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Metodologia do Ensino de Matemática 1 Equipe de Elaboração Instituto Mineiro de Formação Continuada Coordenação Geral Ana Lúcia Moreira de Jesus Gerência Administrativa Marco Antônio Gonçalves Professor-autor Eliana Antonia Demarques. Coordenação do Material Didático Eliana Antonia Demarques Diagramação e Projeto Gráfico Cláudio Henrique Gonçalves Revisão Ana Lúcia Moreira de Jesus ZAYN –Instituto Mineiro de Formação Continuada Travessa Antônio Olinto, 33 – Centro Carmópolis de Minas – MG CEP: 35.534-000 TEL: (31) 9 8844-2523 contato@institutozayn.com.br 2 APRESENTAÇÃO Boas-vindas Olá! É com grande satisfação que o ZAYN – Instituto Mineiro de Formação Continuada agradece por escolhê-lo para realizar e/ou dar continuidade aos seus estudos. Nós do ZAYN estamos empenhados em oferecer todas as condições para que você alcance seus objetivos, rumo a uma formação sólida e completa, ao longo do processo de aprendizagem por meio de uma fecunda relação entre instituição e aluno. Prezamos por um elenco de valores que colocam o aluno no centro de nossas atividades profissionais. Temos a convicção de que o educando é o principal agente de sua formação e que, devido a isso, merece um material didático atual e completo, que seja capaz de contribuir singularmente em sua formação profissional e cidadã. Some-se a isso também, o devido respeito e agilidade de nossa parte para atender à sua necessidade. Cuidamos para que nosso aluno tenha condições de investir no processo de formação continuada de modo independente e eficaz, pautado pela assiduidade e compromisso discente. Com isso, disponibilizamos uma plataforma moderna capaz de oferecer a você total assistência e agilidade da condução das tarefas acadêmicas e, em consonância, a interação com nossa equipe de trabalho. De acordo com a modalidade de cursos on- line, você terá autonomia para formular seu próprio horário de estudo, respeitando os prazos de entrega e observando as informações institucionais presentes no seu espaço de aprendizagem virtual. Por fim, ao concluir um de nossos cursos de pós-graduação, segunda licenciatura, complementação pedagógica e capacitação profissional, esperamos que amplie seus horizontes de oportunidades e que tenha aprimorado seu conhecimento crítico a cerca de temas relevantes ao exercício no trabalho e na sociedade que atua. Ademais, agradecemos por seu ingresso ao ZAYN e desejamos que você possa colher bons frutos de todo o esforço empregado em sua atualização profissional, além de, pleno sucesso na sua formação ao longo da vida. 3 “Gosto de ser gente porque, inacabado, sei que sou um ser condicionado, mas, consciente do inacabamento, sei que posso ir mais além dele.” (FREIRE, 1996). 4 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ............................................................................................. 5 2 OS NÚMEROS E OS CONJUNTOS NUMÉRICOS ..................................... 6 2.1 Os Sistemas de Numeração .................................................................... 7 2.2 Base de um Sistema de Numeração ....................................................... 8 2.3 Sistemas de Numeração Híbrido e Posicional ......................................... 9 2.4 O Sistema de Numeração Decimal (SND) ............................................. 10 2.5 Conjuntos Numéricos ............................................................................ 11 2.5.1 Conjunto dos Números Naturais (N): .............................................. 12 2.5.2 Conjunto dos números inteiros (Z): ................................................ 12 2.5.3 Conjuntos dos números racionais(Q): ............................................ 13 2.5.4 Conjunto dos números irracionais (I): ............................................. 13 2.5.5 Conjunto dos Números Reais (R): .................................................. 14 2.5.6 Conjunto dos Números Complexos (C): ......................................... 15 3 OPERAÇÕES MATEMÁTICAS ................................................................. 17 3.1 Operações aritméticas ........................................................................... 17 3.1.1 Propriedade Comutativa ...................................................................... 18 3.1.2 Propriedade Associativa: ..................................................................... 