Prévia do material em texto
1 FUNDAMENTOS DO ENSINO DE MATEMÁTICA 2 NOSSA HISTÓRIA A nossa história inicia com a realização do sonho de um grupo de empresários, em atender à crescente demanda de alunos para cursos de Graduação e Pós- Graduação. Com isso foi criado a nossa instituição, como entidade oferecendo serviços educacionais em nível superior. A instituição 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. 3 Sumário Introdução .................................................................................................................. 4 Modelos de tendência para o ensino de matemática ............................................. 7 História da matemática ........................................................................................................... 7 Etnomatemática .................................................................................................................... 12 Matemática crítica ................................................................................................................ 14 Modelagem matemática ....................................................................................................... 15 Resolução de problemas ....................................................................................................... 16 A matemática no cotidiano ..................................................................................... 17 Aprendizagem significativa em matemática ......................................................................... 17 A importância da matemática para o desenvolvimento humano – a visão psicogenética de Piaget .................................................................................................................................... 18 A educação matemática no ensino fundamental ................................................................. 22 Modos de pensar a matemática ............................................................................. 23 Logicismo .............................................................................................................................. 24 Intuicionismo ........................................................................................................................ 25 Formalismo ........................................................................................................................... 26 Referências .............................................................................................................. 29 4 Introdução Para início de conversa vamos definir fundamentos? Base, alicerce, conjunto de regras básicas de organização e funcionamento de um estabelecimento, organização, disciplina. Em outras palavras, a reunião dos conhecimentos ou daquilo que sustenta uma teoria, no nosso caso, a matemática! Resolução de problemas, divisão, fração, raiz quadrada, equação, geometria, expressões numéricas, gráficos, números decimais, porcentagem, tabuada, sistema de numeração, mínimo múltiplo comum, conjuntos, trigonometria, geometria analítica, funções, número imaginários, logaritmos, número negativos... Ufa! Estes são apenas alguns dos conhecimentos que precisamos para compreender, aplicar e ensinar matemática. Figura 1 - O mundo da matemática Não, a matemática não é um bicho de sete cabeças! Não é confusa! Não é um problema! É caminho para resolução destes, faz parte do nosso cotidiano desde que nascemos. Um dia foi somente a ciência do número e grandeza, mas felizmente hoje é uma ciência que relaciona o entendimento coerente e pensativo com situações 5 práticas habituais e compreende uma constante busca pela veracidade dos fatos através de técnicas precisas e exatas (RAMOS, 2017). Cunha (2017) reforça que a matemática está presente em todos os segmentos da vida e em todas as tarefas executadas do nosso dia a dia, seja na compra de um simples pão como na aplicação de um grande investimento financeiro. Assim, ao acordar, o despertador expressa as horas utilizando o princípio da contagem do tempo, quando fazemos uma refeição utilizamos o conceito da proporção, e assim por diante. Como ramo de estudo, a área de fundamentos da matemática está intimamente ligada com a educação matemática que tenta descobrir quais são os axiomas e as definições mais elementares da matemática, e que regras de inferência são aceitáveis ao se trabalhar com tais axiomas. Suas principais vertentes são o Intuicionismo, o Formalismo e o Logicismo. Fundamentos da matemática é uma expressão cujo significado consiste no estudo de conceitos básicos da matemática, como números, figuras geométricas, conjuntos, funções, e como eles formam hierarquias de conceitos e estruturas mais complexas, especialmente estruturas importantes da linguagem matemática (teorias como a dos modelos, propondo um significado para fórmulas, definições, provas, algoritmos). Também chamado conceitos da metamatemática, com um olhar para os aspectos filosóficos e da unidade matemática. A pesquisa por fundamentos da matemática é uma questão central da filosofia da matemática; a abstração da natureza dos objetos da matemática presenteia especialmente desafios filosóficos. O ensino da Matemática é fundamental na formação humanística e o currículo escolar deve levar a essa boa formação, logo o ensino da matemática é indispensável para que esta formação seja completa. Nas palavras de Souza (2001, p. 27): O ensino de Matemática é importante também pelos elementos enriquecedores do pensamento matemático na formação intelectual do aluno, seja pela exatidão do pensamento lógico-demonstrativo que ela exibe, seja pelo exercício criativo da intuição, da imaginação e dos raciocínios indutivos e dedutivos. Pois bem, devemos ter em mente que a escola é: 6 1º - O lócus, por excelência, que deve ter como meta levar os alunos a serem capazes de relacionar adequadamente várias informações, fatos, conhecimentos e habilidades para enfrentar situações-problema. 2º - O conhecimento matemático não deve se consolidar como um rol de ideias prontas a serem memorizadas, indo muito além disso. O ensino de matemática deve conduzir os alunos à exploração de uma grande variedade de ideias e de estabelecimento de relações entre fatos e conceitos de modo a incorporar os contextos do mundo real, as experiências e o modo natural de envolvimento para o desenvolvimento das noções matemáticas com vistas à aquisição de diferentes formas de percepção da realidade (MIGUEL, 2003). 