X Encontro Nacional de Educação Matemática Educação Matemática, Cultura e Diversidade Salvador – BA, 7 a 9 de Julho de 2010 DIFICULDADES DE APRENDIZAGEM NAS SÉRIES DO ENSINO FUNDAMENTAL II (7º ANO E 8º ANO) RELACIONADOS AOS MÉTODOS ARITMÉTICOS PARA O ALGÉBRICO Rainzilda Santana dos Santos Bispo Centro Educacional Gov. César Borges [email protected] Resumo: O presente trabalho teve por objetivo estudar as possíveis dificuldades apresentadas no uso das operações de adição e subtração nos diferentes conteúdos matemáticos do 7º e 8º anos do Ensino Fundamental. Para tanto foi feito uma pesquisa bibliográfica que permitiu investigar como os estudantes usam suas habilidades com os números em alguns algoritmos aritméticos da matemática, e as dificuldades que podem encontrar ao se depararem com uma adição ou subtração que esteja envolvida em uma expressão algébrica. Os resultados mostraram que estudantes precisam entender que a matemática possui uma linguagem própria diferente dos significados trabalhados nas salas de aula e na rua, mas que ambas se complementam. Palavras - chave: Aritmética; Algoritmos; Adição-subtração; Significados. Introdução A matemática é uma necessidade em qualquer sociedade e nos dias atuais em todos os setores, vem sendo aplicada para facilitar negociações, avaliar índices de desenvolvimentos sociais entre outras, portanto os modelos matemáticos atingem todos os diferentes níveis sociais e seria lógico esperar que ocorresse uma generalização da cultura matemática na sociedade. Contudo nem todas as pessoas de uma comunidade social atingem o nível de “alfabetização funcional” necessária para o convívio social. Diante de minha experiência como professora do Ensino Fundamental, de maneira especial na 7ª série, observo que na maioria das vezes os alunos apresentam dificuldades no uso das operações fundamentais. Em geral eles apresentam as seguintes dificuldades: não conseguem identificar qual a operação a ser aplicada no problema proposto; não usam corretamente os algoritmos na efetuação das operações; não tem domínio das noções básicas da álgebra. Essas dificuldades têm comprometido a aquisição de novos saberes concernentes aos demais temas trabalhados pelo professor em sala de aula e que são pertinentes a serie atual dos estudantes. Anais do X Encontro Nacional de Educação Matemática Pôster 1 X Encontro Nacional de Educação Matemática Educação Matemática, Cultura e Diversidade Salvador – BA, 7 a 9 de Julho de 2010 Santana, Cazorla e Campos (2007) desenvolveram um estudo com 1029 estudantes da 1ª a 4ª série do Ensino Fundamental de seis municípios da Região Sul da Bahia com o objetivo de fazer um diagnóstico do desempenho dos estudantes na solução de situaçõesproblema envolvendo adição e subtração. Tal estudo aponta que embora haja uma tendência linear de crescimento no desempenho dos estudantes, de 1ª a 4ª série, ele não é satisfatório, e os alunos chegam ao final do 2º ciclo sem domínio satisfatório das quatro operações. Além do mais, segundo o relatório do SAEB (Brasil, 2003), o sistema de ensino brasileiro não está sendo eficiente para os alunos da quarta série, onde foram constatadas profundas lacunas na aprendizagem da Leitura e Matemática. Na dimensão curricular Números e Operações, os estudantes não conseguiram efetuar cálculos simples envolvendo as quatro operações, nem resolver problemas do cotidiano, havendo diferenças significativas entre as regiões. É possível que tais dificuldades exerçam importantes influencia no desenvolvimento dos estudantes nos anos posteriores, ou seja, no Ensino Fundamental II. Objetivos Frente a estas dificuldades resolvi investigar o tema utilizando uma pesquisa bibliográfica, cujos objetivos são observar alguns aspectos tais como: a importância da aritmética na resolução de problemas; as dificuldades na aprendizagem da aritmética; a aritmética do contexto escolar e aritmética do cotidiano dos estudantes e alguns elementos para reflexão sobre as práticas em sala de aula, esperando obter resultados satisfatórios que possam colaborar com o processo de ensino e aprendizagem. Tais objetivos visam responder à seguinte questão de pesquisa: “Quais as possíveis dificuldades enfrentadas pelos estudantes dos 7º e 8º anos do Ensino Fundamental