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Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 1 www.soeducador.com.br SUMÁRIO INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 3 BLOCOS DE CONTEÚDOS PARA O ENSINO FUNDAMENTAL .............................. 4 o sistema de numeração decimal ............................................................................... 4 Operações ............................................................................................................... 10 Ensinando o algoritmo convencional: compreendendo as características das faixas etárias ...................................................................................................................... 14 Utilizando o ábaco ................................................................................................... 19 Multiplicação ............................................................................................................ 20 Divisão ..................................................................................................................... 24 Frações .................................................................................................................... 26 Espaço e forma ........................................................................................................ 32 Geometria e medidas ............................................................................................... 33 Dimensões ............................................................................................................... 35 Identificação de figuras ............................................................................................ 37 Simetria .................................................................................................................... 42 Conceito de medida ................................................................................................. 43 Conceito de área ...................................................................................................... 48 Conceito de perímetro .............................................................................................. 48 Tratamento da informação ....................................................................................... 49 SUGESTÕES DE CONTEÚDOS DO 1º AO 5º ANOS DO ENSINO FUNDAMENTAL ................................................................................................................................. 53 RECURSOS PARA O PLANEJAMENTO DA MATEMÁTICA NO ENSINO FUNDAMENTAL ...................................................................................................... 64 resolução de problemas ........................................................................................... 64 Portadores numéricos .............................................................................................. 75 Jogos ....................................................................................................................... 81 ATIVIDADES E ENCAMINHAMENTOS INTERESSANTES NO ENSINO DA MATEMÁTICA ....................................................................................................... 105 Sequências didáticas no ensino da Matemática ..................................................... 105 Projetos didáticos como metodologia de trabalho também no ensino da ............... 109 Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 2 www.soeducador.com.br Matemática ............................................................................................................ 109 Importância das atividades permanentes em Matemática ...................................... 111 O cálculo mental como elemento essencial da aprendizagem matemática ............ 112 Alguns procedimentos de cálculo mental ............................................................... 113 Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 3 www.soeducador.com.br INTRODUÇÃO Nas últimas décadas, os currículos do ensino da Matemática foi alvo de revisões, críticas e novos direcionamentos, e sofreram mudanças nos vários níveis escolares. Essas mudanças foram resultadas de estudos analíticos sobre o papel das várias ciências na educação, pesquisas sobre a aprendizagem de conceitos científicos pelas crianças, do estudo do papel da linguagem, da motivação e do interesse nas diferentes faixas etárias, tendo motivado a produção de diferentes materiais didáticos. Todo esse estudo resultou em novos campos de conhecimento. Houve o movimento da chamada matemática moderna nos anos setenta, passando pela modelagem matemática e a etnomatemática dos anos noventa. Na primeira década de nosso século a corrente teórica didática da matemática dominou o cenário brasileiro. Surgiram as Metodologias do Ensino da Matemática e das Ciências. A Metodologia do Ensino da Matemática se preocupa, atualmente, não apenas com métodos de ensino, mas com a formação cultural matemática do aluno e da sociedade. Transita entre as técnicas, os sujeitos e a interpretação do mundo por intermédio dos saberes da matemática como área do conhecimento. As revisões das teorias nos últimos anos devem ser conhecidas de forma mais aprofundada por você, futuro professor, para que possa escolher, se posicionar e desenvolver novas contribuições. Por essa razão, sugerimos que não se limite ao material apresentado, mas busque em referências teóricas e outras fontes mais informações além das apresentadas aqui. A nova expectativa sobre o papel do docente, que o denomina “professor protagonista” e “professor pesquisador”, faz com que ele não seja alguém passivo, mero executor de práticas sem reflexão, mas sujeito do fazer docente, alguém autor consciente de seu papel como formador, exigindo do estudante, futuro educador, uma postura rigorosa de constante formação. Da mesma forma que se revisa o papel de quem ensina – normalmente o professor –, pesquisas sobre a aprendizagem de conceitos científicos pelas crianças, Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 4 www.soeducador.com.br do estudo do papel da linguagem, da motivação e do interesse nas diferentes faixas etárias conduzem a um novo pensamento sobre aquele que aprende – o aluno –, e essa preocupação deu origem à produção de novos e diferentes materiais didáticos. Nos textos que se seguem, nos inspiramos em experiências bem-sucedidas no ensino da Matemática. Além de nossas vivências pessoais como docentes e de nossa contribuição teórica, trazemos as práticas e teorias de documentos de referência. Eles nos serviram de base para a escrita deste livro-texto e se aliam a outras contribuições referenciadas ao longo deste. BLOCOS DE CONTEÚDOS PARA O ENSINO FUNDAMENTAL Na história do ensino da Matemática, durante muito tempo, a natureza interdisciplinar e significativa dos conteúdos não foi considerada, ou seja, apostava- se em uma listagem de conceitos e atividades com fim em si mesmo, que pouco contribuía para que o aluno encontrasse aplicação ao que estava vendo e, teoricamente, aprendendo. O ensino pautado em atividades estanques dificultava ao aluno compreender o sentido e aplicação do que vivenciava. No Brasil, foram os Parâmetros Curriculares Nacionais e as mais recentes discussões acadêmicas acerca dessas questões que contribuíram para que fosse repensada a forma de organizar os conteúdos. Para fins didáticos, é possível agrupar os conteúdos de ensino recomendados aos alunos do Ensino Fundamental (1º ao 5º ano) em cinco grandes blocos: sistema de numeração; operações; espaço e forma; grandezas e medidas e tratamento da informação. Agrupados, eles possuem objetivos similares que se complementam. Ao educador cabe organizá-los de forma que façamsentido aos alunos, permitindo a eles resgatar o aprendido e utilizá-lo em novas situações (o que se vem chamando de transposição didática). O sistema de numeração decimal Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 5 www.soeducador.com.br A partir de um processo histórico de milhares de anos, o homem desenvolveu o sistema que hoje denominamos numeração decimal, composto por apenas dez símbolos (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 0) e que nos permite representar qualquer número. O valor representado pelo numeral depende de sua posição na composição deste, por isso dizemos que nosso sistema é posicional. É também denominado decimal, pois o que diferencia uma posição de outra são os agrupamentos de dez em dez. Sendo assim, para formar uma dezena, utilizamos dez unidades; para uma centena, dez dezenas (ou dez agrupamentos de dez unidades); para um milhar, dez centenas, e assim por diante, infinitamente. Estes conceitos são complexos e precisam ser trabalhados com os alunos ao longo de todo o Ensino Fundamental. Segundo Castro e Rodrigues apud Brocardo (2007, p. 118-119): De um modo geral, o sentido de número diz respeito à compreensão global e flexível dos números e operações com o intuito de compreender os números e as suas relações e desenvolver estratégias úteis e eficazes para utilizarmos no nosso dia a dia, na nossa vida profissional, ou como cidadãos ativos. Inclui a capacidade de compreendermos que os números podem ter diferentes significados e podem ser usados em contextos muito distintos. É, pois, uma construção de relações e de modelos numéricos realizada ao longo da vida e não apenas na escola. O que nos foi descrito pelos autores citados nos remete à importância que este bloco tem em relação à construção das relações matemáticas que as crianças estabelecem. Fazemos questão de dizer a você, estudante da UNIP, que os blocos de conteúdos aqui apresentados são trabalhados em todas as séries do Ensino Fundamental e que o sistema de numeração deve ser objeto de planejamento em todas elas, assim como os demais blocos apresentados. Muitos educadores consideram desnecessária a manutenção de atividades relacionadas ao ensino do sistema de numeração, mas veremos adiante que algumas situações devem se tornar atividades permanentes, como por exemplo recorrer ao calendário como forma de controlar e antecipar eventos, algo essencial à vida do ser humano. No entanto, o bloco de conteúdos e objetivos sistema de numeração decimal, que desde cedo faz parte da vida do aluno, possui uma característica muito especial: ele é a base dos demais blocos, pois é composto de diversos conceitos-chave. Nele Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 6 www.soeducador.com.br se estuda a grafia dos numerais (o traçado correto do 0, 1, 2, 3, ... 