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1 LUIZ GONZAGA PIRES CONTEÚDOS E METODOLOGIA DA MATEMÁTICA PARA O ENSINO FUNDAMENTAL (6º AO 9º ANO) E MÉDIO Módulo “IV” TERESINA/ 2010 2 PRESIDENTE DA REPÚBLICA Luis Inácio Lula da Silva MINISTRO DA EDUCAÇÃO Fernando Haddad GOVERNADOR DO ESTADO DO PIAUÍ Wilson Martins REITOR DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ Luiz Sousa Santos Junior SECRETÁRIO DE EDUCAÇÃO DO ESTADO DOPIAUÍ Antonio José Medeiros SECRETÁRIO DE EDUCAÇÃOA DISTÂNCIA DO MEC Carlos Eduardo Bielschowsky DIRETOR DE POLÍTICAS PÚBLICAS PARA EaD Hélio Chaves COORDENADOR GERAL DA UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL Celso Costa COORDENADOR GERAL DO CENTRO DE EDUCAÇÃO ABERTO A DISTÂNCIA DA UFPI Gildásio Guedes Feranandes SUPERINTENDENTE DA EDUCAÇÃO SUPERIOR NO ESTADO Eliane Mendonça DIRETOR DO CENTRO DE CIÊNCIAS DA EDUCAÇÃO José Augusto de Carvalho Mendes Sobrinho COORDENADORA DO CURSO DE MATEMATICA NA MODALIDADE EAD João Benicio de Melo Neto COORDENADORA DO MATERIAL DIDÁTICO DO CEAD/UFPI Cleidinalva Maria Barbosa de Oliveira 3 Pires, Luiz Gonzaga CONTEÚDOS E METODOLOGIA DA MATEMÁTICA / Luiz Gonzaga Pires. – Teresina: UFPI/CEAD, 2010. _____ p. 1. Educação –. 2. Educação Básica – 3. Ensino Infantil e ensino fundamental nos anos iniciais – 4 Raciocínio lógico matemático. I título 4 APRESENTAÇÃO O presente texto destina-se aos estudantes do Programa de Educação à Distância da Universidade Aberta do Piauí – UAPI, vinculados ao consórcio formado pela Universidade Federal do Piauí – UFPI, Universidade Estadual do Piauí – UESPI e Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí – IFET, com apoio do Governo do Estado do Piauí, através da Secretaria de Educação. O Texto está estruturado em três unidades. Na primeira unidade adotamos uma lógica para situar o ensino da matemática, situando-o historicamente e localizando-o dentro das correntes pedagógicas da educação brasileira as tendências atuais do ensino da matemática. Tratamos também do projeto pedagógico/currículo em ação, complementando com a formação dos professores e caracterização dos alunos que, de posse do saberes, vão influenciar a sociedade para enfrentar os desafios relativos ao ensino da matemática, considerando sua contribuição no avanço das tecnologias e interligação do mundo através das redes de comunicação. A unidade II apresenta um estudo sobre os parâmetros curriculares nacionais para matemática (anos finais do ensino fundamental e ensino médio), seguido de um texto sobre a formação do pensamento pelo caminho da simbolização. Na unidade III, Esperamos que este material possa ser útil para professores e alunos que fazem parte do processo de formação continuada na modalidade de educação à distância. Paz e Luz. Luiz Gonzaga Pires 5 SUMÁRIO 6 UNIDADE 1 - FUNDAMENTOS TEÓRICO-METODOLÓGICOS PARA O ENSINO DA MATEMÁTICA RESUMO Nesta unidade adotamos uma lógica para situar o ensino da matemática, situando-o historicamente e localizando-o dentro das correntes pedagógicas da educação brasileira as tendências atuais do ensino da matemática. Tratamos também do projeto pedagógico/currículo em ação, complementando com a formação dos professores e caracterização dos alunos que, de posse do saberes, vão influenciar a sociedade para enfrentar os desafios relativos ao ensino da matemática, considerando sua contribuição no avanço das tecnologias e interligação do mundo através das redes de comunicão. 7 I - CONTRIBUIÇÕES TEÓRICAS PARA O ENSINO DA MATEMÁTICA 1.1 - Breve histórico do ensino da Matemática A história da matemática nos indica que, no Brasil, a formação do matemático voltada para pesquisa tem seu marco na década de 30, conforme comenta D’Ambrósio (2007, p. 56). (...) Em 1933 foi criada a Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Universidade de São Paulo e logo em seguida a Universidade do Distrito Federal, transformada em Universidade do Brasil em 1937. Nessas instituições inicia-se a formação dos primeiros pesquisadores modernos de matemática no Brasil. (...) Reconhece-se também que foram através da criação das Faculdades de Filosofia, Ciências e Letras que surgiram os primeiros cursos de licenciatura para professores de matemática do antigo ginásio correspondente ao 6° e 9° ano na estrutura do ensino atual. Nesta época as séries iniciais eram de responsabilidade de professores normalistas oriundos do curso normal equivalente ao ensino médio atual, com a disciplina matemática nas três séries. Enquanto o modelo adotado para licenciatura era de três anos dedicados ao estudo da matemática onde o formando recebia o título de bacharel. Com mais um ano de matérias pedagógicas como didática geral, didática especial da matemática e psicologia da criança e do adolescente o mesmo adquiria o grau de licenciado para ensinar matemática. Nesta época, a literatura utilizada para o estudo da matemática era de origem francesa mesclada com algumas produções didáticas brasileiras, dentre elas destaca-se a de Julio Cesar de Melo e Souza que, inspirado na literatura árabe, passou a escrever com o pseudônimo de Malba Tahan. Outros livros de importância para história da matemática no Brasil são as coleções de Jácomo Stávale, Ary Quintella e Algacyr Munhoz Maeder. Com base na organização dos conteúdos destes livros, o ensino da matemática processou-se por três décadas, no Brasil, nos moldes tradicionais sem propostas metodológicas de inovação. Somente na década de 60, surgiu o primeiro grupo de educação matemática, sob a liderança de Osvaldo 8 Sangiorgi no Estado de São Paulo. Em seguida surgiram também outros grupos precisamente no estado do Rio Grande do Sul e Rio de Janeiro, justamente no momento em que diferentes países do mundo passaram a discutir questões relativas à educação matemática, influenciada pelo movimento da Matemática Moderna. Segundo D’ Ambrosio(2007), o movimento da Matemática Moderna serviu para mudar, sem dúvida para melhor, o estilo das aulas e das avaliações além de introduzir a linguagem moderna de conjuntos para trabalhar os princípios da lógica matemática com alunos em diferentes níveis de ensino. Assim, o movimento da Matemática Moderna marcou o início de mudanças na metodologia do ensino da matemática. Estas eram compatíveis as exigências da política de modernização econômica que exigia nas décadas de 60/70, um avanço das ciências exatas com o fim de disseminar o pensamento científico e tecnológico dos países centrais e periféricos em desenvolvimento. Desse modo, a Matemática a ser ensinada passou a conceber uma lógica de organização das operações realizadas dentro do universo de conjuntos numéricos em consonância com teoremas, fórmulas, axiomas e demonstrações peculiares ao conhecimento matemático. Como conseqüência, os currículos de matemática dessa época passaram a ser construídos com intenções de responder à necessidade de uma reforma pedagógica, incluindo a pesquisa de materiais e métodos de ensino apropriados. Este fato desencadeou a preocupação com a Didática da Matemática, intensificando estudos e pesquisa nessa área. Neste contexto de preocupação com a educação matemática, em 1980, o National Council of Teachers of Mathematics( Comselho Nacional de Professores de Matemática), NCTM, dos Estados Unidos, apresentourecomendações para o ensino de Matemática no documento “Agenda para Ação”. Nesta o maior destaque era colocado na resolução de problemas com situações matemáticas. Ela também enfatizava a relevância dos aspectos sociais, antropológicos e lingüísticos no aprendizado da Matemática. 9 As idéias oriundas das discussões em torno da educação matemática influenciaram as reformas que ocorreram no mundo, a partir de então. As propostas elaboradas no período 1980/1995, apresentam pontos de convergência, como, por exemplo: • Direcionamento do ensino fundamental para a aquisição de competências básicas necessárias ao cidadão e não apenas voltadas para a preparação de estudos posteriores; • Importância do desempenho de um papel ativo do aluno na construção do seu conhecimento; • Ênfase na resolução de problemas, na exploração da Matemática a partir dos problemas vividos no cotidiano e encontrados nas várias disciplinas; • Importância de se trabalhar com um amplo espectro de conteúdos, incluindo-se, já no ensino fundamental, elementos de estatística, probabilidade e combinatória, para atender à demanda social que indica a necessidade de abordar esses assuntos; • Necessidade de levar os alunos a compreenderem a importância do uso da tecnologia e a acompanharem sua permanente renovação. (Brasil, 1997, p.22 ) Essas pontos passaram a fazer parte da preocupação dos professores de matemática e especialistas de educação que vinham discutindo em nosso país as propostas curriculares das Secretarias dos Estados e dos Municípios brasileiros. Neste contexto, é possível verificar mudanças que ocorreram e continuam ocorrendo nas propostas curriculares no sentido de introduzir concepções matemáticas, metodologias e forma de avaliação na prática pedagógica dos professores. Essas têm chegado aos envolvidos com o processo ensino-aprendizagem de matemática através de cursos de capacitação, ciclos de estudos, congressos e outros. 