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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO VALE DO TELES PIRES DEPARTAMENTO DE LICENCIATURA EM COMPUTAÇÃO Luciléia Santos Freire A INFORMÁTICA NO ENSINO DE GEOMETRIA NOS CICLOS INICIAIS DO ENSINO FUNDAMENTAL DA ESCOLA ESTADUAL “CEL. ANTONIO PAES DE BARROS” COLÍDER 2008 2 LUCILÉIA SANTOS FREIRE A INFORMÁTICA NO ENSINO DE GEOMETRIA NOS CICLOS INICIAIS DO ENSINO FUNDAMENTAL DA ESCOLA ESTADUAL “CEL. ANTONIO PAES DE BARROS” Trabalho de Conclusão de Curso para obtenção do título de Licenciado em Computação na Universidade do Estado de Mato Grosso – UNEMAT, no Campus Universitário do Vale do Teles Pires, Departamento de Licenciatura em Computação. Orientador: Dr. Giovane Maia do Vale Co-Orientadora: Prof. Emize de Paula Braga do Vale COLÍDER 2008 3 LUCILÉIA SANTOS FREIRE A INFORMÁTICA NO ENSINO DE GEOMETRIA NOS CICLOS INICIAIS DO ENSINO FUNDAMENTAL DA ESCOLA ESTADUAL “CEL. ANTONIO PAES DE BARROS” Trabalho de Conclusão de Curso aprovado, apresentado à UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, como requisito parcial para a conclusão da disciplina “Projeto de Licenciatura II” com nota final igual a 9.6, conferida pela Banca Examinadora formada pelos professores: Prof. Giovane Maia do Vale Universidade do Estado de Mato Grosso - UNEMAT Prof. André Luiz Borges Milhomem Universidade do Estado de Mato Grosso - UNEMAT Prof. Paulo Vicente da Silva Universidade do Estado de Mato Grosso - UNEMAT Colider, dezembro de 2008. 5 DEDICATÓRIA A toda minha família, especialmente a minha mãe, que me apoiou em todos os momentos, sejam de alegrias ou dificuldades quando pensei em desistir; Ao meu pai, que já não se encontra mais conosco, mas que me ensinou a lutar com dignidade pelos meus objetivos, e sei que, de onde esteja, ilumina a minha vida. A todas essas pessoas que contribuiram para a conclusão deste trabalho, dedico-lhes essa conquista como agradecimento; 6 AGRADECIMENTO Agradeço a Deus, o mestre dos mestres, pela oportunidade de estar idealizando este trabalho; Ao meu orientador, Dr. Giovane Maia do Vale, pelo esforço, humildade e dedicação durante essa trajetória; Agradeço a minha família, pelo apoio e estímulo, para a concretização desta etapa da minha vida; Aos colegas de turma pelo companheirismo no decorrer desses quatro anos. 7 EPIGRAFE Ante o computador, [...] o aluno procura a solução dos seus problemas e, assim fazendo, constrói ao mesmo tempo concreta, física e mentalmente o próprio pensamento. Paolo Lollini. 8 RESUMO Desde os primórdios da história o ensino da Matemática, ou mais especificamente de Geometria já era considerado um elemento fundamental na vida do ser humano. Tal relevância se estende até os dias atuais. Pode-se observar, que desde muito cedo, mesmo antes da sua escolarização, a criança já tem contato com as diversidades do mundo geométrico, mesmo que não seja um conhecimento sistematizado, uma instrução formal. Porém, o que se vê na prática nas escolas, é que apesar da Geometria ser considerada essencial para a formação do ser humano, muito pouco é feito no sentido de aguçar na criança esse conhecimento que ela já traz do seu cotidiano. Dessa forma, esse trabalho tem como objetivo apresentar atividades relacionadas ao ensino e à aprendizagem dos conteúdos de Geometria mediado pelo uso das tecnologias da Informática. A pesquisa foi desenvolvida durante o Estágio Supervisionado II, com três (03) turmas: 3ª fase/1° ciclo, 1ª fase/ 2° ciclo e 2ª fase/2° ciclo (2ª, 3ª, 4ª séries) do ensino fundamental da Escola Estadual “Cel. Antonio Paes de Barros” da cidade de Colíder-MT. Em um primeiro momento foi realizada uma pesquisa “in loco” em documentos oficiais da instituição, livros didáticos, planos de aula e Planejamento Anual de Ensino, com a finalidade de buscar dados sobre o ensino de Geometria nos ciclos iniciais do ensino fundamental, tais como, seus objetivos e finalidades. Com base no referencial teórico foi desenvolvido em conjunto com os professores das turmas, mediante planos de aula, uma pesquisa com abordagem qualitativa de 35 horas/aula, na disciplina de Matemática, focada em seu aspecto geométrico. Assim, partindo do pressuposto dos conteúdos de Geometria abordados nos ciclos iniciais, este trabalho apresenta uma breve explanação sobre a Matemática e o desenvolvimento cognitivo da criança e a descrição de algumas ferramentas computacionais que podem auxiliar no desenvolvimento do ensino de Geometria. Concluindo, neste trabalho encontra-se a descrição do uso de diferentes recursos computacionais e tecnológicos utilizados para se trabalhar os conteúdos geométricos que são abordados nos ciclos iniciais de escolarização, bem como uma uma breve análise dos resultados alcançados. Palavras-chave: Informática, Softwares Educativos, Geometria, Ensino Fundamental. 9 ABSTRACT Since the beginning of the history, the teaching of Mathematics, or more specifically, Geometry, has already been considered a fundamental element in the human being life. This importance extends up to the present days. We can observe that since very early, even before its school phase, the child has already contact with diversities from the geometric world, even that it's not a systematized knowledge, a formal education. However, what is saw in the school practice is that, in despite of Geometry is considered essential to the human being formation, few actions are made in order to stimulating, in the child, this knowledge that it brings in its life. In this way, this work has as its goal to show the activities related to teaching and learning of the Geometry contents mediated by the Informatics technologies use. The research was developed during the Supervised Internship II, with three classes: 3rd Stage / 1st cycle, 1st stage / 2nd cycle and 2nd stage / 2nd cycle (2nd, 3rd, 4th grades) of elementary school of the "Cel. Antonio Paes de Barros" State School, in Colíder-MT. In the first moment, it was done a search "in loco" in institution official documents, textbooks, classes plans, and Education Annual Planning, in order to get data about Geometry teaching in the initial cycles of the elementary school, such as their goals and objectives. Based on theoretical reference, it was developed together with the respective class teachers, mediate by theirs class plains, a qualitative-charcter research with 35 hours/class, in the Mathematics discipline, focused on its geometric aspect. So, according to the conjecture of the Geometry contents taught in the initial cycles, this work presents a brief explanation about the Mathematics and the child’s cognitive development, and the description of some computational tools that can help in Geometry teaching developing. To conclude, in this work are presented the descriptions about the use of diferent computational and technological resources used to work the geometric contents that are taught in the initial education cycles, as well as, a brief analysis of the achieved results. Key-Words: Informatics, Educational Softwares, Geometry, Elementary School. 10 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Exemplo de ilustrações do material didático do Projeto Pitanguá.............21 Figura 2 - Exemplo de ilustração do material didático do Projeto Pitanguá...............21 Figura 3 - O conceito de ponto expresso por sua representação gráfica. .................22 Figura 4 - Exemplos de contornos.............................................................................23Figura 5 - Exemplo de figuras construídas com segmentos de retas........................23 Figura 6 - Exemplos de classificação das linhas.......................................................24 Figura 7 - Exemplos de representações dos ângulos................................................25 Figura 8 - Exemplo de ilustrações do material didático do Projeto Pitanguá.............25 Figura 9 - Exemplo de atividades construídas através de malhas triangulares e quadriculadas. ...........................................................................................................26 Figura 10 - Exemplo de figuras bidimensionais e tridimensionais .............................27 Figura 11 - Exemplo de atividades construídas com materiais de construção. .........28 Figura 12 - Descoberta das propriedades físicas do objeto através de observações e ações.........................................................................................................................34 Figura 13 - Abstrações das ações do sujeito sobre os objetos .................................35 11 Figura 14 - Exemplo de uma ferramenta AutoFormas disponível no Microsoft Office Word 2003.................................................................................................................38 Figura 15 - Exemplos de linhas retas e curvas disponíveis no AutoFormas. ............39 Figura 16 - Exemplos de figuras geométricas disponíveis no AutoFormas...............39 Figura 17 - Exemplos da interface e caixa de ferramentas do programa Paint .........40 Figura 18 - Exemplo de um desenho criado no Paint utilizando linhas retas e curvas. ..................................................................................................................................41 Figura 19 - Exemplo de desenho geométrico construído no Paint. ...........................41 Figura 20 - Interface inicial do Tangran versão 1.0, nível easy. ................................43 Figura 21 - Ilustração de um desenho formado por figuras geométricas