7 Modelos de tendência para o ensino de matemática As tendências pedagógicas mencionam às concepções teóricas dos modelos pedagógicos que, são estruturadas para qualquer tipo de saber, inclusive o matemático. Elas foram elaboradas por Dermeval Saviani (1991) que desenvolveu um esquema lógico baseado na criticidade. As teorias foram classificadas em: “teorias não-críticas” e “teorias críticas” A partir dos conhecimentossobre as tendências pedagógicas, os responsáveis pelo ensino da matemática, propõem que o ensino não poderia mais continuar dentro dos moldes tradicionais, e partiram para a busca de alternativas que colocassem o processo de ensino e aprendizagem dentro das práticas pedagógicas em sintonia com modelos mais atuais de educação. Desta forma, existem cinco modelos de tendências para o ensino de matemática que são denominadas: História da Matemática, Etnomatemática, Matemática Crítica, Modelagem Matemática e Resolução de Problemas. História da matemática Por que começarmos nossos estudos pela história? Muito simples: Porque enquanto ciência, a história nos leva a conhecer a vida do homem ao longo dos tempos, ou seja, a nossa vida, a nossa evolução. O que nossos ancestrais fizeram, pensaram e sentiram enquanto seres sociais que somos. Igualmente os seus erros e acertos, as mudanças de rumo que precisou tomar para chegarmos ao presente. Gasperi e Pacheco (2007) explicam que por meio da história da matemática, pode-se verificar que a matemática é uma construção humana, foi sendo desenvolvida ao longo do tempo e, por assim ser, permite compreender a origem das ideias que deram forma à cultura, como também observar aspectos humanos de seu desenvolvimento, enxergar os homens que criaram essas ideias e as circunstâncias em que se desenvolveram. 8 De acordo com D’Ambrosio (1999, p.97): As ideias matemáticas comparecem em toda a evolução da humanidade, definindo estratégias de ação para lidar com o ambiente, criando e desenhando instrumentos para esse fim, e buscando explicações sobre os fatos e fenômenos da natureza e para a própria existência. Em todos os momentos da história e em todas as civilizações, as ideias matemáticas estão presentes em todas as formas de fazer e de saber. O conhecimento da história dos conceitos matemáticos precisa fazer parte da formação dos professores para que tenham elementos que lhes permitam mostrar aos alunos a Matemática como ciência que não trata de verdades eternas, infalíveis e imutáveis, mas como ciência dinâmica, sempre aberta à incorporação de novos conhecimentos (BRASIL, 1997, p. 30). Mas estas discussões acerca da formação de professores deixaremos para mais adiante. Egito antigo, Mesopotâmia: é lá que podemos estabelecer as bases da matemática! Os mesopotâmicos usavam como suporte para sua escrita placas de argila, que eram marcadas com estilete e, em seguida, eram cozidas ou secas ao sol para aumentar sua durabilidade. Figura 2 – Tabuleta √ 2 9 Milhares de tabuletas com escrita cuneiforme chegaram aos nossos dias e vieram à luz através de pesquisas arqueológicas empreendidas desde o século XIX. Muitas delas contêm conteúdo matemático e vieram a funcionar como preciosas fontes para analisar o estágio do conhecimento matemático da civilização mesopotâmica. As raízes matemáticas já eram usadas no Egito Antigo e na Babilônia. Começaram a ser estudadas com a necessidade de inverter a operação de potenciação, em problemas de área e volume. Por exemplo, um quadrado com 5 m de lado, qual é a sua área? Nesse caso, para achar a área, usamos a potência (5m)² = 25 m². E, se nos for dada a área, 25 m², e quisermos saber quanto mede o lado, usamos a raiz quadrada de 25 que é igual a 5. A palavra radix, que em latim significa raiz (lado do quadrado), foi abreviada para Rad e, depois, passou-se a usar apenas R, acompanhado de q para raiz quadrada e de c para raiz cúbica. Então, dizia-se que o lado do quadrado 25 é igual a 5. Desse modo, Rc 27 significava , que é 3. Por fim, o R acabou virando . Esse símbolo de raiz apareceu pela primeira vez em 1525 no livro de álgebra Die Coss (As coisas) de autoria de Christoff Rudoff (1499-1545), porém sem os índices que indicavam se era raiz quadrada, cúbica, etc. (RAMOS, 2003). Para os egípcios, de fato, foram as necessidades práticas que serviram de estímulo para o desenvolvimento da sua matemática. A partir do ano 3000 a.C., inicia-se um período de grande desenvolvimento da engenharia, em que a face mais visível é a construção de pirâmides e de outros monumentos grandiosos. A maior das pirâmides, a grande pirâmide de Quéops, construída por volta do ano de 2550 a.C., tinha originalmente 146,6 m de altura (o que equivale a um prédio de 49 andares) e foi, até cerca do ano 1300 d.C., a mais alta estrutura erguida pelo homem. Sua construção envolveu n´níveis de precisão 10 surpreendentes: sua base é quadrada, com um erro de 1/14000 do comprimento total, na medida do comprimento, e um erro de 1/27000 de um ângulo reto, na medida do ângulo. No entanto, sugestões de que as pirâmides guardavam em suas proporções sinais de um conhecimento matemático ainda mais avançado — sugere-se, por exemplo, que a pirâmide de Quéops tenha sido intencionalmente construída de forma que a razão entre o perímetro da base e sua altura fosse de 2π — parecem infundadas. De todo modo, o desafio lançado pela engenharia gerou necessidades que fizeram impulsionar o estoque de conhecimentos matemáticos da civilização egípcia. Muitos dos registros da civilização egípcia chegaram aos nossos dias em papiros, alguns deles de conteúdo matemático. O papiro era produzido cortando-se em finas tiras a parte interna do caule da planta de mesmo nome, planta esta abundante no vale do rio Nilo. Essas tiras eram sobrepostas e cruzadas, para em seguida serem prensadas, formando folhas que, coladas a outras folhas, formavam uma longa fita que depois era disposta em um rolo. Os papiros eram grafados por escribas em escrita hierática, uma simplificação da escrita hieroglífica mais adequada à escrita corrente. Ambas eram compostas de símbolos, porém a escrita hieroglífica tinha caráter pictórico e era mais usada em monumentos. O papiro de conteúdo matemático mais célebre é o Papiro de Rhind, adquirido pelo egiptólogo escocês Alexander Rhind em 1858 e datado de cerca de 1650 a.C. Com mais de 5 m de comprimento e 33 cm de largura, é possivelmente o melhor registro da matemática egípcia. Foi copiado por um escriba de nome Ahmes de um texto matemático mais antigo. Contém 84 problemas de geometria e de aritmética acompanhados de soluções. Entre os problemas aritméticos, há estudos de frações unitárias e de equações lineares e entre os problemas de geometria, há o cálculo de volume de silos de base circular e retangular e cálculo de áreas. 