Atas da Conferência Internacional "Experiências e Expectativas do Ensino de Estatística Desafios para o Século XXI" Florianópolis, Santa Catarina, Brasil - 20 a 23 de Setembro de 1999 Artigo selecionado e apresentado Uma Metodologia de Ensino da Estatística Baseada em Pesquisa, Aplicada para a 5ª Série do Ensino Fundamental. Cristina Faria Fidelis Gonçalves, Dra. 1 -Elizabeth Strapasson, Ms.1 Tiemi Matsuo, Dra.1-Janaína Paccola Lovato 2 Thiago S. Saraiva 2-Robson Benito 2 Anelise Tomaz 2 Universidade Estadual de Londrina-Departamento de Matemática Aplicada. Campus Universitário. 1 Docentes do Departamento de Matemática Aplicada da Universidade Estadual de Londrina 2 Alunos do Curso de Matemática da Universidade Estadual de Londrina e-mail: [email protected] ABSTRACT: An extra importante oriented for the teaching of Statistics in the first and second grades was verified when analysing the documents from MEC (Ministry for the Culture and Education in Brazil) about the National Curriculum Guidelines (PCN). It is also include in the documents, that the didactic orientation of the referred area, suggests a teaching procedure by means of practical situations that lead the student to develop field researches. In such case this work, which is part of a project that has been carried out a UEL, has the purpose of validating a methodology for the teaching of Statistics for the students of the fifth grade of the Elementary School, involving a descritive analysis of the sample data. The proposed methodology was applied in two groups of the grade of the Elementary School at "Colégio de Aplicação". The students, between the ages of 10 to 12, perfomed a task with pictures collected from tables and graphics taken from magazines and newspapers and their interpreted them. After understanding the conceptualization about drawing tables and graphics, the students were gathered in groups and elaborated a questionnaire with questions of interest, which were applied to friends, family and teachers. After that the students tabulated the gathered data, drew column graphics, interpreted the results and worked out a report. The initial results point out the viability of the proposed methodology, considering that 83% of the students achieved the goal. KEYWORDS: Teaching of Statistics, Research, First Grade 1. INTRODUÇÃO Esta proposta de ensino/participante exige de cada elemento (aluno) envolvido no processo que questione/reflita, enfim, que seja um aluno crítico, um ser crítico. Esta é a intenção deste trabalho, levar o aluno do 1º grau a relacionar a Estatística com o meio em que vive, tirando com isso um grande proveito para a melhoria de seu senso crítico. Como afirma BASSANEZI[1985], "o ensino deve estar voltado para os interesses e necessidades da comunidade e sob este ângulo cada aluno deve participar efetivamente do desenvolvimento de cada conteúdo e do curso como um todo. Este propósito de participação geral, numa sala de aula de Matemática pode parecer, pelo menos a princípio, difícil de ser conseguido...o que ocorre de maneira geral neste processo é o professor culpando os alunos de não terem uma "boa base" e por isso achando que deve "baixar o nível" do curso...há uma decisão entre "cruzar os braços" aderindo à mediocridade geral, ou tentar de algum modo agir dentro desta realidade no sentido de ajudar o aluno em seu aprendizado...e ninguém ensina o que o outro não tem motivação para aprender....Talvez seja este o ponto básico quando se propõe trabalhar com Modelagem Matemática - desafiar os professores a ensinar a disciplina, em qualquer nível, utilizando aplicações mais ou menos relevantes.(...)A Modelagem Matemática de situações-problemas envolvendo a realidade cotidiana funciona como elemento motivador para o aprendizado dos alunos. Tal efeito motivador não reflete apenas no aprendizado da matéria, mas também revela aos alunos a interação que existe entre as diversas ciências. O estudo de problemas e situações reais usando a Matemática como linguagem para sua compreensão, simplificação e resolução para uma possível previsão ou modificação do objeto estudado, faz parte do processo que se convencionou chamar de Modelagem Matemática. Em termos de educação este processo possibilita o aprendizado de conteúdos matemáticos interligados aos de outras ciências". Por este motivo esta proposta será transparente às críticas, às buscas coletivas para se utilizar maneiras arrojadas de se ensinar Estatística. E, ainda há disposição para se aparar algumas arestas junto com os alunos, na pratica da Estatística, processada no cotidiano do aluno e em uma sala de aula. Necessitamos , portanto, saber "o que fazer", "como fazer" e onde se quer ir com uma prática docente. Deve-se concordar com DANTE [1989], quando afirma que "uma sala de aula de Matemática onde os alunos, incentivados e orientados pelo professor, trabalhem de modo ativo na aventura de buscar a solução de um problema que os desafia é mais dinâmica e motivadora". Na aprendizagem (do educando) ocorre sempre a liberação da imaginação, do fazer engenhoso, a partir das construções de hipóteses. E esse processo criador do aluno deveria constituir-se em desafios à ação do professor em sala de aula. Desafios/desequilibrantes que exigem meditações sobre a nossa prática. De acordo com ANDERSON [1987], "do estudo das atividades desempenhadas pelos estatísticos