no nível easy. ..................................................................................................................................43 Figura 22 - Exemplo de figura em forma de objeto ...................................................44 Figura 23 - Exemplo de figura com letras do alfabeto...............................................44 Figura 24 - Exemplo de figura de animais .................................................................44 Figura 25 - Exemplo de janela do PowerPoint ..........................................................45 Figura 26 - Exemplo de atividades animadas no PowerPoint ...................................46 Figura 27 - Exemplos de slides apresentados para exemplificar o conceito de Geometria..................................................................................................................51 Figura 28 - Ilustrações de atividades: adição e subtração na reta geométrica..........53 Figura 29-Desenho criado no AutoFormas por dois alunos da 1ª fase/2° ciclo.........54 Figura 30 - Exemplo utilizando adição, multiplicação e noções de medidas para somar os lados das figuras geométricas ...................................................................56 Figura 31 - Exemplo de atividade desenvolvida em slide aplicada no decorrer da aula............................................................................................................................57 Figura 32 - Exemplo de jogo da memória composto por placas de trânsito..............59 12 Figura 33 - Exemplo de linhas disponíveis no menu linhas da ferramenta AutoFormas...............................................................................................................60 Figura 34 - Desenho construído por um aluno no Paint. ...........................................61 Figura 35 - Exemplo de desenhos formado por vários polígonos. ............................63 Figura 36 - Exemplo de slide com atividades sobre classificação de polígonos. ......63 Figura 37 - Exemplo de figura formada por vários lados disponível no Tangran nível easy...........................................................................................................................63 Figura 38 - Exemplo de desenho criado por aluno da 2ª Fase/2º Ciclo, utilizando diversas figuras geométricas.....................................................................................65 Figura 39 - Exemplo de tela do jogo da memória composto por placas de trânsito. .66 Figura 40 -Exemplo de desenho criado por uma aluna, indicando as direções das linhas.........................................................................................................................68 Figura 41 - Exemplo de atividades empregando perímetros.....................................69 Figura 42 - Exemplo gráfico de conjuntos de figuras geométricas planas e não planas........................................................................................................................71 Figura 43 - Exemplo de figura disponível no Tangram nívelmedium composta por vários lados. ..............................................................................................................73 13 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS PCN – Parâmetros Curriculares Nacionais LDB - Lei de Diretrizes e Bases PPP - Projeto Político Pedagógico LIED – Laboratório de Informática Educacional 14 SUMÁRIO INTRODUÇÃO ..........................................................................................................16 1 REFERENCIAL TEÓRICO ..................................................................................19 1.1 CONTEÚDOS DE GEOMETRIA ABORDADOS NOS CICLOS INICIAIS ............19 1.1.1 Sólidos Geométricos .........................................................................................20 1.1.2 Ponto Geométrico .............................................................................................22 1.1.3 Linhas................................................................................................................22 1.1.4 Retas.................................................................................................................23 1.1.5 Posições das Retas...........................................................................................24 1.1.6 Polígonos ..........................................................................................................24 1.1.7 Faces, Vértices e Arestas .................................................................................25 1.1.8 Tipos de Triângulos...........................................................................................26 1.1.9 Figuras Geométricas Planas e não Planas .......................................................27 1.2 A MATEMÁTICA E O DESENVOLVIMENTO COGNITIVO DA CRIANÇA ..........29 1.3 RECURSOS COMPUTACIONAIS .......................................................................36 1.3.1 AutoFormas.......................................................................................................38 1.3.2 Paint ..................................................................................................................40 1.3.3 Tangram............................................................................................................42 1.3.4 Microsoft Office PowerPoint ..............................................................................45 2 METODOLOGIA..................................................................................................47 2.1 CONTEÚDOS APLICADOS NA 3ª FASE/ 1° CICLO...........................................52 2.1.1 Ponto e Reta .....................................................................................................52 2.1.2 Sólidos Geométricos .........................................................................................542.1.3 Adição e Multiplicação Utilizando Figuras Geométricas....................................55 2.1.4 Preservação do Meio Ambiente ........................................................................56 2.1.5 Educação no Transito .......................................................................................58 2.2 CONTEÚDOS APLICADOS NA 1ª FASE/ 2° CICLO...........................................60 2.2.1 Ponto, Linha Reta e Linha Curva ......................................................................60 2.2.2 Figuras Geométricas Planas .............................................................................61 15 2.2.3 Classificação dos Polígonos..............................................................................62 2.2.4 Sólidos Geométricos Bidimensionais e Tridimensionais ...................................64 2.2.5 Educação no Trânsito .......................................................................................66 2.3 CONTEÚDOS APLICADOS NA 2ª FASE/ 2° CICLO...........................................67 2.3.1 Linha Paralela Vertical, Horizontal, Inclinada e Obliqua....................................68 2.3.2 Perímetro...........................................................................................................69 2.3.3 Figuras Geométricas Planas e não Planas .......................................................70 2.3.4 Classificação dos Polígonos..............................................................................72 CONCLUSÃO ...........................................................................................................74 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................................78 APÊNDICES .............................................................................................................81 APÊNDICE A - Atividades desenvolvidas durante o estudo de campo na 3ª fase/1° ciclo. ..........................................................................................................................82 APÊNDICE B - Atividades desenvolvidas durante o estudo de campo na 1ª fase/2° ciclo. ..........................................................................................................................86 APÊNDICE C - Atividades desenvolvidas durante o estudo de campo na 2ª fase/2° ciclo. ..........................................................................................................................89 16 INTRODUÇÃO O ensino dos conhecimentos matemáticos começou a acontecer de maneira intencional nas antigas civilizações orientais. Nessa época, apesar de ainda insipiente, a Matemática já era considerada uma ciência nobre, reservada aos membros da classe dos escribas, dos altos funcionários e dos dirigentes. Somente entre os séculos VI a.C. ao IV a.C., que mudanças mais profundas começaram a acontecer, não apenas nos estudos matemáticos, mas também, na educação, influenciando todo o desenvolvimento futuro da Matemática e de seu ensino. A partir daí, o reconhecimento da importância do ensino de Matemática cresceu de forma acelerada, sendo formalmente reconhecido como um elemento fundamental na vida do ser humano. Entre os diversos ramos da Matemática, encontra-se a Geometria. Desde o início, o seu aprendizado já era considerado essencial para formação dos filósofos e dos governantes. Tal relevância se estende até os dias atuais. De acordo com Fonseca et al (2002) um estudo formal da Geometria desenvolve mentes que raciocinam. Ainda segundo a autora, este estudo poderá desencadear no homem o pensamento voltado à realidade concreta, também