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Universidade do Sul de Santa Catarina – Unisul Campus Virtual Atividade de Avaliação a Distância Unidade de Aprendizagem: Fundamentos da Didática Geral Curso: Matemática Licenciatura Professor: Solange Muller Uliano Data: 04/11/2015 Orientações: Procure o professor sempre que tiver dúvidas. Entregue a atividade no prazo estipulado. Esta atividade é obrigatória e fará parte da sua média final. Encaminhe a atividade via Espaço UnisulVirtual de Aprendizagem (EVA). Questão 1: Para elaborar esta avaliação a distância, você deverá ler o artigo “Projetos de Estudo na Educação Básica”, inserido no Tópico 4 e na Midiateca, que pontua cada item a ser desenvolvido na elaboração do projeto de estudo. Depois dessa leitura e de estudo em demais fontes, sempre que achar necessário, elabore um projeto de estudo “hipotético” seguindo as etapas indicadas: PROJETO DE ESTUDO HIPOTÉTICO Série: 1º ano do Ensino Médio. Disciplina(s): Matemática, História, Geografia, Português, Informática, Física. Número de horas aulas previsto para o projeto: 10h/a 1. Delimitação do tema Após realizar diversas leituras decidi usar a ‘‘Geometria’’ como tema do meu projeto, pois se trata de um assunto bastante vasto, que vai desde as suas origens na antiguidade, principais fatos históricos, a localização onde os primeiros trabalhos foram realizados, os principais representantes matemáticos, além de suas principais realizações. Depois de uma rápida pesquisa sobre esse tema, tive certeza da escolha, pois verifiquei que é um assunto muito instigante se abordado da maneira correta, o que não ocorre na maioria dos casos em sala de aula, ocasionando num certo temor por parte dos alunos toda vez que esse assunto é abordado. 2. Objetivos Geral Propiciar ao futuro educador, condições para que o mesmo trabalhe na sala de aula o ensino de geometria dentro de uma abordagem atual e interdisciplinar. Específicos Conhecer alguns períodos da historia da geometria; Identificar os principais povos que contribuíram para o desenvolvimento da geometria; Localizar no mapa o local onde foram realizados os primeiros e posteriores estudos da geometria; Rever conceitos da geometria plana, estudados no ensino fundamental; Compreender o teorema de Pitágoras; Compreender o teorema de tales; Reconhecer a prática da geometria nas diferentes civilizações; Compreender a definição da Lei de Equilíbrio das Alavancas; Compreender a definição do princípio de Arquimedes; Destacar os principais matemáticos que contribuíram nos estudos da geometria; Reconhecer alguns fatos da vida dos principais representantes da geometria; Usar o aplicativo de apresentações multimídia. 3. Justificativas A Geometria é uma disciplina que está presente na vida de todos nós. No dia a dia, sempre nos vemos envolvidos em alguma situação em que há a necessidade de se trabalhar com elementos ou alguma forma geométrica plana. Isso pode ocorrer na hora de medir um terreno, na reforma de um imóvel ou na busca de reduzir custos com embalagens. Nestes momentos, verificamos que o uso do conhecimento desta disciplina é muito importante. O uso da geometria é de extrema importância no cotidiano das pessoas, pois ela desenvolve o raciocínio visual e, sem essa habilidade, elas dificilmente conseguirão resolver as diferentes situações de vida que forem geometrizadas, além disso, elas não poderão se utilizar da Geometria como fator de compreensão e resolução de questões de outras áreas de conhecimento humano. Outra importância da Geometria é que ela torna a leitura interpretativa do mundo mais completa, a comunicação das ideias se ampliam e a visão de Matemática torna-se fácil de se entender. Nas aulas explanadas nos dias de hoje, existem diversos problemas no processo de ensino aprendizagem da Geometria Plana. A escolha do tema do projeto ocorreu após verificar, principalmente, a pouca motivação dos alunos no ensino deste conteúdo, tendo como consequência no baixo nível de conhecimento adquirido nessa área tão importante da Matemática, que está presente em nosso dia a dia em todos os lugares. O processo de ensino aprendizagem a cada dia que passa, volta-se cada vez mais para o desenvolvimento de todas as habilidades do aluno sendo necessária a busca de um caminho em direção à interdisciplinaridade. Deste modo, é necessário criar condições para que os alunos possam expor as suas ideias e concepções e, principalmente, é necessário que o professor tenha outra visão sobre a prática interdisciplinar. Portanto, deve se buscar diferentes maneiras de motivar o aluno na busca do conhecimento. Deve-se buscar a contextualização, e principalmente a interdisciplinaridade para a formação escolar do educando. 4. Delimitação das disciplinas envolvidas Matemática, História, Geografia, Português, Informática e Física. 5. Conteúdos Matemática: noções básicas de geometria dedutiva; noções de áreas; noção de semelhança; triângulos semelhantes, teorema de Pitágoras; teorema de Tales, definição de números irracionais. História: a história, os seres humanos e o tempo; o legado de nossos antepassados; contribuições das primeiras civilizações; o mundo grego. Geografia: a localização no espaço geográfico; o homem transforma o espaço. Português: produção textual; ortografia; acentuação; concordância verbal e nominal, regência verbal e nominal. Informática: conhecimentos básicos de editores de texto; conhecimentos básicos de programas de apresentações multimídia (PowerPoint). Física: Princípio de Arquimedes; Lei de Equilíbrio das Alavancas. 