emergem duas conclusões. Primeiro: a Estatística... justifica-se em última instância porque é útil para resolver problemas que estão fora dela. Segundo: nossa disciplina é ampla; ela dá e recebe estímulos de muitas áreas diferentes. (...)O estatístico tem que (i) combinar as idéias de sua formação estatística e matemática com as geradas por um problema concreto, (ii) avaliar enfoques alternativos, (iii) possuir a habilidade técnica para realizar suas análises e (iv) saber interpretar seus resultados, fazendo-os públicos mediante uma comunicação efetiva.". GNANADESIKAN et all [1997] afirmam que, para que os estudantes possam adquirir um entendimento conceitual de Estatística Básica, o ensino desta disciplina deve deixar de ser através de aulas expositivas, passando para o engajamento dos alunos em atividades diferenciadas de ensino. Sua preocupação se concentra na questão: Como fazer para que os alunos visualizem os conceitos importantes? Através de atividades especiais, o autor concluiu que houve uma revigoração da atitude do professor em sala de aula, onde foram discutidas grandes idéias e onde foram desenvolvidos e entendidos conceitos chave. Além disso, através de materiais concretos, os alunos reagiram muito positivamente. O autor ainda afirma que, as atividades, quando cuidadosamente selecionadas, podem focar a atenção dos alunos em questões importantes, antes não valorizadas. Segundo o mesmo autor, "muitos alunos encontram motivações a partir desse formato de aula agradável, tornando-se mais atento em classe, claro que a situação ideal envolve aulas teóricas e sessões de laboratório...". As atividades normalmente desenvolvidas com a utilização de materiais concretos e atividades especiais de ensino (pesquisas práticas), segundo o autor, da ênfase em ensino de gráficos modernos em estatística e técnicas estatísticas exploratórias, probabilidade através de simulações, introdução à inferência estatística através de aproximações empíricas e simulação. Também é nossa a preocupação de que os alunos visualizem mais facilmente os conceitos estatísticos, quando desejamos nos esforçar no sentido de produzir e validar um conjunto de atividades especiais de ensino que sirvam para ilustrar os conceitos básicos estatísticos nos cursos mais introdutórios, bem como validar uma metodologia de ensino básico de estatística através da realização de pesquisas de campo. Esta proposta também se baseia na contínua transformação em que deve viver uma escola, pois a escola não é estática nem intocável. A forma que ela assume em cada momento é sempre o resultado precário e provisório de um movimento permanente de transformação, impulsionada por tensões, por conflitos, esperanças e propostas alternativas. 2. METODOLOGIA A metodologia foi testada em duas turmas, de aproximadamente 40 alunos cada, da 5ª série do ensino fundamental, do Colégio de Aplicação da Universidade Estadual de Londrina, no primeiro semestre de 1999. O colégio citado dispunha somente destas duas turmas. A proposta para o aprendizado da Estatística no 1º grau tem como base as seguintes atividades a serem desenvolvidas com os alunos: 1) Interpretação de Dados Estatísticos. As atividades devem ser iniciadas com a apresentação de transparências que mostrem recortes de revistas e jornais contendo tabelas e gráficos muitos coloridos e chamativos, abordando temas de interesse da faixa etária (10-12 anos). O objetivo desta atividade é de se apresentar aos alunos o que vem a ser tabelas e gráficos, diferenciando um do outro. Outro objetivo, não menos importante é de levar os alunos a pensar sobre o que estão vendo, interpretando e fornecendo sua opinião. 2) Atividade Extra-Classe. Os alunos são solicitados a pesquisarem em revistas e jornais dados estatísticos na forma de tabelas e/ou gráficos e a recortarem e colarem em papel almaço, colocando na forma escrita a interpretação dos mesmos. Esta atividade deve ser entregue ao professor na aula seguinte. 3) Coleta de dados entre os alunos Esta atividade é bastante motivadora para os alunos, pois devem ser coletados dados entre eles mesmos, tais como: idade, sexo, número de irmãos, número do calçado, etc. Após isso feito, o professor com a participação da turma constroem as tabelas, chamando a atenção para algumas normas estatísticas que deverão ser levadas em conta. Os alunos devem copiar no caderno todas as tabelas. 4) Representação Gráfica O próximo passo da metodologia é mostrar aos alunos como se pode representar graficamente os dados coletados. O professor constrói no quadro o gráfico em coluna da tabela das idades dos alunos da turma, elaborado na atividade anterior. São devidamente salientadas algumas normas que deverão ser seguidas, tais como a proporcionalidade do gráfico, a construção de escalas, etc. Os alunos, por sua vez, deverão construir no papel quadriculado os mesmos gráficos. Os gráficos elaborados pelos alunos deverão ser entregues para o professor. 5) Planejamento da pesquisa Neste momento os alunos são motivados a planejarem sua própria pesquisa. É solicitado que se reúnam em equipes de até quatro alunos cada uma, para combinarem sobre um tema a ser abordado. Solicita-se que sempre coloquem as questões sobre idade e sexo dos entrevistados, para que possam perceber alguma característica de sua amostra e para que possam trabalhar com algum dado quantitativo (idade). