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Processo de Aprendizagem em Matemática nos Anos iniciais do Ensino Fundamental O ensino das operações básicas nos Anos Iniciais do Ensino Fundamental Objetivos de aprendizagem Ao término desta aula, vocês serão capazes de: • sugerir atividades que auxiliem no ensino das quatro operações; • perceber que o ensino das quatro operações é a base para o ensino de Matemática na educação básica; • reconhecer a importância do ensino das quatro operações ao mesmo tempo. Nesta aula, apresentaremos alternativas metodológicas para o ensino das quatro operações básicas nos primeiros anos do Ensino Fundamental, sendo a adição, subtração, multiplicação e divisão. Quando entram na escola, as crianças trazem consigo conhecimentos sobre essas operações, pois elas sabem juntar quantidades, dividir em partes iguais, principalmente quando tem que dividir algo de comer com colegas, amigos, parentes ou vizinhos, ela toma todo cuidado para não ficar com a menor parte. Como já foi dito anteriormente, é necessário partir do conhecimento que a criança já adquiriu. As propriedades das operações devem aparecer nos primeiros anos do Ensino Fundamental, por meio de exemplos práticos, sem exigir que os alunos decorem. É importante que o aluno compreenda com as atividades práticas, que a ordem das parcelas não altera a soma ou que a ordem dos fatores não altera o produto. A criança pode usar diferentes procedimentos para efetuar os cálculos e o professor, por sua vez deve apoiar o aluno, estimulando-o a criar seus próprios métodos de resolução, estimulando a criatividade, imprescindível ao pensamento matemático. Apresentamos, a seguir, os objetivos propostos e as seções de estudo desta aula. Bons estudos! 04Aula 33 1 - Adição e subtração 2 - Multiplicação e divisão 1- Adição e subtração As operações “adição” e “subtração”, não podem estar relacionadas apenas a fazer contas de “mais” ou de “menos”, elas podem ser consideradas “operações irmãs” e são usadas para resolver problemas que envolvem ganhar, tirar, perder, juntar, acrescentar e comparar, de acordo com a teoria dos campos conceituais, elaborada pelo psicólogo francês Gérard Vergnaud, em 1977, segundo pesquisa de Carolina Acosta, publicada na revista Nova Escola, de maio de 2007, p. 68 a 75. É comum os alunos considerarem que problemas que estão relacionados à operação “adição” são aqueles nos quais aparecem os termos “ganhar” ou “acrescentar”, e naqueles em que temos que usar a operação subtração aparecem os termos “perder”, “tirar”, entre outros termos, com o mesmo significado. ATENÇÃO Futuros(as) Professores(as)!!! Não associem os termos descritos acima com as operações. Existem situações em que o aluno pode fazer confusão, caso o professor o tenha instruído para resolver problemas com base nesses termos chaves, sem levar em conta o contexto do problema. Por exemplo: Aninha deu 3 balas para a amiguinha e ainda ficou com 8. Quantas balas ela tinha? O termo “deu” significa “tirou” e se fosse levar em conta apenas esse detalhe, a operação aplicada teria que ser a subtração, quando sabemos que para chegarmos ao resultado correto, devemos utilizar a operação “adição”. E a título de comparação quando à resolução, citamos outro problema: Maria Paula tinha 11 balas e deu 3 para sua amiguinha. Com quantas ela ficou? Percebam que as operações adição e subtração estão intimamente relacionadas: por exemplo, para calcular 60 – 46, os alunos às vezes recorrem ao procedimento subtrativo, decompõem o 46 em 40 + 6 e subtraem, em primeiro lugar, o 40 de 60 para depois subtrair o 6, conforme prescrevem os Parâmetros Curriculares Nacionais. Nesse caso, fica assim: 60 – 40=20 e 20 – 6=14, ou seja, 60 – 46=14. Portanto, o aluno pode percorrer diferentes caminhos para encontrar a solução de um mesmo problema, e o professor deve respeitar esses caminhos, desde que o resultado da operação esteja correto. Para efetuar a adição é necessário que o aluno tenha conhecimento do sistema de numeração decimal, porque o valor posicional dos algarismos tem papel fundamental na realização de uma operação. E, quando o professor for ensinar as operações com números de duas ou mais ordens, terá que obrigatoriamente retomar a discussão em torno do valor posicional. Seções