6. Etapas Metodológicas ou Procedimentos Didáticos Irei realizar um cronograma, com o objetivo de planejar o meu tempo e quais atividades serão realizadas, visando o melhor andamento do projeto. Com base no cronograma que planejei, realizei as seguintes atividades: - Realizei a leitura de diversos artigos de livros de autores relacionados à geometria, visando obter uma gama de conhecimento sobre o tema; - Pesquisei na internet sobre o tema geometria e suas principais características; - Pesquisei na internet sobre a história da geometria, sua origem, povos que desenvolveram os primeiros trabalhos, etc.; - Pesquisei na internet sobre a localização onde se realizou os primeiros e posteriores estudos sobre a geometria; - Pesquisei na internet sobre a vida dos principais representantes da geometria; - Pesquisei na internet sobre as principais realizações e descobertas dos principais representantes da geometria; - Pesquisei na internet sobre conhecimentos básicos de editores de texto e de programas de elaboração de apresentações, como é o caso do PowerPoint; Escrever um pequeno texto escolhendo o tema do projeto; - Escrevi um pequeno texto informando o objetivo geral e os objetivos específicos; - Escrevi um pequeno texto justificando a escolha do tema; - Realizei uma pesquisa com o objetivo de analisar quais disciplinas e conteúdos poderão ser abordados no tema proposto, e após isso, escrever um pequeno texto informando as disciplinas envolvidas e os conteúdos; - Escrevi um texto informando o desenvolvimento do projeto; - Escrevi um texto informando como será realizada a avaliação do projeto; - Confeccionei um quadro detalhando o cronograma, ou seja, a delimitação do tempo disponível; - Escrevi um texto informando quais recursos serão usados. A pesquisa realizada em vários livros e textos encontrados na internet me proporcionou adquirir grande conhecimento sobre o tema proposto. Verifiquei que a história da geometria é ummaterial de um conhecimento muito vasto. Apesar do pouco tempo que tive para realizar esta pesquisa, pude absorver muito conhecimento que não possuía ou já havia se esquecido. Na pesquisa que realizei, encontrei textos e artigos na internet com conteúdo muito rico. Estes materiais relacionam os principais matemáticos da antiguidade, abordando cada um, suas realizações e sua importância para a geometria e também para a Matemática. Vários matemáticos são apresentados, com destaque para os trabalhos que eles realizaram utilizando a geometria para provar ou realizar atividades que na época seria impossível sem os conhecimentos desse ramo da Matemática. Abaixo, farei uma explanação sobre a origem da geometria, com destaque para a geometria egípcia, babilônica, grega, indiana e árabe. Também realizarei uma explanação sobre a vida de alguns desses matemáticos tão importantes, assim como os seus trabalhos realizados na antiguidade. Depois de realizada as atividades acima, será dado início a construção de conteúdos em sala de aula, através de uma aula expositiva que contará com a utilização de aparelho midiático. Essa explanação em sala de aula, contará com a participação ativa dos alunos, que poderão intervir a qualquer momento para retirar as possíveis dúvidas que surgirem. A. Origens da geometria Foi a necessidade de controlar e registrar os diversos tipos de objetos que fez com que surgisse a Matemática. De maneira semelhante, observações oriundas da capacidade humana de reconhecer configurações físicas, comparar formas e tamanhos, bem como a necessidade de melhorar o sistema de arrecadação de impostos de áreas rurais, fez surgir a Geometria, e foram os antigos egípcios que deram os primeiros passos para o seu desenvolvimento. Do grego geo = terra e metria = medida. Assim, tem-se a palavra geometria, que significa “medir terra”. No Antigo Egito, havia uma necessidade diária de refazer a subdivisão das terras após cada cheia do rio Nilo. É provável que os primeiros a acumular conhecimentos práticos da geometria tenham sido os estiradores de corda, que eram assim chamados, devido aos instrumentos de medida com cordas entrelaçadas que utilizavam para marcar ângulos retos. Esses estiradores determinavam as áreas de lotes de terreno, dividindo-os em retângulos e triângulos, tarefa conhecida como triangulação. Acredita- se que foi assim que nasceu a geometria. Na Antiguidade, a maioria dos edifícios possuíam plantas regulares, Isto obrigava os arquitetos a construírem vários ângulos retos, isto é, ângulos de 90º. Apesar desse conhecimento restrito, esses homens já conseguiam resolver o problema como um desenhista de hoje. Através de duas estacas cravadas na terra, eles marcavam um segmento de reta. Após isso, prendiam e esticavam cordas que funcionavam como um compasso: dois arcos de circunferência se cortam e determinam dois pontos que, unidos, seccionam perpendicularmente a outra reta, formando os ângulos retos. As primeiras fórmulas matemáticas para o cálculo de áreas de superfícies planas foram as do retângulo, do triângulo e do círculo. A pavimentação, com mosaicos quadrados, de uma superfície retangular, deu origem à fórmula da área do retângulo, que consiste em multiplicar a base pela altura. Trabalhadores perceberam que, para obter o total de mosaicos, bastavam contar os de uma fileira e repetir esse número pelo número de fileiras que houvesse. Para descobrir a área do triângulo, percebeu-se que cortando o retângulo em duas partes iguais, segundo a linha diagonal, iriam surgir dois triângulos iguais, cuja área é a metade da área desse retângulo. Os antigos geômetras observavam que, para demarcar círculos, era necessário usar uma corda, longa ou curta, e girá-la em torno de um ponto fixo, que era a estaca cravada no solo, como centro da figura. O comprimento dessa corda, que hoje é conhecido como raio, estava relacionado com o comprimento da circunferência. Ao retirarem a corda da estaca e colocarem sobre a circunferência para ver quantas vezes cabiam nela, comprovaram que cabia pouco mais de seis vezes e um quarto, para qualquer que fosse o tamanho da corda. Deste modo, concluíram que: para conhecer o comprimento de uma circunferência, basta investigar o comprimento do raio e multiplicá-lo por 6,28. Cerca de 2000 anos