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MINISTÉRIO DO ENSINO SUPERIOR, CIÊNCIA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO ESCOLA SUPERIOR PEDAGÓGICA DO BIÉ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXACTAS SECTOR DE MATEMÁTICA TÍTULO: Conjunto de exercícios para o desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª classe Opcção Ciências Físicas e Biológicas na escola do II° Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié. (TRABALHO DE FIM DE CURSO PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE LICENCIADO EM CIÊNCIAS PEDAGÓGICAS NA OPÇÃO DE MATEMÁTICA) AUTORES: Alexandre Kawenha Vissapa Cassinda Allione Adriano Handa Francisco Eduardo Mateus Avelino (Versão final após a defesa) CUITO-ANGOLA, 2020 MINISTÉRIO DO ENSINO SUPERIOR, CIÊNCIA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO ESCOLA SUPERIOR PEDAGÓGICA DO BIÉ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXACTAS SECTOR DE MATEMÁTICA TÍTULO: Conjunto de exercícios para o desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª classe Opcção Ciências Físicas e Biológicas na escola do II° Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié. (TRABALHO DE FIM DE CURSO PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE LICENCIADO EM CIÊNCIAS PEDAGÓGICAS NA OPÇÃO DE MATEMÁTICA) AUTORES: Alexandre Kawenha Vissapa Cassinda Allione Adriano Handa Francisco Eduardo Mateus Avelino TUTOR: MSc. Ezequias Adolfo Domingas Cassela. (Assistente) CO-TUTOR: MSc. Caíres Alberto Sassupe. (Prof. Auxiliar) CUITO-ANGOLA, 2020 FICHA CATALOGRÁFICA Autores: CASSINDA, Alexandre Kawenha Vissapa FRANCISCO, Allione Adriano Handa AVELINO, Eduardo Mateus Título Conjunto de exercícios para o desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª classe Opcção Ciências Físicas e Biológicas na escola do II° Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié. Trabalho de Fim de Curso para obtenção do grau de Licenciado em Ciências da Educação na Opção de Matemática. TUTOR: MSc. Ezequias Adolfo Domingas Cassela.(Assistente) CO-TUTOR: MSc. Caíres Alberto Sassupe. (Prof. Auxiliar) Palavras-chave: Processo de Ensino-Aprendizagem, derivadas, conjunto de exercícios, desenvolvimento de habilidades, cálculo; O presente trabalho contém (60) páginas. FICHA DE APROVAÇÃO MINISTÉRIO DO ENSINO SUPERIOR, CIÊNCIA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO ESCOLA SUPERIOR PEDAGÓGICA DO BIÉ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXACTAS SECTOR DE MATEMÁTICA Autores: CASSINDA, Alexandre Kawenha Vissapa FRANCISCO, Allione Adriano Handa AVELINO, Eduardo Mateus Tema: Conjunto de exercícios para o desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª classe Opcção Ciências Físicas e Biológicas na escola do II° Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié. Objectivo geral: Elaborar um conjunto de exercícios para o desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª classe Opcção Ciências Físicas e Biológicas na escola do II° Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito- /Bié. Data de Aprovação__________/_____________/_______________ Data de aprovação __________/____________/___________ Corpo de júri Presidente: __________________________________________________ 1.º Vogal: ____________________________________________________ 2.º Vogal: ____________________________________________________ Secretário: ___________________________________________________ DEDICATÓRIA À minha namorada Laureta pelo amor, carinho e conselhos que tem me proporcionado para mim melhor viver a vida. E aos meus filhos, minha filha Alehandra e meu filho Fenislau que têm sido uma das minhas fontes de motivação para realizar este trabalho e aos meus queridos irmãos, que foram os mais prejudicados com a minha ausência durante os meus cincos anos de formação. Aos meus pais: Maurício Cassinda (em memória), João Tulumba e Sebastião Correia, a minha querida mãe Olga Vissapa, a minha avó, aos meus irmãos, família e amigos por tudo que têm feito por mim. O meu magnífico tutor, que sem medir o grau de dificuldades que podíamos enfrentar aceitou tutorar o presente trabalho, obrigado pela atenção, conselhos e entrega nesta difícil tarefa, que Deus o abençoe e ilumine o seu caminho. Aos meus colegas de luta, pelo amor e apoio, que me deram e para todos aqueles que directa ou indirectamente contribuíram para que este sonho se torna-se realidade. Alexandre Kawenha Vissapa Cassinda DEDICATÓRIA À minha mãe Noémia em particular e a família em geral, a minha mãe pois desde o princípio tem desempenhado o papel de mãe e pai ao mesmo tempo de forma incondicional pelo carinho, educação, amor, proteção e sustento, a minha família por fazerem parte da minha vida, em especial a minha amada filha Noêmia Chopeto Any que sempre foi minha motivação pra continuar nos momentos difícil que pensei desistir. A minha mãe Milhama que também sempre fez papel de mãe sempre que precisei, ao meu irmão Zé que tem sido não só irmão mais velho mas também pai ao mesmo tempo, ao meu irmão Agostinho Mussile José que também tem sido irmão e amigo a minha inspiração. Allione Adriano Handa Francisco DEDICATÓRIA À minha mãe Marta Nahombo (em memória), pela educação, amor, carinho, dedicação e confiança que depositava em mim. Aos meus pais João Avelino e Idalina Eyala, pelo apoio incondicional em todas minha decisões, sustento e conselho, Aos meus pai Paulo Ferramenta e Victória Ferramenta. Ao meu irmão caçula Alberto (em memória), que sempre dizia ser como eu, a minha irmã Emiliana, Sara, Tetê, Fatima, Firmino e todos que não mencionei. Ao meu mestre, minha fonte de inspiração, Armando Ferramenta pela força e grande coração que tem, e sua esposa Arleth Loidh. Ao meu irmão Albertino, Gabriel Chivangulula e Salomão Daniel e a todos que me apoiaram nos meus estudos. Eduardo Mateus Avelino AGRADECIMENTOS Primeiramente à Deus que nos deu saúde, força e coragem para que este trabalho fosse realizado. Ao nosso tutor Msc. Ezequias Adolfo Cassela e Co-tutor. Caíres Alberto Sassupe, que sempre nos estimularam com suas maneiras de ser. Para nós nossos encontros foram fantásticos, guiados de aprendizagem dia pós dia, aperfeiçoando assim os nossos conhecimentos na área da educação e a todos professores do curso de Matemática, que com sabedoria e delicadeza, guiaram-nos a trilhar este caminho do saber, fazendo assim com que este trabalho fosse realizado. Aos nossos saudosos pais, que sempre estiveram ao nosso lado, dirigindo o nosso pensamento a este lindo saber da matemática. Mãe, pai, jamais nos esqueceremos dos vossos sábios ensinamentos e conselhos desde pequenino, que desde então ensinavam-nos a contar e escrever os números dando-nos explicação de matemática. Aos nossos irmãos e amigos e em especial as nossas famílias que entenderam a nossa ausência durante esse todo tempo que estávamos a nos formar emigrando para outro lugar estando distante dos nossos pais. Às nossas companheiras, que forão capazes de suportar a nossa ausência e estimular-nos, de acordo as suas maneiras de ser, estar e agir perante aos desafios da vida. E aos nossos colegas que ajudaram-nos nessa longa caminhada que com certeza não foi fácil, apesar das dificuldades a nossa amizade prevaleceu ajudando uns aos outros neste triunfo individual numa luta colectiva. Os autores RESUMO A presente investigação refere-se ao Processo de Ensino-Aprendizagem (PEA) da Matemática, concretamente na abordagem relacionada com o desenvolvimento de habilidades no estudo das derivadas nos alunos da 12.ª Classedo Curso de Ciências Físicas e Biológicas da Escola do IIº Ciclo do Ensino Secundário “Liceu Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié. A mesma tem como objectivo propor um conjunto de exercícios para o desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas, nos alunos alvo do referido processo. Para a sua realização utilizou-se o modelo misto da investigação e do tipo descritivo, e para o alcance do objectivo definido fez-se o uso de um conjunto de métodos científicos entre eles os métodos teóricos: histórico-lógico, indutivo-dedutivo e o analítico-sintético. Além destes, utilizaram-se os métodos empíricos e técnicas: análise documental, inquérito aos alunos e aos professores, prova pedagógica e observação às aulas. A mesma foi encaminhada de modo a dar resposta ao problema científico determinado, tendo em conta as exigências que se manifestam nos documentos normativos da actual Lei de Bases do sitema Educativo angolano, tendo como premissa fundamental a concepção pedagógica que dá espaço ao papel protagónico do aluno na sua própria aprendizagem. A constatação do estado real do problema determinou-se através dos métodos estatísticos-matemáticos. ABSTRACT The present investigation refers to the Teaching-Learning Process (TLP) of Mathematics, specifically in the approach related to the development of skills in the study of derivatives in students of the 12th Class of the Physical and Biological Sciences Course at School of IIº Secondary Education Cycle “Liceu Rei Ndunduma”, Municipality of Cuito / Bié. It aims to propose a set of exercises for the development of skills in calculating derivatives, in the target students of the referred process. For its realization, the mixed model of investigation and descriptive type was used, and to achieve the defined objective, a set of scientific methods was used, among them the theoretical methods: historical-logical, inductive-deductive and the analytical-synthetic. In addition to these, empirical and technical methods were used: document analysis, inquiry to students and teachers, pedagogical test and observation to classes. It was addressed in order to respond to the determined scientific problem, taking into account the requirements that are manifested in the normative documents of the current Basic Law of the Angolan Educational system, having as a fundamental premise the pedagogical concept that gives space to the protagonist role of the student in your own learning. The verification of the real state of the problem was determined through statistical-mathematical methods. ÍNDICE Pág. INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 1 CAPÍTULO I. