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Modelagem Matemática: uma proposta de ensino e aprendizagem da matemática em uma turma de 7º ano do ensino fundamental Giovana Boschi1 Carlos Roberto Ferreira2 Resumo Este trabalho apresenta os resultados e discussões a partir da implementação do Projeto de Intervenção Pedagógica na escola, um dos requisitos formativos do PDE – Programa de Desenvolvimento Educacional, que foi efetivado durante o primeiro semestre do ano letivo de 2017, na Escola Estadual do Campo José de Anchieta – Ensino Fundamental, no Distrito de Nova Lourdes, Município de São João-PR, com alunos do 7º ano do Ensino Fundamental. Constata-se que a matemática, como é ensinada, não consegue desenvolver nos estudantes o gosto por seu estudo. O desenvolvimento dos conteúdos descontextualizados, torna-os isolados e sem significado, fazendo com que o aluno não consiga perceber que a matemática está vinculada a outras áreas do conhecimento e também, às situações vivenciadas no cotidiano. Neste trabalho, apresenta-se um relato com o desenvolvimento das atividades de implementação do Projeto de Intervenção Pedagógica na escola para o qual foram seguidas as etapas propostas por Burak (1992). Na implementação, embasada pela metodologia da Modelagem Matemática, foram escolhidos dois temas: telefone celular e produção de leite. Os resultados observados no decorrer no trabalho, alcançaram a expectativa inicial, as atividades desenvolvidas com a Modelagem Matemática conduzem os alunos à percepção de que a Matemática é uma ferramenta eficaz para analisar, investigar e interpretar uma determinada realidade e com isso se sentem mais motivados para estudar. Portanto, pode-se afirmar que a implementação do projeto auxiliou a aquisição de conhecimentos pelos alunos, tornando sua aprendizagem mais significativa e o ensino efetivado mais eficaz. Palavras-Chave: Ensino e Aprendizagem; Modelagem Matemática; Ensino Fundamental. 1 INTRODUÇÃO Ao refletir sobre o ensino e aprendizagem da matemática, percebe-se que o mesmo se mostra descontextualizado e quantificador, causando desinteresse e desmotivação pelo estudo da disciplina. Também, muito daquilo que é ensinado não tem significado para o aluno e a maioria das coisas que ele aprende na disciplina jamais utilizará em sua vida. É preciso que a metodologia, o currículo e a avaliação sejam revistos, reestruturados, de forma que o ensino da matemática faça sentido para o estudante e a aprendizagem se torne eficaz e significativa. 1 Professora QPM da Rede Estadual de Educação do Estado do Paraná, integrante do PDE 2016- 2017. SEED-PR. E-mail: gioboschi@seed.pr.gov.br 2 Orientador. Prof. Dr. do Departamento de Matemática da Universidade Estadual do Centro Oeste (UNICENTRO) – Guarapuava/Pr – e-mail: carlosferreira@unicentro.br Esse contexto atual de ensino, faz com que a escola se torne um espaço desinteressante e sem sentido ao aluno, lugar em que se transmitem os conteúdos a partir de um currículo desvinculado da realidade, dentro de um sistema de qualificação que pressiona professores e alunos. Um sistema com modelo único que impede outras experiências de aprendizagem. Constata-se, portanto, que a principal falha está em não considerar o caráter da aprendizagem, da liberdade de escolha e da importância das relações humanas. A escola que se deseja é aquela voltada à formação de um sujeito com valores humanos, crítico, solidário, livre, atuante. Um local de formação, de crescimento pessoal, que leve o aluno a pensar sobre a diversidade cultural, que promova o respeito mútuo e a igualdade, ainda, que saiba da importância do amor e da boa qualidade de vida. Para isso, é preciso abandonar o comodismo, o medo da mudança, reconhecer os próprios erros e contribuir para a reorganização da escola, que esteja disposta a promover mudanças e que se volte à emancipação do indivíduo. Um dos problemas constatados pela nossa experiência está no desenvolvimento dos conteúdos matemáticos de forma descontextualizada, tornando- os isolados e sem significado, fazendo com que o aluno não consiga perceber que a matemática está vinculada a outras áreas do conhecimento e também, às situações por ele vivenciadas no cotidiano, desencadeando a frustração de não conseguir entender ou solucionar um problema. Segundo as DCE’s (PARANÁ, 2008, p. 45), “a aprendizagem da Matemática consiste em criar estratégias que possibilitam ao aluno atribuir sentido e construir significado às ideias matemáticas de modo a se tornar capaz de estabelecer relações, justificar, analisar, discutir e criar”. Portanto, ensinar matemática hoje deve superar “o ensino baseado apenas em desenvolver habilidades, como calcular e resolver problemas ou fixar conceitos pela memorização ou listas de exercícios”. Deste modo, com base no estudo das várias tendências metodológicas para o ensino e aprendizagem da matemática, levantou-se como questão problematizadora deste trabalho: Como trabalhar os conteúdos matemáticos de forma mais significativa e eficaz com os alunos do 7º ano do Ensino Fundamental através da Modelagem Matemática? Diante disto e, em face da participação no PDE – Programa de Desenvolvimento Educacional, optou-se por desenvolver atividades aplicando a Modelagem Matemática em sala de aula. Buscando desenvolver ações voltadas à melhoria do ensino e aprendizagem em matemática, pois, cada vez mais, faz-se necessário que os professores encontrem novas estratégias que possam contribuir e fortalecer esse processo no meio escolar. Pois a prática docente da Matemática no Ensino Fundamental conduziu à percepção da falta de interação e entusiasmo, de muitos alunos, quando devem participar e desenvolver atividades da disciplina na sala de aula. Essa preocupação motivou a busca por alternativas que possam reverter esse cenário, possibilitando aos alunos aulas de matemática mais atrativas e significativas. Diante das dificuldades que os alunos do