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MATEMÁTICA LÚDICA UNIASSELVI-PÓS Autoria: Evandro Felin Londero Indaial - 2020 2ª Edição CENTRO UNIVERSITÁRIO LEONARDO DA VINCI Rodovia BR 470, Km 71, no 1.040, Bairro Benedito Cx. P. 191 - 89.130-000 – INDAIAL/SC Fone Fax: (47) 3281-9000/3281-9090 Reitor: Prof. Hermínio Kloch Diretor UNIASSELVI-PÓS: Prof. Carlos Fabiano Fistarol Equipe Multidisciplinar da Pós-Graduação EAD: Carlos Fabiano Fistarol Ilana Gunilda Gerber Cavichioli Jóice Gadotti Consatti Norberto Siegel Julia dos Santos Ariana Monique Dalri Marcelo Bucci Revisão Gramatical: Equipe Produção de Materiais Diagramação e Capa: Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI Copyright © UNIASSELVI 2020 Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri UNIASSELVI – Indaial. L847m Londero, Evandro Felin Matemática lúdica. / Evandro Felin Londero. – Indaial: UNI- ASSELVI, 2020. 120 p.; il. ISBN 978-65-5646-043-7 ISBN Digital 978-65-5646-044-4 1. Matemática. - Brasil. 2. Ludicidade. - Brasil. Centro Universitário Leonardo Da Vinci. CDD 372.2 Impresso por: Sumário APRESENTAÇÃO ............................................................................5 CAPÍTULO 1 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA ...............................7 CAPÍTULO 2 QUADRADOS MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS .............................................................................37 CAPÍTULO 3 CURIOSIDADES NUMÉRICAS, DESAFIOS E CONSIDERAÇÕES ALGÉBRICAS ................................................81 APRESENTAÇÃO “O livro do mundo está escrito em linguagem matemática”. Galileu Galilei “A Matemática não mente. Mente quem faz mau uso dela”. Albert Einstein Caro pós-graduando, seja bem-vindo à disciplina Matemática Lúdica. Este livro se propõe a motivá-lo a utilizar atividades lúdicas na prática pedagógica como alternativa metodológica de motivação e impulsionadoras da compreensão de estruturas algébricas. Com esse objetivo, acreditamos que as exemplificações que apresentaremos possam gerar em você uma motivação extra no uso do lúdico em sua prática pedagógica e que o ajudem na tarefa constante de agente de transformação do processo educativo. A realidade escolar e os resultados de diversas pesquisas, na área da educação, apresentam um desempenho dos alunos abaixo do desejado. Nos diversos contextos em que as pesquisas são realizadas e no senso comum da sociedade, a Matemática sempre está no ápice dos debates educativos. Entre esses, a unanimidade de que esta área é fundamental para a educação confronta- se com o porquê das dificuldades apresentadas pelos alunos. Na tentativa de minimizar esses resultados negativos, esta disciplina se propõe a apresentar diferentes estratégias e alternativas metodológicas para o ensino da Matemática por meio da ludicidade. Neste livro, enfatizaremos o lúdico por meio de jogos e desafios, na perspectiva de que eles se mostrem importantes quando se tornam meios para a compreensão de conceitos e desenvolvimento de novas aptidões cognitivas. No ensino da Matemática, a utilização dessa estratégia como recurso didático para a abordagem de conceitos, aliados às estruturas algébricas correlatas, parece um caminho eficaz na contribuição da motivação dos alunos no processo de ensino- aprendizagem. Por meio do diálogo e da constante construção do processo, sempre dinâmico e ativo, esperamos que a presente disciplina contribua para a sua prática pedagógica no ensino de Matemática, motivando-o a estabelecer relações entre as variadas atividades lúdicas e o processo de sistematização algébrico dos conceitos matemáticos. CAPÍTULO 1 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA A partir da perspectiva do saber-fazer, são apresentados os seguintes objetivos de aprendizagem: • Conceituar o lúdico no contexto educacional. • Reconhecer o lúdico como importante instrumento de motivação. • Analisar a proposta de uma aprendizagem auxiliada pela ludicidade em contraponto ao ensino tradicional. • Discutir a possibilidade de inserção de atividades lúdicas na prática pedagógica. 8 MATEmáTiCA LÚDiCA 9 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Em muitos momentos da prática educativa, docentes respaldam-se nas suas vivências e/ou em modelos propostos por educadores para redimensionarem sua metodologia. Você deve lembrar-se do tempo em que passou pelos bancos escolares, enquanto aluno, de que determinado professor utilizou uma estratégia metodológica diferenciada que o (des)motivou. Com essas experiências, procuramos não repetir aquilo que consideramos inadequado, pressupondo, como professor ou pesquisador, que nossos alunos terão a mesma percepção. Nesse caso, o risco que corremos ao evitar certas metodologias é de que elas poderiam surtir um efeito positivo não esperado. Limitar nossas ações metodológicas àquelas que nos agradam é ser muito simplista, mas ter o cuidado em aplicar aquilo que nos parece equivocado é fundamental. Na educação, esse processo é sempre muito relevante. Partimos de experiências bem ou malsucedidas para adequar os processos a cada nova realidade. Nunca deixe de tentar realizar desafi os matemáticos aos alunos. No entanto, é importante que você seja prudente com relação à avaliação de atividades lúdicas, tendo como pressuposto a motivação dos estudantes, tanto dos que atingem os objetivos propostos quanto daqueles com difi culdades nas atividades. Perceba que a efetivação de atividades lúdicas premia o desenvolvimento do raciocínio lógico e da abstração, dois eixos fundamentais para a compreensão dos conceitos matemáticos. Aplicadas de forma criteriosa, essas atividades tendem a estimular os alunos, cada um a seu tempo, a buscarem mais subsídios teóricos que os tornem mais competentes. A busca da superação é da natureza humana. Quando somos desafi ados e não conseguimos desvendar a solução de um problema, geralmente lutamos para superar as difi culdades. Se não damos uma resposta à altura de forma imediata, geralmente fi camos “intrigados” e lutamos para superar as difi culdades em encontrar a resposta. Mesmo que esta seja dada por outro, analisamos até nos convencermos de sua veracidade. Uma das perspectivas deste livro é motivá-lo a utilizar atividades lúdicas na sua prática pedagógica. Para tanto, procuramos elucidar algumas questões relativas a cada contexto e orientar a aplicação de acordo com a fase de atuação. Como muitas atividades lúdicas superam os limites previstos e/ou impostos pelo currículo e por parâmetros que estão presentes no modelo que se efetiva 10 MATEmáTiCA LÚDiCA na maioria das unidades escolares do país, desejamos muito sucesso ao utilizar cada proposta de atividade na sua prática pedagógica. 2 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA O lúdico está presente em nosso cotidiano, em nossas relações e em nosso modo de pensar. Ele nos ajuda a viajar por mundos imaginários em alguns instantes e retornar à realidade na mesma intensidade de tempo. Agora, imagine você o que essa dimensão pode signifi car em termos educativos e, em especial, na abordagem de conceitos matemáticos. Para contextualizar o lúdico, apresentaremos neste capítulo algumas questões teóricas e um exemplo clássico da literatura. As fundamentações estão focadas no processo do conhecimento, nas diretrizes educacionais, no educando, no educador e nos conceitos matemáticos. A ênfase de cada tópico é reforçar o lúdico como importante instrumento metodológico e estimular você a buscar mais subsídios teóricos que o motivem e o auxiliem no uso de atividades na prática pedagógica. Leia atentamente os tópicos e utilize os conceitos apresentados para compreender melhor o processo da ludicidade. 2.1 O CONHECIMENTO COMO PROCESSO Tratar a questão da construção do conhecimento como processo e não apenas como conteúdo parece o caminho necessário para que ohomem tenha assegurada sua singularidade e torne-se corresponsável da transformação. Esse estágio da evolução exige novas relações na convivência com o outro e na organização social como um todo, ligando as sensações vitais do homem às novas aptidões cognitivas. O desenvolvimento humano passa pela necessidade da análise geral do contexto social, econômico e cultural no qual está inserido. Espera-se, dessa forma, que a ação humana esteja na direção do saber construído pela própria essência da vida, esta que rege não só o homem, mas todo o universo que está diante de uma diversidade de modelos que devem ser respeitados pelo homem para que ele próprio não sucumba. Nesse contexto, é importante que você compreenda que a educação tem um papel fundamental e seus atores podem contribuir de forma signifi cativa, pois têm a competência de organizar novas metodologias que priorizem a criação de estratégias, de argumentação e favoreçam a criatividade, a iniciativa pessoal, 11 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 o trabalho coletivo e o estímulo à autonomia, por meio do desenvolvimento da autoestima. Para que a educação adquira essa competência toda, a comunidade escolar deve mostrar-se, deixar transparecer sua fi losofi a de vida e de pensamento. Seus agentes devem conduzir-se à libertação dos mecanismos que difi cultam sua busca de conhecimento e de felicidade. Conscientes de seus limites e procurando não absolutizar seus conhecimentos, mas produzi-los, podem assumir um posicionamento crítico que lhes permitirá perceber que a formação do saber historicamente construído é elaborada através do acúmulo de experiências individuais e/ou coletivas. A educação, de modo geral, não tem sido orientada para o desenvolvimento de competências e habilidades nos alunos, mas, sim, para a “tarefa de absorção” de conteúdos, sejam eles factuais, conceituais e/ou processuais. No modelo de educação baseado apenas na “absorção” de informações, a aprendizagem é medida pela apresentação de resultados previsíveis e mais ou menos automáticos, sem que haja preocupação com os conceitos, com a motivação ou com o fato de que ela pode ser agradável. O aluno tem que reproduzir processos que se acredita que sejam efi cientes na retenção de conteúdos. Esse reducionismo do objetivo da educação provoca momentos de angústia, tanto para docentes como para alunos. Mediados sobre o paradigma de que os conteúdos apresentados são necessários para a vida e que o modelo como eles devem ser absorvidos é o mais fácil de ser colocado, professores e alunos formam um ‘pacto silencioso’ de conivência com todo o processo já hegemônico. Acesse o YouTube e assista ao documentário da BBC com o título “A linguagem do Universo”. O vídeo é dublado e apresenta interessantes aspectos da história da Matemática. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?time_continue=490&v= JqfH_Yq-zaw&feature=emb_logo. 12 MATEmáTiCA LÚDiCA 1 Você percebe esse tipo de “pacto silencioso” no contexto educacional? E na sua prática? Esse tipo de conivência de processos está presente em outros espaços da sociedade? Relate sua opinião. R.:____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ Para que nosso aluno desenvolva o conhecimento, adquira autonomia intelectual e tenha capacidade de reflexão crítica, os processos educativos devem premiar vivências e situações desafi adoras. O aluno deve descobrir por si e não só conhecer. Ele deve se sentir cidadão, ser crítico, responsável, competente e respeitar os limites da vivência na comunidade. Quando o educando é estimulado a utilizar suas competências investigativas e/ou criativas, minimiza-se o processo de reprodução dos conteúdos, favorecendo a aprendizagem sustentável. No ensino de Matemática, em particular, a educação restrita à apresentação de conteúdos formalizados em livros-texto e/ou que exigem do aluno a reprodução de processos para a resolução de atividades, provoca a concepção de que a Matemática se restringe a cálculos e fórmulas. Isso, invariavelmente, reforça a desmotivação dos alunos. Nesse sentido, as pesquisas em Educação Matemática têm apontado para a efi cácia do desenvolvimento de atividades que premiem um contexto de “descoberta”. De forma individual ou em equipe, a provocação de situações que apresentem aspectos lúdicos e recreativos surge como elementos motivadores na abordagem dos conceitos matemáticos. Quando a aprendizagem é prazerosa, torna-se um processo relativamente simples. Os alunos, quando motivados, têm sua curiosidade despertada e o aprender torna-se algo natural. Compreenda que, como construção lógico-dedutiva, como exercício de pensamento ou como auxiliar na experiência humana, o conhecimento matemático está impregnado na linguagem e nas práticas cotidianas. Para alguns desperta interesse, para outros pode ser indiferente; mas, para muitos a assimilação (ou não) do conhecimento matemático, realizada no contexto escolar, pode gerar difi culdades, rejeição e pouco aproveitamento. Além disso, caro pós-graduando, questiona-se, frequentemente, tanto os limites da aquisição como as formas de apropriação desse conhecimento. 13 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 Várias difi culdades de aprendizagem estão fundadas em crenças como de que o conhecimento matemático é por demais abstrato e por isso mais difícil de ser adquirido que os demais ou, ainda, que são necessários dons especiais para adquirir tal conhecimento. Estas, dentre tantas outras crenças que permeiam o senso comum, podem estar refletindo verdades a respeito do conhecimento matemático e os motivos que levam (ou não) a sua expansão. Peter Drucker, no livro As Novas Realidades, coloca de maneira muito propícia aspectos que merecem destaque. Nós sabemos que diferentes pessoas aprendem de maneira diferente; sabemos que, na realidade, o [estilo de] aprendizado é tão pessoal quanto uma impressão digital. Não há duas pessoas que aprendam da mesma maneira. Cada um tem uma velocidade diferente, um ritmo diferente, um grau de atenção diferente. Se lhe for imposto um ritmo, uma velocidade, ou um grau de atenção estranho, haverá pouco ou nenhum aprendizado. Haverá apenas cansaço e resistência. Nós sabemos que pessoas diferentes aprendem matérias diferentes de maneira diferente. A maioria de nós aprendeu a tabuada através da repetição e dos exercícios. Mas os matemáticos não “aprendem” a tabuada: eles a “captam”, por assim dizer. Da mesma forma, os músicos não aprendem a ler uma partitura: eles a “percebem”. E nenhum atleta nato jamais teve que aprender como pegar uma bola. Algumas coisas de fato têm que ser ensinadas - e não apenas valores, percepções e signifi cados. Um professor é necessário para identifi car os pontos fortes do aluno e para direcionar um talento a sua realização. Nem mesmo um Mozart teria se tornado o grande gênio que foi sem seu pai que era um verdadeiro mestre [...] A nova tecnologia [...] é uma tecnologia de aprendizagem, e não de ensino [...]. Não resta dúvida que grandes mudanças irão ocorrer nas escolas e na educação - a sociedade instruída irá exigi-las e as novas teorias e tecnologias de aprendizagem acabarão por efetivá-las (DRUCKER, 1991, p. 212-215). A aprendizagem baseada na compreensão tem caráter pessoal e único. O conhecimento organizado no interior de cada um está relacionado a fatos, estruturação de ideias e organização da informação. Estes têm íntima relação com a sociedade e com hábitos. A Matemática, assim pensada, toma um caráter empirista e construtivista. Nessa perspectiva, o aluno deve ser levado a acreditar em sua intuição e lógica, para que a abstração e o rigor, tão necessários ao desenvolvimento cognitivo, tornem-se mais prazerosos. 14 MATEmáTiCALÚDiCA Para relembrar, caro acadêmico, a matemática empirista é aquela em que nunca se coloca a necessidade de argumentar e estruturar os argumentos de um ponto de vista lógico, e a construtivista é aquela em que o indivíduo constrói ou se apropria de signifi cados em resposta às experiências nos contextos sociais. 2.2 O ESPAÇO DA IMAGINAÇÃO Qual a sua compreensão acerca da importância dos brinquedos e desafi os para seus alunos? Saiba que, para a criança, o brinquedo desperta a curiosidade, o desafi o e a estimula a desenvolver seus sentidos. Ao tatear um objeto, ela descobre formas e texturas. Com olhares atentos ela constrói imagens, ora familiares, ora desafi adoras. Ao perceber os diferentes sons, ela identifi ca, materializa ou fi ca ansiosa sobre o (des)conhecido. Todas essas sensações podem e devem ser exploradas no contexto escolar, independente da fase de estudo. A motivação através dos sentidos imprime signifi cados importantes na construção do conhecimento. Este, primeiro intuitivo, tem sua formalização mais intensa no ambiente escolar, e o educador é o principal agente (cor)responsável nessa efetivação. O ensino utilizando meios lúdicos criaria ambiente gratifi cantes e atraentes servindo como estímulo para o desenvolvimento integral da criança. Por isso, no âmbito do universo lúdico, foram criadas as brinquedotecas, os jogos educativos, os brinquedos pedagógicos e outros materiais (MENEZES, 2001). Acredita-se que a utilização de atividades lúdicas tem importância signifi cativa nesse processo. As mais comumente utilizadas na escola são aquelas que se baseiam em situações-problema. Estas desencadeiam determinada curiosidade e buscam a observação do modo de construção lógico-dedutiva, porém, a atividade lúdica pode ser mais espontânea. Ela pode aparecer nas mais inusitadas situações, quando o aluno se estimula com determinado conhecimento e usa sua imaginação. O aluno, de forma geral, gosta de brincar com o conhecimento. Em determinado momento, ele observa, reflete e tenta buscar algo familiar O aluno, de forma geral, gosta de brincar com o conhecimento. Em determinado momento, ele observa, reflete e tenta buscar algo familiar ou uma justifi cativa para o que está aprendendo. 15 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 ou uma justifi cativa para o que está aprendendo. Se não encontra o que buscou, ele imagina uma situação, fi ca frustrado, ou aguarda “os novos acontecimentos”. Aqui, a intervenção do professor é fundamental. • Que viagem você está fazendo? • Estou me imaginando no Egito, subindo as pirâmides de bicicleta. • Você conseguiu chegar ao topo? • Sim. A vista do alto é muito legal, mas o melhor vai ser descer a toda velocidade. Isso poderia muito bem ter acontecido em diversos momentos da aula de Matemática, de Física, de História etc., como no estudo do Teorema de Pitágoras, Teorema de Tales (proporções), sólidos geométricos, velocidade, história antiga etc. Situações similares a esta ocorrem com frequência na sala de aula. O importante é que o professor não iniba a “viagem” do aluno e tente tornar o ato da construção do conhecimento mais interessante. Ele também não pode esquecer a importância do desenvolvimento das habilidades de observação, processo de análise, da provocação da síntese e interpretação dos fatos e das situações. Na situação da “descida de bicicleta”, o professor pode dialogar com o aluno e estimulá-lo a perceber vários conceitos, através de leituras e atividades relacionadas ao tema. Na prática pedagógica, deixamos aflorar a imaginação do aluno? Estimulamos ou inibimos? De acordo com o tema, o incentivo de uma leitura, pesquisas na Web, um fi lme, seriam estratégias muito boas para melhor explorar a situação. 