11 Figura 3 – Matemática no Egito Antigo Da Grécia Antiga, Tales de Mileto, o criador da geometria dedutiva, nos legou que: Todo círculo é dividido em duas partes iguais por seu diâmetro. Os ângulos da base de um triângulo isósceles são iguais. O ângulo inscrito em um semicírculo é reto. Quando duas retas se interceptam, os ângulos opostos são iguais. Os lados de triângulos semelhantes são proporcionais. Dois triângulos são congruentes se possuem dois ângulos e um lado iguais. Ainda dos tempos antigos, na Grécia Antiga, Pitágoras (570-495 a.C.) propunha teoremas do ponto de vista abstrato e intelectual e, sem dúvida, o resultado mais famoso atribuído à Escola Pitagórica é o que hoje conhecemos como Teorema de Pitágoras: as medidas a e b dos catetos e a medida c da hipotenusa de um triângulo retângulo satisfazem a2 + b2 = c2. Esse resultado já era conhecido na geometria da Mesopotâmia e do Egito e não existem evidências de que Pitágoras ou seus seguidores tenham trabalhado nele. De todo modo, também não há evidências de outros trabalhos matemáticos dos pitagóricos e muito do que lhes é atribuído provém de uma tradição que remonta à antiguidade clássica. 12 Assim como os egípcios, outros povos também criaram o seu próprio sistema de numeração. Porém, na hora de efetuar os cálculos, em qualquer um dos sistemas empregados, as pessoas sempre esbarravam em alguma dificuldade.Apenas por volta do século III a.C. começou a se formar um sistema de numeração bem mais prático e eficiente do que os outros criados até então: o sistema de numeração romano. Na sequência da história, vieram os hindus com a introdução de uma notação para uma posição vazia – um ovo de ganso, redondo – o que ocorreu na Índia, no fim do século VI. Mas foram necessários muitos séculos para que esse símbolo chegasse à Europa. Com a introdução do décimo sinal – o zero – o sistema de numeração tal qual o conhecemos hoje estava completo. Como estes números foram criados pela necessidade prática de contar as coisas da natureza, eles são chamados de números naturais. Os números naturais simplificaram muito o trabalho com números fracionários, pois não havia mais necessidade de escrever um número fracionário por meio de uma adição de dois fracionários, como faziam os matemáticos egípcios. E assim, ao longo dos séculos, a história da matemática veio se construindo e formando essa imensa massa de conhecimentos aplicáveis aos mais variados campos de atividades do ser humano. Contar essa história aos alunos contribui sobremaneira para que a vejam com a aplicação devida e não simplesmente fórmulas e equações aleatórias. Anote aí: Com a história da matemática, tem-se a possibilidade de buscar uma nova forma de ver e entender a matemática, tornando-a mais contextualizada, mais integrada com as outras disciplinas, mais agradável, mais criativa, mais humanizada. Etnomatemática A etnomatemática é um termo que surgiu na década de 70 e baseia-se em críticas sociais relacionadas ao ensino tradicional da matemática. Cunhada com a junção dos termos techné, mátema e etno, esta proposta educacional defende que a 13 matemática deve ser explicada e entendida dentro de um contexto cultural próprio, tendo Ubiratan D’Ambrósio como precursor e idealizador no Brasil. Para D’Ambrósio (1993), a etnomatemática é a matemática usada por um grupo cultural definido na solução de problemas e nas atividades do dia a dia. O termo surgiu, após o fracasso da Matemática tradicional, que possuía um componente comum, uma só visão, uma só verdade. Sem espaço para questionamentos. Paralelamente ao ensino tradicional crescia uma corrente alternativa entre os educadores, que percebiam que não havia espaço dentro da matemática para o saber empírico do estudante. Etnomatemática valoriza a matemática dos diferentes grupos culturais. Propõe- se uma maior valorização dos conceitos matemáticos informais construídos pelos estudantes através de suas experiências, fora do contexto da escola. (D’AMBROSIO, 1989). O Programa Etnomatemática tem importantes implicações pedagógicas. Educação é, em geral, um exercício de criatividade. Muito mais de transmitir ao aprendente teorias e conceitos feitos, para que ele as memorize e repita quando solicitado em exames e testes, a educação deve fornecer ao aprendente os instrumentos comunicativos, analíticos e tecnológicos necessários para sua sobrevivência e transcendência. Esses instrumentos só farão sentido se referidos à cultura do aprendente ou explicitados como tendo sido adquiridos de outra cultura ou inserido num discurso crítico. O programa Etnomatemática destaca a dinâmica e a crítica dessa aquisição (D’AMBROÓSIO, 1993). Anote aí: A etnomatemática é um programa de um campo de pesquisa com uso na prática pedagógica do ensino de matemática, que foge dos modelos tradicionais quando abre espaço para um sistema que utiliza tecnologia da informação e comunicação, ajustando-se nas exigências de uso dos saberes matemáticos no contexto sociocultural dos ambientes naturais dos seres humanos. É um misto de ciência pura, entendida como verdade absoluta e ciência advinda do saber popular. Esse misto consegue juntar harmoniosamente ciência e sabedoria popular. 