9), o sentido quantitativo do registro com algarismos (quando representa uma quantia a ser contada, por exemplo, sendo chamado número), os algarismos como representação simbólica (como o numeral de uma casa ou um telefone), e as noções de posição e grandeza numérica (quando o 1 pode ser uma unidade, uma dezena, ou uma centena, por exemplo). Há muitas dúvidas sobre a nomenclatura correta, por essa razão, apresentamos a seguir um resumo que apresenta a explicação dos conceitos de número, numeral e algarismo. Quadro 1 – Diferenciação entre número, numeral e algarismo Número Numeral Algarismo É a ideia de quantidade que nos vem à mente quando contamos, ordenamos e medimos. Assim, estamos pensando em números quando contamos as portas de um automóvel, enumeramos a posição de uma pessoa numa fila ou medimos o peso de uma caixa. É toda representação de um número, seja ela escrita, falada ou indigitada. É todo símbolo numérico que usamos para formar os numerais escritos. Infelizmente, nas escolas de maneira geral, ainda se observam atividades “mecânicas” em que os alunos copiam exaustivamente os numerais, ou colam bolinhas de papel ou sementinhas sobre numerais traçados pelo educador. Aprender a grafia correta dos numerais é importante, mas isso deve ser realizado de forma mais contextualizada, pedindo aos alunos que escrevam a idade que possuem e a data de seu aniversário, o numeral da residência ou do telefone dos pais em uma agenda de contatos, por exemplo. Também é importante que os numerais componham cartazes que se encontram no ambiente do aluno, como o calendário e a TABELA de 0 a 100, para sua consulta autônoma. Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 7 www.soeducador.com.br Principalmente nos primeiros anos (1º, 2º e 3º) do Ensino Fundamental, devemos planejar situações didáticas que envolvam os números naturais, principalmente porque eles fazem parte do cotidiano das crianças, utilizados em diferentes situações e em perguntas realizadas por elas, tais como: comparação de idades; “quanto” tem?; “quanto” tenho?; se eu já tenho x, quanto falta para Y?; qual seu telefone?; entre outras. A experiência de vida da criança, mesmo que comparativamente menor que a do adulto, deve ser levada em conta, e cabe à escola ajudá-la a ampliar o que sabe e construir novas relações e pensamentos matemáticos. Dessa forma, como metáfora, seria interessante que a escola fosse uma continuidade da casa, da vida social mais ampla. Desvendar o que a criança já sabe – seus conhecimentos prévios – e, partindo deles, oferecer novas situações, que a permita avançar no que sabe para construir o que ainda não sabe, constitui o importante papel mediador do educador. Quando menos experientes, as crianças têm mais dificuldade em grafar corretamente os numerais; muitas invertem a ordem (ao invés de 21, grafam 12, por exemplo) ou os espelham ( ao invés de 3). Também apresentam dificuldade quanto à compreensão do valor posicional e tendem a grafar como escutam. Neste caso, a forma oral como o numeral é enunciado leva as crianças a erros construtivos, escrevendo, por exemplo, 301 para 31, pois entendem ser equivalente a trinta (30) e um (1), o que resulta em 301 (30 + 1). Isso ocorre porque no processo de construção do conceito de número as crianças aplicam aquilo que compreendem sobre a “leitura” que fazem do que está ao seu redor. É o que chamamos de hipóteses de escrita, que ocorrem com as letras, palavras e também com os numerais. Exemplo de atividade Sistema de numeração decimal – Construindo e explorando uma TABELA numérica • Identificar números até 100. • Ler, escrever e comparar números em diferentes contextos de uso. • Perceber algumas regularidades do sistema de numeração decimal, tais como: o valor posicional (quanto vale um numeral em sua posição na composição de um número) – por exemplo o 3, em 34, que vale 30; a possibilidade de saber a Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 8 www.soeducador.com.br grandeza do número por sua quantidade de algarismos – por exemplo, que 45 (dois algarismos) é maior que 9 (um algarismo); e observar a ideia de “família de números”, o que significa que todos os números daquela sequência se iniciam pelo mesmo numeral, modificado a cada dez unidades – por exemplo, que após o 29 vem o 30 (31, 32, 33, 34, ... 39). Conteúdos • Ordem de grandeza e regularidade do sistema de numeração. • Leitura e escrita numérica. Anos 1º e 2º. Tempo estimado Ao longo de todo o ano escolar. Material necessário • Um cartaz como o do modelo a seguir, que vá até 100, deve ser afixado para servir de “dicionário” e ser consultado. Uma sugestão é digitar os números, recortá-los, distribuí-los aos alunos e pedir a eles que o auxiliem na colagem sob um cartaz similar (quadriculado, com dez espaços em cada linha e dez em cada coluna), mas com lacunas, sem os números escritos. • Providencie uma cópia menor para cada aluno (com os números) e mantenhaao alcance objetos que portem sequências numéricas similares como calendários e volantes de jogos de casas lotéricas. • As primeiras tabelas devem começar com 1 e não com 0, pois muitos alunos se apoiam na contagem para encontrar as escritas que não conhecem. • Organize a série de 10 em 10 para a identificação das regularidades. O cartaz deverá ficar assim: TABELA 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 9 www.soeducador.com.br 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 5 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5 9 6 0 6 1 6 2 6 3 6 4 6 5 6 6 6 7 6 8 6 9 7 0 7 1 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 7 7 7 8 7 9 8 0 8 1 8 2 8 3 8 4 8 5 8 6 8 7 8 8 8 9 9 0 9 1 9 2 9 3 9 4 9 5 9 6 9 7 9 8 9 9 Desenvolvimento Primeiro divida os cem números da TABELA entre seus alunos e oriente-os a vir colá-los conforme as comandas que fizer. A seguir, sugerimos ideias que os levarão a compreender algumas regularidades do sistema numérico decimal: • Chame para colar sobre o cartaz aqueles que tiverem números iniciados pelo numeral 3. Dessa forma, crianças que tenham a “família do trinta” colarão seus números e todos poderão perceber a ideia de “família” e que o primeiro numeral é o mandante do número. • Chame em seguida as crianças que tiverem números terminados pelo numeral 5. Virão aqueles que têm o 5, 15, 25, 35, 45, 65, 75, 85 e 95, formando a coluna do 5 (como se observa na TABELA). • Pode-se pedir, também, outras regularidades; por exemplo, que venham aqueles que tenham números maiores que 13 e menores que 20; o número que vem Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 10 www.soeducador.com.br imediatamente depois do 39; o número que vem imediatamente antes de 67; o número que está entre 72 e 74; entre outras possibilidades. Experiências cotidianas interessantes que podem se transformar em situações didáticas escolares Receitas de alimentos (envolvem números nas quantidades de ingredientes e cardinalidade na ordem do modo de fazer); desenvolver uma coleção com os alunos (tampinhas, pedras, conchas, figurinhas etc.) e ajudar as crianças a registrar as quantidades obtidas (por exemplo, marcar riscos em uma TABELA do 1 ao 100 como mecanismo de controle); grafar em um calendário no mural da classe os dias idos à escola. Operações Por conta das necessidades cada vez mais complexas do homem, o sistema de numeração decimal foi sendo desenvolvido para, por exemplo, controlar quantidades pequenas de animais e quantificar o número de pessoas, consequentemente calculando a quantia de alimentos necessários para saciar a fome de cada um. Da mesma forma, as estratégias de cálculo também evoluíram e foram se tornando cada vez mais complexas. Atualmente somos capazes de realizar cálculos que nos permitem compreender e alcançar até mesmo o que ainda não palpamos. Antes mesmo de o homem pousar na Lua, engenheiros astronautas já calculavam essa possibilidade. Podemos dizer que a criança que entra no Ensino Fundamental refaz essa trajetória humana e repete etapas evolutivas da construção desse conhecimento. É comum vermos crianças realizando contas com os dedos (base decimal = dez dedos), utilizando riscos e outros grafismos não convencionais, exatamente como observamos nas inscrições rupestres (desenhos em paredes de cavernas, ossos e peles de animais) encontradas em sítios arqueológicos de muitas localidades do planeta. Assim, a