2.3 A EDUCAÇÃO LÚDICA Entende-se educação lúdica como aquela que acontece quando alguém consegue interiorizar o conhecimento de forma prazerosa, muito além do meramente superfi cial. Esse prazer parece-nos ter ligação intrínseca com a realização de brincadeiras, passatempos e/ou jogos, que carregam um imenso potencial educacional. O ato educativo por meio de jogos não é restrito à formalização acadêmica, mas à formação da personalidade e desenvolvimento do raciocínio. “O lúdico deve ser constante na vida dos seres humanos, desde o início de suas vidas até a velhice” (SANTOS, 2000, p. 35). A abstração é extremamente importante na formação humana, porém, considerar uma educação centrada na formalidade puramente abstrata é negar o potencial das relações naturais com a vivência do cotidiano do educando. 16 MATEmáTiCA LÚDiCA A verdadeira educação é aquela que motiva o desenvolvimento intelectual, que provoca a observação e organiza a sistematização do conhecimento. Jean Piaget era um entusiasta do lúdico. Para ele, os jogos lúdicos auxiliam na representação simbólica da realidade, que está estritamente associada às necessidades individuais. Essa concepção exige que os processos educacionais forneçam subsídios para que os alunos assimilem as realidades intelectuais (SANTOS, 2000). De acordo com Santos (2000, p. 37), “o comportamento lúdico não é um comportamento herdado, ele é adquirido pelas infl uências que recebemos no decorrer da evolução dos processos de desenvolvimento e aprendizagem”. Todos, de alguma forma, em diferentes intensidades, exercem atividades lúdicas. O lúdico aparece como um caminho de mão dupla entre a objetividade e a subjetividade, em que a autonomia, a incerteza e a criatividade se mostram essenciais para que a ação se torne prazerosa. É na educação que se tem um espaço privilegiado para o exercício do lúdico, pois ele estimula a transformação, um dos objetivos principais do ato de educar. 1 Faça uma pesquisa na internet sobre a teoria das situações didáticas e adidáticas de Guy Brosseau. Brousseau as classifi ca em quatro tipos: ação, formulação, validação e institucionalização. Contextualize estes tipos no contexto da ludicidade. R.:____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ 2.4 A MATEMÁTICA LÚDICA Como você, pós-graduando, pode fazer a diferença no ensino de Matemática? O professor que desejar participar da mudança de um ensino tradicional, vigente na maioria das instituições de ensino, para uma forma que motive o educando, pode começar pelo debate com seus colegas e pela realização de atividades lúdicas clássicas, como o tangram e o origami. Após analisar as reações e sentindo- 17 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 se seguro, você pode aprofundar a aplicação de novas estratégias baseadas no lúdico, buscando estimular o raciocínio, a criatividade, a autoconfi ança e a abstração. Acredita-se que o uso de processos atrativos motivará mais os alunos, despertando o interesse deles no estudo de conceitos matemáticos. O lúdico na educação matemática aproxima o educando ao conhecimento científi co, introduzindo uma linguagem “que pouco a pouco será incorporada aos conceitos matemáticos formais, ao desenvolver a capacidade de lidar com informações e ao criar signifi cados culturais para os conceitos matemáticos e estudo de novos conteúdos” (MOURA, 2009, p. 95). Vale lembrar que os problemas com a motivação no estudo não são restritos ao ensino de Matemática, eles acontecem em praticamente todas as disciplinas. No entanto, o discurso da difi culdade de aprendizagem tem, quase sempre, como ‘carro-chefe’ a Matemática. Essa ciência, que tem como suporte principal a lógica e busca relacionar grandezas numéricas e geométricas, sempre sofreu com o paradigma da ’ciência mais difícil’. Isso até os alunos chegarem ao Ensino Médio, em que a concorrência começa a ser grande (Física, Química...), mas parece que as difi culdades noestudo da Matemática tomaram uma força social tão grande que é difícil tirá-la do posto de vilã número 1. Além disso, todos aceitam o fato da importância da Matemática no contexto social e busca-se massifi car o seu ensino de forma a tornar seus conceitos mais populares, porém, parece estar evidente que a forma tradicional de ensinar, baseada na transmissão do conteúdo, não favorece esse objetivo. O educador que estiver comprometido com mudanças no modelo tradicional deve se conscientizar da importância de que a metodologia a ser adotada está intimamente relacionada com a realidade escolar, com a fundamentação teórica que a sustenta e com as suas limitações. No uso de metodologias que colocam o aluno como o sujeito da aprendizagem, o planejamento e o acompanhamento das atividades exigem uma dedicação muito grande do professor. Apesar de todas as difi culdades que os professores têm que superar para exercer suas funções, percebe-se que muitos têm se esforçado para que o ensino de Matemática passe a atrair os alunos não só pela necessidade do uso diário, mas também como atividade prazerosa. O professor pode motivar seus alunos em atividades simples, como destaca Kishimoto (2001, p. 125), “o brinquedo denominado quebra-cabeça toma-se um jogo educativo quando se lhe associa o ensino, quando se pretende ensinar formas geométricas de uma forma lúdica para manipulação desse objeto”. O discurso da difi culdade de aprendizagem tem, quase sempre, como ‘carro-chefe’ a Matemática. 18 MATEmáTiCA LÚDiCA Nesse contexto, defendemos que as atividades lúdicas, no ensino da Matemática, têm papel muito importante na motivação do estudo dos conceitos matemáticos e, sobretudo, na estrutura formal algébrica. Os conceitos são coordenados e sustentados pela Álgebra, e talvez por isso o seu estudo é tido como o principal motivo das difi culdades dos educandos. Acreditamos que o fator principal dessas difi culdades é a necessidade constante de abstração, sem que se consiga perceber de imediato uma aplicação prática e/ou uma associação direta com o cotidiano do aluno. Esse fato impulsiona aplicações práticas, porém estas nem sempre são fáceis de serem inseridas na prática. Sugerimos a leitura do livro de Manoel Oriosvaldo de Moura, “A séria busca no jogo: do lúdico na matemática”. FONTE: MOURA, M. O. de. A séria busca no jogo: do lúdico na matemática. São Paulo: Cortez, 2009. No site da biblioteca digital da USP: https://teses.usp.br/, digite na busca simples “Matemática Lúdica” e acesse as publicações mais recentes. No site da UFRGS: www.ufrgs.br, digite na busca “jogos educativos na área da matemática”. Você encontrará vários artigos sobre o uso de jogos e análise de softwares educativos. No mesmo endereço, pesquise sobre mídias digitais para o ensino de Matemática http://mdmat.mat.ufrgs.br/. 3 EXEMPLOS MOTIVADORES PARA O LÚDICO NA MATEMÁTICA A seguir, apresentaremos exemplos clássicos para que o lúdico na Matemática seja motivador de ações educativas. A diversidade de atividades lúdicas passa, necessariamente, pelo critério do professor para adaptá-las à realidade e identifi car a fase mais adequada a serem aplicadas. 19 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 3.1 O PROBLEMA DOS ABACAXIS Independentemente do nível de difi culdade, toda atividade que proporcione o desenvolvimento do raciocínio, da lógica, da abstração e provoque um estímulo na busca da sua solução, facilita em muito a intervenção do professor no desenvolvimento de conceitos matemáticos. Os Parâmetros Curriculares Nacionais incentivam o uso de problemas e situações reais e de divertimentos matemáticos. Para exemplifi car, apresentaremos um problema clássico, escrito pelo Professor Júlio César de Mello e Souza (Malba Tahan), sempre referenciado quando se fala do lúdico. Para fi car mais claro, o texto será adaptado a nossa atual unidade monetária, isto é, ao real. Dois camponeses, A e B, encarregaram um feirante de vender duas partidas de abacaxis. O camponês A entregou 30 abacaxis, que deviam ser vendidos à razão de 3 por 1 real; B entregou, também, 30 abacaxis para os quais estipulou preço um pouco maior, isto é, à razão de 2 por 1 real. Era claro que, efetuada a venda, o camponês A devia receber 10 reais e o camponês B, 15 reais. O total da venda seria, portanto, de 25 reais. Ao chegar, porém, à feira, o encarregado sentiu-se em dúvida. — Se eu começar a venda pelos abacaxis mais caros, pensou, perco a freguesia; se início o negócio pelos mais baratos, encontrarei, depois, difi culdade para vender os outros. O melhor que tenho a fazer é vender as duas partidas ao mesmo tempo. Chegado a essa conclusão, o atilado feirante reuniu os 60 abacaxis e começou a vendê-los aos grupos de 5 por 2 reais. O negócio era justifi cado por um raciocínio muito simples: — Se eu devia vender 3 por 1 real e depois 2 também, por 1 real, será mais simples vender, logo, 5 por 2 reais, isto é, à razão de 40 centavos cada um. Vendidos os 60 abacaxis, o feirante apurou 24 reais. Como pagar os dois camponeses se o primeiro devia receber 10 reais e o segundo, 15 reais? Havia uma diferença de 1 real que o homenzinho não sabia como explicar, pois tinha feito o negócio com o máximo cuidado. 