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METODOLOGIA DO ENSINO DA MATEMÁTICA E FÍSICA Faculdade de Minas 2 Sumário 1 Metodologia do ensino de Física ............................................................... 4 1.1 Introdução ........................................................................................... 4 1.2 Uma proposta metodológica................................................................ 6 1.3 Diretivas básicas ................................................................................. 7 1.4 Análise ocupacional e quadros referenciais ........................................ 9 1.5 Sequência processual ....................................................................... 12 1.6 Orientações para a elaboração das folhas operacionais ................... 15 1.7 Conclusão ......................................................................................... 17 2 Metodologia do ensino Matemática ......................................................... 18 2.1 Introdução ............................................................................................. 18 2.2 Um ensino de matemática baseado na “crença” ou na “certeza”? .... 20 Referencias ................................................................................................... 30 Faculdade de Minas 3 FACULESTE A história do Instituto Faculeste, inicia com a realização do sonho de um grupo de empresários, em atender a crescente demanda de alunos para cursos de Graduação e Pós-Graduação. Com isso foi criado a Faculeste, como entidade oferecendo serviços educacionais em nível superior. A Faculeste tem por objetivo formar diplomados nas diferentes áreas de conhecimento, aptos para a inserção em setores profissionais e para a participação no desenvolvimento da sociedade brasileira, e colaborar na sua formação contínua. Além de promover a divulgação de conhecimentos culturais, científicos e técnicos que constituem patrimônio da humanidade e comunicar o saber através do ensino, de publicação ou outras normas de comunicação. A nossa missão é oferecer qualidade em conhecimento e cultura de forma confiável e eficiente para que o aluno tenha oportunidade de construir uma base profissional e ética. Dessa forma, conquistando o espaço de uma das instituições modelo no país na oferta de cursos, primando sempre pela inovação tecnológica, excelência no atendimento e valor do serviço oferecido. Faculdade de Minas 4 1 Metodologia do ensino de Física 1.1 Introdução Há mais de três décadas, um ditada argentino, Henrique Loedel, apresentava duas proposições sobre a aprendizagem escolar de Física: 1) se o aluno conseguir refazer as experiências de sala de aula em casa, a assimilação cognitiva dos fenômenos físicos estudados terá sido efetiva; 2) o aprendizado de uma ciência é similar ao de uma nova língua. A primeira dessas duas é educacionalmente importante, pois a reprodução, em casa, das experiências de uma aula de Física: a) ajuda a formar o cientista desde a mais tenra idade, desmistificando a ideia de que se deva contar com um laboratório super equipado para desenvolver um ensino eficiente de Física; b) desperta o estudante para a observação criteriosa e possibilita-lhe extrapolações que poderão, se bem dirigidas, produzir frutos a médio e a longo prazo; c) cria no aluno o hábito da experimentação no desenvolvimento das suas atividades de aprendizagem; d) possibilita ao aluno a integração de conhecimentos afins e correlatos. Da segunda afirmação permite deduzir-se que, se o aprendizado de uma ciência é como o de uma nova língua, os conceitos e termos específicos da Física e da Matemática devem pouco a pouco entrar na vida diária do aluno e, por isso, não podem ser vulgarizados com o objetivo de uma mera memorização escolar. Faculdade de Minas 5 É interessante notar que as decorrências das proposições enfocadas, de mais de trinta anos atrás, são hoje referidas como novidade didática por exemplo, o uso de materiais de sucata nas aulas, o ensino de Física por meio de experiências etc. Nessa linha de inovação do ensino escolar de Física, pode-se ter como um pressuposto operacional a utilização de material de fácil obtenção para as experiências de aprendizagem. São encontrados atualmente trabalhos notáveis nesse sentido: Santos Diez Arribas com sua mala ; professores do Departamento de Física da USP e seus canudinhos de refresco, fios de nylon etc. Estes e outros têm o mérito da iniciativa e da pesquisa, além de fundamentados na História e Filosofia da Ciência, na Metodologia e Prática de Ensino, mas fazem pressupor, por parte dos professores que deles se poderão servir, qualidades e condições nem sempre comuns. Com a implantação do Laboratório de Ensino e Aprendizagem de Matemática e Ciências Físicas e Biológicas, no Setor de Educação da UFPR, foi possível identificar entre os professores contatados uma tradição de um ensino metodologicamente fechado e, mesmo com materiais suficientes, preparo e treinamento de desempenhos diferenciados, permanece a tendência de um ensino puramente expositivo. Deve-se, no entanto, reconhecer a importância dos materiais, com sua força incentivadora e a riqueza de possibilidades didáticas que oferecem. Assim, o exemplo do pêndulo duplo (dois corpos) é valioso no estudo da lei de Coulomb, da decomposição de força, em trigonometria