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FUNDAMENTOS E PRÁTICA NO ENSINO DE MATEMÁTICA AULA 05 – NÚMEROS E SUAS FUNÇÕES Prezado (a) aluno (a), Os números constituem um patrimônio cultural da humanidade, representando o pensamento e a linguagem matemática do ser humano. Assim, com o passar do tempo, diversos símbolos foram empregados para expressar os números, mas a ideia de unidade sempre permaneceu a mesma. De maneira simples, uma unidade pode ser simbolizada apenas por um dedo. Nessa aula, você irá explorar as aplicações, a importância e a função social dos números. Também perceberá que os mesmos algarismos podem ter significados distintos, os quais devem ser desenvolvidos durante a educação infantil e os primeiros anos do ensino fundamental. Por último, você estudará a formação e o uso do raciocínio lógico na resolução de problemas. Bons estudos! 5 NÚMEROS E SUAS FUNÇÕES Para Loyo et al. (2019), hoje em dia, a maioria dos países utiliza o sistema decimal e os algarismos indo-arábicos. Mesmo aqueles que não têm esse sistema como oficial, como Japão, China e outros países orientais que empregam símbolos milenares de sua própria cultura para representar letras e números, adotam esse sistema nas escolas para facilitar o turismo e as relações internacionais. No entanto, essa realidade nem sempre foi a mesma. Na Europa, onde a civilização ocidental se desenvolveu, o sistema numérico dominante até os séculos XIII e XIV foi o de algarismos romanos. Essa predominância resultou do período de conquistas do Império Romano, que espalhou sua cultura por quase toda a Europa, parte do norte da África e uma porção da Ásia. Loyo et al. (2019) ainda afirma que, com o declínio do Império Romano e a Idade Média (do século V ao século IX), novas culturas começaram a surgir na Europa, principalmente devido às relações comerciais e à expansão marítima europeia. Assim, os algarismos indo-arábicos foram gradualmente substituindo os romanos, em um processo que se estendeu até aproximadamente o século XV e que se tornou uma tendência global. Portanto, os números exercem funções sociais na vida das pessoas desde o momento do nascimento. Quando uma criança nasce, costuma-se dizer que ela é grande ou pequena, certo? Esses adjetivos estão relacionados ao comprimento e ao peso do bebê. Posteriormente, a criança recebe um registro numérico, que no Brasil é utilizado como base para que, no futuro, ela obtenha um número de identificação. Com o tempo, a criança crescerá em altura e peso, que serão acompanhados por um médico. Ela também comemorará aniversários e aprenderá suas primeiras palavras. Em breve, fará parte de grupos maiores, como amigos, parquinhos e sua primeira escola. Receberá um número de matrícula e será chamada. Sua avaliação ocorrerá por meio de notas, e ela será aprovada com base na quantificação dos resultados. Passará por bimestres, semestres e anos escolares (LOYO et al., 2019). Por isso, ela irá amadurecer e se tornará adulta após um certo número de anos. Trabalhará e receberá um salário. Pagará impostos e contas. Para se locomover, seguirá indicações de distância e números que a situam geograficamente em um mapa ou em uma rua. Talvez sem perceber, viverá uma vida cheia de números, acreditando ser indiferente à matemática. Atualmente, é quase inconcebível imaginar a vida sem os números. Mesmo quando não estão visíveis, eles estão sempre presentes. Em celulares, computadores e outros dispositivos com processadores de dados, as informações são convertidas em impulsos binários, representados pelos dígitos 0 e 1. Todos os símbolos ou caracteres deste texto são interpretados como uma sequência de 0 e 1 por um processador (LOYO et al., 2019). Portanto, para o governo, as pessoas são representadas por números: uma identidade, um Cadastro de Pessoas Físicas (CPF), um passaporte, uma classificação etária, um tempo de contribuição para a aposentadoria e um salário mínimo, observe a figura 01 e 02. Figura 01 - Classificação etária brasileira. Fonte: Adaptada de Brasil (2012, documentos on-line). Figura 