20 MATEmáTiCA LÚDiCA E, intrigadíssimo com o caso, repetia dezenas de vezes o raciocínio feito, sem descobrir a razão da diferença: — Vender 3 por 1 real e, depois, vender 2 por 1 real é a mesma coisa que vender logo 5 por 2 reais! E o raio da diferença a surgir na quantia total! O feirante ameaçava a Matemática com pragas terríveis. A solução do caso é simples e aparece, perfeitamente indicada, na fi gura a seguir. No retângulo superior estão indicados os abacaxis de A e no retângulo inferior, os de B. O feirante só dispunha – como a fi gura mostra – de 10 grupos que podiam ser vendidos, sem prejuízo, à razão de 5 por 2 reais, em outras palavras, 10 grupos de 5 abacaxis, totalizando 50 unidades. Vendidos esses 10 grupos, restavam 10 abacaxis que pertenciam exclusivamente ao camponês B e que, portanto, não podiam ser vendidos senão a 50 centavos cada um. ●●●●●●●●●● ●●●●●●●●●● ●●●●●●●●●● A ●●●●●●●●●●●●●●● ●●●●●●●●●●●●●●● B FONTE: Adaptado de Souza (2001, p. 9) Este problema pode ser aplicado com variados elementos e valores. O problema dos abacaxis provoca, no mínimo, a curiosidade na justifi cativa do “sumiço” do 1 real. Esse tipo de situação facilita ao professor a abordagem formal de vários conceitos, como: proporções, equações lineares e sistemas. No caso de sistemas lineares, pode-se perguntar quantos abacaxis cada feirante possuía, dados a proporção de abacaxis, o montante que receberiam e o total de abacaxis vendidos. Os livros-textos apresentariam algo como: um feirante recebeu 60 abacaxis para vendê-los em duas proporções diferentes: uma quantidade na razão de três por um real e o restante na razão de dois por um real. Sabendo-se que o total arrecadado foi de R$ 25,00, determine a quantidade vendida em cada proporção. 21 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 É evidente que este novo problema é forçar uma adaptação e não há muito estímulo em se encontrar a resposta, a não ser como exercício algébrico. No entanto, ele aponta para uma variedade muito grande de situações em diversos contextos, já que a resolução de sistemas é muito comum e importante em várias áreas do conhecimento. Neste momento, é importante ressaltar que o objetivo da aplicação de problemas como o dos abacaxis não objetiva a aplicação da formalização acadêmica de conteúdos matemáticos e, sim, desenvolver no aluno aptidões cognitivas. Estas certamente auxiliarão na compreensão e estruturação de conteúdos formais, sem a necessidade de que o professor force situações como a exemplifi cada. Um problema publicado na Agência Nacional de Segurança (NSA) dos Estados Unidos pode ser muito útil em vários contextos.Vamos apresentá-lo na íntegra. Treze homens e um carregamento Após sua última viagem, os 13 piratas do navio Turing se reúnem em sua taberna favorita para discutir como irão dividir um baú de moedas de ouro. Depois de muito debate, o capitão Códigus diz: “Arrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrgh, o carregamento precisa ser distribuído igualmente entre nós”. E assim é feito. O capitão dá as moedas, uma por uma, e cada pirata aguarda ansioso sua recompensa. Conforme o capitão se aproxima do fi nal da pilha, porém, ele percebe que há três moedas a mais. Após um silêncio breve e constrangedor, um dos piratas diz: “eu mereço uma moeda extra porque eu carreguei o navio enquanto o resto de vocês dormia”. Outro afi rma: “Bem, eu mereço uma moeda extra porque cozinhei toda a comida ao longo da viagem”. Logo começa uma intensa troca de chutes, socos e garrafadas pela posse do dinheiro restante. O dono do estabelecimento, irritado com a bagunça, expulsa um pirata particularmente violento que havia quebrado uma mesa, e ele é obrigado a devolver todas as suas moedas para o grupo. É dado o aviso: “ou vocês fi cam em paz ou todos serão expulsos daqui!”. Os piratas voltam a seus lugares e o capitão, que fi cou com apenas 12 piratas, continua a distribuir as moedas. “Uma para você... Outra para você”. Agora, quando a pilha está próxima do fi m, ele percebe que há cinco moedas sobrando. Irrompe uma nova briga. O capitão, com medo de que eles sejam expulsos do local, manda o pirata mais estressado embora. Agora, com apenas 11 membros, a 22 MATEmáTiCA LÚDiCA divisão dá certo, cada um recebe a mesma quantidade de moedas e todos vão dormir em paz. Considerando que houvesse menos de 1000 moedas, quantas moedas os piratas dividiram entre si? Só há uma resposta possível para um valor abaixo de 1000. Há, na verdade, infi nitas soluções para o problema, mas só uma se o valor for menor que 1000. O número de moedas só pode ser 341, e a solução pode ser encontrada fazendo a análise de trás para frente. Para encontrá-la, precisamos primeiro analisar quais possíveis quantidades de moedas que 11 piratas poderiam dividir igualmente sem sobras. Na prática, qualquer múltiplo de 11, como 22, 33, 44 e por aí vai. Agora pegamos esses números e dividimos todos por 12. Só serão possíveis candidatos à resposta os que deixarem 5 como resto. Chegamos assim aos valores 77, 209, 341 e 473. Todos preenchem os pré-requisitos: são perfeitamente divisíveis por 11 e deixam 5 de resto quando divididos por 12. Agora, basta dividir esses números por 13 e ver qual deles deixa 3 moedas de resto. Você descobrirá que 341 é a única possibilidade. 1 Outro problema clássico do livro “O homem que calculava” é o caso dos 35 camelos. Nesta passagem, Beremiz e seu colega de jornada encontraram três homens que discutiam acaloradamente ao pé de um lote de camelos. Por entre pragas e impropérios gritavam, furiosos: — Não pode ser! — Isto é um roubo! — Não aceito! O inteligente Beremiz procurou informar-se do que se tratava. — Somos irmãos — esclareceu o mais velho — e recebemos como heranças esses 35 camelos. Segundo vontade de nosso pai devo receber a metade, o meu irmão Hamed uma terça parte e o mais moço, Harin, deve receber apenas a nona parte do lote de camelos. Contudo, não sabemos como realizar a partilha, visto que ela não é exata. — É muito simples — falou o Homem que Calculava. Encarrego- 23 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 me de realizar, com justiça, a divisão se me permitirem que junte aos 35 camelos da herança este belo animal, pertencente a meu amigo de jornada, que nos trouxe até aqui. E, assim foi feito. — Agora — disse Beremiz — de posse dos 36 camelos, farei a divisão justa e exata. Voltando-se para o mais velho dos irmãos, assim falou: — Deverias receber a metade de 35, ou seja, 17, 5. Receberás a metade de 36, portanto, 18. Nada tens a reclamar, pois é claro que saíste lucrando com esta divisão. E, dirigindo-se ao segundo herdeiro, continuou: — E tu, deverias receber um terço de 35, isto é, 11 e pouco. Vais receber um terço de 36, ou seja, 12. Não poderás protestar, pois tu também saíste com visível lucro na transação. Por fi m, disse ao mais novo: — Tu, segundo a vontade de teu pai, deverias receber a nona parte de 35, isto é, 3 e tanto. Vais receber uma nona parte de 36, ou seja, 4. Teu lucro foi igualmente notável. E, concluiu com segurança e serenidade: — Pela vantajosa divisão realizada, couberam 18 camelos ao primeiro, 12 ao segundo, e 4 ao terceiro, o que dá um resultado (18+12+4) de 34 camelos. Dos 36 camelos, sobraram, portanto, dois. Um pertence a meu amigo de jornada. O outro, cabe por direito a mim, por ter resolvido, a contento de todos, o complicado problema da herança! — Sois inteligente, ó Estrangeiro! — exclamou o mais velho dos irmãos. Aceitamos a vossa partilha na certeza de que foi feita com justiça e equidade! A questão é: Qual a explicação matemática para a partilha realizada por Beremiz, de tal forma que além de conceder vantagens aos irmãos, ainda fez sobrar um camelo para si? R.:____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ 2 Um indivíduo entrou numa sapataria e comprou um par de sapatos por R$ 60,00, entregando, em pagamento, uma nota de R$ 100,00. O sapateiro, que no momento não dispunha de troco, 24 MATEmáTiCA LÚDiCA mandou que um de seus empregados fosse trocar a nota numa confeitaria próxima. Recebido o dinheiro, deu ao freguês o troco e o par de sapatos que havia adquirido. Momentos depois, surgiu o dono da confeitaria exigindo a devolução do dinheiro: a nota era falsa! E o sapateiro viu-se forçado a devolver os cem reais que havia recebido. Surge, afi nal, uma dúvida: qual foi o prejuízo que o sapateiro teve nesse negócio? R.:____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ 4 TRAVESSIAS Os problemas que envolvem travessias motivam a todos com facilidade, pois eles sempre são contextualizados de maneira a instigar quem o resolve a buscar sua solução. Eles motivam o raciocínio lógico, fundamental para o aprendizado da Matemática. São problemas que mesmo que não consigamos resolver nas primeiras tentativas e até desistamos de buscar a solução, eles fi cam em nossa memória. Você já deve ter passado por essa situação, um problema que não lhe “sai da cabeça”. Estamos contando carneiros para dormir e eles começam a atravessar um rio, fugindo de um lobo ou de um caçador. Você pode procurar, na Web, softwares que ilustram as travessias. Não indicaremos nenhum endereço específi co desses softwares, pois alguns que já acessamos ou desapareceram ou tinham problemas de acesso. Outros funcionam bem, mas não temos confi ança em indicá-los por conta dessas instabilidades. Exemplo 1: Camponês, lobo e carneiro Dos problemas que tratam de travessias, este parece o mais simples e o mais conhecido: Um camponês precisa atravessar um rio transportando um lobo, um carneiro e um maço de feno. Como o único barco disponível só pode levar o camponês e um dos animais ou o maço de feno, pergunta-se: como será possível fazer a travessia com segurança para todos os personagens? É claro que o lobo