de estudo • Como exemplo, quando o aluno for juntar quantidades ele deve ter noção de que terá que juntar unidade com unidade, dezena com dezena, centena com centena e assim sucessivamente. Um dos materiais que podem ser usados para o ensino da adição é a conhecida “sapateira” e também o jogo “nunca dez” descrito na Aula 01. Ambos auxiliam na compreensão do significado do “vai um”. A sapateira é um material que pode ser confeccionado pelo professor tendo um bolso destinado às unidades, outro para dezenas e o terceiro da direita para a esquerda é destinado às centenas. Mas posso saber... como funciona??????? Vocês pegam 9 canudos ou palitos e coloca na casa das unidades (o 3º bolso, no caso). E ao colocar mais um canudo ou palito, obtém-se 10, então vocês amarram essas dez unidades com borrachinha e colocam no bolso das dezenas (representando uma dezena) em seguida mais canudos no bolso das unidades, repetindo o procedimento. Ao se obter 10 pacotinhos de 10 canudinhos ou palitos, eles serão reunidos usando um elástico para amarrar os 10 pacotinhos e coloca na casa (bolso) das centenas. • Por exemplo, se temos que efetuar 24 + 17, ao adicionarmos 4 com 7 obtém-se onze canudos e então deixa 1 no bolso das unidades e amarra um feixe de 10 canudos para a casa das dezenas. Esse é o tradicional “vai um”, aí então é só somar 1+2+1= 4 dezenas. ATENÇÃO!!! Neste caso, o que vai é uma dezena. Dessa forma, mesmo se o aluno iniciar a soma pelas dezenas, o resultado será o mesmo, porque ele irá somar unidade com unidade, dezena com dezena. Não há obrigatoriedade de começar a operação somente pela direita. Também outra maneira de resolver a adição é pela decomposição do número em unidades, dezenas e centenas. • Por exemplo, para adicionar 35 + 47, ao juntar as unidades terá 12 unidades e 7 dezenas. Então, 7 dezenas e 12 unidades. Na regra do “nunca dez” o 12 será transformado em uma dezena e 2 unidades. O aluno vai fazer o pacotinho de 10 e trocar por uma dezena e então poderá calcular o resultado que vai ser 8 dezenas + 2 unidades, ou seja, 82. Se o professor introduzir as operações básicas dessa forma, deixar o aluno trabalhar sozinho, fazer descobertas com certeza esse aluno não terá problemas para resolver as operações futuramente. E também o que é mais importante, ele vai compreender o que está fazendo, o que não será feito mecanicamente. O ideal seria se o professor trabalhasse as operações dessa forma e ainda com o material dourado, mas que o aluno também tivesse acesso a ele. Até o aluno formar o conceito, não haveria necessidade de usar o quadro-negro resolvendo as operações somente com o uso de materiais concretos. 34 Processo de Aprendizagem em Matemática nos Anos iniciais do Ensino Fundamental E para resolver a subtração??? Para resolver uma subtração do tipo 365 - 127, o professor pode orientar o aluno para resolver por partes, como por exemplo, em primeiro lugar tira 100 de 365 e fica com 265. Em seguida tira 20 fica com 245 e então retira 7 unidades, ou 245 – 7 = 238, então 238 é o resultado da operação 365 – 127 = 238. Também o professor pode orientar o aluno para colocar os canudinhos na “sapateira” ou no “quadro valor do lugar” e fazer as trocas, por exemplo, não tem como tirar 7 de 5 unidades, e, então, vocês vão pegar uma dezena, das 6 dezenas e transformá-la em 10 unidades somando com as 5 que já tem, serão 15 unidades menos 7 e das 6 dezenas ficam sendo 5 dezenas, é o famoso “empresta um” que no caso, você está pegando uma dezena. Também neste caso, o professor pode deixar o aluno trabalhar com um desses materiais até formar os conceitos, que seriam a sapateira, o ábacoou o material dourado. Proponham ao aluno várias operações básicas como 68 - 29; 25 - 13; 126 - 48; e deixem que ele trabalhe sozinho, respeitando as limitações de cada um, porque sabemos que cada aluno tem o seu desenvolvimento próprio, não é mesmo? Vocês futuros(as) professores(as), pensem sempre em oferecer oportunidade para o aluno compreender o que ele está fazendo, desde os mais simples cálculos até os mais complexos. Mostrem para seus alunos que o tal “empresta um” não é emprestar, porque ninguém vai pagar, mas sim transformar uma dezena em unidades para facilitar a resolução da operação. É necessário que vocês mostrem para os alunos os nomes dos termos da Adição, que são as parcelas e o resultado é a “soma” ou total e na subtração 28-21, o 28 é o minuendo, o 21 é o subtraendo e o resultado 7 é o resto ou diferença. Procurem não ser aqueles(as) professores(as) que passam tudo para o aluno, que deem tudo pronto, que não dá oportunidade para o aluno pensar. Em todo e qualquer conteúdo que for apresentar, pensem que é importante para o aluno, compreender e não apenas decorar. Ajudem seu aluno a compreender significados a formar conceitos. 