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ....................................................... 7 1.1 Enquadramento teórico do Processo de Ensino-Aprendizagem (PEA) à luz das tendências pedagógicas contemporâneas ................................................ 7 1.1.1 Processo de Ensino-Aprendizagem da Matemática. Um olhar ao contexto angolano .......................................................................................... 11 1.2 Desenvolvimento de habilidades no Ensino-Aprendizagem das derivadas ....................................................................................................................... 13 1.2.1 Abordagem científica das derivadas ..................................................... 14 1.3 Enquadramento teórico do conjunto de exercícios na aprendizagem da Matemática ..................................................................................................... 21 CAPÍTULO II: ANÁLISE DOS RESULTADOS DO DIAGNÓSTICO E PROPOSTA ............................................................................................................................. 28 2.1 Análises dos resultados do diagnóstico ................................................... 28 2.2 Fundamentação da proposta ................................................................... 41 2.3 Proposta de um conjunto de exercícios. .................................................. 44 CONCLUSÕES GERAIS ...................................................................................... 59 RECOMENDAÇÕES ............................................................................................ 60 BIBLIOGRAFIA ANEXOS 1 INTRODUÇÃO A sociedade actual como nunca antes, enfrenta os desáfios que impõe o desenvolvimento científico-técnico o qual experimenta um ritmo de crescimento sem precedentes. Esta problemática transcende a escola, a qual tem entre os seus objectivos preparar as novas gerações para dar respostas as exigências actuais. Neste pensamento, é notória a chamada de atenção relativamente a responsabilidade da escola como espaço onde se garante a formação do homem, em primar por um processo de Ensino-Aprendizagem que esteja em altura das exigências actuais. Tal desiderato só será possível se a escola ajustar os programas curriculares, no sentido de se incluir novas formas de organização de um processo de Ensino- Aprendizagem que abra a mente e que prepara os alunos para desenvolverem pensamentos lógicos e abstractos bem como a aplicação de conhecimentos científicos para a resolução de problemas de vida prática. O pensamento anterior está pautado na Lei de Bases do Sistema Educativo angolano, Lei nº 17/2016 de 7 de Outubro que faz mensão a perspectiva de formar um indivíduo capaz de compreender os problemas nacionais, regionais e internacionais de forma crítica e construtiva para a sua participação activa na vida social a luz dos princípios democráticos (Assembleia Nacional, 2016). Em concordância com as exigências estabelecidas pela nova Lei, vários autores têm conduzido várias investigações no sentido de se quebrar o paradigma tradicional do ensino para se dar espaço à um ensino que coloque em relevo o papel do aluno como um sujeito activo na investigação, no desenvolvimento das hipóteses e sua aplicação, na tomada de decisões bem como o seu compromisso pessoal com as posições críticamentes assumidas. Ao lado destes investigadores, os autores deste trabalho, tendo consciência da particular importância atribuída pela Lei de Bases do Ensino angolano ao ensino da Matemática como uma disciplina que contribui para o desenvolvimento do pensamento lógico do aluno, decidiram realizar esta investigação para quebrar com os paradigmas de um ensino da Matemática descontextualizado, revestido de padrões rotineiros que levam o aluno a aprender apenas pela reprodução e primar 2 por uma Matemática que relacione os conhecimentos aprendidos em sala de aula com o dia-a-dia do aluno. A ideia anterior é reforçada por Ferreira e Buriasco, (2016) que ao citarem Freudentthal, afirmam que “a Matemática deve ser conectada com a realidade, estar próxima dos alunos, ser relevante para a sociedade e ser de valor humano”. (p.241). Para os mesmos autores, a Matemática é uma actividade humana, onde os alunos devem ter a oportunidade guiada para reinventá-la, em lugar de serem considerados como receptores de uma Matemática já “pronta” e “acabada”. Por outro lado, argumentam que, se os alunos aprendem a Matemática de forma isolada, divorciada de suas experiências, ela será esquecida e não serão capazes de aplica-la. Nesta conformidade, de acordo com as ideias anteriores, os autores deste trabalho, olhando para o processo de Ensino-Aprendizagem da Matemática promovido na Escola Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié, notaram-se algumas dificuldades manifestadas fundamentalmente no Ensino-Aprendizagem das derivadas, facto que motivou a realização da presente investigação cujo foco principal é a contribuição para amelhoria do dito processo. Nesta perspectiva, os autores fazendo uma revisão das últimas investigações realizadas na Escola Superior Pedagógica do Bié, verificaram alguns temas relacionados com a presente investigação como as dos seguintes autores Benilde Tchissoca, Ermelinda Chicapa e Joaquim Chanica, (2017), que debruçaram-se sobre a interpretação do conceito da derivada de uma função num ponto, mas, entretanto, ainda determinadas abordagens relacionadas ao tema em questão, carecem de um nível de profundidade necessário para o desenvolvimento de habilidades requeridas. É assim que partindo de um contacto preliminar dos autores com o campo alvo desta investigação, concretamente os professores da disciplina, os alunos, bem como a observação de aulas e análise de alguns documentos normativos para o processo, constataram-se as seguintes dificuldades: 3 Insuficiente conhecimento para o asseguramento do nível de partida no estudo das derivadas por parte do professor; Dificuldades manifestadas por parte de alguns estudantes no cálculo das derivadas aplicando as regras nas funções exponenciais e irracionais; Debilidades manifestadas na relação entre o conceito de derivadas e o coeficiente angular, o que limita, a interpretação geométrica das derivadas; A fórmula para o cálculo da derivada por definição é dada de forma pronta e acabada, levando o aluno à aprender pela memorização, o que limita, a criactividade na aplicação destes conhecimentos em situações que tem a ver com o seu contexto; São insuficientes as actividades que exploram o nível de interpretação, raciocínio lógico dos alunos na aplicação do cálculo das derivadas para a resolução de problemas variacionais. De realçar que o anteriormente descrito converteu-se na força motriz para a determinação do seguinte Problema Científico: Como contribuir para o desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª Classe Opção Ciências Físicas e Biológicas na escola do IIº Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié? Diante do qual, definiu-se o seguinte Objecto de Estudo: Processo de Ensino- Aprendizagem da Matemática. Campo de acção: Desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª Classe Opção Ciências Físicas e Biológicas na escola do IIº Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié. E como alvo a se alcançar nesta investigação, tem-se o seguinte Objectivo Geral: Propor um conjunto de exercícios para o desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª Classe Opção Ciências Físicas e Biológicas na escola do IIº Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié. Como via de solução para o problema científico determinado, elaboram-se as seguintes Perguntas Científicas: 4 1. Quais são os fundamentos teóricos no Processo de Ensino-Aprendizagem da Matemática que sustentam o desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas? 2. Qual é o estado actual do desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª Classe Opção Ciências Físicas e Biológicas na escola do IIº Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié? 3. Como contribuir para o desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª Classe Opção Ciências Físicas e Biológicas na escola do IIº Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié? Visando cumprir com o objectivo proposto neste trabalho se realizam as seguintes Tarefas de Investigação: 1. Sistematização dos fundamentos teóricos que sustentam o Processo de Ensino-Aprendizagem da Matemática para o desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas. 2. Diagnóstico do estado actual do desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª Classe Opção Ciências Físicas e Biológicas na escola do IIº Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié. 3. Elaboração de um conjunto de exercícios para o desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª Classe Opção Ciências Físicas e Biológicas na escola do IIº Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié. A investigação ajusta-se ao Modelo misto, a qual engloba a investigação qualitativa e a quantitativa como uma unidade dialética. O tipo de investigação é descritivo. Para o cumprimento do objectivo proposto, assim como à realização das tarefas científicas expostas, empregaram-se os seguintes Métodos, Procedimentos e Técnicas durante a investigação. 