10 Atualmente do Professor de Matemática das séries iniciais é formado pelos cursos de Licenciatura Plena em Pedagogia, enquanto os de 6º ao 9º ano do ensino fundamental e médio são oriundos da Licenciatura Plena em Matemática. Os estudos e pesquisas sobre educação matemática continuam apresentando resultados relevantes para concretizar novas alternativas e tendências pedagógicas relacionadas com o ensino e aprendizagem deste campo do saber. Dentre várias se destaca a etnomatemática, modelagem matemática, história da matemática, uso de recursos tecnológicos e jogos matemáticos. Estes tópicos serão tratados no próximo item. 1.2 - Tendências atuais do ensino da matemática As tendências pedagógicas que se referem às concepções teóricas dos modelos pedagógicos com base nas concepções teóricas e modelos pedagógicos, são estruturadas para qualquer tipo de saber inclusive o matemático. As mesmas foram elaboradas por Dermeval Saviani (1991), que desenvolveu um esquema lógico fundamentado na criticidade. Assim, classificou-as em dois grupos denominados de “teorias não-críticas” e “teorias críticas”. Tomando como base as idéias de Dermerval Saviani (1991), vários autores expressaram de forma literal ou sintética conforme o quadro abaixo. 11 Classificação das Teorias Concepções Teóricas Modelos Pedagógicos Não –Críticas (liberais) Pedagogia Tradicional Ensino Tradicional Concepção Humanista Moderna Escola Nova (Pedagogia Renovada) Concepção Humanista Moderna Tecnicismo Crítico Reprodutivistas Violência Simbólica Não apresentam propostas pedagógicas, visto que entendem a escola como instrumento de reprodução das condições sociais impostas pela organização capitalista. Aparelhos Ideológicos de Estado Escola Dualista Dialéticas (Progressistas) Pedagogia Histórico-Crítica (Pedagogia Crítico-Social dos Conteúdos) Em sua proposta trabalha com os conteúdos culturais universais que são incorporados pela humanidade frente à realidade social. O método parte de uma relação direta da experiência do aluno como participador e do professor como mediador entre o saber e o aluno. Seus representantes são: Makarenko; B. Charlot; Demerval Saviani; Suchodoski; Manacorda e G. Snyders Pedagogia Libertadora Tem sido empregada com êxito em vários setores dos movimentos sociais (sindicatos, associações de bairro, comunidades religiosas e alfabetização de adultos). Autor desconhecido. Diante dos conhecimentos sobre as tendências pedagógicas, os educadores responsáveis pelo ensino da matemática, ao tomar consciência de que o mesmo não poderia mais continuar nos moldes tradicionais, partiram para busca de alternativa que colocasse a prática pedagógica do processo ensino-aprendizagem de matemática em sintonia com as propostas modernas de educação. Assim, existem atualmente cinco tendências para o ensino da Matemática, denominadas de Etnomatemática, História da Matemática, Matemática Crítica, Modelagem Matemática e Resolução de Problemas. 12 Neste item será abordada, de forma sintética, cada uma dessas tendências. • Etnomatemática Etnomatemática é uma tendência denominada de Programa Etinomatemática que, segundo D’Ambrósio (1993, p. 1), “teve sua origem na busca de entender o fazer e o saber matemático de culturas periféricas e marginalizadas, tais como colonizados, indígenas e classe trabalhadora”(...) e (...) também o conhecimento da cultura dominante” (...). Partindo da etimologia da palavra etnomatemática, etno (ambiente natural e cultural) + matema ( explicar, entender, lidar com o ambiente) + tica (artes, técnicas,modos e maneiras de), D’Ambrósio (1993) conceitua o termo como um corpo de artes, técnicas, modo de conhecer, explicar e entender em ambientes com diferentes culturas as competências e habilidades de comparar, classificar, ordenar, medir, contar, inferir e transcender através do saber matemático e outros que fluem do ambiente natural e cultural dos seres humanos. A proposta do Programa Etnomatemática rompe com os parâmetros do ensino tradicional quando propõe adequação sócio cultural através de metodologias que estejam alinhadas com o cotidiano das mais diferentes espaços naturais de sobrevivência humana. O Programa Etnomatemática tem importantes implicações pedagógicas. Educação é, em geral, um exercício de criatividade. Muito mais de transmitir ao aprendente teorias e conceitos feitos, para que ele as memorize e repita quando solicitado em exames e testes, a educação deve fornecer ao aprendente os instrumentos comunicativos, analíticos e tecnológicos necessários para sua sobrevivência e transcendência. Esses instrumentos só farão sentido se referidos à cultura do aprendente ou explicitados como tendo sido adquiridos de outra cultura ou inserido num discurso crítico. O programa Etnomatemática destaca a dinâmica e a crítica dessa aquisição. (D’Ambrósio, 1993, p.3) 13 O Programa Etnomatemática é um campo de pesquisa com aplicação na prática pedagógica do ensino da matemática que foge dos moldes tradicionais quando abre espaço para metodologias que utilizam tecnologia de informação e comunicação, enquadrando-se nas exigências de aplicação dos saberes matemáticos no contexto sócio cultural dos espaços naturais dos seres humanos. • História da Matemática A História da Matemática, é uma tendência da Educação Matemática que visa colocar a construção histórica do conhecimento matemático como instrumento de compreensão da evolução dos conceitos, dando ênfase às dificuldades epistemológicas inerentes à sua evolução. A metodologia que utiliza a História da Matemática na sala de aula ou pesquisas, conduz alunos ou pesquisadores a perceber que as teorias apresentadas como acabadas resultaram sempre de desafios da sociedade para os matemáticos enfrentarem com grande esforçoe, quase sempre, numa ordem bem diferente da que os resultados são apresentadas após o processo de descoberta. Neste contexto, o conhecimento matemático apresenta-se como uma criação humana em diferentes culturas e momentos históricos da evolução humana no planeta terra. Este fato poderá ser usado pelos professores para desenvolver junto aos alunos atitudes e valores propensos ao desenvolvimento do interesse pelos estudos matemáticos. Ao revelar a matemática como uma criação humana, ao mostrar necessidades e preocupações de diferentes culturas, em diferentes momentos históricos, ao estabelecer comparações entre os conceitos e processos matemáticos do passado e do presente, o professor tem a possibilidade de desenvolver atitudes e valores mais favoráveis do aluno diante do conhecimento matemático. BRASIL (1997, p.45) 14 Um dos valores a ser desenvolvimento é o de conceber a Matemática como um conhecimento em construção, com passado, presente, erros. E acertos, sem ser considerada verdade absoluta de forma acabada. Assim, a tendência História da Matemática por um lado permite a contextualização do saber, mostrando que seus conceitos e algoritmos surgiram numa época histórica, dentro de um contexto cultural, social e político, por outro, pode proporcionar um ensino motivador e mais agradável aos alunos, proporcionando uma visão crítica e reflexiva do conhecimento Matemático. Em termos metodológicos a tendência história da matemática deve chegar às salas de aulas onde os professores adotem uma conduta de orientador das atividades, permitindo ao educando a construção do próprio conhecimento de forma ativa e crítica, em consonância com as necessidades históricas, sociais e culturais do contexto onde o processo educativo se desenvolve. Em síntese, a tendência História da Matemática possibilita o aluno a perceber que a Matemática é um conjunto de conhecimentos em contínua evolução que desempenha um importante papel na sua formação. Neste sentido permite também a interdisciplinaridade com outros conhecimentos, apresentando-se como parte da cultura universal indispensável sobrevivência humana. • Matemática Crítica No século vinte, o mundo foi abalado pela Segunda Guerra Mundial e continuou em conflito diante das ameaças alimentadas pelas armas nucleares, domínio ideológico e econômico. Esse processo teve influência do socialismo marxista, que fundamentou a teoria histórico-crítica. Esta teoria influenciou os mais diferentes setores da sociedade. Um delas foi a educação nas diferentes áreas do saber. Com relação ao ensino de matemática surge a vertente denominada de “Educação Matemática Crítica. 15 Esta vertente trouxe novas coordenadas ao currículo de Matemática do então ensino primário e secundário. Ela tinha como principal ideal à reestruturação do ensino de Matemática frente às grandes e rápidas transformações da ciência e da sociedade. Elevar o nível científico da população escolarizada era uma das intenções dessa vertente que foi atropelado por um movimento internacional comandado pelos Estados Unidos da América, denominado de Matemática Moderna que contribuiu com a organização dos conteúdos através da tepria dos conjuntos, mas ao mesmo tempo introduziu uma linguagem lógica em todos níveis de ensino que gerou problemas de aprendizagem principalmente no nível elementar. Este fato desencadeou críticas que fizeram surgir novas idéias para o ensino da matemática dentre eles o que teve maior impacto, inclusive repercussão internacional, foi a Etnomatemática liderado por Ubiratan D’Ambrósio. Neste contexto, ressurge também a Educação Matemática Crítica. Esta vertente tem como base as relações estabelecidas entre progresso e tecnologia, em coerência com as idéias difundidas pela teoria dialética ou histórico-crítica. O professor dinamarquês Ole Skovsmose é um dos principais responsáveis por divulgar o movimento da “educação matemática crítica” ao redor do mundo. Com mestrado em Filosofia e Matemática pela Universidade de Copenhague e doutorado em Educação Matemática pela Royal Danish School of Education Studies, Skovsmose defende em seus trabalhos o direito à democracia e o ensino de matemática a partir de trabalho com projetos. 