02 - O CPF identifica os brasileiros. Fonte: Silva (2017, documento on-line). Entretanto, a importância social dos números vai além da relação das pessoas com o governo. Os números qualificam, quantificam e identificam. Eles permitem que as pessoas acessem determinados lugares e desempenhem funções sociais ou profissionais específicas. Além disso, os números as agrupam em categorias maiores ou menores, organizam por meio de dados estatísticos e as situam no tempo e no espaço (LOYO et al., 2019). Contudo, sem os números, não conseguiria realizar cálculos e não avançaria. Os números funcionam como uma ponte que conecta o conceito quantificador do abstrato à sua correspondente manifestação no concreto. Eles estão presentes em cálculos complexos ou no aprendizado básico da vida escolar, governam a economia global e impactam diretamente o comportamento humano, seja nos ponteiros do relógio ou na contagem de dias e anos. Os números estão presentes em diversos lugares e fornecem todo tipo de informação. Pense em outros contextos do dia a dia onde se depara com números e suas funções sociais. A relevância social dos números é provavelmente insubstituível atualmente (LOYO et al., 2019). 5.1 As funções dos números Para Loyo et al. (2019), os símbolos utilizados na forma de números podem ter diversas funções. Entre essas funções estão a contagem, a notação e a escrita numérica, conforme apresentado a seguir. Contagem: Contar é a atividade de quantificar os elementos de um conjunto. Há várias maneiras de realizar essa contagem. As formas iniciais de contagem envolveram a quantificação de objetos e as marcações simples. Os objetos contados eram diversos, como pedras ou nós em uma corda. As marcações, por sua vez, eram feitas em ossos ou pedras; as mais comuns eram os traços simples, que ainda são muito utilizados por alunos que têm dificuldades com cálculos mentais (ROQUE, 2012). Em seguida, surgiu a contagem verbal. Muitas culturas possuem palavras que são vestígios de suas línguas primitivas e que indicam as primeiras tentativas de contagem falada. A maioria conta de 1 a 3 e associa números acima de 3 a muitos, como acontece no inglês. A contagem por meio de símbolos apareceu um pouco mais tarde, com a invenção da escrita, que ocorreu em momentos distintos em cada cultura. Além disso, existem várias outras maneiras de contar, como utilizando instrumentos, por exemplo, o ábaco. Notação numérica: A notação numérica refere-se ao conjunto de padrões e regras empregados para representar os números. Cada sistema numérico tem seu próprio tipo de notação, mesmo que utilize os mesmos algarismos. O sistema decimal, por exemplo, utiliza apenas 10 símbolos (algarismos) para representar qualquer número. Esse sistema é capaz de realizar essa tarefa porque atribui valores distintos aos algarismos conforme a posição que ocupam dentro do número, conforme demonstrado nos quadros 01 e 02 (LOYO et al., 2019). Quadro 01: O número 643 possui três ordens e uma classe: 6 4 3 centena dezena unidade Fonte: Adaptado Loyo et al. 2019. Quadro 02: O número 3.689 possui duas classes e quatro ordens: 3 6 8 9 Classe dos milhares Classe das unidades 4ª ordem – ordem das unidades de milhar 3ª ordem – ordem das centenas 2ª ordem – ordem das dezenas 1ª ordem – ordem das unidades Fonte: Adaptado Loyo et al. 2019. Cada classe possui a ordem das unidades, dezenas e centenas. Em seguida, da direita para a esquerda, aparece uma nova classe. É comum utilizar o ponto (.) para separar as classes. Esse uso tem o objetivo de facilitar a visualização e a leitura do número, eo ponto não deve ser confundido com a vírgula. Utilizando os mesmos algarismos, a notação científica, que é bastante comum para representar números muito grandes ou muito pequenos, adota regras diferentes. Essa notação reduz os números a uma representação que é maior que 0 e menor que 10, multiplicada por uma potência de 10. Além disso, existem outras notações empregadas na música, nas ciências, em áreas tecnológicas, entre outros (LOYO et al., 2019). Escrita numérica: Na