auxilia 17 nas relações e interações com o mundo que nos cerca, podendo conduzir a hábitos de raciocínio e ao refinamento da inteligência. Analisando os conteúdos programáticos aplicados nos ciclos iniciais, pode-se perceber que o ensino de Geometria está presente desde o início da vida escolar. Porém, é trabalhado de modo não enfático, diferentemente da parte numérica da Matemática. Uma idéia expressa por Santos et al (2002) sugere que aprender Matemática na escola, ou mais especificamente a Geometria, representa ou deveria representar, a continuidade de um processo de construção do conhecimento lógico- matemático que a criança já vem desenvolvendo desde cedo, através de observações, experiências e ações realizadas sobre objetos do mundo físico, do seu espaço, do seu universo sócio-cultural. Deveria então haver uma ênfase no ensino da Matemática como um todo, sem a dissociação da parte numérica da geométrica. Nesse sentido, esse trabalho tem como foco principal apresentar o ensino de Geometria nos ciclos iniciais do ensino fundamental, mediado pelo uso das tecnologias da Informática. A experiência foi realizada no decorrer do estágio supervisionado II do curso de Licenciatura em Computação, com três (03) turmas: 3ª fase do 1º ciclo, 1ª fase do 2° ciclo e 2ª fase do 2° ciclo (2ª, 3ª e 4ª séries) do Ensino Fundamental da Escola Estadual “Cel. Antônio Paes de Barros” da cidade de Colider – MT. No capítulo 1 deste trabalho, encontram-se os conteúdos de Geometria abordados nas séries iniciais de escolarização, uma explanação sobre a Matemática e o desenvolvimento cognitivo da criança, bem como a descrição e análise dos recursos computacionais que podem auxiliar no desenvolvimento do ensino de geometria. 18 Já no capitulo 2 são especificados os conteúdos de Geometria efetivamente trabalhados nos ciclos mencionados, mediados pelo uso das tecnologias da Informática, a forma como tais conteúdos foram trabalhados, reações observadas e conclusões preliminares. Por fim, no capítulo 3, é apresentado uma conclusão geral sobre a experiência adquirida, com crianças dos ciclos iniciais, da escola “Cel. Antonio Paes de Barros” e resultados alcançados com uso de ferramentas computacionais utilizadas como auxilio para o ensino de Geometria. 19 1 REFERENCIAL TEÓRICO Neste capítulo encontram-se os conteúdos de Geometria abordados nas séries iniciais de escolarização, uma explanação sobre a Matemática e o desenvolvimento cognitivo da criança, bem como a descrição e análise dos recursos computacionais que podem auxiliar no desenvolvimento do ensino de Geometria. 1.1 CONTEÚDOS DE GEOMETRIA ABORDADOS NOS CICLOS INICIAIS Analisando os conteúdos programáticos aplicados nos ciclos iniciais, pode-se perceber que o ensino de Geometria está presente desde o inicio da vida escolar. De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais - PCNs (1997) os conceitos geométricos constituem parte importante do currículo de Matemática no ensino fundamental. Por meio deles, o aluno desenvolve um tipo especial de pensamento que lhe permite compreender, descrever e representar, de forma organizada, o mundo em que vive. 20 Os conteúdos de Geometria abordados na 3ª fase/1° ciclo, 1ª fase/ 2° ciclo e 2ª fase/2° ciclo da escola estadual “Cel. Antonio Paes de Barros” são trabalhados em conjunto com a disciplina de Ciências Naturais. Tais conteúdos, sintetizados no Planejamento Anual de Ensino da escola, são fruto de uma compilação da Lei de Diretrizes e Bases - LDB n° 9.394/96, dos PCNs e do Projeto Político Pedagógico - PPP 2007. O livro didático a ser adotado será aquele que melhor se adeqüe aos propósitos expressos no Planejamento Anual de Ensino. Os conceitos geométricos abordados nos ciclos iniciais têm como ponto de partida o conhecimento do aluno e a sua relação com o cotidiano. A seguir tais conceitos e formas de trabalho, previstas no Planejamento Anual de Ensino da escola, são brevemente descritos e comentados. 1.1.1 Sólidos Geométricos Os sólidos geométricos, como por exemplo, paralelepípedos, prismas, pirâmides, cones, cilindros, esferas são trabalhados utilizando, por exemplo,embalagens, brinquedos, formas geométricas presentes na natureza, construções, utensílios domésticos e até mesmo os materiais escolares. Neste contexto, além de se trabalhar os conceitos relacionados diretamente aos sólidos geométricos, utiliza- se o material para a abstração de formas geométricas e noções de simetria. Neste ponto, atividades com mosaicos e desenhos são acrescentadas ao trabalho, com o objetivo de propiciar um maior grau de materialização de conceitos aos alunos. Nas figuras 1 e 2 são apresentados exemplos de ilustrações do 21 material didático que diz respeito ao conteúdo. Fonte: Matemática 2ª série, 2005, p. 17 e p. 40 Figura 1 – Exemplo de ilustrações do material didático do Projeto Pitanguá. Busca-se alcançar, com essa abordagem, a forma mais eficiente para se ensinar os conceitos geométricos. De acordo com Santos et al (2002) a criança, mesmo que tenha ou não passado pela pré-escola, traz consigo idéias matemáticas. Tais idéias decorrem da lógica das ações que ela realizou ou realiza sobre objetos, através de interação continua com o meio em que vive, incluindo-se aí a observação, a intuição e a reflexão, próprias do seu desenvolvimento intelectual. Assim, fornecer ao aluno a possibilidade de interação, experiência e observação por meio das atividades descritas, têm como objetivo alcançar um maior grau de eficácia do processo ensino-aprendizagem. Tem-se aí a passagem do conteúdo assistemático para o conteúdo sistematizado, trabalhado na escola. Fonte: Matemática 2ª série, 2005, p. 138 Figura 2 - Exemplo de ilustração do material didático do Projeto Pitanguá. 22 1.1.2 Ponto Geométrico A definição de ponto geométrico é estabelecida de uma forma bem simples, através da analogia entre o ente geométrico e sua representação gráfica, feita com um pingo de caneta (figura 3) ou de lápis no papel, ou ainda por meio de um furo de agulha também no papel. Fonte: Projeto Pitanguá: 2ª série. 2006, p 103. Figura 3– O conceito de ponto expresso por sua representação gráfica. Desde o início de sua alfabetização, a criança já desenvolve atividades utilizando de modo intuitivo o ponto geométrico, por exemplo, no uso da pontuação ortográfica ou na escrita de um número, ou mesmo na construção de desenhos. No entanto tal conceito muitas vezes passa despercebido. 1.1.3 Linhas As linhas são trabalhadas como contornos genéricos, não necessariamente retos. Conceitos como, linha reta, linha curva, linha fechada, dentre outras, podem ser trabalhados por meio de desenhos, fios esticados ou não, 23 agrupamentos de pessoas (alinhados ou não), contornos de superfícies ou de sólidos, dentre outras formas. A figura 4 ilustra o conceito de contornos abertos e fechados. Fonte: Alegria de saber: Matemática 3ª série. 1996, p. 144. Figura 4– Exemplos de contornos. 1.1.4 Retas A reta, conjunto infinito de pontos é trabalhada como um tipo especial de contorno que não possui curvatura e, dada sua direção, segue infinitamente em ambos os sentidos. Dentro deste tema, também são abordados o segmento de reta, que é apenas uma fração finita da reta, e a semi-reta, que possui um ponto inicial (origem) e segue infinitamente no sentido oposto à origem. Para se trabalhar tais conteúdos, recorre-se ao uso de desenhos e figuras do cotidiano da criança, na tentativa de se apresentar elementos palpáveis para sua abstração. A figura 5 apresenta exemplos de figuras utilizadas no ensino dos conceitos. Fonte: Alegria de Saber: 3ª série. 1996, p 147. Figura 5 Exemplo de figuras construídas com segmentos de retas. 24 1.1.5 Posições das Retas Subsequentemente à apresentação dos conteúdos inerentes às retas, são trabalhadas as possíveis posições nas quais elas podem se encontrar. Estas posições das retas podem ser em relação a um horizonte imaginário ou em relação à outra reta. No primeiro caso as linhas podem ser classificadas em linhas verticais, linhas horizontais, linhas inclinadas ou obliquas e linhas perpendiculares. No segundo caso, as retas podem ser coincidentes, paralelas ou concorrentes. Também para se trabalhar estes conteúdos são utilizados desenhos e elementos do cotidiano do aluno, como mostra a figura 6. Fonte: Alegria de saber: Matemática 3ª série. 1996, p. 148. Figura 6– Exemplos de classificação das linhas. 1.1.6 Polígonos Os polígonos, figuras geométricas formadas por segmentos de retas, já introduzidos indiretamente quando do estudo dos sólidos geométricos, são trabalhados de modo particular, sendo apresentadas as suas classificações. Estes conceitos podem ser trabalhados das mais variadas formas, ou seja, através de ilustrações como: barquinhos, casinhas, caracóis, etc. Neste contexto, também são trabalhadas as representações de ângulos. Cabe lembrar que, um ângulo é formado 25 por duas semi-retas que tem a mesma origem e podem ser classificados em: ângulo reto, ângulo agudo e ângulo obtuso. Para tanto, figuras geométricas presentes na sala de aula (quadro negro, mesa, caderno, portas, janelas, etc.) podem ser utilizadas. Fonte: Projeto Pitanguá: 4ª série. 2005, p 197. Fonte: Projeto Pitanguá: 4ª série. 2005, p 197. Figura 7 – Exemplos de representações dos ângulos. 1.1.7 Faces, Vértices e Arestas Para introduzir as noções de faces (superfícies planas do sólido), arestas (encontro de duas faces) e vértices (encontro de, no mínimo, três arestas do sólido) são utilizados desenhos em forma de pirâmides, cones, prisma, entre outros. Fonte: Projeto Pitanguá: 3ª série. 