a.C., o escriba egípcio Ahmes, perante o desenho de um círculo no qual ele havia traçado o respectivo raio, tendo como objetivo encontrar a área da figura, solucionou o problema facilmente: Ahmes escolheu um quadrado que possuísse como lado o próprio raio da figura, desse modo, provou que o quadrado estava contido no círculo, aproximadamente, três vezes e um sexto, o que hoje equivale a 3,14 vezes. Ahmes concluiu que para descobrir a área de um círculo, basta calcular a área de um quadrado construído sobre o raio e multiplicar a respectiva área por 3,14. A noção de distância foi um dos primeiros conceitos geométricos desenvolvidos, e assim, fazia-se necessária a adoção de uma medida. As primeiras unidades de medida se referiam direta ou indiretamente ao corpo humano: palmo, pé, passo, braça, cúbito. Por volta de 3.500 a.C., quando na Mesopotâmia e no Egito começaram a ser construídos os primeiros templos, os projetistas tiveram de procurar unidades mais uniformes e precisas. Com isso, foi adotada a longitude das partes do corpo de um único homem, geralmente o rei, e com essas medidas foram construídas réguas de madeira e metal, ou cordas com nós, que foram as primeiras medidas oficiais de comprimento. B. A geometria no Egito e na Mesopotâmia No antigo Egito, e também na Mesopotâmia, a geometria era amplamente utilizada. Os egípcios e mesopotâmicos possuíam expressivos conhecimentos de geometria já por volta de 2000 a.C., porém, as suas descobertas se deram de forma indutiva, ou seja, por meio da prática. A geometria babilônica estava relacionada com a mensuração prática. Os mais antigos registros da atividade do homem na área da geometria datam de 3.000 a.C. Esses registros consistem em tabulas de argila cozida com vários exemplos concretos que mostram como o povo da Babilônia conheciam as regras gerais para o cálculo de áreas de retângulos, triângulos retângulos e isósceles, a área do trapézio retângulo, bem como o volume de um paralelepípedo retângulo e de um prisma reto com base trapezoidal. A marca principal da geometria babilônica era seu caráter algébrico. Devemos aos antigos babilônios a divisão da circunferência de um círculo em 360 partes iguais. As principais fontes de informação egípcia sobre geometria são os papiros de Moscou e Rhind. Não existem comprovações de que o povo egípcio conhecia o Teorema de Pitágoras, mas existem alguns problemas geométricos presentes no papiro de Rhind que mostram o conhecimento desse povo em calcular a área de um triângulo isósceles, tratando-o como dois triângulos retângulos, após isso, desloca-se um deles de modo que os dois juntos formam um retângulo. Não se conhecem teoremas ou demonstrações formais da matemática egípcia, mas as comparações sobre perímetros, áreas de círculos e quadrados são as primeiras afirmações precisas da história a respeito destas figuras curvilíneas. Os egípcios não evoluíram muito em sua Matemática. A vida estável, tranquila do povo egípcio parece não ter motivado progressos na área do cálculo. A Matemática utilizada por Rhind era a de seus antepassados. C. A geometria na Grécia Grandes mudanças ocorreram, principalmente na economia e na política no final do segundo milênio a.C.. Estas mudanças provocaram a decadência do poder dos egípcios e babilônicos, e assim, outros povos passaram a ocupar lugar de destaque. Dentre essespovos destacam-se o povo grego. Esse povo afirmava que a geometria demonstrativa era fundamental, e deste modo, eles foram transformando a geometria empírica ou intuitiva dos egípcios e babilônicos. Muitos matemáticos gregos se destacaram nas contribuições para o desenvolvimento da geometria, entre eles podemos listar os matemáticos abaixo: 1) Tales de Mileto Tales de Mileto nasceu em torno de 624 a.C. em Mileto, Ásia Menor (agora Turquia), e morreu em torno de 547 a.C. também em Mileto. É descrito em algumas lendas como homem de negócios, mercador de sal, defensor do celibato ou estadista da visão, mas a verdade é que pouco se sabe sobre sua vida. Ele estudou retas e ângulos e fez demonstrações formais rigorosas do triângulo isósceles. Tales calculou o tamanho de uma pirâmide, através do comprimento da sombra projetada pela pirâmide. Ele fazia esses cálculos em um determinado tempo, e dependia do sol e do horário. Esses cálculos facilitaram muito, pois assim, não precisaria escalar cada uma para saber o tamanho da pirâmide. Tales de Mileto chegou a medir a pirâmide Quéops (uma das três maiores pirâmides do mundo). Foi Tales quem deduziu por semelhança de triângulos, que a altura da pirâmide é igual à sombra mais a metade da base. Ao aposentar-se, Tales resolveu dedicar-se apenas ao estudo da Matemática e acabou por estabelecer os primeiros postulados básicos da geometria. Como nenhum de seus escritos chegou aos dias de hoje, suas ideias filosóficas foram conhecidas graças à obra Metafísica de Aristóteles. Tales recebeu o título comumente de "primeiro matemático verdadeiro’’, tentando organizar a geometria de forma dedutiva. Acredita-se que durante sua viagem à Babilônia, ele estudou o resultado que chegou até nós como "Teorema de Tales" segundo o qual um feixe de retas paralelas, interceptado Tales de Mileto Fonte: Ortiz (2009). Altura da pirâmide Fonte: Guelli (2003). por duas retas transversais quaisquer, gera segmentos determinados nas duas transversais proporcionais. Atribuem-se a Tales de Mileto as seguintes demonstrações: - dois ângulos opostos pelo vértice são iguais; - em um triângulo isósceles, os ângulos da base são iguais; - qualquer triângulo inscrito em um semicírculo é reto; - qualquer diâmetro divide o círculo em duas partes iguais; - se dois triângulos tem dois ângulos e um lado em cada um deles respectivamente iguais, então, esses triângulos são iguais, que é o que conhecemos por lado-ângulo-lado. 2) Pitágoras de Samos Pitágoras nasceu por volta de 580 a.C. na ilha de Samos, no mar