e o carneiro não podem fi car juntos numa margem enquanto o camponês leva o maço 25 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 de feno para o outro lado, pois o lobo almoçaria o carneiro. Nem o carneiro pode fi car sozinho com o maço de feno enquanto o camponês levao lobo, pois ele comeria o feno. A solução está ilustrada na sequência. O que o camponês deve fazer é: leva a ovelha – volta sozinho – leva o feno – deixa o feno e traz a ovelha – leva o lobo – deixa o lobo com o feno – volta para buscar a ovelha. Exemplo 2: Férias de família A família do Sr. Borba Gato estava em férias em uma fazenda que tinha um rio sem ponte. Neste tinha uma canoa que era usada para atingir a outra margem, que permitia o acesso a uma linda cachoeira. A canoa só suportava levar, no máximo, 75 kg. Você deve criar a estratégia para fazer uma travessia segura, sabendo que: • O pai pesa 72 kg. • A mãe pesa 63 kg. • O fi lho João pesa 32 kg. • A fi lha Maria pesa 28 kg. • A fi lha Cristina pesa 21 kg. • Todos sabem remar, menos Cristina. • Cristina não pode fi car sozinha em nenhuma das margens. • João e Maria devem remar o mesmo número de vezes. Uma solução para esta travessia é: 26 MATEmáTiCA LÚDiCA 27 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 1 Três missionários precisam atravessar um rio na companhia de três canibais e dispõem de um barco que leva apenas duas pessoas de cada vez. Como fazer a travessia, se os missionários não podem fi car em minoria em nenhuma das margens? R.:____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ _______________________________________________. 2 Um pelotão do exército estava fazendo exercícios de rotina em uma zona rural onde havia um rio. Eles foram transportados por um helicóptero e, após realizar as atividades previstas, deveriam retornar ao quartel a pé. Quando tentaram regressar, perceberam que não havia ponte sobre o rio. O Capitão da tropa percebeu que dois meninos brincavam com um barco próximo de onde estavam. Então ele pediu o barco emprestado aos meninos. No entanto, como fazer a travessia se o barco comporta apenas um soldado ou os dois meninos? R.:____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ _________________________________________________. 5 CRIPTOGRAFIA A criptografi a, de origem grega (kripto = escondido, oculto; grapho = grafi a), é utilizada para escrever mensagens em códigos. Ela é muito antiga, já foi encontrada em hieróglifos egípcios e utilizada pelos romanos. Atualmente, ainda é utilizada, porém com técnicas muito sofi sticadas. Por exemplo, por volta de 60 a.C., o romano Júlio César utilizava a técnica de trocar cada letra da mensagem pela letra que fi cava três posições a frente, na ordem alfabética. Por exemplo, a palavra MATEMÁTICA fi caria PDWHPDWLFD. 28 MATEmáTiCA LÚDiCA Relatos antigos apontam que persas e gregos, no século V a.C. utilizavam mensagens escondidas em tabletes de madeira cobertos por cera. Muito tempo depois mensagens secretas que trocavam letras por símbolos mostraram-se muito frágeis. Durante as guerras é muito comum o envio de mensagens secretas. Em particular, na Segunda Guerra Mundial, a decodifi cação destas mensagens foi fundamental para a vitória dos aliados. Muitos matemáticos e linguistas debruçaram-se neste desafi o, mas um teve destaque especial: Alan Turing. Turing nasceu em Londres, em 23 de junho de 1912. Em 1931, foi admitido pelo King’s College, em Cambridge, e aos 26 anos elaborou a teoria das máquinas, base para os primeiros computadores. Após ser humilhado em público, por ser homossexual, entrou em depressão e suicidou-se em 1954. Turing, seguindo pistas indicadas por Marian Rejewski e com a ajuda de funcionários de um departamento de decodifi cação do governo britânico, conseguiu desvendar o modo como era gerado o código Enigma, utilizado pela equipe de Hitler. Sugestão de atividade para os alunos: pesquisar métodos de criptografi a, principalmente, antes dos processos computacionais. Neste tópico, vamos apresentar dois processos, no mínimo, interessantes: o método de Hill e o de Viginère. 6 MÉTODO DE HILL Conforme Godinho et al. (2011), a cifra de Hill surge por volta de 1929 inventada por Lester S. Hill. Este processo utiliza a matemática por meio de matrizes para codifi car uma mensagem. Associamos cada letra do alfabeto a um número, gerando uma sequência numérica que será representada na forma de matriz. Esta matriz deve ser multiplicada por uma matriz chave, gerando uma matriz codifi cada. A descrição detalhada do processo está exemplifi cada no exemplo 1. 29 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 QUADRO 1 – CIFRA DE HILL A B C D E F G H I J K L M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 N O P Q R S T U V W X Y Z 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 FONTE: O autor Vamos apresentar dois exemplos. O primeiro com o detalhamento do processo. 1) Procedimento para codifi car a palavra MATEMÁTICA. a) Defi nir a sequência numérica. M A T E M Á T I C A 13 1 20 5 13 1 20 9 3 1 b) Escolher uma matriz cifradora, Anxn , e calcular sua inversa. Como exemplo usaremos uma matriz A2x2 . c) Dispor a sequência numérica, associada à mensagem, em uma matriz de ordem nxm. Os números da sequência serão dispostos em colunas, seguindo a ordem em que se relacionam com as letras, ou seja: Observação: se necessário, completamos a matriz com o número “zero”. Veremos este fato no exemplo 2. d) Multiplicamos a matriz cifradora A pela matriz M. 30 MATEmáTiCA LÚDiCA Assim, a mensagem recebida teria a seguinte sequência numérica: 29 15 55 30 29 15 67 38 9 5 e) O receptor da mensagem pode decifrá-la utilizando a matriz inversa de A, pois M = A-1 (A.M). Assim, temos a sequência 13 1 20 5 13 1 20 9 3 1, ou seja: MATEMÁTICA. 2) Codifi car a mensagem “PRODUTO DE MATRIZES” a) PRODUTO DE MATRIZES = 16 18 15 4 21 20 15 4 5 13 1 20 18 9 26 5 19 Observe que completamos a matriz com o “zero”. b) Matriz chave e sua inversa: c) 31 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 Mensagem cifrada: 66 100 49 68 83 124 49 68 28 46 23 44 63 90 83 114 57 76 d) Para decifrar a mensagem, o receptor deverá multiplicar a matriz inversa de A por AM. 1 Utilizando o método de Hill, resolva o que se pede em cada item. a) Codifi que a palavra CRIPTOGRAFIA: R.:____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ b) Codifi que a expressão: LÓGICA MATEMÁTICA: R.:____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ 2 Decifre as mensagens criadas pelo método de Hill. a) Considerando a matriz chave − = 13 21 A , decifre a mensagem cifrada: 23 15 27 17 22 81 0 63 0 49 R.:____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ b) Considerando a matriz chave = 12 53 A , decifre a mensagem cifrada: 93 41 65 41 96 29 59 37 82 43 98 21 60 33 52 23 17 9 37 13 82 43 99 24 115 30 9 79 41 26 18 32 MATEmáTiCA LÚDiCA R.:____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ 7 O MÉTODO DE VIGINÈRE No século XVI, o francês Blaise de Viginère criou uma técnica que permaneceu indecifrável por três séculos. Publicado em 1586, seu sistema baseava-se no quadro a seguir. QUADRO 2 – QUADRO DE VIGINÈRE A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 1 B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A 2 CD E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B 3 D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C 4 E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D 5 F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E 6 G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F 7 H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G 8 I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H 9 J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I 10 K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J 11 L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K 12 M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L 13 N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M 14 O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N 15 P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O 16 Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P 17 R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q 18 S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R 19 T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S 20 U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T 21 V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U 22 W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V 23 X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W 24 Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X 25 Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y 26 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z FONTE: Adaptado de Revista Galileu (2003) 33 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 Na primeira linha está o alfabeto e nas linhas seguintes o alfabeto é repetido com seu início deslocado em uma letra. Por exemplo, para codifi car a letra E, usando a linha 5, teremos a letra J. Para saber qual linha deve ser usada, o que envia a mensagem e o receptor devem combinar uma palavra-chave. Exemplos 1) Vamos supor que a palavra seja soma e a mensagem codifi cada seja “matemática lúdica”. Para codifi car a mensagem, escreve-se as letras da palavra-chave quantas vezes for preciso acima da frase. S O M A S O M A S O M A S O M A M A T E M Á T I C A L Ú D I C A Para codifi car as letras da mensagem, usamos a linha de cada letra da palavra-chave. Por exemplo, para S usamos o alfabeto da linha 18. Assim, substituímos a letra M por E. Para a letra O, usamos a linha 14 e substituímos a letra A por O. Seguindo este raciocínio teremos: S O M A S O M A S O M A S O M A M A T E M Á T I C A L Ú D I C A E O F E E O G I U O X U W Y O A Assim: Matemática Lúdica fi caria Eeofeeogiuo Xuwyoa. Para descodifi car a mensagem, use o caminho inverso. 