19 3.1.3 Propriedade Distributiva ....................................................................... 19 3.2 Operações com conjuntos ..................................................................... 19 3.2.1 União de Conjuntos: ............................................................................. 20 3.2.2 Interseção de conjuntos: ..................................................................... 20 3.2.3 Diferença de conjuntos: ....................................................................... 21 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................... 22 5 REFERÊNCIAS ......................................................................................... 24 5 1 INTRODUÇÃO A matemática pode ser aplicada em diferentes áreas do conhecimento, sendo de fundamental importância despertar o interesse e a participação dos alunos ao desenvolverem suas atividades no espaço escolar, procurando novos métodos para ensiná-la. Assim, quando lhes ensinamos por que estão aprendendo determinados conceitos da matemática e como podem aplicá-los fora da sala de aula, a aprendizagem torna-se contextualizada e significativa. Não se trata de “decorar conceitos” durante as aulas, devemos proporcionar diferentes situações problemas que levem o aluno a realizar observações e chegar a conclusões associadas às práticas cotidianas. Conforme os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN), devemos buscar uma educação por competências com o ensino da matemática que pode contribuir para a formação do cidadão ao desenvolver metodologias que enfatizem a criatividade, iniciativa pessoal e autonomia advinda da confiança na própria capacidade para enfrentar desafios (PCN, 1998). A disciplina Metodologia do Ensino da Matemática baseia-se no princípio de que a formação inicial do professor deve ser articulada com conhecimentos pedagógicos e científicos, de modo que o espaço escolar interdisciplinar passe a ser de responsabilidade de todos os docentes. 6 2 OS NÚMEROS E OS CONJUNTOS NUMÉRICOS Os números estão em toda parte do mundo e refletir com o aluno sobre estas observações é fundamental para aproxima-lo dos conteúdos da matemática abordados no espaço escolar que ajudam na criação de um ambiente repleto de portadores numéricos. Nesse contexto, o professor deve proporcionar diferentes situações problemas em que a notação numérica possa se apresentar nas suas mais diversas funções. Exemplos como o endereço de uma residência, as placas dos veículos que circulam na cidade, o número do telefone podem facilitar a compreensão dos conceitos matemáticos tais como número, numeral e algarismo em que o portador numérico não represente apenas quantidade. O planejamento desses conceitos trabalhados na linguagem matemática precisa ser apresentado gradativamente durante todo o ensino fundamental para não gerar obstáculos na aprendizagem. Para isso, o professor pode utilizarmateriais concretos que facilitem a aprendizagem, permitindo a organização das estruturas do pensamento, assim como a sua aplicação na vida cotidiana, considerando que “nem todo conceito é passível de experimentação” sendo necessário o apoio de meios variados como vídeos que ajudam a explorar outros campos de aplicação. O conhecimento de números é construído pelo aluno quando ele trabalha com situações em que o número aparece como instrumento na resolução de problemas e como objeto de estudo em si mesmo, quando observam suas propriedades, relações e o modo como o conceito de número foi historicamente construído (PCN, 2000). Os estudos relacionados a Teoria Piagetiana apontam conhecimentos importantes que podem auxiliar na compreensão e na prática dos professores como no caso de pesquisas que destacam a importância da contagem para a construção do significado numérico, considerando o raciocínio numérico tão importante quanto o raciocínio lógico. A construção do conceito do número pela criança e as contribuições da Teoria Piagetiana: pensando no contexto escolar. Campina Grande - Volume 1, Número 2, ISSN 2317-0042. Disponível em: <http://www.editorarealize.com.br/revistas/epbem/trabalhos/Modalidade_1datahora_22_10_2014_22_38_34_idinscrito_ 1252_af74f357f6cc8e8c54ab74d8a0df06d6.pdf> . Acesso em: 12 jun. 2017. 7 O uso de um calendário afixado em local visível ou uma agenda escolar é um instrumento valiosíssimo como portador de informações matemáticas. A ideia de dia, mês e ano contidas no nosso calendário atual é fruto de muitas mudanças. O calendário gregoriano pode despertar curiosidades nos alunos como objeto de pesquisa. 