Egeu, e passou parte de sua vida no sul da Itália, e provavelmente recebeu instrução matemática e filosófica de Tales e de seus discípulos. Quando voltou ao mundo grego, Pitágoras estabeleceu- se em Crotona, na Magna Grécia (na costa sudoeste da atual Itália), onde fundou a Escola Pitagórica, uma sociedade voltada para a Filosofia, Música, Ciências Naturais, Astronomia e Matemática. Esta sociedade mantinha sua união por meio de ritos secretos e cerimônias. Os membros da Escola Pitagórica recebiam uma educação formal, onde constavam quatro disciplinas: Geometria, Aritmética, Astronomia e Música, que constituíram as artes liberais e cujo conteúdo tornou-se conhecido na Idade Média como o Quadrivium, que era considerado a bagagem cultural necessária de uma pessoa bem educada. Ele e seus alunos fizeram muitas descobertas em Matemática, Filosofia e Astronomia. Sabiam que a Terra é redonda e se move Pitágoras de Samos Fonte: Mathematical Thought (2010). ao redor do Sol. O nome Matemática, que significa tudo que se aprende, foi criado por Pitágoras e seus discípulos. Da pessoa de Pitágoras não sabemos quase nada. Ele e seus discípulos não deixaram nenhum trabalho escrito. Por isso ninguém sabe o que é a obra do próprio Pitágoras e o que foi inventado por seus alunos. À Escola Pitagórica são atribuídas várias descobertas, entre elas intervalos musicais, que relacionava os diapasões de notas emitidas por cordas distendidas, sob tensões iguais, aos comprimentos das cordas. Através dos intervalos musicais surge o aparecimento da função seno. Os triângulos retos também foram assunto dos estudos de Pitágoras, que descobriu uma propriedade válida para todos esses triângulos. Destacamos na geometria a demonstração geral de vários teoremas, em especial o que veio a ser denominado Teorema de Pitágoras: “o quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos outros dois lados, denominados catetos”. Isso vale para qualquer triângulo retângulo. Esse teorema já era conhecido por egípcios, chineses e mesopotâmicos, séculos antes, porém, sem nenhuma prova. Eles já sabiam que qualquer triângulo, cujos lados são proporcionais a 3, 4 e 5, é um triângulo retângulo. A história conta que foi Pitágoras quem realizou pela primeira vez a demonstração, utilizando figuras planas na areia ou trabalhando com cordas. A maioria dos historiadores acredita que foi uma demonstração do tipo geométrico, isto é, baseada na comparação de áreas. “O número dirige o Universo”, dizia Pitágoras e seus seguidores, com essa frase, queriam dizer que tudo que existe na natureza pode ser explicado através dos números naturais. Uma das maiores descobertas dos pitagóricos foram os números irracionais. Eles constataram que, surpreendentemente, a razão entre hipotenusa e um cateto desse triângulo não representa um número racional. Isto foi algo perturbador para os pitagóricos, pois, segundo sua filosofia, todas as situações dependiam dos números inteiros. A Matemática exigiu, então, que um novo número surgisse: os irracionais. Dentro da geometria, os pitagóricos descobriram três dos cinco poliedros regulares e fizeram deles uma parte importante do estudo desse ramo da Matemática. A história conta que eles conheciam o cubo, o tetraedro e o dodecaedro. Os outros dois sólidos, octaedro e o icosaedro, foram descobertos dois séculos depois, por Teeteto. 3) Euclides de Alexandria Não se sabe ao certo onde e quando nasceu, mas foi um dos sábios chamados para ensinar na escola criada por Ptolomeu, na Alexandria em 306 a.C., chamada "Museu'. Ele foi professor, matemático platônico e escritor de origem desconhecida, criador da famosa geometria euclidiana: o espaço euclidiano, imutável, simétrico e geométrico, metáfora do saber na antiguidade clássica, que se manteve incólume no pensamento matemático medieval e renascentista, pois somente nos tempos modernos puderam ser construídos modelos de geometrias não euclidianas. Euclides Fonte: Euklid-von- Alexandria (2005). Teria sido educado em Atenas e frequentado a Academia de Platão, em pleno florescimento da cultura helenística. Diz-se que Euclides tinha grande capacidade e habilidade de exposição e algumas lendas o caracterizam como um bondoso velho. Seus livros são os mais antigos tratados gregos existentes, embora se tenha perdido mais da metade deles. Um dos mais lamentáveis desaparecimentos foi o dos “Porismas de Euclides’’, que poderiam conter aproximações da Geometria Analítica. Cinco das obras de Euclides sobreviveram. "Óptica" onde, indica seu estudo de perspectiva e desenvolve uma teoria contrária à de Aristóteles, segundo a qual o olho envia os raios que vão até o objeto que vemos. Em ‘‘Os Fenômenos’’ discorre sobre geometria esférica para utilização dos astrônomos. ‘‘A Divisão’’ contém 36 proposições relativas à divisão de configurações planas. ‘‘Os Dados’’ forma um manual de tabelas, servindo como guia de resolução de problemas, com relação entre medidas linearese angulares num círculo dado. E finalmente, ‘‘Os Elementos’’, obra que superou a de todos seus contemporâneos, contendo treze capítulos sobre Aritmética, Geometria e Álgebra. Os seis primeiros capítulos são sobre geometria plana elementar; os três seguintes, sobre teoria dos números; o livro X, sobre incomensuráveis e os três últimos, sobre geometria no espaço. Entre eles os mais admirados são o quinto e o décimo que tratam da teoria das proporções. 