16 Para ele, a Educação Matemática crítica possui um importante papel no mundo Skovsmose questiona as práticas tradicionais, muitas vezes realizadas sem reflexão, como a ênfase excessiva na realização de listas de exercícios, que pode comprometer a qualidade da aula de matemática, e acredita que “mai s importante atual, sobretudo em função do avanço tecnológico. Skovsmose sempre se preocupou com os países localizados fora dos centros de poder, o que o levou a viajar pelo mundo orientando e desenvolvendo pesquisas. Está sempre em contato com professores e pesquisadores da África do Sul, Colômbia e Brasil. Em nosso país, ele visita anualmente o programa de Pós -Graduação da UNESP, em Rio Claro, São Paulo. Atualmente, Skovsmose é professor do Departam ento de Educação, Aprendizagem e Filosofia da Universidade de Aalborg, na Dinamarca. Tem livros publicados em português, como Educação matemática crítica: a questão da democracia (2001) e Desafios da reflexão em educação matemática crítica (2008), ambos publicados pela editora Papirus, Educação Crítica – incerteza, matemática, responsabilidade (2007) pela editora Cortez e Diálogo e aprendizagem em educação matemática (2006) em parceria com Helle Alroe publicado pela editora Autêntica. Recentemente, em uma d e suas visitas ao Brasil, falou para um grupo de professores na Universidade Federal de Minas Gerais, ocasião em que conversou ele visita anualmente o programa de Pós -Graduação da UNESP, em Rio Claro, São Paulo. (Este texto é a introdução de uma entrevista concedida a JULIANA ÂNGELO GONÇALVES, JUSSARA LOIOLA ARAÚJO e SAMIRA ZAIDAN. A mesma foi 17 publicada na íntegra na revista PresençaPedagógica nº83, volume 14, setembro/outubro de 2008.) Em síntese, a Educação Matemática Crítica requer uma prática pedagógica de sala de aula baseada em um cenário para investigação que convida os alunos a formular questões e a procurar explicações. Dessa forma, os alunos se envolvem no processo de exploração expresso através de desafios que buscam explicações. • Modelagem Matemática A Modelagem Matemática é uma metodologia alternativa para o ensino da Matemática que pode ser utilizada em qualquer nível de ensino, tendo como objetivo interpretar e compreender os mais diversos fenômenos do nosso cotidiano. Ela consiste em construir um modelo (matemático) da realidade que queremos estudar e interpretar os resultados obtidos no sentido de responder as questões ou problemas inicialmente apresentados em função das hipóteses levantadas. Vamos aprender com maquetes? Como exemplo: Existem formas geométricas na maqueta de uma casa? Levar os alunos a construir a maquete identificando as formas geométricas é realizar atividades de Modelagem Matemática para trabalhar os conceitos geométricos tendo como suporte a construção de maquetes, de plantas baixas, 18 etc. Dependendo do nível, o aluno pode calcular áreas das figuras geométricas, termos desconhecidos através da resolução de equações e outros. No final da atividade a aluno deve ser levado à reflexão com o fim de responder a questão inicialmente formulada. Através deste exemplo percebe-se a existência do procedimento de modelagem matemática que compreende etapas fundamentais expressas através da escolha do tema, seleção de variáveis e validação. Primeiramente, devemos escolher um tema central para ser desenvolvido pelos alunos, e recolher dados gerais e quantitativos que possam ajudar a levantar hipóteses com objetivo de elaborar questões ouproblemas conforme interesse dos grupos de alunos. A etapa seguinte consiste em selecionar as variáveis essenciais envolvidas nas questões ou problemas e formular as hipóteses. Neste torna-se necessário à sistematização dos conceitos que serão usados na resolução dos modelos e a interpretação da solução (analítica, e se possível, graficamente). Para finalizar, dependendo do objetivo, fazer a validação dos modelos, confrontando os resultados obtidos com os dados coletados. Em síntese, a modelagem matemática constitui-se em ferramenta para enfrentar o desafio de fazer o aluno compreender a importância do raciocínio matemático no dia-a-dia da sua formação de cidadão crítico da sociedade. • Resolução de Problemas A resolução de problemas em matemática é um recurso metodológico em que o professor propõe ao aluno situações direcionadas para interpretação, esquematização, investigação, aplicação e exploração de conceitos matemáticos direcionados para solução de determinada situaçã 19 A resolução de problemas faz parte das buscas que levaram a espécie humana a originar a matemática e ampliar seus conhecimentos em busca de melhores condições para garantia da sobrevivência. Assim, desde as épocas mais remotas, em todo e qualquer nível de sua atuação, o conhecimento matemático apresenta-se ligado à resolução de problemas que, na maioria das vezes, envolve outras áreas do conhecimento. Nesse sentido, a Matemática tem um papel significativo no desenvolvimento da ciência, da tecnologia e da sociedade. O Ser humano comumente depara-se com situações problemas em seu dia a dia, desde problemas simples aos elaborados com rigor científico. Este pressuposto faz como a metodologia de resolução de problemas seja colocada sempre como eixo organizador do processo ensino aprendizagem. Por isto que esta atividade tem que ser bem planejada e executada com rigor para render resultados positivos em termos de aprendizagem. Neste sentido, pode ser colocado em prática os princípios sugeridos pelos PCN de Matemática 5ª a 8ª série, com o seguinte teor: A situação problema é o ponto de partida da atividade matemática e não a definição. No processo ensino aprendizagem, conceitos, idéias e métodos matemáticos devem ser abordados mediante a exploração de problemas, ou seja, de situações em que os alunos precisem desenvolver algum tipo de estratégia para resolvê-las; O problema certamente não é um exercício em que o aluno aplica, de forma quase mecânica, uma fórmula ou um processo operatório. Só há problema se o aluno for levado a interpretar o enunciado da questão que lhe é apresentada; Aproximações sucessivas de um conceito são construídas para resolver certo tipo de problemas: num outro momento, o aluno utiliza o que aprendeu para resolver outros, o que exige transferência, retificações, rupturas, segundo um processo análogo ao que se pode observar na História da Matemática; Um conceito matemático se constrói articulando com outros conceitos, por meio de uma série de retificações e generalizações. Assim, pode-se afirmar que o aluno constrói um campo de conceitos que toma sentido num campo de problemas, e não um conceito isolado em resposta a um problema particular; A resolução de problemas não é uma atividade para ser desenvolvida em paralelo ou como aplicação da aprendizagem, mas uma orientação para aprendizagem, pois proporciona o contexto em que 20 se podem aprender conceitos, procedimentos e atitudes matemáticas. ( BRASIL, 1998, p. 40 e 41) Com base nestes princípios a metodologia de Resolução de Problemas no ensino da Matemática, propicia o desenvolvimento do pensamento criador do aluno necessário para enfrentar as exigências do mundo contemporâneo, tendo em vista que as transformações da sociedade se dão de maneira surpreendente e imprevisível, exigindo cada vez mais do ser humano a capacidade de criar diante das situações problemas do cotidiano. A resolução de problemas no ensino-aprendizagem de matemática segue princípios e etapas. Para caracterizar as etapas retiramos do trabalho dos alunos RAMOS, Agnelo Pires e outros, do Instituto de Matemática e estatística da Universidade de são Paulo, orientandos do Prof. Antonio Luiz Pereira, as sugestões das etapas de reolução de problemas matemático proposta por George Polya. A heurística de resolução de problrmas de George Polya. “Resolver problemas é uma habilidade prática, como nadar, esquiar ou tocar piano: você pode aprendê-la por meio de imitação e prática. (...) se você quer aprender a nadar você tem de ir à água e se você quer se tornar um bom ‘resolvedor de problemas’, tem que resolver problemas”.9 George Polya (1897 – 1985), filósofo e matemático húngaro. _____________________________ 8 Fonte: site http://www.pbs.org/wgbh/aso/databank/entries/bhskin.html 9 POLYA, George. Mathematical Discovery: on Understanding, Learning, and Teaching Problem Solving. 2 vols. John Wiley,1962-65, p. ix. 21 Biografia de Polya George Polya (1897 – 1985) foi um dos matemáticos mais importantes do século XX. Nascido na Hungria, ele passou a maior parte do seu tempo pesquisando na universidade de Stanford nos Estados Unidos devido à situação política da Europa na época da Segunda Guerra Mundial. Pesquisou em vários ramos da matemática, como probabilidade e equações diferenciais parciais; sua maior contribuição, no entanto, está relacionada à heurística de resolução de problemas matemáticos com várias publicações relacionadas ao assunto, em especial How To Solve It – que vendeu mais de um milhão de cópias - em 1957. Polya é um dos matemáticos do nosso século que considera a Matemática uma “ciência observacional” na qual a observação e a analogia desempenham um papel fundamental; afirma também a semelhança do processo criativo na Matemática e nas ciências naturais. Polya foi o primeiro matemático a apresentar uma heurística de resolução de problemas específica para a matemática. Por isso, Polya representa uma referência no assunto, uma vez que suas idéias representam uma grande inovação em relação às idéias de resolução de problemas existentes até então (vide Descartes, Wallas, Skinner). Muitas de suas idéias são razoáveis até os dias atuais, servindo de alicerce para trabalhos de outros pesquisadores contemporâneos a Polya na área nesta área como Schoenfeld e Thompson. Etapas de resolução de problemas, segundo Polya Procurando organizar um pouco o processo de resolução de problemas, Polya o dividiu em quatroetapas. É importante ressaltar que Polya nunca pretendeu que a sua divisão correspondesse a uma seqüência de etapas a serem percorridas uma depois da outra sem que nunca seja conveniente ou 22 necessário voltar atrás ou que a sua divisão funcionasse como uma ‘poção mágica’ para resolver problemas matemáticos. As quatro etapas de resolução de problemas segundo Polya são: 1ª etapa: compreensão do problema O primeiro passo é entender o problema. É importante fazer perguntas. Qual é a incógnita? Quais são os dados? Quais são as condições? É possível satisfazer as condições? Elas são suficientes ou não para determinar a incógnita? Existem condições redundantes ou contraditórias? Construir figuras para esquematizar a situação proposta no exercício pode ser muito útil, sobretudo introduzindo-se notação adequada. Sempre que possível, procurar separar as condições em partes. 