14 Matemática crítica No século XX, o mundo foi aluído pela segunda guerra mundial, além do conflito diante da ameaça de armas nucleares, domínio ideológico e econômico, de forma que esse processo que o mundo vivenciou teve influência do socialismo marxista, que embasou a teoria histórico-crítica. Os mais diferentes setores da sociedade foram influenciados por essa teoria. A educação foi uma delas, no ensino de matemática surgiu à vertente denominada “Educação Matemática Crítica”. Novas coordenadas foram propostas ao currículo de Matemática do ensino primário ao secundário, e tinha como principal ideal a reorganização do ensino da matemática diante as grandes transformações da ciência e sociedade. Uma das intenções dessa vertente era elevar o nível cientifico da sociedade escolarizada, no entanto, foi barrado por um movimento internacional liderado pelos Estados Unidos da América, chamado de Matemática Moderna que contribuiu com a organização dos conteúdos através da teoria dos conjuntos, e ao mesmo tempo colocou uma linguagem lógica em todos os níveis de ensino, que causou problemas de aprendizagem principalmente no nível elementar. O professor dinamarquês Ole Skovsmose é um dos principais responsáveis por divulgar o movimento da “educação matemática crítica” ao redor do mundo. Com Mestrado em Filosofia e Matemática pela Universidade de Copenhague e Doutorado em Educação Matemática pela Royal Danish School of Education Studies, Skovsmose, defende em seus trabalhos o direito à democracia e o ensino de matemática a partir de trabalhos com projetos. Para ele, a Educação Matemática crítica possui um importante papel no mundo. Skovsmose questiona as práticas tradicionais, muitas vezes realizadas sem reflexão, como a ênfase excessiva na realização de listas de exercícios, que pode comprometer a qualidade da aula de matemática e acredita que a Educação Matemática Crítica possui um importante papel no mundo atual, sobretudo em função do avanço tecnológico. (D’ AMBRÓSIO, 1993). Anote aí: A Educação Matemática Critica acredita nas potencialidades do desenvolvimento de um ensino de matemática que não se atenha apenas a números 15 e problemas, mas sim, que possa também se desprender de crenças em sua “exatidão” e “racionalidade” (SKOVSMOSE, 2008) para que seja utilizada como instrumento no auxílio do desenvolvimento de justiça social, igualdade, emancipação de ideias e outros valores importantes para o progresso da democracia dentro e fora da escola. Uma matemática também que auxilie a reflexionar, avaliar e questionar sua própria utilização em sociedade. Modelagem matemática A Modelagem Matemática procura estudar e formalizar fenômenos do dia a dia. Um aspecto essencial da atividade de modelagem consiste em construir um modelo (matemático) da realidade que queremos estudar, trabalhar com tal modelo e interpretar os resultados obtidos. Busca que o estudante se torne mais consciente da utilidade da matemática para resolver e analisar problemas do cotidiano. (D’AMBROSIO, 1989). Figura 4 – Modelagem matemática O professor tem ao dispor diversas propostas de trabalho. A sua escolha é influenciada por múltiplas variáveis: a) O ponto de vista do professor a respeito da disciplina ensinada. b) O ponto de vista do professor a respeito dos objetivos gerais do ensino e a respeito dos objetivos que considera específicos da matemática. 16 c) O ponto de vista do professor a respeito dos estudantes (suas possibilidades, suas expectativas). d) A imagem que o professor faz das demandas da instituição de ensino (explícitas, implícitas e supostas), da demanda social e também dos pais dos estudantes (CHARNEY, 2001). Várias são as propostas de trabalho para o ensino de matemática e as diversas propostas se complementam, sendo difícil, num trabalho escolar, desenvolver a matemática de forma rica para todos os estudantes se enfatizarmos apenas uma linha metodológica. Resolução de problemas A resolução de problemas apresenta-se naspropostas educacionais atuais como um elemento que favorece a construção de conhecimento matemático. A experiência tem mostrado que o conhecimento matemático, ganha significado quando os estudantes têm situações desafiadoras para resolverem e trabalharem no desenvolvimento das estratégias de resolução, daí a solução de problemas como ponto de partida da atividade matemática. A Declaração Mundial sobre Educação para Todos da UNESCO, indica explicitamente a resolução de problemas como um dos instrumentos de aprendizagem essenciais. Figura 5 – Resolução de problemas Conforme D’ Ambrósio (1989) a resolução de problemas visa à construção de conceitos matemáticos, pelo estudante, através de situações que estimulam a sua 17 curiosidade matemática. Através de suas experiências com problemas de natureza diferente, o estudante interpreta o fenômeno matemático e procura explicá-lo dentro de sua concepção da matemática envolvida. No trabalho com resolução de problemas, o papel do estudante, é participar de um esforço coletivo para construir a resolução de um problema, com direito a ensaios e erros, exposição de dúvidas, explicitação, raciocínios e validação de resultados. Dessa forma, terá oportunidade de ampliar seus conhecimentos acerca de conceitos e procedimentos matemáticos, bem como, de ampliar a visão que tem do mundo em geral e desenvolver sua autoconfiança. Nessa perspectiva, a resolução de problemas, possibilita aos estudantes, mobilizar conhecimentos e organizar as informações de que eles dispõem para alcançar novos resultados (BRASIL, 1999). A matemática no cotidiano Aprendizagem significativa em matemática Que o papel docente é fundamental para a construção de aprendizagens significativas e que ele é o ator principal no desenvolvimento cognitivo do aluno não há dúvidas certo?! Mas o que viria a ser aprendizagem significativa em matemática? Ausubel (1963 apud SANDES; MOREIRA, 2018) entende a aprendizagem significativa como um processo de modificação do conhecimento. Para isso, reconhece a importância dos processos cognitivos dos alunos, que ocorrem em uma interação entre as informações novas e a estrutura cognitiva de cada estudante. Sintetizando, para ele, a aprendizagem significativa é um processo por meio do qual o sujeito que aprende relaciona, de maneira não arbitrária e substantiva, uma nova informação a um aspecto relevante de sua estrutura cognitiva. Ainda de acordo com Ausubel (1963), a aprendizagem significativa é o mecanismo humano, por excelência, para adquirir e armazenar a vasta quantidade de ideias e informações representadas em qualquer campo de conhecimento, o que contrapõe a ideia de educação mecânica, que é a aprendizagem de novas 18 informações com pouca ou nenhuma associação com conceitos relevantes existentes na estrutura cognitiva, pois é exigido do aprendiz apenas internalização, sem nenhum significado. Por sua vez, Santos (2008) reforça que a aprendizagem somente ocorre se quatro condições básicas forem atendidas: a motivação, o interesse, a habilidade de compartilhar experiências e a habilidade de interagir com os diferentes contextos. Nessa mesma direção, Anastasiou e Alves (2006) afirmam ser importante entender melhor quem são os estudantes de cada sala, buscando vê-los como pessoas com sonhos, aspirações e, também, desesperanças, uma vez que as atividades da sala de aula devem estar assentadas na realidade do aprendiz, o que reporta, necessariamente, uma aula significativa, tanto do ponto de vista escolar quanto social. Em suma, as relações de aprendizagens envolvidas em uma perspectiva significativa não se restringem aos métodos de ensino ou aos processos de aprendizagem, uma vez que ensinar e aprender com significado requerem um percurso não linear (SMOLE, 1996), a aprendizagem significativa é aquela que provoca modificações comportamental e atitudinal, pois é uma aprendizagem que não se limita ao aumento de conhecimento, mas que perpassa pela própria existência do indivíduo. A importância da matemática para o desenvolvimento humano – a visão psicogenética de Piaget A matemática, uma das áreas de conhecimento mais antigas do mundo, se assume como um saber saudável, vigoroso e unificado, de grande importância para a humanidade, o que é verdade, principalmente porque é usada no cotidiano de todas as pessoas, ela é “um lugar comum” no dia-a-dia do ser humano, tendo em algumas situações, um caráter desafiador, provocando excitação e satisfação (ARAÚJO, 2000). 19 Figura 6 – Matemática é abstrata Por outro lado, ela é árida e “calculista”; contudo, se o indivíduo ou a criança desde a mais tenra idade for levada a entendê-la, compreender os seus porquês, desenvolver seu raciocínio, terá mais chances de resolver problemas nessa sociedade exigente de pessoas que pensem por si só (ARAÚJO, 2000). Isso leva a inferir que aqueles que conseguem incorporar os processos falados acima, terão mais chance de sobrevivência e sucesso no mundo atual. As teorias da matemática encontram ramificações na Informática, Física, Engenharias e outras áreas e a noção de conservação da quantidade de matéria, que se encontra no ponto de partida da quantificação das qualidades físicas (peso, volume, etc.), pode também ser considerada o ponto de chegada da matemática elementar que engendra o número (PIAGET; INHELDER, 1979). Sousa (2008) infere que, nesse sentido, o conhecimento lógico-matemático proposto por Piaget tornou-se tão importante que deu margem para Inhelder (sua colaboradora e posteriormente Psicóloga) partir dele e estabelecer diagnósticos e prognósticos de distúrbios de desenvolvimento mental. Ainda sobre as estruturas lógico-matemáticas, Piaget (1990) refere-se à existência de duas interpretações psicológicas possíveis: uma de inspiração empirista e outra de inspiração racionalista ou dialética, salientando que “[...] seria impossível 20 descobrir qualquer conteúdo sem uma estruturação que comporte um isomorfismo pelo menos parcial com a lógica [...]” (PIAGET, 1990, p. 141). Sobre a importância da matemática para a aprendizagem e o desenvolvimento do ser humano, pode-se dizer que a aprendizagem nada mais é que um processo de ajustamento ao meio, concebendo um modelo profundamente biológico, influenciado pela teoria da seleção natural de Darwin. Este processo, composto por dois mecanismos básicos alternativos, a saber, a assimilação e a acomodação são regulados pelo processo de equilibração. Piaget (1990) fala ainda, que toda necessidade tende primeiro a incorporar as pessoas e as coisas na atividade própria do sujeito, portanto, assimilar o mundo exterior às estruturas já construídas e, segundo, a reajustar estas em função das transformações sofridas, portanto, acomodá-las aos objetos externos. Na educação infantil, a matemática é, de verdade, uma disciplina essencial, porque envolve a aquisição de conceitos e habilidades de raciocínio que farão parte do aprendizado escolar, do desenvolvimento cognitivo, mas, principalmente, é formadora de estruturas necessárias à adaptação psicossocial, ou seja, ao relacionamento que as crianças manterão com seus pares no futuro. Nesse contexto, podemos relacionar a importância da matemática que é a preocupação fundamental de Piaget, ou seja, “o sujeito epistêmico”, ou ainda, o estudo dos processos de pensamento presentes desde a infância inicial até a idade adulta. Piaget (1978 apud SOUZA, 2008) apresenta uma visão interacionista, que mostra um processo ativo de contínua interação da criança com o ambiente, para que seja possível entender quais os mecanismos mentais que o sujeito usa para poder compreender o mundo. Piaget considera que a adaptação à realidade externa depende basicamente do conhecimento e procurou estudar cientificamente quais os processos que o indivíduo usa para reconhecera realidade. Considera que só o conhecimento possibilita ao homem um estado de equilíbrio interno que o capacita a adaptar-se ao meio ambiente. Assim, sua obra é de epistemologia genética e mostra como o conhecimento se desenvolve, desde as rudimentares estruturas mentais do recém- 21 nascido até o pensamento lógico-formal do adolescente. Ele chegou à formulação de inúmeros conceitos continuamente reavaliados em função de novos dados; os conceitos são: hereditariedade, adaptação, esquema e equilíbrio. Em relação à hereditariedade, Piaget diz que não herdamos a inteligência: o que herdamos é um organismo que vai amadurecer em contato com o meio ambiente. Desta interação entre organismo e ambiente, resultarão determinadas estruturas cognitivas que vão funcionar de modo semelhante durante toda a vida do sujeito. Este modo de funcionamento, que constitui para Piaget nossa herança biológica, permanece essencialmente constante durante toda a vida. Em relação à adaptação com o ambiente, estariam implicados dois processos complementares: a assimilação e a acomodação. Assimilação significa tentar solucionar uma situação nova com base nas estruturas antigas. A este processo de modificação de estruturas antigas para solução de um novo problema, Piaget denomina acomodação, o que significa uma interação à nova realidade. Esquema é uma unidade estrutural básica de pensamento ou ação. O equilíbrio é o resultado de processo de desenvolvimento que busca atingir formas de equilíbrio cada vez melhor (processo de equilibração sucessiva, até a aquisição do