4) Arquimedes de Siracusa Considerado o maior matemático da Antiguidade, Arquimedes nasceu em Siracusa por volta de 287 a.C. Filho de Fídias, famoso matemático e astrônomo, viveu muitos anos em Alexandria, antes de voltar à sua cidade natal. Foi guerreiro e ajudou a defender Siracusa contra o ataque dos romanos. Era o ano de 212 a.C. Desde 214 a.C., as legiões romanas comandadas pelo general Marcelo tentavam tomar a cidade de Siracusa Foi guerreiro e ajudou a defender Siracusa contra o ataque dos romanos. Era o ano de 212 a.C. Desde 214 a.C., as legiões romanas comandadas pelo general Marcelo tentavam tomar a cidade de Siracusa. Essa importante cidade da Sicília aliara-se a Cartago, a grande cidade do norte da África, que disputava com Roma o domínio do Mediterrâneo. Muitas vezes, durante os dois anos que durou o cerco de Siracusa, o general romano, que tanto orgulho tinha de seu poderoso exército, ficou inconformado. Arquimedes Fonte: Archimedes (2006). Ele não conseguia entender como aquela parafernália de espelhos, à distância, ateava fogo a seus navios. Entendia menos ainda de máquinas extravagantes que, cheias de cordas, polias e ganchos, levantavam e espatifavam as embarcações romanas. E o que dizer das enormes catapultas que atiravam, com precisão inacreditável, enormes pedras sobre suas legiões. Quando finalmente o cerco de Siracusa foi rompido, o general deu ordens severas a seu exército para que poupasse a vida do estrategista. Quem poderia imaginar que esse homem, de nome Arquimedes, era um velho de aparência simples que costumava calcular e desenhar na areia? Quando o matou, o soldado não desconfiava que fosse ele o inventor de numerosos instrumentos: a alavanca, a roldana, o parafuso sem fim, as rodas dentadas etc. Seus desenhos saíram da areia para vencer muitas batalhas. Arquimedes morreu quando já havia estendido as fronteiras da Matemática, muito além do que recebera de Euclides, conquistando a reputação de o maior gênio da Antiguidade. Os trabalhos científicos de Arquimedes causam admiração até hoje, sobretudo pela precisão dos cálculos. Ele criou métodos para resolver problemas de áreas e volumes, destacando-se entre os grandes matemáticos da época. Devemos a Arquimedes um método interessante de calcular um valor aproximado de π. A medida do círculo resolveu antigos problemas relativos à circunferência, demonstrando que os coeficientes de proporcionalidade entre o perímetro da circunferência e seu diâmetro e a área do círculo e o quadrado de seu raio são iguais a uma constante que foi chamada de pi (π). Para calcular o valor da constante pi, Arquimedes usou o método da exaustão, que consistia em calcular o comprimento da circunferência por aproximação servindo-se de polígonos e circunscritos à circunferência. Vamos considerar: C → comprimento da circunferência. 2p → perímetro do polígono inscrito. 2P → perímetro do polígono circunscrito. Além do trabalho citado acima, Arquimedes realizou outros trabalhos, na área da Matemática e em outras áreas também. Na geometria plana - a medida de um círculo; a quadratura da parábola e sobre as espirais; Na geometria espacial - sobre a esfera e o cilindro e sobre os cones e os esferoides; Polígonos inscritos e circunscritos Fonte: Di Pierro Netto (1998). Arquimedes pode ser chamado de pai da Física Matemática. Sua obra sobre a lei da alavanca é parte de seu tratado Sobre o Equilíbrio dos Planos. Referente a esse tratado, entre as proposições, a mais importante e completa de todas é a lei de “Equilíbrio das Alavancas”, que diz o seguinte: se duas magnitudes são comensuráveis ou incomensuráveis, elas se equilibram a distâncias inversamente proporcionais às magnitudes. Conta-se que o rei Hierão desconfiou que sua coroa não houvesse sido feita com ouro puro, e sim com mistura de prata. Para sanar sua dúvida, o rei pediu ajuda ao seu amigo Arquimedes, que descobriu como resolver o problema enquanto se banhava e refletia sobre o fato de que corpos imersos na água se tornam mais leves, exatamente pelo peso da água que deslocam. Arquimedes idealizou uma forma de resolver o problema do rei e na sua empolgação saiu nu pelas ruas de Siracusa gritando: “Eureka! Eureka!”, que significa: Descobri! Descobri! O princípio hidrostático, também conhecido como Lei do empuxo ou princípio de Arquimedes, afirma que, ao mergulhamos um corpo qualquer em um líquido, verificamos que o liquido exerce sobre o corpo uma força de sustentação, isto é, uma força dirigida para cima, que tende a impedir que o corpo afunde no líquido. Essa força vertical é dirigida para cima e denomina-se empuxo do líquido sobre o corpo mergulhado. Não devemos esquecer, também, o interesse que o matemático grego tinha pelas circunferências. Nada mais natural, para um construtor de roda. D. A geometria na China e na Índia De acordo com Boyer (1996), as civilizações da China e da Índia são mais antigas que as civilizações da Grécia e Roma, porém, não mais que as do vale do Nilo e Mesopotâmia. Mas pouco material de natureza primária oriunda dela chegou até nós. Isto ocorreu porque os povos da época faziam a maioria de seus registros em bambu, que é um material perecível. Deste modo, as datas dos documentos vindos da China não são precisas. A data estimada para o documento chinês Chou Pei Suang Ching, que é considerado o clássico chinês mais antigo, difere em até mil anos. As palavras de Chou Pei parecem referir-se ao uso do gnomon no estudo das trajetórias circulares no céu, e o livro com esse título trata de cálculos astronômicos, embora contenha uma introdução relativa às propriedades do triângulo retângulo e alguma coisa sobre o Lei da alavanca Fonte: Cardoso, Freire, Mendes Filho (2006, p. 225). uso de frações. Esta obra registra um diálogo entre um príncipe e seu ministro sobre o calendário. Na obra, o ministro diz ao governante que a arte dos números deriva do círculo e do quadrado; o quadrado pertencendo à Terra e o círculo, aos céus. Na China, a geometria originou-se basicamente da mensuração, tornando-se essencialmente um exercício de aritmética ou álgebra. Tão importante quanto o Chou Pei, e talvez ainda mais influente, é o livro de Matemática chinês Chui-Chang Suan-Shu, que é conhecido como Nove Capítulos Sobre a Arte Matemática. Esse livro possui 246 problemas de mensuração de terras, agricultura, engenharia, propriedades de triângulos retângulos, impostos, cálculos, soluções