2) Decifre a mensagem UHMHDARQVIADMTVY, sabendo que a palavra- chave é ENIGMA. Para decifrar a mensagem, devemos seguir o caminho inverso da codifi cação, ou seja, procuramos na linha de cada letra da palavra-chave a letra correspondente da mensagem. Por exemplo, na linha da letra E, de enigma, procuramos a letra U, primeira letra da mensagem, e encontraremos a letra correspondente da coluna, a letra Q. O quadro a seguir apresenta a decodifi cação da mensagem. E N I G M A E N I G M A E N I G U H M H D A R Q V I A D M T V Y Q U E B R A N D O C O D I G O S 34 MATEmáTiCA LÚDiCA Usando o quadro de Viginère, resolva as questões a seguir: 1 Codifi que as seguintes mensagens: a) Usando a palavra-chave MATRIZ codifi que a expressão “Quadrados Mágicos”. b) Usando a palavra-chave MENOS codifi que a expressão “Jogos em Grupo”. R.:____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ 2 Decodifi que as seguintes mensagens: a) Sabendo que a palavra-chave é LÚDICO, decifre a mensagem a seguir: M F D Q U S O Y Y Q I V Y Y U M b) Sabendo que a palavra-chave é JOGO, decifre a mensagem a seguir: A O F O X A A F N A R.:____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ALGUMAS CONSIDERAÇÕES Nesse capítulo procuramos enfatizar a importância do lúdico no contexto educacional, na perspectiva de fundamentar e orientar você nos demais capítulos deste livro. Esperamos que as leituras sugeridas tenham motivado você a buscar outras fontes e que consiga relacionar os fundamentos teóricos apresentados com as atividades que serão apresentadas nos próximos capítulos. Lembre-se de que um importante destaque deste capítulo é a compreensão de que a utilização do lúdico nas atividades educativas tem seu suporte na 35 O LÚDICO NO CONTEXTO DA MATEMÁTICA Capítulo 1 compreensão que temos de educação e de ludicidade. Na educação, em especial no ensino de Matemática, muitos processos metodológicos fi cam centrados na compreensão operacional de técnicas que auxiliam na resolução de expressões algébricas. Já atividades lúdicas não devem ter esta ênfase. Elas devem estar acima do modelo tradicional de memorização de processos e apenas estar associadas ao desenvolvimento da lógica e da abstração. Nos demais capítulos, apresentaremos a você algumas possibilidades de aliar o lúdico, com sua ênfase lógica, às estruturas formais do ensino da Matemática e ajudá-lo a implementar as atividades na fase mais apropriada. REFERÊNCIAS DRUCKER, P. F. As novas realidades. São Paulo: Pioneira, 1991. GODINHO, D. S. et al. Criptografi a: a importância da álgebra linear para decifrá- la. Revista iTEC, v. 2, n. 2, p. 26-31, jul. 2011. KISHIMOTO, T. M. (org.). Jogo, brinquedo, brincadeira e a educação. 11. ed. São Paulo: Cortez, 2001. MENEZES, E. T. de. Dicionário Interativo da Educação Brasileira - Educabrasil. São Paulo: Midiamix, 2001. Disponível em: https://www. educabrasil.com.br/ludico/. Acesso em: 10 jan. 2020. MOURA, M. O. de. A séria busca no jogo: do lúdico na matemática. São Paulo: Cortez, 2009. REVISTA GALILEU. Eureca: a matemática divertida e emocionante. São Paulo: Globo, 2003. SANTOS, S. M. P. dos. Brinquedoteca: a criança, o adulto e o lúdico. Petrópolis, RJ: Vozes, 2000. SMOLE, K. S.; DINIZ, M. I.; CÂNDIDO, P. Jogos de Matemática de 1º ao 5º. Série Cadernos do Mathema – Ensino Fundamental. Porto Alegre: Artmed, 2007. SOUZA, J. C. de M. Matemática divertida e curiosa. 15. ed. Rio de Janeiro: Record, 2001. TAHAN, M. O homem que calculava. 46. ed. Rio de Janeiro: Record, 1998. 36 MATEmáTiCA LÚDiCA CAPÍTULO 2 QUADRADOS MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS A partir da perspectiva do saber-fazer, são apresentados os seguintes objetivos de aprendizagem: • Reconhecer padrões algébricos nos quadrados mágicos. • Construir quadrados mágicos. • Identifi car e organizar conceitos matemáticos em jogos. • Analisar o potencial de jogos na prática educativa. • Identifi car o ano escolar mais adequado para a aplicação de atividades lúdicas. • Adaptar enunciados de problemas ao ano em que eles forem aplicados. • Desenvolver conceitos geométricos por meio de jogos e desafi os. • Estimular os alunos à aprendizagem da geometria por meio de atividades lúdicas. 38 MATEmáTiCA LÚDiCA 39 MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS Capítulo 2 1 CONTEXTUALIZAÇÃO Os jogos educativos são muito difundidos pela literatura, mas pouco explorados nos anos fi nais do Ensino Fundamental e no Ensino Médio. Nessa perspectiva, apresentaremos algumas atividades lúdicas para que você avalie suas possíveis aplicações e tenha motivação de buscar e/ou criar novas. Com esse propósito, este capítulo se propõe a motivá-lo a desenvolver atividades com o uso de jogos para o ensino de Matemática, mostrando alguns exemplos, sugerindo que procure redimensionar suas aplicações com adaptações criativas e busque dinamizar a abordagem de conceitos geométricos. Independentemente do tipo de abordagem metodológica, o uso de atividades lúdicas favorece o estímulo ao estudo da geometria e auxilia na compreensão das propriedades relacionadas às estruturas geométricas. Equacionar, relacionar ecomparar propriedades geométricas se torna muito mais interessante quando somos motivados por brincadeiras e desafi os. Parece que as justifi cativas algébricas e/ou geométricas, sempre importantíssimas de serem buscadas, tornam-se mais simples e elegantes. 2 QUADRADOS MÁGICOS Os quadrados mágicos sempre motivaram muito os matemáticos. Há registros em obras de arte, na Bíblia, no misticismo e em talismãs. 2.1 PRIMEIROS QUADRADOS MÁGICOS A origem dos quadrados mágicos divide historiadores. Alguns citam o quadrado Loh Shu (registro no casco de uma tartaruga), entre 2200 e 2800 a.C., utilizado como talismã pelos chineses. Outros autores datam como primeiro registro entre 3000 e 5000 a.C. A seguir, apresentaremos alguns destes registros. 40 MATEmáTiCA LÚDiCA FIGURA 1 – O QUADRADO DE LOH SHU FONTE: <http://2.bp.blogspot.com/-rxNIbYpcN2k/Ua01kkPHvCI/AAAAAAAAAFk/ D3W1IU-JJQI/s1600/Lo+shu.bmp>. Acesso em: 28 jan. 2020. FIGURA 2 – A TARTARUGA SAGRADA E O LOH SHU FONTE: <http://1.bp.blogspot.com/-CF2KoebwGL8/T-dG6fGZ-jI/AAAAAAAABQw/ UvhyFHvTcQ8/s1600/LO-SHU03.gif>. Acesso em: 28 jan. 2020. FIGURA 3 – NA GRAVURA “MELANCOLIA” DE ALBRECHT DÜRER (1471-1528), ENCONTRAMOS UM QUADRADO MÁGICO 16 3 2 13 5 10 11 8 9 6 7 12 4 15 14 1 FONTE: <http://fi lhosdehiran.blogspot.com/2013/03/o-quadrado- magico-de-albrecht-durer.html>. Acesso em: 28 jan. 2020. 41 MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS Capítulo 2 FIGURA 4 – AMULETO SOLAR BABILÔNICO. APRESENTA UM QUADRADO MÁGICO 6 X 6 EM QUE O RESULTADO É SEMPRE 111 FONTE: <http://mathluiz.blogspot.com/2015/09/post-sexcentesimo- sexagesimo-sexto.html>. Acesso em: 28 jan. 2020. 2.2 QUADRADO TRADICIONAL Na forma tradicional, o quadrado é construído de modo que os números de cada linha, cada coluna e cada diagonal tenham sempre a mesma soma. Esta soma é denominada de constante do quadrado e o número de casas de cada linha é chamado de módulo. O menor quadrado é o de ordem 3, com 9 casas. Veja os exemplos apresentados a seguir. FIGURA 5 – QUADRADOS MÁGICOS DE MÓDULO 3, CUJA CONSTANTE É IGUAL A 15 2 9 4 7 5 3 6 1 8 4 9 2 3 5 7 8 1 6 FONTE: Adaptada de Gardner (1967) FIGURA 6 – QUADRADO MÁGICO DE ORDEM 4, CUJA CONSTANTE É IGUAL A 34 FONTE: O autor 4 5 16 9 14 11 2 7 1 8 13 12 15 10 3 6 42 MATEmáTiCA LÚDiCA 1 A tabela representa um quadrado mágico aditivo. Encontre os valores de: a, b, c, d, e. 1 a 8 13 b 15 c 10 11 2 14 d 16 5 9 e R.: 2.3 CONSTRUÇÃO DE UM QUADRADO DE ORDEM ÍMPAR Um método para determinar um quadrado mágico de ordem ímpar foi desenvolvido pelo matemático francês Bachet, no século XVII. Para facilitar o entendimento do método, será utilizado um quadrado de ordem 3 como exemplo. 1ª Etapa: construir o quadrado dividido em nove casas com acréscimo de uma casa em cada lado, conforme a fi gura a seguir. 43 MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS Capítulo 2 2ª Etapa: a partir do novo “quadrado”, numerar os “quadradinhos” com os algarismos de 1 a 9, conforme a fi gura: 3 2 6 1 5 9 4 8 7 3ª Etapa: os algarismos que fi caram de fora do “quadrado”, 1, 3, 7 e 9, serão inseridos nos lados opostos do quadrado, porém mantendo-os nas mesmas linhas ou colunas que se encontram. Dessa forma, será obtido o quadrado a seguir. 2 7 6 9 5 1 4 3 8 Não importa com qual número começamos, desde que mantenhamos a ordem de crescimento de uma unidade em cada “quadradinho” e a ordem nas diagonais. A seguir, apresentaremos a confi rmação do método, considerando um número genérico “n”. 44 MATEmáTiCA LÚDiCA n+2 n+1 n+5 n n+4 n+8 n+3 n+7 n+6 n+1 n+6 n+5 n+8 n+4 n n+3 n+2 n+7 Soma das linhas: Soma das colunas: n+1+n+6+n+5 = 3n+12 n+1+n+8+n+3 = 3n +12 n+8+n+4+n = 3n+12 n+6+n+4+n+2 = 3n +12 n+3+n+2+n+7 = 3n+12 n+5+n+n+7 = 3n + 12 Soma das diagonais: n+1+n+4+n+7 = 3n + 12 n+3+n+4+n+5 = 3n + 12 Observação: este método também é válido se forem invertidas a ordem de “crescimento de n”. n n+1 n+3 n+2 n+4 n+6 n+5 n+7 n+8 n+1 n+8 n+3 n+6 n+4 n+2 n+5 n n+7 45 MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS Capítulo 2 Quadrados bimágicos Os quadrados bimágicos são aqueles que continuam mágicos após terem seus números elevados ao quadrado. O menor destes quadrados tem dimensão 8. 