ensino fundamental encontram no estudo da matemática, de forma geral, percebeu-se a necessidade de desenvolver um trabalho prático para a compreensão dos cálculos. Por isso, a aplicação do Projeto de Intervenção Pedagógica foi realizada com os alunos do 7º ano do ensino fundamental da Escola Estadual do Campo José de Anchieta, do Distrito de Nova Lourdes, município de São João-PR, no intuito de minimizar as dificuldades no processo de ensino e aprendizagem em Matemática. O desenvolvimento da implementação se deu a partir de dois temas, à escolha dos alunos, em momentos distintos, para que passassem a relacionar os conhecimentos cotidianos ao conhecimento teórico ofertado em sala de aula e favorecendo sua aprendizagem. Pois, como pessoas ativas, inseridas em seu meio, através de suas vivências, aprendem matemática fora do ambiente escolar. De forma que, ao explorar e levar em conta suas experiências, o trabalho se tornará prazeroso e significativo, fomentando a consciência de que a matemática não é algo inatingível, e sim, uma ciência na qual se vivenciam atos cotidianos. Este trabalho teve como objetivo, proporcionar aos alunos uma maneira de interpretar e compreender a matemática de forma contextualizada, desenvolvendo a capacidade crítica e criativa por meio de atividades em Modelagem Matemática. De forma específica, tomou-se por objetivos: utilizar para a construção do conhecimento, a concepção e as etapas da Modelagem Matemática propostas por Burak (1992); incentivá-los a refletirem e serem sujeitos ativos nas aulas de matemática; permitir o desenvolvimento de sua criatividade e de sua naturalidade na construção do conhecimento, integrando a prática cotidiana à sala de aula;propor-lhes vivências diversificadas, permitindo a exploração, fazer tentativas, argumentar e raciocinar logicamente. Considerando que as Diretrizes Curriculares para Educação Básica do Estado do Paraná (2008) indicam que se deve valorizar os conhecimentos prévios dos alunos e contextualizar o ensino, destaca-se também, que ao promover o ensino- aprendizagem matemáticos a escola deve partir da realidade dos seus alunos, observando o contexto social, a cultura em que estão inseridos para assim, oferecer alternativas diversas que lhes permitam aprimorar o “pensamento lógico, a criatividade, a aprender os conteúdos e a construir estruturas matemáticas”, o autor destaca ainda, que não se deve apenas dar ênfase aos algoritmos e aos conceitos matemáticos, mas utilizá-los “na compreensão da dinâmica da realidade social, histórica e cultural, em um processo contínuo de elaborar e sistematizar” (CALDEIRA, 2007, p.74). Na sequência do trabalho, apresenta-se uma revisão bibliográfica referente à Modelagem Matemática, destacando-se a concepção adotada para este trabalho. 2 REFERENCIAL TEÓRICO Há mais de três décadas, vários autores têm dedicado seu tempo ao estudo e implementação da Modelagem Matemática no Brasil. Dentre esses destacam-se: Bassanezi (1999), Barbosa (2001), Caldeira (2006), Biembengut (1995), Burak (1992,2004,2010), todos apresentando visões distintas e por vezes, semelhantes, em relação à Modelagem Matemática. Dentre os movimentos e tendências relacionados ao ensino da matemática, a partir dos anos 80 do século XX, são apresentados inúmeros exemplos em que se propôs utilizar a Modelagem como técnica de ensino nas aulas de Matemática, fazendo com que viesse a se consolidar como uma abordagem pedagógica ao ensino desta disciplina tão importante do currículo escolar (BARBOSA; BORBA, 2000). Pela Modelagem Matemática possibilita-se aos alunos elaborar, construir, analisar, relacionar os conteúdos matemáticos à sua vida cotidiana. Assim, o estudante tem condições de desenvolver sua autonomia, adquirir novos conceitos, os quais contribuirão na formulação e fornecimento de significado às ideias matemáticas, sendo dado aos conteúdos maior clareza e sentido. Ou seja, como afirma Bassanezi (2011, p. 16), “a modelagem matemática consiste na arte de transformar problemas da realidade em problemas matemáticos e resolvê-los interpretando suas soluções na linguagem do mundo real”. Na concepção da Modelagem Matemática voltada à educação matemática, Burak (1992, p. 62 apud KLÜBER; BURAK, 2008, p. 05), em sua tese, a compreende como um “conjunto de procedimentos cujo objetivo é construir um paralelo para tentar explicar, matematicamente, os fenômenos presentes no cotidiano do ser humano, ajudando-o a fazer predições e a tomar decisões”. Em outros artigos, Burak (1998 e 2004), como forma de mostrar que a Modelagem Matemática não representa apenas um conjunto de procedimentos técnicos, e sim, que ocorre de maneira “mais aberta e contextualizada” e que agrega aos conteúdos matemáticos significados claros e eficazes, apresenta a modelagem em cinco etapas, que são determinadas por meio “do interesse do aluno ou do grupo e pelas necessidades do nível de ensino”. Assim, o trabalho desenvolvido sob esta estratégia segue as seguintes etapas: “1) escolha do tema; 2) pesquisa exploratória; 3) levantamento dos problemas; 4) resolução dos problemas e o desenvolvimento do conteúdo matemático no contexto do tema; e 5) análise crítica das soluções” (KLÜBER; BURAK, 2008, p. 03). Importante destacar também, concepções de outros autores acerca da Modelagem Matemática, tais como Bienbemgut e Hein (2003), que apontam que a Modelagem Matemática é a arte de expressar, através da linguagem matemática, situações-problema reais. Os autores complementam ainda, que se trata de um processo que surge da razão, integrando a vida como forma de constituir e expressar o conhecimento. Para Bassanezi (2011, p.16) a modelagem é uma nova forma de encarar a Matemática e “consiste na arte de transformar problemas da realidade em problemas matemáticos e resolvê-los interpretando suas soluções na linguagem do mundo real”. Quanto aos professores, o mesmo autor sugere que estes valorizem “o que ensinam de