 4 × 2. Essa estimativa simples pode ser tudo que é necessário em um con- texto real. Também é boa o sufi ciente para ajudar os alunos a verifi car se sua resposta calculada está dentro dos limites esperados. No mundo real, existem muitas instâncias em que o pro- duto de um número inteiro por uma fração ocorre e onde uma estimativa mental ou até uma resposta exata seja bastante útil. Por exemplo, artigos de venda são geralmente listados como “desconto de 14”, ou lemos sobre o “aumento de 1 3” no número de eleitores registrados. As frações são substitutos excelentes para porcentagens, como você verá no próximo capítulo. Para obter uma estimativa de 60% de R$ 36,69, é muito útil pensar em 60% como 35 ou como um pouco menos que 2 3. Esses produtos de frações com números inteiros grandes po- dem ser mentalmente calculados pensando sobre os signifi cados dos números nas partes superior e inferior da fração. Por exem- plo, 35 são 3 de um quinto. Então, se você quiser 3 5 de 350, por exemplo, primeiro pense sobre um quinto de 350, ou 70. Se um quinto é 70, então três quintos são 3 × 70 ou 210. Embora esse exemplo tenha números muito adaptáveis, ilustra um processo para multiplicar mentalmente um número grande por uma fra- ção: Primeiro determine a parte da unidade fracionária e então multiplique pelo número de partes que você quer. Quando os números não forem tão simpáticos, encoraje os alunos a usar números compatíveis. Para estimar 35 de R$ 36,69, um número compatível [com 15] útil é R$ 35,00. Um quinto de 35 é 7, então três quintos são 3 × 7 ou 21. Agora ajuste um pouco – talvez acrescente uns 50 centavos a mais, obtendo uma estima- tiva de R$ 21,50. Os alunos devem praticar a estimativa de números inteiros vezes frações em muitos contextos reais: 314 galões de tinta à R$ 14,95 por galão ou 78 dos 476 alunos que assistiram ao jogo de futebol nessa sexta-feira. Ao trabalharem com decimais e por- centagens, essas habilidades serão revisitadas e mais uma vez, a matemática parecerá mais conectada do que desconectada. Divisão “Inverta o divisor e multiplique” é provavelmente uma das regras mais misteriosas na matemática elementar. Queremos evitar esse mistério a todo custo. Porém, primeiro faz sentido examinar a divisão com frações de uma perspectiva mais fa- miliar. Como com as outras operações, volte ao signifi cado da divi- são com números inteiros. Recorde que há dois signifi cados para a divisão: Partição e Medida. Revisaremos brevemente ambos os signifi cados e veremos algumas histórias-problemas envolvendo frações. (Você pode compor um problema textual agora mesmo que resultaria no cálculo de 2 12 ÷ 14?) Você deve fazer os alunos explorarem ambos os problema de medida e de partição. Aqui nós discutiremos cada tipo de pro- blema separadamente para maior clareza. Em sala de aula, os tipos de problemas devem provavelmente ser misturados. Como com a multiplicação, como os números se relacionam uns aos outros nos problemas tende a afetar a difi culdade. Exploração informal: conceito de partição Com muita frequência pensamos sobre os problemas de partição estritamente como problemas de compartilhar: 24 ma- çãs a serem compartilhadas entre 4 amigos. Quantas maçãs cada amigo obterá? Recorde do Capítulo 10, porém, que essa mesma estrutura de compartilhamento se aplica em problemas de taxas: Se você caminha 12 quilômetros em 3 horas quantos quilôme- tros você caminha em uma hora? Ambos os problemas são, de fato, problemas de partição, faça as perguntas, “Quanto é um?”, “Quanto é a quantidade para um amigo?”, “Quantos quilômetros Todo 2 1 3 ou O PRODUTO é 3 conjuntos de 2 .23 1 4 = Há 11 filas e 9 colunas, ou 11 × 9 partes, no PRODUTO. O INTEIRO agora tem três filas e quatro colunas ou 3 × 4 partes. 3 × 2 = × = PRODUTO =2–3 1–4 9–4 11—3 Número de partes de partesTipos == = 8 3–4 99—12 11 × 9——— 3 × 4 2–3 11—3 1–4 9–4 2– 3 1– 4× 23 FIGURA 17.11 A mesma abordagem usada para desenvol- ver o algoritmo para frações menores que 1 pode ser expandida para números mistos. 356 John A. Van de Walle são percorridos em uma hora?”; 24 é a quantidade para os 4 ami- gos, 12 quilômetros é a quantidade para as 3 horas. Divisores de número inteiro Ter uma quantidade total sendo uma fração com o divisor um número inteiro não é realmente um grande salto. Esses pro- blemas ainda são fáceis de pensar como situações de comparti- lhamento. Porém, ao trabalhar nessas questões, observe que você está respondendo a questão, “Quanto é o todo?” ou “Quanto por um?”. Cássia tem 514 metros de tira para fazer três laços para presen- tes de aniversário. Quanta tira ela deve usar para cada laço se ela quiser usar o mesmo comprimento de tira em cada laço? Quando o 514 é pensado como partes fracionárias, existem 21 quartos a compartilhar ou 7 quartos para cada tira. Alterna- tivamente, poderia se pensar em primeiro distribuir 1 metro por laço, deixando 214 metros ou 9 quartos. Esses 9 quartos são então compartilhados, 3 quartos por laço, para um total de 134 metros para cada laço. Independente do processo particular, as partes da unidade não exigiram subdivisão adicional a fi m de fazer a divisão. No próximo problema, as partes devem ser divididas em partes menores. Marcos tem 114 de hora para terminar suas três tarefas domés- ticas. Se ele dividir seu tempo uniformemente, quanto tempo ele pode dar a cada uma das tarefas?Note que a pergunta é “Quanto tempo para uma tarefa?”. Os 5 quartos de uma hora que Marcos tem não são divisíveis nitida- mente em três partes. Então algumas ou todas as partes devem ser subdivididas. A Figura 17.12 mostra três modelos diferentes para realizar isso. Em cada caso, todos os quartos são subdivi- didos em três partes iguais, produzindo doze avos. Há um total de 15 doze avos ou 1512 horas para cada tarefa (Teste essa resposta contra a solução em minutos: 114 de hora fazem 75 minutos, que divididos em 3 tarefas dá 25 minutos por tarefa). Divisores fracionários O conceito de compartilhar parece falhar quando o divisor é uma fração. Porém, é muito útil para manter em mente que para problemas de partição e de taxas a questão fundamental é “Quan- to para cada um?”. De modo interessante, essa é exatamente o segundo tipo de questão nas tarefas parte-todo do Capítulo 16: Dada a parte, ache o todo – quanto é um? Por exemplo, se um conjunto de 18 contadores é 214, quanto é um conjunto todo? Ao resolver esses problemas, a primeira tarefa é encontrar o número em um quarto e então multiplicar por 4 para obter quatro quartos ou uma unidade. Vamos ver se podemos ver o mesmo processo no seguinte problema: Elizabeth comprou 313 quilos de tomates a R$ 2,50. Quanto ela pagou por quilo? Faça uma pausa e refl ita A quantidade dada de R$ 2,50 é distribuída por 313 quilos. Quan- to custa 1 quilo? Resolva o problema do mesmo modo que você resolveria um problema parte-todo. Tente resolver agora, antes de continuar a leitura. Em 313 existem 10 terços. Como R$ 2,50 cobrem (ou é dis- tribuído) dez terços, 1 terço é coberto por um décimo dos R$ 2,50 ou 25 centavos. Existem 3 terços em um. Então, 75 centavos devem cobrir 1 quilo ou 75 centavos por quilo. 1 de horas para fazer três tarefas. Quanto tempo para cada tarefa? 1–4 (1 dividido em 3 conjuntos iguais) 1–4 Uma abordagem é dividir cada quarto em 3 partes. horas por tarefa5—12 1 de horas1–4 1 de horas 15 partes de 12 avos. 5 em cada tarefa. 1–4 É necessário ser capaz de dividir cada quarto em 3 partes. Use conjuntos de 12 como um inteiro. 1 de horas1–4 15 contadores em 1 . Coloque 5 em cada conjunto. Cada contador é ou 5 minutos. 1–4 1—12 FIGURA 17.12 Três modelos de divisão de partição com um divisor de número inteiro. Matemática no Ensino Fundamental 357 Experimente os seguintes problemas usando uma estratégia semelhante. Daniel pagou R$ 2,40 por uma caixa de 34 quilos de doces. Quanto custa um quilo? Adriana descobriu que se caminhar rápido durante seu exer- cício matutino, ela consegue percorrer 212 quilômetros em 3 4 de uma hora. Ela quer saber quantos quilômetros por hora está correndo. Em ambos os problemas, primeiro encontre a quantidade para um quarto e então o valor de um inteiro. O problema da ca- minhada de Adriana é um pouco mais difícil porque os 212 quilô- metros ou 5 meios quilômetros não são nitidamente divisíveis em três partes. Se isso for difícil para você, tente dividir cada metade em três partes. Desenhe fi guras ou use modelos se isso ajudar. Exploração informal: conceito de medida Quase todas as explorações de divisão com frações encon- tradas no currículo das séries iniciais e fi nais do EF envolvem o conceito de medida. Para revisar, 13 ÷ 3 com esse conceito signifi ca “Quantos conjuntos de 3 há em 13?”. Aqui temos um ambiente contextualizado: Se você tiver 13 quartos de limona- da, quantas cantinas contendo cada uma 3 quartos você pode encher? Uma ideia básica para lidar com esse exemplo envolve lidar com aquele último quarto após encher as primeiras quatro cantinas. Se você continuar a encher uma quinta cantina, obterá apenas um quarto. Ela será preenchida apenas de um terço. Então uma resposta é 413 cantinas. Como esse é o conceito de divisão é bem predominante nos livros didáticos e será usado para desenvolver um algoritmo para dividir frações, é importante que os alunos explorem essa ideia em situações contextualizadas. Resultados de números inteiros Os alunos prontamente compreendem problemas do tipo: Você está indo a uma festa de aniversário. Da fábrica de sor- vete “Ben & Jerry” você compra 6 quartilhos* de sorvete. Se você servir 34 de um quartilho de sorvete para cada convidado, quantos convidados podem ser servidos? (Schifter, Bastable e Russell, 1999b, p. 120) Os alunos tipicamente desenham fi guras de seis coisas di- vididas em quartos e contam quantos conjuntos de 34 podem ser * N. de T.: quartilho é uma unidade de medida de capacidade anglo-saxô- nica para líquidos, equivalente a 1,136 litros no Canadá e a 0,568 litros no Reino Unido. obtidos. A difi culdade está em ver isso como 6 ÷ 3 4 , e esta parte exigirá alguma orientação direta de sua parte. Uma ideia é com- parar o problema a um outro, envolvendo números inteiros (6 quartilhos, 2 por convidado) e fazer uma análise. Aqui temos um problema ligeiramente mais complexo: O Sr. Brown, um fazendeiro, descobriu que tinha 214 galões de concentrado de fertilizante líquido. É necessário 34 de galão para fazer um tanque completo com mistura de fertilizante. Quantos tanques cheios de mistura ele pode produzir? Tente resolver esse problema sozinho. Use qualquer mo- delo ou desenho que você quiser para ajudar a explicar o que está fazendo. Observe que você está tentando descobrir quantos conjuntos de 3 quartos estão em um conjunto de 9 quartos. Sua resposta deve ser 3 tanques cheios (não 3 quartos). Aqui temos outro problema para você experimentar: Linda tem 423 metros de tecido. Ela está fazendo roupas de bebê para o bazar. Cada padrão de vestidinhos precisa de 116 metros de tecido. Quantos vestidinhos ela poderá fazer com o tecido que tem? O que torna esse problema um pouco diferente é que a quan- tidade dada está em terços e o divisor está em sextos. Como você quer medir “conjuntos” de 116, em algum lugar na resolução, os sextos precisarão ser usados. Duas ideias são apresentadas na Fi- gura 17.13. Respostas que não são números inteiros Se Linda tivesse 5 metros de tecido, ela poderia fazer apenas quatro vestidos porque um vestido incompleto não faz sentido. Mas suponha que o fazendeiro Sr. Brown começou com 4 ga- lões de concentrado. Após fazer cinco tanques de mistura, ele teria usado 154 ou 3 3 4 galões do concentrado. Com o 1 4 do galão que sobrou ele poderia fazer um tanque parcial de mistura. Ele pode fazer 13 de um tanque de mistura, pois é necessário 3 quartos para fazer um todo e ele tem 1 quarto de um galão. Aqui temos outro problema para explorar: João está construindo um pátio. Cada seção exige 23 de uma jarda** cúbica de concreto. O caminhão de concreto carrega 214 jardas cúbicas de concreto. Se não houver quantidade sufi cien- te para completar uma seção, João pode fazer uma divisão e concretar uma seção parcial. João pode fazer quantas seções com o concreto de uma carga de caminhão? ** N. de T.: jarda é uma unidade de medida de comprimento, inglesa e norte- americana, equivalente a 91, 44 cm ou três pés, próxima de um metro. 