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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO UFMA CURSO DE PRIMEIRA LICENCIATURA EM MATEMÁTICA A IMPORTÂNCIA DA MODELAGEM MATEMÁTICA : UM NOVO OLHAR PARA O ENSINO E APRENDIZAGEM DA MATEMÁTICA Marcely silva sarafim Barra Do Corda - MA 2021 A IMPORTÂNCIA DA MODELAGEM MATEMÁTICA : UM NOVO OLHAR PARA O ENSINO E APRENDIZAGEM DA MATEMÁTICA Pré-projeto de Trabalho de Conclusão de Curso apresentado na Faculdade de Matemática da UFMA como requisito básico para a conclusão do Curso de licenciatura em Matemática Orientador (a): José Antônio Pires Ferreira Marão Barra Do Corda - MA 2021 SUMÁRIO INTRODUÇÃO – TEMA E PROBLEMATIZAÇÃO ....................................................... 1 JUSTIFICATIVA .......................................................................................................... 2 OBJETIVOS ................................................................................................................ 3 3.1 Objetivo Geral ..................................................................................................... 3 3.2 Objetivos Específicos ........................................................................................... 4 METODOLOGIA DA PESQUISA................................................................................. 4 CRONOGRAMA .......................................................................................................... 7 REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 9 1 INTRODUÇÃO – TEMA E PROBLEMATIZAÇÃO A IMPORTÂNCIA DA MODELAGEM MATEMÁTICA UM NOVO OLHAR PARA O ENSINO E APRENDIZAGEM DA MATEMÁTICA Sabendo que a matemática está inserida em diversos contextos, lugares e ciências, é possível levar a seguinte hipótese : Como a modelagem matemática pode acrescentar durante o processo de ensino e aprendizagem? Este projeto tem como intenção apresentar modelagem matemática um novo caminho tanto para o desenvolvimento das atividades matemáticas quando para a inserção da Matemática no ambiente escolar. No ponto de vista psicológico e dentro das análises pedagógicas, o conhecimento da matemática na modelagem atualmente usada, é vista como resultado da atividade própria do indivíduo, onde é possível observar a comunicação com pessoas e situações do cotidiano em que vive. Mas, ainda existem evidências que provam que, os moldes em que são usados para ensinar a matemática na atualidade, ainda estão ligados a memorização, a fixação do conteúdo ainda vem sendo feito atrás da exposição de fórmulas e metodologias que buscam resolver exercícios sem a devida atenção a compreensão das representações que se podem apresentar de cada conteúdo. Fatos esses que reforçam o visível desinteresse do aluno pela matéria, especialmente alunos de escolas públicas. O que resulta na importância de novos métodos de ensino e a necessidade de visar o uso de novas metodologia matemática nas escolas e formações de professores. Deste modo, entendemos que as metodologias de ensino facilitem mais a compreensão e menos a memorização de fórmulas matemáticas, tornem – se imprescindíveis para o ensino desta componente curricular, visto que, a partir de novos modos de apresentar os conteúdos pode fazer com que o aluno desenvolva interesse pela matéria e se sinta motivado a buscar e sanar dúvidas por si próprio. Nesse sentido, Machado (2006, p.12) adverte que, legalmente são instituídos os PCN (Parâmetros Curriculares Nacionais), que propõem “práticas educativas adequadas às necessidades sociais, políticas, econômicas e culturais à realidade brasileira”. Isso implica em um ensino voltado à realidade do aluno, ao seu contexto cultural e suas necessidades cotidianas. Nessa perspectiva A modelagem matemática resulta em um conjunto de saberes que faz parte de um novo método Educacional, com uma linha de ensino que proporcionam os alunos motivação para explorar situações da realidade em que vivem, de modo a colocar em prática o 2 seu raciocínio matemático através de problemas levantados e identificados por ele eles, buscando soluções satisfatórias e entendendo que existem mais de uma solução para cada problema identificado. Segundo BASSANEZI, apud SANTOS (1987, 1997): “O estudo de problemas e situações reais, usando a matemática como linguagem para sua compreensão, simplificação e resolução, para uma possível previsão ou modificação da situação real estudada, faz parte do processo que se convencionou chamar Modelagem Matemática”. Assim, o objetivo do presente trabalho é mostrar como uso da modelagem matemática dentro do ensino da matemática pode abrir novos horizontes, levando em consideração que