2005, p 78. Figura 8– Exemplo de ilustrações do material didático do Projeto Pitanguá. 26 1.1.8 Tipos de Triângulos Alguns polígonos são trabalhados de forma particular. São eles: Triângulos: a) eqüiláteros: que possuem três lados com a mesma medida; b) isósceles: que possuem dois lados com a mesma medida; c) escalenos: que possuem os três lados com medidas diferentes. Quadriláteros: a) paralelogramos: que possuem lados opostos paralelos; b) trapézios: que possuem apenas um par de lados paralelos; c) retângulos: que possuem os quatro ângulos retos; d) losangos: que possuem os quatro lados com a mesma medida e ângulos opostos congruentes; e) Quadrados: que possuem os quatro ângulos retos e os quatro lados com mesma medida. Para o ensino destes conceitos, são desenvolvidas atividades utilizando malhas triangulares e quadriculadas, efetuando-se construções e análises sobre estas construções (figura 9). Fonte: Projeto Pitanguá: 2ª série. 2005, p 123. Figura 9– Exemplo de atividades construídas através de malhas triangulares e quadriculadas.00000 27 1.1.9 Figuras Geométricas Planas e não Planas Para demonstrar e exemplificar as diferenças entre as figuras geométricas planas, que são aquelas cuja totalidade de seus pontos está inserida em um único plano (não possuem volume), e as figuras geométricas não planas e que possuem volume, ou seja, aquelas cuja totalidade dos pontos não está inserida em um único plano, são usados exemplos bem simples, abordados através das figuras geométricas bidimensionais (figuras que possuem apenas 02 dimensões: triângulos, quadrados, retângulos, etc.) e as figuras geométricas tridimensionais (figuras que possuem 03 dimensões: cubos, pirâmides, cilindros, entre outras.) presentes no cotidiano do aluno. Fig. 1.12 Fonte Projeto Pitanguá: 3ª série. 2005, p 76. Fonte: Projeto Pitanguá: 3ª série. 2005, p 76. Figura 10– Exemplo de figuras bidimensionais e tridimensionais Nesses ciclos, são propostos conteúdos que visam desenvolver no aluno a capacidadede construir conceitos e procedimentos para formular e resolver problemas, bem como permitir ao educando explorar habilidades relacionadas ao senso numérico. Tais conteúdos são explorados através dos perímetros, que são as somas das medidas dos lados de um polígono, e das noções de área (medida de uma superfície; espaço plano delimitado; superfície de uma figura geométrica; medida de extensão de um terreno). Com base nestes conceitos, são desenvolvidas 28 atividades relacionadas às 04 operações matemáticas. Estas atividades envolvem o uso de objetos tais como: materiais de construções dentre outros. A figura 11 ilustra um exemplo de atividade utilizando materiais de construção. Fonte Projeto Pitanguá: 3ª série. 2005, p 100. Fonte: Projeto Pitanguá: 3ª série. 2005, p 100. Figura 11– Exemplo de atividades construídas com materiais de construção. Podemos observar que todos os conteúdos lecionados poderão contribuir com a construção do conhecimento intelectual, raciocínio lógico e dedutivo do aluno levando em consideração o conhecimento já adquirido antes do educando iniciar sua escolarização. Porém, o que se vê na prática, na escola “Cel. Antonio Paes de Barros”, é que apesar da riqueza de conteúdos e das possibilidades de ensino, muito pouco é feito. Diante do exposto, o uso do computador, considerando os aspectos lúdicos, as possibilidades de interação, recursos multimídia, materialização de conceitos e visualização, poderá ser um grande aliado no processo do ensino de Geometria. Porém, é importante salientarmos que dependerá da forma como o professor utilizará esses elementos (o computador) no processo de ensino. Nessa perspectiva Borba et al (2007) destacam que, “ao lançar mão do uso da tecnologia da Informática é preciso que o docente saiba avaliar o que quer enfatizar e qual mídia mais adequada para atender o seu propósito”. 29 1.2 A MATEMÁTICA E O DESENVOLVIMENTO COGNITIVO DA CRIANÇA Os ciclos iniciais, mais especificamente, a 3ª fase do 1º ciclo, 1ª fase do 2° ciclo e 2ª fase do 2° ciclo (2ª, 3ª e 4ª séries), são compostos, em sua quase totalidade, por crianças na faixa etária entre sete (07) a dez (10) anos de idade. Piaget apud Wadsworth (2003) diz que o desenvolvimento do pensamento e da linguagem da criança se realiza através de etapas bem definidas que se iniciam com o nascimento. Isto não quer dizer que a criança já nasça pensando formalmente ou falando, mas sim, que existem estruturas neurológicas e psiquicas que se desenvolvem com o passar dos anos. No caso das crianças dos ciclos iniciais, pode-se afirmar, segundo Piaget apud Wadsworth (2003), que elas se encontram na “etapa do pensamento operatório”. Esta etapa, que vai dos sete (07) aos doze (12) anos, é caracterizada pelo desenvolvimento das chamadas operações concretas. Nesta etapa os processos mentais da criança tornam-se lógicos, ou seja, a etapa intuitiva anterior (etapa do pensamento intuitivo - 04 a 07 anos) foi superada e a criança chegou ao nível operatório, porém não pensa senão em termos concretos. Segundo a concepção de Piaget apud Wadsworth (2003), durante o desenvolvimento operatório concreto, a criança desenvolve processos de pensamento lógico (operações) que podem ser aplicados a problemas reais (concretos). Embora a criança nessa etapa desenvolva um uso funcional da lógica, ela não alcança o nível mais elevado do uso das operações lógicas formais. Estas operações têm emprego apenas na solução de problemas que envolvam objetos e atos concretos (reais, observáveis), ou seja, em sua maioria, as crianças neste 30 estágio não podem ainda aplicar a lógica a problemas hipotéticos, puramente verbais e abstratos. Ainda segundo Piaget apud Wadsworth (2003), somente a partir dos doze (12) anos a criança passa a refletir em termos proposicionais. É a etapa do aparecimento e desenvolvimento das operações formais. Particularizando os aspectos e desenvolvimento do pensamento para o âmbito da Matemática, Piaget apud Wadsworth (2003) afirma que é na etapa das operações concretas, que a criança começa a construir (organizar) mentalmente um conjunto de elementos em ordem crescente ou decrescente de tamanho peso ou volume. Nessa concepção Santos et al (2002) expressam que a estrutura espacial, na criança, se inicia pela constituição de uma espécie de sistema de coordenadas relativo ao seu próprio corpo – atrás, à frente, à esquerda, à direita, acima, abaixo. Assim a criança se considera a origem do sistema de coordenadas, sendo incapaz de se orientar mediante a translação dessa oigem para outro ponto, senão tendo seu próprio corpo como ponto de referência. Aos poucos, ela vai tomando consciência dos movimentos de seu próprio corpo, de seu deslocamento. Neste sentido, Santos et al (2002) enfatizam que Essa capacidade de tomar consciência dos outros, enquanto sujeito colocado num dado lugar, a capacidade de deslocar-se mentalmente e de perceber o espaço sob todos os pontos de vista de uma vez, o que significa colocar-se como observador não estático, são condições necessárias à coordenação espacial. É preciso ver, nesses processos, a origem das noções de direção, distância, ângulo etc., base de numerosos conceitos essenciais à Geometria. Santos et al (2002) ainda argumentam que, inicialmente, para a criança, o espaço é essencialmente prático, vivido: ela constrói suas primeiras 31 noções de espaço (próximo, dentro, fora, em cima, embaixo), através dos sentidos (tato, visão, etc.) e de seus próprios deslocamentos (engatinhar, andar, rodar, etc.). Desde muito cedo já é desenvolvido na criança o espaço representativo, todas as ações que são executadas por ela são interiorizadas. No entanto, a criança não consegue expor graficamente mesmo as ações mais simples, antes de efetuá-las concretamente. Por isso existe a necessidade de se fazer distinção entre o espaço representativo e o espaço perceptivo que é desenvolvido em contato direto com o objeto. Essa é a razão das crianças distinguirem as formas geométricas simples, antes de reproduzi-lás graficamente. Santos et al (2002) expressam que três tipos de relações permitem a construção e a representação do espaço: as topológicas, primeiras a serem construídas pelas crianças, as projetivas e as eucledianas, ambas construídas simultaneamente, após as topológicas. As relações topológicas não consideram formas rígidas, distâncias retas ou ângulos, sendo, portanto as mais elementares para a construção e representações do espaço. Para Santos et al (2002) no decorrer dos 7 e 8 anos, aproximadamente, inicia-se a construção dos sistemas projetivo e euclidiano, para localização dos objetos. Em determinadas situações, as crianças encontram dificuldades para a manipulação das relações projetivas (esquerda - direita, embaixo – em cima), ou das relações euclidianas (distância, comprimento, área), retornando a utilização das relações topológicas. De acordo com Santos et al (2002) ao chegar à escola, o aluno já traz alguns conceitos bastante desenvolvidos, relativamente ao espaço que o cerca e aos objetos que o povoam. Desse modo, o trabalho com Geometria no Ciclo Básico 32 deve ser iniciado pela ampliação dos conceitos referentes à posição, direção e sentido, à identificação das regiões determinadas por uma superfície fechada, à exploração de formas espaciais distintas, de suas características, semelhanças e diferenças. Ainda segundo Santos et al (2002) é a partir desses primeiros contatos com as formas espaciais que tem-se a oportunidade de valorizar e incentivar