educação infantil e nos primeiros anos do ensino fundamental, a escrita numérica é um processo que se desenvolve gradualmente e requer o apoio da família e dos professores. Aprender a escrever números e entender o uso dos símbolos que representam quantidades vai além de simplesmente dominar um método; trata-se de entrar em contato com uma cultura compartilhada por quase toda a humanidade. No entanto, a compreensão da contagem precede a aprendizagem da simbologia numérica, o que frequentemente causa alguns conflitos e erros durante essa etapa (LOYO et al., 2019). Na escola, a aprendizagem da escrita numérica e seus usos começam no período que, em português, corresponde à alfabetização e que, na educação matemática, possui características específicas. Nos estudos matemáticos, não existe um termo que seja equivalente à “alfabetização” que represente a entrada no universo da leitura e escrita matemática (CERYNO, 2010). Assim, é frequente a utilização da expressão “alfabetização matemática” para se referir a essa etapa. Esse processo acontece principalmente quando o aluno começa a conectar os processos mentais de contagem e enumeração, já desenvolvidos, aos símbolos convencionais. Durante esse período, também ocorre a introdução de algoritmos formais e da notação do sistema decimal posicional, o que pode causar algumas dificuldades de compreensão na criança, especialmente para quantidades superiores a 10 (LOYO et al., 2019). Para a criança, a fala numérica é um conhecimento cotidiano fundamental relacionado ao sistema de numeração, e apresenta características matemáticas distintas da escrita. Dizemos “vinte e quatro” (20 + 4), mas escrevemos “2” “4”, ou seja, o 20 fica oculto na forma escrita. Por isso, é importante explorar a decomposição aditiva dos numerais, utilizando recursos didáticos ou jogos. Também é relevante mencionar que as crianças no início da alfabetização enfrentam dificuldades para entender os numerais de 11 a 19, uma vez que, na fala, esses números não são aditivos como os que vêm a partir de 20 (CERYNO, 2010). Contudo, as primeiras confusões nesse processo surgem ainda na educação infantil, quando é prematuro abordar o valor posicional dos números no sistema decimal. Conforme a Base Nacional Comum Curricular (BNCC), esses objetivos são introduzidos no 1º ano e se formalizam no 2º ano. Entretanto, na educação infantil, o professor pode promover essa aprendizagem de maneira lúdica e intuitiva (LOYO et al., 2019). Loyo et al. (2019) ainda afirma que o uso de fichas sobrepostas no 2º ano do ensino fundamental. No entanto, essas fichas também podem ser utilizadas na educação infantil, associando quantidades menores. Por exemplo, você pode solicitar aos alunos que formem o número “vinte e um” utilizando fichas com números desenhados. Por isso, os alunos podem atingir o objetivo de duas maneiras distintas: escolhendo a ficha 2 e a ficha 1, ou optando pela ficha 20 e sobrepondo a ficha 1 no lugar do 0. A segunda opção seria mais avançada se você levar em conta a função posicional dos números. O que o professor deve buscar com essa atividade é prevenir que os alunos façam uma associação incorreta entre a linguagem oral e a linguagem simbólica. Ao se dizer “vinte e um”, muitos alunos na educação infantil podem acabar escolhendo as fichas 20 e 1 sem as sobrepor, resultando no número 201. Assim, o objetivo principal dessa atividade é corrigir essa associação entre as formas verbais, escritas e numéricas (LOYO et al., 2019). Compreender o sistema decimal e suas regras é fundamental para desenvolver várias outras ideias em matemática, abrangendo operações, números decimais e o sistema métrico decimal. Reconhecer que os alunos possuem hipóteses, saber como respeitá-las e encontrar maneiras de ajudá-los a avançar em sua compreensão a partir delas é um grande passo para que uma aprendizagem eficaz aconteça. Há também outras aplicações para os algarismos numéricos, como o valor ordinal. Contudo, entender o sistema decimal facilita a assimilação de todos os conteúdos que se originam dessa forma de notação. Por isso, é fundamental estabelecer uma base sólida para que essas construções sejam viáveis nos anos seguintes (LOYO et al., 2019). 