358 John A. Van de Walle Faça uma pausa e refl ita Você deve primeiro tentar resolver esse problema de uma maneira signifi cativa para você. Pare e tente fazer isso agora. Após resolvê-lo de seu modo, tente este método: mude todos os números para a mesma unidade (doze avos). Então o proble- ma se torna: Quantos conjuntos de 8 doze avos há em um conjun- to de 27 doze avos? A Figura 17.14 mostra dois problemas não contextualizados resolvidos desse mesmo modo, cada um com um modelo diferente. Isto é, em ambos o dividendo ou quan- tidade dada e o divisor são expressos no mesmo tipo de partes fracionárias. Isto resulta em um problema de divisão de número inteiro (No problema concreto, a resposta é a mesma que 27 ÷ 8). Em sala de aula, após os alunos resolveram problemas como esses usando seus próprios métodos, sugira essa abordagemde unidade comum. Desenvolvendo os algoritmos Existem dois algoritmos diferentes para a divisão de frações. Os métodos de ensinar ambos os algoritmos são discutidos aqui. O algoritmo de denominador comum O algoritmo de denominador comum se baseia no conceito de medida ou subtração repetida da divisão. Considere o pro- blema 35 ÷ 12. Como mostrado na Figura 17.15, uma vez que cada número seja expresso em termos da mesma parte fracionária, a resposta é exatamente a mesma que o problema de número in- teiro 10 ÷ 3. O nome da parte fracionária (o denominador) não é mais importante e o problema passa a ser dividir os numeradores. A regra ou algoritmo resultante, então, é: para dividir frações, primeiro identifi que denominadores comuns e então divida os numeradores. Por exemplo, 53 ÷ 14 = 2012÷ 3 12 = 20 ÷ 3 = 203 = 623. Experimente usar fatias de torta, tiras de fração e então con- juntos de contadores para modelar 123 ÷ 34 e 38 ÷ 12 para lhe ajudar a desenvolver esse algoritmo. O algoritmo de inverter e multiplicar Inverter o divisor e multiplicar pode ser um dos procedi- mentos pior compreendidos no currículo do EF. (Você sabe por que inverter e multiplicar funciona?) De maneira interessante, em um estudo muito discutido sobre professores chineses e nor- 2– 3 1– 6÷ 14 Eu reparti os dois terços em quatro sextos. Então usei um inteiro e um sexto para cada peça. Formaram 4 peças. Eu reparti tudo em sextos. Isso fez 24 (dos 4) e mais 4 dos . Isso totalizou 28. Então 1 são , assim dividi os 28 por 4 e obtive 7. 1 6 2 3 7 6 FIGURA 17.13 Duas soluções para o problema: Quantos comprimentos de 1 metros podem ser cortados de 423 metros de tecido? Quantos conjuntos de podem ser formados com 1 ? Transforme tudo para doze avos. Escolha conjuntos de 10 como o todo. 1 conjunto Assim ÷ = .2–5 1–2 4–5 são 5 contadores 1–2 são 4 contadores 2–5 Há 1 conjuntos de em . 7–8 8—12 15—12 Quantos conjuntos de em ? 1–2 2–5 Quantos conjuntos de 5 em um conjunto de 4? 2–3 Conjuntos de 2–3 1 conjunto de 2–3 1 é 15 doze avos.1–4 1–4 de um conjunto7–8 Cada conjunto de é formado por 8 doze avos. 2–3 de um conjunto de 5 4–5 2– 5 1– 2÷ 1– 4 2– 3÷1 FIGURA 17.14 Modelos para o conceito de medida da divi- são de fração. Matemática no Ensino Fundamental 359 te-americanos, Liping Ma (1999) descobriu que a maioria dos professores chineses não só usam e ensinam esse algoritmo, mas também compreendem por que funciona. Os professores nos Estados Unidos se mostraram profundamente carentes em sua compreensão da divisão de fração. Se você retornar aos poucos problemas de partição discuti- dos, você descobrirá que resolvê-los quase imediatamente pro- voca o algoritmo de inverter e multiplicar. Vamos olhar mais um exemplo em que ambos o dividendo e o divisor sejam frações próprias. Um pequeno balde pode ser preenchido até 78 usando 2 3 de um galão de água. Quanto o balde pode comportar se for comple- tamente preenchido? Ignore temporariamente que a quantidade é 23 de um galão da água. Desenhe uma fi gura simples como a da Figura 17.16. Novamente, recorde os problemas parte-todo em que a tare- fa era achar o todo. Isso é feito aqui – encontrar um balde inteiro, se a água dada é 78 do todo. Um balde cheio é 8 8. Como a água no balde é sete das oito partes necessárias para encher o balde, divi- dir a água por 7 e multiplicar aquela quantidade por 8 resolve o problema. Então, tome o 23, divida por 