5 MÉTODOS DE NÍVEL TEÓRICO Histórico-Lógico: Para o estudo da evolução das teorias assumidas e suas aplicações no Processo de Ensino-Aprendizagem. Indutivo-Dedutivo: Utilizado no processo de sistematização de conceitos centrais, por meio da dedução, bem como no processamento dos resultados dos instrumentos aplicados, permitindo as possíveis inferências para se dar resposta ao problema científico. Analítico-Sintético: Aplicou-se para a revisão bibliográfica, com vista a distinguir as partes do problema, descobrir relações e características gerais entre as partes para criar a fundamentação acerca do Processo de Ensino-Aprendizagem da Matemática na 12ª Classe, e as características do conjunto de actividades a serem propostas. MÉTODOS EMPÍRICOS E TÉCNICAS Observação: obter informações respeitantes ao nível de orientações oficiais relacionadas com o estudo das derivadas na classe e escola em causa. Análise Documental: Verificar como está concebido o programa de Matemática da 12ª Classe utilizado na escola em estudo. Inquérito aos professores: Obter informações acerca do desempenho dos professores relativamente ao Processo de Ensino-Aprendizagem das derivadas. Inquérito aos alunos: Obter informações acerca das principais debilidades que se têm manifestado na aprendizagem dos conteúdos relativos ao estudo das derivadas na 12ª Classe. Prova pedagógica: Diagnosticar o grau de dificuldade relativamente ao estudo das derivadas nos alunos da 12ª Classe Opção Ciências Físicas e Biológicas na escola do IIº Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié. Além dos métodos anteriormente mencionados empregaram-se os Procedimentos Estatísticos-Matemáticos: Para a determinação da amostra da investigação; a organização, representação, resumo e análise dos dados obtidos do diagnóstico através das fontes de indagação empírica e extrair deles o máximo de informação para chegar a determinadas insuficiências. 6 População e Amostra Participantes População Amostra % Tipo de amostragem Critério de amostragem Professores 2 1 50 Não probabilístico Intencional Alunos 300 200 66,7 Probabilístico Aleatória simples Contributo prático: Consiste no conjunto de exercícios de acordo ao nível de desempenho cognitivo dos alunos, que podem servir de material de consulta para o professor no tratamento do tema derivadas e de recurso bibliográfico para os alunos, uma vez que na instituição em estudo observou-se uma insuficiência de material de apoio para a disciplina de Matemática no que diz respeito ao conteúdo em estudo. Estrutura do trabalho: Como estrutura da presente monografia, apresenta-se uma introdução e dois capítulos. No primeiro capítulo, se apresenta a fundamentação teórica atinente ao objecto de estudo e ao campo de acção. No segundo capítulo, se apresenta a análise dos resultados, fundamentação teórica da proposta, a proposta, conclusões do capítulo; posteriormente seguem-se as conclusões gerais, as recomendações, a bibliografia e anexos. 7 CAPÍTULO I. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA O presente capítulo tem como objectivo sistematizar os referentes teóricos que sustentam o desenvolvimento das habilidadesno cálculo das derivadas, bem como analisar o seu estado no processo de Ensino-Aprendizagem, buscando os seus antecedentes históricos, conceituais e contextuais. 1.1 Enquadramento teórico do Processo de Ensino-Aprendizagem (PEA) à luz das tendências pedagógicas contemporâneas O binómio inseparável Ensino-Aprendizagem, remonta desde antiguidade. Desde os primórdios das civilizações humanas que deram fortes evidências da sua existência notabilizando-se fundamentalmente na transmissão de experiências acumuladas pelas sociedades, em períodos historicamente determinados, isto é, da velha para a nova geração. Quanto ao seu caracter epistemológico, acredita-se que inicialmente esteve assente na base de conhecimentos rudimentares de determinadas tradições culturais. Mas com desenvolvimento das sociedades, passou de uma simples transmissão de valores culturais, para um complexo sistema escolarizado caracterizado pela interação entre professores e alunos. A presença de dois componentes neste processo, o professor e o aluno, determinaram a parição de duas actividades fundamentais, “o ensino” e “aprendizagem”. A interdependência destes dois conceitos, bem como a sistematização de leis e princípios que regulam estas actividades, influenciaram com que tomassem um caracter de processo e por sua vez, fosse objecto de estudo de uma área de conhecimento, chamada Didática. Actualmente tem sido alvo de estudo na perspectiva de diferentes investigadores que são conduzidos através das suas investigações a caracteriza-los em diferentes períodos e contexto, tal como afirma Pilar Rico Monteiro e Margarita Silvestre Oramas: (1997) “ (...) O processo do Ensino-Aprendizagem tem sido historicamente caracterizado de formas diferentes, as que vão desde a sua identificação como processo do Ensino-Aprendizagem, marcada exclusivamente pelo papel do professor como transmissor de conhecimento, até as concepções mais atuais em que se concebe 8 como um todo integrado, no qual se põe em relevo o papel protagónico do aluno como um sujeito activo da sua própria aprendizagem.” (P. 68) Relactivamente a sua conceitualização, Zayas (1996), estabelece uma distinção entre o Processo Docente-Educativo e o Processo de Ensino-Aprendizagem. Não obstante, se refere de maneira particular ao termo Processo Docente-Educativo como aquele processo de formação sistemática das gerações de um país. (P. 168) O Processo de Ensino-Aprendizagem por sua vez constitui uma unidade que tem como propósito essencial contribuir para a formação integral da personalidade do aluno. Esta tarefa é uma responsabilidade social em qualquer país, pois constitui a integração do instrutivo que é o processo de formar homens capazes e inteligentes bem como do educativo que é o processo de formar valores e sentimentos que identificam o homem como ser social, (Fernández, et al., 2004). De realçar que ambos permitem falar de um Processo de Ensino-Aprendizagem que tem como finalidade a formação multilateral da personalidade do homem para dar resposta às exigências da sociedade de acordo com os objectivos de um determinado País. Por sua vez, os autores como Zilberstein (2002), enfatizam a apropriação de conhecimentos, habilidades, hábitos, normas de relação, de comportamento e valores como resultado fundamental do Processo de Ensino-Aprendizagem, no entanto, se alcança o vínculo entre actividades docentes e extradocentes. O mesmo tem lugar no transcurso das disciplinas e constitui a via mais mediadora fundamental para a aquisição de conhecimentos, procedimentos, normas de comportamento e valores ligados pela comunidade, cujo seu propósito essencial consiste em contribuir para a formação integral da personalidade do aluno. Segundo Monteiro e Oramas (1997), a integridade do processo em questão, se alcança, precisamente, quando este dá resposta, ao mesmo tempo, para as exigências do desenvolvimento intelectual e físico do aluno e para a formação de sentimentos, qualidades e valores, dando cumprimento aos objectivos da educação, no sentido geral e no particular, aos objectivos em cada nível de ensino e tipo de instituição para que o mesmo esteja ao nível das necessidades sociais do momento. 9 Diante desta perspectiva, o homem enquanto resultado de um Processo de Ensino- Aprendizagem é designado para dar resposta aos intentos da sociedade em que está inserido em conformidade com o carácter classista da própria educação. Neste particular, torna-se necessária a devida atenção que se deve prestar às quaisquer influências impostas de forma consciente ou inconsciente pelas diferentes tendências pedagógicas, no sentido de se filtrar entre elas uma que se adapte ao actual modelo educativo definido pelo Estado angolano. Ainda na mesma linha de pensamento, com vista a manter a clarividência das diferentes teorizações ligadas as tendências pedagógicas, os autores deste trabalho de fim de curso com base as leituras feitas em manuais de diferentes autores e monografias já defendidas na Escola Superior Pedagógica do Bié, decidem reproduzir em seguida um resumo de algumas ideias previamente concebidas à elas inerentes. Primeiramente destaca-se a tendência pedagógica tradicional, nela o centro do processo é o professor como protagonista, o aluno é um sujeito passivo. A escola é a principal fonte de informação para o aluno, o professor transmite verdades acabadas e imutáveis, que este deverá assumir aprendendo de memória sem reflexão possível (Zilberstein, 2002). Nesta tendência é possível perceber que os objectivos estão dirigidos ao professor e não estabelecem as habilidades que o aluno deve adquirir, o que releva a personalidade do professor como sujeito do processo. Outra tendência pedagógica é a Escola Nova, cujos postulados se devem às ideias de Paulo Freire. Esta promove a acção como condição e requisito essencial da aprendizagem. Para os seus seguidores o aluno aprende a praticar, pelo que chega a absolutizar a prática e um excessivo activismo (Zilberstein, 2002). Nesta tendência se destaca a teoria de aprendizagem construtivista de Piaget, a qual considera a inter-relação sujeito-meio como elemento essencial no processo de aquisição de conhecimentos. Uma das implicações desta teoria é que a aprendizagem mais eficiente ocorre quando o professor combina a complexidade da matéria com o desenvolvimento cognitivo dos seus alunos, sendo que nem todos os alunos possuem o mesmo estado de desenvolvimento intelectual. 