56 34 8 57 18 47 9 31 260 33 20 54 48 7 29 59 10 260 26 43 13 23 64 38 4 49 260 19 5 35 30 53 12 46 60 260 15 25 63 2 41 24 50 40 260 6 55 17 11 36 58 32 45 260 61 16 42 52 27 1 39 22 260 44 62 28 37 14 51 21 3 260 260 260 260 260 260 260 260 260 260 260 3136 1156 64 3249 324 2209 81 961 11180 1089 400 2916 2304 49 841 3481 100 11180 676 1849 169 529 4096 1444 16 2401 11180 361 25 1225 900 2809 144 2116 3600 11180 225 625 3969 4 1681 576 2500 1600 11180 36 3025 289 121 1296 3364 1024 2025 11180 3721 256 1764 2704 729 1 1521 484 11180 1936 3844 784 1369 196 2601 441 9 11180 11180 11180 11180 11180 11180 11180 11180 11180 11180 11180 FONTE: <www.multimagie.com>. Acesso em: 28 jan. 2020. 46 MATEmáTiCA LÚDiCA 1 Construa um quadrado mágico de ordem 5. Para isso, pesquise como construir quadrados mágicos de ordem par. Temos várias obras que descrevem métodos para a construção de quadrados mágicos, porém, muitas das referências encontradas na internet contêm propagandas e links não relacionados com o tema. Sugerimos o artigo publicado na Revista do Professor de Matemática, de Lenimar Nunes de Andrade, cujo link é http:// www.rpm.org.br/cdrpm/41/3.htm. Esta página apresenta médodos interessantes para a construção de quadrados mágicos. 2.4 QUADRADO MÁGICO MULTIPLICATIVO Outro tipo de quadrado mágico é aquele cujo produto dos elementos de uma linha, ou coluna, ou diagonal é sempre o mesmo. Para encontrar estes quadrados podemos utilizar a seguinte fórmula: a.b² 1 a².b a² a.b b² b a².b² a Esta fórmula foi determinada a partir das matrizes A e B, que contêm os expoentes de “a” e “b”. 47 MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS Capítulo 2 Exemplos: a) Fazendo a=2 e b=3 o produto será 216 18 1 12 4 6 9 3 36 2 b) Fazendo a=3 e b=4 o produto será 1728 48 1 36 9 12 16 4 144 3 1 Observe que os elementos de A e B (0, 1 e 2) foram distribuídos na matriz de forma que não houvesse repetição em nenhuma linha ou coluna. Ainda, perceba que foram trocadas apenas as colunas 1 e 3. Agora, utilize as matrizes de cada item a seguir para verifi car se o quadrado resultante mantém a propriedade multiplicativa (não esqueça de verifi car o produto dos elementos das diagonais). 48 MATEmáTiCA LÚDiCA R.: 2 Construa duas outras matrizes A e B com “os expoentes” 1, 2 e 3 e verifi que o que acontece. R.: 2.5 QUADRADO MÁGICO ESPECIAL Outro tipo de quadrado mágico é bastante interessante. Observe a fi gura: FIGURA 7 – QUADRADO MÁGICO ESPECIAL DE MÓDULO 64 17 15 19 27 13 9 7 11 19 5 11 9 13 21 7 8 6 10 18 4 13 11 15 23 9 FONTE: Adaptada de Gardner (1967) Aparentemente, ele não segue nenhuma regra, porém, pode-se encontrar uma propriedade “mágica”. Escolha, ao acaso, um número, anote-o e ‘elimine’ os números da linha e da coluna onde ele se encontra. Repita o processo escolhendo outros números, até que reste apenas um número. No caso do quadrado apresentado, serão cinco números a serem escolhidos e a soma deles será sempre 64. Este tipo de quadrado é gerado por dois conjuntos de números: 5, 3, 7, 15, 1 e 12, 4, 6, 3, 8. A soma desses números é 64. Escrevendo o primeiro grupo acima da primeira linha e o segundo ao lado da primeira coluna, podemos construir um quadrado cujos elementos são resultantes da soma dos números escritos acima da primeira linha com os que estão ao lado da primeira coluna. Você consegue perceber essa regra, notando que o número 17 é asoma de 5 e 12, o 15 é a soma de 3 e 12 e assim sucessivamente. Seguindo essa regra, determinam-se todos os outros elementos da tabela. 49 MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS Capítulo 2 FIGURA 8 – ELEMENTOS DA TABELA 5 3 7 15 1 12 17 15 19 27 13 4 9 7 11 19 5 6 11 9 13 21 7 3 8 6 10 18 4 8 13 11 15 23 9 FONTE: Adaptada de Gardner (1967) Adotando-se um modelo com números genéricos e, para simplifi car, utilizando um quadrado 4 x 4, temos: FIGURA 9 – QUADRADO GENÉRICO 4X4 a b c d e a+e b+e c+e d+e f a+f b+f c+f d+f g a+g b+g c+g d+g h a+h b+h c+h d+h FONTE: O autor A “mágica” pode ser verifi cada com mais facilidade na Figura 10. Por exemplo, escolhendo-se o elemento “c + f” e eliminando-se os demais da linha e coluna, onde está este elemento, eliminamos todas as demais letras ‘c’ e ‘f’. FIGURA 10 – ‘ELIMINAÇÃO’ DA LINHA E COLUNA DO “C+F” a b c d e a+e b+e c+e d+e f a+f b+f c+f d+f g a+g b+g c+g d+g h a+h b+h c+h d+h FONTE: O autor 50 MATEmáTiCA LÚDiCA Escolhendo outro elemento, como ‘a+e’ e eliminando os demais elementos da linha e coluna onde ele está, eliminamos da tabela todas as letras ‘a’ e ‘e’: FIGURA 11 – ‘ELIMINAÇÃO’ DA LINHA E COLUNA DO ‘A + E’ a b c d e a+e b+e c+e d+e f a+f b+f c+f d+f g a+g b+g c+g d+g h a+h b+h c+h d+h FONTE: O autor Seguindo esta regra, a soma dos elementos escolhidos será sempre “a + b + c + d + e + f + g (Figura 12). FIGURA 12 – SOMA DOS ELEMENTOS a b c d e a+e b+e c+e d+e f a+f b+f c+f d+f g a+g b+g c+g d+g h a+h b+h c+h d+h FONTE: O autor Observação: faça outras ‘escolhas’ no quadrado e certifi que-se de que a regra proposta funciona sempre. Como vimos, não importa quais números escolhemos para a, b, c, d, e, f, g. Veja dois exemplos: 51 MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS Capítulo 2 Quadrado cujo número mágico é 20 Quadrado cujo número mágico é 72 1 2 3 4 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6 3 4 5 6 7 4 5 6 7 8 2 4 6 8 10 12 14 16 18 12 14 16 18 20 14 16 18 20 22 16 18 20 22 24 2.6 DETERMINAÇÃO DE UM QUADRADO MÁGICO ESPECIAL A PARTIR DE UM VALOR Uma atividade interessante é o desafi o de construir um quadrado mágico especial que resulte em determinado número. Para construir o quadrado, proceda da seguinte forma: • Determine o número de “casas” de cada linha e coluna (4x4, 5x5,...). • Peça para alguém escolher um número maior do que 30. • Mentalmente, subtraia esse número de 30 e divida o resultado pelo número de casas. • Coloque o resultado da divisão em uma das “casas” do quadrado. • Preencha a linha (toda) com os números da sequência numérica (sempre aumentando uma unidade a mais, a partir do resultado da divisão), em qualquer ordem. • Preencha as outras linhas, continuando a sequência na mesma ordem de crescimento numérico da primeira. Por exemplo, suponha que o número escolhido foi 75. Subtraindo de 30 e dividindo por 4, teremos 11,25. O quadrado fi cará: 16,25 15,25 17,25 18,25 12,25 11,25 13,25 14,25 20,25 19,25 21,25 22,25 24,25 23,25 25,25 26,25 52 MATEmáTiCA LÚDiCA Para não utilizar números decimais e/ou fracionários, deve-se acrescentar, ao maior número de cada coluna, uma quantidade de unidades que “compense” a eliminação da parte decimal e/ou fracionária (0,25 + 0,25 + 0,25+ 0,25 = 1) . No exemplo dado, teríamos: 16 15 17 18 12 11 13 14 20 19 21 22 25 24 26 27 1 Se o número escolhido for menor do que 30, você encontrará números negativos. Isso mantém a “mágica”, mas deverá ser evitado caso a aplicação seja feita com alunos que desconheçam esses números. Elabore um quadrado com um número menor do que 30 para perceber esse fato. R.: 2 Construa um quadrado com número mágico igual a 74. R.: 3 Determine outros quadrados mágicos, aditivos, multiplicativos e especiais. R.: 3 ATIVIDADES EM GRUPO As atividades pedagógicas realizadas por meio de jogos estão muito além de serem consideradas como passatempo. Elas são, no mínimo, estimuladoras da socialização, da criatividade e do desenvolvimento intelectual. O exercício destas áreas facilita a condução do complexo processo de interiorização do conhecimento, desenvolvendo percepções e instintos. 53 MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS Capítulo 2 Muitos jogos auxiliam na abordagem das operações elementares e facilitam o processo de abstração dos conhecimentos sistematizados. Essa perspectiva está baseada no fato de que os jogos, e o processo dinâmico que eles promovem, favorecem a construção e a socialização do conhecimento. Quando os jogos são realizados em grupo, consegue-se melhorar o espírito de cooperação, estimular a criatividade e promover a responsabilidade na busca de objetivos comuns. Assim, ainda que fi que caracterizada uma competição, os jogos promovem o espírito de corresponsabilidade e de respeito entre os jogadores. A contribuição do jogo no processo educativo passa pela intencionalidade do professor. A escolha do tipo de jogo deve estar relacionada com o principal objetivo da sua aplicação. Se você quiser abordar determinado conteúdo, o jogo deve conter elementos de associação e/ou relacionados a esse conteúdo. Se a aplicação não tiver o foco em um conteúdo, você deve privilegiar atividades que despertem o interesse no conhecimento geral, na abstração e/ou na lógica. Com uma pesquisa em publicações impressas e na internet você poderá encontrar diversos jogos. Hoje temos que ter muito cuidado para sugerir sites, pois eles contêm muitos patrocinadores e links para acesso de outros temas. Às vezes estes links podem não ser adequados ao nível dos alunos ou provocar problemas institucionais e paternais. Para justifi car que os jogos são importantes instrumentos metodológicos e para motivar você a usá-los na sua prática, apresentaremos algumas atividades que poderão ser adaptadas a diversas fases. 