no emprego das operações de adição e subtração no contexto algébrico? Metodologia Objetivando responder à questão acima colocada optamos por uma pesquisa bibliográfica, que segundo Cervo e Bervian (1983, p. 55), explica um problema a partir de Anais do X Encontro Nacional de Educação Matemática Pôster 2 X Encontro Nacional de Educação Matemática Educação Matemática, Cultura e Diversidade Salvador – BA, 7 a 9 de Julho de 2010 referencias teóricos publicados em documentos. Os autores ainda afirmam que tal pesquisa pode ser utilizada independentemente ou como parte da pesquisa descritiva ou experimental. Ambos os casos permitem conhecer e analisar as contribuições culturais e cientificas do passado existente sobre um determinado assunto, tema ou problema. Ao tratar de pesquisa bibliográfica Gil (1999) explica que esta é desenvolvida mediante material já elaborado, principalmente livros e artigos. O autor ressalta que embora praticamente todos os outros tipos de estudo exigirem trabalho dessa natureza, há pesquisas exclusivamente desenvolvidas por meio de fontes bibliográficas. Para o presente estudo foi feita a análise de artigos e livros que trataram dos aspectos referentes às dificuldades apresentadas por estudantes do Ensino Fundamental no que tange à utilização das operações fundamentais, em particular, adição e subtração, num contexto algébrico. Revisão da Literatura Apresentamos nesse momento os autores que tratam da questão das dificuldades dos estudantes na aquisição de conhecimentos matemáticos no tocante à aritmética e a álgebra. Ressaltando que o nosso foco está nas operações de adição e subtração. Em seu livro Na vida dez, na escola zero: os contextos culturais da aprendizagem da matemática a autora CARRAHER (2006) evidencia que “enquanto atividade humana, a matemática é uma forma particular de organizarmos os objetos e eventos no mundo”. Para CARRAHER (Ibid) em seu mesmo artigo os algoritmos ensinados na escola para realização de operações aritméticas podem constituir um obstáculo para o raciocínio da criança, talvez por interferir com o significado dos próprios números com os quais a criança deve operar . Em seu artigo: “A matemática na vida cotidiana: psicologia, matemática e educação”, CARRAHER, (2006, p.12) afirma a que a aprendizagem da matemática na sala de aula é um momento de interação entre a matemática organizada pela comunidade científica, ou seja, a matemática formal, e a matemática como atividade humana”. A autora ainda aponta que a dificuldade sistemática em resolver os problemas nas situações formais estaria nas diferenças lingüísticas existentes entre a versão formal e a versão informal. No caso de problemas envolvendo subtração, por exemplo, na versão Anais do X Encontro Nacional de Educação Matemática Pôster 3 X Encontro Nacional de Educação Matemática Educação Matemática, Cultura e Diversidade Salvador – BA, 7 a 9 de Julho de 2010 natural, retira-se uma quantidade de outra enquanto que, na versão escolar, a operação é indicada pela palavra “menos” (Carraher 2006; p.41). Em artigo ZUNINO, Délia (1995) chama a atenção para os procedimentos utilizados pelas crianças para resolver contas, afirma que são totalmente diferentes dos empregados para resolver problemas. A análise das respostas de alguns problemas propostos pela pesquisadora a estudantes da primeira série do Ensino Fundamental mostrou que: encontrar uma estratégia para resolver um problema é algo muito diferente de poder representá-lo através de uma conta convencional; a introdução apressada da conta convencional pode criar obstáculos para elaboração de uma estratégia adequada; é necessário dar tempo as crianças para repensar o problema, como também oportunidades para auto corrigir seus erros acidentais; é imprescindível diferenciar a adequação da estratégia ao problema formulado da correção ou incorreção do resultado obtido; trabalhar com números menores e sugerir a utilização de material concreto, ou do desenho, parecem ser recursos úteis para ajudar as crianças a elaborar uma estratégia de resolução. ZUNINO, Délia (1995; p.35) De acordo com a autora, em alguma situação problema os alunos podem elaborar estratégias diferentes para solucionarem problemas semelhantes, portanto a construção de um