modo que o conhecimento seja ao mesmo tempo interessante, por ser útil, e estimulante, por ser fonte de prazer”. Especificamente em matemática, faz-se necessário encontrar alternativas ao ensino e à aprendizagem que permitam compreender e utilizá-la de forma mais simples. Pela modelagem matemática é possível aliar teoria e prática de forma a motivar o usuário a compreender sua realidade e a buscar formas de agir e transformá-la. Sendo assim, a modelagem matemática, se configura em “um método científico que ajuda a preparar o indivíduo para assumir seu papel de cidadão” (BASSANEZI, 2011, p.17). Na exposição de Burak (2004 apud FERREIRA; BURAK, 2008), esta tendência corrobora para que o aluno compreenda que o que ele estuda tem significado e assim, consiga suprir suas necessidades, interesses e ajudar na realização de seus objetivos. Para os autores, através da modelagem matemática, o estudante irá desenvolver suas atividades mais entusiasmado e perseverante, com isso estará adquirindo gosto por estudar os temas concernentes à disciplina. Para Bassanezi, (2011, p. 25), ao se utilizar desta tendência, deve-se observar se conteúdo e linguagem matemática estão em equilíbrio, limitados ao tipo do problema, também se está corroborando com o objetivo a ser atingido. “A modelagem matemática tem várias restrições e seu uso é adequado se de fato contribuir para o desenvolvimento e compreensão do fenômeno analisado”. Desta forma, pode-se afirmar que um modelo matemático, de forma simples, retrata “aspectos da situação pesquisada” (BIEMBENGUT; HEIN, 2003, p.12). Segundo os autores, falar em modelagem matemática não é algo novo, seu princípio se configura na elaboração “das teorias científicas” e principalmente pela construção “das teorias matemáticas” (p. 15). Segundo Biembengut e Hein, (2003, p.18-19), o direcionamento da modelagem matemática é de que o conteúdo a ser ensinado parta de um tema ou modelo matemático que seja propicio ao aluno a orientação necessária para a construção de seu próprio modelo. Esta tendência de ensino e aprendizagem da matemática pode ser aplicada como metodologia em todos os níveis e séries escolares. Para os autores, se constituem em objetivos da modelagem matemática: aproximar a matemática das outras áreas do conhecimento; destacar a importância da Matemática na formação dos estudantes; provocar “o interesse pela Matemática ante a aplicabilidade”; apreender conceitos matemáticos de forma melhorada; “desenvolver a habilidade para resolver problemas; e estimular a criatividade”. Quanto à implementação da modelagem matemática em sala de aula, a sugestão de Biembengut e Hein (2003), é de que o professor primeiramente realize uma sondagem diagnóstica com os alunos a respeito dos seus conhecimentos matemáticos, também de sua realidade social e econômica e do tempo de que dispõe para a realização de atividades fora da escola. Com estas informações, o professor realiza o planejamento para desenvolver seu trabalho através da modelagem, desenvolvendo o conteúdo e orientando os alunos à construção de seus modelos matemáticos, sem esquecer de que deve ir avaliando a eficácia desse processo. Para o desenvolvimento do Projeto de Intervenção Pedagógica, que deu origem ao presente relato, adotou-se a perspectiva estudada por Dionísio Burak. A Modelagem Matemática na perspectiva de Burak (1992, p. 62), "se constituiem um conjunto de procedimentos cujo objetivo é estabelecer um paralelo para tentar explicar, matematicamente, os fenômenos presentes no cotidiano do ser humano, ajudando-o a fazer predições e a tomar decisões". Para o autor, a utilização da modelagem matemática parte das seguintes premissas: 1) o interesse do grupo envolvido; 2) a coleta de dados parte do interesse das pessoas do grupo envolvido. O desenvolvimento do trabalho, da modelagem matemática, junto ao estudante, segundo Burak (1992), deve se dar em cinco etapas: escolha do tema; pesquisa exploratória; levantamento dos problemas; resolução do (s) problema (s) e o desenvolvimento da Matemática relacionada ao tema e análise crítica da (s) solução (es). Tais etapas podem ser alteradas de acordo com o desenvolvimento efetivado, não são etapas a serem seguidas à risca. As etapas citadas se configuram nas diferentes formas de encaminhar o trabalho em relação às etapas mais clássicas da Modelagem, isso ao ser utilizada sob a perspectiva da Matemática Aplicada, ou seja: “o problema, a fase exploratória, a construção do modelo, validação do modelo e, análise e interpretação dos resultados” (BURAK, 2010, p. 19). Nas etapas propostas por Burak (1992), a primeira a ser efetivada é a escolha do tema. Neste momento, cabe ao professor sugerir alguns temas ou assuntos, no intuito de provocar o interesse dos alunos, ou então, aproveitar temas que eles sugiram. Qualquer tema pode servir de assunto, mesmo que de imediato não tenha nenhuma ligação com a matemática ou com os conteúdos a ele relacionados, devem sim, estar voltados àquilo que os alunos queiram aprender e pesquisar. Esse momento é o da mediação, o professor assumirá o papel de mediador, conduzindo o processo de forma a respeitar a escolha feita pelos alunos (BURAK, 2010). Segundo Burak (2010), a segunda etapa é a pesquisa exploratória, pela qual, a partir da definição do tema/assunto, orientam-se os alunos a buscarem materiais e teorias que subsidiem sua aprendizagem, importante destacar que os materiais devem conter informações e noções prévias a respeito daquilo que será desenvolvido/pesquisado. Para a pesquisa, esta pode ser bibliográfica ou de campo, ambas representam fonte rica de informações e estímulo na efetivação da proposta. O levantamento dos problemas, é mais uma das etapas no desenvolvimento do trabalho com a modelagem matemática, estando com os materiais e a pesquisa realizada, instiga-se os alunos a presumirem tudo o que estiver relacionado à matemática, formulando situações problema que permitam