3.1 ADIVINHAÇÃO DE UM NÚMERO Esta brincadeira é muito útil para se introduzir conceitos de sentenças matemáticas. Primeiro, pede-se para que alguém pense em um número. Depois se orienta para que sejam efetuadas várias operações mentais com este número, até que se descubra o valor dele. As operações deverão estar associadas ao conhecimento que o aluno já possui e ao objetivo da ação pedagógica. Por exemplo, ao pedir para que os alunos pensem em um determinado número, você pede para que eles façam o seguinte procedimento: acrescentem 3, subtraiam 10, acrescentem 7, subtraiam 10, acrescentem 6, acrescentem 4 e acrescentem 10. Após pedir a cada aluno a resposta depois de todas essas operações, você “adivinha” todos os números, basta subtrair o número que cada 54 MATEmáTiCA LÚDiCA um disse de 10, que é o resultado de todas as somas. Esse procedimento permite dar um exemplo de soma de números inteiros e motivar os alunos a descobrirem a “mágica”. Na abordagem de expressões algébricas este “jogo” é muito útil. Nesse caso, estimula-se o uso dos sinais gráfi cos e operações. Novamente, você pede aos alunos que pensem em algum número, multipliquem esse número por 3, adicionem 8, multipliquem por 5, somem 9, multipliquem por 6 e subtraiam o resultado de 294. Após cada aluno dizer o número resultante, você, de posse de uma calculadora ou mentalmente, divide o número dito por 90 e “adivinha” o número pensado por cada aluno. Após você provar que “é mágico”, peça aos alunos que escrevam a sentença que representa todas as operações e percebam como o truque funciona, ou seja: {6. [5. (3x + 8) + 9] – 294} Desenvolvendo, temos: {6.[15x + 40 + 9] – 294 = 90.x + 294 – 294 = 90x Após os alunos entenderem com funciona o truque, em outras palavras, a “mágica”, você pode sugerir que os alunos se reúnam em pares e proponham uma nova sequência de cálculos, anotando a sentença e desafi ando outros alunos. Você também pode aumentar o nível de difi culdade, desenvolvendo sentenças e operações mais complexas. Esse tipo de atividade é extremamenteversátil e permite a você explorar várias operações. 3.2 NÚMERO MÁGICO Esta é uma brincadeira que encerra propriedades numéricas muito importantes e auxilia na aprendizagem da subtração. A brincadeira consiste no seguinte: peça a alguém que pense em um número de três algarismos distintos, inverta-o e subtraia o maior do menor. A seguir, peça para que a pessoa diga o último algarismo do resultado e adivinhe o número obtido desta subtração. Como? A regra é que, no resultado da subtração solicitada, o número do centro é sempre 9 e a soma do 1º e do 3º também é sempre 9. Assim, se o algarismo dito for 5, o primeiro será 4 e o número resultante será 495. Pode-se incrementar a brincadeira solicitando que, após a primeira inversão e subtração, sejam efetuadas uma nova inversão e uma soma, obtendo-se, sempre, 1089. Exemplo: número pensado: 641; invertido: 146; subtraindo: 641-146 = 495; invertendo de novo: 594; somando: 495 + 594 = 1089. 55 MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS Capítulo 2 Esse jogo foi sugerido por Paulo Nunes Almeida (1994) e pode ser uma boa alternativa para alunos que estão aprendendo a subtração, pois nessa operação alguns alunos têm difi culdade na subtração do ‘9 para o 9’. 3.3 A MAIOR VENCE Tendo como referência a proposta de Smole (2007), este jogo é de simples execução, mas tem uma aplicação importante na comparação e na escrita de quantidades numéricas. Para tanto, você deve elaborar um conjunto de cartas com números que deseja que seus alunos saibam comparar. Forme duplas e distribua para cada aluno um conjunto de cartas. Os alunos posicionam suas cartas em um monte, com todas viradas para baixo. Os dois viram, simultaneamente, a primeira carta de seu monte e comparam seus valores para ver quem venceu. O vencedor da rodada fi ca com as cartas. O jogo prossegue até que as cartas de cada monte inicial acabem e quem fi car com o maior número de cartas é o vencedor. Os jogadores devem anotar as cartas de cada rodada e preencher uma tabela que o professor dispõe no quadro, ou entrega impressa. FIGURA 13 – TABELA DO JOGO ‘A MAIOR VENCE’ Rodada Jogador 1 Jogador 2 Maior Número 1ª 2ª 3ª FONTE: O autor As cartas podem ser elaboradas em uma folha de ofício e conter muitas variações. Como ilustração, apresentamos algumas cartas. FIGURA 14 – CARTAS DO JOGO ‘A MAIOR VENCE’ 35 -15 2/5 1/10 Cos 30º 0,01 Log 2 2% de 10 0,01 π FONTE: O autor 56 MATEmáTiCA LÚDiCA Conforme a fase, você deverá elaborar um conjunto apropriado de cartas. O número de cartas deve ser dimensionado de acordo com o tempo disponível para que todas as partidas acabem e o professor possa fazer suas considerações. Além disso, para fazer uma abordagem geral, você pode, ao fi nal do jogo, escrever os números das cartas no quadro e, com os alunos, colocá-las em ordem crescente e/ou de equivalência. Esse jogo é muito útil para o caso dos números inteiros. Ainda, os tipos de cartas apresentados na opção “c” mostram o seu potencial, pois os alunos, tanto do oitavo ano quanto do Ensino Médio e da graduação, têm difi culdade em estabelecer equivalências de forma rápida. Uma incrementação interessante é construir cartas com operações, equações e números. Nesse caso, os alunos deverão resolver as questões e compará-las com as do colega. Assim, percebe-se que esse jogo pode ser aplicado no Ensino Fundamental, Médio ou Superior, motivando e facilitando o aprendizado. Uma variante desse jogo, para as séries iniciais, é o uso de um baralho comum, do qual são distribuídas as cartas do Ás até o 9, para cada aluno. Novamente, com as cartas viradas para baixo, os jogadores viram a carta superior de seus montes e as colocam na mesa. Na sua vez de jogar, cada um tenta completar um total de 10, com a sua carta e outras que estão na mesa. Após todos virarem todas as cartas dos seus montes, vence aquele que tiver “capturado” mais cartas (SMOLE; DINIZ; CÂNDIDO, 2007). O jogo fi ca mais interessante se o aluno tiver que compor uma combinação de operações elementares para obter o mesmo valor de sua carta. Por exemplo, após apresentar a carta 7 e estando na mesa as cartas 1,3, 5 e 8, o aluno pode apresentar a equivalência 7 = 3.5 – 8, conservando consigo estas cartas. Nessa variante, você pode fazer várias adaptações, como sugerir que os alunos retirem mais cartas de uma só vez, compondo números maiores. Por exemplo, de posse das cartas 3, 4 e 5, o aluno deverá encontrar o número 345. Na medida em que as operações se tornarem mais complexas, sugerimos que você permita o uso da calculadora. 3.4 JOGO DOS “PONTINHOS” Um jogo muito tradicional entre estudantes é o jogo dos pontinhos. Nele, os jogadores se intercalam e unem dois pontos adjacentes na horizontal ou vertical. Quando o jogador completar um quadrado ele coloca a letra inicial do seu nome, porém podemos incrementar o jogo colocando valores nos possíveis quadrados e será o vencedor aquele que, após o término das possibilidades de “fechar” os 57 MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS Capítulo 2 quadrados, acertar a soma ou multiplicação, critério preestabelecido, dos valores que estão nos quadrados com a letra do seu nome. Apenas como exemplo, considere que os números em vermelho representem um jogador e os números em azul o outro. Outra possibilidade: 3.5 O REMADOR Este jogo é muito interessante, pois permite que todos os alunos tenham participação efetiva na solução de vários exercícios. Ainda, pela dinamicidade, ele promove a concentração e o espírito de cooperação nos grupos. 58 MATEmáTiCA LÚDiCA Você deve formar os grupos com a quantidade de alunos equivalente ao número de questões a serem aplicadas. Sugere-se que esse número seja no máximo igual a 6, e que se entregue um número de 1 a 6 a cada participante do grupo. Caso não consiga que todos os grupos tenham o mesmo número de alunos, cuide para que não fi que apenas um grupo com um número maior. Entregue a todos os alunos que tiverem o número 1 a questão “x”, aos que tiverem o número 2 a questão “y” e assim sucessivamente. Os alunos começam a resolver as questões e o professor determina um tempo limite para cada aluno resolver. Pode ser 1 ou 2 minutos. Após o término desse tempo, o aluno passa a sua questão para o colega da direita, até que a questão retorne àquele que a começou. Este, então, deverá fazer uma síntese de tudo o que foi escrito. Após as sínteses, os alunos reúnem-se em novos grupos que tenham as mesmas questões. Esses grupos farão a síntese fi nal de cada questão e apresentarão suas respostas. Esquemas com um exemplo em que os grupos diferem na quantidade de alunos: Fase I Fase II Grupo 1: 1, 2, 3, 4 e 5 Grupo 1: 1, 1, 1, 1, 1 Grupo 2: 1, 2, 3, 4 e 5 Grupo 2: 2, 2, 2, 2, 2 Grupo 3: 1, 2, 3, 4 e 5 Grupo 3: 3, 3, 3, 3, 3 Grupo 4: 1, 2, 3, 4, 5 e 6 Grupo 4: 4, 4, 4, 4, 4 Grupo 5: 1, 2, 3, 4, 5 e 6 Grupo 5: 5, 5, 5, 5, 5 Grupo 6: 6, 6 Para avaliar o desempenho individual, você pode recolher todas as sínteses e observar as contribuições de cada aluno. Você também pode atribuir uma “premiação” para as questões corretas, desde que toda a turma receba a mesma “pontuação”. Isso seria uma boa variante de um trabalho em grupo, pois envolveria a responsabilidade de cooperação de toda a turma. 3.6 JOGOS COM ELEMENTOS GEOMÉTRICOS O uso de desafi os e jogos na prática educativa faz parte de estratégias que visam inserir, no contexto das diversas áreas do conhecimento, o entusiasmo, a motivação e o prazer de fazer e aprender. Nas aulas de Matemática, o uso de jogos signifi ca uma mudança no processo ensino-aprendizagem baseado na resolução de exercícios padronizados e repetitivos. 59 MÁGICOS, JOGOS EM GRUPO E DESAFIOS GEOMÉTRICOS Capítulo 2 O elemento jogo, que torna divertida a matemática recreativa, pode tomar vários aspectos: um quebra-cabeça a ser resolvido, um jogo de competição, uma mágica,
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