de equações, sociedades. Nas obras chinesas, destaca-se a justaposição de resultados precisos e imprecisos, primitivos e elaborados. São usadas regras corretas para as áreas de triângulos e trapézios. É interessante observar que o quadrado mágico teve seu primeiro registro efetuado pelos chineses. É provável que sua origem seja ainda mais antiga, porém, como não foi registrada, não foi dada a conhecer. Os chineses gostavam especialmente de diagramas. O quadrado mágico foi supostamente trazido para os homens por uma tartaruga do Rio Lo nos dias do lendário Imperador Yii. Durante sua história, a ciência chinesa sofreu com problemas, que impediram sua continuidade e seu aprimoramentoNo ano de 213 a.C., o imperador da China mandou queimar os livros existentes, alguma cópias foram salvas, mas a perda foi irreparável. No século XX, Mao-Tsé-Tung, em sua “Revolução Cultural”, promoveu uma queima generalizada de livros, considerados “subversivos”. Provavelmente, houve contato cultural entre Índia e China e entre a China e o Ocidente. Muitos afirmam que houve influência babilônica na Matemática chinesa, apesar de que a China não utilizava frações sexagesimais. Com o declínio da Matemática grega clássica, a Matemática da China tornou-se uma das mais criativas do mundo, sendo responsável pelo desenvolvimento da geometria descritiva. Muitas das descobertas chinesas em Matemática acabaram fazendo o caminho da Europa via Índia e Arábia. Com a chegada dos jesuítas na China foi que a Matemática ocidental se fez presente com a tradução da obra Os Elementos de Euclides, representando um papel significativo no desenvolvimento subsequente da Matemática na China. A Matemática hindu apresentava mais problemas históricos do que a grega, seus representantes raramente referiam- se aos predecessores e exibiam surpreendente independência em seus trabalhos matemáticos. Por volta de 450 d.C. até perto do fim do século XV, a Índia foi vítima de numerosas invasões estrangeiras. Primeiro vieram os hunos, depois, no século VIII, os árabes e no século XI, os persas. Ao longo desse período, despontaram vários matemáticos hindus eminentes. Acompanhe abaixo um resumo de seus principais trabalhos. 1) Aryabhata Publicou, em 499, uma obra intitulada “Aryabhatiya”. Essa publicação é um pequeno volume sobre Astronomia e Matemática, semelhante aos “Elementos” de Euclides, porém, de oito séculos antes. Consistem em compilações de resultados anteriores, e contém: nome das potências de dez, até a décima; regras de mensuração (muitas erradas); área do triângulo; volume da pirâmide (incorreto); área do círculo; volume da esfera (incorreto) e áreas de quadriláteros (algumas incorretas). Também encontramos cálculos com a medida do tempo e trigonometria esférica. 2) Brahmagupta Viveu na Índia em torno de cem anos depois de Aryabhata. Seu trabalho mais importante foi a generalização da fórmula de Heron para achar a área de qualquer quadrilátero, que talvez seja a melhor produção da geometria hindu desse período. 3) Bhaskara Entre as várias contribuições de Bhaskara para Matemática em relação à geometria em sua obra, “Lilavati”, podemos citar alguns tópicos sobre mensuração, tríadas pitagóricas, entre outras. Bhaskara condena seus predecessores por usarem as fórmulas de Brahmagupta para área e as diagonais do quadrilátero geral, porque percebeu que um quadrilátero não é univocamente determinado por seus lados. Ele não percebeu que as fórmulas são realmente corretas para todos os quadriláteros cíclicos. Depois de Bhaskara, a Matemática hindu fez apenas progressos irregulares até os tempos modernos. No entanto, não se pode deixar de citar as contribuições da Índia, em particular, o desenvolvimento da trigonometria da função seno substituindo a tabela de cordas dos gregos. E. A geometria árabe Até o século VII, os árabes encontravam-se divididos em várias tribos. Essas tribos eram um pouco hostis entre si e desde tempos remotos ocupavam a Península Arábica, localizada no Oriente Próximo e limitada pelo Mar Vermelho, Golfo Pérsico e Oceano Índico. Em 613, Maomé (570-632) inicia a pregação de uma nova religião, na condição de profeta de Alá, deus único e verdadeiro. Essa nova religião denominou-se religião Islâmica. Em 622 ocorre a “hégira”, mudança de Maomé de Meca para Medina por causa das perseguições sofridas, marcando o início do calendário islâmico. Após muitos anos de lutas, Maomé consegue impor a nova religião a todos os muçulmanos. Depois da morte de Maomé, os árabes foram governados por califas que estenderam o domínio muçulmano da Índia até a Península Ibérica. A expansão árabe proporcionou que a Europa interiorizasse a economia e aumentasse a ruralização da sociedade, expandindo o processo de feudos. No início, as relações entre a Europa cristã e os muçulmanos foi extremamente violenta e antagônica. Nesse período, ocorreram As Cruzadas. Os ataques muçulmanos praticamente fizeram desaparecer o comércio cristão no Mediterrâneo Ocidental. Os árabes foram fundamentais para a conservação de grande parte da cultura mundial, devido a maneira como os árabes se apoderaram do saber grego e hindu. Diversos trabalhos de Astronomia, Medicina e Matemática foram traduzidos para o árabe e preservados até serem novamente traduzidos para o latim e outras línguas, preservando a ciência grega e hindu. Durante o reinado do califa Al-Mansur, foram levados para Bagdá os trabalhos de Brahmagupta traduzidos para o árabe. O califa seguinte, Harun al-Rashid reinou de 786 a 808 e patrocinou a tradução de muitos clássicos, entre eles parte dos Elementos de Euclides. Os matemáticos árabes deram também algumas contribuições próprias. Em geometria, pode-se mencionar o trabalho feito por Abu’l-Wefa (940-998) com compassos “enferrujados”, ou compasso de abertura fixa, a solução geométrica das equações cúbicas dada por Omar Khayyam (1044-1123) e as pesquisas de