na criança a sua intuição, sua imaginação, sua capacidade de visualização geométrica e sua criatividade, elementos imprescindíveis à construção do pensamento operatório concreto e posteriormente, ao raciocínio hipotético-dedutivo. Nesse contexto, pode-se observarque a relação da criança com a Matemática se dá de diferentes maneiras. De acordo com Santos et al (2002) a aquisição dos conhecimentos matemáticos pela criança, ocorre através de operações essencialmente abstratas, realizadas em pensamento, ainda que resultado da experimentação, simulação de situações, observação de modelos, manipulação de objetos. Assim, o objeto, que materializa a forma e o concreto, é apenas um instrumento para a abstração utilizada pelo pensamento da criança. Uma das atividades matemáticas que a criança desenvolve mesmo antes da instrução formal é a contagem. Nessa perspectiva Rangel (1992) enfatiza que, a contagem é uma habilidade já desenvolvida desde muito cedo. Trata-se de uma habilidade, pois necessita da coordenação de atividades visuais, manuais e vocais. Ela tem caráter cognitivo, visto que ocorre naturalmente no cotidiano do aluno, fazendo parte do indivíduo, do mundo natural dele. Para Rangel (1992) a contagem é realizada de forma diversificada pelas crianças, com um significado que se modifica conforme o contexto e a compreensão que se desenvolve sobre o número. Ainda segundo a mesma autora, desde muito pequenas as crianças 33 aprendem a recitar a seqüência numérica, muitas vezes sem se referir a objetos externos, podem fazê-lo por exemplo, como uma sucessão de palavras (ex. 1, 2, 3, 4, 10...) ou para iniciar uma brincadeira (ex. jogos de esconder ou de pega, nos quais um dos participantes deve contar, enquanto espera os outros se posicionarem). No entanto, de acordo com Rangel (1992) para evitar mecanização é necessário que as crianças compreendam o sentido do que se está fazendo. Ao elaborar situações didáticas para que todos possam aprender e que possam progredir em suas aprendizagens, os professores devem levar em conta os dois conhecimentos humanos descritos por Piaget: o conhecimento físico (ou experimental) e o conhecimento lógico-matemático. Conforme Piaget apud Rangel (1992), a Matemática deve priorizar a construção dos conceitos matemáticos pela ação da criança, através de sua experimentação ativa, para posterior formalização destes conceitos através da linguagem dos sinais operatórios. Segundo Rangel (1992), o conhecimento físico é o que obtemos por meio da observação, consiste em agir sobre os objetos para deles extrair propriedades dadas pelo próprio objeto, tais como: cor, forma, textura, peso, tamanho etc. A experiência física permite, à criança, descobrir as propriedades do objeto, ou seja, conceber o que é o objeto pela abstração das ações exercidas materialmente sobre ele. Trata-se de uma descoberta que não é senão a tomada da consciência da natureza do objeto e de propriedades que estão nele. 34 Fonte: Educação Matemática e a Construção do Número pela Criança. 1992, p 22. Figura 12– Descoberta das propriedades físicas do objeto através de observações e ações. Já o conhecimento lógico-matemático refere-se não somente às abstrações das ações exercidas sobre os objetos, mas às abstrações das coordenações das ações do sujeito sobre os objetos, extraindo deles elementos que não estão dados, ou seja, abstrações e elaboração de conceitos abstratos a partir da realidade física. Segundo Santos et al (2002) “é o sujeito que acrescenta propriedades aos objetos, ordena-os, classifica-os, enumera-os, através de abstrações, chamadas reflexivas, que vão se tornando cada vez mais complexas”. Para Rangel (1992) Inicialmente, a experiência lógico-matemática se relaciona com ações materiais exercidas sobre os objetos, porém com os progressos da inteligência, ela pode dispensar a aplicação sobre os objetos, e esta criação e coordenação de relacionamentos ocorre sobre as operações simbolicamente manipuláveis. Assim Rangel (1992) afirma que, enquanto o conhecimento físico deriva das propriedades físicas dos próprios objetos, o conhecimento lógico- matemático tem origem no próprio sujeito. 35 Fonte: Educação Matemática e a Construção do Número pela Criança. 1992, p 23. Figura 13– Abstrações das ações do sujeito sobre os objetos Para compreender os dois conhecimentos abordados anteriormente, tomemos como base um exemplo de “número” citado por Santos et al (2002). Segundo o autor a palavra número é o nome que se dá a um objeto ou a um conjunto de objetos. A criança pode até conhecer a palavra número “oito” (falar, ler, escrever), o símbolo “8” sem, no entanto, compreender a idéia de “oito”, enquanto número. Número não se “enxerga” no sentido estrito da palavra, número é a designação de uma classe de coleções que tem a mesma quantidade de elementos (aspecto cardinal), ou seja, número não é o conhecimento físico: é o conhecimento lógico-matemático. Só ocorre o aprendizado quando a criança associar o símbolo a quantidade de objetos. Desse modo, a diferenciação entre esses dois tipos de conhecimento não significa uma dissociação obrigatória entre eles. Os dois tipos de experiências são indissociáveis, uma vez que o processo de aquisição da língua escrita é um processo construtivo. Também as noções matemáticas vêm sendo construídas, simultaneamente, ao longo da vida da criança. 36 1.3 RECURSOS COMPUTACIONAIS De acordo com uma idéia expressa por Carneiro (2002) o uso do computador e suas possibilidades como ferramenta pedagógica, devem ser utilizados para favorecer e estimular a aprendizagem e também como meio de entender de que forma o processo de aprendizagem se desenvolve a partir de tais estímulos. O computador quando inserido de forma contextualizada na, educação, poderá ajudar na resolução de situações-problema, nas atividades de aprendizagem ou no acesso de informações. Pode ainda tornar o ambiente da sala mais dinâmico e o aluno mais interessado. Também poderá ser utilizado para enriquecer ambientes de aprendizagem e auxiliar o aprendiz no processo de construção do seu conhecimento, uma vez que ele proporciona ao aluno muitas atividades que falam sobre formas, cores e coisas relacionadas à realidade do seu cotidiano. Lollini (1991) define a informática como “[...] algo diferente, que abrange metodologias, meios, conteúdos, instrumentos, de verificação que transcendem o mundo da lógica como disciplina”. Dessa forma, se utilizado de maneira correta, o computador poderá ser um forte coadjuvante no processo de construção do conhecimento lógico- matemático da criança. O professor tem ao seu lado uma ferramenta pedagógica capaz de potencializar a aprendizagem de campos conceituais nas diferentes áreas do conhecimento. Através do uso do computador o educando poderá aprender os mais diversos conteúdos, mais especificamente os conteúdos de Geometria, de uma forma diferente, pelo fato do computador promover a criatividade, possibilitar a interatividade e empregar o valor da ludicidade no ato de aprender. Para a revista 37 Época apud Carneiro (2002) “a Informática é uma ferramenta que está derrubando paradigmas há muito calcificados e incentivando os professores a encontrar novas formas de ensinar velhas teorias”. Segundo Borba et al (2007) ao utilizar a tecnologia de uma forma que estimule a formulação de conjecturas (hipóteses) e a coordenação de diversas representações de um conceito, é possível que novas formas de ensino, apareçam em uma sala de aula de não especialistas em Matemática. Ainda segundo o mesmo autor, a Informática abre possibilidades de mudanças dentro do próprio conhecimento e é possível haver uma ressonância entre uma dada pedagogia, uma mídia e uma visão de conhecimento, ou seja, uma determinada mídia não determina a prática pedagógica, são os resultados da harmonia existente entre o enfoque pedagógico e as mídias utilizadas, que podem ser considerados como uma tentativa de superar problemas de práticas de ensino tradicionalvigente. Diante das possíveis contribuições do computador para o ensino da disciplina de Matemática, propõe-se, através das ferramentas abaixo descritas, complementar a aprendizagem de Geometria nos ciclos iniciais do ensino fundamental. São ferramentas com interfaces de fácil manuseio, interativas, nas quais, diante dos conhecimentos sistematizados e do principal direcionador do processo de ensino, “o professor”, o educando poderá ter uma participação ativa, podendo visualizar conceitos e verificar mudanças e alterações ocorridas em tarefas executadas. Além disso poderá também, aguçar seu raciocínio lógico e geométrico, aplicar e criar estratégias de resolução de problemas e despertar sua criatividade. Assumindo, o uso de tais ferramentas poderá contribuir com a construção do conhecimento do aluno. 38 1.3.1 AutoFormas O AutoFormas é uma ferramenta de desenhos disponível na barra de ferramentas desenhos nos programas do Microsoft Office (Microsoft: Word, PowerPoint, Excel etc.). De acordo Lima (2008), uma AutoForma é uma figura predefinida ou de forma livre como uma linha, uma elipse, um cubo, um símbolo de fluxograma, uma faixa ou um rabisco, que pode ser inserida rapidamente em um documento e em seguida, personalizada. Através do AutoFormas pode-se inserir (criar) diversos tipos de figuras, principalmente figuras de formas geométricas, uma vez que toda figura possui sua forma geométrica. É uma ferramenta simples, de fácil manuseio, por isso poderá ser uma grande aliada para o ensino dos conteúdos de Geometria, com crianças que estão na fase das operações concretas. Para inserir uma AutoFormas basta somente utilizar o menu Inserir na barra de ferramenta menus, aponte para Imagem e clique em AutoFormas, em seguida clique no botão do tipo de forma que deseja inserir. Também pode ser utilizado o ícone AutoFormas disponível na barra de ferramentas desenho. Abrirá um menu com as AutoFormas disponíveis, como mostrado abaixo na figura 14. Figura 14-Exemplo de uma ferramenta AutoFormas disponível no Microsoft Office Word 2003. 