Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 1 MÓDULO DE: DIDÁTICA DA MATEMÁTICA AUTORIA: Ms MARCELO SOUZA MOTTA Copyright © 2008, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 2 Módulo de: DIDÁTICA DA MATEMÁTICA Autoria: MARCELO SOUZA MOTTA Primeira edição: 2009 CITAÇÃO DE MARCAS NOTÓRIAS Várias marcas registradas são citadas no conteúdo deste módulo. Mais do que simplesmente listar esses nomes e informar quem possui seus direitos de exploração ou ainda imprimir logotipos, o autor declara estar utilizando tais nomes apenas para fins editoriais acadêmicos. Declara ainda, que sua utilização tem como objetivo, exclusivamente a aplicação didática, beneficiando e divulgando a marca do detentor, sem a intenção de infringir as regras básicas de autenticidade de sua utilização e direitos autorais. E por fim, declara estar utilizando parte de alguns circuitos eletrônicos, os quais foram analisados em pesquisas de laboratório e de literaturas já editadas, que se encontram expostas ao comércio livre editorial. Todos os direitos desta edição reservados à ESAB – ESCOLA SUPERIOR ABERTA DO BRASIL LTDA http://www.esab.edu.br Av. Santa Leopoldina, nº 840/07 Bairro Itaparica – Vila Velha, ES CEP: 29102-040 Copyright © 2008, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 3 Apresentação Esta o módulo não pretende ser um manual para o ensino de matemática, mas uma contribuição no sentido de romper os preconceitos que a cercam. O que se deseja realmente com este material é que o professor possa aplicar os conceitos, atividades, jogos e textos aqui apresentados e sua práxis docente. Objetivo Reconhecer os principais referenciais teóricos matemáticos; Desenvolver a teoria dos números segundo Piaget; Analisar os PCNs; Conhecer metodologias para se trabalhar as operações básicas; Desenvolver a competência de resolver problemas; Reconhecer a matemática do cotidiano; Utilizar Jogos Matemáticos; Desenvolver a Modelagem Matemática; Reconhecer os aspectos teóricos da Geometria. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 4 Ementa Competências no Ensino de Matemática. Análise crítica dos PCNs. Correntes em Educação Matemática. Teoria Piagetiana. Conceito de Número. Construção do Número. Cálculo Mental. Origem dos Símbolos Matemáticos. Operações Básicas. Resolução de Problemas. Modelagem Matemática. Etnomatemática. Jogos Matemáticos. Quadrados Mágicos. Torre de Hanói. Geometria e Jogos. Sobre o Autor -Mestre em Ensino de Ciências e Matemática pela PUC/MG. Licenciado em matemática pela UFES. Especialista em Informática Educacional, Educação Matemática, Supervisão Escolar e Psicologia. -Docente em instituições públicas e privadas desde a Educação Básica ao Ensino Superior. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 5 SUMÁRIO UNIDADE 1 ........................................................................................................... 8 PLANO DE CURSO .............................................................................................................. 8 UNIDADE 2 ......................................................................................................... 10 COMPETÊNCIAS NO ENSINO DE MATEMÁTICA ............................................................ 10 UNIDADE 3 ......................................................................................................... 15 ANÁLISE CRÍTICA DOS PCN’S ......................................................................................... 15 UNIDADE 4 ......................................................................................................... 22 CORRENTES EM EDUCAÇÃO MATEMÁTICA .................................................................. 22 UNIDADE 5 ......................................................................................................... 24 A TEORIA PIAGETIANA ..................................................................................................... 24 UNIDADE 6 ......................................................................................................... 28 CONCEITO DE NÚMERO .................................................................................................. 28 UNIDADE 7 ......................................................................................................... 33 A CONSTRUÇÃO DOS NÚMEROS ................................................................................... 33 UNIDADE 8 ......................................................................................................... 37 O CÁLCULO MENTAL ........................................................................................................ 37 UNIDADE 9 ......................................................................................................... 41 ORIGEM DOS SÍMBOLOS MATEMÁTICOS ...................................................................... 41 UNIDADE 10 ....................................................................................................... 44 OPERAÇÕES BÁSICAS – PARTE I ................................................................................... 44 UNIDADE 11 ....................................................................................................... 49 OPERAÇÕES BÁSICAS – PARTE II .................................................................................. 49 UNIDADE 12 ....................................................................................................... 52 NÚMEROS E OPERAÇÕES – ADIÇÃO E SUBTRAÇÃO ................................................... 52 UNIDADE 13 ....................................................................................................... 56 OPERAÇÕES BÁSICAS – PARTE III ................................................................................. 56 Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 6 UNIDADE 14 ....................................................................................................... 62 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS – PARTE I ....................................................................... 62 UNIDADE 15 ....................................................................................................... 65 ETAPAS DA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS ................................................................... 65 UNIDADE 16 ....................................................................................................... 68 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS – PARTE II ...................................................................... 68 UNIDADE 17 ....................................................................................................... 72 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS – PARTE III ..................................................................... 72 UNIDADE 18 ....................................................................................................... 77 QUEBRA-CABEÇAS ........................................................................................................... 77 UNIDADE 19 ....................................................................................................... 80 QUADRADOS MÁGICOS ................................................................................................... 80 UNIDADE 20 ....................................................................................................... 83 MODELAGEM MATEMÁTICA ............................................................................................ 83 UNIDADE 21 .......................................................................................................89 EXEMPLO DE MODELAGEM MATEMÁTICA .................................................................... 89 UNIDADE 22 ....................................................................................................... 93 OS NÚMEROS RACIONAIS - FRAÇÕES ........................................................................... 93 UNIDADE 23 ....................................................................................................... 96 OS NÚMEROS RACIONAIS - DECIMAIS ........................................................................... 96 UNIDADE 24 ....................................................................................................... 99 ETNOMATEMÁTICA ........................................................................................................... 99 UNIDADE 25 ..................................................................................................... 102 JOGOS MATEMÁTICOS .................................................................................................. 102 O Papel dos Jogos no Contexto Escolar ........................................................................... 102 UNIDADE 26 ..................................................................................................... 109 JOGOS MATEMÁTICOS - EXEMPLOS ............................................................................ 109 UNIDADE 27 ..................................................................................................... 114 TORRE DE HANÓI ........................................................................................................... 114 UNIDADE 28 ..................................................................................................... 116 Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 7 GEOMETRIA ..................................................................................................................... 