7 e multiplique por 8. Agora recorde os signifi cados de denominador e numera- dor. O denominador em uma fração divide o inteiro em partes, e desse modo indica o tipo de parte. O denominador é um divisor. O numerador nos diz a quantidade dessas partes. O numerador é um multiplicador. No problema dividimos o 23 por 7 e multiplica- mos por 8. Então, multiplicamos o 23 por 8 7. Em muitos livros didáticos das séries fi nais do EF, uma jus- tifi cativa mais simbólica para o procedimento de inverter e multi- plicar é oferecida. Essas explicações são semelhantes à mostrada na Figura 17.17. Faça uma pausa e refl ita Leia a explicação na Figura 17.17. Essa razão é mais ou menos sig- nifi cativa para você do que a baseada no problema com o balde de água? Dada sua escolha, que algoritmo – denominador comum ou inverter e multiplicar – você selecionaria para ensinar aos seus alunos? Decisões curriculares As suas respostas à questão recém-formulada podem ter uma infl uência em como você ensina a divisão de frações. Não importa muito como os alunos façam as operações, desde que possam realizá-las de modo signifi cativo e com precisão de um modo razoavelmente efi ciente. Cada um dos algoritmos é válido. Independente de que algoritmo seja a sua meta, você está forte- mente aconselhado a se fundamentar em um trabalho informal com histórias-problema. A maioria das histórias-problema dos livros didáticos para a divisão de fração parecem ser problemas de medida. Esse não é o caso na China. Nos Estados Unidos, muito pouca pesquisa foi realizada para explorar a abordagem de partição de inverter e multiplicar. O site da NLVM (http://nlvm.usu.edu/en/nav/vlibra- ry.html) tem uma boa coleção de applets sobre fra- ção. O Number bar lines permite ao usuário colocar barras de qualquer comprimento fracionário ao lon- go de uma reta numérica. A reta numérica pode ser ajustada para ter incrementos de 12 a 1 15, mas o usuário deve decidir. Por exem- N ot as te cnológicas 1–2 5–3 1–2 5–3 significa “Quantos conjuntos de há em ?” Reformule o problema com denominadores comuns: 3–6 10—6“Quantos conjuntos de há em ?” 5–3 10—6= 1–2 3–6= 1–3 10—3 1–2 5–3 3–63 conjuntos de ou conjuntos de em . Faça conjuntos de dos ”3–6 10—6 5–3 1–2 10—3 10—3 3–3÷ ÷ ÷= = ou10 3 5– 3 1– 2 ÷ FIGURA 17.15 Modelos para o método de denominador co- mum para a divisão de fração. 7–8 preenchido2–3 galão FIGURA 17.16 O balde está 78 cheio. Um sétimo da água ve- zes 8 é a quantidade necessária para preencher o balde inteiro. 360 John A. Van de Walle plo, se barras de 34 e 1 3 são colocadas ponta a ponta, o resultado não pode ser lido no applet até os incrementos estarem em doze avos. Uma tarefa de divisão é bem ilustrada com as barras na abertura do applet. Rectangle multiplication (também no site NLVM) mostra o modelo de área para a multiplicação de quaisquer duas frações até 2 × 2. Embora o applet faça um trabalho excelente ao conec- tar o modelo à equação, muito do trabalho de raciocinar é tirado do usuário. Mesmo assim continua sendo recomendado. O Fractions operations da Tenth planet (Sunburst) é um dos poucos softwares que fazem um trabalho razoavelmente bom no desenvolvimento de conceitos das operações com frações por meio de gráfi cos e áudio inteligentes. A multiplicação e a divi- são estão especialmente bem feitas. O lado negativo é que muito pouco raciocínio refl exivo é exigido do usuário. Uma sugestão para esse e outros programas semelhantes é usá-los com a turma toda, parando em momentos apropriados de modo que os alunos possam trabalhar no problema ao espírito de uma abordagem ba- seada em resolução de problemas. Portanto, Multiplique ambos os lados por . = ( ) 6–5 ( é o inverso de .)6–5 5–6 Escreva a equação em uma forma equivalente como o produto com um fator desconhecido. = ×3–4 × × ×3–4 6–5 =× × 13–4 6–5 =×3–4 6–5 6–5 5–6 = =÷ ×3–4 3–4 6–5 5–6 Mas também =÷3–4 5–6 5–6 Em geral ÷ =a–b c–d × a–b d–c 3– 4 5– 6÷ = FIGURA 17.17 Para dividir, inverta o divisor e multiplique. Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual da Instituição, você encontra a obra na íntegra.
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