2.1 Os Sistemas de Numeração Os sistemas de numeração permitem registrar quantidades de elementos quando necessitamos organizar informações e contabilizar dados, além de ampliar a capacidade de raciocínio e o uso de instrumentos tecnológicos. A utilização da história da matemática como recurso vem ganhando o apoio de muitos professores no Brasil na organização do conteúdo e compreensão da Matemática como produto cultural e social, assumindo diferentes visões conforme a época. Em toda a evolução da humanidade, busca-se explicações sobre os fatos e fenômenos da natureza, além da própria existência da Matemática (D’AMBRÓSIO, 1999). Por meio de comparações entre os sistemas numéricos usados na atualidade como o Decimal e o Binário, o professor pode despertar a curiosidade dos alunos e oportunizar pesquisas sobre sistemas de numeração criados por outras civilizações na antiguidade (sistema Egípcio, Babilônico, Maia, Chinês, Indo- Arábico). Também é importante entender os conceitos de número, numeral, algarismo, valor relativo e valor absoluto com exemplos interativos para reconhecer que os numerais diferenciaram-se dos números do mesmo modo que as palavras se diferenciaram das coisas a que se referem como, por exemplo, os símbolos "21", "vinte e um" e "XXI" são numerais escritos numa determinada época. 8 A aplicação da matemática na computação e eletrônica propicia boas pesquisas sobre o uso do Sistema de Numeração Binária nessas áreas, tendo o cuidado de garantir pré-requisitos básicos para conquistar novas aprendizagens. 2.2 Base de um Sistema de Numeração A base de um sistema é a quantidade de símbolos denominados de algarismos disponíveis na representação. Um sistema numérico de base x precisa de x símbolos diferentes para representar seus dígitos de 0 a x-1. A base 10 possui os algarismos de 0 a 9 que compõe os dez símbolos do Sistema de Numeração Decimal (SND) que, embora não seja o único, é o mais utilizado. No comércio, existem outros exemplos como uma dúzia de ovos (base 12), entre outros. O Sistema de Numeração Maia, adotado pela civilização pré- colombiana era de base 20. De acordo com a história, sua base está relacionada a soma dos números de dedos das mãos e dos pés. Também é atribuído a este sistema a organização dos números em casas numéricas e a utilização do zero para demonstrar um valor nulo. Os símbolos utilizados são o ponto, a barra horizontal e no caso do zero, uma forma oval parecida com uma concha conforme mostra Figura 1. Figura 1 – Símbolos do Sistema de Numeração Maia1 Interessante compreender a lógica da matemática no computador que utiliza outras bases como a binária (base 2 que possui os algarismos 0 e 1), a octal (base 8 que possui os algarismos de 0 a 7) e a hexadecimal (base 16 que possui os algarismos de 0 a 9 e as letras A, B, C, D, E, F), criando operações mais complexas. 1 Fonte: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/matematica 9 2.3 Sistemas de Numeração Híbrido e Posicional Os chineses desenvolveram sistemas de numeração em dois tipos: o Híbrido e o Posicional. O Híbrido ou Sistema Números Floridos que possui ideográficos específicos para os números e operadores relacionados ao produto e à soma. A escrita era realizada em placas de bambu e a leitura na vertical. O Posicional ou Sistema Numérico de Varas com o algarismo zero e barras (Figura 2). Figura 2 – Sistema Numérico de Varas1 O Sistema de Numeração Indo-Arábico que foi criado pelos hindus e difundido pelos árabes reunia características de antigos sistemas e tratava-se de um sistema posicional decimal porque utilizava dez símbolos (Figura 3) e um mesmo símbolo representava valores diferentes dependendo da posição ocupada. Figura 3 – Sistema de Numeração Indo-Arábico1 Conhecer a história da matemática permite colocar em prática situações didáticas pertinentes para efetivar a aprendizagem do aluno na busca do conhecimento e compreender a evolução dos conceitos na 10 Os vídeos, História da Matemática de Marcus Sautoy, foram divididos em episódios e estão disponíveis nos endereços: http://www.youtube.com/watch?v= JK9qcCgXpkg&list=PL94D7356F FD6AB609&index=2 http://www.youtube.com/watch?v= VyljzLyKR_Q&list=PL94D7356F FD6AB609 http://www.youtube.com/watch?v= 7rTJmW9zQg0&list=PL94D7356F FD6AB609 http://www.youtube.com/watch?v= QyyePpmYf8w&list=PL94D7356 