116 UNIDADE 29 ..................................................................................................... 120 GEOMETRIA - TANGRAM ................................................................................................ 120 UNIDADE 30 ..................................................................................................... 124 GEOMETRIA – OUTRAS ATIVIDADES ............................................................................ 124 GLOSSÁRIO ..................................................................................................... 135 REFERÊNCIAS ................................................................................................. 136 Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 8 UNIDADE 1 PLANO DE CURSO Objetivo: Apresentar o plano de trabalho do módulo. Apresentação Este módulo não pretende ser um manual para o ensino de matemática, mas uma contribuição no sentido de romper os preconceitos que a cercam. O que se deseja realmente com este material é que o professor possa aplicar os conceitos, atividades, jogos e textos aqui apresentados e sua práxis docente. Ementa Competências no Ensino de Matemática. Análise crítica dos PCNs. Correntes em Educação Matemática. Teoria Piagetiana. Conceito de Número. Construção do Número. Cálculo Mental. Origem dos Símbolos Matemáticos. Operações Básicas. Resolução de Problemas. Modelagem Matemática. Etnomatemática. Jogos Matemáticos. Quadrados Mágicos. Torre de Hanói. Geometria e Jogos. Objetivos: Reconhecer os principais referenciais teóricos matemáticos; Desenvolver a teoria dos números segundo Piaget; Analisar os PCNs; Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 9 Conhecer metodologias para se trabalhar as operações básicas; Desenvolver a competência de resolver problemas; Reconhecer a matemática do cotidiano; Utilizar Jogos Matemáticos; Desenvolver a Modelagem Matemática; Reconhecer os aspectos teóricos da Geometria. Conteúdos Concepções Teóricas em Educação Matemática; Parâmetros Curriculares Nacionais; Operações Básicas (Adição, Subtração, Multiplicação e Divisão); A Teoria Piagetiana e a Educação Matemática; Números e sua construção; Resolução de Problemas; Etnomatemática; Modelagem Matemática; Jogos Matemáticos Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 10 UNIDADE 2 COMPETÊNCIAS NO ENSINO DE MATEMÁTICA Objetivo: Reconhecer as competências do ensino de matemática e os eixos temáticos propostos pelos PCN’s. A matemática constitui um bem da humanidade e um modo de reflexão. Ser matematicamente eficaz envolve um conjunto de competências e habilidades, que inclui: Raciocinar matematicamente; Desenvolver a argumentação lógica; Comunicar ideias e descobertas; Noções de conjecturas, teoremas e demonstrações; Resolver problemas; Usar os mais diversos recursos tecnológicos; Pensar abstratamente; Desenvolver o pensamento interdisciplinar, relacionando a matemática às outras disciplinas; Matemática e o Currículo A matemática é parte integrante e essencial do currículo da Educação Básica e de diversos cursos Superiores, ela deve ser vista como uma porta para o desenvolvimento de valores e Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 11 conceitos. O desenvolvimento curricular da matemática deve ser analisado como uma contribuição aos valores éticos e sociais de uma sociedade. A matemática não deve ser trabalhada de forma compartimentada e dissociada das outras disciplinas. É importante sublinhar que, na escola básica e em qualquer dos ciclos, a Matemática não pode e não deve ser trabalhada de forma isolada, nem isso está na sua natureza. Pelos instrumentos que proporciona e pelos seus aspectos específicos relativos ao raciocínio, organização, à comunicação e à resolução de problemas, a matemática constitui uma área de saber plena de potencialidade para a realização de projetos transdisciplinares e de atividades interdisciplinares dos mais diversos tipos. (COMPETÊNCIAS ESPECÍFICAS – MATEMÁTICA) Pode-se dizer que a matemática deve preocupar-se com a educação matemática, sobre a matemática e através da matemática, contribuindo para a formação global do aluno. ''É importante destacar que a Matemática deverá ser vista pelo aluno como um conhecimento que pode favorecer o desenvolvimento do seu raciocínio, de sua sensibilidade expressiva, de sua sensibilidade estética e de sua imaginação'' (PCN's,1997) As ideias básicas contidas nos Parâmetros Curriculares Nacionais de Matemática refletem muito mais do que uma mera mudança de conteúdos, e sim uma mudança de filosofia de ensino e de aprendizagem, como não poderia deixar de ser. Apontam para a necessidade de mudanças urgentes não só no que ensinar, mas, principalmente, no como ensinar e avaliar e no como organizar as situações de ensino e de aprendizagem. As orientações contidas nos PCN’s relativas ao desenvolvimento da competência matemática ao longo das séries ou ciclos podem ser organizadas de diversos modos. Os Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 12 Parâmetros Curriculares (PCN’s) que privilegiam um caráter matemático centrado em quatro eixos temáticos, que são eles: Números e Operações (Aritmética e Álgebra) Espaço e Formas (Geometria) Grandezas e Medidas (Aritmética, Álgebra e Geometria) Tratamento da Informação (Estatística, Combinatória e Probabilidade) I – Números e Operações Em todos os Ciclos, o conhecimento sobre números e cálculos deve desenvolver os seguintes aspectos: A compreensão Global dos números e das operações de maneira prática para analisar matematicamente e desenvolver estratégias para a resolução de um problema; Reconhecer as diferentes formas de representação dos números em seus diferentescontextos; Efetuar cálculos mentalmente; Desenvolver o conceito de estimativa e generalização de padrões numéricos; Investigar relações numéricas; Analisar analiticamente situações diárias e resolvê-las identificando o raciocínio utilizado. II – Geometria Identificar formas geométricas planas e espaciais; Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 13 Realizar construções geométricas utilizando instrumentos de desenho; Desenvolver o processo de visualização e o raciocínio espacial para análise de diferentes situações cotidianas; Compreender conceitos básicos de área, volume, perímetro e amplitude; Efetuar medições e estimativas em situações diversas; Reconhecer padrões geométricos; Reconhecer a geometria presente no dia a dia e sua relação com a Arte e as Tecnologias. III – Grandezas e Medidas Reconhecer e utilizar instrumentos de medidas; Reconhecimento de grandeza, tais como: comprimento, capacidade, tempo, temperatura, ângulo, etc; Realizar estimativas com medidas; Compreensão das noções de medidas de comprimento, superfície e volume; Realizar a conversão de medidas; Utilizar de forma lógica o conceito de medidas na resolução de problemas. IV – Tratamento da Informação Reconhecer gráficos e tabelas presentes no cotidiano; Ler e interpretar tabelas e gráficos; Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 14 Reconhecer as etapas de uma pesquisa estatística; Organizar os dados relativos a uma situação ou fenômeno; Utilizar o senso crítico ao analisar as informações estatísticas; Realizar investigações de natureza qualitativa. 1. Para refletir: Qual o papel do professor de matemática no cotidiano dos alunos? 2. Você identificaria outros eixos temáticos no ensino de matemática? 3. De que forma os conceitos apresentados na proposta dos PCN’s contribuem com a formação da cidadania de meu aluno? 4. Como minimizar o impacto negativo da matemática, imposto pela sociedade, na vida dos alunos? 5. Identifique outras características nos eixos temáticos apresentados neste capítulo. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 15 UNIDADE 3 ANÁLISE CRÍTICA DOS PCN’S Objetivo: Analisar criticamente um artigo sobre os PCN’s. Faça a leitura do resumo do artigo “Os PCN’s e o Ensino Fundamental de Matemática: Um avanço ou retrocesso?” de Gladis Blumenthal. Após a leitura identifique os principais pontos de que você concorda ou discorda com a autora. O ensino da Matemática tem passado, ao longo dos anos, por sucessivas reformas. Mesmo assim, o fracasso escolar matemático continua. No momento em que as Secretarias Municipais e Estaduais de Educação se esforçam para absorver e se adequar às novas normas vigentes, os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN's) desempenham importante papel. O objetivo desse artigo é destacar algumas de suas ideias básicas, relacionadas com a Matemática e trazer algumas reflexões sobre as mesmas. ''É importante destacar que a Matemática deverá ser vista pelo aluno como um conhecimento que pode favorecer o desenvolvimento do seu raciocínio, de sua sensibilidade expressiva, de sua sensibilidade estética e de sua imaginação'' (PCN's,1997) Nos cursos e oficinas nas quais tenho trabalhado nos últimos meses sinto um clima de inquietação (e, porque não dizer, por vezes até angústia) por parte dos(as) professores(as), supervisores(as) e outros responsáveis pela educação do município ou da escola onde estou trabalhando. Algumas perguntas têm sido constantemente feitas: afinal, o que trazem de novo os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN's) em Matemática? Em que aspectos diferem do que vimos trabalhando? Mudam os conteúdos apenas? Muda a ordem em que Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 16 são trabalhados? Vale a pena mudar nosso modo de ensinar quando não estamos seguros(as) de