pensamento operacional formal). Figura 7 – Educação matemática nos anos iniciais 22 A educação matemática no ensino fundamental É essencial que o aluno do ensino fundamental perceba o caráter prático da Matemática, ou seja, que ela permite às pessoas resolver problemas do cotidiano. No entanto, a aprendizagem da Matemática deve também contribuir para o desenvolvimento do raciocínio, da lógica, da coerência, o que transcende os aspectos práticos. Ela deve: a) Fazer observações sistemáticas de aspectos quantitativos e qualitativos da realidade do ponto de vista do conhecimento e estabelecer o maior número possível de relações entre eles, utilizando o conhecimento matemático (aritmético, geométrico, métrico, algébrico, estatístico, combinatório, probabilístico). b) Selecionar, organizar e produzir informações relevantes, para interpretá-la e avaliá-las criticamente. c) Resolver situações-problema, sabendo validar estratégias e resultados, desenvolvendo formas de raciocínio e processos, como dedução, indução, intuição, analogia, estimativa, e utilizando conceitos e procedimentos matemáticos, bem como os instrumentos tecnológicos disponíveis. d) Comunicar-se matematicamente, ou seja, descrever, representar e apresentar resultados com precisão e argumentar sobre suas conjecturas, fazendo uso da linguagem oral e estabelecendo relações entre ela e diferentes representações matemáticas. e) Sentir-se seguro da própria capacidade de construir conhecimentos matemáticos, desenvolvendo a autoestima e a perseverança na busca de soluções. f) Interagir com seus pares de forma cooperativa, trabalhando coletivamente na busca de soluções para problemas propostos, identificando aspectos consensuais ou não na discussão de um assunto, respeitando o modo de pensar dos colegas e aprendendo com eles (BRASIL, 1998). Anote aí: 23 A matemática vista como uma maneira de pensar, como um processo em permanente evolução (não sendo algo pronto e acabado que apenas deve ser estudado), permite, dinamicamente, por parte do aluno, a construção e a apropriação do conhecimento. Ensinar matemática é importante porque ela está presente em tudo o que nos rodeia, com maior ou menor complexidade. Perceber isso é compreender o mundo em nossa volta e poder atuar nele como cidadão, em casa, na rua, nas várias profissões, na cidade, no campo, nas várias culturas o ser humano necessita da matemática. Eis novamente, o papel do educador matemático: ser capaz de fazer interagir, os diferentes campos da Matemática, de forma articulada com atividades e experiências matemáticas que serão desenvolvidas pelos alunos do Ensino Fundamental (SILVA, 2015). Modos de pensar a matemática De maneira bem simples e didática, Nery e Batistela (2013) explicam que desde a idade clássica faz-se presente entre os matemáticos uma intensa discussão acerca dos fundamentos da matemática, que se intensificou no final do século XIX. Sendo um dos principais aspectos desta problemática a noção de infinito, que é vista historicamente como um obstáculo. Desde suas origens, a matemática se confronta com o infinito como um problema crucial. A crise dos irracionais, os paradoxos de Zenão, o método de exaustão de Eudóxio [sic], o axioma de Arquimedes, testemunham isso. Os gregos se depararam com a dificuldade de não poderem exprimir racionalmente (por meio da razão entre dois números inteiros positivos) a medida do comprimento de uma linha contínua em um sistema discreto de números (AMADEI, 2005, p. 44). Na passagem do século XIX para o XX, três correntes do pensamento matemático que tinham suas bases na filosofia: logicismo, intuicionismo e formalismo 24 tentaram oferecer fundamentos sólidos e definitivos à matemática, contudo, essas tentativas foram frustradas. Mas como elas foram muito importantes para o desenvolvimento da matemática, vamos conhece-las mais de perto. Logicismo A escola do Logicismo tinha como meta a apresentação de uma Matemática em moldes completos, ou seja, uma Ciência pronta, em linguagem simbólica, almejando sua simplificação no que concerne sua apresentação (MONDINI, 2008). Para o Logicismo, o cálculo lógico de Leibniz pôde e foi visto como uma ferramenta indispensável para formalização do pensamento dedutivo, como mencionado em Machado (2005). Bertrand A. W. Russell e Alfred N. Whitehead as duas maiores expressões da escola Logicista, em sua obra Principia mathematica evidenciaram sua busca na lógica a possibilidade de redução e derivação de toda a Matemática, já que a lógica, era vista como “[...] as leis fundamentais da razão, o pilar do universo” (COSTA, 2008, p. 37). [...] Frege, Russell e a quase totalidade dos lógicos modernos adotam o princípio metodológico de que é possível, recorrendo-se unicamente a princípios lógicos, reduzir-se uma proposição não obviamente verdadeira a outras que assim o sejam (MACHADO, 2005, p. 26). Conforme Eves (2004) e Machado (2005), as definições, proposições e demonstrações deveriam ser desenvolvidas a partir de princípios lógicos. Eves (2004, p. 677) destaca ainda que “a distinção entre a matemática e lógica passava a ser uma questão de conveniência prática”. As discussões que precederam os tempos “áureos” da escola Logicista, foram desde a Lógica normativa elementar, Lógica aristotélica até a Teoria dos Tipos de Russell. Levando em conta o contexto admitimos conveniente tomar propriedade do discurso utilizado por Eves (2004, p. 679), quando menciona que o sucesso ou fracasso dessa escola é uma questão de opinião, já que enquanto alguns consideram “[...] o programa satisfatório, outros levantam muitas objeções a ele”. No entanto, podemos considerar que a escola Logicista, bem como seus estudiosos, deixaram 25 importantes discussões no que concerne ao desenvolvimento da Lógica Matemática Moderna. Intuicionismo A segunda corrente que ganhou destaque com seus estudos veio na contramão do pensamento Logicista, os denominados Intuicionistas, tinham como base de seu “edifício teórico”, a construção da Matemática a partir da intuição. A escola Intuicionista tem em Kant suas raízes, no entanto L. E. J. Brouwer pode ser considerado sua maior representação (MONDINI, 2008). Este, segundo Machado (2005) aceitaas concepções Kantianas de proposições que não são empíricas ou sintéticas a priori relativas ao espaço e ao tempo. Costa (2008), evidencia que Kant considerava