10 Nesta teoria segundo Zilberstein, (2002) a aprendizagem é o resultado de um conjunto de modificações sucessivas de estruturas cognitivas, que em interacção com outras, determinam a conduta do aluno. Outra teoria digna de destacar é a aprendizagem significativa de David Ausubel, definida por Ostermann e Cavalcanti (2010), como “um processo através do qual uma nova informação se relaciona de maneira não arbitrária e substantiva a um aspecto relevante da estrutura cognitiva do indivíduo”. (P. 34;35) Neste sentido, a nova informação aprendida interage com a informação que o indivíduo já possui na sua estrutura cognitiva, ou seja, o novo conhecimento se incorpora em conhecimentos relevantes pré-existentes na estrutura cognitiva do indivíduo. Segundo Ausubel, este tipo de aprendizagem é por excelência o mecanismo humano para adquirir e reter a vasta quantidade de informações de um corpo de conhecimentos. Uma abordagem do Processo de Ensino-Aprendizagem das derivadas de acordo a esta teoria levaria o professor pelo menos a quatro etapas fundamentais: A primeira seria organizar o conteúdo sistematicamente, uma segunda etapa seria identificar quais são os conhecimentos prévios relevantes à aprendizagem dos conteúdos a serem ensinados que o aluno deveria ter na sua estrutura significativa para poder aprender significativamente. Outra etapa importanteseria determinar dos conhecimentos relevantes para aprender os conteúdos de nova aquisição quais são os que estão disponíveis na estrutura cognitiva do aluno. Finalmente, utilizando recursos e princípios que facilitem a assimilação da estrutura da matéria de ensino por parte do aluno e a organização da sua estrutura cognitiva através de significados claros, estáveis e transferíveis. Relacionada com esta teoria, está a teoria de aprendizagem Histórico-cultural de Vygotsky (1987-1988), a qual por sua vez concebe o papel do professor como o de formar diferentes personalidades e que sejam activas, independentes, criativas, sensíveis e comprometidas com que acontece no seu contexto. De evidenciar que um dos conceitos importantes da teoria de Vygotsky é o de Zona de desenvolvimento próximo (ZDP), entendido como “a distância entre o nível real 11 de desenvolvimento, determinado pela capacidade de resolver independentemente um problema, e o nível de desenvolvimento potencial, determinado através da resolução de um problema sob a orientação de um adulto ou em colaboração com outro companheiro mais capaz” (Vygotsky, 1987, p.211; 1988b, p.202). Ou seja, se trata de um desnível intelectual dentro do qual o aluno como o auxílio directo ou indirecto de uma pessoa mais capaz de realizar tarefas que sozinho não seria capaz de desenvolver por estarem acima do seu nível de desenvolvimento. Outro conceito importante desta teoria relacionado com o de ZDP, é o conceito de mediação o qual se refere ao conjunto de influências que se dão no PEA. As duas últimas teorias têm em comum a consideração dos conhecimentos prévios dos alunos necessários a aquisição de novos conhecimentos. Estas teorias se refletem na presente investigação, pois nela se tem em conta as relações entre os agentes do PEA, a determinação dos conhecimentos prévios que permitem identificar o nível de desenvolvimento actual dos alunos, sobre os quais se define o sistema de ajudas necessárias para alcançar o nível de desenvolvimento desejado que se dá num processo de retroalimentação entre os alunos e entre o professor e os alunos. Nesta particular torna-se necessário direcionar esta abordagem para uma área específica de conhecimento, objecto de reflexão nesta monografia cuja a descrição deixa-se ao cuidado da epígrafe que se segue. 1.1.1 Processo de Ensino-Aprendizagem da Matemática. Um olhar ao contexto angolano O Processo de Ensino-aprendizagem da Matemática de uma forma genérica tem sido alvo de debates olhando para as influências que tem sofrido, motivadas pelas diferentes tendências pedagógicas. Muitos investigadores como é o caso de Fetzer e Brandalise (sd), acreditam que “aprender e ensinar matemática são processos indissociáveis e devem ser constitutivos dos saberes associados à prática do professor de Matemática. Portanto, novas formas de ensinar e aprender os conceitos matemáticos devem ser no actual contexto social uma das preocupações dos docentes.” (Fetzer e Brandalise, 2010, p.317). 12 Este tipo de debate tem fundamento na linha de pensamento que procura promover um ensino da Matemática que dá espaço para a valorização do conhecimento que o aluno traz para a sala de aula, proveniente do seu contexto social em detrimento do ensino tradicional e estruturalista, cuja preocupação é notória na seguinte afirmação do Professor universitário de nacionalidade brasileira Ubiratan D’ambrósio, (1989, p.15). “ (...) Sabe-se que a típica aula de matemática a nível de primeiro, segundo ou terceiro graus ainda é uma aula expositiva, em que o professor passa para o quadro negro aquilo que ele julgar importante. O aluno, por sua vez, copia do quadro para o seu caderno e em seguida procura fazer exercícios de aplicação, que nada mais são do que uma repetição na aplicação de um modelo de solução apresentado pelo professor. Essa prática revela a concepção de que é possível aprender matemática através de um processo de transmissão de conhecimento. Mais ainda, de que a resolução de problemas reduz-se a procedimentos determinados pelo professor”. A justificação do debate que se leva acabo em torno do ensino-aprendizagem da Matemática tem lugar nos ideais que procuram mudar essas práticas, promovendo uma aprendizagem significativa para o aluno através da vivência de situações investigativas, de exploração e descoberta. No contexto angolano também é notória esta preocupação, uma vez que os programas de Ensino-Aprendizagem concebidos a partir da política educacional do estado, são definidos com base a determinadas tendências pedagógicas que exploram a criatividade cultural dos alunos como consequência das várias reformas educativas que se opõem ao ensino tradicional que durante anos esteve amplamente difundido na realidade pedagógica angolana. A partir de um olhar atento dos autores deste trabalho ao programa de Matemática da Classe alvo desta investigação, é possível constatar o desejo que se tem de se elevar o grau motivacional para aprendizagem ao se firmar na ideia de que é fundamental que se crie um clima favorável entorno do estudo da Matemática, com a utilização de recursos disponíveis que fazem parte do contexto sociocultural do aluno. De igual modo, se considera o relativo desenvolvimento da autonomia na aprendizagem baseada na criatividade. Neste sentido se assinala que o aluno deve aprender a analisar os problemas, encontrar por si mesmo os meios para resolvê- 13 los, cuja resolução não se converta na realização de exercícios rotineiros que não estimulam a iniciativa, independência e a criatividade. Deste ponto de vista, os autores deste trabalho almejam com está investigação um Ensino-Aprendizagem da Matemática com particular realce ao das derivadas que propicie conhecimentos, habilidades e formas da actividade mental, como é o caso dos procedimentos lógicos, heurísticos e metacognitivos que estimulem os alunos para um ambiente interativo, reflexivo, com vista a planificação de hipóteses, conjecturas e avaliá-las, de modo que a resolução de problemas não seja só um meio para a fixação dos conteúdos, mas sim uma adequada sistematização que tenha em conta o desenvolvimento alcançado pelos alunos, suas potencialidades, bem como a necessidade de uma adequada motivação para uma aprendizagem significativa. 1.2 Desenvolvimento de habilidades no Ensino-Aprendizagem das derivadas Segundo Krutetskii (1976), habilidades “são características psicológicas individuais de um sujeito, que favorecem um domínio rápido e fácil de uma determinada atividade (por exemplo, uma atividade Matemática) ”. Este pensamento relaciona- se com o ponto de vista dos autores que enfatizam habilidades como conjunto de capacidades cognitivas que o indivíduo desenvolve por intermédio de práticas para executar certas actividades ou solucionar certos problemas. (p. 74) Leontiev, (1989) afirma que, a assimilação de uma habilidade na qualidade de tipo específico de actividade humana supõe três momentos bem definidos: O momento inicial ou de planificação; O momento da execução; O momento do controlo. Na mesma senda o autor encara actividade como processo sujeito-objecto dirigida a satisfação da necessidade do sujeito (externas e internas) guiado pela sua motivação. O mesmo diz que a estrutura da actividade é conformada por dois componentes: os intencionais e os processos. Na sequência afirma que o homem como um ser social a sua personalidade se forma e se desenvolve na actividade que o sujeito realiza. (P. 35) 14 Nessa perspectiva relacionando o conceito de habilidade e o conceito de actividade de Leontiev observa-se que o indivíduo desenvolve habilidades realizando certas atividades para a formação da sua personalidade. Tendo em conta que uma actividade e todo um exercício prático precisa de certas habilidades para sua solução por partede quem a prática, é necessário a operacionalização conjunta de várias habilidades e capacidades nesse processo de resolução. Assim sendo é comum considerar que a habilidade está intrinsecamente ligada a actividade. De realçar que para este estudo, os autores deste trabalho ater-se-ão fundamentalmente nas habilidades matemáticas conforme se descreve abaixo. A habilidade Matemática é a construção, pelo aluno a partir do seu modo de atuar inerente a uma determinada atividade Matemática, que lhe permite buscar ou utilizar conceitos, propriedades, relações, procedimentos matemáticos, utilizar estratégias de trabalho, realizar raciocínio, juízos que são necessários para resolver problemas matemáticos. Para a determinação das habilidades matemáticas, Hernandez, H. (2001) teve em conta aquelas que devem ser usadas frequentemente no processo de Ensino- Aprendizagem da Matemática; que são tidas como gerais, tais como se apresentam: Interpretar, identificar, recodificar, algoritmizar, definir, demostrar, modelar, comparar, resolver, optimizar. (P. 38;41) Das habilidades mencionadas pela autora, os autores deste trabalho pretendem desenvolver com o conjunto de exercícios as seguintes: Calcular, relacionar e analisar, demostrar, identificar e interpretar. 