etc. Mas tudo isso pode ser perdido por ações mal conduzidas pelo do professor. Do exposto nos dois últimos parágrafos segue-se a necessidade de diretrizes metodológicas que mudem a atitude e a ação do aluno diante dos materiais de aprendizagem, de modo que ele possa decidir-se inteligentemente e deixe de seguir simples receitas. Esses materiais devem, basicamente, assegurar ao aprendiz momentos de reflexão para tomada de decisões. Deste modo, o aluno saberá quando pode ou deve generalizar uma conclusão, ou não. Em outras palavras, o importante é que os materiais utilizados dêem ao aluno segurança na condução experimental das tarefas de aprendizagem. Faculdade de Minas 6 1.2 Uma proposta metodológica A objeção de que a criatividade do professor e do aluno ficaria limitada por uma metodologia de organização da situação de ensino decorre, seja permitido dizê-lo, do desconhecimento das vantagens de uma condução ordenada das atividades de aprendizagem; com efeito, a previsão detalhada das experiências a serem desenvolvidas permite ao professor atender melhor às características individuais de cada estudante, ajudando-o a explorar suas próprias potencialidades. Não tem consistência, igualmente, a afirmação de que o trabalho do professor aumentará se ele favorecer a diferenciação dos níveis de desempenho dos alunos de uma mesma turma, pois: a. como é difícil e artificial a formação de turmas homogêneas de alunos, seria apenas mais fácil ou educacionalmente recomendável nivelá-los por baixo ?; e b. aceitando a realidade das turmas e adotando uma estratégia de trabalho operacionalmente programado, o professor possibilitará aos alunos mais dotados um progresso mais rápido e aprofundamento de conhecimentos, sem prejudicar aqueles de ritmo mais lento na aprendizagem. A questão de uma metodologia ser válida ou não, portanto, não se põe em termos de preferências ou posições descompromissadas, mas a partir da avaliação dos resultados de aprendizagem por parte dos alunos de diferentes níveis iniciais e condições individuais de progresso. Daí que, em sua implementação concreta, a validade de uma metodologia de ensino deriva-se da ação do professor, sob as dimensões de planejamento prévio, execução efetiva do plano adotado e avaliação dos processos (incluindo materiais e recursos)e dos resultados de aprendizagem alcançados pelos grupos de alunos. As ciências naturais, a Física principalmente, têm suas estruturas construídas sobre bases sólidas recobertas por uma malha teórica que liga todos os elementos ao complexo total. E uma ciência empírica que, Faculdade de Minas 7 naturalmente se apoia nos dados da observação e constrói sua estrutura teórica por meio do método indutivo. 1.3 Diretivas básicas Pode-se presumir que, em suas origens, o ato de ensinar envolvia alguém que sabia uma arte ou um ofício e procurava transmitir esse conhecimento a outro, sendo válido supor-se que: 1) o aprendiz teria um motivo para aprender o que lhe era ensinado; 2) o aprendiz já havia observado o artesão executando a tarefa ou o serviço em ritmo normal, com habilidade modelar; e 3) o material necessário para a execução da tarefa de aprendizagem seria o mesmo utilizado no trabalho rotineiro do artesão. A partir dessa visão, originária dos atos de ensinar e aprender, pode-se levantar algumas normas orientadoras que poderão ser tomadas como pressupostos de uma metodologia inovadora para o ensino e aprendizagem escolares de Física. 1. Clareza de orientação: É fundamental que o aluno, antes de iniciar uma atividade ou tarefa, tenha uma compreensão sobre: a) o que deverá fazer; b) como poderá fazê-lo; c) quando fazê-lo; d) com que fazê-lo (desde os conhecimentos teóricos correlatos até os materiais ou recursos envolvidos). 2. Adequação de materiais e recursos, isto é: a) que sejam simples e apropriados aos fins a que se destinam; Faculdade de Minas 8 b) que sejam variados, para que não ocorra vinculação na percepção do estudante entre conceitos e algum material típico; c) que façam parte, na medida do possível, da realidade cotidiana do aluno; por exemplo, um interruptor elétrico deve ser aquele já conhecido pelo estudante em sua casa, no automóvel etc., e assim com os demais componentes eletro-eletrônicos que estejam em utilização numa dada experiência de aprendizagem; d) que possibilitem operações que desenvolvam habilidades de aplicação habitual, comum deixando-se de lado qualquer artificialismo técnico até que o aprendiz tenha dominado as técnicas simples e básicas de uma dada área de atividade; por exemplo, numa experiência com fiação elétrica, o aluno deverá inicialmente saber descascar um condutor elétrico, emendá-lo e isolá-lo novamente, antes de passar a manipular conectores de pronto uso. 3. Seleção e organização dos conteúdos de aprendizagem: O professor deverá selecionar previamente os conhecimentos imediatos e mediatos a serem desenvolvidos pelo aluno, organizando-os numa cadeia seqüencial de pré- requisitos, de modo que lhe seja possível acompanhar os passos ou etapas da aprendizagem prevista e identificar os conhecimentos que possam ser exigidos paralela ou complementarmente pela utilização de algum material no decorrer de uma experiência. 