criança segue evoluindo, passando da necessidade absoluta do elemento concreto à total possibilidade de abstração e pura imaginação. Da mesma forma o homem, ao longo da história, evoluiu do uso de instrumentos rudimentares como Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 11 www.soeducador.com.br pedras e riscos à utilização da calculadora e do computador, pois é capaz de inventar instrumentos para superar as limitações de sua mente, e a ferramenta faz o que o homem seria incapaz de fazer. Relembrar que a aprendizagem de cálculos é a construção junto ao aluno de conhecimentos milenares nos serve de alerta para respeitar o seu desenvolvimento e fornecer a ele elementos que lhe permitam avançar em seu conhecimento. Quando simplesmente substituímos a forma de pensar do aluno pelo ensino forçado de técnicas e fórmulas, substituímos a reflexão pela memorização, trocamos a tentativa que leva ao erro construtivo pela exercitação mecânica de algoritmos predefinidos. Nas escolas, de maneira geral, observamos educadores bem-intencionados ensinando contas no modelo “arme e efetue”. O que se nota é que muitas crianças não compreendem por que devem realizar uma conta do menor valor ao maior, ou seja, da unidade para a dezena e desta para a centena. Além do mais, em adições com reservas, aquelas cujas somas das unidades (ou das dezenas ou centenas) ultrapassam 9, muitas vezes o aluno não compreende por que deve conservar a unidade e elevar a dezena (contas de “vai”), por exemplo. Essas contas são comumente chamadas de algoritmos convencionais. Na verdade, todo algoritmo é um “dispositivo prático, elaborado para facilitar a execução de uma certa tarefa” (BRASIL, 2007, p. 7). Um exemplo é ordenarmos os ingredientes de uma receita de forma a facilitar a execução das etapas de elaboração do alimento, outro exemplo são os procedimentos para dirigir um carro ou armar e instalar um produto em nossa casa. Há pessoas que farão uso dessas técnicas sem refletir sobre sua ação; estas estão sujeitas a tornarem-se pouco autônomas, agindo mecanicamente, sem saber como proceder caso algo saia do controle. De maneira análoga, “quem não dispõe de boas estratégias de cálculo passa por dificuldades em inúmeras situações do dia a dia, que exigem autonomia de decisões sobre ‘que cálculo fazer’ e ‘como fazê-lo’”. (Ibidem, p. 8). Os algoritmos das quatro operações são estratégias de cálculos que se beneficiam da organização do sistema de numeração decimal, mas que devem ser ensinadas no momento em que as crianças já dominarem com segurança alguns conceitos, ou pré-requisitos, envolvidos nessas operações e necessários para que operem com consciência. A seguir apresentamos alguns desses conhecimentos: Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 12 www.soeducador.com.br Exemplo de atividade Algoritmos • Domínio dos fatos básicos: trata-se de operações em que são empregados numerais de um só algarismo. São os cálculos realizados em uma operação que devem ser realizados mentalmente, sem o auxílio do algoritmo (não fazendo uso, por exemplo, de “arme e efetue”). Aos poucos o aluno deve memorizar resultados que podem ser aplicados em diversas situações. As tabuadas de multiplicação e de soma são exemplos de exercícios de aprendizagem dos fatos básicos. • Sugestão de atividade: pedir às crianças que retirem de seu estojo cinco lápis de cor e desafiá-las a formar diferentes composições com esses. Exemplos: III + II = 5, II + III = 5, I + IIII = 5 etc. • Conhecimento de outras estratégias de resolução: é muito importante que, antes de ensinar a técnica operatória convencional (“arme e efetue”) – que obriga a criança a operar da unidade em direção à dezena e desta para a centena (e assim por diante), ela possa conhecer outras formas de resolução, ou estratégias de resolução. Para que se compreenda melhor essa possibilidade, demonstramos, a seguir, algumas operações executadas por alunos do 4º ano de uma escola do município de São Paulo. • Conteúdo: ensinando a decompor.• Pré-requisitos: saber contagens salteadas de 10 em 10 e 100 em 100. Exemplos: 1) 156 + 234 1a etapa 156 + 234 100 200 50 30 6 4 2a etapa Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 13 www.soeducador.com.br 300 80 10 3a etapa 300 80 + 10 = 90 4a etapa 300 + 90=390 2) 342 + 839 1a etapa 300 + 800 = 1100 (ou 800 + 200 = 1000 + 100 = 1100) 2a etapa 40 + 30 = 70 3a etapa 2 + 9 = 11 4a etapa 300 + 800 = 1100 5a etapa 70 + 10 = 80 + 1 = 81 6a etapa 1000 + 100 + 81 = 1181 3) 321 + 547 3 2 1 + 5 4 7 Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 14 www.soeducador.com.br 8(800) 6(60) 8(8) 4) Crianças do 1º ano de uma escola de São Paulo resolveram a seguinte conta dessa forma: 34 + 28 1a etapa 34 = 10 + 10 + 10 + 4 28 = 10 + 10 + 8 2a etapa 10 + 10 + 10 + 10 + 10 = 50 3a etapa 8 + 4 = 12 (10 + 2) 4a etapa 50 + 10 = 60 5a etapa 60 + 2 = 62 Ensinando o algoritmo convencional: compreendendo as características das faixas etárias Como vimos, é necessário construir com a criança estratégias de resolução variadas, levando em conta sua capacidade de reflexão. Evite exercícios mecânicos e repetitivos. Mais adiante apresentaremos alguns recursos interessantes que você, futuro educador, possa utilizar para diversificar suas aulas. Para ensinar o algoritmo convencional, é preciso conhecer as características das faixas etárias compreendidas entre o 1º e o 5º ano do Ensino Fundamental. Nessa fase a criança se encontra em transição, segundo Jean Piaget (1971), entre um estágio de desenvolvimento chamado pré-operatório (2 a 7 anos) e estágio das operações concretas (7 a 11 anos). Vamos conhecer esses estágios para podermos planejar intervenções e atividades eficientes? Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 15 www.soeducador.com.br Estágio pré-operatório (2 a 7 anos) Manipular objetos e observar os resultados dessas ações é uma das características marcantes dessa fase. A criança não depende exclusivamente das sensações para entender e interagir com o ambiente, o fazendo também na compreensão e uso tanto das palavras e suas representações como dos símbolos e suas imagens. Ela associa, por exemplo, uma palavra ao seu significado, mesmo que o objeto nomeado não esteja em seu campo visual, ou seja, sua capacidade de abstração amplia-se em relação ao estágio anterior (sensório-motor), em que era necessária a presença física do objeto para nomeá-lo. Em termos matemáticos, a criança nessa fase é capaz de ordenar, classificar e fazer correspondências entre objetos. Na maioria das vezes, não é capaz de entender a reversibilidade nem conservar a quantidade por meio de seu pensamento. Um exemplo: há dois copos, um baixo e largo e o outro comprido e estreito. Coloca- se uma certa quantidade de água em um e depois se verte a água no outro. A criança não compreende que a quantidade se manteve, e diz que há mais em um do que no outro. Sobre a reversibilidade, um exemplo: pede-se a criança que junte três figurinhas com mais duas figurinhas, essa operação ela realiza com sucesso. Agora se pede que de cinco figurinhas ela retire duas, ou seja, o inverso. Na maioria das vezes, ela encontra dificuldade. A incapacidade de a criança se colocar no lugar do outro e seu egocentrismo (que é a centralização dos pensamentos sobre si mesma), a partir de seu ponto de vista e não o do outro, também são característicos. Uma dica de trabalho com Matemática nessa fase é proporcionar jogos e situações-problema em que a criança tenha que partilhar impressões ou comparar o resultado das quantificações. Por exemplo, ao final de um jogo de palitinhos, pedir que os participantes contêm o resultado obtido uns dos outros. É objetivo do trabalho de Matemática com crianças de seis anos de idade, no fim da Educação Infantil em algumas localidades ou no início do Ensino Fundamental em outras, desenvolver a capacidade de pensar a Matemática como algo dotado de Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 16 www.soeducador.com.br sentido e possibilidade de uso real. A criança precisa reconhecer a aplicação para então conhecer de fato o conceito. Os jogos são fundamentais para o trabalho nessa área do conhecimento, assim como os problemas, não apenas os enunciados por escrito, mas todas as situações em que os alunos necessitem usar o raciocínio a fim de buscar soluções. Em ambos os casos, pensa-se em favorecer o desenvolvimento e o uso de estratégias pessoais. Para registrá-las, os alunos poderão fazer uso da “linguagem matemática” convencional (com seus símbolos numéricos e sinais próprios, como + e -) ou criar formas de representá-las. É recomendável garantir atividades em que as estratégias e as representações particulares sejam socializadas e discutidas em grupo, a fim de permitir a circulação de informações entre as crianças e a apropriação de estratégias e representações mais econômicas e eficientes. Para a elaboração das situações-problema, sugere-se utilizar fatos do dia a dia das crianças para pensar sobre as quantidades, compará-las ou operá-las. Elas devem envolver principalmente cálculos de adição e subtração, noções aditivas da multiplicação e fracionárias da divisão. Contar, comparar, reconhecer e grafar corretamente os números e as quantidades e usar adequadamente sinais matemáticos básicos, como + (mais), - (menos) e = (igual), é desejável. Em todas as situações, reais ou fictícias, deve-se ter em mente a importância do lúdico, do prazer, e a possibilidade de explorar o interesse da criança, sua vontade em se arriscar sem medo do erro e suas possibilidades de comunicar estratégias por meio de uma linguagem que traduza com eficiência as bases de seu pensamento. Exemplo de aplicação Dicas e sugestões de atividades para essa fase Pensando em crianças que estejam entre 6 e 7 anos (equivalente ao 1º e 2º anos do Ensino Fundamental) e que tenham frequentado a Educação Infantil, considera-se que elas tenham muitas informações no que se refere ao nosso sistema de numeração decimal e suas relações, que saibam operar minimamente e que tenham algumas estratégias de resolução construídas ou aprendidas. Procura-se garantir situações em que as crianças se sintam desafiadas a arriscar e que criem ou Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 17 www.soeducador.com.br aperfeiçoem estratégias pessoais para resolução dos problemas apresentados. Espera-se que identifiquem regularidades na contagem e na representação de números de diferentes grandezas, que conheçam e usem medidas convencionais e não convencionais, que continuem avançando na compreensão do sistema de numeração decimal e que consigam transpor os conteúdos aprendidos para as mais diversas situações. Sendo assim, o trabalho nessa faixa etária continua tendo nos jogos, nos problemas e nas situações cotidianas espaços privilegiados para se fazer relações matemáticas significativas. Deve-se garantir uma gama de jogos que possibilitem o estabelecimento de inúmeras relações matemáticas, que aprimorem inclusive conteúdos de procedimentos e atitudes. Baralhos, trilhas e percursos, bingos, xadrez, damas, dominós tradicionais ou pedagogicamente modificados são alguns dos jogos de que se pode lançar mão nos 1º e 2º anos. Uma boa dica para o ensino da Matemática nessa fase é ter à mão um kit com objetos que facilitem o cálculo e a contagem, como sementes, palitos, pedrinhas e miçangas, por exemplo. http://turmapsicopedagogiauva2012.blogspot.com/2012/12/dicas-de-jogos-caseiros.html Figura 1 - Materiais para jogos de Matemática Os problemas propostos devem envolver as quatro operações e podem ser desenvolvidos previamentepelo educador ou advir de uma situação cotidiana inesperada. Ainda se privilegiam as estratégias pessoais de resolução, sempre as partilhando com os demais colegas da classe e incentivando a troca, principalmente Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 18 www.soeducador.com.br daquelas mais lógicas e econômicas. O educador deve ser modelo também de resoluções convencionais, a fim de introduzir a linguagem matemática mais formalizada, a exemplo de seu papel na escrita e notação numérica. Ou seja, não deve se eximir de seu papel de mediador do conhecimento. Estágio das operações concretas (7 a 11 anos) A criança nesse estágio, que perpassa o 3º, 4º e 5º anos, é ainda dependente, na maioria dos casos, da visualização dos objetos referidos para operar. Isso quer dizer que ela opera concretamente, apesar de seu nível de abstração estar cada vez maior. Ela consegue classificar, seriar e compreender a relação entre número e numeral, estruturas de espaço e tempo, e a realização de operações básicas com estratégias próprias e outras formalizadas. É também capaz de conservar a quantidade mesmo em situações desafiadoras, como apresentar as mesmas quantidades em disposições diferentes, por exemplo, agrupar sementes em um montinho e depois espalhar a mesma quantidade. A manipulação de objetos, como quantificar palitinhos e realizar cálculos utilizando os dedos ou sementes, ainda é necessária, principalmente no início do 3º ano do Ensino Fundamental. É possível, entre o 3º e o 4º anos, operar cálculos de valores elevados utilizando técnicas operatórias mais formais, principalmente o algoritmo convencional. Exemplo de aplicação Dicas e sugestões de atividades para essa fase Todo trabalho desenvolvido nessa faixa etária, que compreende o equivalente ao 3º, 4º e 5º anos, deve dar continuidade ao que vem sendo realizado desde os 1º e 2º anos, sem rupturas abruptas. Conteúdos como divisão e multiplicação ganham Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 19 www.soeducador.com.br mais força, com valores de cálculo cada vez maiores e mais desafiadores, e aprimoram-se as estratégias de resolução para a subtração e a adição. Por meio de instrumentos como a calculadora, o ábaco e o material dourado, pode-se ensinar a “conta de armar”, ou algoritmo convencional. A criança deve ser motivada a aprimorar seu cálculo mental, inclusive memorizando a tabuada/fatos da adição, da subtração e da multiplicação, a chamada memorização compreensiva. O trabalho com medidas pode ser ampliado, bem como o ensino da Geometria, da leitura e interpretação de TABELAs e gráficos, e da leitura e compreensão dos números fracionários (1/2, 1/3, 1/4). Montagem de um ábaco O ábaco é um dos muitos instrumentos de cálculo que ajudam na compreensão do sistema de numeração deciama, além de ser um ótimo auxiliar na compreensão do algorítimo convencional, ou contas de “armar”, facilitando o entendimento das noções de “vai um” ou de “empréstimo”. Pode ser construído com diversos materiais e formatos, um dos mais comuns é o vertical (foto), em que as argolas representam as unidades, dezenas, centenas e milhares, de acordo com a sua posição da direita para a esquerda. É possível encontrá-lo pronto para comprar no comércio, em geral em seu formato horizontal com argolas de “correr”. Figura 2 - Montagem de um ábaco Sempre que possível, os desafios matemáticos devem se aproximar das situações reais de uso; assim, além das atividades tradicionais escolares, deve-se fazer uso de jogos, incentivar a consulta de fontes diversas como jornais e revistas, e criar situações de compra e fatos cotidianos, como a simulação de um mercado na classe. Utilizando o ábaco Vamos apresentar algumas formas de ensinar o algoritmo convencional (modelo “arme e efetue”) por meio de um instrumento simples, barato e muito útil. Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 20 www.soeducador.com.br O modelo “arme e efetue” é bastante importante e significativo, pois representa uma grande invenção humana, a possibilidade de operar cálculos que a mente não dá conta a partir da utilização dos princípios do sistema numérico decimal. Para que a criança possa se valer dessa estratégia de resolução, é necessário, como já dito, que ela tenha clareza do que está fazendo. Em geral ensinamos o chamado algoritmo convencional (arme e efetue) entre o 2º e o 3º anos do Ensino Fundamental. O ábaco é um instrumento que permite mostrar à criança noções de “vai um” (adição com reserva) e empréstimo (subtração com reserva). Portanto, ele é eficaz para essas duas operações, a adição e a subtração, mas é na sua capacidade de mostrar à criança o valor posicional que ele se apresenta como um excelente recurso didático. Multiplicação A multiplicação envolve uma gama de conhecimentos sobre as propriedades dos números e das operações, exigindo da criança estabelecer relações entre conceitos aprendidos, como as somas sucessórias (por exemplo: 3 + 3 + 3 ou 3 x 3). Também é desejável que tenha memorizado os fatos básicos (tabuada) do 1 ao 10, que servirão de base para que a criança possa compreender e operar o algoritmo convencional da multiplicação. A aprendizagem da multiplicação deve ser realizada com base em dois enfoques. Um deles diretamente interligado à adição de parcelas iguais e o outro como raciocínio combinatório. A adição de parcelas iguais pode ser exemplificada com o seguinte raciocínio: 2 x 4 = 4 + 4 4 x 2 = 2 + 2 + 2 + 2 O raciocínio combinatório equivale à verificação de quantas possibilidades há para se formar pares com duas coleções. Se uma menina tem 3 saias e 2 camisetas, de quantas maneiras diferentes ela pode se vestir sabendo que suas saias são vermelha, rosa e preta e suas camisetas amarela e branca? Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 21 www.soeducador.com.br Quadro 2 – Possibilidades combinatórias Saia vermelha Saia rosa Saia preta Camiseta amarela * * * Camiseta branca * * * Resposta: seis combinações (2 x 3 = 6) Exemplo de atividade Sequências utilizando a adição de parcelas iguais Exemplo A 1) Pinte da mesma cor os quadros correspondentes: 4 x 5 3 + 3 + 3 + 3 + 3 5 x 3 2 + 2 3 + 8 5 + 5 + 5 + 5 5 x 7 2 x 6 4 x 10 2 x 2 8 + 8 + 8 10 + 10 + 10 6 + 6 7 + 7 + 7 + 7 + 7 2) Escreva a adição correspondente a estas multiplicações e dê o resultado: 2 x 5 = 5 + 5 = 10 . 8 x 2 = _______________________= ___________ 5 x 6 = _______________________= ___________ 4 x 5 = _______________________= ___________ 3 x 7 = _______________________= ___________ 5 x 5 = _______________________= ___________ 3 x 4 = _______________________= ___________ 3 x 8 = _______________________= ___________ 4 x 3 = _______________________= ___________ Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 22 www.soeducador.com.br 5 x 0 = _______________________= ___________ 4 x 1 = _______________________= ___________ 6 x 2 = _______________________= ___________ 3) Escolha 2 multiplicações do exercício 2 e monte um único problema usando estas operações e outras que achar necessário: Exemplo B 1) Pinte de azul a casinha do 8 e continue pintando de 8 em 8: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 5 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5 9 6 0 6 1 6 2 6 3 6 4 6 5 6 6 6 7 6 8 6 9 7 0 7 1 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 7 7 7 8 7 98 0 8 1 8 2 8 3 8 4 8 5 8 6 8 7 8 8 8 9 9 0 9 1 9 2 9 3 9 4 9 5 9 6 9 7 9 8 9 9 2) Quais os resultados que você encontrou nas multiplicações por 8? 