1.2.1 Abordagem científica das derivadas Do ponto de vista etimologicamente, de acordo com o Dicionário Etimológico, (2008-2020 7 Graus), o termo derivada teve a sua origem do latim de (a partir do) mais rivus (riacho). A palavra derivus ou derive significa literalmente “aquele que flui”. Daí o termo latino derivative, em inglês fluxions e em francês derivative. Os autores deste trabalho consideram pertinente antes de fazer um tratado científico relativamente a este conteúdo, apresentar uma caracterização histórica a ela inerente na perspectiva de diferentes autores, tal como abaixo se descreve: 15 O conceito das derivadas foi introduzido no século XVIII, por Newton (1643-1727) e Leibniz (1646-1716) quase ao mesmo tempo e de maneira independente, sendo o conceito de limite conforme conhecido hoje formulado apenas no século seguinte por Cauchy (1789-1857). O conceito das derivadas tem sido de fundamental importância nas várias áreas de conhecimento matemático, como é o caso da análise Matemática, tendo em conta as suas múltiplas aplicações. Nesta senda baseando-se nas investigações feitas pode-se mencionar duas abordagens conceituais das derivadas (abordagem algébricas e/ou abordagem geométricas). A Leibniz se deve o símbolo 𝑑𝑓 𝑑𝑥 como notação para derivada da função 𝑓(𝑥) em relação a variável 𝑥, que se tornou bastante adoptada e aceite por facilitar a manipulação algébrica. Neste trabalho, no entanto, será utilizada a notação introduzida por Lagrange (1736-1813), 𝑓′(𝑥0). Outras notações que podem ser usadas para calcularem a derivada num ponto: 𝐷𝑥𝑓(𝑥); 𝐷𝑥𝑦; 𝑑𝑦 𝑑𝑥 . Nesta abordagem, reconhece-se como clássica a definição de derivada usualmente adoptada nos dias atuais, ainda que uma definição análoga a que aqui é denominada por alternativa tenha sido utilizada nos séculos XVII e XVIII. No seu cálculo, os conceitos de função e limite de função eram fundamentais. Ele definiu a derivada como o limite de um quociente e apresentou uma definição satisfatória de função contínua que é análoga à utilizada nos dias de hoje. (Boyer, 1991, P. 114). Os autores deste trabalho apoiando-se nas investigações realizadas observaram duas abordagens para a construção do conceito de derivada: a primeira, denominada de definição clássica (encontrada nos textos didáticos de cálculo) e a segunda, denominada por definição alternativa (dada pelo segundo termo da expansão de uma função), nesta perspectiva, os autores deste trabalho, entendem que antes de se apresentar uma abordagem conceitual do ponto de vista clássico e alternativo, torna-se necessário evidenciar algumas ideias relactivas ao coeficiente angular de uma recta dada. 16 Coeficiente angular de uma reta Considere-se a recta 𝑟 que passa pelos pontos 𝐴(𝑥0, 𝑦0) e 𝐵(𝑥, 𝑦), com 𝑥0 ≠ 𝑥, e que forma com o eixo 𝑥 um ângulo de medida 𝛼, tal que 0º < 𝛼 < 90º. Representando os pontos 𝐴 e 𝐵, num sistema de coordenadas rectangulares temos: Figura 1: declive de uma recta Fonte: Própria Pelo gráfico é possível verificar que o triângulo 𝐴𝐵𝐶 é rectângulo em 𝐶, nesta perspectiva temos: 𝑡𝑔𝛼 = 𝐶𝐵̅̅ ̅̅ 𝐴𝐶̅̅ ̅̅ = 𝐵 − 𝐶 𝐶 − 𝐴 = 𝑦 − 𝑦0 𝑥 − 𝑥0 Seja 𝑚 o valor numérico da tangente, então: 𝑚 = 𝑦 − 𝑦0 𝑥 − 𝑥0 O valor numérico da tangente, no caso 𝑚 é concebido como o coeficiente angular ou declive da recta 𝑟, tal como se confirma na abordagem que se segue: Recta tangente Seja 𝑓 uma função definida numa vizinhança de 𝑎. Para definir a reta tangente de uma curva 𝑦 = 𝑓(𝑥) num ponto 𝑃(𝑎, 𝑓(𝑎)), consideramos um ponto vizinho 𝑄(𝑥, 𝑓(𝑥)), em que 𝑥 ≠ 𝑎 e calculamos a inclinação (ou coeficiente angular) da reta secante 𝑃𝑄 (definida como a recta que tem dois pontos em comum com a curva em questão) que é obtida por: 17 𝑚𝑃𝑄 = 𝑓(𝑥) − 𝑓(𝑎) 𝑥 − 𝑎 Em seguida, faz-se 𝑄 aproximar-se de 𝑃 ao longo da curva 𝑦 = 𝑓(𝑥) ao obrigar 𝑥 tender ao ponto a. Se 𝑚𝑃𝑄 tender a um número 𝑚 (valor limite), define-se a tangente 𝑡 como sendo a reta que passa por 𝑃 e tem inclinação 𝑚, com forme as imagens que seguem: Logo, podemos definir o coeficiente angular de uma recta dada como o quociente entre a variação da ordenada com a variação da abcissa, o que se vai concluir nos parágrafos subsequentes que o mesmo tem relação com a derivada de uma função num ponto, cujas definições abaixo se descrevem. Adriana Cherri (Pag. 61) Nesta perspectiva a recta tangente a uma curva 𝑦 = 𝑓(𝑥) em um ponto 𝑃(𝑎, 𝑓(𝑎)), é a reta por 𝑃 que tem a inclinação m = lim 𝑥→𝑎 𝑓(𝑥)−𝑓(𝑎) 𝑥−𝑎 , desde que esse limite exista. Definição Clássica de derivada A derivada de uma função 𝑓é a função denotada por 𝑓´, tal que seu valor em qualquer número 𝑥 do domínio de 𝑓 seja dado por 𝑓′(𝑥) = lim ∆𝑥→0 𝑓(𝑥 + ∆𝑥) − 𝑓(𝑥) ∆𝑥 se esse limite existir (Leithold, 1994). (P. 118) A definição alternativa de derivada Sejam 𝑓 𝑒 𝑔 funções reais tais que 𝑓(𝑔(𝑥)) esteja definida. Dizemos 18 Que a função 𝑧𝑒𝑟𝑜 mais rápido do que 𝑔 se lim 𝑔(𝑥)→0 𝑓(𝑔(𝑥)) 𝑔(𝑥) = 0 que será denotada por 𝑓 = 𝑜(𝑔(𝑥)) (Griffel, 2002). (P. 119) Embora as duas definições sejam equivalentes, observa-se que a definição alternativa perpassa algumas dificuldades técnicas sobre o conceito e o cálculo de limites indeterminados, que devem ser enfrentadas quando se opta pela definição clássica de derivada. Estas dificuldades acerca do conceito de limites constituem uma dificuldade adicional para a apropriação do conceito de derivada. Além do mais, as regras de derivação podem ser obtidas de maneira mais simples e direta através da definição alternativa. Como observado previamente, o conceito de derivada proposto por Newton e Leibniz no século XVIII antecipou-se aos conceitos atuais de limite e função, que foram formalizados apenas no século XIX, por Cauchy e Riemann, respectivamente. Os autores deste trabalho, reconhecendo as potencialidades da definição alternativa de derivada, no contexto actual, entendem que tendo em conta as dificuldades identificadas na classe investigada, é necessário repensar esta abordagem, prestando maior atenção em alguns requisitos necessários para o seu estudo, como é o caso do coeficiente angular e do limite de uma função, aspecto bastante explorado neste âmbito, diante dos quais considera-se o seguinte conceito: Conceito da derivada Seja 𝑦 = 𝑓(𝑥) uma função real e limitada num intervalo 𝐼 que está contido no conjunto dos números reais e 𝑥0a abcissa de um ponto nesse intervalo. Tomando no intervalo uma abcissa 𝑥 de um outro ponto nesse intervalo, tal que 𝑥 ≠ 𝑥0, à diferença 𝑥 − 𝑥0, que em geral se representa por ∆𝑥 = 𝑥 − 𝑥0 19 Chama-se o acréscimo ou incremento da variável independente da função. De forma análoga e relativamente aos mesmos pontos, a diferença ∆𝑦 = 𝑦 − 𝑦0 ↔ ∆𝑦 = 𝑓(𝑥) − 𝑓(𝑥0) chama-se o acréscimo ou incremento da função entre 𝑥 e 𝑥0. À razão entre o incremento da função e o incremento da variável independente relativamente aos mesmos pontos, isto é, a razão ∆𝑦 ∆𝑥 = 𝑓(𝑥)−𝑓(𝑥0) ∆𝑥 chama-se razão incremental. Como em ∆𝑥 = 𝑥 − 𝑥0, isolando 𝑥, temos 𝑥 = 𝑥0 + ∆𝑥, a razão incremental pode escrever-se na forma ∆𝑦 ∆𝑥 = 𝑓(𝑥0+∆𝑥)−𝑓(𝑥0) ∆𝑥 Definição Seja 𝑓 uma função num intervalo aberto 𝐼 e 𝑥0 um elemento de 𝐼. Chama-se derivada de 𝑓 no ponto 𝑥0 o limite lim ∆𝑥→0 𝑓(𝑥0 + ∆𝑥) − 𝑓(𝑥0) ∆𝑥 se este existir e for finito. Proposição Seja 𝑦 = 𝑓(𝑥) uma função real definida num intervalo 𝐼 contido no conjunto dos números reais e 𝑥0 um ponto desse intervalo. Considera-se que a função é derivável no ponto 𝑥0 tal que a sua razão incremental admite um limite finito ao tender 𝑥 para 𝑥0 em 𝐼. Se o limite dessa razão incremental 𝑓(𝑥)−𝑓(𝑥0) ∆𝑥 existir e for finito em 𝑅, então a derivada da função no ponto 𝑥0, denota-se por 𝑓′(𝑥) e escreve- se: 𝑓′(𝑥) = lim ∆𝑥→0 𝑓(𝑥0 + ∆𝑥) − 𝑓(𝑥0) ∆𝑥 Demonstração: Hipótese: se o limite da razão 𝑓(𝑥)−𝑓(𝑥0) ∆𝑥 existir e for finito em 𝑅. 20 Tese: A derivada da função no ponto𝑥0, denota-se por 𝑓′(𝑥) e escreve-se: 𝑓′(𝑥) = lim ∆𝑥→0 𝑓(𝑥0 + ∆𝑥) − 𝑓(𝑥0) ∆𝑥 Pela hipótese, tem-se que 𝑓(𝑥)−𝑓(𝑥0) ∆𝑥 é a razão incremental. Sabendo que ∆𝑥 = 𝑥 − 𝑥0, temos: 𝑥 = 𝑥0 + ∆𝑥 Logo a expressão da razão incremental escreve-se por: 𝑓(𝑥0 + ∆𝑥) − 𝑓(𝑥0) ∆𝑥 Na sequência, vamos estender a abordagem algébrica para a geométrica. Consideremos 𝐶 o gráfico da função 𝑓(𝑥) e 𝐴 e 𝐵 dois dos seus pontos: 𝐴 um ponto fixo da abscissa 𝑥0 e 𝐵 um ponto móvel da abcissa 𝑥0 + ∆𝑥 com ∆𝑥 > 0 temos: Figura 1: Curva C, recta tangente e secante Fonte: Própria Pelo gráfico é possível observar que os dois pontos definem uma semi-recta 𝐴𝑆, chamada de semi-secante à direita, que em determinadas condições, tende ao deslocar-se de 𝐵 para 𝐴, para a posição limite 𝐴𝑇̅̅ ̅̅ , chamada de semi-tangente à curva à direita de 𝐴. Vejamos em que condições isso acontece: Designamos 𝜃′ e 𝜃 os ângulos que a semi-secante e a semi-tangente fazem respectivamente com o eixo 𝑂𝑋 , neste sentido, tem-se: 21 𝑡𝑔𝜃′ = 𝐷𝐵 𝐷𝐴 = 𝑓(𝑥0 + ∆𝑥) − 𝑓(𝑥0) ∆𝑥 Quando ∆𝑥 tender para zero, o ponto 𝐵 tende para 𝐴 a semi-secante 𝐴𝑆̅̅̅̅ tende para a semi-tangente 𝐴𝑇̅̅ ̅̅ e, por consequência, 𝜃′ para 𝜃. Tomando então limites na expressão anterior, quando ∆𝑥 tende para zero, tem-se: lim ∆𝑥→0 𝑓(𝑥0 + ∆𝑥) − 𝑓(𝑥0) ∆𝑥 = 𝑓′(𝑥0) = 𝑡𝑔𝜃 = 𝑚 Como queríamos demonstrar. O resultado obtido, mostra claramente que a derivada de uma função de variável real é numericamente igual ao coeficiente angular da semi-tangente. De sublinhar que associada a determinação da derivada de uma função por definição está a determinação por regra ou por tabela, usada com alguma frequência pelos alunos cujas unidades curriculares abarcam estes conteúdos. 