problema deve ser bem estruturado, pois, “situações problemáticas que aparecem como sendo semelhantes aos olhos dos adultos – porque eles as resolveriam através da mesma operação- podem resultar muito diferentes para as crianças, porque efetivamente correspondem a situações de fato diferentes , é necessário então levar em conta que o fato de que uma criança resolva de uma determinada maneira uma situação específica de subtração (ou de soma) não significa que ela resolverá da mesma maneira outra situação que envolva a mesma operação. ZUNINO,Délia (1995; p.37). Segundo ZUNINO,Délia (1995; p.45) um problema merece seu nome quando torna possível construir conhecimento matemático, quer dizer , quando leva a elaborar uma estratégia de resolução, a descobrir a equivalência de estratégias diferentes para estabelecer relações que ainda não tinha se estabelecido. ZUNINO,Délia (1995; p.52) destaca que os estudantes não utilizam de forma exclusiva a representação convencional dos números e ainda que estejam resolvendo cotidianamente contas na escola, elas levam a cabo um verdadeiro processo de reconstrução da representação, que se expressa através da produção de escritas aritméticas. Anais do X Encontro Nacional de Educação Matemática Pôster 4 X Encontro Nacional de Educação Matemática Educação Matemática, Cultura e Diversidade Salvador – BA, 7 a 9 de Julho de 2010 No tocante, as contas, essa autora chama a atenção para o fato de que estas apresentam o mágico poder de induzir as crianças a operar de uma maneira muito diferente frente a uma situação problema. Por que não recorrem ao material concreto oferecido a elas para realizar com elas as ações que permitem resolver a situação. (1995; pg. 59) A conclusão imediata desse conjunto de fatos, analisada por ZUNINO,Délia (1995; p.67.) é que em situações que envolvem a matemática, ou seja, o uso de cálculos, como o da vida extra- escolar, com moedas, e o propriamente escolar , tem se desenvolvido como dois sistemas independentes, sem relação entre si. Para essa autora os estudantes frequentemente não compreendem a necessidade ou a lógica dos métodos escritos impostos pela escola. Como resultado, surge uma extravagante aritmética escrita, separada por um abismo, em relação ao conhecimento informal dos estudantes. GÓMEZ-GRANELL,Carmen(2002;p.259) em seu trabalho intitulado “A aquisição da linguagem matemática símbolos e significados”, afirma que a natureza do conhecimento matemático é diferente em muitos aspectos, dos outros tipos de conhecimento. Em primeiro lugar a matemática tem um caráter de administração muito maior que em qualquer outro conteúdo. Para o autor o conhecimento matemático é profundamente dependente de uma linguagem específica, de caráter formal, que difere muito das linguagens naturais. A característica dessa linguagem é tentar abstrair o essencial das relações matemáticas, eliminando qualquer referencia ao contexto ou à situação, ao ponto de na linguagem algébrica – considerada como a autêntica linguagem da matemática – os números em si menos abstratos serem substituídos por letras, que tem um caráter muito mais genérico, por exemplo, a expressão a. b = c pode referir-se a diferentes expressões numéricas: 3.4 = 12 ; 140.7 = 980). GÓMEZ-GRANELL, Carmen (2002; p.261). Ainda para o mesmo autor, a grande contribuição do Sistema de numeração decimal com o qual trabalhamos consiste, precisamente, em conjugar o princípio da base e da combinação dos princípios aditivos e multiplicativos com outro aspecto essencial; a contribuição de um caráter dinâmico e variável a cada um dos dígitos da base que podem ser combinados entre si adotando um valor ou outro de acordo com a posição que ocupam. GÓMEZ-GRANELL,Carmen(2002;p.264) ainda salienta que os símbolos matemáticos possuem dois significados. Um deles, estritamente formal, que obedece a Anais do X Encontro Nacional de Educação Matemática Pôster 5 X Encontro Nacional de Educação Matemática Educação Matemática, Cultura e Diversidade Salvador – BA, 7 a 9 de Julho de 2010 regras internas do próprio sistema e se caracteriza pela sua autonomia do real, pois a validade das duas declarações não está determinada pelo exterior. E o outro significado, que poderíamos chamar de essencial, que permite associar