2ª etapa: construção de uma estratégia de resolução Encontrar conexões entre os dados e a incógnita. Talvez seja conveniente considerar problemas auxiliares ou particulares caso uma conexão não seja encontrada em tempo razoável. É importante fazer perguntas. Você já encontrou este problema ou um parecido? Você conhece um problema semelhante?Você conhece teoremas ou fórmulas que possam ajudar? Olhe para a incógnita e tente achar um problema familiar e que tenha uma incógnita semelhante. Caso você encontre um problema relacionado ao seu e que você sabe resolver, tente aproveitá-lo. Você pode usar seu resultado ou método? É necessário introduzir algum elemento auxiliar de modo a viabilizar esses objetivos? 23 Você consegue enunciar o problema de uma outra maneira? Caso você não consiga resolver o problema dado, tente resolver um problema parecido! Você consegue imaginar um caso particular mais acessível? E um caso mais geral e/ou mais acessível? Você consegue resolver alguma parte do problema? Mantenha apenas parte das condições do problema e observe o que ocorre com a incógnita: como ela varia agora? Você consegue obter alguma coisa desde os dados? Você consegue imaginar outros dados capazes de produzir a incógnita? Você consegue alterar a incógnita ou os lados, ou ambos, de modo que a nova incógnita e os novos dados fiquem mais próximos? Não se esqueça de levar em conta todos os dados e todas as condições. 3ª etapa: executando a estratégia Freqüentemente, esta é a etapa mais fácil do processo de resolução de um problema. Contudo, a maioria dos principiantes tende a pular esta etapa prematuramente e acabam se dando mal. Outros elaboram estratégias inadequadas e acabam se enredando terrivelmente na execução (e, deste modo, acabam sendo obrigados a voltar para a etapa anterior e elaborar uma nova estratégia). Ao executar a estratégia, verifique cada passo. Você consegue mostrar que cada um deles está correto? 4ª etapa: revisando a solução Você deve examinar a solução obtida, verificando os resultados e os argumentos utilizados. Você pode obter a solução de algum outro modo? 24 Qual a essência do problema e do método de resolução aplicado? Em particular, você consegue usar o resultado – ou o método – em algum outro problema? Qual a utilidade deste resultado? A importância de revisar a solução Conforme vimos anteriormente, Polya dividiu o processo de resolução de problemas matemáticos em quatro etapas: entendimento do problema, invenção de estratégia de resolução, execução e revisão. A revisão da solução é a etapa mais importante segundo Polya, pois esta etapa propicia uma depuração e uma abstração da solução do problema: - Depuração: o objetivo é verificar a argumentação usada, procurando simplificá-la; pode-se chegar ao extremo de buscar outras maneiras de resolver o problema, possivelmente mais simples, mas menos intuitivas e só agora acessíveis ao resolvedor. Há uma crítica generalizada aos matemáticos pesquisadores por publicarem demonstrações muito artificiais ou abstratas e que certamente não representam a maneira como o resultado em demonstração foi descoberto. Contudo, é inegável que a revisão de depuração é muito proveitosa. - Abstração: agora, o objetivo é refletir no processo de resolução procurando descobrir a essência do problema e do método de resolução empregado; tendo-se sucesso nessa empreitada, poder-se-á resolver outros problemas mais gerais ou de aparência bastante diferente. Ela representa a possibilidade de aumento do ‘poder de fogo’ do resolvedor. Feito por um matemático talentoso, esse trabalho de abstração representa a possibilidade de fertilização da Matemática. 25 Em síntese, a Resolução de problemas, como tendência da Educação Matemática, considera os alunos como participantes ativos do processo de aprendizagem com potencial para construção do conhecimento. 1.3 - O projeto pedagógico / o currículo em ação na área de matemática O projeto político-pedagógico mostra a visão macro do que a instituição escola pretende ou idealiza fazer, seus objetivos, metas, estratégias permanentes e processos avaliativos, tanto no que se refere às suas atividades pedagógicas, como às administrativas na âmbito das políticas implementadas. Assim, compete ao projeto político-pedagógico a operacionalização do planejamento escolar, em um movimento constante de avaliação. Neste sentido o projeto político-pedagógico passa a ser uma direção, um rumo para as ações da escola, através de uma ação intencional que deve ser construída coletivamente. Ele é denominado de político porque reflete as opções e escolhas de caminhos e prioridades na formação do cidadão, como membro ativo e transformador da sociedade em que vive. Pedagógico porque direciona as atividades pedagógicas e didáticas da escola. A separação entre o político e pedagógico é apenas formal, na realidade as ações apresentam-se formando uma totalidade. Assim, o projeto político pedagógico é um instrumento de fundamental importância para definição do currículo da escola e neste a parte referente à área de matemática da educação infantil e séries iniciais, tendo em vista que trata-se de um ramo do saber caracterizado pela abstração, precisão, rigor lógico nos seus resultados e conclusões. Desta forma, é na parte do currículo referente ao ensino de matemática onde delimita-se as competências e habilidades, conteúdos, metodologias e critérios de avaliação da ação pedagógica, bem como o encaminhamento para discussão de temas voltados para contribuir com a formação de uma cultura que reflita as necessidades e os anseios do cidadão. Competência, segundo 26 Guiomar Namo de Mello (2003), “é a capacidade de mobilizar conhecimentos, valores e decisões para agir de modo pertinente numa determinada situação”. É também através do currículo que se caracteriza a clientela que vai estudar matemática entendida como ciência que estuda todas possíveis ralações e interdependências quantitativas entre grandezas, comportando um vasto campo de teorias, modelos e procedimentos de análise. Finalmente, é seguindo o rumo dado pelo Projeto Político Pedagógico e as diretrizes curriculares da escola na sua totalidade e do ensino da matemática na sua especificidade destinado a desenvolver competências e habilidades intelectuais necessárias a agilização do raciocínio para resolver problemas do cotidiano dos alunos. 1.4 – Formação do professor para o ensino de matemática A formação do docente para o ensino de matemática na educação infantil e as séries iniciais do ensino fundamental tem sido discutida em função das propostas de formação inicial trabalhadas pelas agências formadores de profissionais para este ramo do saber. Para D’Ambrósio (2007), as qualidades de um Professor de Matemática está sintetizada em três categorias: 1. Emocional/afetiva; 2. Política; 3. Conhecimento. Neste sentido, várias questões são evidenciadas no processo de formação do educador para trabalhar o ensino de matemática. Dentre vários, o de indagar sobre o domínio do saber matemático que possui caráter abstrato, onde seus conceitos e resultados tem origem no mundo real, destinado a muitas aplicações em outras ciências e inúmeras aplicações práticas do cotidiano. Ainda com relação à formação do professor de matemática, a racionalidade formativa aponta para competências e habilidades capaz de responder as exigências e à multiplicidade de situações que permeiam o exercício da docência na sociedade do conhecimento, da informação, ciência e tecnologia. 27 Essas competências e habilidades devem ainda responder também as exigências para formação do professor reflexivo de matemática relativa à necessidade do enfoque interdisciplinar, investigação do cotidiano da prática pedagógica pela pesquisa e o domínio dos saberes intrínsecos à profissão docente. Pensar a formação de professores implica, portanto, pensar que o exercício da docência, conforme Tardif (1991), requer a mobilização de vários tipos de saberes: saberes pedagógicos (reflexão sobre a prática educativa mais ampla), saberes dasdisciplinas (envolvem vários campos do conhecimento e concretizam-se pela operacionalização dos programas), saberes curriculares (selecionados no contexto da cultura erudita) e os saberes da experiência (constituem-se saberes específicos no exercício da atividade profissional.