Nasir ed-din sobre o postulado das paralelas de Euclides. Cabe ressaltar que os muçulmanos ao expandir o islamismo cometeram um dos maiores crimes contra a humanidade. Após a tomada de Alexandria frente aos muçulmanos, o califa mandou queimar todos os manuscritos encontrados na biblioteca, cerca de 600.000, argumentando que: “se constam do alcorão não precisam ser guardados e se não constam são inúteis”. Conta a lenda que os escritos alimentaram as caldeiras dos banhos durante seis meses. Deste modo, pode-se dizer que a grande importância deixada pelo povo árabe refere-se às traduções de grandes obras da Matemática da antiguidade, possibilitando o acesso ao conhecimento matemático em diferentes culturas. Após a explanação dos conteúdos acima, podemos afirmar que o estudo da geometria, a vida de seus principais representantes, suas principais realizações, além de inúmeros itens citados acima que influenciaram em diversas áreas da sociedade, é um ponto forte que deve ser utilizado pelo professor, no momento do planejamento e posterior execução de uma aula. Após o término da explanação em sala de aula e verificação da importância da geometria para nossas vidas, será iniciada a confecção da história em quadrinhos pelos alunos. E. Considerações finais Da necessidade de possibilitar soluções para despertar o interesse do aluno pelo conteúdo da geometria, facilitando o seu aprendizado, uma alternativa é trazer o conteúdo da geometria à luz da história, utilizando os conhecimentos adquiridos e acumulados pela humanidade durante anos, contribuindo como recurso pedagógico. Percebemos que, principalmente o uso da história proporciona a contextualização e a interdisciplinaridade, auxilia o professor e incentiva o aluno a buscar conhecimento, na busca de soluções para os problemas que lhes são apresentados, pois deste modo, torna-se possível o entendimento dos conteúdos que hoje são repassados por alguns livros didáticos como fato casual, estático, desprovido de um comentário histórico. Ainda a favor da prática do uso da história da geometria e todas as suas características, podemos afirmar que a história pode ser usada para atrair a atenção das pessoas, dos alunos para a Matemática, além de outras disciplinas, e no caso aqui visto, para a geometria. Algumas vezes são citados nomes de matemáticos famosos, salientando sua contribuição para o conhecimento humano. Tudo isso pode até não ser de aspecto tãorelevante, mas existe a oportunidade que o estudante tem de entrar em contato com o conhecimento, com o trabalho de matemáticos de destaque, algumas curiosidades sobre suas personalidades e suas teorias. Isso faz com que o aluno se sinta mais próximo dessas disciplinas que às vezes é tratada como inacessível, endeusada e elitizada. Deste modo, os professores podem aproveitar essa possibilidade de encontrar caminhos que possam tornar mais agradável e cativante a aquisição de novos conhecimentos dentro das diversas disciplinas. 7. Avaliação O aluno será avaliado por meio dos seguintes critérios: - participação no desenvolvimento das atividades em sala de aula; - domínio dos conteúdos abordados; - confecção da história em quadrinhos. 8. Cronograma Ação ou etapa metodológica Período de realização Ler o texto disponível na midiateca e escolher um tema. 02/10/2015 a 05/10/2015 Ler diversos artigos de livros de autores relacionados à geometria, visando obter uma gama de conhecimento sobre o tema. 06/10/2015 a 12/10/2015 Pesquisar na internet sobre o tema geometria e suas principais características. 06/10/2015 a 12/10/2015 Pesquisar na internet sobre a história da geometria, sua origem, povos que desenvolveram os primeiros trabalhos, etc. 06/10/2015 a 12/10/2015 Pesquisar na internet sobre a localização onde se realizou os primeiros e posteriores estudos sobre a geometria. 06/10/2015 a 12/10/2015 Pesquisar na internet sobre a vida dos principais representantes da geometria. 06/10/2015 a 12/10/2015 Pesquisar na internet sobre as principais realizações e descobertas dos principais representantes da geometria. 06/10/2015 a 12/10/2015 Pesquisar na internet sobre conhecimentos básicos de editores de texto e de programas de elaboração de apresentações, como é o caso do PowerPoint. 06/10/2015 a 12/10/2015 Escrever um pequeno texto escolhendo o tema do projeto. 13/10/2015 Escrever um pequeno texto informando o objetivo geral e 14/10/2015 os objetivos específicos. Escrever um pequeno texto justificando a escolha do tema. 14/10/2015 Realizar uma pesquisa com o objetivo de analisar quais disciplinas e conteúdos poderão ser abordados no tema proposto, e após isso, escrever um pequeno texto informando as disciplinas envolvidas e os conteúdos. 14/10/2015 Escrever um texto informando o desenvolvimento do projeto. 15/10/2015 a 19/10/2015 Escrever um texto informando como será realizada a avaliação do projeto. 20/10/2015 Confeccionar um quadro detalhando o cronograma, ou seja, a delimitação do tempo disponível. 20/10/2015 Escrever um texto informando quais recursos serão usados. 20/10/2015 Elaborar uma história em quadrinhos que aborde de uma maneira bem simples o tema da geometria. 21/10/2015 Elaborar uma apresentação em PowerPoint, que possa ser utilizada como recurso audiovisual, e que aborde o tema da geometria. 22/10/2015 9. Recursos Notebook; Projetor multimídia; Disponibilização de sala de informática com recurso de internet para pesquisa dos conteúdos previstos no cronograma; Disponibilização de sala de informática para elaboração das histórias em quadrinhos que serão realizadas pelos alunos; Resmas de papel A4 para elaboração das histórias em quadrinhos que serão realizadas pelos alunos, caso optem por essa opção. 10. Referências BARONI, R. L.S.; BINCHI, M. I. Z. Col. História da Matemática para professores: historia da Matemática em livros didáticos. (org.) Edilson R. Pacheco; Wagner R. Valente. Rio Claro, SP: SBMAT, 2007. 