4. Contextualização integrativa: O estudo dos fenômenos físicos envolvidos numa experiência de aprendizagem deve abranger uma suficiente referência ao contexto histórico da exploração científica e técnica desses fenômenos, bem como desenvolver os conceitos pertinentes e propiciar as possíveis aplicações práticas facilitando ao aluno a experiência de uma compreensão integrada das informações históricas, dos conceitos específicos e das atividades de aplicação; quando do uso de modelos, nas experiências, sua utilização como estratégia de aprendizagem deve ficar clara ao aluno, para evitar-se que eles fechem a possibilidade de se buscar outras alternativas na solução dos problemas. Faculdade de Minas 9 1.4 Análise ocupacional e quadros referenciais Um dos pontos-chave desta metodologia está em que ela é iniciada com uma pesquisa de mercado. Não tem sentido, com efeito, formar alguém para uma ocupação que não exista numa dada sociedade. Assim, com base nos dados levantados, são propostas tarefas ou atividades típicas de uma ocupação profissional, ou seja, a estrutura do curso decorre da realidade observada e avaliada em termos de demandas específicas do consumo de bens e serviços. O rol das atividades típicas deve ser organizado em ordem crescente de dificuldade, obedecendo a uma cadeia de pré- requisitos. Deve-se, também, analisar cuidadosamente as atividades, verificando se cabe em algum caso uni-las ou desmembrá-las. Como um referencial desejável, cada série metódica ou unidade de trabalho deveria conter de dez a doze atividades. Cada uma delas, por sua vez, subdivide-se em operações. Uma operação é um conjunto de procedimentos elementares e que, reunidos, formam uma ação. Por exemplo, num estudo de eletrostática, pode-se, entre outras, prever as seguintes atividades: 1) montar o pêndulo eletrostático; 2) construir um eletroscópio; 3) eletrizar um corpo por atrito. A atividade nº 1, por exemplo, compõe-se de operações como: a) construir uma base estável; b) construir o suporte; c) montar a haste no suporte. Na previsão das atividades deve-se considerar, na linha das diretivas já apresentadas, duas orientações básicas: 1) propiciar ao aluno condições de trabalho manual; Faculdade de Minas 10 2) possibilitar-lhe iniciar o processo de aprendizagem com uma atividade simples, que exija como um referencial o máximo de cinco operações novas; esse critério poderá ser seguido no restante da série de atividades. Para que o professor tenha condições de prever e desenvolver com maior eficácia os exercícios de aprendizagem dos alunos, é conveniente que ele elabore dois quadros referenciais: Faculdade de Minas 11 1) um analítico: que possibilita a análise dos conteúdos de conhecimentos técnicos, imediatos e mediatos; 2) outro de programa: que relaciona as atividades e as operações, formando a cadeia dos pré-requisitos. Na prática, esses quadros, o analítico e o de programa podem evoluir e passar por modificações durante as suas aplicações. Organização operacional______ Uma unidade de trabalho compõe-se de adversas atividades de operações. Tem-se de levar em conta os conteúdos correlatos (imediatos e mediatos) e também a avaliação. Para tanto, organiza-se o trabalho em: 1) folhas de atividades: pelas quais o aluno deverá conscientizar-se do que fazer, com que fazê-lo e porque fazê-lo; 2) folhas de operações: destinadas a informar ao aluno como e quando fazer algo; 3) folhas de informações: Estas darão ao estudante os conteúdos e as técnicas necessárias para o conhecimento dos materiais que vai empregar, assim como a(s) teoria(s) envolvida(s) no trabalho; 4) questionários: Têm o objetivo de avaliar o conhecimento técnico e teórico assimilado pelo aluno. As folhas e os questionários são planejados e elaborados pelo professor. Ao aluno cabe fazer o roteiro de atividades, compreendendo: 1) sucessão de operações; 2) diagramas e/ou gráficos que expliquem o desenvolvimento de atividades; 3) seleção e organização de recursos e/ou materiais; Faculdade de Minas 12 4) respostas aos questionários. Terminada a confecção do roteiro, professor e alunos o examinam e verificam se há condições de execução da tarefa seguindo esses passos. Os problemas normalmente detectados são de ordenação lógica das operações e esquecimento de materiais ou instrumentos. 1.5 Sequência processual Para realizar a atividade são cumpridas as seguintes etapas: a) entrega do material escrito: Folhas de atividades, de operações, de informações; formulários para o questionário e plano de atividades; b) leitura silenciosa do material pelo aluno (pode ser realizada com os alunos em grupos); c) comentário sobre a atividade como umtodo - quando o professor deverá demonstrar todas as operações novas; d) releitura feita pelo aluno do material e a montagem de seu plano; e) análise dos planos (individuais ou grupais); f) execução da tarefa; g) avaliação (hétero e auto-avaliação). Ao longo do desenvolvimento de uma unidade de trabalho, o professor conduz uma análise e uma avaliação imediatas desta. A seguir são explicitadas as fases processuais da metodologia proposta. Primeira fase: leitura do material O professor organiza seus alunos da maneira mais conveniente, em grupos ou individualmente. Segundo as características do material, o aluno deverá de imediato saber o que, como, quando e com que realizar a(s) atividade(s) prevista(s). Faculdade de Minas 13 Um aspecto extremamente importante nesse processo é a localização da atividade pelo aluno, a