(BRITO, 2006, p.45) Em síntese, fica claro que, em uma sociedade complexa, onde a velocidade das informações e as mudanças proporcionadas pelo avanço das ciências e tecnologias são constantes, a formação do Professor de Matemática requer reflexões e ações dinâmicas destinadas a construir e reconstruir saberes necessários à gerência de uma prática pedagógica reflexiva. 1.5 – O aluno de matemática e o processo ensino-aprendizagem Geralmente os Professores concentram parte de suas energias com questões relacionadas ao planejamento da aula, procurando elaborar bem as competências e habilidade, selecionar conteúdos, escolher métodos e técnicas de ensino, montar estratégias para desenvolver as aulas e avaliar a aprendizagem, mas nem sempre procuram saber quem são seus alunos. No desenvolvimento do processo ensino-aprendizagem é importante que os Professores vejam o aluno como sujeito da aprendizagem, é ele quem realiza a ação de aprender. Não existem meios de ensinar alguém que não 28 tenha tomado a decisão de aprender, tendo em vista que a aprendizagem é um processo interno que depende da vontade de cada pessoa. Ainda nesta linha de pensamento faz-se necessário entender que a aprendizagem é resultado de ações interativas do sujeito com seu meio social e natural circundante. Este referencial requer o reconhecimento do aluno como centro do processo ensino-aprendizagem onde o Professor tem a função de auxiliar o desenvolvimento do aluno percebendo em que zona proximal se encontra para oferecer subsidio necessário ao alcance de outra mais avançada. Para tanto, os alunos de matemática devem ser reconhecidos pelas características internas e externas que apresentam com maiores evidências. Assim, são classificados como crianças, adolescentes e jovens, das mais diferentes origens sociais, que vivem do ponto de vista da prática simbolizadora, construindo explicações sobre o mundo natural e social no qual está inserido. São geralmente possuidores de uma inteligência essencialmente prática, que permite reconhecer problemas, buscar e selecionar informações e tomar decisões diante de situações que exigem raciocínio matemático. Assim, é de fundamental importância para o Professor manter-se informado sobre a cultura primeira1 dos alunos, tradição cultural étnica e religiosa, grupos sociais que pertence e rede de comunicação social da qual faz parte, para facilitar o seu trabalho e conseqüentemente a aprendizagem do conhecimento matemático. Desta forma, saber as características do aluno de matemática e confrontar com quem realmente ele é constitui-se no primeiro passo para o Professor tornar-se um facilitador da aprendizagem do saber matemático. O segundo é entender que este aluno está inserido em um universo simbólico, mediado por interações que podem ser aproveitadas no aprimoramento dos conceitos, procedimentos e atitudes que contribuem para aprendizagem do aluno. 1 A denominação cultura prevalente ou primeira está incluindo, portanto: palavras que são resultado de sensações orgânicas, de experiências de ações diretas sobre os objetos, artefatos e fenômenos; explicações aprendidas em relações diretas com outras pessoas e/ou com os meios de comunicação social e outras produções culturais, como explicações de origem religiosa, da tradição oral étnica ou de uso específico de um grupo social particular. 29 1.6 - Desafios para o ensino de matemática Os desafios do mundo contemporâneo, principalmente os gerados pelas transformações advindas do avanço das ciências e tecnologias, são transferidos para escola em formas de saberes a serem discutidos, avaliados e aperfeiçoado pela reflexão sobre suas origens, causas e conseqüências. Nesse contexto situamos o ensino de matemática, com uma boa parte da parcela de contribuição referente à formação humana no sentido orientar para o enfrentamento dos desafios relativos às transformações requisitadas para sobrevivência no planeta terra. Na dimensão do ensino de matemática, necessitamos superar o desafios de fazer chegar os conhecimentos matemáticos a todos, através da superação do estigma de ciência lógica comunicativa complexa, de difícil acesso e restrita apenas a uma pequena parcela privilegiada da humanidade. Assim, os desafios do ensino de matemática serão desenvolvidos com base nos questionamentos a seguir: • Como fazer chegar a o saber matemático a todos os indivíduos do planeta terra? • Como formar os Professores de Matemática para enfrentar o desafio de levar o conhecimento matemático a todos? • Como aplicar os resultados das pesquisas em educação matemática na prática pedagógica dos Professores? a) Matemática para todos. Enquanto os habitantes do Brasil eram “pacificados” e “alfabetizados” segundo os princípios e costumes europeus, a matemática era apropriada por 30 uma pequena elite que compreendia o valor do seu aprendizado para o desenvolvimento e progresso da humanidade. Este fato gerou um distanciamento entre a elite, principalmente os militares e o “povo brasileiro” e os “portugueses” menos esclarecidos que acompanhavam a corte para realização de serviços domésticos ou braçais. Assim, foi instalado o ensino de matemática no Brasil destinado para poucos que despertavam interesse por esta área do saber. Com base nos informes históricos do ensino de matemática no Brasil, este teve inicio com os cursinhos preparatórios para o ingresso nas academias militares e cursos superiores. Este teve novo impulso na década de trinta com a criação das primeiras faculdades de filosofia destinada à formação de Professores. Neste sentido destaca-se o esforço de Euclides Roxo que fundiu as disciplinas aritmética, álgebra e geometria em uma denominada de matemática, mas mesmo assim continuou com acesso a uma pequena fatia da população. Diante deste quadro o desafio para educação é colocar o saber matemático ao alcance de todos através da escola e outros meios de comunicação de massa que possam levar a maior parcela da sociedade. No que diz respeito à educação escolar, cabe aos Professores e Professoras de matemática desencadear uma campanha de popularização dos conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais através de incentivos como: olimpíadas, clubes de matemática, exposições e outros. b) Como formar Professores de Matemática para enfrentar o desafio de levar o conhecimento matemático a todos? É unânime nos discursos sobre a formação de professores matemática a idéia de que eles precisam ter o domínio dos saberes matemático, mas tem ficado também muito claro a necessidade de serem desenvolvidas competências e habilidades do fazer pedagógico, comprometido com a proposta que conduza os alunos ao desenvolvimento do raciocínio lógico- 31 matemático associado à crítica e criatividade desta área do saber, bem como sua aplicação no cotidiano da sociedade. Dentre as competências e habilidades do fazer pedagógico destaca-se como um dos principais desafios na formação dos professores de matemática, a utilização das novas tecnologias de comunicação e informação que circulam no cotidiano da sociedade atual. Esta lacuna pode ser gerada tanto pela falta de equipamentos e materiais didáticos nas instituições formadoras, como pela influência da prática pedagógica de Professores que rejeitam a aplicação de novas técnicas para discussão dos conceitos e resoluções de problemas que envolvam a realidade social e continuam trabalhando de forma tradicional, utilizando métodosobsoletos que tornam difícil despertar interesse dos alunos pelo procura de novas alternativas para o ensino da matemática. Outro desafio encontra-se na relação professor e aluno no processo de formação. Assim, os alunos, futuros Professores de matemática, devem ser formados com a orientação de que o saber matemático é algo para ser assimilado, discutido, compreendido, reconstruído e construído junto com os alunos visando a aplicação no contexto social do qual faz parte. Na superação deste desafio centra-se os mecanismos melhoria do processo ensino-aprendizagem e o compromisso de levar a todos o conhecimento matemático. c) Como aplicar os resultados das pesquisas em educação matemática na prática pedagógica dos Professores? O processo ensino-aprendizagem de matemática tem sido, principalmente após a década de 60, alvo de muitas pesquisas na área pedagógica relativa à produção de materiais áudio visual com utilização das novas tecnologias, métodos e técnicas do fazer pedagógico. A intensificação do interesse para esta área de estudo teve como ponto de partida o momento em que o mundo foi surpreendido com conquista do universo através da ida do homem a lua. Esse fato deu-se em meio a uma disputa de forças ideológicas 32 entre o bloco dos países socialistas liderados pela União das Repúblicas Socialistas (URSS) e os capitalistas sob a liderança dos Estados Unidos da América (USA). Foi justamente os Estados Unidos quem sentiu necessidade de mudança na área do ensino, onde o marco principal foi a proposta denominada de “matemática moderna” com a introdução da teoria dos conjuntos e aplicação do método de resolução de problemas. Esta influenciou diretamente o Brasil que, neste período, importava conhecimento e tecnologia dos norte-americanos. As pesquisas na área da educação matemática continuam sendo realizadas pelos alunos da graduação através dos trabalhos de conclusão de curso TCC e especialização lato e stricto senso com monografias, dissertações, teses e ainda livros publicados por pesquisadores de renome desta área. Neste sentido, o desafio é trazer para sala de aula os estudos acumulados sobre a educação matemática, com o fim ser de colocado a disposição dos Professores para serem aplicados no cotidiano da prática pedagógica. No desafio de aproximar o ensino de matemática dos resultados das pesquisas pedagógicas, qualquer mecanismo é valido, mas um dos mais eficientes encontra-se nas salas de aulas dos cursos de formação de Professores e sua extensão na prática pedagógica dos docentes das escolas de ensino fundamental e médio, tende em vista que é nelas onde se encontram os principais agentes de articulação deste processo. Neste cenário são de fundamental importância os cursos de formação continuada em nível de graduação e pós-graduação, tendo em vista que os mesmos se constituem em canais de comunicação e troca de experiências entre as escolas de ensino fundamental ou médio e as instituições de ensino superior, pesquisa e extensão, permitindo atingir outros professores, alunos e pais com idéias ou práticas inovadoras relativas ao ensino da matemática. 