2- Multiplicação e divisão Os problemas aditivos e multiplicativos são trabalhados ao mesmo tempo, porque pertencem a uma mesma família, de acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais. Conforme os Parâmetros Curriculares Nacionais: Uma abordagem freqüente no trabalho com a multiplicação é o estabelecimento de uma relação entre ela e a adição. Nesse caso, a multiplicação é apresentada como um caso particular da adição porque as parcelas envolvidas são todas iguais” (BRASIL, 1997, p. 108). • Para exemplificar essa afirmação, é pertinente citar o seguinte problema: Jaques tem 3 caixas de lápis, contendo 12 lápis em cada uma das caixas, quantos lápis tem Jaques ao todo? Como representar essa situação da maneira mais simples possível? 12 + 12 + 12 = 36, o que representa o número de lápis de cada caixa, somado três vezes, ao invés de fazer 3 vezes 12, direto. Se o aluno for levado a distinguir o valor que se repete, do número de repetições, ele não terá dificuldades em distinguir o multiplicando (número que se repete, neste caso 12) do multiplicador (número de repetições, neste caso 3). É muito importante que o(a) professor(a) ao apresentar o conceito de multiplicação, desenvolva várias atividades que envolvam a repetição de parcelas iguais. Assim, como na adição e na subtração, também existe estreita relação entre multiplicação e divisão, o que justifica a importância das duas serem trabalhadas ao mesmo tempo. Segundo Gurgel (NOVA ESCOLA, junho/julho 2007, p. 74): [...] por serem consideradas mais complicadas, a divisão e a subtração só apareciam no currículo depois que as crianças dominassem bem a adição e a subtração. Mas os alunos só têm a ganhar quando aprendem todos os conceitos desde o início da escolaridade. A operação divisão é aparentemente mais complexa que as demais operações, talvez por apresentar quatro termos: dividendo, divisor, quociente e resto, enquanto que as outras operações apresentam somente três termos. E o estudo da multiplicação??? Para ensinar multiplicação será necessário o professor mostrar ao aluno que existe relação entre essa operação e a adição de parcelas iguais. Por exemplo, se alguém tem que tomar 4 comprimidos por dia, durante 6 dias, quantos comprimidos precisará comprar? Se em 6 dias ela tem que tomar 4 comprimidos, então 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 = 24, o que foi feito? Somou-se o número de comprimidos (4) tantas vezes quando forem dias, seria a mesma coisa que fazer 6 x 4. E a tabuada??? É preciso decorá-la??? A gente ouve muito atualmente as pessoas dizerem que “ninguém sabe matemática” porque não é mais exigido decorar tabuada nas escolas, os alunos não sabem tabuada e, portanto não sabem calcular. Para muitos pais de alunos que tiveram que estudar muito para decorar a tabuada e alguns até receberam castigos por terem cumprido com o seu dever, acham, no mínimo estranho que hoje os alunos tenham que compreender a tabuada e não decorá-la. Se o professor apresentar ao aluno a operação multiplicação em forma de adição e realizar várias atividades 35 em sala de aula, o aluno irá compreender, formar conceitos, então quando questionar quanto é 7 x 8, o aluno irá compreender que é o 8 somado 7 vezes, ou seja, 8 + 8 + 8 + 8 + 8 + 8 + 8. E não será algo mecânico que o aluno responde sem entender o seu significado. • Exemplificando por meio de problemas como se uma caixa tem 12 chicletes, quantos chicletes terão ao todo em 3 caixas? O aluno tanto pode resolver assim: 12 + 12 + 12 com 3 x 12. O professor pode, dessa forma, construir a tabuada junto com os alunos e deixá-la exposta em sala de aula. Assim como no caso da adição e da subtração, é importante um trabalho conjunto de problemas que explorem a multiplicação e a divisão. E o estudo