5.2 O raciocínio lógico-matemático e a resolução de problemas Loyo et al. (2019) relata que o estudo da lógica é essencialmente a análise dos princípios mentais utilizados para distinguir o raciocínio correto do raciocínio incorreto. Se você prestar atenção, vai perceber que essa frase contém a motivação para o estudo e a aplicação do raciocínio lógico desde a educação infantil. Então, a lógica é um campo da matemática que abrange o raciocínio lógico. Este, por sua vez, é um método de organização do pensamento com base nas normas lógicas. Esse método possibilita a obtenção de certas conclusões ou a resolução de problemas. Um raciocínio fundamentado na lógica requer uma habilidade de organização mental. Além disso, existem diferentes formas de utilizar o raciocínio lógico, como a dedutiva, a indutiva e a abdutiva. O raciocínio lógico também é aplicado em áreas que não são exatas, como o direito. Muitas pessoas utilizam as técnicas de pensamento lógico para aprimorar sua oratória e dialética. Assim, é possível facilitar a compreensão de um ouvinte durante o discurso, além de influenciar ou confundir o raciocínio de outra pessoa que está ouvindo (LOYO et al., 2019). Nas estruturas mentais que se formam nos primeiros anos de vida, o raciocínio lógico já se manifesta, ainda que de maneira empírica. É frequente que crianças cometam erros na conjugação de verbos irregulares ao fazer associações lógicas com a forma de verbos regulares. Esse fato já demonstra que o raciocínio lógico “gera” um conhecimento a partir de outro ou assimila com base em estruturas já conhecidas, conforme define (PIAGET, 1976). Entretanto, embora o raciocínio lógico esteja presente desde as primeiras sinapses, ele é um conteúdo de ensino subjetivo. Ensinar a pensar de maneira lógica é desafiador, especialmente na educação infantil e nos primeiros anos do ensino fundamental, onde o foco principal não é a introdução de conteúdos de lógica formal (LOYO et al., 2019). Na escola, o raciocínio lógico deve ser desenvolvido por meio de experiências e atividades que permitam ao aluno estabelecer “caminhos” mentais. Após essa construção, ele entenderá quais caminhos o levam aos destinos desejados. Essa forma de aprendizado é individual. Portanto, o professor deve atuar como um guia do conhecimento, mas não deve percorrer o caminho em nome do aluno. Loyo et al. (2019) ainda afirma que, para ter um bom desempenho nesse campo de estudo, é essencial praticar, pois um bom raciocínio lógico é construído e aprimorado por meio de treino, visando melhorar a capacidade de julgamento, avaliação, cálculo, atenção e sensibilidade argumentativa. Há diversas atividades que ajudam a desenvolver o raciocínio lógico-matemático, como, por exemplo, o Sudoku, o Cubo Mágico, desafios de lógica e partidas de xadrez. Esses jogos ajudam a aprimorar a capacidade de análise e a rapidez do raciocínio. Entretanto, alguns dos exemplos propostos para o desenvolvimento do raciocínio lógico podem ser utilizados na educação infantil e nos primeiros anos do ensino fundamental. Muitas crianças começam desde cedo a explorar o xadrez ou ocubo mágico. Além disso, há uma variedade imensa de desafios, jogos e brinquedos que estimulam a criança a sair da sua zona de conforto mental. Dessa forma, após a reorganização e a acomodação das novas estruturas, ela adquire conhecimento (LOYO et al., 2019). Assim, na educação infantil e nos primeiros anos do ensino fundamental, o raciocínio lógico pode ajudar o aluno a desenvolver um pensamento lógico, reflexivo e argumentativo. O intuito é que o estudante construa um raciocínio lógico-matemático e consiga encontrar soluções e fazer questionamentos. A proposta é que ele analise o funcionamento de seu próprio raciocínio e chegue a conclusões em suas respostas, não apenas a um número isolado do contexto. Os principais componentes que precisam ser analisados em um problema de raciocínio