desenvolver a aprendizagem de conteúdos da matemática, neste momento o professor realizará a mediação do processo ensino-aprendizagem (BURAK, 2010). A próxima etapa do trabalho, indicada por Burak (2010) é a resolução dos problemas e o desenvolvimento do conteúdo matemático no contexto do tema. Os problemas formulados serão resolvidos por meio do conteúdo matemático, que deve ser explanado de forma bastante simples e acessível, para que mais tarde seja sistematizado, realizando-se o caminho inverso daquele geralmente utilizado no ensino habitual, ou seja, o conteúdo é explanado de forma a suprir as dúvidas que surgem durante o momento da pesquisa e do levantamento dos problemas, isso ao mesmo tempo. A análise crítica das soluções é a última das etapas do trabalho com a modelagem matemática, este é o momento de criticar, de avaliar os aspectos matemáticos e os que vão para além disso, observar se as soluções encontradas são viáveis e adequadas, pois em muitas destas soluções há coerência lógica e matemática, mas não há viabilidade em relação ao que está sendo estudado. Esta é a etapa das reflexões sobre os resultados alcançados durante o processo e de que maneira os mesmos podem contribuir com a melhoria do agir e decidir, influenciando diretamente na transformação dos estudantes em cidadãos que participem ativamente e auxiliarem nas mudanças de sua comunidade (BURAK, 2010). Ainda para Burak (2016, p. 03), a aplicação da modelagem matemática em sala de aula auxilia na construção do conhecimento pelos alunos mais intensamente, com mais eficiência e buscando maior eficácia, isso partindo dos conhecimentos que eles trazem ou possuem acerca do assunto trabalhado. “Isso confere maior significado ao contexto, permitindo e favorecendo o estabelecimento de relações matemáticas, a compreensão e o significado dessas relações”. Com relação aos conteúdos e situações-problema apresentados nos livros, na Modelagem Matemática a construção e formulação dos problemas assume características próprias, distintas. Neste caso, representam o resultado da coleta de dados provenientes da pesquisa realizada. Segundo o autor, tais dados são provenientes da pesquisa de campo; em geral, são de caráter genérico; promovem a busca e a organização dos dados e propiciam compreender situações determinadas. Salienta-se também, que através da Modelagem Matemática, resolver problemas é uma das etapas que a constituem, sabendo-se que a determinação dos conteúdos a serem desenvolvidos se dará a partir dos problemas identificados. Cada conteúdo matemático utilizado para resolver o problema fará sentido, terá significado ao aluno. Ainda, dentro do contexto temático definido poderão ser desenvolvidos muitos conteúdos da matemática, sabendo-se que os mesmos foram levantados a partir da coleta de dados feita pelo professor e/ou alunos e grupos (BURAK, 2016). 3 RELATO DA EXPERIÊNCIA E APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS Este trabalho apresenta os resultados e discussões a partir da implementação do Projeto de Intervenção Pedagógica na escola, um dos requisitos formativos ao PDE – Programa de Desenvolvimento Educacional, que foi efetivado durante o primeiro semestre do ano letivo de 2017, na Escola Estadual do Campo José de Anchieta – Ensino Fundamental, no Distrito de Nova Lourdes, Município de São João-PR, com alunos do 7º ano do Ensino Fundamental. Inicialmente a proposta de intervenção pedagógica foi levada ao conhecimento da equipe diretiva e pedagógica da escola, aos professores e demais funcionários, quando se destacou a importância da escolha do tema pelos alunos e dos conteúdos a serem desenvolvidos, além da metodologia “Modelagem Matemática”, enquanto estratégia de ensino, seguindo as etapas propostas por Burak (2004) em que, partindo da prática para o científico, a aprendizagem pode se tornar mais atraente e significativa. Ainda nesta fase foi enviado aos pais o pedido de autorização para ocasionais saídas da escola, cujo objetivo era a visitação aos locais relacionados ao tema de estudo para coleta de dados. Já em contato com os alunos, foi lhes oportunizado conhecer a metodologia de ensino “Modelagem Matemática”, que seria desenvolvida nas aulas de matemática, de forma diferenciada e com o objetivo de melhorar seu desempenho na disciplina. Os alunos demonstraram empolgação com a nova forma de aprender e ao mesmo tempo, surpresa, pois, de forma geral, seguiam o ensino tradicional. Explanando-se como seriam as aulas durante a implementação do Projeto de Intervenção, todos demostraram interesse e se sentiram motivados a escolher os temas que os orientaria na resolução das atividades no período de fevereiro a abril, em que foi trabalhado o tema 1 e de maio a julho de 2017, quando foi desenvolvido o tema 2. Para iniciar os trabalhos a professora foi sugerindo alguns temas e os alunos apresentaram vários outros, tais como: animais, tecnologia, esporte, água, saúde, criação de frango, produção de leite. Como são muito ligados às tecnologias, definiram para o primeiro tema o “Telefone celular”, já para o segundo tema, porser uma escola do campo e a grande maioria dos alunos residir na zona rural e conviver com atividade econômica de agropecuária, optaram por desenvolver o tema “Produção de leite”. TEMA 1: Telefone celular Como já discorrido nos fundamentos teóricos, nas etapas propostas por Burak (1992), escolher um tema é a primeira delas, cabendo ao professor sugerir alguns assuntos e instigar o interesse dos alunos, ou então, utilizar temas/assuntos por eles sugeridos e voltado àquilo que queiram aprender e pesquisar. Momento em que o professor deve mediar, conduzir o processo respeitando a escolha dos alunos. A segunda etapa do processo de trabalho baseado na modelagem matemática, é a pesquisa exploratória. Para isso, os alunos foram orientados a procurar materiais e subsídios teóricos na internet para ampliarem os conhecimentos sobre o