33 ATIVIDADES DA UNIDADE “I” TEMA: CONTRIBUIÇÕES TEÓRICAS PARA O ENSINO DA MATEMÁTICA a) Atividade “1” – obrigatória – fórum de participação. Os conteúdos para o ensino da matemática, no Brasil, foram trabalhados nos moldes tradicionais, sem propostas metodológicas de inovação por muito tempo. Somente na década de 60, surgiu o primeiro grupo de educação matemática, sob a liderança de Osvaldo Sangiorgi no Estado de São Paulo. Em seguida surgiram também outros grupos precisamente no estado do Rio Grande do Sul e Rio de Janeiro, justamente no momento em que diferentes países do mundo passaram a discutir questões relativas à educação matemática, influenciada pelo movimento da Matemática Moderna. Com base no parágrafo acima podemos concluir que a preocupação com a metodologia do ensino da matemática é recente. Este fato pode ter contribuído para impedir o avanço de propostas metodológicas nesta área de ensino e aprendizagem? Faça a leitura do texto na íntegra, forme sua opinião e poste no fórum de participação. Leia a opinião de colega e faça seus comentários. CONHECIMENTOS Atividade “2” – obrigatória – correio eletrônico. Diante dos conhecimentos sobre as tendências pedagógicas, os educadores responsáveis pelo ensino da matemática, ao tomar consciência de que o mesmo não poderia mais continuar nos moldes tradicionais, partiram para busca de alternativa que colocasse a prática pedagógica do processo ensino-aprendizagem de matemática em sintonia com as propostas modernas de educação. 34 Assim, existem atualmente cinco tendências para o ensino da Matemática, denominadas de Etnomatemática, História da Matemática, Matemática Crítica, Modelagem Matemática e Resolução de Problemas. Destas tendências qual você acha mais apropriada para trabalhar matemática na atualidade? Justifique. Escreva um pequeno texto colocando sua posição e envie pelo correio eletrônico ou entregue para o monitor presencial. Atividade “3” – obrigatória - fórum de discussão Para D’Ambrósio (2007), as qualidades de um Professor de Matemática está sintetizada em três categorias: 1. Emocional/afetiva; 2. Política; 3. Conhecimento. Dentre estas categorias, com base nas suas observações, qual a mais presente na prática pedagógica do Professor de matemática? Em sua opinião, o Professor de matemática pode ser um excelente profissional possuindo apenas uma destas categorias? Atividade “4” – obrigatória – correio eletrônico. Dos desafios apresentados no texto, qual,na sua opinião, o mais difícil de ser enfrentado? Justifique sua resposta. Elabore um pequeno e poste no correio eletrônico ou entregue para monitor(a) presencial. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA BRASIL, Ministério de Educação e do Desporto. Secretaria de Educação Fundamental, Parâmetros Curriculares Nacionais; MATEMÁTICA.Brasilia: MEC, 1997. 35 BRASIL. Secretaria da Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Brasília: MEC, 1999. BRASIL. Secretaria da Educação Média e Tecnológica. PCN+: Ensino Médio – orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Brasília: MEC, 2006. D’AMBRÓSIO, Ubiratan. Educação Matemática: da teoria à prática. Campinas: Papirus, 2007. KAMII, Constance. A criança e o número.Campinas: Papirus, 2004 MELO, Guiomar Namo de. Afinal, o que é competência ?.Brasilia: Nova Escola, v.18, n. 160, p. 14, março de 2003 SAVIANI, D. Escola e Democracia. 2ª edição. São Paulo: Cortez editora e Editora Autores Associados, 1984. SAVIANI, D. Pedagogia histórico-crítica: primeiras aproximações. 2ª edição. São Paulo: Cortez editora e Editora Autores Associados, 1991. 36 UNIDADE 2 - PARÂMETROS CURRICULARES NACIONAIS PARA MATEMÁTICA (ANOS FINAIS DO ENSINO FUNDAMENTAL E ENSINO MÉDIO) E A FORMAÇÃO DO PENSAMENTO PELO CAMINHO DA SIMBOLIZAÇÃO. RESUMO A unidade II apresenta um estudo sobre os parâmetros curriculares nacionais para matemática (anos finais do ensino fundamental e ensino médio), seguido de um texto sobre a formação do pensamento pelo caminho da simbolização. 37 II - PARÂMETROS CURRICULARES NACIONAIS PARA MATEMÁTICA (ANOS FINAIS DO ENSINO FUNDAMENTAL E ENSINO MÉDIO) E A FORMAÇÃO DO PENSAMENTO PELO CAMINHO DA SIMBOLIZAÇÃO. . Os Parâmetros Curriculares Nacionais – PCN’s, tem se constituído em instrumento norteador de reformas e inovações metodológicas para áreas dos diversos conhecimentos curriculares do ensino fundamental e médio, constituindo-se em carta de intenções oficiais para sociedade brasileira. No campo da matemática estas intençõessão expressas nos PCN através de sua finalidade, objetivo e, como decorrência, orientação para formação inicial de professores. Os Parâmetros Curriculares Nacionais de Matemática têm como finalidade fornecer elementos para ampliar o debate nacional sobre o ensino dessa área do conhecimento, socializar informações e resultados de pesquisas, levando-as ao conjunto dos professores brasileiros. Visam à construção de um referencial que oriente a prática escolar de forma a contribuir para que toda criança e jovem brasileiros tenham acesso a um conhecimento matemático que lhes possibilite de fato sua inserção, como cidadãos, no mundo do trabalho, das relações sociais e da cultura. Como decorrência poderá nortear a formação inicial e continuada de professores, pois à medida que os fundamentos do currículo se tornam claros fica implícito o tipo de formação que se pretende para o professor, como também orientar a produção de livros e de outros materiais didáticos, contribuindo dessa forma para a configuração de uma política voltada à melhoria do ensino fundamental. (BRASIL, 1998, p.15) Muitos são os motivos que justificam a preocupação com o ensino da matemática no nível fundamental, dentre vários se encontram no contexto da convivência humana, as mudanças sociais aceleradas, a globalização, os 38 impactos tecnológicos e o compromisso da educação diante das exigências do povo brasileiro Essas razões e outras mais específicas, associadas às condições econômicas, culturais e científicas do país, neste início de século XXI, justificam a implementação de reforma curricular nos sistemas de ensino fundamental e médio, em especial no currículo de matemática por se tratar de um saber indispensável à sustentação das transformações tecnológicas aceleradas que afetam o mundo do trabalho, das comunicações, das informações e das ciências. A presença dos PCN de matemática ao longo de sua existência trouxe à tona a discussão sobre o currículo de matemática para o ensino fundamental e médio, rompendo com a idéia de que o mesmo se constituía apenas de uma lista de tópicos e objetivos a serem alcançados a qualquer custo. Ao contrário, ele ofereceu uma proposta centrada em objetivos acompanhados com o tratamento das informações, bem como orientações em torno das abordagens metodológicas e modo de avaliar o desempenho da aprendizagem dos alunos. Como documento oficial norteador da prática pedagógica do ensino de matemática, os Parâmetros Curriculares Nacionais, embora mantenha a seqüência de saber sistematizado, apresentam indicação de propostas diferenciadas para o ensino fundamental e médio em função da suas peculiaridades. Isto fez com que, neste trabalho, sejam comentadas de forma separada as proposições referentes a cada nível de ensino. 2.1 - PCN DE MATEMÁTICA PARA O ENSINO FUNDAMENTAL A proposta do ensino fundamental dos PCN de matemática, apresenta na sua primeira parte uma breve análise dos mais recentes movimentos de reforma curricular do ensino de Matemática no Brasil, apoiada na necessidade de reverter o quadro em que a Matemática se configura como um filtro de seleção social dos alunos que ingressam neste nível de ensino, bem como a necessidade de oferecer um ensino de Matemática de qualidade capaz de 39 contribuir com o desenvolvimento do raciocínio lógico matemática indispensável à formação do cidadão brasileiro. Para tanto, os PCN de matemática do ensino fundamental traz como ponto inovador de seu conteúdo as principais características do conhecimento matemático e seu papel na construção da cidadania. Para reforçar esta intenção, apresenta uma proposta de trabalho interdisciplinar com base nos temas transversais que aborda como sugestão, a ética, orientação sexual, meio ambiente, saúde, pluralidade cultural, trabalho, consumo e outros que venham surgir de acordo com as necessidades do meio onde se processo a formação do cidadão brasileiro. Essa análise abre uma discussão sobre o papel da Matemática na construção da cidadania - eixo orientador dos Parâmetros Curriculares Nacionais-, enfatizando a participação crítica e a autonomia do aluno. Sinaliza a importância do estabelecimento de conexões da Matemática com os conteúdos relacionados aos Temas Transversais - Ética, Pluralidade Cultural, Orientação Sexual, Meio Ambiente, Saúde, Trabalho e Consumo -, uma das marcas destes parâmetros.