qual ele executará no contexto da disciplina (no caso, a Física), para que a relacione com sua vida diária (verificando as implicações tecnológicas do conhecimento, como originou-se e a que levará tal conhecimento). Segunda fase: demonstração Em vista do que tiver sido feito na fase anterior, o professor deve dialogar com os alunos, procurando sondar o grau de seus conhecimentos e ampliá-los criteriosamente. A demonstração, nesse sentido, é fato didático-pedagógico importante e não deve ser dispensada, compreendendo as seguintes etapas: 1) desenvolvimento da operação em situação normal, exatamente como seria feita pelo maior entendido no assunto. Tal atitude é necessária para dar ao aluno uma noção precisa do tempo de execução da operação. Por exemplo, se esta for a eletrização de um corpo por contato, o professor atrita o bastão, aproxima-o do corpo de prova e produz o efeito visado; 2) repetição da operação em ritmo lento, pausado, com análise e explicação de cada passo; o professor repete ainda algum passo, conforme julgar necessário, e comenta os resultados; 3) análise, feita pelo professor,do desempenho dos alunos e correção dos seus eventuais erros; 4) se houver necessidade, o professor refaz a operação toda. A esta altura, pode-se prever uma nova objeção à metodologia em foco, no sentido de que o estudante estará recebendo tudo de mão beijada. No entanto, considere-se que: a) cada operação faz parte de uma atividade e, por meio de uma operação, o aluno aprende o suficiente para realizar a experiência prevista; se esta for, por exemplo, Faculdade de Minas 14 demonstrar a lei de Coulomb, o estudante aprende apenas a carregar eletricamente um corpo; b) tal metodologia libera o professor para utilizar um plano de experiência, que poderá ser de um dos seguintes tipos: 1) comprovação simples; 2) redescoberta; 3)comprovação induzida; 4) um outro método heurístico à escolha do professor; c) o aluno tem participação ativa em qualquer fase do processo, vivenciando momentos de tomada de decisões, de indução de resultados,etc. Assim, pois, não se evidencia na metodologia proposta nenhuma característica tolhedora do raciocínio do aluno ou que limite seu envolvimento ativo nas experiências de aprendizagem. Terceira fase: execução da tarefa O aluno tem seu plano, conhecimento do que vai fazer e de como fazê-lo. O professor deve tão somente, nesta fase, observar e orientar o desenvolvimento do trabalho. Quarta fase: avaliação O professor deverá possibilitar aos alunos um exercício de auto-avaliação, além de considerar ele próprio as atitudes de cada aluno e formar um julgamento sobre o conhecimento demonstrado. Com base nos resultados de aprendizagem alcançados pelos aprendizes, o professor avalia seu plano de trabalho e os materiais utilizados. Os alunos que completarem a atividade planejada mais cedo que os outros poderão receber as folhas de conhecimentos mediatos ou serem orientados a uma bibliografia de apoio ou, ainda, auxiliar os colegas com mais dificuldades de aprendizagem. Faculdade de Minas 15 1.6 Orientações para a elaboração das folhas operacionais Folha de atividades O objetivo desta folha é indicar ao aluno a seqüência do trabalho a executar. Ela deve conter: a) título: em linguagem simples, permitindo ao aluno compreender de imediato o que fazer; b) ilustração: que represente uma vista global ou de conjunto das tarefas. Deve, na medida do possível, configurar a fase sincrética das atividades; c) ordem de execução: no imperativo, retrata a parte analítica das atividades. Deve dar a seqüência lógica da execução e mencionar a cada etapa, se necessário, as folhas de operações e de informações, para o aluno consultá-las na realização das tarefas; d) material e equipamento: São indicados todos os materiais (ferramentas, utensílios, aparelhos etc.) que serão utilizados na realização das tarefas; e) rotulação da folha: Título, a ocupação, tempo de execução, referência da folha, número de ordem, sigla, nome ou logotipo da instituição. Folha de operações Seu objetivo é dar o processo correto de execução da operação, decompondo-a em passos e sub-passos, se for o caso. Compõem-se de: a) título: Nome completo da operação, usando-se um verbo de ação como termo básico; b) introdução: que esclarece o título de modo sucinto, apresentando os objetivos da operação e, fundamentalmente, as aplicações práticas; Faculdade de Minas 16 deve conter uma ilustração dinâmica que expresse uma idéia sincrética da operação; c) processo de execução: que detalha analiticamente os passos de execução da operação, contendo ilustrações para facilitar ao aluno a compreensão do texto escrito. Recomenda-se destacar em cada passo qualquer observação (destaque ou ponto-chave) que, se não considerada, poderá prejudicar todo o andamento da operação; igualmente, valorize-se uma atitude de precaução, para que sejam evitados quaisquer acidentes possíveis; d) notas: Esta parte pode conter observações de caráter geral; e) questionário: Visa comprovar se o aluno executou corretamente a ordem de execução da operação. A critério do elaborador, pode ser suprimido da folha de operações. Folha de informações Esta folha deve ser planejada cuidadosamente, em vista dos conhecimentos a serem relacionados; para tanto, será útil discutir uma versão prévia desta com outros colegas ou pessoas capacitadas. 