3) Monte as multiplicações por 8: Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 23 www.soeducador.com.br 1 x 8 = 2 x 8 = Exemplo C 1) Efetue as multiplicações por 9: 1 x 9 = 2 x 9 = 3 x 9 = 4 x 9 = 5 x 9 = 6 x 9 = 7 x 9 = 8 x 9 = 9 x 9 = 10 x 9 = 2) Observe os resultados e registre suas descobertas: 3) Pinte de amarelo a casinha do 10 e continue pintando de 10 em 10: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 24 www.soeducador.com.br 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 5 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5 9 6 0 6 1 6 2 6 3 6 4 6 5 6 6 6 7 6 8 6 9 7 0 7 1 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 7 7 7 8 7 9 8 0 8 1 8 2 8 3 8 4 8 5 8 6 8 7 8 8 8 9 9 0 9 1 9 2 9 3 9 4 9 5 9 6 9 7 9 8 9 9 4) Monte as multiplicações por 10: 1 x 10 = 2 x 10 = Divisão A divisão também tem dois enfoques. De início, a criança será levada a explorar apenas a chamada divisão-repartição, para chegar depois à divisão-comparação ou medida. • Divisão-repartição: a ação de repartir encontra-se em situações nas quais é conhecido o número de grupos que deve ser formado com um determinado Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 25 www.soeducador.com.br total de objetos, e é preciso definir a quantidade de objetos de cada grupo. Por exemplo: se 12 lápis precisam ser separados em 4 subconjuntos iguais, quantos lápis haverá em cada subconjunto? • Divisão comparação ou medida: ações que envolvem este tipo de divisão são encontradas em situações nas quais é preciso saber quantos grupos podemos formar com um determinado total de objetos, sendo conhecida a quantidade que cada grupo deve ter. Por exemplo: se 12 lápis serão separados em subconjuntos de 3 lápis cada um, quantos conjuntos serão feitos? Em atividades de divisão-repartição, a criança sabe, por exemplo, que deve distribuir os 12 lápis em 4 caixas ou pelos 4 cantos da mesa. Isso permite a aplicação de uma estratégia simples: ela pode distribuir 1 lápis de cada vez, até que os lápis se esgotem. Após essa ação, ela verifica, então, quantos lápis ficaram em cada caixa ou canto da mesa. Já na divisão-comparação, a criança tem os mesmos 12 lápis sobre a carteira e sabe que deve formar grupinhos de 3 lápis. Ela deverá aplicar outra estratégia: separar seu material de 3 em 3 e verificar, ao final da atividade, “quantos cabem”, ou seja, qual a quantidade de grupos formados (BRASIL. (a), 1997). Exemplo de atividade Sequências usando a divisão repartição 1) Um vídeo game custa em média R$ 1.000,00. Quanto custará cada parcela, se o valor for dividido em 4 vezes? 2) Um álbum de figurinhas tem 576 figurinhas. Quero distribuí-las igualmente em 64 páginas. Quantas figurinhas deverão ser coladas em cada página? Sequências usando a divisão comparação ou medida 1) Em um prédio de apartamentos, uma reforma custou R$ 6.150,00. Para cobrir as despesas, os moradores de cada apartamento deram R$ 150,00. Quantos eram os apartamentos? 2) Preciso distribuir 1.230 refrigerantes em caixas. Cada caixa cabe 24 refrigerantes. Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 26 www.soeducador.com.br a) Quantas caixas ficarão completas? b) Quantos refrigerantes caberão na caixa incompleta? Frações As frações surgem, depois de todas as operações com números naturais terem sido inventadas, da necessidade do homem quantificar e registrar partes (frações/farturas) de um todo, que pode ser um objeto ou uma quantidade numérica abstrata. As operações com frações tornam-se um difícil aprendizado para os alunos se partirmos para a explicação dos conceitos sem que eles tenham atingido a compreensão de sua utilização na prática. É indispensável o contato com material concreto e com dados da realidade, como uma forma de ajudar os alunos a perceberem a utilidade prática de aprender a lidar com números fracionários. Apresentamos a seguir uma sequência interessante que busca sistematizar a leitura, o registro e o uso dos números representados por frações mais comuns. Visa levar o aluno a compreender e calcular frações de quantidades utilizando pesquisa, desenho e material concreto e o ensina a comparar frações e atingir a noção de equivalência de frações. A fração é um conceito matemático amplamente utilizado na nossa vida prática. Quando fazemos receitas em nossa cozinha, ou quando enchemos o tanque de combustível, estamos operando com frações, sem necessariamente estar entendendo os conceitos envolvidos. Nessa aula, pretendemos utilizar os conhecimentos trazidos pelos alunos e suas experiências do dia a dia para dar significado aos conceitos sistematizados sobre as operações com frações, estabelecendo assim um diálogo entre os conhecimentos empíricos (da experiência dos alunos) e os sistematizados pela escola (teóricos). Exemplo de atividade Sequência de frações Estas atividades são recomendadas para o 3º e 4º anos. Método de trabalho: análise e reflexão em grupo, experimentação e pesquisa em grupo e individual, registro coletivo de informações, atividades escritas para serem Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 27 www.soeducador.com.br resolvidas coletiva e individualmente, resolução de situações-problema e aulas expositivas. Material necessário: recipientes (garrafas, vasos, copos, xícaras e outros), diversos alimentos (de acordo com a receita utilizada), folhas de sulfite e cartolina (para cartazes). Avaliação: contínua e progressiva. A cada passo o professor avalia, por meio de diversos instrumentos (, e com base nessas avaliações ele planeja suas ações. Descrição da aula Primeiro passo Levar algumas receitas em que apareçam frações para a sala de aula, e pedir que os alunos, em grupos, destaquem a forma como estão registradas as quantidades de ingredientes. Abordar com os grupos suas conclusões e dúvidas, destacando na lousa as informações obtidas e ressaltando de que maneira se lê e se interpreta os números representados por frações. O professor não precisa necessariamente utilizar os termos “numerador” e “denominador”, porém precisará explicar aos alunos como se lê um número fracionário. Deverá deixar claro que o número que fica acima do traço (numerador) lê- se exatamente como é (um, dois, três etc.), e que o número abaixo do traço (denominador), possui um nome particular: “2” lê-se meio, “3” lê-se terço, “4” lê-se quarto, e assim por diante. É importante explicar que o número fracionário representa uma parte do todo que se quer utilizar. Portanto, quando se diz 1/4 (um quarto) do quilo de café, significa que ao dividirmos o quilo de café em quatro partes, queremos utilizar apenas uma delas. Esta explicação deverá ser retomada a todo instante, seja na orientação teórica, seja na utilização de material concreto, para fixar com os alunos o seu significado. Dica: Utilizar um quadro pode ser uma boa maneira de deixar esta explicação exposta para futuras consultas. Quadro 3 – Números e frações de 1 a 9 Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 28 www.soeducador.com.br 2 3 4 5 6 7 8 9 meio terço quarto quinto sexto sétimo oitavo nono Segundo passo Propor algumas atividades, tais como: • fazercom os alunos algumas receitas em que sejam utilizadas frações; • utilizar recipientes (copo, vaso, xícara, garrafa) para medir quantidades, por exemplo: 1/2 xícara de açúcar, 1/4 de litro de leite, entre outros; • utilizar alimentos que possam ser divididos, como pizza 1/2 mussarela 1/2 calabresa, 1/4 de quilo de café, entre outros. Terceiro passo Pedir aos alunos que pesquisem em quais situações do cotidiano se utilizam frações. O professor também pode sugerir portadores de fração (receitas, cartazes etc.), caso os alunos não tragam material suficiente. É possível que surjam respostas como: • receitas: 1/2 xícara, 1/4 de copo, 1/2 litro, 1/2 quilo; • relógio: meia hora, meio-dia, meia-noite, 1/4 de hora; • tanque de combustível: 1, 3/4, 1/2, 1/4; • meias: meia 3/4, meia 7/8; • construção civil: 1/2 metro, 1 1/2 polegada, 1/4 de areia; • estatísticas: 1/3 da população; 1/4 das urnas foram apuradas até o momento. As informações devem ficar registradas em local de fácil consulta (caderno, mural, cartaz). Tendo como base as informações obtidas, portadoras de fração, o professor poderá desenvolver diversas situações-problema, como por exemplo: 1) Para ir para o trabalho meu pai utiliza 15 litros de gasolina, ou 1/4 de tanque de combustível. Responda: a) Quanto ele gasta para ir e voltar? ( ) 3/5 ( ) 1/4 ( ) 1/2 ( ) 3/4 Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 29 www.soeducador.com.br b) Quantos litros ele gastará deixando o tanque vazio, sabendo que 1/4 corresponde a 15 litros? 2) Se 1/3 das urnas foram apuradas em 4 horas, quantas horas levará a apuração inteira? 