a ação parte do aluno absorção do conteúdo acontece naturalmente. De modo geral, estão com frequência interessados e diretamente envolvidos desde a produção do problema a ser estudado, até a sua resolução. Esse método de ensino, possibilita a aprendizagem de conteúdos matemáticos interligados a outras áreas de forma mais dinâmica e não menos proveitosa, possibilitando uma relação transdisciplinar em relação ao processo de ensino-aprendizagem da matemática. JUSTIFICATIVA Este estudo terá como principal dinâmica salientar a necessidade de fazer uso da modelagem matemática, como tudo surgiu e como podemos usar os todos moldes no nosso dia a dia, na resolução de problemas e situações- problemas sendo de grande interesse para educadores e Educandos. Trazendo A modelagem ao encontro aos anseios dos educadores preocupados em desenvolver um trabalho que envolva a realidade do aluno absorvendo assim toda experiência do mesmo. A modelagem matemática é um método de ensino, dentre outras vivenciadas, que busca um diálogo Por parte dos educadores sendo exigida em todas as etapas. Tendo início logo na escolha do tema da situação-problema que será apresentado ao grupo, questões essas relacionadas a vivência de cada um, encontrada através do diálogo com os integrantes. Além de ser uma tendência que Proporciona uma articulação entre os conceitos matemáticos e a realidade, pode ser Vista, também, numa perspectiva que valoriza o pensamento crítico e reflexivo do Aluno. 3 Sobre o assunto, Almeida (2003,p.2) diz que: Neste sentido podemos argumentar que o ensino da matemática, numa Perspectiva crítica, não está centrado em ensinar os alunos a desenvolver E criar modelos matemáticos, mas além disso, é importante que o aluno Possa interpretar e agir em situações sociais estruturadas ou influenciadas Por estes modelos. A matemática na nossa cultura é considerada por muitos uma vilã, quando conteúdos são trabalhados Obrigatoriamente na ordem estabelecida por um currículo pré-determinado pelo Sistema Nacional de Educação, sem oportunidade de flexibilidade no ato de repassar esses conteúdos, muitos vezes, tornando assim trabalhoso e cansativo, não só para o professor quanto para o aluno. Caso não seja cumprido Essa ordem a ideia é que o educador não desenvolve um bom trabalho. No que se refere à Matemática, uma das características marcantes desta fase é o início da abstração de conceitos aprendidos em séries anteriores e que, muitas vezes, não foram bem assimilados, e portanto, podem se tornam distantes e irreais para os alunos, como observa Sadovsky (2007,p.8): [...] a Matemática, não só no Brasil, é apresentada sem vínculos com os problemas que fazem sentido na vida das crianças e dos adolescentes. Os aspectos mais interessantes da disciplina, como resolver problemas, discutir idéias, checar informaçõese ser desafiado, são pouco explorados na escola. O ensino se resume a regras mecânicas que ninguém sabe, nem o professor, para que servem. Neste contexto , a inserção da modelagem matematica pode vir a contribuir para amenizar problemas resultates dessas transições.Apresentando uma matematica mais real, inserida no cotidiano dos aluno,ajudando na organização do pensamento e instruindo para que o aluno venhar a interpretar o mundo em que vive atraves de suas proprias concepções e conclusoes de entendimento. Desenvolvendo a capacidade de exercer o papel de cidadao que pensa e discute os probelmas do cotidiano. OBJETIVOS 3.1 Objetivo Geral Este projeto tem como objetivo geral ,abordar de forma dinamica a modelagem 4 matematica como uma alternativaque potencialize o desenvolvimento dos alunos , proporcionando-lhes , abrager maiores areas do conhecimento atraves da capacidade de pensamento crítico pelo estudo de problemas e situações-problema. 3.2 Objetivos Específicos Compreender as metodologias de ensino da modelagem matematica e a inclusao na sala de aula. Relacionar a vivencia do aluno com a matematica , motivando no mesmo o interesse pleo processo de apredizagem ,evidenciando o papel de cada um no decorrer da dinamica. Instigar o aluno a ter total controle do proprio conhecimento absorvido, permitindo a verificação da aplicabilidade dos conteudos matematicos abordados em sala de aula. METODOLOGIA DA PESQUISA Este projeto, através de estudos bibliográficos qualitativos, busca atender aos objetivos discorridos no presente trabalho realizado através de uma pesquisa sobre: trabalhos de conclusão de curso, dissertações e artigos científicos. Visando sistematizar as informações sobre a importância da modelagem matemática, modelos matemáticos e exemplos de aplicações do modelo matemático no ensino e