lógico-matemático são: a proposição, que representa uma afirmação de uma possível verdade; o argumento, que consiste em um conjunto de proposições que busca demonstrar uma verdade; as premissas, as afirmações que sustentam os argumentos; e a conclusão, a proposição final resultante. Loyo et al. (2019) afirma que, nos primeiros anos do ensino fundamental, muitos professores, mesmo sem se darem conta, ensinam o raciocínio lógico aos alunos ao explicar a aplicação da prova real nas operações básicas. Esse processo serve para verificar a validade de uma solução. Nos anos seguintes, o aluno tende a deixar de usar essa técnica, pois o professor não a solicita mais. Com isso, ao abandonar a técnica formalizada, o estudante também para de se questionar mentalmente sobre a solução. Muitos erros operacionais simples poderiam ser evitados se o aluno compreendesse o significado da solução que está encontrando. Contudo, no ensino de Matemática tradicional, a resolução de um problema ocorria quase sempre ao final de um conteúdo e servia como aplicação de alguma fórmula ou algoritmo que o professor havia apresentado. Ao analisarmos o ensinar da Matemática nas escolas da Educação Básica e também a maneira como ainda formamos os professores que lecionam matemática, podemos afirmar que continuamos preparando o aluno, no máximo, para ser um calculista que utiliza recursos memorizados que possibilitam a aplicação de regras e a resolução mecânica de determinados tipos de exercícios. Ao ser utilizado na resolução de problemas para a educação infantil e os primeiros anos do ensino fundamental, o raciocínio lógico deve ser aplicado de maneira a ajudar na compreensão das questões e no questionamento das soluções. Vamos ver quatro etapas para a resolução de problemas, conforme observado a seguir (LOYO et al., 2019). 1. Entender o problema. Qual é a solicitação do problema? Qual é a solicitação do problema? Quais informações e condições são apresentadas no problema? É viável criar uma ilustração, um esquema ou um diagrama? É possível fazer uma estimativa da resposta? 2. Desenvolver um plano. Qual é a sua abordagem para solucionar a questão? Que tática deve ser elaborada? Já vivenciou uma situação parecida que possa auxiliar na resolução deste? Procure estruturar as informações em tabelas ou gráficos. Tente dividir o problema em partes para facilitar a solução. 3. Implementar o plano. Coloque em prática o plano desenvolvido, revisando cada etapa. Realize todos os cálculos previstos no plano. Implemente todas as estratégias consideradas, buscando alternativas de solução. 4. Realizar uma revisão ou verificação. Verifique se a solução encontrada está correta. Há uma outra forma de resolver a questão? É viável aplicar o mesmo método em problemas parecidos? Conforme apresentado por Loyo et al. (2019) o objetivo é que a busca pela solução prevaleça sobre a busca pelo método. Dessa forma, a resolução do problema se transforma em um processo investigativo e analítico, ao invés de ser apenas teórico e metódico. Com isso, o aluno tende a se sentir motivado a aprender. Afinal, mesmo antes de encontrar uma solução correta ou incorreta, ele vivencia a satisfação de aprender a pensar matematicamente, a organizar e a refletir de maneira coerente sobre o processo em questão. Esse tipo de sentimento em relação a um problema é atemporal e não tem idade. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRASIL. Ministério da Justiça. Rádios de todo país divulgam campanha de classificação indicativa. 2012. Disponível em: . Acesso em: 22 out. 2024. CERYNO, E. Recursos didáticos: para o ensino e a aprendizagem da contagem e a escrita numérica. Palhoça: UNISUL, 2010. LOYO, T. et al. Fundamentos e metodologias de matemática. Porto Alegre, RS: Grupo A, 2019. PIAGET, J. A equilibração das estruturas cognitivas: Rio de Janeiro: Zahar, 1976. ROQUE, T. História da matemática uma visão crítica desfazendo mitos e lendas. Rio de Janeiro: Zahar, 2012. SILVA, S. Quais os documentos necessários para tirar o CPF. 2017. Disponível em: . Acesso em: 22 out. 2024.