que, a teoria do conhecimento, se dava “no terreno dos juízos sintéticos a priori”, o que se fazia necessário para o enriquecimento, tal como para o progresso do conhecimento. Os objetos do mundo sensível situam-se no contexto espaço-temporal. Para Kant, é impossível conhecê- los sensorialmente, sem uma concepção inicial, a priori, do espaço e do tempo que se daria através da sensibilidade, para Kant, fruto de uma faculdade de intuição. Assim a intuição, oriunda dos atos de conhecimento próprios dos estados mentais dos sujeitos, conceitos, valores e sentimentos assumiria o papel de trazer a verdade das proposições matemáticas, não se restringindo somente à observação do que é exposto através dos sentidos no mundo externo, mas sim da razão introspectiva. A escola Intuicionista de Brouwer assumia segundo Machado (2005), que a Matemática poderia ser construída através de métodos construtivos finitos, a partir dos números naturais, os quais são subsidiados aos sujeitos através de uma intuição fundamental. Para os intuicionistas, toda Matemática deveria ser reconstruída, considerando que “[...] as entidades abstratas existiam somente quando eram construídas pela mente humana. Desse modo, o que não partisse da intuição não era Matemática” 26 (MONDINI, 2008, p. 5), ou seja, determinado objeto matemático só existiria caso pudesse ser efetuada sua construção. A construção finita, proposta pelos Intuicionistas, acarretou em uma importante implicação por parte desses pensadores: a refutação do princípio do terceiro excluído, o qual segundo Morais Filho (2007, p. 28) pode ser enunciado como segue, “uma sentença é falsa ou é verdadeira, não havendo uma terceira alternativa”. Desta forma, seria possível a construção de enunciados dotados de sentido, mas que não necessariamente fossem verdadeiro ou falso, apenas considerados logicamente, como pretendia o logicismo. Eves (2004) faz uma importante observação, quando aponta que tal refutação se restringe para conjuntos infinitos, o que não se aplicaria para conjuntos finitos quando possível estabelecer a veracidade ou falsidade de determinada proposição, através de um número finito de passos. Coforme Mondini (2008), algumas teorias consideradas verdadeiras pelos matemáticos clássicos eram, do ponto de vista dos adeptos do Intuicionismo, falsas levando à dúvida e à rejeição das ideias Intuicionistas pelos matemáticos clássicos. Machado (2005, p.41) esclarece que não é passível de discussão que Brouwer de fato “[...] tocou na ferida, localizou efetivamente as raízes dos problemas que os formalistas enfrentavam ou viriam a enfrentar”, já que o problema alocava-se justamente na distinção das contradições formais, no que tange o princípio do terceiro excluído. Formalismo A terceira e última escola sobre a qual Mondini (2008) discorre, traz em seu escopo as ideias dos filósofos que se sensibilizaram com as concepções Formalistas. Antes podemos aludir as breves discussões levantadas em torno das contribuições deixadas por Kant à escola Intuicionista. Os Formalistas buscaram sustentar suas primeiras ideias nas acepções de Kant, no entanto, ponderando que para ele, segundo Machado (2005, p. 29), “[...] o papel que a Lógica desempenha em Matemática é o mesmo que desempenha em qualquer outro setor do conhecimento”, considerando 27 sim que na Matemática os teoremas são sustentados por axiomas, levando-se em consideração as leis da Lógica. Contudo, refutam a ideia proposta pelos Logicistas que esses mesmo axiomas e teoremas sejam apenas caracterizados como princípios lógicos ou decorrentes de tais princípios. Das concepções Kantianas do espaço e tempo, os formalistas acreditavam que os entes matemáticos fossem “[...] descritivos da estrutura dos dados da percepção sensível[...]. A escola Formalista teve em David Hilbert sua maior representação, esse adotou as ideias de Kant e a partir daí “inaugurou solo” sobre o qual se desenvolveria o pensamento filosófico fundamental, propondo inicialmente que: a) a Matemática compreende descrições de objetos e construções concretas, extra lógicas; b) estas construções e esses objetos devem ser enlaçados em teorias formais em que a Lógica é o instrumento fundamental; c) o trabalho do matemático deve consistir no estabelecimento de teorias formais consistentes, cada vez mais abrangentes até que se alcance a formalização completa da Matemática (MACHADO, 2005, p. 29). Mondini (2008) menciona, que o objetivo primeiro do Formalismo era provar que as ideias matemáticas estavam isentas de toda e qualquer contradição, vislumbrando para isso à axiomatização da Matemática, tendo como objetivo principal livrar a Matemática dos paradoxos que assombravam os pesquisadores da época. Para este fim, os formalistas buscavam reescrever a Matemática através de demonstrações rigorosas, provas irrefutáveis em um sistema formal. Conforme Costa (2008), Hilbert empregou as ideias de Kant para fins de extinção dos paradoxos, ele buscava a construção de “objetos” matemáticos através da lógica como instrumento fundamental, não como propunha os Logicistas que buscavam reduzir a Matemática em termos lógicos. Os formalistas assumiam a lógica como método capaz de legitimar seus resultados. Buscavam também a expansão das teorias formais, no intuito de formalizar por completo toda a Matemática. Diante das propostas e descobertas levantadas pelos Formalistas, obviamente, fervorosos 28 embates ganhavam consistências nas academias frente às teorias alçadas pelos estudiosos. De fato, a escola Formalista não passou ilesa por esses embates, segundo Machado (2005) e Mondini (2008), coube a Kurt Gödel, o papel de algoz de Hilbert, quando, [...] provou a impossibilidade de demonstrar a compatibilidade dos axiomas da Aritmética dentro de um sistema que inclua a Aritmética. Com isso, provou também que o projeto de Hilbert não poderia ser bem-sucedido, “porque não é possível provar a consistência da Matemática dentro da própria Matemática”. Assim, as pretensões formalistas de obter inferências legítimas de um sistema formal completo e consistente, como visionava Hilbert, não se sustentaram. Enfim a Matemática se constituiu da contribuição de diversos pensadores, que com seus estudos idealizaram uma Ciência capaz de responder uma diversidade de problemas, além de subsidiar outras Ciências. Loureiro e Klüber (2015), destacam, no entanto, que a interpretação de perfeição ou não da Matemática, bem como sua exatidão cabe ao sujeito que a estuda. O que eles consideram é que a Matemática, como a conhecemos hoje, emerge das contribuições deixadas outrora pelo modo de pensar dos filósofos e pelas reestruturações internas da Ciência Matemática. E que o ensino de Matemática não é isento. As contribuições destas escolas, no âmbito da Matemática, podem se constituir em entraves às perspectivas do Ensino de Matemática. Por isso, uma avaliação crítica das escolas se faz necessária. 