tema “Telefone celular”. Nesta etapa, logo no início dos trabalhos, a turma se deparou com um problema técnico, a quantidade de computadores insuficiente e a lentidão da rede de internet, em parte, fazendo do trabalho, que deveria ser instigante, um tanto cansativo e desanimador. Para a solução do problema, solicitou-se à direção da escola permissão para que os alunos trouxessem celulares e/ou notebooks para a escola e pudessem utilizar o sinal de internet da secretaria da escola, com maior e melhor capacidade. Com o problema resolvido, os alunos iniciaram as pesquisas e anotações referentes ao tema “Telefone celular”. Podendo-se neste momento perceber seu interesse e motivação, a interação de uns com os outros, realizaram leitura de vários textos, buscando informações importantes para o processo de pesquisa, tais como: a importância do celular na vida das pessoas; doenças causadas pelo uso excessivo do celular; nomofobia; danos ao olhos; operadora de telefonia celular mais utilizada no Brasil e em sua região; marcas de celulares e modelos de aparelhos celulares e os mais vendidos no Brasil; apego ao celular; ansiedade; depressão; insônia causados pelo uso do celular em demasia; etc. Ao término da pesquisa na internet cada aluno elaborou seu relatório para leitura, análise e levantamento de questões que expressassem sua opinião acerca do tema em estudo. Dentre os textos pesquisados e analisados o que mais despertou o interesse e a atenção do grupo foi o que tratava sobre os possíveis riscos que o uso excessivo do telefone celular pode causar à saúde humana. Diante do trabalho de pesquisa realizado pelo grupo, este teve aguçada a sua curiosidade em realizar uma pesquisa com todos os alunos da escola, com a finalidade de saber como os colegas têm feito o uso do telefone celular. Para isso, a turma foi dividida em grupos e elaboraram um questionário de pesquisa com as seguintes questões: Você possui celular? Com que idade ganhou o seu primeiro celular? Você se considera viciado em celular? Quantas horas por dia, em média, utiliza o celular? Usa o celular antes de dormir? Costuma atender ou usar internet enquanto o aparelho está carregando? Usa o celular para atividades escolares? Com que frequência troca de aparelho celular? Que funções do celular mais utiliza? Qual a marca de seu celular? Qual operadora de celular você utiliza? Quantas pessoas possuem celular em sua casa? A segunda etapa do trabalho com a modelagem matemática consiste na pesquisa exploratória, a qual, para Burak (2010), deve partir da definição do tema/assunto a ser trabalhado, orientando-se então aos alunos a buscarem por materiais e teorias diversificados e que possam subsidiar sua aprendizagem. Reforçando-se que a pesquisa pode ser tanto bibliográfica como de campo, pois ambas são excelentes fontes de informações e de estímulo para a efetivação da proposta de trabalho. Terminada a fase de pesquisa, passou-se ao desenvolvimento da terceira etapa, que é a do Levantamento dos problemas. Esta fase foi iniciada com a exibição de um vídeo: “Cada gráfico no seu galho”, que mostra a diferença entre os tipos de gráficos em ocasiões distintas, possibilitando a escolha de quais gráficos seriam mais apropriados para representar as informações contidas no questionário coletado com os colegas. Tendo a definição do tipo de gráfico a ser utilizado, os alunos foram orientados a tabularem os dados e a realizarem os cálculos necessários para a construção dos gráficos com o resultado da pesquisa. De posse das informações, os alunos construíram gráficos de barra e de setor com o auxílio de lápis, régua, transferidor e compasso, atividade positiva pois todos conseguiram concluir a elaboração da atividade proposta. Além da confecção dos gráficos, fez-se também a elaboração de problemas. Nesta etapa os alunos foram motivados a levantar questões referentes ao tema. Partindo do levantamento dos dados coletados na pesquisa, elaboraram-se diversos problemas, cujas discussões e soluções trouxeram reflexões sobre o uso do telefone celular no cotidiano dos adolescentes, além de instiga-los a se conscientizarem sobre os problemas de saúde que o uso excessivo deste tipo de aparelho pode trazer no futuro. Pelos problemas formulados, puderam ser identificados os conteúdos matemáticos a serem desenvolvidos em sala de aula. Alguns dos problemas matemáticos elaborados com os alunos, tendo como referência o tema telefone celular: 1. Considerando um total de 45 alunos pesquisados na escola, calcule o percentual de alunos que: a) Possuem telefone celular; b) São viciados em celular; c) Utilizam sempre o telefone celular para auxiliar nas atividades escolares; d) Utilizam o celular antes de dormir. 2. Represente, na forma fracionária, os resultados encontrados da atividade anterior: a) Possuem telefone celular; b) São viciados em celular; c) Usam sempre o telefone celular para auxiliar nas atividades escolares; d) Usam o celular antes de dormir. 3. Construa um gráfico de setor para representar a operadora mais usada pelos alunos. 4. A pesquisa mostrou que 38 alunos na escola possuem telefone celular e 7 alunos não possuem. Encontre a porcentagem desses dados e represente os resultados na forma de fração e números decimais. 