1.3 Enquadramento teórico do conjunto de exercícios na aprendizagem da Matemática A palavra exercício tem sido uma das mais usadas nas aulas de Matemática e provavelmente em todas as unidades curriculares. Ocasionalmente o seu termo tem sido associado ao de tarefa a qual é apresentada aos estudantes como uma proposta a ser solucionada. Relativamente a sua perspectiva conceitual, apresenta- se em seguida algumas definições clássicas à luz de diferentes autores: Bal (1990), no seu livro “Teoria de exercícios para a aprendizagem”, considera que “um exercício… é um tipo de tarefa específica que se propõe aos estudantes, geralmente exige dos mesmos a acção mental mais ou menos ampla (produtiva ou reprodutiva)”. (pp. 6-8). Koliaguin (2011), na sua obra “Exercícios no ensino da Matemática” faz referência a outras definições dadas por outros autores russos: Fridman define o exercício como um modelo de sinais da situação problemática. Leontiv considera o exercício como o objectivo dado em determinadas condições. 22 Pushkin afirma que exercício é o resultado de uma etapa determinada da acção mental da pessoa, e o grau de dificuldade depende de como foi formulada a situação problemática. Como se pode observar, em todas as definições dadas, há algo em comum, isto é, que cada um dos diferentes autores, declara que num exercício há determinadas exigências que se apresentam ao estudante, para atuar. Em alguns casos, faz-se referência ao objectivo, em outros ao conteúdo e condições para as acções (exigências que o exercício apresenta aos estudantes, dadas entre outros aspectos pelo grau de dificuldade). Tendo em conta à diversidade de critérios existentes em torno ao que é um exercício, neste trabalho se assume a definição de exercício dada por Müller (1978) no seu trabalho “Aspectos Metodológicos Acerca do Trabalho com Exercícios no Ensino da Matemática”, segundo a qual “por um exercício no ensino da Matemática se entende como toda a exigência para actuar que é caracterizada por: objectivo das acções, conteúdo das acções e condições das acções” (p. 12). O objectivo de todas as acções, na realização de um exercício é transformar uma situação inicial (o dado) numa situação final (o buscado) utilizando uma determinada via de solução. O conteúdo das acções na resolução de um exercício está caracterizado pelo objectivo das acções, que o indivíduo deve desenvolver para sua solução. Como objectos das acções, os que aparecem nos exercícios do ensino da Matemática são: Elementos de matéria Matemática, quer dizer, definições, teoremas e procedimentos. O vínculo com a prática. Procedimentos heurísticos. As condições para as acções são as exigências que o exercício estabelece ao estudante e os recursos psíquicos que este possui. Estas estão dadas pela complexidade das mesmas, os meios matemáticos necessários para a solução ou do processo de pensamento; pelo grau de actualidade dos conhecimentos necessários, pela quantidade ou extensão das operações a realizar. Tudo isto se expressa no grau de dificuldade do exercício. Uma classificação de exercícios pode 23 obter-se quando se combinam os diferentes tipos de acções (exercícios de identificação, fundamentação e demonstração). Segundo a complexidade dos conteúdos de ensino ou de aprendizagem, podem ser classificados em exercícios sobre grupos, grupos conscientes) e segundo o grau de dificuldade: exercícios básicos, de diferente grau de dificuldade e com carácter de problema. De qualquer forma, em cada uma das classificações feitas, é necessário referir-se aos elementos estruturais que compõem o exercício: situação inicial, via de solução e situação final. No presente trabalho se toma em consideração a classificação dada por Müller, por ser a que mais que se aproxima às necessidades e que são mais operativas, que a seguir se expõe: Como já foi referido, num exercício no ensino da Matemática se destacam três elementos estruturais a saber: A situação inicial, que são os dados ou premissas que se dão no mesmo. A via de solução, que são os diferentes procedimentos ou métodos de demonstração e estratégias que são necessárias utilizar para a resolução do exercício. A situação final, consistente nos elementos buscados no exercício, ou a tese. Cada um destes elementos pode ser conhecido ou desconhecido pelo estudante. Em virtude de que existem estas duas variantes,haverá exatamente possibilidades relacionadas a determinadas categorias conhecidas ou desconhecidas aos três elementos estruturais do exercício, logo, segundo seja conhecido ou não cada um dos elementos estruturais, há oito tipos de exercícios, que são indicados mediante trio da forma (si, vs, sf). O tipo de exercício, onde cada uma das coordenadas é um elemento do conjunto {conhecido – c, desconhecido – d}. Exercício completamente resolvido (c, c, c). Exercício de determinação de carácter algorítmico (c, c, d). Exercício de demonstração ou de construção de um procedimento (c, d, c). Exercício de dedução ou problema de determinação (c, d, d). Exercício inverso do tipo 2 (d, c, c). 24 Exercício relacionado com o trabalho para trás ou exercício inverso do tipo 4 (d, d, c). Exercício de formar um exercício (d, c, d). Situação problemática (d, d, d). Dado ao carácter trivial de formulação do primeiro tipo, serão apresentados neste trabalho exemplos ilustrativos dos restantes sete. Lavigne (1999) na sua tese de doutoramento afirma que nos últimos tempos, em todas as latitudes, se tem cobrado forças o interesse dos pedagogos, psicólogos e matemáticos, pelo estudo e tratamento metodológico dos chamados “problemas” no ensino, por esta razão, cabe perguntar-se se na classificação proposta estão contemplados os referidos problemas. A análise dos critérios de alguns prestigiosos autores sobre o significado do termo, permite posicionar-se quando se trata de um exercício ou um problema. Polya (1978, P. 5;6), no seu livro “Como formular e resolver problemas?” identifica os termos exercícios e problemas e revela a existência de quatro tipos deste último termo: Problemas por resolver, cujo propósito é descobrir certo objecto, a incógnita do problema. Os elementos estruturais deste tipo de problemas são a incógnita (o buscado), os dados (o dado) e a condição (a via de solução). Problemas por demonstrar, cujo propósito é mostrar, de um modo conclusivo, a veracidade ou falsidade de uma afirmação claramente enunciada. Os elementos estruturais são a premissa e a conclusão. Podia- se pensar incluir também como um dos elementos estruturais os métodos de demonstração, de tal forma que em ambos os casos haveria determinadas condições iniciais, finais e uma ou mais vias de solução para o problema. Problemas de rotina, que é todo aquele que se pode resolver quer seja substituindo simplesmente novos dados no lugar dos de um problema quer resolvido, seja seguindo passo a passo, sem nenhuma originalidade, proveniente de um exemplo velho. 25 Problemas práticos ou de aplicação à prática. Para Sanjuán (1987), matemático e pedagogo: “um problema representará uma verdadeira situação nova” (p. 1). De acordo com Antibi (1990), outro matemático e pedagogo: “um problema é toda tarefa que requer de um esforço por parte do estudante para ser resolvido (p. 23). Para o matemático e pedagogo Alam (1993): “um problema se refere aquelas coisas que são verdadeiramente problemáticas para as pessoas que trabalham com elas, se assume que estas não têm na mão um procedimento de rotina para a solução” (pp. 104-121). O pedagogo Majmutov (1983) afirma que “o problema é uma forma subjectiva de expressar a necessidade de desenvolver o conhecimento científico” (p. 58). Para o psicólogo Rubistein (1998): “um problema tem esse carácter, perante tudo porque apresenta pontos desconhecidos nos quais é necessário colocar o que falta” (p. 24). O linguista de Galiano (1991) considera que “problema é a proposição que se fórmula para a partir de certos dados conhecidos, achar o valor numérico ou resultado correspondente à questão ou pergunta formulada” (p. 835). Da análise dos critérios anteriores se infere que um exercício do tipo 4 é um problema. As analogias entre as diferentes definições dadas, permitem concluir que, um exercício é um problema se e somente a via de solução é desconhecida para a pessoa, definição que se assume neste trabalho. Quer dizer, por exemplo, um exercício do tipo 2 (c, c, d) pode constituir um problema para algumas pessoas e não para outras, em dependência de que se recorde ou não o algoritmo para