39 Através do AutoFormas podem ser trabalhados diversos conteúdos de Geometria que são lecionados nos ciclos iniciais, por exemplo, os diversos tipos de linhas, as retas e seus segmentos. A figura 15 apresenta os tipos de linhas disponíveis no menu linhas da ferramenta AutoFormas. Figura 15-Exemplos de linhas retas e curvas disponíveis no AutoFormas. Também podem ser desenvolvidas atividades com: polígonos, figuras planas e não planas, tipos de triângulos, entre outras. A figura 16 ilustra os diversos tipos de figuras geométricas disponíveis no menu formas básicas do AutoFormas. Figura 16-Exemplos de figuras geométricas disponíveis no AutoFormas Diante da simplicidade de uso da ferramenta AutoFormas e da coleção de desenhos prontos disponiveis, o aluno poderá gerar figuras geométricas com tamanhos e formas específicos, além da possibilidade de ter sua a criatividade estimulada, tendo em vista a variedade de elementos divertidos (carinhas sorridentes, corações, sol, lua entre outros) disponíveis no menu formas básica. 40 1.3.2 Paint O Paint é uma ferramenta utilizada para a criação de desenhos simples e também para a edição de imagens. Tal ferramenta está incluída como um acessório, no sistema operacional Windows da Microsoft. O Paint disponibiliza diversas ferramentas, tanto para desenhos de formas livres, quanto para figuras pré-definidas. Esses desenhos podem ser feitos em preto e branco ou colorido e podem ser salvos em diversos formatos como gif, bitmap, jpeg entre outros. As figuras abaixo são exemplos da interface do Paint e das ferramentas que são disponibilizadas pelo programa. Figura 17-Exemplos da interface e caixa de ferramentas do programa Paint Utilizando a ferramenta Paint, o professor poderá ensinar conceitos geométricos de uma forma simples e diferente, uma vez que o educando poderá materializar seu conhecimento, ou seja, o aluno poderá colocar em prática conteúdos estudados na sala de aula utilizando o Paint. O Paint é uma ferramenta simples, de fácil manuseo que poderá ser utilizada em qualquer fase dos ciclos inicias. 41 Com auxilio de algumas ferramentas, como a ferramenta lápis (ferramenta utilizada para fazer desenhos a mão livre), pincel, linha e curva, disponiveis no programa, podem ser trabalhados conceitos como: ponto, linhas (retas, curvas, sinuosas) e vários outras figuras geométricas que o aluno pode estar criando. A figura 18 ilustra um exemplo de desenho que o educando pode criar, utilizando vários conceitos geométricos. Figura 18-Exemplo de um desenho criado no Paint utilizando linhas retas e curvas. No Paint, também encontram-se disponíveis outras ferramentas, principalmente ferramentas geométricas (retângulo, elipse, poligono etc.) que permitem adicionar formas prontas ao desenho. Através dessas ferramentas poderão ser trabalhados contéudos de Geometria como polígonos, quadriláteros, figuras planas e não planas, perímetro, entre outras. Cabe ao professor saber utilizar (adequar) tais ferramentas para o ensino dos diversos conteúdos de Geometria. A figura 19 é um exemplo de desenhos geométricos que podem ser construídos no Paint. Figura 19-Exemplo de desenho geométrico construído no Paint. 42 Diante dos variados recursos disponíveis no programa Paint e da facilidade de uso, podemos supor que este poderá ser uma ferramenta eficiente para o ensino dos diversos conceitos geométricos lecionados nos ciclos iniciais. Poderá também contribuir com o desenvolvimento da coordenação motora, despertar o interesse e incentivar sua criatividade pela possibilidade que o educando tem de criar, editar e exibir seus desenhos. 1.3.3 Tangram De acordo com Barroso (2005) o Tangram é um quebra-cabeça chinês antigo, bem conhecido. De acordo com o mesmo autor, o nome significa "7 tábuas da sabedoria". Todo quebra-cabeça é um jogo onde um jogador deve resolver um problema proposto. Nesse tipo de jogo (Tangran), o raciocínio é bem mais importante que a agilidade e a força física. No Tangran estão disponíveis sete (07) peças que podem ser posicionadas de maneira a formar um quadrado ou diversas outras figuras geométricas (objetos, letras, números, plantas, figuras de animais etc.). Cabe-se ressaltar que há casos nos quais nem todas as 07 peças são utilizadas para se contruir a figura final. As figuras podem ser obtidas, sempre observando duas regras: a) todas as peças devem ser usadas; b) não é permitido sobrepor as peças. 43 O principal desafio do quebra-cabeça Tangran é formar várias figuras de diferentes formas utilizando sempre os sete (7) pedaços. Com o uso do Tangram pode-se trabalhar a identificação, descrição, comparação, classificação e desenho de formas geométricas, através da composição e decomposição de figuras. Pode-se trabalhar também, as propriedades das figuras planas e a reprodução e resolução de problemas usando padrões geométricos. A figura 20 apresenta uma janela do Tangran versão 1.0, desenvolvido por Mark Overmars. A versão é dividida em 04 níveis (easy, medium, hard, very hard) que varia do simples (para crianças pequenas) até o mais difícil (para adultos). Figura 20- Interface inicial do Tangran versão 1.0, nível easy. O nível easy (fácil) é composto por figuras geométricas simples, tais como: quadrados, retângulos, triângulos, losangos, etc. Através dele é possível formar 15 figuras diversificadas como: casinha, árvores, entre outras. Figura 21- Ilustração de um desenho formado por figuras geométricas no nível easy. Já no nível medium (médio) é exigido um grau maior de raciocínio lógico. Esse nível é formadopor peças em forma de polígonos, sendo possível 44 formar 25 figuras geométricas mais complexas, presentes no cotidiano do educando, como por exemplo, algumas letras do próprio alfabeto, objetos, animais etc. As figuras 22, 23 e 24 apresentam exemplos de desenhos formados por polígonos disponíveis no nível médium. Figura 22- Exemplo de figura em forma de objeto Figura 23- Exemplo de figura com letras do alfabeto Figura 24- Exemplo de figura de animais Assim, podemos intuir que as atividades envolvendo o uso do Tangram poderá tornar o aprendizado de Geometria mais prazeroso e significativo, bem como permitir ao educando identificar, descrever e comparar figuras geométricas, aguçar o raciocínio lógico, a criatividade, a capacidade de análise e síntese. Além da 45 possibilidade de adquirir habilidades de visualização, percepção, composição e decomposição de figuras. 1.3.4 Microsoft Office PowerPoint O Microsoft Office PowerPoint é uma ferramenta que faz parte do pacote Office do Sistema Operacional Windows. É utilizada para criação de apresentações através de slides que utilizam todo recurso de multimídia disponível em um computador, ou seja, permite que o usuário integre um texto a ser apresentado com efeitos visuais (entrada e saída do texto), imagens, vídeos, sons e animações para tornar o trabalho apresentado mais dinâmico e atraente. A figura abaixo apresenta uma janela do PowerPoint 2003. Figura 25- Exemplo de janela do PowerPoint Com os recursos disponíveis no Microsoft Office PowerPoint é possível criar facilmente atividades animadas com links de um slide para outro, o que permite o retorno (feedback) ao usuário. Além de imagens, sons, textos e vídeos podem ser usados também, esquema de cores, efeitos especiais, transições de slides animados que valorizam bastante a apresentação. A figura 26 apresenta exemplos 46 de atividades animadas com feedback construídas no Microsoft Office PowerPoint 2003. Figura 26- Exemplo de atividades animadas no PowerPoint Pode-se supor então que, diante dos vários recursos disponíveis na ferramenta PowerPoint e da possibilidade de construções de atividades animadas, que permitirão o aluno revisar o conteúdo e corrigir seu próprio erro, poderá tornar as aulas de Matemática, mais especificamente, as aulas de Geometria, mais atraente e interativa, podendo despertar o interesse e a curiosidade do aluno. 