5. Construa um gráfico de coluna para representar os aplicativos do telefone celular mais utilizadas pela população pesquisada: 6. Expresse através de uma fração e números decimais a quantidade de marcas de telefone utilizada pelos alunos: a) Motorola b) Samsung c) LG d) Nokia e) Blue f) Apple g) Lenovo h) Microsoft Tendo por base os problemas elaborados, de forma simples, pois o primeiro tema foi desenvolvido de forma que o aluno pudesse se familiarizar com as etapas da Modelagem Matemática, foi possível trabalhar os seguintes conteúdos: as 4 operações básicas inteiras e decimais, regra de três, porcentagem, gráficos de barra, gráficos de setor, medida de ângulo, frações. Após esta etapa, partiu-se para a resolução dos problemas elaborados, proporcionando o desenvolvimento da quarta etapa do trabalho em modelagem matemática que, como indicado por Burak (2010), trata da resolução dos problemas e o desenvolvimento do conteúdo matemático no contexto do tema. Nesse momento os problemas formulados foram resolvidos por meio do conteúdo matemático, que foi explanado de forma simples e acessível, para mais tarde, em outros momentos serem sistematizados. Na sequência apresenta-se a solução, com base nos conteúdos e explanações realizadas em sala de aula, de dois dos problemas, os problemas 03 e 06 anteriormente descritos:Exercício 03: Construa um gráfico de setor para representar a operadora mais usada pelos alunos: a) Motorola 5 b) Samsung 17 c) LG 8 d) Nokia 2 e) Blue 5 f) Apple 2 g) Lenovo 1 h) Microsoft 1 Para resolução deste problema, além do conceito de fração o aluno necessita conhecer e compreender o conceito de porcentagem. Portanto, compreenderam que os alunos pesquisados representam o todo, ou seja, o cem (100) por cento. As frações e os números decimais encontradas no exercício anterior (02) também podem ser representados sob a forma de porcentagem, (indica a taxa ou proporção calculada em relação ao número cem por cento (100%), sendo usada para representar partes de um inteiro, acréscimos e descontos de preços de produtos) em que os valores se equivalem. Para a construção do gráfico de setor o aluno deve compreender o processo da regra de três, observando que já a utilizou anteriormente, de uma forma diferente, quando usou a fração para calcular o número decimal e a porcentagem. O conhecimento da regra de três auxiliará para encontrar o tamanho do arco na circunferência (Circunferência: figura geométrica plana que é formada pelo conjunto de todos os pontos igualmente distantes de um ponto fixo desse plano), em GRAUS – aproveitando para explicar como se utiliza o transferidor, o que corresponde a porcentagem do número de alunos que possuem o celular, de acordo com as marcas pesquisadas. Com a construção do gráfico o aluno perceberá melhor os conceitos que foram sendo explicados durante o processo de execução. Exercício 06: Expresse através de uma fração e números decimais a quantidade de marcas de telefone utilizadas pelos 45 alunos que participaram da pesquisa: Neste caso, é necessário que o aluno compreenda o conceito de fração (forma de representar a quantidade a partir de um determinado valor, o qual é dividido em número de partes iguais) e decimais (numerais em que se usa uma vírgula, indicando que o algarismo a seguir pertence à ordem das décimas, ou casas decimais. Todos os números decimais finitos ou infinitos e periódicos podem ser escritos na forma de fração). Os 45 alunos pesquisados representam o todo, a fração representada por dois números segue organizado da seguinte forma: na parte de cima da fração está o numerador e na parte de baixo o denominador, com um traço, estando assim representada uma divisão. Com se observa, neste exemplo o numerador irá ser um número menor que o denominador, isto pelo fato de haver várias marcas de telefone celular citadas na pesquisa, as quais ficam assim representadas: a) Motorola= 5 /45 b) Samsung = 17 /45 c) LG = 8 /45 d) Nokia= 2/45 e) Blue = 5/45 f) Apple = 2/45 g) Lenovo= 1/45 h) Microsoft = 1/45 Por esta representação, o aluno irá perceber que como o numerador é menor que o denominador o resultado desta operação de divisão será um número maior que zero ( 0 ) mas menor que um (1). a) 5 /45 = 0,111... b) 17/45= 0,3777... c) 8/45= 0,1777... b) d) 2/45= 0,0444... e) 1/45= 0,0222... Após estas operações, o aluno estabelecerá contato com o conceito de dízima periódica (um número com vírgula que apresenta uma série infinita de números decimais que, a partir de certo número, se repetem em grupos de um ou mais algarismos, ordenados sempre na mesma disposição e denominados de período) e de arredondamento (método pelo qual se eliminam números de menor valor após a vírgula. Quando o número anterior ao da casa decimal, o que se quer arredondar, for maior ou igual a 5, deve-se aumentar 1 na casa decimal escolhida para o arredondamento. Mas se o número for menor que 5, é só tirar as casas decimais que não interessam, e o número não se modifica). Depois de serem resolvidos os problemas, foi desenvolvida a quinta e última etapa da Modelagem Matemática, a análise crítica dos resultados. Parte desta etapa do primeiro tema, pode-se contar com a participação de uma psicóloga ministrando uma palestra, a todos os alunos da escola, explanando acerca do uso responsável do aparelho celular, sobre saúde, a responsabilização sobre postagens na internet, a divulgação de conceitos preconceituosos e uso cognitivo. Além dos problemas matemáticos desenvolvidos, os estudantes puderam obter maiores conhecimentos sobre a importância do uso consciente do telefone celular, desenvolvendo não apenas o raciocínio matemático, mas também, o raciocínio crítico e reflexivo diante dos resultados obtidos. Como se observa, esta é a etapa na qual são realizadas reflexões sobre os resultados alcançados durante o processo e de que maneira os mesmos podem possibilitar “a melhoria das decisões e ações, contribuindo, dessa maneira, para a formação de cidadãos participativos, que auxiliem na transformação da comunidade em que participam” (KLÜBER; BURAK, 2008, p. 21). Tendo concluído os trabalhos referentes ao tema 1 Telefone Celular, passou- se então ao desenvolvimento do tema 2 Produção de leite, o qual já havia sido anteriormente definido em conjunto com os alunos e em função de que a maioria deles reside na zona rural e trabalham com essa atividade. TEMA 2: Produção de leite Este segundo tema foi iniciado com uma conversa abordando o assunto escolhido e buscando identificar o conhecimento prévio dos alunos a esse respeito, também avaliando as informações trazidas sobre seu cotidiano, pois alguns