1. Redação: - itens bem coordenados; - apresentação dos conteúdos em uma seqüência de níveis de dificuldade; - assuntos compreensíveis ao aluno e com explicações claras; - linguagem simples, clara e concisa; - exemplos suficientes para o esclarecimento do tema; - estilo e arranjo textual de modo a despertar o leitor (aluno) para uma leitura total da folha. 2. Ilustrações: - somente aquelas que representam uma ajuda à compreensão do texto; - para indicar os elementos na ilustração, se estes forem poucos, os nomes devem ser colocados na própria figura; se forem muitos, sejam utilizados números ou letras sobre eles; devem aparecer com uma Faculdade de Minas 17 chave de nomenclatura abaixo da ilustração, ao final da folha ou, se necessário, em folha à parte. 3. Estrutura: Deve atender a três aspectos de ordem didático- pedagógica: - síncrese: percepção mais ou menos confusa do todo - análise: etapa de decomposição do todo em partes (processo de assimilação); - síntese: etapa de recomposição do todo (processo de acomodação). 1.7 Conclusão Fazer uma proposta metodológica para o ensino de Física implica na necessidade de se atender às tendências da educação científica no Brasil. Nessa apostila fez-se uma retomada da metodologia adotada no ensino profissionalizante. As duas situações de ensino, o profissionalizante e o ordinário regular ou supletivo são completamente diferentes. A aplicabilidadeda proposta desenvolvida prende-se a dois aspectos: a) à necessidade de uma organização da situação de ensino; e b) à interdisciplinaridade e a não-linearidade dos programas curriculares. Organizar o ensino não acarreta necessariamente dar receitas, mas, sim, prever por planejamento as atividades dos alunos, do professor, os recursos e, o mais importante, fazer com que o estudante elabore seu plano de experiências e relatório -vivenciando a observação, formulação e seleção de hipóteses, o experimento, a indução, a dedução e conclusão. A proposta de não-linearidade dos programas curriculares está vinculada à dificuldade da integração das matérias de ensino, em sua constituição formal na escola tradicional. Particularmente, os professores de Matemática e de Física ministram os mesmos conteúdos ao mesmo tempo, mas com métodos e enfoques diferentes - e não são todos os alunos que conseguem aperceber-se dos fatos. Qualquer tentativa de se resolver essas questões demanda uma reformulação de Faculdade de Minas 18 programas curriculares; entretanto, nem na Matemática nem na Física alguém está disposto a ceder algo da prática estabelecida. Via de regra, as dificuldades de aprendizado de Física decorrem da falta de conhecimentos matemáticos correlatos. Daí, cada unidade de trabalho na Física deveria incorporar a previsão dos conhecimentos matemáticos necessários, em nível imediato ou mediato, figurando como pré-requisitos na programação interna da unidade. Por outro lado, a interdisciplinaridade e a transdisciplinaridade são também quase que consequências desta metodologia em consideração. Em suma, a intenção subjacente foi a de apontar uma metodologia de ensino da Física que exige muita organização e coerência interna, demandando do professor que ele desenvolva um conjunto de hábitos e atitudes conducentes ao planejamento, à execução, à avaliação e ao registro de todas as atividades operacionais. Nesta linha de proposta metodológica, professores e alunos poderão encontrar caminhos de interesse e criatividade que venham a contribuir significativamente para a inovação da educação científica escolar, senão para o avanço da própria Ciência. 2 Metodologia do ensino Matemática 2.1 Introdução Novas metodologias estimulam as crianças. Para que o ensino-aprendizagem da Matemática se torne dinâmico e interessante ao aluno, despertando um interesse pelo estudo, proporcionando uma interação com o professor e seus colegas na busca do melhor entendimento e compreensão dos princípios matemáticos, o professor deve adotar novas metodologias. : Conhecer os aspectos teóricos que envolvem os estudos sobre as metodologias do ensino da Matemática Discutir a natureza de um problema em Matemática. Faculdade de Minas 19 O estudante precisa de estímulo, situações que envolvam aplicações matemáticas no cotidiano devem ser introduzidas no planejamento do professor, pois irão mostrar ao aluno que os conteúdos estudados em sala possuem importância para as várias classes da sociedade. Por exemplo, ao ensinar Matemática Financeira aos alunos do 7º ano, não se restrinja aos cálculos sobre regra de sociedade, porcentagem, juros simples e juros compostos. Forneça ao aluno uma visão sobre a importância do sistema financeiro, como o dinheiro circula entre as pessoas, comente o principal objetivo das bolsas de valores, sua importância nacional e mundial, fale sobre as instituições bancárias, explique o significado de siglas como: FMI (Fundo Monetário Internacional), CDB (Certificado de Depósito Bancário), Leasing (modalidade de crédito), Letras de Câmbio (ordem de pagamento à vista ou a prazo), DOC (documento utilizado para transações financeiras até R$ 4.999,99), TED (Documento utilizado para transações financeiras on-line para valores iguais ou superiores à R$ 5.000,00) entre outras ligadas ao sistema financeiro, comente sobre o que é a Inflação, aprofunde um pouco mais nos assuntos, com certeza o estudante desenvolverá uma atitude madura perante a tais situações. O jovem se destaca pela sua curiosidade, pela vontade em aprender, de ser importante, busque sempre incentivá-lo com palavras de caráter educativo, como: “muito bem”, “está ótimo”, “espero muito de você”, não o repreenda na frente da turma, ninguém gosta de ser exposto a situações constrangedoras. Utilizando novas metodologias e novas formas de buscar o ensino-aprendizagem, os resultados serão alcançados, tendo como principal alvo a formação de cidadãos competentes e capazes de integrar e contribuir para um novo modelo de sociedade. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Metodologias que podem ser usadas na busca de um melhor modelo de ensino-aprendizagem da Matemática: Aulas expositivas e demonstrativas, buscando sempre relacionar a Matemática ao cotidiano. Faculdade de Minas 20 Prepare aulas no data-show, utilize os recursos da informática. Utilize materiais que auxiliem no ensino da Matemática: réguas, jogo de esquadros, transferidor, compasso, metro, trena, termômetro, relógio, ampulheta, teodolito, espelho, bússola, calculadora. Trabalhe com vídeos matemáticos: filmes, desenhos (como Donald no país da matemágica, Walt Disney Productions), documentários, entrevistas. Utilize o computador: programas de construção de gráficos, construção de figuras Geométricas. A Internet é um canal muito importante, pois através de pesquisas acompanhadas pelo professor o aluno pode saber mais sobre a história da Matemática e dos números, curiosidades, jogos, desafios e etc. Trabalhar com jogos que despertem o raciocínio lógico, tais como sudoku e quebra-cabeças. Realizar olimpíadas internas de matemática. Introduzir os temas transversais: ética, orientação sexual, saúde, meio ambiente, pluralidade cultural, excesso de consumo. 2.2 Um ensino de matemática baseado na “crença” ou na “certeza”? ________OBJETIVO__________ Descrever alguns elementos que podem ser explorados em uma abordagem metodológica de ensino. Os aspectos filosóficos do conhecimento matemático devem ser explorados na disciplina de Filosofia da Matemática. Para tanto, cabem aqui alguns pontos de vista do filósofo da Matemática Paul Ernest quando observa que: A visão absolutista da Matemática consiste em uma base de verdades imutáveis. De acordo com esta perspectiva, o conhecimento matemático é constituído a partir de verdades absolutas, e isto representa o seu único objetivo, a partir de declarações lógicas verdadeiras em virtude do significado Faculdade de Minas 21 dos seus termos. [...] O método dedutivo fornece a garantia de certeza das afirmações sobre o conhecimento matemático (ERNEST, 1991, p. 8). A respeito do que afirma Paul Ernest, quando consideramos um contexto de ensino/aprendizagem, devemos fazer as seguintes indagações: uma vez estabelecidos os resultados pelo professor, podemos de fato acreditar em tudo que foi explicado? Todas aquelas formulações constituem uma verdade para os alunos e para o professor? A realidade de ensino é cruel, uma vez que o professor, em geral, dispõe de pouco tempo para lecionar todo o seu conteúdo, assim é bem mais fácil estabelecer tudo como verdadeiro, descrever o modo de operar com aqueles conceitos e obter respostas das questões. Dessa forma, seu trabalho pode ser simplificado de modo mágico. O título do tópico dessa aula instiga uma discussão acerca da ação do professor. Sua condução mediadora pode ser assentada na crença ou na certeza matemática. Tal afirmação merece maiores explicações. De fato, todo o campo de crenças e o modo de agir e professar o saber matemático depende, em última instância, da visão que o docente possui acerca do saber matemático. Se o docente possui a convicção a respeitoda verdade matemática daquele conhecimento, de que não existe contradição no que ele afirmou, automaticamente ele deve transmitir esse sentimento ao estudante, o qual não possui o mesmo amadurecimento teórico e, principalmente, o mesmo treinamento que o professor já teve. Observamos então dois pontos de reflexão para o estudante: O primeiro diz respeito à ação de aceitar tudo aquilo que é comunicado pelo professor , pensando-se na prova final. Faculdade de Minas 22 O segundo é observar de modo cauteloso o que está sendo trabalhado em sala e não aceitar tudo que é declarado como uma verdade matemática inquestionável. O segundo ponto de análise é hegemônico em nosso ensino, pois basta observar a sua forma de manifestação mais radicalizada no ambiente acadêmico. Esta categoria de ensino que caracterizamos como um ensino baseado na certeza é, na maioria dos casos, fortalecido por um instrumento imprescindível na atividade matemática. Tal instrumento é chamado de „prova‟ ou „demonstração‟, que já mencionamos nas aulas anteriores. Vamos observar agora a perspectiva de outro pesquisador francês. No início do seu artigo, Duval (1991, p.233) realça que: As dificuldades apontam que a maior parte dos estudantes experimentam que compreender uma demonstração constitui um dos obstáculos mais resistentes ao qual se rende o ensino de Matemática. Ou quando observam que a atividade demonstrativa nos problemas de Geometria constitui uma tarefa decisiva. Neste artigo, Raymond Duval investiga algumas dificuldades na aprendizagem da noção de demonstração em Geometria Plana, para crianças em uma faixa etária de 