resolvê-lo. Desta forma se tem definido o termo problema como um objecto do Processo de Ensino-Aprendizagem da Matemática, outro aspecto bem diferente é o relativo à resolução desses problemas pelas pessoas, facto que corresponde à determinadas análises psicopedagógicas. Aplicação das derivadas na vida prática Na sequência apresenta-se uma descrição sobre a aplicação das derivadas na vida prática, seguindo os pressupostos apresentados por Diego Sutil de Jesus (2015). As derivadas têm um campo variacional de aplicação na vida prática, a sua operacionalidade é notória em vários ramos da ciência, como é o caso das ciências 26 físicas, da ciência da computação, estatística, engenharia, economia, medicina e em outras áreas, principalmente quando um problema é modelado matematicamente, no sentido de se encontrar uma solução óptima desejada. Um exemplo concreto da última consideração é o modelo matemático usado no actual contexto imposto pela pandemia da Covid-19, pelas autoridades sanitárias, no sentido de se estudar o seu comportamento epidemiológico. Este modelo é determinado com o auxílio das derivadas. Uma explicação detalhada sobre este facto, reside no seguinte: na esfera da medicina, a derivada pode ser usada para encontrar o ângulo óptimo na ramificação dos vasos sanguíneos para maximizar a circulação. Na geometria analítica, o estudo dos gráficos de funções, a derivada é usada para encontrar pontos máximos e mínimos, a inclinação, concavidade e pontos de inflexão. Na economia a derivada permite a determinação do lucro máximo fornecendo uma fórmula para calcular facilmente tanto o custo marginal quanto a renda marginal. Um exemplo mais prático e histórico, que se verifica nos dias actuias das derivadas na física é a segunda lei de Newton que usa a expressão "taxa de variação" que se refere à derivada: A taxa de variação do momento de um corpo é igual à força resultante que age sobre o corpo e na mesma direção. em diante a expressão comum da segunda lei de Newton como Força = Massa × Aceleração envolve o cálculo diferencial porque a aceleração pode ser expressa como a derivada da velocidade. 27 Conclusões Parciais do Capítulo I Neste capítulo abordaram-se os diferentes fundamentos teóricos que sustentam o objecto de estudo e o campo de acção determinados na presente investigação, partindo da apresentação de diferentes conceitos inerentes as derivadas, através dos quais, os autores afirmam a sua importância como via para contribuir ao desenvolvimento de habilidades, neste âmbito, proporcionando desta forma, a influência instrutiva e educativa necessária para se alcançar a qualidade de aprendizagem nos alunos. Diante desta perspectiva assume-se a linha pedagógica histórico-cultural de Vygotsky a qual por sua vez concebe o papel do professor como o de formar diferentes personalidades e que sejam activas, independentes, criativas, sensíveis e comprometidas com que acontece no seu contexto. Não obstante, é importante ressaltar que as reflexões anteriormente apresentadas sobre o campo de acção, reafirmaram a necessidade de se levar a cabo um processo de recolha de dados através da aplicação dos diferentes instrumentos, cuja abordagem deixa-se ao cuidado do capítulo que se segue. 28 CAPÍTULO II: ANÁLISE DOS RESULTADOS DO DIAGNÓSTICO E PROPOSTA Neste capítulo faz-se uma análise minuciosa da problemática da presente investigação partindo da análise dos resultados derivados do diagnóstico realizado, com vista a determinação das debilidades que justificam o problema apresentado. Os resultados obtidospermitirão caracterizar o estado actual do desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª Classe da Escola em causa. 2.1 Análises dos resultados do diagnóstico Para a obtenção da informação necessária, precisou-se analisar os resultados obtidos a partir dos diferentes métodos e técnicas empregues com vista a conhecer as principais causas que estão na base do problema científico e consequentemente dar uma resposta ao mesmo (problema). Neste âmbito, apresenta-se primeiramente a análise relacionada ao Anexo 1, correspondente a análise documental com o propósito de fazer um estudo dos documentos reitores aprovados pelo Ministério da Educação angolano para conhecer o estado actual do desenvolvimento de habilidades no cálculo das derivadas nos alunos da 12ª Classe Opção Ciências Físicas e Biológicas na escola do IIº Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié. De salientar que a organização da exposição dos resultados de cada um dos métodos e técnicas empregues fez-se a partir dos itens de forma independente e posteriormente apresentam-se as debilidades obtidas a partir da análise integral dos mesmos, tal como se verificam nos parágrafos que se seguem. Análise documental (Anexo 1) Para a análise documental, se teve em conta os seguintes documentos normativos: Plano Curricular do IIº Ciclo do Ensino Secundário Geral; Programa da disciplina de Matemática, INIDE (2013) e o Manual do aluno, Neves (2012). Fez-se uma análise minuciosa dos documentos da disciplina com o intuito de constatar a planificação de estudo, estrutura do programa, o tratamento metodológico dos conteúdos do tema em causa e os exercícios que estão presentes no Guia do Professor e no Manual do aluno. 29 Plano Curricular do IIº Ciclo de Ensino Secundário A partir da revisão deste documento conseguiu-se verificar que a organização curricular apresenta bases orientadoras importantes, adequadas as novas exigências estabelecidas pela Lei de Bases do Sistema Educativo angolano. De igual modo, constatou-se que os objectivos gerais do Ilº Ciclo de ensino secundário estão organizados em áreas de conhecimentos de acordo com a natureza dos cursos. Este documento contém o esboço de um alvo completamente definido que se pretende atingir com o ensino angolano cuja intenção está encaminhada para uma formação média sólida e eficaz conducente a continuidade dos estudos nos níveis subsequentes, bem como o ingresso do estudante no mercado de trabalho. Nas Orientações Didácticas Gerais é possível notar a intenção da implementação de uma metodologia colaborativa que sugere uma aprendizagem baseada na realidade do aluno, uma vez que o mesmo realça o processo de construção de conhecimento no qual o sujeito, em interacção com os outros, tem o papel protagónico. Essa construção é concordante com os processos de desenvolvimento do indivíduo, conducentes à uma autonomia cognitiva e ética em colaboração com os seus colegas e professores. Programa de Matemática da 12ª Classe Opção Ciências Físicas e Biológicas na escola do IIº Ciclo do Ensino Secundário Liceu “Rei Ndunduma”, Município do Cuito/Bié. O programa da Disciplina de Matemática da 12ª Classe elaborado por INIDE (2013), segue a sequência: objectivos gerais e objectivos específicos, mas com pouco enfoque no desenvolvimento de habilidades, fundamentalmente no cálculo das derivadas, isto é, a derivada por definição, regras de derivação e suas aplicações para obter uma profundidade nos conhecimentos e habilidades nos alunos, no tocante as derivadas. As orientações das actividades para a apropriação de conhecimentos através de situações contextuais são insuficientes. Apesar disso, admite-se que o programa apresenta temas que proporcionam ao professor uma visão global e planificada. Assim, cada tema compreende uma lista de itens, a saber: pré-requisitos, objectivos, conteúdos, meios, sugestões 30 metodológicas, gestão de tempo e instrumentos de avaliação. Com relação a sua estrutura, de maneira geral, não se apresenta uma fundamentação da disciplina e das suas características em correspondência com o nível de ensino e antecedentes dos conteúdos. Tanto os objectivos gerais quanto os específicos classificam-se como educativos e instrutivos, esta confusão conceitual denota uma insuficiência que não favorece a possibilidade do desenvolvimento da personalidade que brindam estes conteúdos para a formação integral dos alunos. Com respeito à estrutura do tema, se percebe a partir do programa que os subtemas conexos não obedecem uma sequência lógica, do ponto de vista sistemático e de asseguramento do nível de partida, uma vez que o programa sugere inicialmente alguns conceitos elementares para a introdução do conceito de derivadas, determinação da expressão Matemática da derivada por definição e as regras de derivação a posterior, o que culminaria com as aplicações das derivadas na vida prática, mas tal sistematização não segue uma sequência lógica o que limita o desenvolvimento de habilidades no tratamento das derivadas por parte dos alunos. As orientações metodológicas indicadas carecem de uma sistematização detalhada que possibilite o professor o desenvolvimento das suas actividades em obediência à uma explicação passo-a-passo a favor do desenvolvimento de habilidades no tema em questão. Manual do aluno A partir da análise do manual do aluno, Neves (2012), fez-se inicialmente no âmbito do tratamento das derivadas uma apreciação de alguns conhecimentos prévios para o seu estudo, começando com o tratamento do conceito de derivada, onde constatou-se que, para este tema inicia-se com a definição de derivada de uma função num ponto e o significado de derivada de uma função num ponto, obtendo assim a definição de derivada sem ter em conta a sequência lógica de passos a ela inerentes, o que dificulta a aprendizagem de um campo mais específico deste tema, no caso concreto da relação entre a derivada e o coeficiente angular da recta tangente, bem como a taxa de variação. 