os símbolos matemáticos às situações reais e torná-los úteis, para entre outras coisas resolverem problemas. De acordo com BOOTH, Lesley (1982,p. 27) em seu artigo “Dificuldades das crianças que se iniciam em álgebra”, os estudantes das series iniciais, consideram o símbolo de = unidirecional e em aritmética, símbolos como + e = são interpretados geralmente em termos de ações a serem efetuadas, de maneira que + significa efetivamente realizar a operação, e = significa a resposta. Considerações Enquanto continuarmos ensinando procedimentos mecânicos sem criar as condições que permitam aos alunos descobrirem os fundamentos desses mecanismos, enquanto não favorecermos a utilização das estratégias que as próprias crianças possam elaborar para resolver e representar as operações terá que continuar aceitando que as contas sejam interpretadas como truques inventado por um mágico como entidades que obedecem a regras próprias, independentes das ações de “agregar” e “tirar”. Quando o aluno está envolvido em realizar uma atividade matemática que contenha procedimentos aritméticos e algébricos o seu foco principal é encontrar um valor numérico que satisfaça as operações realizadas, pois na maioria das vezes estes estudantes não conseguem estabelecer relações entre os dados do problema e uma regra procedimental para resolvê-lo. Outra atitude muito freqüente entre os estudantes do 8º ano é simplificarem uma expressão algébrica do tipo 3a + 4b, para eles o resultado é 7ab. Isso ocorre normalmente devido ao fato de que os alunos apresentam dificuldade cognitiva, eles não aceitam a ausência de fechamento ou então refletem a preocupação em encontrar um único valor como se tratasse de uma situação aritmética. Contudo esse problema pode estar muito mais ligado à dificuldade que os estudantes apresentam em aceitar as respostas algébricas do que o dilema nome e processo da expressão. Cada uma dessas dificuldades se não forem percebidas logo cedo pelos professores, pode ocorrer que os alunos apresentem baixo desempenho no estudo das Anais do X Encontro Nacional de Educação Matemática Pôster 6 X Encontro Nacional de Educação Matemática Educação Matemática, Cultura e Diversidade Salvador – BA, 7 a 9 de Julho de 2010 relações algébricas, portanto é importante que as regras aritméticas sejam bem trabalhadas com propostas, contextualizadas, que as interações entre o saber intuitivo do aluno esteja aproveitado e valorizado com exemplos concretos, assim a linguagem própria da matemática em relação à parte aritmética não será confundida com os procedimentos e relações algébricas. Ainda com relação à solução da expressão 3a + 4b, que os estudantes geralmente resolvem como 7ab vem do fato de que eles agem dando muita ênfase a operação indicada, que no caso é a adição, devido a presença do símbolo + entre os termos. Mas, também algumas vezes a forma como eles aprenderam a identificar o valor posicional de um algarismo é interpretado da mesma maneira na álgebra. Um erro comum realizado pelos alunos e que está relacionado à concepção que tiveram em aritmética é a divisão de dois números, para a maioria deles deve-se sempre dividir o número maior pelo menor, eles nunca pensam na possibilidade de se ter uma quantidade pouca de qualquer objeto que deve ser distribuída por um número maior que a quantidade existente dos objetos. Este é um dos erros em aritmética que deve ser sanado enquanto o aluno ainda não teve conhecimento das informações algébricas, pois muitas das concepções erradas que os alunos cometem podem levar a problemas maiores quando estiverem estudando a álgebra. É a falta de um referencial numérico que torna mais difícil a interpretação do significado das letras, e por isso os alunos se confundem tanto na aplicação das variáveis. Portanto depois que os alunos adquirem informações quanto ao uso das variáveis é recomendado que não rotule as letras, deixando a critério do aluno qual variável ele deseja usar em uma determinada situação. Essa interpretação pode provocar uma situação desconfortável e que os alunos passam a entender que uma letra é aquele valor e em outro momento não poderá assumir mais nenhum outro valor numérico, ou seja, cada número com sua letra própria. Muitos dos estudantes não apresentam bem