3) Numa sala de aula há 36 alunos, e 1/3 deles possuem animais de estimação. Quantos não possuem? Dicas: • Redigir receitas com os alunos pode ser uma boa maneira para que aprendam a registrar números fracionários. Elaborar as receitas também pode ajudar a fixar os conceitos aprendidos. • O trabalho com estatísticas pode enriquecer a aprendizagem. Por exemplo, pode-se montar com os alunos um gráfico representando diversas situações, como a fração de alunos do sexo masculino e feminino, a fração de alunos que moram em casa ou apartamento, e assim por diante. Quarto passo A partir do trabalho com os números fracionários na prática, e verificando a real compreensão dos alunos, o professor poderá introduzir conceitos importantes para as operações com números fracionários. Numerador e denominador Numerador: é o número que fica acima do traço. Ele numera a quantidade de partes utilizada do todo. Denominador: é o número que fica abaixo do traço. Ele denomina a quantidade de partes em que foi dividido o todo. 1/4 Frações equivalentes e simplificação de frações Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 30 www.soeducador.com.br Exercícios com papel podem ajudar os alunos a entenderem a noção de equivalência e facilitar a compreensão na hora de operar a adição de frações com mesmo denominador. Uma forma de realizar esse trabalho é entregar a cada aluno várias tiras de papel de mesmo comprimento e altura. Elas deverão ser dobradas ou cortadas para formarem as seguintes operações: 1/2 + 1/2 = 2/2 ou 1 inteiro 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3 ou 1 inteiro 1/4 + 1/4 + 1/4 + 1/4 = 4/4 ou 1 inteiro 1/5 + 1/5 + 1/5 + 1/5 + 1/5 = 5/5 ou 1 inteiro 1/6 + 1/6 + 1/6 + 1/6 + 1/6 + 1/6 = 6/6 ou 1 inteiro 1/7 + 1/7 + 1/7 + 1/7 + 1/7+ 1/7 + 1/7 = 7/7 ou 1 inteiro 1/8 + 1/8 + 1/8 + 1/8 + 1/8 + 1/8 +1/8 + 1/8 = 8/8 ou 1 inteiro Com o material nas mãos, o professor poderá trabalhar com os alunos a equivalência entre frações, mostrando que existem certas porções iguais em inteiros de um mesmo tamanho, quando divididos (é o que acontece quando tomamos 1/2, 2/4, 3/6 ou 4/8, e assim por diante). Ainda utilizando esse tipo de material, o professor poderá trabalhar com os alunos a simplificação de frações. Em vez de apenas ensinar o processo de divisão Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 31 www.soeducador.com.br do denominador pelo numerador, ele poderá comprovar, na prática, que 12/36 equivalem a 1/3, quando se trata de inteiros de mesmo tamanho. Exemplo de atividade Alguns problemas envolvendo frações 1) Numa área reservada foram plantadas 396 árvores. A terça parte desse total é de pinheiros. Quantos pinheiros existem nessa área? 2) Karina e Luiza estão lendo um livro de crônicas que contém 348 páginas. Karina já leu 3/4 do livro, e Luiza já leu 3/6. a) Sem fazer nenhum cálculo, você consegue saber quem leu mais páginas? Explique. b) Quantas páginas faltam para cada uma terminar de ler esse livro? 3) O pipoqueiro da escola ganha R$ 273,00 por semana. Quanto ele receberá se trabalhar 19 dias? 4) Toda 6ª feira vou para a escola com R$ 36,00 e só gasto 2/6 deste dinheiro. Com quanto volto para casa? 5) Recebo de meu pai R$ 210,00 de semanada. a) Quanto posso gastar por dia de forma que eu tenha dinheiro a semana toda? b) Quero comprar um tênis que custa 3/7 da minha mesada. Quanto custa o tênis? c) Quanto vai me sobrar em dinheiro? d) Do restante do meu dinheiro, vou gastar 2/4 em roupa. Quanto vou gastar em roupa? 6) Numa sala de aula com 40 alunos, 3/4 são meninos e o restante meninas. Quantas são as meninas? Desenhe a fração. 7) Juliana já leu 1/7 do livro “A droga da obediência”. a) Desenhe a fração. Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 32 www.soeducador.com.br b) Sabendo-se que o livro tem 105 páginas, quanto Juliana já leu? c) Quanto em fração falta para ela terminar de ler o livro? 8) Na prova de Ciências, Cláudia acertou 5/7 das questões. Sabendo-se que ela errou 6 questões, responda: a) Quantas questões Cláudia acertou? b) Quantas questões havia na prova toda? c) Desenhe a fração. Espaço e forma Trabalhamos os objetivos e conteúdos de espaço e forma durante todo o Ensino Fundamental. Espera-se que as crianças se aproximem do uso de instrumentos e sistemas de medidas convencionais, utilizando procedimentos pessoais e unidades de medida não convencionais – por exemplo, medindo objetos e espaços com os pés, as mãos e pedaços de barbante. Futuramente, aprendem a usar régua, metros, trenas e outros instrumentos padronizados de medidas, além de se familiarizarem com conceitos de metro (m), centímetro (cm), metro linear, metro quadrado e metro cúbico. O objetivo, segundo os PCN de Matemática (BRASIL, 1997), é que os alunos possam ter a oportunidade de lidar com esses elementos em situações do cotidiano, e que realizem algumas estimativas de resultados de medições. Espera-se que o aluno utilize elementos de posição como referência para situar-se e movimentar-se em espaços que lhe sejam familiares, assim como para definir a situação de um objeto num determinado espaço. Acerca da forma (ou geometria), deseja-se que o aluno seja capaz de estabelecer semelhanças e diferenças entre os objetos, pela OBSERVAÇÃO de suas formas. Nas aulas sobre espaço e forma, devemos proporcionar diferentes situações que levem o aluno a realizar observações e chegar a conclusões associadas ao que observa no cotidiano. Não se trata, de forma absoluta, de “decorar conceitos”, saber de memória o nome dos sólidos geométricos ou das formas planificadas. As crianças Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 33 www.soeducador.com.br devem ser incentivadas a se expor de forma gráfica, oral, trazendo e mostrando materiais etc. Geometria e medidas Geometria é o estudo das propriedades dos objetos e das transformações às quais podem ser submetidas, como alteração de posição, alteração de tamanho ou deformações. Por causa de necessidades humanas, o nosso mundo é constituído de objetos que agem uns sobreos outros, transformando-se mutuamente, e de ações humanas que causam modificações a esses objetos. Podemos mesmo dizer que o mundo em que vivemos é geométrico. Talvez seja por isso que a Geometria foi o primeiro corpo de conhecimento a se organizar historicamente em um sistema ordenado e coerente de ideias a respeito do mundo. O método criado para isso, o dedutivo, serviu depois de modelo para todas as demais ciências ao longo da história. Desde o seu nascimento, as ações da criança ao explorar o espaço e conhecê- lo revelam uma geometria espontânea, isto é, independente dos ensinamentos escolares, mas influenciada pelo meio social e pela riqueza das experiências da criança. É por isso que a criança é um ser inquieto, que se movimenta, sem descanso, por todos os lados, manipulando e explorando ativamente os objetos que a rodeiam, primeiro pelos sentidos e, mais tarde, pela razão. A Geometria está também presente na natureza. Malba Tahan (2001) expressa bem esta questão: É notável a variedade de formas geométricas que os organismos vivos nos apresentam. Os alvéolos das abelhas apresentam a forma de prismas hexagonais que se fecham por meio de três losangos iguais e ligados. Pode-se ver a hélice cônica rigorosamente desenhada no perfil de uma concha. No girassol vemos um feixe de espirais logarítmicas e as curvas, com um ponto em comum, formam um entrelaçamento de rara beleza. Um caramujo se desenvolve segundo uma espiral logarítmica. A geometria, disse Platão, existe por toda parte. No disco do Sol, na folha da tamareira, no arco-íris, no diamante, na estrela do mar, na teia de aranha, na flor de maracujá. Vamos encontrar, no perfil de certas palmeiras, uma curva que os matemáticos estudam e analisam como todas as minúcias. É a curva logarítmica. É a forma adotada por um princípio de economia, pois o vegetal, adotando o perfil Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 34 www.soeducador.com.br logarítmico, pode, com a menor quantidade de material, resistir melhor ao empuxo do vento. O engenheiro, depois de longas e laboriosas transformações de cálculo infinitesimal, demonstra que a curva logarítmica é o perfil mais conveniente para uma torre de farol. A palmeira parecia conhecer esse segredo (TAHAN, 2001 pp. 45-46). A Geometria está presente em várias áreas da atividade humana, como a do engenheiro, do arquiteto, do decorador de ambientes, do paisagista, dos operários da construção civil, do artista plástico, do coreógrafo, da organização do tráfego de uma cidade, da costureira, do estilista de moda, do piloto de avião, do comandante de um navio e até mesmo do menino que dobra e recorta papéis ou madeira para fazer um brinquedo. Sendo assim, poderíamos pensar que a aquisição racional das relações espaciais se daria espontaneamente no indivíduo, decorrendo naturalmente de estímulos ambientais aleatórios. Mas isso não é verdade. São precisos vários anos de desenvolvimento da criança para que se possa construir o espaço perceptual, com a participação fundamental da maturação orgânica e psicológica. Por outro lado, a construção do espaço conceitual, ou lógico, é devida em grande parte à aprendizagem e ao desenvolvimento de relações perceptivas e do raciocínio lógico. É aí que entra o papel da escola com o ensino da Geometria. Para muitos professores, o ensino de Geometria no Ensino Fundamental é associado apenas ao trabalho de nomear figuras simples, como quadrado, triângulo, retângulo e círculo, e calcular a área e perímetro dessas figuras. Isso, além de não esgotar o conteúdo geométrico necessário no Ensino Fundamental, se constitui em seus assuntos terminais. Para ensinar Geometria para crianças, há que se buscar um ensino conceitual construtivista que propicie um aprendizado não apenas por meio dos sentidos, mas baseado em conceituação e construção em uma exploração ativa dos objetos reais, funcionando como retificadores de erros resultantes da mera avaliação perceptiva ou de ideias preconcebidas. Não é suficiente afirmar que o ensino de Geometria deve