FFD6AB609 Acesso em: 12 jun. 2017. contemporaneidade (FARAGO, 2003). O surgimento do ábaco, por exemplo, constituiu uma etapa intermediária antes do Sistema de Numeração Decimal (SDN) que veremos a seguir. O Ábaco era um instrumento que não apenas auxiliava nos registros de quantidades com os sistemas numéricos da época, mas também ajudou a construir a noção de valor posicional para suprir as necessidades dos cálculos mais complexos nos sistemas que possuíam apenas dez algarismos e representavam infinitas quantidades. DO ÁBACO AO SOROBAN: Durante muito tempo, o Ábaco foi utilizado e, em 1949, Joaquim Lima de Moraes aprendeu a técnica ensinada por imigrantes japoneses, adaptando o Soroban como instrumento para uso de cegos. Pesquisar sobre como era o Ábaco na Idade Média e como é o Soroban hoje que auxilia na aprendizagem matemática por alunos cegos no Brasil podem auxiliar na prática dos professores com a Educação Inclusiva. PEIXOTO, J. L. B.; SANTANA, E. R. dos S.; CAZORLA, I. M. Soroban: uma ferramenta para a compreensão das quatro operações. Itabuna: Via Litterarum, 2006. 2.4 O Sistema de Numeração Decimal (SND) O Sistema de Numeração Decimal (SDN) que utilizamos na atualidade é um sistema posicional de base 10 com os algarismos de 0 a 9, ou seja, a posição ocupada de cada algarismo em um número alteraseu valor. Por exemplo, o número 253 possui o algarismo 2 que representa 200 ou 2 centenas, o 5 que representa 50 ou 5 dezenas e o 3 que representa 3 unidades. Diferentemente, do número 325 que possui os mesmos algarismos que ocupam outras posições. O SND tem algumas características peculiares como o símbolo zero para representar a ausência de quantidade e as trocas que são 11 realizadas a cada agrupamento de dez em dez unidades quando formamos uma dezena e assim por diante. Essas características surgiram por meio de um longo processo de aperfeiçoamento de outros sistemas, principalmente do Sistema de Numeração Indo-Arábico com a noção de valor posicional apresentado no item anterior. O SND proporcionou o desenvolvimento de cálculos com operações sem o uso do ábaco. De acordo com Cardoso (1992), depois de séculos do uso do ábaco, o grande avanço dado ao SND foi a transposição de um contexto concreto representado por este instrumento, para uma representação com símbolos escritos, possibilitando operações com quaisquer quantidades. Hoje, temos vários recursos didáticos que possibilitam a aprendizagem do SND como o material dourado e jogos interativos (SILVA; PEIXOTO, 2010a). Os jogos ajudam no estabelecimento de relações de diferentes conteúdos e o conhecimento da historia da matemática contribui para compreender os diferentes problemas que a humanidade teve que enfrentar com as representações dos conjuntos dos números naturais, inteiros positivos e negativos, números racionais e irracionais (reais) que veremos a seguir. O JOGO COMO RECURSO DIDÁTICO PARA O ENSINO DA MATEMÁTICA encoraja o aluno a pensar ativamente, estimulando o desenvolvimento do raciocino lógico. Conheça a Folhinha, do Jornal Folha de São Paulo, disponível no endereço: http://www.mapadobrincar.com.br 2.5 Conjuntos Numéricos Os conjuntos numéricos surgiram à medida que foi se tornando necessário apresentar resultados para algumas operações matemáticas com coleções de números classificados a partir de certa característica. Por convenção, os nomes dos conjuntos numéricos são representados por uma letra maiúscula do nosso alfabeto e os elementos por letras minúsculas envolvidos por um par de chaves e separados por vírgula. Quando os elementos que formam o conjunto forem infinitos usa-se o símbolo “...” conforme veremos a seguir: 12 2.5.1 Conjunto dos Números Naturais (N): O Conjunto dos Números Naturais é representado pela letra N e seus elementos os números inteiros positivos a partir do zero: N = {0, 1, 2, 3, 4, ...}. O N* é um subconjunto importante de N que não inclui o elemento 0 e pode ser representado por N* = {1, 2, 3, 4, ...} ou N* = N - { 0 }. A adição e a multiplicação são operações sempre possíveis de efetuar no conjunto N, ou seja, a soma e o produto de dois números naturais resultam sempre em um número natural. Mas, o resultado de uma subtração ou de uma divisão entre dois números naturais nem sempre é um número natural e por isso houve a necessidade de introduzir o conjunto dos números inteiros negativos e positivos, ficando N como um subconjunto de Z que será definido a seguir. 