dos alunos da turma residem na zona urbana e estudam na escola do campo e outros, residem na zona rural e a família tem na produção leiteira sua principal atividade de subsistência. A partir dessas informações, desenvolveram-se atividades e reflexões expandindo os conhecimentos e propiciando a melhoria de suas práticas cotidianas em família e em sala de aula. Importante destacar que a esta altura da implementação, alunos e professora se encontram mais familiarizados com a metodologia da Modelagem Matemática para a realização dos trabalhos, sentindo-se mais seguros na busca por materiais e subsídios teóricos que venham auxiliar a aquisição dos conhecimentos referentes ao tema “Produção de Leite”. O segundo momento, o da pesquisa exploratória, propiciou a ampliação dos conhecimentos acerca do tema definido, para isso, os alunos pesquisaram na internet a história do leite, raças de gado leiteiro, nutrição, custos de produção diária da atividade leiteira, curiosidades e cuidados básicos na produção do leite, medicamentos, doenças do animal. Depois das pesquisas na internet, foram realizadas visitas a duas propriedades rurais, cuja atividade principal é a produção de gado leiteiro, para observação e busca de informações sobre a produção de leite. Essas visitas instigaram o interesse e a curiosidade dos alunos, pois puderam estabelecer comparações entre as duas propriedades quanto à tecnologia aplicada para a captação do leite (ordenhadeira); a quantidade e a raça do gado leiteiro nas propriedades; realização da higiene; produção média diária em litros; preço pago por litro de leite; como o leite é armazenado (resfriador); gastos com alimentos e medicamentos e o lucro mensal com a produção do leite. A pesquisa na internet, as visitas às propriedades leiteiras e as entrevistas com os produtores foram avaliadas, e registradas em relatórios escritos, que ao final foram reestruturados em texto único.Partiu-se então ao terceiro momento deste segundo tema, que é o levantamento dos problemas, tendo desenvolvido a pesquisa e coletado dados e informações durante as visitas às propriedades leiteiras, os alunos puderam contextualizar a realidade em que estão inseridos aos conteúdos matemáticos ensinados em sala de aula. Para isso, foram organizados em grupos e incentivados a elaborar problemas que possibilitaram a percepção acerca da aplicabilidade dos conteúdos matemáticos, conduzindo-os à reflexão de como a Matemática está presente na atividade de produção de leite. Foram levantadas questões como: É importante o uso da tecnologia na produção leiteira? Qual a importância do leite na nossa alimentação? O valor do litro de leite pago ao produtor é compatível com o preço de mercado? Nas propriedades visitadas há veterinário que acompanha as vacinações? As vacinas são feitas conforme as normas e orientação de veterinários? Quando necessário o uso de medicamentos, ele é feito pelo proprietário ou com ajuda do veterinário? Qual raça de gado leiteiro produz mais leite? Como é a alimentação das vacas nas propriedades visitadas? A alimentação é feita somente com silagem ou é incluído ração? Qual é a quantidade de sal mineral fornecido por animal? Por que é importante o sal mineral para o gado leiteiro? Como é feita a Inseminação, pelo próprio proprietário ou pelo veterinário? Que cuidados são aplicados com as vacas gestantes e com os bezerros? De que forma os gastos com produção de leite são calculados? Diante dos questionamentos, foram elaborados problemas matemáticos: 1) Sabendo que uma vaca da raça Jersey pode atingir em média 350 kg. Quanto esse peso corresponde em gramas e miligramas? 2) Sendo que na propriedade 01 há 86 vacas leiteiras que individualmente consomem 60g de sal mineral diariamente. Quantos quilogramas de sal são consumidos diariamente nesta propriedade, mensalmente e anualmente? 3) Sabendo que um saco de 20 kg de sal mineral custa R$ 60,00, qual o valor gasto diariamente, mensalmente e anualmente nesta propriedade com as 86 vacas de leite? 4) Numa das propriedades visitadas há um rebanho de 84 vacas. Destas, 78 estão produzindo leite, 4 estão gestantes e 2 criaram. Calcule a porcentagem de animais que: a) Estão produzindo leite. b) Estão gestantes. c) Tiveram bezerros recentemente. 5) Na propriedade 1, em média, uma vaca produz 15 litros de leite por dia. Calcule quantos litros de leite uma vaca produz num mês? 6) A propriedade 1 tem 86 vacas. Qual é a produção média diária, em litros de leite desta propriedade? 7) De acordo com produção mensal calculada na questão número 6, da propriedade 1 com 86 vacas, sabendo-se que o produtor recebe do laticínio o valor de R$ 1,37 por cada litro de leite, qual o valor bruto arrecadado mensalmente? 8) O custo médio de uma vaca Jersey é de R$ 3.957,00. Se o produtor recebe R$ 1,37 por cada litro de leite e a vaca produz em média 15 litros diário. Calcule em quanto tempo o produtor levará para pagar o investimento na aquisição de uma vaca? 9) Na propriedade 1 a estrebaria 14,5 metros de comprimento e 6,3 metros de largura e a estrebaria da propriedade 2 tem 13,7 metros de comprimento por 7,5 metros de largura. Calcule a área e o perímetro de cada estrebaria. Indique qual é a maior e calcule em porcentagem a diferença da área. 10) A cada 7 minutos são ordenhadas 7 vacas, quanto tempo levará para ordenhar as 86 vacas da propriedade? Pelos problemas elaborados foi possível trabalhar os seguintes conteúdos matemáticos: Números decimais; média aritmética; polígonos; unidades de medidas (área e perímetro); medidas de tempo; sistema monetário; proporção; porcentagem. A quarta e quinta etapas da Modelagem Matemática ocorreram durante a resolução dos problemas com a análise crítica dos resultados, possibilitando aos alunos, além de entender os problemas matemáticos de forma contextualizada, obtiveram várias explicações, feitas pelos proprietários, sobre a atividade leiteira, onde puderam conhecer as