31 A lógica do tratamento que se faz do conteúdo, dificulta a apropriação eficaz do conceito de derivada pelos alunos, pois não permite a boa interpretação através da linguagem corrente, formando uma imagem não real do que é e do que não é uma derivada. Outrossim, verificou-se uma falta de rigor científico na sistematização dos conteúdos ligados as regras de derivação e aplicações das derivadas, no que tange ao cálculo das mesmas, o que limita o nível de habilidades necessárias para as derivadas. Além disso, a proposta de conteúdos sobre as derivadas que aparece no programa é bastante resumida, pois não faz alusão a interpretação gráfica da derivada de uma função num ponto tendo em conta as suas variadas tipificações, tudo isto faz com que os alunos tenham dificuldades no reconhecimento do conceito de derivada, sua identificação a partir do seu gráfico, em cada ponto de variação de direcção de uma curva, o que limita a aplicação deste conhecimento nas situações do seu contexto. Isto demonstra a necessidade de um conjunto de exercícios para o melhoramento deste processo. Observações às aulas (Anexo 2) As observações às aulas foram feitas com o propósito de saber como os professores da Escola em referência administraram às suas aulas com respeito ao tratamento das derivadas, olhando para a sua definição, regras de derivação e aplicações das derivadas, sua interpretação bem como a sua vinculação com a realidade do aluno. Foram observados alguns indicadores que segundo o critério dos autores devem-se ter em conta durante as aulas, conforme a indicação do referido anexo. A mesma foi feita a partir de um guia pré-definido (Anexo nº 2), o qual serviu-se das seguintes categorias: M (Mau), M (Mediucre), S (Suficiente) e B (Bom), nos aspectos a observar ao professorbem como aos alunos. Os meios de ensino utilizados são apenas os estabelecidos, sem ter em conta o contexto e o meio que os rodeia, o que motiva pouco os alunos no estudo das derivadas na 12ª classe. Foram realizadas quatro (4) observações: Na primeira e a segunda aula a motivação dos alunos teve a letra S (Suficiente) 32 como indicação porque não houve rigor na ligação entre o asseguramento do nível de partida, motivação, orientação aos objectivos e o tratamento da nova matéria, sendo as considerações necessárias para a condução eficiente do PEA. As duas aulas posteriores eram práticas que na perspectiva dos autores deste trabalho mereceram a indicação S (Suficiente) porque observaram-se determinadas dificuldades por parte dos alunos durante ao cálculo de exercícios, uma vez que os alunos não conseguiam responder as questões expostas pelo professor, e não manifestavam dúvidas, o que demonstrava falta de interesse na obtenção do conhecimento do tema em causa. Nestas observações verificaram-se que alguns alunos têm dificuldades em calcular as derivadas por regras e resolver determinados problemas variacionais do dia-a-dia aplicando as derivadas, visto que, alguns fazem-no de forma reprodutiva. Inquérito aplicado ao professor (Anexo 3) Aplicou-se este inquérito com o objectivo de obter informações acerca do desempenho dos professores relativamente ao Processo de Ensino-Aprendizagem das derivadas. O mesmo foi dirigido à um professor que lecciona Matemática da escola e Classe em referência. O instrumento foi constituído por oito (8) itens (Anexo nº 3). No que diz respeito aos aspectos relacionados com a sua formação, o professor afirma ter uma licenciatura em ensino da Matemática, o que mostra competência e pericia pedagógica para a administração de aulas neste nível de ensino. No que concerne ao item 1, o professor considera o grau de dificuldade ao ministrar o tema relacionado com o estudo das derivadas relativamente fácil, o que ressalta a ideia da existência de uma determinada complexidade neste aspecto. Relativamente ao item 2, que procurou saber acerca das orientações das aulas e actividades para a fixação dos conteúdos das derivadas, o professor afirmou que sim tem orientado as aulas e as atividades. Quanto ao item 3, referente ao distanciamento entre os conteúdos de Matemática ensinada nas escolas e a praticada no quotidiano dos alunos que pode contribuir 33 para o insucesso escolar dos mesmos no estudo das derivadas, o professor afirmou que algumas vezes o distanciamento entre os conteúdos de Matemática ensinada nas escolas e a praticada no quotidiano dos alunos podem contribuir para o insucesso escolar dos alunos. Facto que demonstra o reconhecimento da importância da contextualização do ensino como factor preponderante para despertar a motivação dos alunos por parte do professor. No item 4 que procurou saber se o professor tem implementado actividades que levam os alunos a exercitarem a capacidade de pensar e buscar soluções dos problemas apresentados relacionando-os com as suas vivências, o professor afirmou algumas vezes. Quanto ao item 5, que procurou saber se o professor considera importante a incorporação de actividades relacionadas com o ambiente sócio-cultural dos alunos para despertar sua motivação nas aulas relacionadas ao estudo das derivadas, o professor afirmou que sim. Facto muito importante porque incorporando as actividades do ambiente sócio-cultural dos alunos contribui para a aprendizagem significativa. No que tange ao item 6, que procurou saber se o professor ao lecionar as aulas das derivadas, tem relacionado com a vivência dos alunos, o professor afirmou que sim tem relacionado. O mesmo professor ainda justifica dizendo o seguinte (para que os alunos entendam melhor as aulas lecionadas na escola temos que relacionar com a vivência dos alunos). Atitude esta que favorece um bom desempenho por parte dos alunos. Quanto ao item 7, que procurou saber por parte do professor quais são as principais dificuldades apresentadas pelos alunos no tema relacionado ao estudo das derivadas, o mesmo afirmou que os alunos apresentam muitas dificuldades em calcular as derivadas de algumas funções por definição e por tabela. Quanto ao item 8, que procurou-se saber do professor qual foi a via usada para dar a conhecer aos alunos a fórmula inerente a derivada por definição, o professor diz que primeiramente dá-se a definição da derivada de uma função num ponto, apresenta-se a expressão Matemática da derivada por definição, indicam-se as regras por tabelas e a continuidade parte-se para o cálculo de exercícios. 34 Inquérito aplicado aos alunos (Anexo nº 4). Aplicou-se este inquérito com o objectivo de obter informações acerca das principais debilidades que se têm manifestado na aprendizagem dos conteúdos relativos ao estudo das derivadas na 12ª Classe. O instrumento foi constituído por sete (7) itens (Anexo nº 4). Relactivamente ao item Nº1 quando se procurou saber acerca da auto-avaliação do aluno quanto ao seu desempenho na aprendizagem das derivadas, verificou-se que de uma amostra de 200 alunos, 30% (60) consideram bom, 42,5% (85) consideram mau e 27,5% (55) consideram regular. As cifras obtidas denotam que a maioria dos alunos selecionados para amostra não tem bom desempenho na aprendizagem do tema em estudo. No item Nº2, quando se procurou saber acerca da orientação das actividades para a fixação dos conteúdos das derivadas, constatou-se que de uma amostra de 200, 28% (56), confirmam que nunca são orientadas as actividades para a fixação dos conteúdos das derivadas, 40% (80) afirmaram que sim são orientadas as actividades para a fixação dos conteúdos das derivadas 32% (64) afirmam que algumas vezes são orientadas as actividades para a fixação dos conteúdos das derivadas, de igual modo a maioria dos alunos nega tal possibilidade, facto que indica uma certa contradição com a resposta dada pelo professor no Anexo 3. Quanto ao item Nº3 do mesmo Anexo, foi possível verificar que não tem havido vinculação entre os conteúdos ensinados em sala de aula com o contexto social dos alunos, uma vez que 10% (20) afirmam sim que quando lhes são lecionados os respectivos conteúdos tem havido relação com as suas vivências, 41,5% (83) afirmam algumas vezes e 48,5% (97) afirmam nunca. No que concerne ao item Nº4 do mesmo Anexo, que procurou saber a forma como tem sido ensinada a derivada por definição, verificou-se que 31,5% (63) afirmam que a fórmula da derivada por definição tem sido ensinada algumas vezes através de uma demonstração e 68,5% (137) afirmam que a fórmula da derivada por definição tem sido ensinada de forma pronta e acabada. No item Nº5 do mesmo Anexo, que procurou saber se a contextualização do ensino das derivadas pode contribuir significativamente na aprendizagem dos estudantes, 35 verificou-se que, 25% (50) afirmam algumas vezes, 45,5% (91) afirmam que sim e 29,5% (59) afirmam nunca. Quanto ao item Nº6 do mesmo Anexo, que procurou saber se a vinculação entre o que se ensina na escola com o contexto pode contribuir para a intensificação da interação entre estudantes e professores, foi possível verificar que 47,5% (95) afirmam nunca, 25,5% (51) afirmam algumas vezes e 27% (54) afirmam sim. No item Nº7, que procurou saber sobre as principais dificuldades encontradas na aprendizagem das derivadas, verificou-se que as principais dificuldades têm lugar no cálculo da derivada de funções trigonométricas, derivadas por definição, derivadas de funções irracionais, derivadas de funções exponenciais e principalmente como aplicar as derivadas no nosso dia-a-dia. Prova pedagógica (Anexo nº 5) Foi aplicada a prova pedagógica com o objectivo de diagnosticar o grau de dificuldade relativamente ao estudo das derivadas nos alunos da 12ª Classe Opção
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