2.5.2 Conjunto dos números inteiros (Z): O Conjunto dos Números Inteiros é representado pela letra Z e seus elementos são os números inteiros positivos e negativos: Z = {..., -2, -1, 0, 1, 2, ...}. Observe a reta numérica representada abaixo: Figura 4 – Representação de alguns números inteiros positivos e negativos na reta2. Outros subconjuntos importantes de Z são: • Z* = {... -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4, ...} • Z*- = {-1, -2, -3, -4, ...} • Z+* = N* = {1, 2, 3, 4, ...} A adição, a subtração e a multiplicação são operações sempre possíveis de efetuar no conjunto Z, ou seja, a soma, a diferença e o produto de 2 Fonte: SOUZA, Joamir. Matemática: Novo Olhar. Volume 1. 1 Ed. São Paulo: FTD, 2010. 13 dois números inteiros resultam sempre em um número inteiro. Mas, o resultado de uma divisão entre dois números inteiros nem sempre é um número inteiro e por isso houve a necessidade de introduzir o conjunto dos números racionais (Q), ficando Z como um subconjunto de Q que será definido a seguir. 2.5.3 Conjuntos dos números racionais(Q): O Conjunto dos Números Racionais é representado pela letra Q e seus elementos são todos os números inteiros positivos e negativos que podem ser escritos em forma de fração com a pertencente a Z e b pertencente a Z*, ou seja, entre dois números racionais existem infinitos racionais, observe a reta numérica representada abaixo: Figura 5 – Representação de alguns números racionais na reta2. Embora a adição, a subtração, a multiplicação e a divisão por um número diferente de zero seja sempre definidas em Q, não significa que esses números preencham toda a reta acima. Por exemplo, são números não racionais que pertencem ao Conjunto dos Números Irracionais (I) que será definido a seguir. 2.5.4 Conjunto dos números irracionais (I): O Conjunto dos Números Irracionais é representado pela letra I e seus elementos são todos os números que não podem ser escrito na forma de uma fração com numerador inteiro e denominador inteiro (diferente de zero) como as decimais infinitas e não periódicas: 14 o número π (lê-se “pi”), que corresponde à razão entre o comprimento e o diâmetro de uma circunferência, também é um número irracional: π = 3,1459265... Observe a representação de alguns números irracionais na reta numérica: Figura 6 – Representação de alguns números irracionais na reta2. 2.5.5 Conjunto dos Números Reais (R): O Conjunto dos Números Reais é representado pela letra R e seus elementos são todos os números vistos até o momento, ou seja, R reúne todos os números naturais, inteiros, racionais e irracionais que está representado na Figura 7 pelo Diagrama de Venn3. Figura 7 – Representação do Conjunto dos Números Reais e seus subconjuntos Embora o conjunto R contém todos os números naturais, inteiros, racionais e irracionais, não significa que exista outros números que não fazem parte deste conjunto. Por exemplo, a raiz de índice par e radicando negativo é 3 No Diagrama de Venn ou Diagrama de Euler, todo conjunto é representado por um recinto plano limitado por uma curva fechada. 15 impossível em R e por isso houve a necessidade de introduzir o Conjunto dos Números Complexos que será definido a seguir. 2.5.6 Conjunto dos Números Complexos (C): O Conjunto dos Números Complexos é representado pela letra C. Para que a raiz de índice par e radicando negativo seja sempre possível, os matemáticos ampliaram o conceito de número, definindo o número i, não real, que chamaram de unidade imaginária e que satisfaz a seguinte condição: i2 = i · i = -1. Assim, com os números complexos, é possível definir raiz de índice par e radicando negativo, pois potências de números complexos com expoente par podem ser negativas. Por exemplo: (3i)2 = 32 · i2 = 9 · (-1) = -9, ou seja, 3i é uma raiz quadrada de -9. A partir da unidade imaginária, define-se: número complexo é todo número da forma a + bi, em que a e b são números reais e i é a unidade imaginária. O Conjunto dos Números Complexos C = {a + bi, com a e b reais} reúne todos os números naturais, inteiros,racionais, irracionais e reais que está representado na Figura 8 pelo Diagrama de Venn. Figura 8 – Representação do Conjunto dos Números Complexos e seus subconjuntos2. 