instalações das propriedades e a função de cada uma. Cada grupo confeccionou uma maquete representando uma das propriedades visitadas para a conclusão dos trabalhos. Exemplo de solução e conteúdos trabalhados. Exercício 1: Sabendo que uma vaca da raça Jersey pode atingir em média 350 kg. Quanto esse peso corresponde em gramas e miligramas? Para resolver este problema o aluno precisa saber os conceitos de medida de massa (quantidade de matéria que um corpo possui. Entre as unidades de medida de massa mais utilizadas estão o quilograma (Kg), o grama (g) e o miligrama (mg), sendo: 1 Kg = 1000 g; 1Kg = 1000000 mg; 1g = 0,001Kg), para assim, utilizando a multiplicação e divisão por 10, 100, 1000, demostrar que não há necessidade de montar uma estrutura de conta para chegar ao resultado e sim, simplesmente deslocar a vírgula para a direita ou para a esquerda. Desta maneira entende o processo de transformação das unidades de medidas de massa. Exercício 10: A cada 7 minutos são ordenhadas 7 vacas, quanto tempo levará para ordenhar as 86 vacas da propriedade? Para solucionar este problema o aluno deve compreender que, estando no 7º ano, não pode apenas utilizar os conceitos básicos de operações simples de multiplicação, que deve ampliar seus conhecimentos utilizando-se dos conceitos de regra de três, fração e porcentagem quando as operações de multiplicação estão inseridas. Partindo destes conceitos básicos o aluno deverá atingir o objetivo proposto na atividade que é solucionar as atividades de tempo (Um minuto = 60 segundos (1 m = 60 s); Uma hora = 60 minutos (1 h = 60 min); Um dia = 24 horas (1 d = 24 h); 1 mês = 30 dias (1 me = 30 d); 1 ano = 12 meses (1 a = 12 me). Ressalta-se a importância da realização das visitas, que foram interessantes e esclarecedoras, de modo que todos os alunos, até mesmo os que não trabalham com essa atividade, demonstraram interesse e motivação para entender o funcionamento da produção leiteira. Ao final, apresentaram as maquetes aos colegas, professores e funcionários explicando o quanto a matemática está no cotidiano e que se pode aprendê-la de forma divertida e prática, incentivando-os a desenvolverem trabalhos diferenciados na escola. CONSIDERAÇÕES FINAIS Acredita-se que a implementação do Projeto de Intervenção Pedagógica na escola com o desenvolvimento de dois temas “Telefone Celular” e “Produção de Leite” foi um desafio e ao mesmo tempo, instigante, interessante pois, tanto os alunos quanto a professora puderam conhecer e trabalhar com a nova proposta durante a primeira fase e ao iniciar a segunda, todos se apresentaram mais motivados e seguros para a efetivação dos trabalhos. Em certos momentos da implementação especialmente no primeiro tema, houve dúvidas e angústias devido à inexperiência e à incerteza de que se estava realizando o trabalho no caminho certo e se os objetivos seriam contemplados quando no ensino dos conteúdos. Observou-se durante a implementação que o estudo dos dois temas proporcionou aos estudantes mais vontade em estudar, pois ao investigar, por meio da Modelagem Matemática, atividades envolvendo o telefone celular e a produção de leite, puderam compreender a realidade em que vivem, resolverem problemas que surgem no cotidiano e tirar suas próprias conclusões. Os resultados observados no decorrer no trabalho, alcançaram a expectativa inicial percebendo-se que as atividades com a Modelagem Matemática conduzem os alunos à percepção de que a Matemática é uma ferramenta para analisar, investigar e interpretar sua realidade. Pelas atividades, os alunos utilizaramvários conceitos matemáticos, em situações reais, e contextualizadas, possibilitando-lhes detectar situações problemas. A realização da implementação do projeto, permitiu que se apresentasse aos alunos diferentes formas de aprender, destacando-se a capacidade que possuem de construir novos conhecimentos, tornando-os responsáveis pela própria aprendizagem. Assim, é possível concluir que, ao estudar com pessoas que têm os mesmos objetivos, abrem-se novas possibilidades de trabalho e melhoria da aprendizagem. Portanto, pode-se afirmar que a implementação do projeto auxiliou a aquisição de conhecimentos pelos alunos, tornando sua aprendizagem mais significativa e o ensino efetivado mais eficaz. Nesse contexto, o aluno torna-se agente do próprio conhecimento e compreende a necessidade de buscar soluções para as problemáticas reais. Referências BASSANEZI, R. C. Ensino-aprendizagem com modelagem matemática: uma nova estratégia. São Paulo: Contexto, 2011. BIEMBENGUT, M. S.; HEIN, N. Modelagem matemática no ensino. São Paulo: Contexto, 2003. BURAK, D. Modelagem Matemática e a sala de aula. Arquivo em PDF. Disponível em: http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/regina/materiais/modelagem.pdf. Acesso em 20 Jun 2016. BURAK, D. Modelagem Matemática sob um olhar de Educação Matemática e suas implicações para a construção do conhecimento matemático em sala de aula. Arquivo em PDF. Revista de Modelagem na Educação Matemática. 2010, Vol. 1, No. 1, 10-27. Disponível em: http://proxy.furb.br/ojs/index.php/modelagem/article/view/2012/1360. Acesso em: 05 Jun 2016. BURAK, D. Modelagem Matemática: ações e interações no processo de ensino aprendizagem. Campinas, SP: 1992. Tese (Doutorado em Educação), Faculdade de Educação, Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP. FERREIRA, C. R.; BURAK, D. A primeira experiência com a modelagem matemática – a construção de um modelo. 2008. Arquivo em PDF. Disponível em: http://www.unicentro.br/editora/anais/iiiepmem/relatos/RE_268-279.pdf. Acesso em 20 Mai 2016. KLÜBER, T. E.; BURAK, D. Concepções de modelagem matemática: contribuições teóricas. Arquivo em PDF. Educ. Mat. Pesquisa. São Paulo, v. 10, n. 1, p. 17-34, 2008. Disponível em: http://revistas.pucsp.br/index.php/emp/article/viewFile/1642/1058. Acesso em: 05 Jun 2016.
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