como fazê-lo? Por onde começar a mudar? Como se vê, de certo modo, os PCN's já estão conseguindo alcançar, em parte, seus objetivos, isto é, estão desacomodando o(a) professor(a), fazendo-o(a) parar para refletir sobre sua prática pedagógica, que é o primeiro passo para uma eventual mudança na mesma. O objetivo deste artigo é destacar algumas das ideias básicas dos PCN's em Matemática e trazer algumas reflexões sobre as mesmas. Não tenho a pretensão de esgotar o assunto, pelo contrário. Muito há a ser discutido. Não entrarei no mérito de quem os elaborou e como se deu o processo de sua elaboração, por escapar ao que me proponho nesse momento. Basear-me-ei em duas publicações do MEC, através da Secretaria de Educação Fundamental: Parâmetros Curriculares Nacionais, Matemática, volume 3 (1997), com orientações para o ensino Básico (1º e 2º Ciclos) e outra, com o mesmo nome, enfatizando o ensino de 5º a 8º séries (1998). Ambas trazem, na 1º parte, uma breve análise da Matemática no Brasil, algumas considerações acerca do conhecimento matemático e do aprender e ensinar Matemática no Ensino Fundamental, os objetivos gerais, os conteúdos de Matemática e a avaliação na Matemática no Ensino Fundamental, além dos princípios norteadores para o trabalho a ser realizado no mesmo. Na 2ª parte, se diferenciam substancialmente: o primeiro focaliza o ensino de 1ª a 4ª séries e o segundo, de 5ª a 8ª séries, apresentando objetivos, conteúdos, orientações organizadas por ciclos. As ideias básicas contidas nos Parâmetros Curriculares Nacionais em Matemática refletem, muito mais do que uma mera mudança de conteúdos, uma mudança de filosofia de ensino e de aprendizagem, como não poderia deixar de ser. Apontam para a necessidade de mudanças urgentes não só no o que ensinar, mas, principalmente, no como ensinar e avaliar e no como organizar as situações de ensino e de aprendizagem. O papel da Matemática no Ensino Fundamental como meio facilitador para a estruturação e o desenvolvimento do pensamento do(a) aluno(a) e para a formação básica de sua cidadania é destacado.''...é importante que a Matemática desempenhe, equilibrada e indissociavelmente, Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 17 seu papel na formação de capacidades intelectuais, na estruturação do pensamento, na agilização do raciocínio dedutivo do aluno, na sua aplicação a problemas, situações da vida cotidiana e atividades do mundo do trabalho e no apoio à construção de conhecimentos em outras áreas curriculares.''E mais adiante: '' Falar em formação básica para a cidadania significa falar em inserção das pessoas no mundo do trabalho, das relações sociais e da cultura, no âmbito da sociedade brasileira (MEC?SEF,1997,p.29). Ao referir-se à pluralidade das etnias existentes no Brasil, à diversidade e à riqueza do conhecimento matemático que nosso(a) aluno(a) já traz para a sala de aula, enfatiza-se nos PCN's que o ensino da Matemática, a par da valorização da pluralidade sociocultural do(a) educando(a), pode colaborar para a transcendência do seu espaço social e para sua participação ativa na transformação do seu meio. Os conteúdos aparecem organizados em blocos, diferentemente do modo tradicional, a saber: Números e operações (Aritmética e Álgebra) Espaço e formas (Geometria) Grandezas e medidas (Aritmética, Álgebra e Geometria) Tratamento da informação (Estatística, Combinatória e Probabilidade) Fica evidente, pois, a orientação de se pensar e de se organizar as situações de ensino- aprendizagem, privilegiando as chamadas intraconexões das diferentes áreas da Matemática e as interconexões com as demais áreas do conhecimento, o que entendo como um caminho possível e desejável para o ensino da Matemática. As intraconexões favorecem uma visão mais integrada, menos compartimentalizada da Matemática. Algumas orientações de cunho didático são colocadasao(à) professor(a), através de exemplos práticos, mostrando que é possível interligar Aritmética com Álgebra ou Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 18 Aritmética com Geometria e Álgebra, numa mesma atividade. (MEC/SEF, 1997,p.97-133; MEC/SEF,1998,p.95-142). Por outro lado, as interconexões têm nos Temas Transversais - Ética, Saúde, Meio Ambiente, Pluralidade Cultural e Orientação Sexual - uma infinidade de possibilidades de se concretizarem. Para isso, torna-se necessário que o professor trabalhe cada vez mais com colegas de outras disciplinas, integrando uma equipe interdisciplinar. A interação com seus colegas permitirá que os projetos desenvolvidos sejam mais interessantes e mais voltados a problemas da realidade. O desenvolvimento de projetos em que a Matemática pode explorar problemas e entrar com subsídios para a compreensão dos temas envolvidos tem trazido, além da angústia diante do novo, satisfação e alegria ao(à) professor(a) diante dos resultados obtidos. A confiança na própria capacidade e na dos outros para construir conhecimentos matemáticos, o respeito à forma de pensar dos colegas são alguns temas interessantes a serem trabalhados, ao se pensar no como desenvolver o tema transversal Ética. Médias, áreas, volumes, proporcionalidade, funções, entre outras tantas, são ideias matemáticas úteis para os temas transversais Meio Ambiente e Saúde. O(a) professor(a) saberá, certamente, adequar à sua realidade, projetos interessantes. Para isso, é preciso se permitir trilhar caminhos novos e tolerar possíveis erros e mudanças de rumo. Os objetivos para o Ensino Fundamental , de acordo com os PCN's e aqui trazidos de modo resumido, visam levar o aluno a compreender e transformar o mundo à sua volta, estabelecer relações qualitativas e quantitativas, resolver situações-problema, comunicar-se matematicamente, estabelecer as intraconexões matemáticas e as interconexões com as demais áreas do conhecimento, desenvolver sua autoconfiança no seu fazer matemático e interagir adequadamente com seus pares. A Matemática pode colaborar para o desenvolvimento de novas competências, novos conhecimentos, para o desenvolvimento de diferentes tecnologias e linguagens que o mundo globalizado exige das pessoas. ''Para tal, o ensino de Matemática prestará sua contribuição à medida que forem exploradas metodologias que priorizem a criação de estratégias, a comprovação, a justificativa, a argumentação, o espírito crítico e favoreçam a criatividade, o trabalho coletivo, a iniciativa Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 19 pessoal e a autonomia advinda do desenvolvimento da confiança na própria capacidade de conhecer e enfrentar desafios''. (MEC/SEF, 1997, p.31) Os conteúdos nos PCN's não são entendidos como uma listagem de conteúdos. Enfatiza-se a necessidade de entender a palavra conteúdo basicamente em três dimensões: conceitos, procedimentos e atitudes. Valoriza-se, portanto, muito mais a compreensão das ideias matemáticas e o modo como estas serão buscadas (podendo esse modo de busca ser estendido e aplicado para as demais áreas do conhecimento) do que a sua sistematização, muitas vezes vazia de significado. Entendem-se os conteúdos como um meio para desenvolver atitudes positivas diante do saber em geral e do saber matemático em particular. O gosto pela Matemática e o incentivo a procedimentos de busca exploratória, desenvolvendo uma atitude investigativa diante de situações-problema propostas pelo(a) professor(a) são alguns exemplos dessa compreensão mais ampla do que é ensinar e aprender em Matemática. Na minha leitura, os Parâmetros Curriculares Nacionais em Matemática apresentam outras ideias básicas, a saber: Eliminação do ensino mecânico da Matemática; Prioridade para a resolução de problemas; Conteúdo como meio para desenvolver ideias matemáticas fundamentais (proporcionalidade, equivalência, igualdade, inclusão, função, entre outras); Ênfase ao ensino da Geometria; Introdução de noções de Estatística e probabilidade e estimativa; Organização dos conteúdos em espiral e não em forma linear, desprivilegiando a ideia de pré-requisitos como condição única para a organização dos mesmos; Uso da história da Matemática como auxiliar na compreensão de conceitos matemáticos; Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 20 Revigoramento do cálculo mental, em detrimento da Matemática do ''papel e lápis''; Uso de recursos didáticos (calculadoras, computadores, jogos) durante todo Ensino Fundamental; Ênfase ao trabalho em pequenos grupos em sala de aula; Atenção aos procedimentos e às atitudes a serem trabalhadas, além dos conteúdos propriamente ditos, como já foi mencionado acima; Avaliação como processo contínuo no fazer pedagógico. As ideias acima apresentadas não são novas para quem pesquisa e acompanha as tendências da Educação Matemática no mundo. Muitos países já passaram por essas reformulações, com maior ou menor grau de sucesso. Nos PCN's há avanços importantes, caso se consiga entender os parâmetros como tal e não como uma listagem de conteúdos, sejam eles mínimos ou máximos. O mais importante, no meu entender, é a mudança da postura do professor(a) em sala de aula. Muda-se a postura? Como mudar a relação de afeto, de ódio ou de medo do(a) professor(a) para com a Matemática? Como fazer com que o(a) professor(a) de Ensino Básico que, muitas vezes, escolheu essa profissão já como uma esquiva à Matemática, faça ''as pazes'' com ela? Como toda reforma que se pretenda fazer, resistências ocorrerão. Mais preocupante, porém, é saber como preparar convenientemente o professor para essas mudanças. Na minha prática pedagógica, parece ficar cada vez mais evidente a necessidade de propiciar ao(à) professor(a) vivências pessoais de aprendizagem matemática e de promover a consciência do seu pensar ( a chamada metacognição) no decorrer das mesmas, vivências que sejam prazerosas. O espírito dos PCN's poderá, assim, ser melhor compreendido, permitindo que novas abordagens sejam introduzidas e outras sejam mantidas ou modificadas. Muitas Secretarias Municipais de Educação no Rio Grande do Sul realizam uma boa caminhada Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 21 realizada nesse sentido. Reuniões de estudo, Jornadas e Seminários têm sido promovidos, evidenciando que, somente através da Educação Continuada dos Professores, é que poderão ocorrer avanços reais no Ensino fundamental. Cabe aos educadores matemáticos envolvidos na Formação e na Educação Continuada do Professor, colaborar para um melhor entendimento e, consequentemente, para o uso adequado das orientações contidas nos mesmos, evitando assim que, uma proposta que traga inovações importantes esteja fadada ao fracasso, por ser mal interpretada e/ ou mal utilizada em sala de aula. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 22 UNIDADE 4 CORRENTES EM EDUCAÇÃO MATEMÁTICA Objetivo: Identificar os diferentes pensamentos no Ensino de Matemática I - Comportamentalista Esta corrente associou o comportamento humano ao dos outros animais. Possui uma abordagem cartesiana, busca encontrar os elementos básicos do pensamento humano e seu comportamento. Thorndike, primeiro comportamentalista a pensar o ensino da matemática, entende a aprendizagem como uma série de conexões entre situações ou estímulo e reposta. E baseia- se em três leis fundamentais para a aprendizagem: Lei do efeito: uma conexão recém estabelecida tem sua força aumentada se acompanhada por uma sensação de satisfação; Lei do exercício: quanto mais utilizada uma conexão, mais forte ela se torna; Lei da prontidão: parte da ideia de que as conexões podem ou não estar prontas para serem postas em prática, se uma conexãoestá pronta, seu uso gera satisfação; se não está, seu uso gera desconforto. II - Gestaltista A Gestalt é uma escola da psicologia, iniciada em 1910, que propõe uma abordagem holística do pensamento humano. Baseia-se no pensamento de que a percepção humana não pode ser explicada apenas por estímulos isolados e que se processam de forma Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 23 individualizada, mas que a ação existe na tentativa de encontrar o equilíbrio do organismo como um todo. A aprendizagem se liga a capacidade de compreender estruturas e não de decorar procedimentos. III - Estruturalistas Esta corrente aborda a aprendizagem como um processo ativo no qual o aluno infere princípios e regras e os testa. O aluno tem mais instrumentos para lidar com os determinados conhecimentos quando entende suas estruturas. Baseia-se nos estágios do desenvolvimento infantil de Piaget e Bruner propõe três modos de organização do conhecimento, são os modos de representação; motor, icônico e simbólico: Representação motora: modo de representar acontecimentos passados através de uma resposta motora apropriada. Representação icônica: quando os objetos são concebidos na ausência de ação. Representação simbólica: consiste na tradução das experiências em termos de linguagem simbólica. VI - Construtivista Baseado principalmente nas ideias de Piaget. Tem como proposta de que a mente é modelada como uma experiência organizativa de modo a lidar com um mundo real que não pode ser conhecido em si. Envolve dois princípios: 1. O conhecimento é ativamente construído pelo sujeito cogniscente e não passivamente recebido do meio. 2. Conhecer é um processo adaptativo que organiza o mundo experiencial de cada um, não descobre um mundo independente, pré-existente, exterior à mente do sujeito. Acredita que cada ser humano constroi o significado para a linguagem que usa, no caso matemática, à medida que vai construindo o seu mundo experiencial. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 24 UNIDADE 5 A TEORIA PIAGETIANA Objetivo: Conhecer os principais aspectos da teoria piagetiana e relacioná-los com o Ensino de Matemática. Sendo filho mais velho de Arthur Piaget, professor de literatura medieval, e de Rebeca Jackson, Jean Piaget nasceu em Neuchâtel, Suíça, em 9 de agosto de 1886. Desde muito cedo se interessou pela biologia e estudou ciências naturais na Universidade de Neuchâtel, onde obteve o grau de PhD. Os estudos de biologia fizeram-lhe suspeitar de que os processos de conhecimento poderiam depender dos mecanismos de equilíbrio orgânico. Piaget convenceu-se de que tanto as ações externas quanto os processos de pensamento admitiam uma organização lógica. Para Smolle (2005), Piaget nunca foi nem pretendeu ser um pedagogo. Ele foi um epistemólogo que, durante toda a sua vida, procurou indagar como se produziam os novos conhecimentos durante o processo de desenvolvimento humano. Piaget, em sua teoria tem como estudo principal o sujeito epistêmico, preocupando-se em como a criança constroi suas estruturas mentais. Essa construção é obtida através da interação do sujeito com o ambiente externo. Piaget situa o homem em um processo ativo e interativo, procurando entender os mecanismos sobre os quais o sujeito constroi o conhecimento nas várias etapas de sua vida. Para compreender estas etapas, Piaget (1976) postula sua teoria em quatro fases de transição, também denominadas estágios cognitivos. O primeiro estágio de desenvolvimento humano compreende um período relativamente curto que se estende do nascimento até aproximadamente dois anos de idade. É o chamado Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 25 estágio sensório-motor. Para Piaget, a criança nasce em um universo caótico, o qual vai sendo conquistado mediante percepções e movimentos. O seu desenvolvimento ocorre de uma atividade reflexa, em que a descoberta acontece por acaso e é conservada pela repetição. Progressivamente, a criança vai aperfeiçoando tais movimentos reflexos, adquirindo habilidades e solucionando problemas por meio de ações, elaborando sua função simbólica ou semiótica, sendo a principal característica de transição entre o primeiro e o segundo estágio. O segundo estágio se estende por um período mais longo de todos os estágios de desenvolvimento, que vai dos dois aos seis ou sete anos de idade. É chamado de estágio pré-operatório. Com o aparecimento da função simbólica, inicia-se a internalização dos esquemas de ação, na forma de coordenação das representações, seja pela imitação, pela linguagem, pela imagem, pelo jogo simbólico e pelo desenho. (MAGGI, 2002, p. 35). Para Rappaport (1982), é nesse período que as crianças se conservam extremamente egocêntricas, uma vez que não concebem uma realidade da qual não façam parte, devido à ausência de esquemas conceituais e da lógica. O pensamento egocêntrico é dominado por uma visão do mundo que parte do próprio eu, consciente de sua maneira peculiar de pensar. O pensamento da criança entre dois e sete anos está dominado pela imaginação de caráter simbólico. Dessa forma, esse estágio é uma transição no qual a criança parte da representação das ações sensório-motoras para a capacidade de interação em situações concretas, que é uma das características do próximo estágio. O terceiro estágio, que vai dos sete aos onze ou doze anos, caracteriza-se pelo egocentrismo intelectual e social. Nesse nível, a criança possui a capacidade de estabelecer relações, coordenar pontos de vistas diferentes e integrá-los de modo lógico, denominado de estágio operatório-concreto, ou também chamado de estágio da inteligência simbólica. Segundo Dolle (1987): Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 26 [...] a inteligência operatório-concreta consiste, pois, em seriar, classificar, enumerar os objetos e suas propriedades no contexto de uma relação do sujeito ao objeto concreto direto e sem a possibilidade de raciocinar sobre simples hipóteses. Nessa etapa, a criança possui uma inteligência em ação, dependente da relação entre o sujeito e objeto. La Taille (1992) pontua que, no período pré-operatório, a criança ainda não adquiriu a capacidade de reversibilidade, isto é, a capacidade de pensar simultaneamente o estado inicial e final de alguma transformação efetuada sobre os objetos. Tal reversibilidade será construída ao longo dos estágios operatório-concreto e formal. Uma característica marcante deste estágio é a construção das classificações hierárquicas. A criança torna-se consciente da estruturação do seu próprio pensamento argumentando, posicionando e validando suas ideias aos demais. Os jogos simbólicos, característicos deste estágio, evoluem para um tipo de jogo de imitação do real. Assim, a criança tenta se adaptar ao ambiente externo, modificando suas brincadeiras. No final da fase pré-operacional, as crianças observam atentamente os jogos dos mais velhos, embora nem sempre possam compreender as regras. Elas também mostram uma evolução no sentido de que crianças mais novas seguem regras aprendidas rigidamente, como se tivessem sido ditadas por alguma autoridade inquestionável. Com o passar do tempo, consentem em modificá-las, se houver concordância dos companheiros, ou mesmo em criar regras novas e originais. (RAPPAPORT,1982, p. 48). O quarto estágio, denominado operatório-formal, estende-se dos 11 aos 15 anos de idade. Nessa fase, a criança consegue raciocinar sobre hipóteses, formando esquemas conceituais abstratos e executando operações mentais formais. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 27 Segundo Wadsworth (1996) é neste momento que as estruturas cognitivas da criança alcançam seu nível mais elevado de desenvolvimento. A representação agora permiteà criança uma abstração total, não se limitando mais à representação imediata e nem às relações previamente existentes. Agora, a criança é capaz de pensar logicamente, formular hipóteses e buscar soluções, sem depender somente da observação da realidade. Para Piaget, essa é a etapa final de equilíbrio, pois o indivíduo alcança o mais alto patamar que o seguirá até a fase adulta. Observe a tabela abaixo, adaptada de Neto (1997, p. 35), no qual se apresentam as classificações dos estágios cognitivos e suas contribuições ao desenvolvimento matemático. CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS COGNITIVAS Estágio Idade Noções Matemáticas Sensório Motor Meses Maior / Menor Noção de espaço. Noção de formas. 0 – 1 1 – 4 4 – 8 8 – 11 11 – 18 18 - 24 Pré-Operatório Anos Desenhos, ordem, contagem, figuras geométricas, correspondência, conservação do número e classificação simples. 2 – 4 4 – 5 5 - 7 Operatório Concreto 7 - 8 Reversibilidade, classificação, seriação, transitividade, conservação do tamanho, distância, área e conservação da massa. 8 - 11 Classe inclusão, cálculo, frações, conservação do peso e conservação do volume. Operatório Formal 11 - 13 Proporções e combinações. 13 - 15 Demonstração e álgebra. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 28 UNIDADE 6 CONCEITO DE NÚMERO Objetivo: Reconhecer o conceito de número. Quando perguntamos a um grupo de pessoas o que é número, notamos a princípio certo constrangimento. Realmente, é estranho não termos, na ponta da língua, uma definição para algo tão familiar. Usamos números o tempo todo em nossa vida: para tomar um ônibus, fazer um pagamento, encontrar um endereço, etc. Diante dessa pergunta, aos poucos as pessoas começam a organizar as ideias, e surgem respostas como: “É quantidade”; “É um símbolo”; “É um símbolo que representa uma quantidade”. Em geral, alguém corrige: “o símbolo não é um número; é numeral”. Grandes pensadores também encontraram dificuldades para expressar a definição de número, observe: É a expressão que determina uma quantidade de coisas da mesma espécie. (Baltzer, 1814- 1887) É a adição sucessiva de uma quantidade. (Kant, 1724-1804) È uma coleção de objetos de cuja natureza fazemos abstração. (Broutroux, 1845-1921) É a classe de todas as classes equivalentes a uma classe. (Russel, 1872-1970) Até cerca de 1960, a maior parte dos professores de matemática se limitava a transmitir aos alunos noções relativas ao chamado conhecimento social, como as palavras símbolo que designam as quantidades e a contagem de rotina. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 29 A partir desse período, contudo, o movimento Matemática Moderna originou uma série de mudanças no currículo. No mundo passou-se a enfatizar a importância da teoria dos números no ensino de matemática desde a fase elementar, e ganharam espaço as pesquisas de Piaget relativas à construção do número pela criança Como teria nascido à ideia de número? A descoberta do número não aconteceu de repente, nem foi uma única pessoa a responsável por essa façanha. O número surgiu da necessidade que as pessoas tinham de contar objetos e coisa. Nos primeiros tempos da humanidade, para contar eram usados os dedos, pedras, os nós de uma corda, marcas num osso. Com o passar do tempo, este sistema foi se aperfeiçoando até dar origem ao número. Hoje nós já sabemos lidar com os mais diferentes tipos de números: Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 30 Há mais de 30.000 anos, o homem vivia em pequenos grupos, morando em grutas e cavernas para se esconder dos animais selvagens e proteger-se da chuva e do frio. Veja estes caçadores. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 31 Para registrar os animais mortos numa caçada, eles se limitavam a fazer marcas numa vara. Nessa época o homem se alimentava daquilo que a natureza oferecia: caça, frutos, sementes, ovos. Quando descobriu o fogo, aprendeu a cozinhar os alimentos e a proteger-se melhor contra o frio. A escrita ainda não tinha sido criada. Para contar, o homem fazia riscos num pedaço de madeira ou em ossos de animais. Um pescador, por exemplo, costumava levar consigo um osso de lobo. A cada peixe que conseguia tirar da água, fazia um risco no osso. Mais ou menos há 10.000 anos, o homem começou a modificar bastante o seu sistema de vida. Em vez de apenas caçar e coletar frutos e raízes passou a cultivar algumas plantas e criar animais. Era o início da agricultura, graças à qual aumentava muito a variedade de alimentos de que podia dispor. E para dedicar-se às atividades de plantar e criar animais, o homem não podia continuar se deslocando de um lugar para outro como antes. Passou então a fixar-se num determinado lugar, geralmente às margens de rios e cavernas e desenvolveu uma nova habilidade: a de construir sua própria moradia. Foi contando objetos com outros objetos que a humanidade começou a construir o conceito de número. Para o homem primitivo o número cinco, por exemplo, sempre estaria ligado a alguma coisa concreta: cinco dedos, cinco peixes, cinco bastões, cinco animais, e assim por diante. A ideia de contagem estava relacionada com os dedos da mão. Assim, ao contar as ovelhas, o pastor separava as pedras em grupos de cinco. Do mesmo modo os caçadores contavam os animais abatidos, traçando riscos na madeira ou fazendo nós em uma corda, também de cinco em cinco. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 32 Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 33 UNIDADE 7 A CONSTRUÇÃO DOS NÚMEROS Objetivo: Verificar os métodos para a construção dos números. Por volta do ano 4.000 a.C., algumas comunidades primitivas aprenderam a usar ferramentas e armas de bronze. Aldeias situadas às margens de rios transformaram-se em cidades. A vida ia ficando cada vez mais complexa. Novas atividades iam surgindo, graças, sobretudo ao desenvolvimento do comércio. Os agricultores passaram a produzir alimentos em quantidades superiores às suas necessidades. Com isso algumas pessoas puderam se dedicar a outras atividades, tornando- se artesãos, comerciantes, sacerdotes, administradores. Como consequência desse desenvolvimento surgiu a escrita. Era o fim da Pré-História e o começo da História. Os grandes progressos que marcaram o fim da Pré-História verificaram-se com muita intensidade e rapidez no Egito. Para fazer os projetos de construção das pirâmides e dos templos, o número concreto não era nada prático. Ele também não ajudava muito na resolução dos difíceis problemas criados pelo desenvolvimento da indústria e do comércio. Como efetuar cálculos rápidos e precisos com pedras, nós ou riscos em um osso? Foi partindo dessa necessidade imediata que estudiosos do Antigo Egito passaram a representar a quantidade de objetos de uma coleção através de desenhos – os símbolos. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 34 A criação dos símbolos foi um passo muito importante para o desenvolvimento da Matemática. Na Pré-História, o homem juntava 3 bastões com 5 bastões para obter 8 bastões. Hoje sabemos representar esta operação por meio de símbolos. Exemplo: 3 + 5 = 8. A Teoria dos números segundo Piaget Piaget vê o número como uma estrutura mental que cada criança constroi a partir de uma capacidade natural de pensar e não algo aprendido do meio ambiente. Piaget estabeleceu uma distinção fundamental entre três tipos de conhecimento considerando suas fontes básicas e seu modo de estruturação: conhecimento físico, conhecimento lógico-matemático e conhecimento social (convencional). O conhecimento físico é o conhecimento dos objetos da realidade externa e podem ser conhecidas pelaobservação. Contudo, quando notamos diferença, esta diferença é um exemplo de pensamento lógico-matemático. O número é a relação criada mentalmente por cada indivíduo. A criança progride na construção do conhecimento lógico-matemático pela coordenação das relações simples que anteriormente ela criou entre os objetos. A visão de Piaget sobre a natureza lógico-matemática do número está em agudo contraste com a visão dos professores de matemática. Observe o fragmento de texto abaixo: O número é uma propriedade dos conjuntos, da mesma maneira que a ideia de cor, tamanho e forma se referem às propriedades do objeto. (Duncam et al. 1972) O número de acordo com Piaget é uma síntese de dois tipos de relações que a criança elabora entre os objetos. Uma é a ordem e a outra é a inclusão hierárquica. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 35 Segundo Piaget, a criança não sente a necessidade lógica de colocar os objetos numa determinada ordem para assegurar-se de que não falta nenhum nem conta o mesmo objeto duas vezes. Só pode-se assegurar que não deixamos de contar nenhum objeto, ou de que não repetimos nenhum se o colocarmos em ordem. Contudo, não é necessário que a criança coloque os objetos literalmente numa ordem espacial para arranjá-los numa relação organizada. O importante é que possa ordená-los mentalmente como se vê no quadro 2. Para quantificar os objetos como um grupo, a criança tem que colocá-los numa relação de inclusão hierárquica. Esta relação, vista no quadro 3, significa que a criança inclui mentalmente um em dois, dois em três, três em quatro, etc. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 36 A reação das crianças pequenas à tarefa de inclusão de classes ajuda-nos a entender quão difícil é construir a estrutura hierárquica. Piaget e seus seguidores demonstraram que o número é alguma coisa que cada ser humano constroi através da criação e coordenação de relações. Quando a criança não tem a estrutura (mental) de número ela baseia seu julgamento no espaço, ou na percepção de fronteiras. A construção do número acontece gradualmente por “partes”, ao invés de tudo de uma vez, para a construção dos grandes números, é importante facilitar o desenvolvimento dos mesmos processos cognitivos que resultam na construção dos pequenos números. Em conclusão, a estrutura lógico-matemática de número não pode ser ensinada, uma vez que a criança tem que construir por si mesma. 1) É importante que a criança, para construir o conceito de número, seja colocada em situações que provoquem a ideia de comparação de quantidade. Pesquise com professores das séries iniciais como esse trabalho é desenvolvido. 2) Faça o teste de conservação de quantidade com crianças de 3 anos e anote suas observações. 3) O que você entende por correspondência? Essa é a mesma ideia de Piaget? 4) Comente o método adotado por Piaget para explicar o conceito de número. Dica para leitura: A Criança e o Número – Constance Kami. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 37 UNIDADE 8 O CÁLCULO MENTAL Objetivos: Desenvolver o conhecimento sobre a importância do cálculo mental. De acordo com os PCNs (1997, v.3, p. 117) “pode-se dizer que se calcula mentalmente quando se efetua uma operação, recorrendo-se a procedimentos confiáveis sem os registros escritos e sem a utilização de instrumentos”. Se analisarmos nossas escolas atualmente, verificamos que o ensino de matemática ainda está centrado nos modelos tradicionais de arme e efetue. Essa prática tem mudado, mas de forma ainda muito tímida. O cálculo mental não aparece de forma espontânea só pelo fato de não utilizarmos o lápis e papel. Exige que o aluno tenha experiências matemáticas significativas, isto é, que esteja integrado sobre todo o processo de construção numérica, compreendendo cada operação e seu algoritmo. O domínio dos recursos para o cálculo indica uma aproximação com o cálculo que torne os alunos capazes de escolher os procedimentos apropriados, encontrar resultados e julgar suas validades. Aponta para o caminho da descoberta onde o aluno possa sentir a emoção de perceber um caminho produtivo ou de uma solução encontrada numa estratégia ainda não reconhecida antes. O professor, enquanto mediador do processo de problematização deve ficar atento sobre os caminhos apresentados durante a solução dos problemas. Não deve adiantar soluções e nem deixar o aluno entregue a si mesmo, e sim, a partir de seus pequenos avanços, levá-lo a observar, analisar, estabelecer relações, fazer conjecturas e comprovações, orientando-o, Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 38 assim, para chegar à descoberta dos conceitos matemáticos envolvidos nas atividades propostas. Quando o aluno utiliza o cálculo mental com o incentivo dos professores, desenvolvem além de rapidez e exatidão nos resultados, muita segurança psicológica, grande criatividade nas atividades com números e maior autonomia de raciocínio na resolução de problemas. (TOLEDO, 1997). O diálogo abaixo é um exemplo. Ao efetuar 420:2, um aluno encontrou resultado 20, o professor ao perceber o erro perguntou: Qual a metade de 400? É 200, respondeu o aluno. Então a metade de 420 é maior ou menor que 200? Claro que é maior! Então a sua resposta está correta? Vixe! Acho que não! Quanto maior a familiaridade dos alunos com o número, mais capazes serão de estabelecer conexões e descobrir propriedades numéricas. Desde as séries iniciais a criança precisa ter contato com técnicas de cálculo mental, de uma forma não formal, e a todo instante em sala de aula o professor de matemática deve motivar seu aluno a refletir e pensar numericamente. Uma maneira de motivar o cálculo mental e criando situações de jogo. Segue exemplo de uma situação extraída do livro Imenes e Lellis. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 39 CÁLCULO MENTAL Material: Baralho Regras: - Devem-se formar grupos de 4 jogadores; - Cada grupo usa as cartas numéricas de um baralho comum, isto é, do 2 ao 10. - Oito cartas são sorteadas e colocadas sobre a mesa, com o valor voltado para cima: - O jogador que começa diz um número correspondente a um produto obtido com os valores da mesa. Por exemplo, ele diz “Quinze”, porque na mesa há cartas que têm esse produto: 5 x 3 = 15. - O próximo jogador que pegar essas cartas ganha as cartas e a rodada. - Duas cartas substituem as que foram retiradas, e o jogador seguinte fala um novo resultado. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 40 - O jogo termina quando acabar as cartas do baralho. O vencedor será quem guardou mais cartas, porque acertou mais vezes a multiplicação. Variação: Esse joga se torna mais difícil quando são usadas duas operações. Por exemplo, com as cartas da mesa pode-se “cantar” o resultado 28, obtido com 3 x 10 – 2. Há várias variações, que possibilitam o treino do cálculo mental. PARA LEITURA Sugestões de Atividades no site: http://revistaescola.abril.com.br/matematica/pratica-pedagogica/atividades-calculo-mental- 428276.shtml Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 41 UNIDADE 9 ORIGEM DOS SÍMBOLOS MATEMÁTICOS Objetivos: Conhecer a origem de alguns símbolos matemáticos. Adição ( + ) e subtração ( – ) O emprego regular do sinal + ( mais ) aparece na Aritmética Comercial de João Widman d’Eger publicada em Leipzig em 1489. Entretanto, representavam não à adição ou à subtração ou aos números positivos ou negativos, mas aos excessos e aos déficits em problemas de negócio. Os símbolos positivos e negativos vieram somente ter uso geral na Inglaterra depois que foram usados por Robert Recorde em 1557. Os símbolos positivos enegativos foram usados antes de aparecerem na escrita. Por exemplo: foram pintados em tambores para indicar se os tambores estavam cheios ou não. Os antigos matemáticos gregos, como se observa na obra de Diofanto, limitavam-se a indicar a adição juntapondo as parcelas – sistema que ainda hoje adotamos quando queremos indicar a soma de um número inteiro com uma fração. Como sinal de operação “mais”, usavam os algebristas italianos a letra P, inicial da palavra latina plus. Multiplicação ( . ) e divisão ( : ) O sinal de X, como que indicamos a multiplicação, é relativamente moderno. O matemático inglês Guilherme Oughtred empregou-o pela primeira vez, no livro Clavis Matematicae publicado em 1631. Ainda nesse mesmo ano, Harriot, para indicar também o produto a efetuar, colocava um ponto entre os fatores. Em 1637, Descartes já se limitava a escrever os fatores justapostos, indicando, desse modo abreviado, um produto qualquer. Na obra de Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 42 Leibniz encontra-se o sinal para indicar multiplicação: esse mesmo símbolo colocado de modo inverso indicava a divisão. O ponto foi introduzido como um símbolo para a multiplicação por G. W. Leibniz. Julho em 29, 1698, escreveu em uma carta a John Bernoulli: “eu não gosto de X como um símbolo para a multiplicação, porque é confundida facilmente com x; freqüentemente eu relaciono o produto entre duas quantidades por um ponto. Daí, ao designar a relação uso não um ponto mas dois pontos, que eu uso também para a divisão.” As formas a/b e , indicando a divisão de a por b, são atribuídas aos árabes: Oughtred, e, 1631, colocava um ponto entre o dividendo o divisor. A razão entre duas quantidades é indicada pelo sinal :, que apareceu em 1657 numa obra de Oughtred. O sinal ÷, segundo Rouse Ball, resultou de uma combinação de dois sinais existentes – e: Sinais de relação ( =, < e > ) Robert Recorde, matemático inglês, terá sempre o seu nome apontado na história da Matemática por ter sido o primeiro a empregar o sinal = ( igual ) para indicar igualdade. No seu primeiro livro, publicado em 1540, Record colocava o símbolo entre duas expressões iguais; o sinal = ; constituído por dois pequenos traços paralelos, só apareceu em 1557. Comentam alguns autores que nos manuscritos da Idade Média o sinal = aparece como uma abreviatura da palavra est. Guilherme Xulander, matemático alemão, indicava a igualdade, em fins do século XVI, por dois pequenos traços paralelos verticais; até então a palavra aequalis aparecia, por extenso, ligando os dois membros da igualdade. Os sinais > ( maior que ) e < ( menor que ) são devidos a Thomaz Harriot, que muito contribuiu com seus trabalhos para o desenvolvimento da análise algébrica. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 43 Historia dos símbolos matemáticos Símbolos Aoo Autor 1228 Fibonacci 3 · 4 1464 Regiomontano 3 + 4 4 - 3 1489 Widmann 2 + 3 = 5 1557 Recorde 30º 1571 Reinhold decimais 1585 Stevin 2,17 1617 Naiper log 27 1624 Kepler 1629 Girard 3 < 4 4 > 3 1631 Harriot 25 1637 Descartes 1675 Leibniz f(x) 1734 Euler p 1736 Euler e 1739 Euler sen, cos 1753 Euler S, D 1755 Euler i 1777 Euler Ângulos a, b 1816 Crelle Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 44 UNIDADE 10 OPERAÇÕES BÁSICAS – PARTE I Objetivos: Desenvolver técnicas para trabalhar a Adição. Adição Adição é uma das operações básicas da álgebra. Na sua forma mais simples,adição combina dois números (termos, somandos ou parcelas), em um único número, a soma. Adicionar mais números corresponde a repetir a operação. Por extensão a adição de 0, um ou um número infinito de números pode ser definida, veja abaixo. Para uma definição da adição no âmbito dos números naturais. Pode também ser uma operação geométrica - a partir de dois segmentos de recta dados determinar outro cujo comprimento seja igual à soma dos dois iniciais. A familiaridade do aluno com a adição facilita muito o trabalho pedagógico, que consistirá basicamente em planejar situações adequadas ao estágio em que eles se encontram. Como trabalhar a adição Primeiramente devemos utilizar de situações práticas que contribuam para que o aluno construa o conceito de adição, utilizando os mais diversos recursos didáticos que forem necessários. As operações devem sempre ser apresentadas como uma situação-problema que faça parte do cotidiano do aluno; são atividades bem mais interessantes do que simplesmente usar o recurso de arme e efetue. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 45 Para Kami (1986), contar é um meio de se obter cada resposta separadamente, sem colocá- la em relação com o conhecimento anterior. O reagrupamento mental, ao contrário é um meio de produzir um conhecimento novo em relação ao que já se sabe. Cabe destacar que ao se trabalhar com as propriedades da adição a criança só incorpora a ideia de comutatividade aos 7 ou 8 anos, nessa fase os alunos possuem dificuldades ligadas a inclusão de classe. O interessante é que inicialmente a criança disponha dos mais diversos materiais para efetuar suas contagens (palitos, feijões, grãos, etc.), para que posso manipulá-los à vontade, representando as quantidades das situações propostas. O Material Cuisinaire O material cuisenaire é constituído por uma série de barras de madeira, sem divisão em unidades e com tamanhos variando de uma até dez unidades. Cada tamanho corresponde a uma cor específica. O material auxilia a compreensão de alguns conceitos básicos para os alunos das séries iniciais, como a sucessão de números naturais ou a decomposição de uma adição em diferentes parcelas. Nas atividades, os conceitos trabalhados são: sucessor, antecessor, estar entre, antes de, depois de, maior e menor. Origem O material cuisenaire foi criado pelo professor belga Georges Cuisenaire Hottelet (1891- 1980) depois de ter observado o desespero de um aluno, numa de suas aulas. Decidiu criar um material que ajudasse no ensino dos conceitos básicos da Matemática. Então cortou algumas réguas de madeira em 10 tamanhos diferentes e pintou cada peça de uma cor tendo assim surgido a Escala de Cuisenaire. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 46 Durante 23 anos, Cuisenaire estudou e experimentou o material que criara na aldeia belga de Thuin. Só 23 anos depois da sua criação (a partir de um encontro com outro professor – o egípcio Caleb Gattegno), é que o seu uso se difundiu com enorme êxito. O egípcio, radicado na Inglaterra, passou a divulgar o trabalho de Cuisenaire – a quem chamava de Senhor Barrinhas. Levou apenas 13 anos para passar a ser conhecido nas escolas de quase todo o mundo. Feito originalmente de madeira, o Cuisenaire é constituído por modelos de prismas quadrangulares com alturas múltiplas da do cubo – representante do número 1 – em 10 cores diferentes e 10 alturas proporcionais. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 47 Com o material pode-se trabalhar o conceito de várias operações, um exemplo para desenvolver o conceito de adição de forma concreta seria, propondo aos alunos que façam adições equivalentes usando as barras e registrando o que descobriram. Esse é simplesmente mais um material com grande possibilidade de interação, mas sua utilização como de qualquer outro material depende exclusivamente do professor. Antes de dar continuidades aos seus estudos é fundamental que você acesse sua SALA DE AULA e faça a Atividade 1 no “link” ATIVIDADES. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 48 TEMA I Do ponto de vista pedagógico é fundamental o aspecto propiciado pela experiência com jogos matemáticos. Aspessoas não ficam na posição de meras observadoras, tomando conhecimento de novos fatos, e transformam-se em elementos ativos, na tentativa de ganhar a partida ou na busca de caminhos para a solução do problema posto a sua frente. Certamente que tal atitude é extremamente positiva para a aprendizagem das ideias matemáticas subjacentes aos jogos. Cite algumas experiências que você já teve com a utilização de jogos Matemáticos na sala de aula. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 49 UNIDADE 11 OPERAÇÕES BÁSICAS – PARTE II Objetivos: Desenvolver técnicas para trabalhar a subtração.. Subtração Diferente da adição a subtração não é uma operação simples de ser trabalhada. Primeiramente, o raciocínio da criança se concentra em aspectos positivos da ação, percepção e cognição. Os aspectos negativos, como inverso e recíproco, só são construídos mais tarde. Em segundo lugar, porque subtração tem um aspecto afetivo adverso, pois está ligada a situação de perda. E por último a subtração envolve diferentes conceitos como: tirar, comparar e completar. A ideia de tirar O que se percebe hoje é que professores ainda desenvolvem somente este conceito na subtração, “que esta conta serve para tirar”. Apresenta-se o todo e dele tira-se uma parte. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 50 A ideia de comparar A ideia de comparar está presente nas situações que confrontamos duas quantidades independentes. Ocorre também em casos que envolvam a comparação de uma parte com o todo e depois com a outra parte, o que para a criança cria certa dificuldade. A ideia de completar A ideia de completar aparece em situações nas quais o cálculo começa por uma parte e completa-se até chegar ao todo. Exemplo: O meu álbum tem 54 figurinhas e só tenho 45 reais. Quanto falta para completá-lo? A maior parte dos livros didáticos enfatiza somente a ideia de “tirar”. Como trabalhar a subtração Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 51 Para Piaget , embora toda situação de subtração é interpretada em relação ao todo, há diferenças no modo de se trabalhar essa relação. a) Nas situações de tirar, a criança pensa primeiro no todo e depois remove uma parte dele; são ações sucessivas (TOLEDO, 1997). b) Na situação de comparar, há dois todos cujos elementos devem ser colocados em correspondência um a um (TOLEDO, 1997). O ideal é que essas duas situações sejam exploradas logo nas séries iniciais da Educação Básica. Quanto mais o aluno trabalhar com o concreto e situações rotineiras de seu dia a dia, maior a possibilidade ele terá de superar suas dificuldades na subtração. Emprestar: Controvérsias O termo emprestar é considerado bastante inadequado, pois pede-se emprestado mas não se paga o empréstimo. Além disso, o aluno que não compreende bem o progresso de agrupamento e trocas e só faz contas com lápis e papel, sem agir sobre materiais de contagem, não entende por que pede 1 emprestado e recebe 10. Quando se usar o termo “troca”, no entanto, fica claro que sempre se troca uma nota de dinheiro por outras que, somadas, representamo mesmo valor da primeira. Assim, no problema que acabamos de ver, trocou-se uma nota de T$ 10 por dez notas de T$ 1, ou seja trocou-se 1 dezena por 10 unidade. (TOLEDO, 1997). Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 52 UNIDADE 12 NÚMEROS E OPERAÇÕES – ADIÇÃO E SUBTRAÇÃO Objetivos: Conhecer algumas atividades com adição e subtração. 1) Estrela Numerada. Peça para os alunos para acessarem esse desafio. Ele mostra uma estrela dividida em pequenos triângulos, cada um deles com um valor no seu interior. Colorindo alguns triângulos, vizinhos entre si, é possível formar triângulos maiores, como os mostrados na figura. Para vencer o desafio, é necessário colorir três triângulos, de forma que, em cada um deles, a soma dos valores mostrados seja igual a 36. Mostre aos alunos que, dentro da estrela, podem ser formados triângulos de diversos tamanhos. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 53 Lembre à turma que, para ganhar pontos no ranking, deve resolver o desafio sem olhar a resposta. Nesse desafio, não é necessária muita interferência. Deixe que os alunos tracem suas próprias estratégias para encontrar a solução. Se alguns tiverem dificuldade, permita que sejam ajudados por algum colega, com o cuidado de que a ajuda sejam dicas, sem que a solução seja dada. 2) Acerte o Alvo Neste desafio, os alunos deverão posicionar seis flechas nos círculos do alvo, de forma que a soma dos pontos indicados seja igual a 100. Aqui, vale a pena investir em estratégias. Sugira aos alunos que usem papel e lápis para fazer algumas somas com os valores do alvo, tentando obter o resultado 100 com 6 parcelas (aproveite para apresentar o vocabulário correto: “soma” ou “total”, “parcelas”, etc.). Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 54 Verifique se algum aluno obtém, por exemplo, um resultado muito alto e pergunte o quanto ele deve subtrair para chegar a 100. Ele deverá verificar se, substituindo um dos valores, não conseguirá diminuir o resultado total. Outra estratégia é tentar obter uma soma parcial, como 50, por exemplo, e repeti-la para obter 100. 