29 Referências AMADEI, F. L. O Infinito um obstáculo no ensino da matemática. 2005. 111 f. Dissertação (Mestrado em Educação matemática) – Potifícia Universidade Católica de São Paulo, São Paulo, 2005. ANASTASIOU, L. das G. C.; ALVES, L. P. (Orgs.). Processos de ensinagem na universidade: pressupostos para as estratégias de trabalho em sala de aula. Joinville: UNIVILLE, 2006. ARAÚJO, I. R. de O. A utilização de lúdicos para auxiliar a aprendizagem e desmistificar o ensino da matemática. Florianópolis: Universidade Federal de Santa Catarina, 2000 BRASIL, Ministério de Educação e Cultura. Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Fundamental. Matemática - 5ª a 8ª série. Brasília:MEC, SEF, 1997. BRASIL. Ministério da Educação - Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros curriculares nacionais - ensino médio: Parte III: Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: MEC/SEMTEC, 1999. BRASIL. Parâmetros Curriculares Nacionais de Matemática. V.3. 2 ed. Rio de Janeiro: DP e A, 2000. BRASIL. Referenciais Curriculares Nacionais para a Educação Infantil, Secretaria de Educação Fundamental. Rio de Janeiro: DP&A, 1998. 30 CHARNEY, R. Aprendendo com a Resolução de Problemas. Porto Alegre: Artmed, 2001. COSTA, C. F. da. Por que resolver problemas na educação matemática? Uma contribuição da escola de Gestalt (Tese de Doutorado). 220 f. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ., 2008. CUNHA, C. P. A Importância da Matemática no Cotidiano. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Edição 04. Ano 02, Vol. 01. pp 641-650, Julho de 2017. D`AMBRÓSIO, U. História da Matemática no Brasil uma visão panorâmica até 1950. Saber y Tiempo, vol. 2, n° 8, Julio-Deciembre 1999. D’AMBROSIO, B. S. Como ensinar matemática hoje. Temas e debates, v. 2, n. 2, p. 15-19, 1989. D’AMBROSIO, U. Educação Matemática: uma visão do estado da arte. Proposições, São Paulo, v. 4, n. 1, p. 7-17, 1993. D’AMBROSIO, U. A História da Matemática: questões historiográficas e políticas e reflexos na Educação Matemática. In: BICUDO, M. A. V. (Org.). Pesquisa em Educação Matemática: concepções e perspectivas. São Paulo: UNESP, 1999. EVES, H. Introdução à história da matemática. Campinas, SP: Editora da Unicamp, 2004. 31 GASPERI, W. N. H. de; PACHECO, E. R. A história da matemática como instrumento para a interdisciplinaridade na educação básica (2007). Disponível em: http://www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/pde/arquivos/701-4.pdf LOUREIRO, D. Z.; KLÜBER, T. E. As escolas do Formalismo, Logicismo e Intuicionismo: Um olhar para o Ensino de Matemática (2015). Disponível em: http://xiv.ciaem-redumate.org/index.php/xiv_ciaem/xiv_ciaem/paper/viewFile/958/396 MACHADO, N. J. Matemática e realidade: análise dos pressupostos filosóficos que fundamentam o ensino da matemática. 6 ed. São Paulo: Cortez, 2005. MELO, D. H. F. de O intuicionismo e o problema com as provas não construtivas (2017). Disponível em: https://www3.ufrb.edu.br/seer/index.php/griot/article/view/749/464 MIGUEL, J. C. O ensino de matemática na perspectiva da formação de conceitos: implicações teórico-metodológicas (2003). Disponível em: www.unesp.br/pdfne2003 MONDINI, F. O Logicismo, o Formalismo e o Intuicionismo e seus Diferentes Modos de Pensar a Matemática (2008). Disponível em: http://www2.rc.unesp.br/eventos/matematica/ebrapem2008/upload/287-1-A- gt2_mondini_ta.pdf MORAIS FILHO, D. C. de. Um convite à matemática: fundamentos lógicos, com técnicas de demonstração, notas históricas e curiosidades (2ª ed.). Campina Grande, EDUFCG, 2007. 32 NERY, W. F. BATISTELA, R. de F. Matemática: a busca por seus fundamentos e o surgimento da teoria dos conjuntos (2013). Disponível em: http://www.conferencias.ulbra.br/index.php/ciem/vi/paper/viewFile/1271/911 PIAGET, J. Seis estudos de Psicologia. Lisboa: Publicações Dom Quixote, 1990. PIAGET, J., INHELDER, B. O desenvolvimento das quantidades físicas na criança. 2 ed. Rio de Janeiro: Zahar Editores, 1975. (tradução, obra original de 1962). PIAGET, J.; INHELDER, B. A psicologia da criança: do nascimento à adolescência. Lisboa: Moraes Editores, 1979. (versão original 1966). PIAGET, Jean. A gênese das estruturas lógicas elementares. Rio de Janeiro: Zahar, 1983. PIAGET. J. A tomada de consciência. São Paulo: Edições Melhoramentos: Edições da Universidade de São Paulo, 1978. RAMOS, L. F. Uma raiz diferente.13. ed. São Paulo: Ática, 2003. RAMOS, T. C. A importância da matemática na vida cotidiana dos alunos do ensino fundamental II. Cairu em Revista. Jan/fev 2017, Ano 06, n° 09, p. 201-218. SANDES, J. P. MOREIRA, G. E. Educação matemática e a formação de professores para uma prática docente significativa. Revista @mbienteeducação. São Paulo: Universidade Cidade de São Paulo, v. 11, n. 1, p. 99-109 jan./abr. 33 2018Disponível em: http://publicacoes.unicid.edu.br/index.php/ambienteeducacao/article/view/49/471 SANTOS, J. C. F. dos. Aprendizagem Significativa: modalidades de aprendizagem e o papel do professor. Porto Alegre: Mediação, 2008. SILVA, M. F. da. A importância da matemática no ensino fundamental (2015). Disponível em: https://revista.faculdadeeficaz.edu.br/artigos/SILVA_Michele%20Fl_22-07-2015.pdf SKOVSMOSE, O. Desafios da reflexão em Educação Matemática Crítica. Campinas, SP: Papirus. 2008. SMOLE, K. C. S. A Matemática na Educação Infantil. Porto Alegre: Artes Médicas, 1996. SOUSA, P. M. L. de. O ensino da matemática: contributos pedagógicos de Piaget e Vigotsky (2008). Disponível em: http://www.psicologia.com.pt SOUZA, M. J. A. Informática Educativa na Educação Matemática: Estudo de geometria no ambiente do Software Cabri-Géomètre. 2001. 154 f. Dissertação (Pós Graduação em Educação Brasileira) – Faculdade de Educação da Universidade Federal do Ceará – UFC. Fortaleza, 2001.