26- 27 p. BICUDO, M. V.; BORBA, M. Educação Matemática: pesquisa em movimento. São Paulo: Cortez, 2004. EVES, H. Introdução à história da Matemática. Tradução: Higyno H. Domingues. Campinas, SP: UNICAMP, 2004. GARBI, G. G. A Rainha das ciências: um passeio histórico pelo maravilhoso mundo da Matemática. São Paulo: Livraria da Física, 2006. 88 p. GIOVANNI, J. R. Matemática: teoria, exercícios e aplicações. v.1. São Paulo: FTD. 1988. 109-120 p. GUELLI, O. Contando a história da Matemática: dando corda na trigonometria. 2. ed. São Paulo: Ática. 1998. 48-59 p. E-CALCULO. História Trigonometria. Disponível em: ˂http://ecalculo.if.usp.br/historia/historia_trigonometria.htm.˃. Acesso em: 06 out. 2015. CIÊNCIAS a mão. Portal de ensino de ciências. Textos e Apostilas Tele Curso 2000. Teorema de Pitágoras. Disponível em: <http://www.cienciamao.usp.br/˃. Acesso em: 07 out. 2015. WIKIPÉDIA. A enciclopédia livre. Teorema de Pitágoras. Disponível em: ˂http://pt.wikipedia.org/wiki/Teorema˃. Acesso em: 08 out. 2015. IEZZI, Gelson. Fundamentos da Matemática elementar, 3: Trigonometria. 7º ed. São Paulo: Editora Atual,1993. BOYER, Carl B. História da Matemática. 2º ed. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 1991. DANTE, Luiz Roberto. Matemática: contexto e aplicações. Ensino Médio. São Paulo: Ática, 2004. v. 2. EVES, Howard, Introdução à história da Matemática. Campinas, SP: Editora da UNICAMP, 1995. BOYER, C. B. História da Matemática. São Paulo: Edgard Blücher, 1996. IBEST. Biografia de alguns matemáticos. Disponível em: <https://sites.google.com/a/ibest.com.br/matematica-virtul/biografia-de-alguns- matematicos>. Acesso em: 09 out. 2015. MATEMÁTICA. Disponível em: <http://gentequepesquisa.blogspot.com.br/2007/05/matemtica-trigonometria- tringulo.html>. Acesso em 10 out. 2015. DARELA, Eliane. História da matemática. 3. ed. Palhoça: Unisul Virtual, 2011. (8,0 pontos) Questão 2: Uma escola estadual desenvolveu, no âmbito de seu planejamento curricular, um projeto de preservação do meio ambiente junto à comunidade, em parceria com uma organização não-governamental (ONG). O projeto se referia à coleta seletiva e tratamento de lixo e teve efeitos tanto no aspecto geral da escola quanto no bairro. Para se concretizar na prática educativa, o planejamento no qual se inseriu o projeto deve ter sido construído com base http://ecalculo.if.usp.br/historia/historia_trigonometria.htm http://pt.wikipedia.org/wiki/Teorema http://gentequepesquisa.blogspot.com.br/2007/05/matemtica-trigonometria-tringulo.html http://gentequepesquisa.blogspot.com.br/2007/05/matemtica-trigonometria-tringulo.html em aspectos relacionados ao contexto cultural, político e econômico da comunidade escolar e seu entorno. Proponha 03 ações como propostas de atividades para este projeto. (2,0 pontos) Conforme orientação da professora, irei propor 03 ações para uma escola que não tem a prática da coleta seletiva e tratamento de lixo. 1 - Promover na escola, a realização de palestras informativas sobre o tema coleta seletiva e tratamento de lixo para todos os integrantes da escola. Esta ação tem como objetivo promover nos alunos, professores, coordenadores e demais funcionários da escola a conscientização sobre a coleta seletiva e tratamento de lixo. As palestras podem ser ministradas no auditório da escola, ou outro local que possa suportar um número maior de pessoas, de modo que todos os integrantes da escola tenham conhecimento das informações passadas. Estas palestras devem ser ministradas por profissionais devidamente capacitados no assunto. A direção da escola deve procurar o apoio da comunidade para trazer esses palestrantes de forma voluntária, ou de modo que não haja ônus para a escola. 2 - Realizar um trabalho de conscientização da necessidade do apoio da comunidade próxima à escola, através de panfletos explicativos e instrumentos de divulgação. Esta ação pode ser realizada da seguinte maneira: um veículo com equipamento de som passa pelas ruas da comunidade próxima à escola, enquanto voluntários do projeto (professores e alunos) distribuem material informativo para os moradores, promovendo um trabalho de sensibilização individual e coletivada população no que diz respeito à coleta seletiva e tratamento de lixo. Além de realizarem o alerta para a separação do lixo, os voluntários explicam sobre a importância econômica que a reciclagem exerce dentro da cidade, gerando emprego e renda e transformando catadores em agentes recicladores. Também são informados os dias em que o caminhão da coleta seletiva passará pelo bairro. 3 - Criar postos de coleta seletiva com o apoio do poder público municipal, na escola idealizadora do projeto e em pontos centrais da comunidade próxima à escola. Esta ação deve ser realizada pela direção da escola, que deve fazer contato com o poder público municipal responsável, para solicitar a instalação de postos de coleta seletiva na escola idealizadora do projeto e em pontos centrais da comunidade próxima a esta escola. Esses postos de coleta seletiva são aqueles coletores coloridos que favorecem a distinção do material que será selecionado. 4 - Promover na escola a realização de oficinas cujo enfoque seja reduzir, reciclar e reutilizar o material que foi recolhido na coleta seletiva. Esta ação deve ser realizada pela direção da escola, que ficará com a incumbência de prever no calendário escolar, datas disponíveis para que possam ser realizadas oficinas no âmbito escolar. Estas oficinas têm como objetivo reduzir, reciclar e reutilizar o material que foi recolhido na coleta seletiva. O material poderá ser utilizado para confeccionar objetos, utensílios e brinquedos a partir de materiais reciclados. Esses materiais produzidos a partir dos reciclados poderão ser utilizados como brindes de rifas e sorteios em eventos da escola como: festa junina, aniversário da escola, festa de fim de ano entre outras datas.