13-14 anos, segundo o sistema de ensino francês. Uma questão discutida por ele diz respeito às diferenças entre a atividade argumentativa e uma atividade demonstrativa. As consequências são imediatas para o professor de Matemática que, não diferenciando uma argumentação de uma demonstração, não logrará êxito na criação de um terreno fértil para aprendizagens diferenciadas. Vejamos algumas questões iniciais colocadas pelo didata francês. Logo no início, Duval adverte que, no funcionamento do raciocínio, é importante distinguir dois tipos de passagem: um corresponde a um passo de raciocínio, e outra consiste na transição de um passo de raciocínio para outro. O primeiro tipo constitui uma inferência, o segundo um „encadeamento‟ (1991, p. 235). O primeiro tipo de passagem ao qual Duval faz referência é conhecido como „inferência‟. Por exemplo, quando temos um triângulo retângulo ∆ABC , de catetos Faculdade de Minas 23 , e hipotenusa , então, por meio de uma „inferência‟, concluímos que c2 = a2 + b2 De modo semelhante, se sabemos que, em um triângulo qualquer ∆ABC , temos a seguinte relação entre os catetos e a hipotenusa, c2 = a2 + b2, então, necessariamente, o mesmo deve ser retângulo com relação a algum dos seus vértices. Note-se que acabamos de descrever o teorema de Pitágoras e sua pouco divulgada e/ou conhecida recíproca. Duval explica que este tipo de „inferência‟ ou passagem se faz por meio de uma regra explícita, relevante a uma teoria, assim o passo de raciocínio possui uma organização ternária (1991, p. 235). Tal observação introduzida por Duval proporciona uma primeira distinção entre o raciocínio dedutivo e o raciocínio argumentativo. Além da dependência das representações dos interlocutores, é justamente o recurso e emprego de “regras” nem sempre explícitas que revelam a própria estrutura da língua, um caráter marcante do raciocínio argumentativo. Por outro lado, notamos que, no caso particular do teorema de Pitágoras, apenas o estatuto operatório é levado em consideração, ou seja, a possibilidade concreta de verificar a tese, referendando-se nas premissas mencionadas há pouco. Em relação a este fato, Duval esclarece: Faculdade de Minas 24 Dizendo de outro modo, em um passo de dedução, as proposições não são relacionadas em função de suas relações semânticas entre seus conteúdos respectivos (oposição, sinonímia, particularização, etc.), mas unicamente em virtude de seu estatuto previamente fixado (hipóteses de partida ou conclusões já obtidas e regras de inferência) (1991, p. 236, tradução nossa) As palavras de Raymond Duval são esclarecedoras e nos conduzem a conceber a seguinte caracterização: o ensino baseado na certeza se fundamenta no valor lógico das proposições e obedece às regras de inferência, independentemente do conteúdo semântico. Na perspectiva de Duval, encontramos a caracterização do que ele chama de “atitudes proposicionais”. Tal noção é caracterizada como as expressões chamadas „atitudes proposicionais‟ que podem igualmente preencher um papel: “sabemos que... (proposição de entrada), estou certo de que...(conclusão), graças ao teorema...”. Mais adiante, Duval (1991) acrescenta: Nos prendemos a uma proposição, em geral, ao seu valor lógico: ela é verdadeira ou falsa. Mas independentemente de seu valor, ou em relação a tal, uma proposição pode possuir outros valores: ela pode parecer evidente e incontestável, incerta, conjeturável, absurda, indecidível, possível, etc. [...] O valor epistêmico é grau de certeza ou de convicção atribuída a uma proposição. Toda proposição, assim, possui um valor epistêmico pelo simples fato que seu conteúdo é considerado como relevante ou de uma opinião, ou de uma crença, de uma suposição, ou de uma evidência comum, ou de um fato estabelecido, ou de uma convenção, etc. (p. 254-255, tradução nossa) O longo excerto de Duval merece vários comentários e esclarecimentos. Salientamos o primeiro aspecto mencionado que se refere ao „valor lógico‟ de uma proposição, transforma-se em uma exigência constante no ensino/aprendizagem de Matemática. Tão intensa é tal exigência que, praticamente, todo o ensino gira em torno disto. Faculdade de Minas 25 Vale recordar que, quando um professor contempla e busca verificar determinada inferência, ela, para o experiente, já possui um valor lógico verdadeiro, uma vez que ele conhece, detém aquele conhecimento que diz respeito à determinada propriedade formal enunciada. Porém para o aluno, toda a sua idiossincrasia repousa no campo da „crença‟, na compreensão de um conteúdo; uma vez que, na maioria das ocasiões, o aluno não sabe com exatidão aonde o professor tenciona chegar. Para exemplificar o que foi dito, podemos observar as questões proposta em uma prova em que o seu enunciado já denuncia a existência apenas de uma proposição verdadeira quando destaca „assinale a opção correta‟ e, consequentemente, todos os outros itens devem ser falsos. Aqui, o objetivo é avaliar o valor lógico das proposições, com referência ao enunciado. Depreende-se também que o enunciado do problema tem solução e é única. A respeito da força e condicionamento exercido pelo modelo de „prova‟ em Matemática, Brousseau & Gibel (2005) alertam: Em Matemática, o ensino do raciocínio era usado para conceber um modelo de apresentação de provas, o qual deve ser fielmente reproduzido pelo estudante. Porém, os