da divisão como deveria ocorrer? O ideal seria se o professor mostrasse ao aluno que para dividir 20 por 5, por exemplo é verificar quantas vezes o 5 cabe em 20. E, se o professor trabalhar dessa maneira quando for apresentar a divisão por números decimais não enfrentará dificuldades. Vocês sabiam que cada um dos termos das operações têm um nome??? Os termos da multiplicação e divisão também devem ser apresentados aos alunos, sendo que na multiplicação 35 x 2 = 70, o 35 é o multiplicando, o 2 o multiplicador e o 70 o produto. Na divisão, 60 : 15 = 4 o 60 é o dividendo, o 15 é o divisor, 4 o quociente e zero é o resto. Então D = qxd + r, no caso, 60 = 15. 4 + 0 • É oportuno citarmos um exemplo prático, de autoria de Thaís Gurgel, da Revista Nova Escola - junho/ julho/2007, p. 75. Como uma criança poderia resolver a operação divisão, “Dezessete balas são divididas entre cinco crianças. Quantas balas receberá cada criança, se os doces forem distribuídos igualmente?” De formas mais variadas possíveis, as crianças deverão chegar a esse resultado: três balas para cada um e sobram duas balas. A questão pode ser alterada sem modificar os termos: e se as balas forem distribuídas uma a uma até acabarem? Neste caso, formam-se dois grupos com quantidades diferentes, e o aluno verificará, por contagem, subtração repetida, ou ainda multiplicando números por cinco, até chegar o mais próximo de dezessete, que corresponde aos três vezes cinco, entre outras estratégias, e terá como resultado final, que cada criança receberá três balas e que duas crianças ficarão com uma bala a mais. Há também, como alterar o local do termo desconhecido na operação, usando sempre os mesmos termos: dezessete balas foram distribuídas igualmente entre um número de crianças, em que cada uma ficou com três balas e sobraram duas balas. Quantas crianças havia? Neste caso, a relação de inverso entre multiplicação e divisão é o destaque. Quanto mais tipos de problemas as turmas conhecerem, mais elas ampliarão a compreensão das operações e aumentarão o repertório de estratégias. Por outro lado, há também aquela criança que irá resolver essa operação distribuindo as balas individualmente, ou seja, entregando uma bala para cada criança, até perceber que sobraram duas balas e, portanto, duas das cinco crianças ficarão com uma bala a mais. Podemos dizer que essa criança está utilizando a subtração para chegar ao resultado da divisão, o que é extremamente compreensível. ATENÇÃO!!!!! Leiam, a seguir, a entrevista de Gérard Vergnaud para ratificar o que afirmamos até o momento sobre o estudo das quatro operações básicas. O psicólogo Gérard Vergnaud valoriza esses caminhos, o que pode ser constatado nos principais trechos de sua entrevista (do pensamento ao conceito), à revista NOVA ESCOLA- Maio/2007 – p.71: Discípulo de Jean Piaget (1896-1908) e Lev Vygotsky (1896-1934), Vergnaud sugere que diversas áreas do conhecimento sejam ensinadas sob a perspectiva dos campos conceituais, que nadamais são do que a apreensão progressiva de conceitos por meio de um conjunto variado de problemas, conteúdos, situações, estruturas e relações. Em Matemática, ele concebeu as estruturas aditivas e as multiplicativas. Aqui, os principais trechos da entrevista dada pelo psicólogo, por e-mail, a NOVA ESCOLA. Por que é importante pensar adição e subtração sob o enfoque do campo aditivo? Porque não se pode entender separadamente o desenvolvimento cognitivo e o aprendizado de um conceito. Desenvolvemos conceitos e representamos objetos e pensamentos por meio de suas características gerais, para enfrentar situações. E sempre há uma variedade enorme de situações envolvidas na formação de um conceito – e também uma variedade de conceitos envolvidos no entendimento de uma situação. Juntos, eles formam sistemas progressivamente organizados, que devem ser estudados ao mesmo tempo. O que o levou a incluir os problemas matemáticos nessa perspectiva? As primeiras idéias das crianças a respeito de adição e subtração se desenvolvem entre 4 e 6 anos. No entanto, existem problemas que implicam apenas uma adição e que muitos alunos não conseguem entender, mesmo depois de concluir o primeiro ciclo do Ensino Fundamental. Pior: às vezes eles desenvolvem idéias erradas sobre determinados conceitos. Então, é