3) Quebra-Cabeça Numérico Nesta atividade, será usado apenas o nível 1 do desafio. O quebra-cabeça mostra números e sinais arranjados em colunas lado a lado. O objetivo é organizar as colunas para que formem sentenças matemáticas corretas. Para isso, é possível trocar as colunas de lugar, selecionando uma delas e clicando nas setas, ou girá- las, virando as colunas “de ponta-cabeça”. O giro é feito clicando-se nas setas que formam um“S”. O primeiro nível do desafio não deve oferecer grandes dificuldades aos alunos, pois só apresenta operações de adição e subtração. Como dica, sugira aos alunos que tentem organizar uma das linhas e, depois, verifiquem o que está errado nas outras para fazer a correção Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 55 Na solução, mostrada a seguir, você verá que duas das sentenças matemáticas mostram o “resultado” antes da “operação”: 8 = 6 + 2 2 = 2 + 0 Nas séries iniciais, os alunos habituam-se a ver “o sinal de igual (=) como um símbolo unidirecional que precede a resposta numérica” (KIERAN, 1981, citado por BOOTH, 1997, p. 27. In LANGER E VIANNA, 2004). Mas, como eles perceberão mais tarde, ao iniciarem o estudo da álgebra, o sinal de igual representa a equivalência entre duas sentenças e, portanto, não importa que o “resultado” venha antes, desde que a igualdade seja verdadeira. Assim, se houver questionamentos nesse sentido por parte dos alunos, reforce o conceito de igualdade. Isso poderá ser feito com a transcrição de sentenças matemáticas para a forma textual: — Seis mais dois é igual a oito. — Oito é o mesmo que seis mais dois. — Oito é igual a seis mais dois. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 56 UNIDADE 13 OPERAÇÕES BÁSICAS – PARTE III Objetivos: Desenvolver conceitos básicos de multiplicação e divisão. 13.1 – Multiplicação Na maioria das escolas a multiplicação é vista somente como uma “adição de parcelas iguais”. Faz-se necessário que o docente tenha em mente que a multiplicação é uma importante ferramenta para contagem, e oferece os primeiros contatos do aluno com as noções de proporcionalidade. Nas séries iniciais o que realmente pretende-se é que a criança tenha o conceito de adição de parcelas iguais, para isso pode-se usar das ideias de formação de grupos com número de elementos iguais. Exemplo: a) Formar 5 equipes, com 6 alunos cada. Será que usaremos todos os alunos da classe? b) Tenho uma sacola de balase distribua igualmente entre seus colegas. I) Usando as barras de Cuisenaire podem ser trabalhadas como na adição um recurso explorador para multiplicação. Exemplo: Construa um muro com 12 barras de valor 1. Depois, construa outros muros do mesmo tamanho, formados apenas por barras da mesma cor. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 57 II) Usando papel quadriculado podemos formalizar conceitos de área utilizando ladrilhos de 1 cm x 1 cm, e pedir para os alunos calculem quantos ladrilhos há nesse piso. A princípio, a maioria das crianças conta os quadrados de uma a um. Mas assim, que perceberem que todas as fileiras têm a mesma quantidade de ladrilhos passam a adição com parcelas iguais, e a seguir a multiplicação. III) Após trabalhar com ladrilhamento pode-se ainda familiarizar os alunos com o processo de visualização espacial, propondo situações de empilhamento, dessa forma estamos preparando os alunos para o conceito de volume. 13.2 – Divisão A divisão está relacionada com a subtração. Na verdade, ela é uma subtração reiterada de parcelas iguais, por isso apresenta questões semelhantes às daquela operação. A divisão deve estar ligada a ideia de repartir igualmente e medir. A ideia de Repartir Observe essa situação: Carlos tem 45 figurinhas e deseja reparti-las entre seus 6 colegas. Como poderá fazer isso? Inicialmente, ele provavelmente distribuirá uma a uma, até perceber que se torna impossível repartir em partes iguais. A ideia de Medir Uma doceira tem 60 bombons e deseja com eles colocar 7 bombons em cada caixa, quantas caixas ela conseguirá completar? Temos aqui uma situação contrária à anterior, pois, sabemos os elementos de cada grupo, mas não sabemos quantos grupos serão formados. Essa é a ideia de medir. Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 58 O que é preciso saber para fazer uma divisão? Observe o artigo de Humberto Luis de Jesus, colaborador do Mathema sobre divisão: Se você respondeu que para fazer uma divisão é preciso conhecer a tabuada e as outras três operações elementares – adição, subtração e multiplicação –, acertou... Em parte. Para Miguel e Miorim 1 (1986), essa operação é a que mais apresenta dificuldade não só para quem ensina, mas, principalmente, para quem aprende. Neste artigo pretende-se mostrar, por meio dos conceitos relacionados à operação de divisão, a veracidade da afirmação anterior e sugerir uma organização do planejamento da divisão nos anos iniciais da escolaridade básica. Antes de tudo, deve-se considerar que a lista de conceitos presentes no início deste texto responde à questão que o intitula, quando a divisão é concebida exclusivamente como uma técnica operatória. Porém, há muito mais conhecimento relacionado ao conceito divisão. Primeiramente, é fundamental que o professor proponha aos seus alunos atividades envolvendo o significado da divisão em matemática, em contraposição aos significados construídos em situações do cotidiano. Geralmente, parte-se do pressuposto de que relacionar divisão e dividir em partes iguais já é do domínio de todos os alunos, e não se exploram as divisões espontâneas naturalmente realizadas pelas crianças em suas interações sociais. Nessas divisões, nem sempre o todo é dividido em partes iguais e nem sempre o resto deve ser menor que o divisor. Relacionado ao significado da divisão em matemática, é essencial também propor atividades cujo objetivo seja a natureza do todo a ser dividido: contínuo ou discreto. De acordo com Miguel e Miorim (1986): “(...) um todo é discreto quando é formado por um número finito de elementos (conjunto contável) e admite, teoricamente, que não podem ser quebrados” e “um todo é contínuo quando é formado por um número infinito de elementos (pontos) e admite, teoricamente, divisibilidade infinita (...) (p. 45). Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 59 Sendo assim, um grupo de pessoas é um exemplo de um todo discreto, enquanto um retângulo é um exemplo de um todo contínuo. A natureza do todo interfere no ato de dividir, como, por exemplo, um grupo de 15 pessoas só pode ser dividido em 1, 3, 5 ou 15 partes iguais, enquanto um pedaço de barbante pode ser dividido, teoricamente, em qualquer número de partes iguais. Outro aspecto relevante para a aprendizagem da divisão envolve as duas ideias relacionadas à divisão: a ideia de repartir e a ideia de medir; que se relacionam a diferentes contextos de problemas. A primeira dessas ideias ocorre em problemas em que é necessário dividir igualmente certa quantidade de objetos entre determinado número de grupos e se deve encontrar quantos objetos ficam em cada grupo e quantos restam. Um exemplo simples disso é o problema: Distribuindo 108 figurinhas entre 3 crianças, quantas figurinhas recebe cada uma delas? Por sua vez, a ideia de medir ocorre em situações em que é preciso dividir igualmente determinada quantidade de objetos, em grupos, sabendo-se quantos elementos comporão cada grupo, precisando-se encontrar quantos grupos são formados e quantos objetos sobram ao final. Por exemplo: Quantos pacotes, com 3 figurinhas cada um, são feitos com 108 figurinhas? Dependendo da abordagem dada à operação de divisão, os alunos resolvem somente problemas envolvendo a ideia de distribuir, porém é a ideia de medir que dá significado às divisões do tipo 20 ÷ 2,5, quando se propõe, por exemplo, o problema: Quantos pedaços de barbante de 2,5 m de comprimento é possível fazer com 20 m de barbante? Deve ser considerado também o papel que o resto desempenha em um problema de divisão, e as três situações a seguir ilustram a importância e os diferentes significados que o resto da divisão pode ter: 1) Juliana tem cinco barras de chocolate que precisa dividir igualmente com seu irmão. Qual é a quantidade de chocolate que cada um receberá? Copyright © 2007, ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil 60 2) A gata de Juliana teve cinco gatinhos que ela deseja distribuir igualmente a quatro crianças na rua. Quantos gatinhos cada criança ganhará? 3) Um pequeno barco faz a travessia de pessoas de uma margem à outra de um rio. A cada viagem ele leva apenas duas pessoas além do barqueiro. Quantas viagens o barco deve fazer para levar sete pessoas até o outro lado? Em função dos múltiplos aspectos e ideias envolvidos na divisão, constata-se que a introdução prematura de uma técnica operatória sem associá-la ao conceito de divisão no sentido da matemática e às propriedades que relacionam os termos de uma divisão entre si pode-se constituir em um sério obstáculo para a compreensão da própria técnica operatória. Por esse motivo, as atividades de introdução da divisão devem ser orientadas para a aprendizagem dos significados e relações citados até aqui. No entanto, a própria técnica operatória pode e deve ser cuidada para ganhar significado e se tornar um instrumento utilizado pelo aluno com controle sobre a melhor e mais prática forma de fazê-lo. Para isso, iniciar a técnica da divisão pelo algoritmo americano, relacionando as etapas desse procedimento com as tabuadas e com o cálculo por estimativa, tem a vantagem de introduzir a técnica em estreita relação com as ideias da divisão e com o significado do resto. O algoritmo americano permite ao aluno maior controle do resultado e evita erros muito comuns, como as dificuldades encontradas quando há zeros intercalados no dividendo ou no quociente. A estimativa em cada etapa do algoritmo americano e a estimativa do quociente como um todo mostram que a passagem do algoritmo americano para o convencional, baseado na decomposição do dividendo nas ordens do sistema de numeração, se torna muito natural para o aluno, pois ele compreende o significado do que está sendo feito e passa a optar pela forma mais prática de cálculo
Compartilhar