(BRASIL, 1998, p. 15) Este processo de formação realiza-se na escola com a participação das áreas de conhecimento que proporcionam meios para o desenvolvimento das competências e habilidades especificas de cada uma delas. Com relação à de matemática, os PCN do ensino fundamental oferece informações sobre o professor e o saber matemático, o aluno e o saber matemático, as relações professor-aluno e aluno-aluno e alguns caminhos para “fazer matemática” na sala de aula através da resolução de problemas, recursos à história da matemática, recursos às tecnologias da comunicação e recursos aos jogos. Com base no eixo norteador de formação do aluno para construção da cidadania, os PCN do ensino fundamental apresentam como os componentes não pessoais do processo ensino aprendizagem os objetivos, seguidos dos conteúdos selecionados, orientações didáticas e formas de avaliação. Desta forma, os objetivos para o ensino fundamental de matemática ficaram assim delineados: 40 • Identificar os conhecimentos matemáticos como meios para compreender e transformar o mundo à sua volta e perceber o caráter de jogo intelectual, característico da Matemática, como aspecto que estimula o interesse, a curiosidade, o espírito de investigação e o desenvolvimento da capacidade para resolver problemas; • Fazer observações sistemáticas de aspectos quantitativos e qualitativos do ponto de vista do conhecimento e estabelecer o maior número possível de relações entre eles, utilizando para isso o conhecimento matemático (aritmético, geométrico, métrico, algébrico, estatístico, combinatório, probabilístico); selecionar, organizar e produzir informações relevantes, para interpretá-las e avaliá-las criticamente; • Resolver situações-problema, sabendo validar estratégias e resultados, desenvolvendo formas de raciocínio e processos, como dedução, indução, intuição, analogia, estimativa, e utilizando conceitos e procedimentos matemáticos, bem como instrumentos tecnológicos disponíveis; • Comunicar-se matematicamente, ou seja, descrever, representar e apresentar resultados com precisão e argumentar sobre suas conjecturas, fazendo uso da linguagem oral e estabelecendo relações entre ela e diferentes representações matemáticas; • Estabelecer conexões entre temas matemáticos de diferentes campos e entre esses temas e conhecimentos de outras áreas curriculares; • Sentir-se seguro da própria capacidade de construir conhecimentos matemáticos, desenvolvendo a auto-estima e a perseverança na busca de soluções; • Interagir com seus pares de forma cooperativa, trabalhando coletivamente na busca de soluções para problemas propostos, identificando aspectos consensuais ou não na discussão de um assunto, respeitando o modo de pensar dos colegas e aprendendo com eles. (BRASIL, 1998, p. 47 e 48) Com base nos objetivos educacionais para o ensino fundamental de matemática foram selecionados os conteúdos e organizados em blocos alinhados com base no caráter de essencialidade ao desempenho das funções básicas do cidadão brasileiro. Segundo os PCN de matemática para o ensino fundamental (1998): Há um razoável consenso no sentido de que os currículos de Matemática para o ensino fundamental devam contemplar o estudo dos números e das operações (no campo da Aritmética e da Álgebra), o estudo do espaço e das formas (no campo da Geometria) e o estudo das grandezas e das medidas (que permite interligações entre os camposda Aritmética, da Álgebra e da Geometria). O desafio que se apresenta é o de identificar, dentro de cada um desses vastos campos, de um lado, quais conhecimentos, competências, hábitos e valores são socialmente relevantes; de outro, em que medida contribui para o desenvolvimento intelectual do aluno, ou seja, na construção e coordenação do pensamento lógico- matemático, da criatividade, da intuição, da capacidade de análise e 41 de crítica, que constituem esquemas lógicos de referência para interpretar fatos e fenômenos. Um olhar mais atento para nossa sociedade mostra a necessidade de acrescentar a esses conteúdos aqueles que permitam ao cidadão "tratar" as informações que recebe cotidianamente, aprendendo a lidar com dados estatísticos, tabelas e gráficos, a raciocinar utilizando idéias relativas à probabilidade e à combinatória. Embora nestes Parâmetros a Lógica não se constitua como bloco de conteúdo a ser abordado de forma sistemática no ensino fundamental, alguns de seus princípios podem ser tratados de forma integrada aos demais conteúdos, desde as séries iniciais. Tais elementos, construídos através de exemplos relativos a situações- problema, ao serem explicitados, podem ajudar a compreender melhor as próprias situações. Assim, por exemplo, ao estudarem números, os alunos podem perceber e verbalizar relações de inclusão, como a de que todo número par é natural; mas, observarão que a recíproca dessa afirmação não é verdadeira, pois nem todo número natural é par. No estudo das formas, mediante a observação de diferentes figuras triangulares, podem perceber que o fato de um triângulo ter ângulos com medidas idênticas às medidas dos ângulos de um outro triângulo é uma condição necessária, embora não suficiente, para que os dois triângulos sejam congruentes.(BRASIL, 1998, p. 49 e 50 ) Os conteúdos são organizados nos blocos “números e operações” “espaço e forma” e “grandezas e medidas”, para serem trabalhados ao longo do ano letivo, levando em consideração as conexões que podem ser estabelecidas entre os diferentes blocos, as possibilidades de seqüenciar os conteúdos e as oportunidades de aprofundamento em função das condições apresentadas pelos alunos. A título de exemplo será apresentado o item “espaço e forma” e os demais procurem ler no PCN de matemática para o ensino fundamental. • Espaço e Forma Os conceitos geométricos constituem parte importante do currículo de Matemática no ensino fundamental, porque, através deles, o aluno desenvolve um tipo especial de pensamento que lhe permite compreender, descrever e representar, de forma organizada, o mundo em que vive. 42 A Geometria é um campo fértil para se trabalhar com situações- problema e é um tema pelo qual os alunos costumam se interessar naturalmente. O trabalho com noções geométricas contribui para a aprendizagem de números e medidas, pois estimula a criança a observar, perceber semelhanças e diferenças, identificar regularidades e vice-versa. Além disso, se esse trabalho for feito a partir da exploração dos objetos do mundo físico, de obras de arte, pinturas, desenhos, esculturas e artesanato, ele permitirá ao aluno estabelecer conexões entre a Matemática e outras áreas do conhecimento. As sugestões de atividades encontram-se sempre embutidas nas orientações destinadas ao desenvolvimento de cada bloco, conforme o exemplo abaixo, com tópicos do PCN de matemática para o ensino fundamental (1998) Finalmente, a avaliação proposta pelos PCN do ensino fundamental recomenda que seja parte integrante do processo ensino-aprendizagem, realizada de forma continua com base em dados coletados através de observações das situações de aprendizagem, como resolução de problema coleta de informações sobre o desempenho dos alunos. 2.2 - PCN DE MATEMÁTICA PARA O ENSINO O MÉDIO Enquanto o PCN do ensino fundamental apresenta com uma abertura para interdisciplinaridade com outras áreas do conhecimento, o ensino médio apresenta uma proposta interdisciplinar que envolve ciências, desmembrado em Física, Química, Biologia, Matemática e suas tecnologias. No sentido desses referenciais, este documento procura apresentar, na secção sobre o sentido do aprendizado na área, uma proposta para o Ensino Médio que, ser profissionalizante, efetivamente propicie um aprendizado útil à vida e ao trabalho, no qual as informações, o conhecimento, as competências, as habilidades e os valores desenvolvidos sejam instrumentos reais da percepção, satisfação, interpretação, julgamento, atuação, desenvolvimento pessoal ou de aprendizado permanente, evitando tópicos cujos sentidos só possam ser compreendidos em outra etapa de escolaridade.(BASIL, 1999, p.203) 43 Nesta proposta, a matemática é reconhecida como uma ciência, linguagem, bem como instrumento para informação e comunicação social que ocupa uma posição singular nesta área do saber. A matemática, por sua universidades de quantificação e expressão, como linguagem portanto, ocupa uma posição singular. No ensino médio, quando nas ciências torna-se essencial uma construção abstrata mais elaborada, os instrumentos matemáticos são especialmente importantes. Mas não é só nesse sentido que a matemática é fundamental. Possivelmente não existe nenhuma atividade da vida contemporânea, da música à informática, do comércio a meteorologia, da medicina à cartografia, das engenharias às comunicações, em que a matemática não compareça de maneira insubstituível para codificar, ordenar, quantificar e interpretar compassos, taxas, dosagens, coordenadas, tensões, freqüências e quantas outras variáveis houver.