útil tentar classificar essas situações e analisar as dificuldades e os obstáculos epistemológicos encontrados por esses estudantes. Quais as dificuldades dos alunos para compreender problemas de adição e subtração? O mais comum é não saber o que fazer quando o estado inicial ou a transformação são desconhecidas, pois geralmente se pede o valor final, 36 Processo de Aprendizagem em Matemática nos Anos iniciais do Ensino Fundamental que é sempre maior do que o inicial. Alguns ficam em dúvida quando a transformação é uma subtração. Outro ponto é a resistência em conceber, num mesmo raciocínio, operações com números de sinais diferentes (negativo e positivo). Por que o conceito de campo aditivo ainda é pouco utilizado nas escolas? A teoria não é difícil, mas ela não corresponde ao senso comum, formado pelos protótipos que também os professores aprenderam e continuam a ter em mente sobre adição e subtração. O conceito de campo aditivo precisa ser explicado com cuidado, com muitos exemplos. Essa forma de ensinar pode ser usada em que áreas? Em estruturas multiplicativas com certeza, mas também em álgebra, geometria e em muitos conteúdos que não são da Matemática, como biologia, moral e ética, compreensão de textos e competências profissionais – e sempre que você precisar fazer análises e pesquisas específicas. As operações multiplicações e divisão, às vezes são consideradas mais difíceis, de que as já conhecidas “adição” e “subtração”, porém tudo depende da maneira como elas são ensinadas. “Pela teoria dos campos conceituais, a compreensão dos conceitos referentes a essas operações deve começar a ser constituída desde as primeiras séries, apesar de muitas escolas ainda inserirem esse conteúdo somente no currículo de turmas mais avançadas.” Conforme publicação da Revista Nova Escola de Junho/Julho de 2007, p.73. Conforme prescrevem os Parâmetros Curriculares Nacionais “Com relação às operações, o trabalho a ser realizado se concentrará na compreensão dos diferentes significados de cada uma delas, nas relações existentes entre elas e no estudo reflexivo do cálculo, contemplando diferentes tipos – exatos e aproximado, mental e escrito”. (1997, p. 55). Vale ressaltar que as quatro operações básicas: Adição, subtração, multiplicação e divisão sempre foram e ainda são a base para o ensino de Matemática nos anos iniciais do ensino fundamental. E, conforme o documento da Base Nacional Comum Curricular (BNCC): [...] a expectativa em relação a essa temática é que os alunos resolvam problemas com números naturais e números racionais cuja representação decimal é finita, envolvendo diferentes significados das operações, argumentem e justifiquem os procedimentos utilizados para a resolução e avaliem a plausibilidade dos resultados encontrados. No tocante aos cálculos, espera-se que os alunos desenvolvam diferentes estratégias para a obtenção dos resultados, sobretudo por estimativa e cálculo mental, além de algoritmos e uso de calculadoras (BNCC, 2017, p.268) As quatro operações básicas são objetos de conhecimento da unidade temática “Números” e as habilidades correspondem a essa unidade temática no decorrer do documento da BNCC, distribuídas do 1º ao 5º ano. Se ao final desta aula tiverem dúvidas, vocês poderão saná-las por meio das ferramentas “Fórum” e “Quadro de Avisos”. E, então, estão gostando da disciplina? Para encerrar esta aula, vamos recordar: Retomando a aula 1 - Adição e subtração As operações adição e subtração são consideradas operações irmãs. Essas operações não devem ser vinculadas aos termos “ganhar”, “perder”, “acrescentar”, entre outros. O verdadeiro significado do “vai um” e do “empresta um” deve ser esclarecido ao aluno. 2 - Multiplicação e divisão A multiplicação deve ser apresentada como adição de parcelas iguais. Ao apresentar a divisão, o professor deve tomar o cuidado em mostrar que significa quantas vezes o divisor cabe no dividendo. Disponível em: www.somatematica.com.br. Disponível em: www.novaescola.org.br. Vale a pena acessar Revista Nova Escola - exemplar de Maio/2007, da página 70 a 75. Revista Nova Escola - exemplar de junho/julho de 2007, da página 76 a 81. Sugiro a leitura do texto de Paula Gentile & Thaís Gurgel – Revista Nova Escola de abril/2007 – p. 62 a 69. Vale a pena ler Vale a pena