16 2.6 SUGESTÕES DE LEITURA: Pesquisas atuais sobre a construção do conceito de número: para além de Piaget? resgata o papel desempenhado pelas atividades numéricas (em particular, a contagem) na construção do número. NOGUEIRA, C. M. I. Pesquisas atuais sobre a construção do conceito de número. Educar em Revista, Curitiba, Brasil, n. Especial 1/2011, p. 109-124, 2011. Editora UFPR. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/er/nse1/08.pdf> . Acesso em: 12 jun. 2017. HISTÓRIA DA MATEMÁTICA EM ATIVIDADES DIDÁTICAS Antonio Miguel, Arlete de Jesus Brito, Dione Lucchesi de Carvalho, Iran Abreu Mendes são os autores deste livro que tem a finalidade de contribuir no trabalho de sala de aula do professor de matemática do nível fundamental e médio. JOGOS PARA A ESTIMULAÇÃO DAS MÚLTIPLAS INTELIGÊNCIAS é um livro de Celso Antunes que propõe mais de trezentos e trinta jogos ou propostas de estímulos para trabalharmos as inteligências linguística, lógico-matemática, espacial, musical, naturalista, pictórica e as inteligências pessoais. Esta obra é destinada a professores, estudantes de magistério e pedagogia, psicólogos, psicopedagogos, diretores, orientadores educacionais, pais e profissionais de RH. ANTUNES, Celso. Jogos para a estimulação das múltiplas inteligências. Petrópolis: Vozes, 2000. REMAT: Revista Eletrônica da Matemática é um periódico científico de acesso livre, com publicação semestral, que tem a missão de compartilhar práticas educativas e pesquisas relacionadas com a Matemática. REMAT, Bento Gonçalves, Rio Grande do Sul, Brasil, 2015-2017. e-ISSN: 2447-2689. 17 3 OPERAÇÕES MATEMÁTICAS As operações matemáticas necessitam de um conhecimento prévio da compreensão do número que envolve outros conceitos como classificação, seriação, cardinalidade, ordinalidade, quantificação e contagem, além de habilidades específicas relacionadas ao nível intelectual apropriado para a série escolar. Kamii (1984) sugere que as atividades devem ser estruturadas para o ensino indireto, variando desde o ato de encorajar o aluno para o estabelecimento de relações, quantificações, comparações, entre outros. E, destaca que é desta forma que a criança se torna apta a compreender e dominar os conceitos básicos de número e as operações implicadas no seu desenvolvimento. Para essas atividades que sustentam a compreensão do número e a utilização desses conceitos na resolução de problemas envolvendo operações matemáticas, o professor pode aplicar diferentes recursos didáticos com o uso de material concreto em situações cotidianas dentro da realidade do aluno. Estruturar e organizar essas atividades deve ser uma constante preocupação do professor pois o desenvolvimento inapropriado na educação básica aparece nas dificuldades de aprendizagem acadêmica do conceito de números e das operações aritméticas, muitas vezes insuperáveis, contribuindo com o elevado índice de evasão escolar com o baixo desempenho dos alunos na disciplina Matemática (MIRANDA, 1998). 3.1 Operações aritméticas Existem diferentes técnicas que ajudam na realização das operações aritméticas com as quatro operações elementares (adição, subtração, multiplicação, divisão), exigindo compreensão do SND, inicialmente envolvendo o conjunto dos números naturais. Santana (2010) destaca que nas séries iniciais do ensino fundamental é preciso que o aluno identifique e se aproprie dos invariantes 18 existentes no conceito de número e das quatro operações básicas. Para que isso ocorra, o professor precisa estar atento para o que, como, quando e porque ensinar certo conteúdo e/ou certo conceito. No Brasil, têm sido desenvolvidas várias pesquisas na Educação Matemática e com as séries iniciais, centralizando o foco nas Estruturas Aditivas e Multiplicativas, utilizando a Teoria dos Campos Conceituais4 (SANTANA, 2010). Assim, o professor pode trabalhar com as seis categorias de situações-problema: a) composição; b) transformação; c) comparação; d) composição de várias transformações; e) transformação de uma relação; e f) composição de relações. No trabalho com as operações aritméticas, o aluno amplia o conceito de número, procurando entender a situação-problema antes de buscar a operação a ser realizada, devendo ser bem próximas da realidade do aluno. Situações que envolvem números decimais como medidas, preços de produtos, cálculo de proporcionalidade, porcentagem, potência e radiciação necessitam ser adaptadas gradativamente no Ensino Fundamental e Médio. O fato de que vários aspectos do cotidiano funcionam de acordo com leis de proporcionalidade evidencia que o raciocínio proporcional é útil na interpretação