se iniciar pelo estudo dos objetos reais e desenvolver-se no sentido espaço-plano. É preciso que o ensino- aprendizagem de Geometria não tenha um sentido único e obrigatório de percurso. Deve ser um “ir e vir” de explorações de superfícies e sólidos do espaço tridimensional Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 35 www.soeducador.com.br sempre que possível e necessário, favorecendo o estabelecimento de relações entre essas dimensões. O ensino de Geometria para crianças deve priorizar a exploração conceitual e lógica de fenômenos relativos: • à forma dos objetos, distinção, reconhecimento e representação; • às relações posicionais dos objetos entre si e de suas partes; • às relações métricas dos objetos; • às propriedades das transformações aplicadas aos objetos. Para tanto, o professor deve proporcionar aos seus alunos experiências de classificações sucessivas utilizando critérios ou conceitos, indo dos mais gerais aos mais específicos. Dessa forma, as figuras mais utilizadas na escola aparecerão no final do processo, pois as crianças precisarão de conceitos intermediários para construírem autonomamente essas figuras, conhecendo com profundidade tais figuras e as relações entre elas. Um bom exemplo disso é o trabalho didático que se pode fazer com o tangram, um antigo jogo chinês que, com sete peças geométricas, admite a montagem de um grande número de figuras. As peças são sempre um quadrado, um paralelogramo e cinco triângulos retângulos. Essas peças têm relações de tamanho entre elas, de tal forma que, dois dos triângulos podem formar o quadrado por justaposição, isto é, se colocados lado a lado sem superposição. Esses mesmos dois triângulos podem formar um outro triângulo e também um paralelogramo. E essas cinco peças menores podem todas juntas formar os dois triângulos grandes do jogo. É fácil concluir que existem várias relações de forma e tamanho entre as peças, o que permite ao professor trabalhar com os alunos situações que vão desde as posições das peças até o conceito de fração mediante a comparação dos tamanhos das peças. Dimensões O critério geométrico mais comum para a classificação de objetos está baseado no conceito de dimensão. Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 36 www.soeducador.com.br Considerando um objeto como uma linha, podemos verificar que, ao cortá-la em duas partes, o corte utiliza só um ponto. Assim, todo objeto que tem como seção um ponto é unidimensional. É chamado de curva ou caminho. Uma folha de papel sulfite, por exemplo, se for dividida em dois pedaços, o corte será feito sobre uma curva ou caminho. Objetos cujo corte é uma curva ou caminho são objetos bidimensionais. Um objeto bidimensional é chamado de superfície. Se uma bola de isopor for cortada em duas partes, o corte será uma seção bidimensional. Objetos cujo corte é bidimensional, como uma bola, são chamados tridimensionais. Todo objeto que for tridimensional é um sólido. Para o desenvolvimento de noções geométricas, o professor deve preparar para as aulas um universo de objetos variados com a participação dos alunos. Esse universo deve ser composto por rolhas, borrachas de várias formas, objetos de isopor, massa de modelar, barras de sabão, pedaços de linha de várias cores, fios de cobre recobertos e coloridos, barbante, dobraduras de papel colorido, embalagens, copinhos de plástico, pratinhos de papelão, sólidos geométricos de madeira, bolinhas de pingue-pongue, bolinhas de gude, poliedros de cartolina, legumes, lâminas de alumínio, molas, fios flexíveis, moedas, anéis, figuras geométricas planas que podem ser acopladas com elásticos para montar sólidos. Inicialmente, o professor deve pedir aos alunos para que separem os objetos em grupos, usando critérios de semelhança.São classificações espontâneas, que deverão ser exploradas pelo professor com o objetivo de verificar quais os critérios que inspiraram tais classificações. Esses critérios são geométricos? O professor deve pedir que os alunos verbalizem e expliquem tais separações, observando a linguagem geométrica espontânea da criança. Aos poucos, o professor vai escolhendo certos grupos de objetos que permitem a exploração de intuições geométricas propriamente ditas. O professor pode escolher objetos de dimensões diferentes e, com ajuda de uma faca ou tesoura, trabalhar com os alunos o conceito de corte como recurso de classificação, introduzindo os conceitos de curva, superfície e sólido. A seguir o professor pode iniciar com os alunos o estímulo às representações dos diferentes objetos estudados. Exemplo: uma argola, uma moeda e uma bola de Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 37 www.soeducador.com.br gude. Propor que os alunos desenhem esses objetos de modo que o aluno os reconheça nas suas diferenças, apenas observando os desenhos. O professor deve comentar com toda a classe os vários trabalhos dos alunos, discutindo com eles a necessidade de fixar alguns critérios para representar figuras parecidas em uma folha de papel, levantando questões como quais foram as figuras de maior dificuldade de representar e por que. Deve-se ainda associar essas dificuldades à noção de dimensão e discutir as formas de representação feitas pelos alunos e as vantagens de se adotar padrões de representação. Identificação de figuras Além de definir a dimensão do objeto, o segundo critério para classificação de objetos é o conceito de planicidade. As superfícies dividem-se em planas e não- planas. Uma superfície é considerada plana quando não possuir ondulações, depressões, dobras ou rugosidades em qualquer de suas partes. Intuitivamente, toda superfície plana deve resistir ao teste da mesa. Ao colocá-la sobre uma mesa, todos os seus pontos devem tocar na mesa. Caso contrário, será não plana. Chamamos todas as linhas de curvas, e podem ser abertas ou fechadas. As abertas têm começo e fim, e as fechadas podem ser percorridas indefinidamente e sempre se volta ao ponto inicial. As curvas planas encostam todos os seus pontos em um plano, e as não planas não encostam. Uma curva é simples quando, ao ser percorrida, não passa mais de uma vez por nenhum dos seus pontos, ou seja, não há intersecção em nenhum ponto dela. Exemplos: Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 38 www.soeducador.com.br curva plana simples fechada curva plana não simples fechada curva plana não simples aberta Figura 3 Exemplo de atividade Curvas Recorte pedaços de 20 cm de barbante, um para cada aluno. Peça que eles joguem o barbante sobre a mesa e copiem o formato das linhas em uma folha de sulfite, escrevendo ao lado do desenho sua classificação (se é curva plana simples fechada, curva plana simples aberta, curva plana não simples fechada e curva plana não simples aberta). Os alunos podem colar o barbante na última jogada, classificar a curva e colocar seu trabalho em um mural para que todos da sala possam consultar. O conceito de reta define que ela é ilimitada dos dois lados. Quando se delimita uma parte da reta por dois pontos, a parte que está entre os dois pontos é um segmento de reta. Quando vários segmentos de reta estão se tocando e têm direções diferentes, temos uma linha poligonal e, se essa linha for fechada, teremos um polígono. Exemplos: Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 39 www.soeducador.com.br Linha poligonal aberta Linha poligonal fechada – polígono Figura 4 Os segmentos de reta podem ser classificados pela sua posição relativa no espaço: • Segmentos paralelos nunca se cruzam e os pontos de ambos estão em um mesmo plano; • Segmentos concorrentes possuem um único ponto em comum e não são coincidentes; • Segmentos colineares ocorrem quando os seus prolongamentos são coincidentes; • Segmentos reversos não se cruzam e não pertencem ao mesmo plano. Exemplos: Segmentos paralelos segmentos concorrentes segmentos colineares Figura 5 Esses critérios de classificação de linhas e segmentos permitem definir os polígonos. Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 40 www.soeducador.com.br Um polígono é uma curva plana, fechada, simples, formada por segmentos de reta consecutivos e não colineares. Ou melhor, é uma superfície plana delimitada por uma linha poligonal fechada. Exemplos de polígonos: Figura 6 No quadro a seguir é possível ver a posição dos polígonos em relação às figuras do espaço. Quadro 4 – Polígonos Sólidos Superfícies Curvas abertas Curvas fechadas Sólidos geométricos Planas Abertas simples Fechadas simples e não polígonos Polígonos Simples Planas Abertas não simples Fechadas não simples Não simples Não planas Não planas Cada segmento de reta do polígono será um de seus lados, e cada ponto de intersecção ou cruzamento de dois lados será um vértice do polígono. Os polígonos podem ser classificados pelo número de lados. O número mínimo de lados é três e será o triângulo. Veja a lista: • 3 lados – triângulo; Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 41 www.soeducador.com.br • 4 lados – quadrilátero; • 5 lados – pentágono; • 6 lados – hexágono; • 7 lados – heptágono; • 8 lados – octógono; • 9 lados – eneágono; • 10 lados – decágono. Se os lados do polígono são todos do mesmo comprimento, então é um polígono regular. Se os lados são diferentes é um polígono irregular. A classificação dos quadriláteros é bem interessante. Se os 4 lados são paralelos dois a dois, chama-se paralelogramo. Se dois lados são paralelos e dois não, então é um trapézio. Se os quatro ângulos são retos (com 90º), é um retângulo. Se todos os lados são iguais e paralelos, é um losango. Quando o quadrilátero for ao mesmo tempo retângulo e losango, ele será um quadrado. Veja no esquema a seguir: • os quadriláteros dentro da linha marrom são trapézios; • os quadriláteros dentro da linha preta são todos paralelogramos; • os quadriláteros dentro da linha azul são losangos; • os quadriláteros dentro da linha vermelha são retângulos. Observe onde estão os quadrados. Eles são ao mesmo tempo retângulos e losangos. Para que os alunos cheguem a estabelecer essas relações, é interessante oferecer a eles atividades de construção de figuras com quebra-cabeças de cartão ou madeira (como o tangram), montagem de figuras com palitos de sorvete, percevejos Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 42 www.soeducador.com.br de metal e um geoplano, que é uma placa com vários pregos onde se podem criar figuras com elásticos. Atividades de recortes de papel e colagem e dobraduras. Simetria Além de classificar as figuras, é interessante propor aos alunos a OBSERVAÇÃO das posições dos objetos no espaço, bem como as transformações dessas posições sem alteração de forma e tamanho: transformações isométricas. As transformações isométricas nos permitem perceber as simetrias, que podem ser por translação, por rotação e por reflexão. As translações são resultado de movimentos das figuras sobre retas paralelas, como os vagões de um trem sobre seus trilhos. As rotações são movimentos das figuras sobre circunferências, como, por exemplo, os ponteiros do relógio. As reflexões são movimentos das figuras em volta de um eixo, como o fenômeno de reflexão diante de um espelho. O estudo desses movimentos, que mudam as posições das figuras sem alterar suas formas e dimensões, é importante para desenvolver a percepção espacial das crianças e tem influência na alfabetização, pois nosso alfabeto possui letras que têma mesma forma e se diferenciam apenas pela sua posição no espaço, como visto em: • “b”, “p” e “q”; • “u” e “n”, • “6” e “9”, • “E” e “3”. Entre as letras “p” e “q” há uma simetria por reflexão. Veja a representação a seguir na qual a linha vertical representa o espelho. p q Entre as letras “b” e “q” há uma simetria por rotação, o mesmo que entre “n” e “u” e entre os números 6 e 9. Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 43 www.soeducador.com.br Para ajudar a criança a descobrir esses conceitos e os efeitos dessas transformações, o professor pode recorrer a atividades de dobradura, recorte e colagem, montagem de figuras (como quebra-cabeças), construções com blocos de montagem e OBSERVAÇÃO dessas construções diante de um espelho, além de desenhar em frente ao espelho e observar fatos do cotidiano, como o letreiro das ambulâncias. Podem também ser realizadas atividades de artes plásticas, como desenhar rosáceas com ajuda de compasso e régua, observar mosaicos antigos e padrões de cerâmicas encontrados em pisos e revestimentos de paredes, assim como criar, por meio de desenho ou mediante recorte e colagem, padrões e montagem de mosaicos. Há também as dobraduras acompanhadas de recortes que dão um efeito mágico para crianças, como aqueles bonecos de papel que, quando são desdobrados, parecem de mãos dadas. Também são úteis as atividades de ginástica rítmica em frente ao espelho e exercícios de mímica. Como você pode ver aqui, a geometria pode ser integrada às aulas de alfabetização, de artes e educação física. Conceito de medida O conceito de medida apoia-se na noção de comparação de tamanhos. Pode- se iniciar as atividades com os alunos pela comparação dos tamanhos das curvas entre si, com a finalidade de levantar, discutir e desfazer as possíveis ilusões dos alunos associadas à noção de comprimento. Uma ilusão muito frequente é a de que apenas a comparação das extremidades das curvas entre si é suficiente para decidir a respeito dos seus comprimentos. Nesse sentido, as curvas 1 e 2 a seguir teriam, para muitos alunos, o mesmo comprimento, ao passo que as curvas 3 e 4 teriam comprimentos diferentes, pelo simples fato de a curva 4 avançar em relação à curva Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 44 www.soeducador.com.br 3, desprezando, ou não se atendo ao fato, de que esse avanço da curva 4 é compensado pelo mesmo avanço em sentido oposto da curva 3. Curva 1 Curva 2 Curva 3 Curva 4 Figura 9 Outra ilusão que ocorre é a de que a mudança da forma de uma curva altera o seu comprimento. Assim, se imprimirmos um fio esticado à forma de uma mola, ou então ligarmos as suas extremidades formando uma curva fechada, muitos alunos acreditarão que o comprimento da curva inicial foi alterado. Um trabalho prévio de comparação de curvas entre si é necessário para que o professor avalie o estágio em que a maioria dos alunos se encontra em relação à noção de comprimento. É também um pré-requisito para a determinação do comprimento por meio do método de cobrimento do objeto por uma unidade de medida. Para isso é interessante apresentar situações de vários tipos: • curvas que possuem a mesma forma e mesmo comprimento; • curvas que possuem a mesma forma e comprimentos diferentes; • curvas que possuem formas diferentes e mesmo comprimento; • curvas que possuem formas diferentes e comprimentos diferentes. Essas atividades podem ser feitas com a manipulação de fios maleáveis de cobre, uns cortados em comprimentos diferentes e outros em comprimentos iguais. Mudando as formas dos pedaços de fios e apresentando-os aos alunos, esses devem observar e decidir quais têm o mesmo comprimento. Pede-se que os alunos organizem os fios de comprimento diferente em ordem crescente. A seguir eles devem conferir mudando as formas para melhor compararem. Outro tipo de atividade é fornecer curvas impressas em uma folha de papel, barbante para medir, cola, tesoura e pedir que façam as comparações. Veja no exemplo: Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 45 www.soeducador.com.br Figura 10 Exemplo de atividade Sequência de trabalho com o conceito de medidas que pode ser aplicado aos alunos do 1º e 2º anos. Exemplo A Para esta atividade você precisará de: • Régua. • Estojo (com materiais). • Lápis para escrever. 1) Meça com a régua o comprimento do maior objeto que tiver dentro do estojo. Objeto: _________________ Medida: _________________ 2) Agora meça com a régua o comprimento do menor objeto que tiver dentro do estojo. Objeto: _________________ Medida: _________________ 3) Você usaria sua régua para medir a altura de uma pessoa? Por quê? Exemplo B 1) ________________ tem _____ centímetros de altura. Quantos centímetros faltam para ele chegar a 150? Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 46 www.soeducador.com.br 2) ________________ tem _____ centímetros de altura e o professor tem _____ centímetros. Se ________________ crescer _____ centímetros, ele vai alcançar a altura do professor? Por quê? 3) ________________ tem _____ centímetros de altura. Se ele crescer 5 centímetros, ele vai ficar com _____ centímetros. Exemplo C Lição de casa 1) Descubra a altura de sua mãe e escreva aqui. 2) Usando sua régua ou, se tiver, uma fita métrica ou trena, meça o tamanho da cama em que você dorme e escreva aqui. 3) Sua mãe caberia em sua cama sem precisar dobrar o corpo? Exemplo D Lição de casa 1) Cada vez que você escova os dentes, usa 2 centímetros de pasta de dente. Escovando os dentes 4 vezes ao dia você usará _____ centímetros por dia (se quiser use a régua). Exemplo E 1) Complete as informações do quadro: Quadro 5 Grupo/professor Nome Idade Altura Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 47 www.soeducador.com.br Exemplo F 1) Complete este quadro com a sua altura e a de seus colegas: Quadro 6 Alice André Mendes Arnaldo Artur Carolina Giovanna Laura Lucca Lúcia Maria Pedro Rafaela Vitória 2) Quem é o aluno mais alto? 3) Quem é o aluno mais baixo? Exemplo G Metodologia e Prática no Ensino de Matemática 48 www.soeducador.com.br 1) Escreva sua altura. Se você crescesse 3 centímetros por mês, a partir de março, que altura você teria no final de dezembro? 2) Um parque de diversões só permite que andem na montanha russa as crianças que tenham 110 centímetros de altura ou menos. Por esse critério, quais crianças do seu grupo poderiam andar no brinquedo? Conceito de área O conceito de área é semelhante ao conceito de comprimento, só que nesse caso a medida é das superfícies, consideradas sempre com duas dimensões lineares: comprimento e largura ou comprimento e altura. A medida padronizada que corresponde ao metro é o metro quadrado, representado por m2, que é um quadrado de um metro de comprimento por um metro de altura. A medida da superfície é dada pelo número de metros quadrados que são necessários para cobrir a figura. Como o metro, o metro quadrado também tem submúltiplos e múltiplos, formando um sistema de medida de superfície. O resultado dessa medida chama-se área. Para aprender esse conceito, o mais indicado são as atividades de montagem de figuras de criação de mosaicos por recorte e colagem, usando pequenos módulos para cobrir totalmente as figuras. A quantidade de módulos (tomados como unidade de medida) é traduzida por um número que expressa uma medida de área. Se, por exemplo, o módulo do mosaico tiver um centímetro quadrado (cm2) a área será expressa em centímetros quadrados. Uma atividade interessante é medir a quadra de esportes da
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