47 2 METODOLOGIA O foco principal deste trabalho é apresentar atividades relacionadas ao ensino e à aprendizagem dos conteúdos de Geometria mediado pelo uso das tecnologias da Informática. A pesquisa foi desenvolvida com três (03) turmas: 3ª fase/1° ciclo, 1ª fase/ 2° ciclo e 2ª fase/2° ciclo (2ª, 3ª, 4ª séries) do ensino fundamental da Escola Estadual “Cel. Antonio Paes de Barros” da cidade de Colíder- MT. A escolha da Escola Estadual “Cel. Antonio Paes de Barros” para a pesquisa, aconteceu tendo em vista que a referida escola possui, implantado em seu núcleo, o Laboratório de Informática Educacional (LIED) desde o ano de 1999. Na época do estudo de campo o LIED era composto por 15 computadores, scanner, projetor multimídia, entre outros, o que possibilitou-se trabalhar diversas atividades usando diferentes recursos computacionais e tecnológicos. Diariamente o LIED atende não só alunos da própria escola, mas de outras escolas do município e pessoas da comunidade. Para darmos início ao estudo realizamos uma pesquisa “in loco” em documentos oficiais da instituição, livros didáticos, planos de aula e no Planejamento Anual de Ensino, com a finalidade de buscar dados sobre o ensino de Geometria nos ciclos iniciais do ensino fundamental, tais como seus objetivos e finalidades (o 48 resultado desta pesquisa bibliográfica esta na seção 1.1.). Concluída a pesquisa, foi feito no decorrer da disciplina de estágio supervisionado II um estudo de campo de 20 horas/aula de observação na disciplina de Matemática. Com base no referencial teórico e no estudo de campo, foi desenvolvido, em conjunto com os professores das turmas, mediante planos de aula, uma pesquisa com abordagem qualitativa de 35 horas/aula (estágio supervisionado II) na disciplina de Matemática focada em seu aspecto geométrico. As atividades foram desenvolvidas de acordo com o Planejamento Anual de Ensino da escola, fazendo uma junção do ensino de Geometria com outros conteúdos de Matemática (4 operações, medidas, temas transversais etc.), inseridos no currículo escolar e propostos no PCN (1997). Segundo o PCN (1997) “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”. Dessa forma, buscou-se introduzir atividades que não dissociassem os aspectos aritméticos e geométricos da Matemática e que tivessem como principal elemento coadjuvante o computador. A pesquisa contou com a participação de crianças na faixa etária entre sete (07) e dez (10) anos, distribuídas da seguinte forma: Tabela 1: Quantidade de alunos por turma Turmas Quantidade de alunos 3ª fase/1° ciclo 23 1ª fase/ 2° ciclo 15 2ª fase/2° ciclo 30 Total: 68 Fonte: Pesquisa realizada na Escola Estadual “Cel. Antonio Paes de Barros”. 49 Para o desenvolvimento da pesquisa de campo, foram utilizadas as ferramentas Paint, Microsoft Office PowerPoint, AutoFormas e o software educativo Tangran descritas na seção 1.3. Com base nos aspectos gerais abordados no capítulo 1, foram escolhidas as ferramentas computacionais que poderiam facilitar a aprendizagem dos conteúdos de Geometria, trabalhados nos ciclos iniciais do ensino fundamental, e que são de fácil acesso, ou seja, as ferramentas utilizadas foram aquelas, julgadas, as mais indicadas mediante a análise do conteúdo a ser trabalhado e considerando o atual estado cognitivo dos alunos. Cabe ressaltar que, a escolha de tais recursos computacionais teve como finalidade: a) propiciar ao educando a oportunidade de entender os conteúdos de Geometria através de atividades criativas que lhes despertassem o interesse em aprender; b) fornecer a oportunidade ao aluno de criar seus próprios desenhos geométricos a partir de determinado conteúdo exposto, fomentando assim a sua criatividade; c) estimular seu raciocínio lógico, por meio de resolução de problemas; d) revisar o aprendizado de conteúdos tradicionalmente trabalhados na sala de aula. Logo no início do experimento, durante as primeiras aulas, foi aplicado um questionário breve a cada aluno, conforme abaixo descrito: a) qual é sua idade? b) possui computador em sua casa? c) gosta de utilizar o computador? 50 Dentre os 68 alunos entrevistados somente 13% (09 alunos) deles possuiam computador em casa. Embora, mesmo estando no início da pesquisa, já foi possivel peceber que todos sabiam manusear muito bem os equipamentos de informática. No decorrer de uma das aulas foi indagado a um dos alunos da 2°F/2°C onde ele havia aprendido usar o computador? Ele respondeu “desde que comecei a estudar, frequento o LIED da escola, mas o meu maior sonho é ter o meu, por isso sempre pesso ao meu pai um computador de presente”. Em relação a questão c, foram unânimes as respostas, todos responderam que gostam muito de aulas no LIED, ou seja de estudar utilizando o computador e, muitas vezes, alguns deles até chegavam a sugerir que a professora deveria levá-los mais ao Laborátorio. No desenrolar de cada aula, era possível obter a confirmação de cada resposta, seus rostinhos sorrindentes brilhavama cada descoberta e, a cada atividade concluida, eles vibravam. Os objetivos principais da aplicação desse questionário era saber se o educando já possuia noções de como manusear o computador, identificar as dificiculdades de cada um, nortear o trabalho com cada criança e saber se eles gostavam de utilizar os equipamentos de Informática. De posse dos resultados deu- se continuidade a pesquisa. A pesquisa de campo foi marcada por duas etapas principais: a) docência - apresentação de conteúdos; b) exercício/simulação (treino do aluno). A seguir encontra-se uma breve descrição dos conteúdos de Geometria que foram aplicados nos ciclos iniciais do Ensino Fundamental da escola “Cel. Antonio Paes de Barros” com auxilio dos recursos computacionais supra citados. 51 Vale ressaltar que, o estudo de campo foi realizado no primeiro semestre de 2008, no período entre 05/05/2008 e 12/06/2008 e, de acordo com a prática docente, os conteúdos de Geometria são mais aprofundados no final do ano letivo. Segundo Fonseca et al (2001) “O conteúdo de Geometria aparece sempre no final, dando a entender que é um estudo deixado para o fim do período letivo”. Esta constatação ratifica que essa é a causa da pouca quantidade de conteúdos aplicados durante o estudo. Em um primeiro momento, foi trabalhado por meio de exemplos, em todas as 03 turmas, o conceito de Geometria. Através de exposição em PowerPoint com auxilio do projetor multimídia foram utilizados como exemplos, objetos da própria sala de aula, materiais escolares, figuras da natureza, entre outras. Dessa forma, buscou-se fazer com que o educando entendesse que tudo a sua volta é formado por figuras geométricas e que o conteúdo de Geometria faz parte da disciplina de Matemática assim como a adição, subtração etc. A figura 27 apresenta exemplos de slides do conceito de Geometria explanado na primeira aula. Figura 27– Exemplos de slides apresentados para exemplificar o conceito de Geometria. Você Sabe o que é Geometria? É um conteúdo que faz parte da matemática, assim como adição e a subtração. A geometria esta presente no nosso dia-dia de diversas formas. 52 No decorrer de todas as 35 aulas do estudo de campo, foi primeiramente utilizado o projetor multimídia para explanação de conceitos e exemplos e, só após o conhecimento do conteúdo, o computador era utilizado pelos alunos na resolução das atividades. 2.1 Conteúdos Aplicados na 3ª fase/ 1° ciclo Nas próximas subseções são especificados os conteúdos de Geometria efetivamente trabalhados, os conteúdos de Matemática (não – geométricos) associados a eles e os temas transversais, bem como os softwares utilizados, forma de utilização do computador pelos alunos e os resultados alcançados. 2.1.1 Ponto e Reta A introdução destes conceitos deu-se através das seguintes especificações: a) software utilizado: na 3ª fase/ 1° ciclo, foram trabalhados através da ferramenta Paint e do Microsoft Office PowerPoint 2003 atividades relacionadas ao ponto e a reta; 53 b) forma de uso do computador pelo aluno: atividades animadas construídas no PowerPoint com retorno ao aluno (feedback) e construção de desenhos geométricos no Paint. Segue exemplo das atividades no Apêndice A; c) atividades: ao ponto e à reta foram atrelados conteúdos como as quatro operações. Abaixo, na figura 28, exemplos de atividades utilizando o ponto e a reta para resolver as operações matemáticas são apresentados. Figura 28– Ilustrações de atividades: adição e subtração na reta geométrica Já a ferramenta Paint foi utilizada para a construção de desenhos geométricos utilizando os referidos conceitos; d) resultados: além do aprendizado dos conceitos geométricos o aluno pôde também desenvolver sua coordenação motora, ao ter que controlar o mouse para construção do desenho e despertar sua criatividade, uma vez que esta construção dependia de sua imaginação e compreensão do tema. 54 2.1.2 Sólidos Geométricos Para o ensino deste conteúdos foi utilizados como auxilio uma ferramenta simples, de fácil acesso, com uma gama de figuras geométricas disponíveis. a) software utilizado: através do AutoFormas foram introduzidas as noções de algumas figuras planas que compõem os sólidos geométricos tais como: círculo, quadrado, retângulo, triângulo etc.; b) forma de uso do computador pelo aluno: identificação, construção e manipulação de vários sólidos geométricos no editor de texto Microsoft Office Word com auxilio da ferramenta AutoFormas; c) atividades: utilizando-se a ferramenta AutoFormas foi solicitado ao aluno que elaborasse desenhos que tivessem como formato principal os sólidos geométricos estudados anteriormente, bem como que identificasse cada figura que compunha cada desenho construído. A figura 29 apresenta um desenho e sua identificação construído por dois alunos no Microsoft Word utilizando o AutoFormas. Figura 29-Desenho criado no AutoFormas por dois alunos da 1ª fase/2° ciclo d) resultados: no decorrer das atividades foi possível perceber o interesse e entusiasmo dos alunos ao identificar, desenhar e colorir as figuras. Percebeu-se que o aspecto lúdico propiciado pelo uso da 55 máquina foi preponderante para a compreensão do conteúdo. Apesar de somente um deles possuir computador em casa, todos se saíram muito bem no desenvolvimento das atividades. 2.1.3 Adição e Multiplicação Utilizando Figuras Geométricas Em relação a este conteúdo foram trabalhados conceitos e exemplos das seguintes formas: a) software utilizado: com auxilio do Microsoft PowerPoint foram aplicadas atividades relacionadas à resolução de problemas; b) forma de uso do computador pelo aluno: o aluno deveria interpretar o problema exposto em cada slide, em seguida clicar na alternativa que julgar verdadeira. Segue exemplo da atividade no Apêndice A. c) atividades: após observar o slide, o aluno deveria fazer o cálculo (somar, multiplicar) com as dimensões de variadas figuras geométricas com diferentes tamanhos. A figura 30 apresenta um exemplo de atividade empregando a multiplicação e noções de medidas, baseado nas somas dos lados das figuras geométricas. 