de fenômenos do mundo real (OLIVEIRA, 2009). Cálculos que envolvem expressões numéricas necessitam que o aluno tenha domínio das propriedades de cada operação, além de saber efetuar corretamente a ordem dos operadores e eliminar os sinais de associação que são os ( ), os [ ] e as { }. Os itens a seguir são propriedades das operações aritméticas que auxiliam no cálculo: 3.1.1 Propriedade Comutativa • Na adição, a ordem das parcelas não altera a soma: 2 + 5 = 5 + 2 • Na multiplicação, a ordem dos fatores não altera o produto: 2 * 5 = 5 * 2 4 A Teoria dos Campos Conceituais foi desenvolvida por Gérard Vergnaud e oferece elementos por meio dos quais é possível basear a análise do desenvolvimento da aprendizagem de competências dos alunos. 19 3.1.2 Propriedade Associativa: • Na adição, associando as parcelas de forma diferente, a soma não se altera: (5 + 2) + 4 = 5 + (2 + 4) • Na multiplicação, associando os fatores de forma diferente, o produto não se altera: (5 * 2) * 4 = 5 * (2 * 4) 3.1.3 Propriedade Distributiva • Distributiva da multiplicação em relação à adição e à subtração: 3 * (5 + 2) = 3 * 5 + 3 * 2 ou 3 * (5 - 2) = 3 * 5 - 3 * 2 Estruturas Aditivas: o suporte didático influencia a aprendizagem do estudante? A tese da professora Eurivalda Ribeiro dos Santos Santana recebeu Menção Honrosa outorgada pelo Prêmio Capes de Tese-Edição 2011, na área de Ensino. SANTANA, E. R. S. Estruturas Aditivas: o suporte didático influencia a aprendizagem do estudante? Tese de Doutorado em Educação Matemática da Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, 2010. Disponível em: <http://livros01. livrosgratis.com.br/cp137884.pdf > . Acesso em: 12 jun. 2017. 3.2 Operações com conjuntos Na Matemática, a ideia de conjunto é fundamental e está presente em diversos conceitos que podem ser aplicados em coleções de elementos classificados com determinadas características comuns como animais, pessoas e objetos. Os animais vertebrados podem ser divididos em cinco classes: peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Cada uma dessas classes de animais forma um conjunto. Outros exemplos são mostrados a seguir: • Conjunto dos continentes: T= {África, América, Ásia, Europa, Oceania} • Conjunto dos números primos: P= {2, 3, 5, 7, 11,...} • Conjunto dos números pares positivos menores que 6: M= {2, 4} Além dos conjuntos numéricos apresentados anteriormente, existem outros conjuntos importantes na matemática: • O conjunto vazio que não possui elemento e pode ser representado pelos símbolos: Ø ou { }. 20• O conjunto unitário que possui um único elemento. • O conjunto universo, indicado geralmente por U, é aquele a qual pertencem todos os elementos considerados em determinada situação. 3.2.1 União de Conjuntos: A união entre os conjuntos A e B reúne todos os elementos que pertencem a A ou a B. Observe os exemplos abaixo: • Exemplo1: A={2, 3, 5, 7} e B={-3, 0, 1, 2, 4, 6, 7, 8, 9} possui elementos comuns, então A U B = {-3, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} • Exemplo2: A={2, 3, 5, 7} e B={-3, 0, 1, 4, 6, 8, 9} não possui elementos comuns, então A U B = {-3, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} • Exemplo3: A={2, 3, 5, 7} e B={-3, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} neste caso, B possui todos os elementos de A, então A U B= B ou seja, A é um subconjunto de B. Assim, B contém A ou A está contido em B. 3.2.2 Interseção de conjuntos: A interseção de dois conjuntos, A e B, é o conjunto formado pelos elementos comuns, ou seja, que pertence a A e também a B. Observe os exemplos abaixo: • Exemplo1: A={2, 3, 5, 7} e B={-3, 0, 1, 2, 4, 6, 7, 8, 9} possui elementos comuns, então A B = {2, 7}. 21 • Exemplo2: A={2, 3, 5, 7} e B={-3, 0, 1, 4, 6, 8, 9} não possui elementos comuns, então A B = Ø ou { }. Neste caso, os conjuntos A e B são chamados disjuntos. • Exemplo3: A={2, 3, 5, 7} e B={-3, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} neste caso, B possui todos os elementos de A, então A B = A = {2, 3, 5, 7} ou seja, A é um subconjunto de B. Assim, B contém A ou A está contido em B. 3.2.3 Diferença de conjuntos: A diferença entre dois conjuntos, A - B, é o conjunto formado pelos elementos que pertencem a A e não pertencem a B. Observe os exemplos abaixo: • Exemplo1: A={2, 3, 5, 7} e B={-3, 0, 1, 2, 4, 6, 7, 8, 9} possui elementos comuns, então A – B = {3, 5} e B – A = {-3, 0, 1, 4, 6, 8, 9}. • Exemplo2: A={2, 3, 5, 7} e B={-3, 0, 1, 4, 6, 8, 9} não possui elementos comuns, então A – B = A e B – A = B. • Exemplo3: A={2, 3, 5, 7} e B={-3, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} neste caso, B possui todos os elementos de A, então A – B = Ø ou { } pois A é subconjunto de B e B – A = {-3, 0, 1, 4, 6, 8, 9}. 