(...) (BRASIL, 1999, p. 211) A matemática do ensino médio tem o papel de formar os alunos através da estruturação do pensamento, desenvolvimento lógico e se constitui em instrumento para as tarefas específicas das atividades humanas. Assim a matemática apresenta-se com um caráter formativo e instrumental. Em seu papel formativo a Matemática contribui para o desenvolvimento de processos de pensamento e a aquisição de atitudes, cuja utilidade e alcance transcendem o âmbito da própria Matemática, podendo formar no aluno capacidade de resolver problemas genuínos, gerando hábitos de investigação, proporcionando confiança e desprendimento para analisar e enfrentar situações novas, propiciando a formação de uma visão ampla e científica da realidade, a percepção da beleza e da harmonia, o desenvolvimento da criatividade e outras capacidades pessoais. No que diz respeito ao caráter instrumental da matemática no ensino médio, ela deve ser vista pelo aluno como um conjunto de técnicas e estratégias para serem aplicadas a outras áreas do conhecimento, assim como para a atividade profissional. Não se trata de os alunos possuírem muitas e sofisticadas estratégias, mas sim de desenvolverem a iniciativa e a segurança para adaptá-las a diferentes contextos, usando-as adequadamente no momento oportuno. (BRASIL, 1999, p.251) O caráter formativo e instrumental não se processa de forma separada, eles acontecem ao mesmo tempo através de uma simbologia própria, um sistema de códigos, regras que dão corpo a linguagem destinada a possibilitar informações e comunicação de idéias, conceitos e relações estruturadas em consonância com a lógica matemática. 44 Neste processo de aprendizagem da ciência lógica matemática destinada a se constituir em ferramenta informação e comunicação sempre foi lançada mão da tecnologia, iniciando com ábaco que transferiu idéias para invenção das calculadoras e computadores. Neste sentido, vale salientar que a contribuição da matemática vai além do uso das máquinas, tendo em vista que contribui com a formação de competências e habilidades indispensáveis ao raciocínio exigido para sobrevivência no mundo das tecnologias de informação e comunicação exigida pela sociedade informática. Esse impacto datecnologia, cujo instrumento mais relevante é hoje o computador, exigirá do ensino da matemática um redirecionamento sob uma perspectiva curricular que favoreça o desenvolvimento sob uma perspectiva curricular que favoreça o desenvolvimento o desenvolvimento de habilidades e procedimentos com os quis o indivíduo possa se reconhecer e se orientar nesse mundo do conhecimento em constante movimento. Para isso, habilidades como selecionar informações obtidas e, a partir disso, tomar decisões exigirão linguagem, procedimentos e formas de pensar matemáticos que devem ser desenvolvidos ao longo do Ensino Médio, bem como a capacidade de avaliar limites, possibilidades e adequação das tecnológicas em diferentes situações.(BRASIL, 1999, p.252) Assim, os PCN de matemática para o ensino médio estabelece objetivos gerais para aprendizagem significativa neste nível, ao tempo que alerta para revisão das metodologias e seleção de conteúdos, conforme citação abaixo. De fato não basta revermos a forma ou metodologia de ensino, se mantivermos o conhecimento matemático restrito à informação, com as definições e os exemplos, assim como a exercitação, ou seja, exercícios de aplicação ou fixação. Pois, se os conceitos são apresentados de forma fragmentada, mesmo que de forma completa e aprofundada, nada garante que o aluno estabeleça alguma significação para as idéias isoladas e desconectadas umas das outras. Acredita-se que o aluno sozinho seja capaz de construir as múltiplas relações entre os conceitos e formas de raciocínio envolvidas nos diversos conteúdos; no entanto, o fracasso escolar e as dificuldades dos alunos frente à Matemática mostram claramente que isso não é verdade. ( BRASIL, 1999, p. 255) Fica bem claro no texto dos PCN de matemática que o critério central para organização do currículo é a contextualização e interdisciplinaridade, tanto de forma interna com os diferentes temas do saber matemático como em relação a outras áreas do conhecimento. 45 O critério central é o da contextualização e da interdisciplinaridade, ou seja, é o potencial de um tema permitir conexões entre diversos conceitos matemáticos e entre diferentes formas de pensamento matemático, ou ainda, a relevância cultural do tema, tanto no que diz respeito às suas aplicações dentro ou fora da matemática, como sua importância histórica no desenvolvimento da própria ciência. (BRASIL, 1999, p.255) Desta forma, associado aos conceitos trabalhados nas aulas de matemática do ensino médio deve ser levado em conta os procedimentos e as atitudes indispensáveis para o aluno aprender a aprender os conteúdos necessários ao enfrentamento do mundo do conhecimento e trabalho na era das novas tecnologias de informação e comunicação. A seleção dos conteúdos deve ser criteriosa, levando em consideração uma seqüencia lógica que propicie ao “fazer matemático” possibilidades para investigação e outros meios que auxilie na apropriação de conhecimento. A título de sugestão, os conteúdos básicos para o ensino médio devem ser organizados em quatro blocos: Números e operações; Funções; Geometria; Análise de dados e probabilidade. Segundo os PCN+ de matemáticas, estes conteúdos devem ser trabalhados de forma articulada e formativa, descartando a memorização, dicas e regras desprovidas de explicações e resolução de exercícios mecânicos sem mecanismo lógico matemático. Isso não significa que os conteúdos desses blocos devam ser trabalhados de forma estanque, mas, ao contrário, deve-se buscar constantemente a articulação entre eles. Algumas vezes, de forma intencional, são retomados assuntos já tratados no ensino fundamental – é o momento de consolidar certos conceitos e idéias da matemática escolar que dependem de explicações cuja compreensão exige uma maior maturidade. Sugestões quanto à forma de trabalhar os conteúdos acompanham o detalhamento sempre que possível, destacando-se o valor formativo agregado e descartando-se as exigências de memorização, as apresentações de “regras” desprovidas de explicações, a resolução de exercícios repetitivos de “fi-xação” ou a aplicação direta de fórmulas. (BRASIL, P. 70, 2006) Maiores informações sobre questão de conteúdo, de metodologia, uso de tecnologia, organização curriculares e projeto político pedagógico, poderão ser encontradas nos “orientações curriculares para o ensino médio, volume 2: 46 Ciências da Natureza, Matemática e suas tecnologias: Conhecimento de Matemática, capítulo 3, no texto em anexo. 2.3 - A FORMAÇÃO DO PENSAMENTO PELO CAMINHO DA SIMBOLIZAÇÃO. Com relação à formação do pensamento pelo caminho da simbolização deve iniciar na educação infantil com a introdução dos símbolos associados as idéias de maior, menor, igual e diferente. A medida que a criança se aprimora passando para séries iniciais, quando é introduzido a resolução de problemas matemática passam a lidar com os termos desconhecidos que inicialmente é apresentado com uma simbolização familiar, quadrado ou triângulo, para posteriormente serem substituídos pelos símbolos denominados de incógnitas “x”, “y” e “z”, para trabalhar com cálculo de áreas e perímetros. Os símbolos em matemática representam idéias, conceitos e relações. Como exemplo o símbolo “+” da adição representa a idéia de juntar enquanto o símbolo “-“ da subtração representa a idéia de retirar; os símbolos menor que, igual, maior que, menor igual e maior igual, expressam o conceito de objetos ou valores nestas condições “<” “=” “>” “≤” “≥”. Como pode ser constatado o símbolo que surgiu historicamente com a humanidade expressando a sua forma de pensar, sendo aprimorado para comunicar resultados ou bens materiais que ao adotar uma lógica originou a matemática como ciência que utiliza os símbolos para indicar o raciocínio lógico necessário ao cálculo, análise, síntese e emitir parecer avaliativo sobre situações concretas ou abstratas do cotidiano. 47 ATIVIDADES DA UNIDADE “II” TEMA: PARÂMETROS CURRICULARES NACIONAIS PARA MATEMÁTICA (ANOS FINAIS DO ENSINO FUNDAMENTAL E ENSINO MÉDIO) E A FORMAÇÃO DO PENSAMENTO PELO CAMINHO DA SIMBOLIZAÇÃO. Atividade “1” – obrigatória – correio eletrônico “Muitos são os motivos que justificam a preocupação com o ensino da matemática no nível fundamental, dentre vários se encontram no contexto da convivência humana, as mudanças sociais aceleradas, a globalização, os impactos tecnológicos e o compromisso da educação diante das exigências do povo brasileiro”. Com base no parágrafo acima, escreva um pequeno texto contextualizando a situação do seu compromisso e envie através do correio eletrônico ou monitor(a) presencial. Para realização deste estudo sugerimos a leitura do texto introdutório do assunto, o texto em anexo “Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias”. CONHECIMENTOS Atividade “2” – obrigatória – fórum de participação Os conteúdos são organizados nos blocos “números e operações” “espaço e forma” e “grandezas e medidas”. Excluindo o “espaço e forma”, procure tecer comentário sobre os demais blocos e coloque sua opinião em um texto para ser depositado no fórum de participação ou entregue à monitora presencial. Atividade “3” – obrigatória – fórum de discussão “Segundo os PCN+ de matemáticas, estes conteúdos devem ser trabalhados de forma articulada e formativa, descartando a memorização, dicas e regras desprovidas de explicações e resolução de exercícios mecânicos sem mecanismo lógico matemático.” 48 Com base neste parágrafo procure expressar em um pequeno texto sua opinião sobre esta questão e em seguida deposito no fórum de discussão ou entregue ao monitor(a) presencial. Atividade “4” – obrigatória. Descreva sua experiência sobre a formação do pensamento pelo caminho da simbolização no seu processo de formação para docência em matemática. Produza