definido a noção de variável, alguns acreditam que na maioria das vezes as letras representam valores específicos (únicos) confundindo-se, portanto com o que é proposto na aritmética em que os símbolos representam sempre valores únicos. Anais do X Encontro Nacional de Educação Matemática Pôster 7 X Encontro Nacional de Educação Matemática Educação Matemática, Cultura e Diversidade Salvador – BA, 7 a 9 de Julho de 2010 Identificar que um símbolo matemático (uma letra) pode representar não somente um valor pode se tornar uma tarefa difícil devido às relações aritméticas não terem sido bem compreendidas. Quando o estudante aprende as relações e procedimento dentro do contexto aritmético esta condição lhe permite diferenciar as várias situações em que determinado símbolo esteja inserido num contexto algébrico ou aritmético. Caso estas relações sejam transmitidas de forma que os estudantes adquiram concepções erradas ou equivocadas irá favorecer no aluno um desempenho desfavorável em relação aos aspectos algébricos. Dessa forma é fundamental que os procedimentos aritméticos sejam trabalhados dentro ou fora da sala de aula, inserido no contexto aritmético. Eles devem ser bem estabelecidos para que o aluno não apresente maiores problemas no momento em que estabeleçam comparações ou até mesmo aplicações dos conceitos aritméticos. Isso pode ser visto quando é apresentada ao aluno uma expressão numérica composta por parênteses ou chaves, na maioria das vezes estes estudantes não conseguem acertar o valor numérico da expressão por não utilizarem a regra de eliminação das chaves e dos parênteses antes de realizarem as operações que estejam fora desses símbolos. Outro aspecto relacionado ao uso dos parênteses que ainda não está claro para o estudante ocorre quando é solicitado para que ele construa algumas expressões numéricas com resultados diferentes utilizando para isso os mesmos algarismos eles dizem que não é possível, pois, qualquer operação realizada com aqueles números o resultado será o mesmo, assim compreendemos que muitos desses alunos ainda não apresentam bem definidos os conceitos das operações fundamentais e não conseguem bom desempenho com os sinais de uma expressão. Quando é solicitado ao estudante que resolva uma equação ou determine os elementos de dois conjuntos e para isso fazem uso de procedimentos informais é importante que sejam orientados a perceber no momento que estiverem construindo suas estratégias que seus procedimentos podem apresentar característica limitada, ou que seus métodos apenas atendem a um leque de problemas da mesma série, neste momento o professor deve discutir a importância dos métodos informais desenvolvidos pelos alunos e despertar a curiosidade para que eles percebam a necessidade de métodos mais elaborados e generalizados que atendam não somente os problemas em questão, mas que possibilite a Anais do X Encontro Nacional de Educação Matemática Pôster 8 X Encontro Nacional de Educação Matemática Educação Matemática, Cultura e Diversidade Salvador – BA, 7 a 9 de Julho de 2010 resolução de outros mais estruturados, além de poder estabelecer relação entre os procedimentos aritméticos e as generalizações algébricas. Referências BOOTH, Lesley R. Dificuldades das crianças que se iniciam em álgebra. In: COXFORD, Arthur F. e SHULTE, Albert P. As idéias da Álgebra. São Paulo: Atual, 1995. Brasil (2003). Relatório do Sistema de Avaliação do Ensino Básico – SAEB. Brasília, Brasil: INEP, MEC. CARRAHER, Terezinha N; SCHLIEMANN, Analúcia; CARRAHER, David. Na vida dez na escola zero. 14ª edição, São Paulo: Cortez, 2006. CERVO, Amado Luiz; BERVIAN, Pedro Alcino. Metodologia científica: para uso dos estudantes universitários. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1983. GIL, Antônio Carlos. Métodos e técnicas de pesquisa social. 5ª edição. São Paulo: Atlas 1999. GÓMEZ-GRANELL, Carmen. A aquisição da linguagem matemática: símbolo e significado. In: TEBEROSKY, Ana & TOLCHINSKY, Liliana (Orgs). Além da alfabetização: a aprendizagem fonológica, ortográfica, textual e matemática. 4ª edição, São Paulo: Ática, 2002. ZUNINO,Délia L. A matemática na escola aqui e agora. 2ª edição. Artes Médicas. Porto Alegre,1995. 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