aprendizagem. Em todo meu período de estudo, ao longo dos anos, pude observar a falta de interesse à minha volta ao que diz respeito à matemática e suas áreas de atuação. Pode se notar uma visível e triste realidade Brasileira ao comparar nosso pátria amada com alguns países, em especial, os que fazem parte da “OCDE”, no qual o Brasil ainda luta pra entrar. (OCDE, chamado de Clube dos Países mais Ricos do Mundo). Em 2018 no Exame PISA, o Brasil ficou em 70º (septuagésimo) na posição dos países latino-americanos participantes avaliados em matemática, ficando atrás de países como Colômbia e Peru. Nesse contexto, é de extrema importância buscar uma alternativa cabível para inserir no cotidiano acadêmico do aluno, maneiras de introduzi-lo, ou melhor, introduzir a matemática de forma agradável e interativa de modo a buscar sua atenção naturalmente, fazendo com que o ensino seja natural e definitivo. 5 Segundo Biembengut e Heim (2014), a Modelagem Matemática pode valer como método de ensino-aprendizagem de Matemática em qualquer nível escolar, das séries iniciais a um curso de pós-graduação. Não existem restrições quanto sua utilização. Os autores destacam ainda que os principais objetivos dessa metodologia de ensino são: aproximar da Matemática outras áreas do conhecimento; enfatizar a importância da Matemática na formação do aluno; despertar, através da aplicabilidade, o interesse dos alunos pela Matemática; melhorar a aprendizagem de conceitos matemáticos; desenvolver habilidades nas resoluções de problemas e estimular a criatividade. Biembengut e Heim (2014) ainda ressaltam que: A condição necessária para o professor implementar modelagem no ensino - modelação - é ter audácia, grande desejo de modificar sua prática e disposição de conhecer e aprender, uma vez que essa proposta abre caminho para descobertas significativas. Um embasamento na literatura disponível sobre Modelagem Matemática, alguns modelos clássicos e sobre pesquisas e experiências no ensino são essenciais. De acordo com Barbosa (2001), para que o professor insira a Modelagem Matemática dentro do programa curricular de ensino da escola é necessário que o mesmo: conheça os limites da instituição de ensino; inicie com modelos matemáticos simples; analise o tempo disponível para o desenvolvimento da Modelagem Matemática; faça uma avaliação diagnóstica do seu saber e do saber de seus alunos; avalie a disposição, o grau de interesse e a motivação dos alunos e avalie a disposição e apoio da direção da comunidade escolar. Segundo Almeida (2014), o papel do professor em aulas mediadas por atividades de Modelagem Matemática é o de orientador. Para a autora, essa indicação tem uma dupla interpretação: Orientar é indicar caminhos, é fazer perguntas, é não aceitar o que não está bom, é sugerir procedimentos; Orientar não é dar respostas prontas e acabadas, orientar não é sinalizar que tudo é válido; Orientar não é esperar que o aluno simplesmente siga exemplos; Orientar não é livrar-se de estudar, de se preparar para o exercício da função; Orientar não é despir-se da autoridade de professor. (ALMEIDA, 2014). Uma das metodologias mais eficazes utilizadas no meio acadêmico nas áreas de pesquisa cientifica é a abordagem do assunto no campo de atuação. Visto que a abrangência da matéria não se dá apenas nos cálculos no papel, podendo assim atuar em outras áreas do ramo cientifico, levando o aluno a assimilar o conteúdo por diferentes perspectivas e visões. Como 6 na divisão proposta por Biembengut e Heim (2014), podemos utilizar seus cinco passos propostos dos quais são estes: diagnósticos, a escolha do tema ou modulo matemático, desenvolvimento do conteúdo programático, orientação de modelagem e avaliação do processo. Entrando no campo de ação, como proposto por Biembengut e Hiem, temos: Diagnóstico: o educador deve realizar uma avaliação diagnóstica atento para a realidade socioeconômica, realizar a escolha do tema, o conhecimento matemático, estabelecer os conteúdos matemáticos, a horário das disciplinas para determinar a dinâmica da aula, o número e a distribuição dos alunos em grupos facilitando a orientação, modelagem e a disponibilidade de cada um. Logo após o processo diagnostico, a segunda parte da divisão que se dará com a participação tanto do professor quanto do aluno. Escolha do tema ou módulo matemático: utilizar-se-á um tema único á cada tópico matemático do programa ou conteúdo do período, o tema deverá ser suficiente para desenvolver o conteúdo e ao mesmo tempo despertar o interesse dos alunos. A escolha pode ser feita tanto pelo professor quanto pelo aluno, contanto que o professor se inteire do assunto com antecedência e seja de acordo com a capacidade cognitiva do aluno. Desenvolvimento do Conteúdo Programático: Ainda de acordo com Biembengut e Heim (2014), para o desenvolvimento do conteúdo programático, o professor deve recorrer aos mesmos procedimentos adotados no processo da modelação matemática, ou seja, a inteiração (reconhecimento e familiarização da situação-problema), a Matematização (formulação e resolução do problema) e a modelação matemática (interpretação e validação). Na matematização acrescenta-se o desenvolvimento do conteúdo necessário para a formulação e resolução da situação-problema. Biembengut e Heim (2014) afirmam que durante a inteiração é feita uma breve exposição sobre o tema, permitindo certa delimitação do aluno com uma área em questão. Em seguida, faz-se um levantamento de questões, instigando os alunos a contribuir com sugestões. Na fase da Matematização, seleciona-se e formula-se uma das questões levantadas a m de levar os alunos a proporem respostas. As respostas irão abrir caminhos para que as metas propostas sejam atingidas. Ao mesmo passo em que as questões são formuladas, ao suscitar um conteúdo matemático para obtenção de um resultado, interrompe-se a exposição para trabalhar a Matemática necessária. Depois que o conteúdo matemáticonecessário for desenvolvido o suficiente para resolver essa etapa do trabalho, exemplos análogos devem ser 7 propostos para que o conteúdo não se restrinja ao modelo. Neste momento do processo, exercícios podem ser propostos para aprofundamento da aprendizagem do conteúdo. A resolução da questão levantada faz com que o aluno retorne ao problema e identifique a Matemática como uma importante ferramenta. Ao equacionar a questão da situação-problema, tem-se um modelo matemático. Neste momento, verifica-se a validade e a importância do modelo proposto. Então, os alunos avaliam o resultado obtido, que se denomina validação. Findada a etapa do processo, pode-se deixar um precedente para uma possível retomada a fim de melhorias do modelo. Orientação e modelagem: a orientação e modelagem tem como fundamento incentivar a criatividade do aluno, permitindo-o uma participação efetiva no conteúdo e criação da aula, incentivando-o a aprender e instigar-lhe a curiosidade sobre os assuntos além daqueles próprios discorridos no enredo do trabalho com a participação do professor o norteando. Avaliação do processo: Para Biembengut e Heim (2014), o ensino da Matemática deve propiciar ao aluno: uma sólida formação matemática; a capacidade para enfrentar e solucionar problemas; saber realizar uma pesquisa; a capacidade em utilizar recursos tecnológicos e a capacidade em trabalhar em grupos. O processo avaliativo por parte do professor se dará através da participação do aluno, na resolução das tarefas, tanto individual quanto comunitária, através da produção de conteúdo matemáticos e da produção de um trabalho de modelagem matemática em grupo e da extensão e aplicação do conhecimento. CRONOGRAMA Atividades Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Pesquisa do tema X Pesquisa bibliográfica X X Coleta de Dados (se for o caso) X X Apresentação e discussão dos dados X 8 Elaboração do trabalho X Entrega do trabalho X REFERÊNCIAS MACHADO, Elisa Spode. Modelagem Matemática e Resolução de Problemas no Ensino Fundamental. In: Anais IV Conferência Nacional de Modelagem em Educação Matemática. Feira de Santana, BA, 2006. BASSANEZi, Rodney Carlos. Ensino-aprendizagem com Modelagem Matemática: Uma nova estratégia. São Paulo, SP. Contexto.2002. ALMEIDA, Lourdes Maria Werle de.Modelagem Matemática em sala de aula: em direção à educação matemática crítica. Anais III CNMEM, Piracicaba,2003, pp10. SADOVSKY, Patrícia.Falta fundamentação didática no ensino de matemática. Revista Novaescola, Editora Abril, São Paulo.Ed.Especial14.p.08-10.Jul.2007. Biembengut, Maria Salett; Hein, Nelson. Modelagem Matemática no Ensino. 5. ed. 4a reimpressão. São Paulo: Editora Contexto, 2014 Barbosa, Jonei Cerqueira. Modelagem na Educação e os Professores: A Questão da Formação. Boletim de Educação Matemática. Rio Claro, Ano 14, n ◦ 15, p. 5-23, 2001. Almeida, Lourdes Werle de; Silva, Karina Pessôa da; Vertuan, Rodolfo Eduardo. Modelagem Matemática na Educação Básica. 1. ed. 1a reimpressão. São Paulo: Editora Contexto, 2013. Biembengut, Maria Salett; Martins, Rosane. Mapeamento dos Programas Curriculares de Modelagem Matemática dos Cursos de Formação de Educadores de Matemática (licenciaturas) do Brasil. Relatório Final de Iniciação Científica. Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica - PIBIC/FURB, 2009.
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