56 Figura 30– Exemplo utilizando adição, multiplicação e noções de medidas para somar os lados das figuras geométricas d) resultados: através de figuras geométricas conhecidas pelos alunos e atividades nas quais eles tinham a possibilidade de voltar e rever o seu próprio erro (Pedagogia do Erro), foi possível apresentar ao educando não só noções ligadas à Geometria, mas também fazer uma junção do conteúdo geométrico com outros conteúdos tais como as medidas, e as operações aritméticas básicas, fortalecendo a noção de que estes conteúdos não estão dissociados. Foi possível perceber que a materialização dos conceitos favoreceu sua abstração por parte dos alunos. 2.1.4 Preservação do Meio Ambiente O Plano Político Pedagógico-PPP 2007 da Escola propõe aos docentes a aplicação dos conteúdos relacionando-os aos temas transversais. Desse modo, foram abordados com auxilio dos recursos computacionais noções sobre a Preservação do Meio Ambiente. 57 a) software utilizado: ilustrações com figuras geométricas presentes no cotidiano do aluno foram apresentados por meio do PowerPoint e software educativo Tangran; b) forma de uso do computador pelo aluno: exposição de ilustrações com auxilio do projetor multimídia de figuras geométricas presentes no dia-a-dia do aluno tais como pneus (círculo), garrafas pets (cilindro), árvores (linhas retas e curvas) e atividades através do software educativo Tangran; c) atividades: após a explanação do conceito foram aplicadas atividades animadas desenvolvidas no PowerPoint2003. Abaixo, um exemplo da atividade desenvolvida em slide utilizada no decorrer da aula, é apresentado. Figura 31– Exemplo de atividade desenvolvida em slide aplicada no decorrer da aula. d) resultados: pôde-se perceber que através do uso dos recursos mencionados, além da contribuição para o desenvolvimento do raciocino lógico e da coordenação motora do aluno, o uso do computador também possibilitou que ele obtivesse noções sobre Preservação do Meio Ambiente, e identificasse figuras presentes na natureza com figuras geométricas que fazem parte do seu dia-a-dia. A identificação de formas geométricas elementares que, quando juntas, se assemelhavam a elementos do meio ambiente, foi fundamental para 58 propiciar a transposição do conteúdo teórico para os elementos concretos. 2.1.5 Educação no Transito Para finalizar a nossa pesquisa com alunos da 3° fase/1° ciclo, foi analisado através do uso do computador o tema relacionado à Educação no Trânsito. a) software utilizado: o conteúdo foi trabalhado com o auxilio de jogos da memória compostos por placas de trânsito (em forma de retângulo, circulo, quadrado, triângulo etc.) e do software Tangran, utilizado para se aplicar atividades aos alunos; b) forma de uso do computador pelo aluno: após explanação e questionamentos do conceito, através de slides, relacionando sinais de trânsito com conceitos geométricos, o aluno pôde complementar seu aprendizado utilizando jogos da memória e o software Tangran; c) atividades: cabia ao aluno encontrar o par de cada figura que fazia parte do jogo da memória, composto por sinais de trânsito, identificar na sinalização figuras geométricas estudadas anteriormente, bem como formar figuras geométricas com as peças do Tangran. A figura 32 apresenta um exemplo do jogo da memória, composto por placas de trânsito, utilizado no desenvolvimento das atividades; 59 Figura 32– Exemplo de jogo da memória composto por placas de trânsito. d) resultados: tendo em vista que a turma da 3ª fase/1° ciclo é numerosa e os alunos estavam acostumados (na fase anterior-1ª série) freqüentar o LIED para desenhar, brincar e jogar, ou seja, se distrair comportaram-se de modo disperso. Durante as aulas eles afirmavam que queriam “joguinhos da Internet”. Pôde-se verificar que alguns alunos possuem dificuldades de concentração e, de acordo com a professora da turma, há na sala alunos hiperativos. Quando do inicio da execução dos experimentos com o computador, eles não conseguiam parar quietos em frente à máquina. Por diversas vezes mudavam de programa, não assimilavam os conteúdos, conversavam e saiam do LIED. No final do estudo, pôde- se perceber uma melhora no comportamento e na concentração desses alunos. Ou seja, pode-se concluir que o uso dos softwares apropriados e a escolha das atividades adequadas foi preponderante para se obter um ganho de atenção e concentração dos alunos sobre o conteúdo, otimizando assim o processo ensino-aprendizagem. 60 2.2 Conteúdos Aplicados na 1ª fase/ 2° ciclo Nas próximas subseções serão especificados os conteúdos de Geometria efetivamente trabalhados, os conteúdos de Matemática (não – geométricos) associados a eles e os temas transversais, bem como os softwares utilizados, forma de utilização do computador pelo aluno e resultados alcançados. 2.2.1 Ponto, Linha Reta e Linha Curva Para iniciar o estudo com crianças da 1° fase/2°ciclo (3ª série), foram conceituados e exemplificados os conteúdos, mencionados acima, utilizando-se os critérios abaixo descritos: a) software utilizado: ferramenta AutoFormas; b) forma de uso do computador pelo aluno: através da ferramenta AutoFormas, o aluno pôde ilustrar e diferenciar os vários tipos de linhas; c) atividades: construir, manipular e colorir desenhos com os diversos tipos de linhas, que são encontradas no menu linhas da ferramenta AutoFomas, conforme mostrado na figura abaixo. Na figura 33, encontra-se exemplos de linhas feitas no AutoFomas. Figura 33– Exemplo de linhas disponíveis no menu linhas da ferramenta AutoFormas. 61 d) resultados: O uso da ferramenta AutoFormas, através do processo de visualização e interação, propiciou ao aluno maior abstração e compreensão dos conceitos abordados teoricamente. Neste caso, percebeu-se que a facilidade em “desfazer” uma linha propiciou o aprendizado por meio da tentativa e erro. 2.2.2 Figuras Geométricas Planas O estudo sobre figuras geométricas planas, já havia sido trabalhado pela professora, na sala de aula, assim, a ferramenta abaixo descrita, teve como finalidade enriquecer o aprendizado do aluno de uma forma diferente. a) software utilizado: ferramenta Paint; b) forma de uso do computador pelo aluno: criação, identificação e pinturas de desenhos; c) atividades: foi solicitado aos educandos que elaborassem desenhos formados por figuras planas. A figura 34 apresenta um desenho construído no Paint por um aluno durante o desenvolvimento das atividades. Figura 34– Desenho construído por um aluno no Paint. 62 d) resultados: as atividades propostas foram executadas sem maiores dificuldades pelos alunos, superando as expectativas. Ao término de cada atividade o aluno era indagado, sobre quais figuras planas ele havia construído, com o objetivo de saber se ele havia entendido o conteúdo. 2.2.3 Classificação dos Polígonos Quanto à classificação dos polígonos (quanto ao número de lados), foram trabalhados conceitos e exemplos, como segue: a) software utilizado: atividades com animações no Microsoft Office PowerPoint 2003 e software educativo Tangran; b) forma de uso do computador pelo aluno: exercícios de múltipla escolha (segue exemplo no Apêndice B) e composição de figuras com vários lados, utilizando o Tangran; c) atividades: foram exibidas várias ilustrações, onde o aluno era questionado sobre que figuras compunham aquele desenho e a seguinte solicitação era feita: classifique os polígonos abaixo, quanto ao número de lados. Os alunos deveriam observar as figuras, ler as alternativas e escolher uma resposta. Ao clicar na resposta certa, ele se deparava com uma frase de incentivo: Parabéns coleguinha a sua resposta esta correta. Se, por acaso, o usuário clicasse na resposta errada, aparecia um link, também com a seguinte frase de incentivo: 63 Tente novamente, a sua resposta esta incorreta. As figuras abaixo são exemplos de ilustrações formadas por polígonos tais ilustrações pertencem às atividades aplicadas por meio de slides desenvolvidas no decorrer da aula. Figura 35– Exemplo de desenhos formado por vários polígonos. Figura 36– Exemplo de slide com atividades sobre classificação de polígonos. Dando continuidade ao estudo sobre polígonos utilizou-se também o software educativo Tangran. No Tangram nível easy encontra-se disponível um leque de polígonos, como mostrado no exemplo abaixo, figura 37. Nesta atividade, foi solicitado ao aluno que observasse cada figura e peças encontradas no software Tangran e classificasse-as quanto ao número de lados. Figura 37–Exemplo de figura formada por vários lados disponível no Tangran nível easy 64 d) resultados: Além do aprendizado do conceito de polígonos, o aluno pôde estimular seu raciocínio lógico, bem como através dos recursos (PowerPoint e Tangran) utilizados como auxilio, concretizar seu aprendizado, pela possibilidade de interação e visualização que tais recursos oferecem. O uso da estratégia de “tentativa e erro” propiciada por ambos os softwares, foi efetiva na construção do conhecimento do aluno a cerca do conteúdo. Isto porque o “feedback” gerado pelos softwares, quando do erro, ajudou-os a trilhar o caminho do conceito
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