22 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS Empirismo? Inatismo? Cognitivismo? Construtivismo? Behaviorismo? Interacionismo? Interativismo? Maiêutica? Autopoiese? Segundo Preti (2000), na visão do Empirismo, a mente humana vai assimilando as experiências e as transformando, posteriormente em conceitos. Assim, o conhecimento se daria, fundamentalmente, na leitura da realidade via sentidos, partindo de uma ação sobre o sujeito. O processo de ensinar e aprender é centrado na figura do professor. Cabe a ele o papel de repassar o conhecimento acumulado ao longo dos tempos pela sociedade e fazer com que o aluno passe a "dominar" determinados conteúdos tidos como válidos e corretos para qualquer sociedade em qualquer fase de sua história. No Inatismo, o conhecimento provém das ideias e não da experiência como no Empirismo, considerando que o ser humano quando nasce traz consigo um determinado "pacote de conhecimentos" (herança genética ou "dádiva divina") que poderá ser atualizado se lhe forem oferecidas as condições apropriadas. No processo de aprendizagem, o foco central passa ser o aluno, por sua capacidade inata de apreender. A instituição, a escola ou o professor têm como função criar condições para despertar e apoiar o que o aluno já tem dentro dele (PRETI, 2000). Para Santos (2000), “educar não se limita a repassar informações, mas é ajudar a pessoa a tomar consciência de si mesma, dos outros e da sociedade. Educar é preparar para a vida”. O ato de educar faz-se necessário oferecer várias ferramentas para que a pessoa possa escolher, entre muitos caminhos, aquele que for compatível com seus valores, sua visão de mundo e com as circunstâncias adversas que cada um irá encontrar. Para você, o que é educar? 23 SUGESTÕES DE VÍDEOS E LEITURA: ENSINAR EXIGE RIGOROSIDADE METODOLÓGICA? Paulo Freire traduz, no modo lúcido e peculiar, aquilo que os estudos das ciências da educação vêm apontando nos últimos anos: a ampliação e a diversificação das fontes legítimas de saberes e a necessária coerência entre o “saber-fazer é o saber-ser-pedagógicos”. FREIRE, Paulo. Pedagogia da autonomia: saberes necessários à prática educativa. 43. ed., São Paulo: Paz e Terra, 2011. 25ª edição disponível para download em: < http://forumeja.org.br/files/Autonomia.pdf > Acesso em: 12 jun. 2017. Ideias de Jean Piaget - Coleção Grandes Educadores: https://www.youtube.com/watch?v=PBVNYRQP7Sk Os vídeos dublados com entrevista com Piaget estão disponíveis em: https://www.youtube.com/watch?v=nir494onPwE&feature=player_embedded 24 5 REFERÊNCIAS BRASIL Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros curriculares nacionais: matemática. Brasília: MEC/SEF, 1998. BRASIL Ministério da Educação. Referencial Curricular Nacional para a Educação Infantil. Ministério da Educação e do Desporto. Secretaria de Educação Fundamental. Ministério da educação e do desporto. Vol.3. Brasília. 2000. Disponível em: <http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/volume3.pdf> Acesso em: 12 jun. 2017. CARDOSO, V. C. Materiais didáticos para as quatro operações. São Paulo: CAEM- IME/USP, 1992. D’AMBROSIO, A. Educação matemática: da teoria à prática 14 Ed. São Paulo: Papirus, 2007. MIRANDA, Ana et.al. Dificultades del aprendizaje de las matemáticas: un enfoque evolutivo. Archidona – Málaga: Aljibe, 1998. PRETI, O. Autonomia do aprendiz na educação a distância. In: ______ (Org.). Educação a distância: construindo significados. Brasília: Plano, 2000. OLIVEIRA, Izabella. Proporcionalidade: estratégias utilizadas na Resolução de Problemas por alunos do Ensino Fundamental no Quebec Boletim de Educação Matemática, vol. 22, núm. 34, 2009, pp. 57-79 Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho Rio Claro. Disponível em: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=291221876004 Acesso em: 12 jun. 2017. SANTOS, Pires Marli. Brinquedoteca: a criança, o adulto e o lúdico/ Santa Marli Pires dos Santos (organizadora). - Petrópolis, RJ: Vozes, 2000. SOUZA, Joamir. Matemática: Novo Olhar. Volume 1. 1 Ed. São Paulo: FTD, 2010.
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