professores atualmente, assim como psicologistas, tomam o raciocínio como uma atividade mental e não uma simples recitação de uma prova memorizada. Desde que é necessária a ideia de confrontar o estudante com „problemas‟, onde seria natural para eles engajá-los num raciocínio. Porém, sempre existe o risco de reduzir a solução de problemas a uma aplicação de receitas e algoritmos, o que elimina a possibilidade de um raciocínio verdadeiro (p. 14, tradução nossa.) Observamos que Brousseau & Gibel chamam a atenção para o tipo de ensino que privilegia o raciocínio algorítmico. Esta forma de raciocínio, apesar de cômodo para o professor, não proporciona a evolução de uma compreensão individual do estudante,e sim, como já mencionamos, a simples reprodução dos modelos de Faculdade de Minas 26 provas e demonstrações estabelecidos pelo professor, reforçando, assim, um ensino baseado na certeza matemática. Neste sentido, Brousseau & Gibel mencionam um exemplo relativo ao modelo „Se A... então B‟, como no caso do teorema de Talles. Tal teorema é estabelecido e escrito no quadro. O professor aceita o raciocínio estabelecido pelo estudante do tipo „Se A... então B‟, sem nenhuma justificativa maior. Por exemplo, estudante nenhum desconfia da validade da afirmação (a + b )2 = a2 + 2ab + b2 . Nos problemas anteriores, apesar de envolverem o mesmo objetivo, suas formas de instigar e conduzir a atividade dos estudantes são distintas. No primeiro problema, de antemão, o aluno já sabe que existe uma única resposta, todavia os valores devem ser extraídos a partir de uma análise do gráfico. Já no segundo problema, não fornecemos a certeza de que é possível encontrar uma resposta. No último caso, já é fornecido os itens e valores possíveis para b = ? . Neste último caso, os alunos já possuem os valores iniciais que pode tentar encontrar. Faculdade de Minas 27 Observamos que o segundo problema é baseado em um ensino que tomo como parâmetro a certeza matemática. Ele condiciona a ação do sujeito. Sua influência é suavizada, pelo menos em parte, por intermédio do uso do gráfico no plano ℝ2 , de uma função polinomial. Vejamos outros exemplos: Observamos no problema 4 a imposição de uma condição A x B = B x A e a antecipação de que existem soluções para o problema. Já no problema 5, apesar de existirem várias soluções, não se afirma de modo contundente a condição de que existe de fato alguma solução. Já no último problema, proporcionamos, antes de qualquer atividade ou emprego de fórmulas, a inspeção da figura. Por fim, apresentamos mais um problema. Faculdade de Minas 28 Decididamente, esta situação-problema não é típica de ocorrer nos livros didáticos, entretanto o conhecimento do professor deve ultrapassar aquele conhecimento exibido nestes, a ponto de criticá-lo, identificar falhas, inconsistências e, principalmente, limitações. Além disso, após toda esta discussão, aconselhamos ao futuro professor desenvolver um ensino baseado na crença e não na certeza. Mas, na prática, como isso pode funcionar? O docente pode evitar utilizar em seu discurso, sobretudo em sala de aula, expressões do tipo neste exercício, basta fazer isto....; é só empregar esta fórmula que está concluído....; aplicando este resultado, de imediato, obtemos que....; desde que tal propriedade é sempre verdadeira....teremos que..... Estas são expressões que reforçam/ratificam o caráter universal e inquestionável do conhecimento matemático. Todavia, para efetivar uma ação didático-metodológica baseada na crença, o professor nunca pode, de modo precipitado, fornecer todas as condições „suficientes‟ aos alunos, apenas explorar argumentações „necessárias‟. Atitudes proposicionais do tipo: por este caminho aqui, possivelmente obteremos que...; aparentemente a resposta pode ser esta....; talvez empregando este argumento consigamos algum resultado....; tenho a impressão de que este modo Faculdade de Minas 29 pode auxiliar na tarefa...; possivelmente isto pode ser usado para uma conclusão...; acredito que sim...; Tais colocações podem suavizar o caráter absolutista do conhecimento matemático evidenciando que um conhecimento, mesmo aquele que possui paradigmas tão rígidos e formais como os da Matemática, produzido por um ser mundano, passível de limitações e contradições, não pode ser imune a elas. Neste sentido, após realizar um estudo com professores de Matemática que atuam no ensino publico em São Paulo, Silva (2009, p. 155) destaca: A nosso ver, esse objetivo primeiro traçado pelos professores, parece reproduzir a ideia de que a Matemática é uma ciência imutável e firmada na lógica aristotélica, na qual toda pergunta poderia ser respondida por apenas de duas formas: sim ou não. Como vimos, essa meta parece transparecer uma característica formalista marcante, que pode ser interpretada pelos alunos como verdades que caem do céu e na qual as justificativas ou provas devem ser aceitas ou são muito difíceis de serem compreendidas pela maioria. Faculdade de Minas 30 Referencias ALCÂNTARA, A.; MEDEIROS, W. Elaboração de séries metódicas ocupacionais. Rio de Janeiro: SENAI, 1974. ALCÂNTARA, A. Aplicação de séries metódicas ocupacionais. Rio de Janeiro: SENAI, 1973. ALVES, F. R. V. & BORGES NETO, H. A intuição na Sequencia Fedathi: uma aplicação no ensino médio. 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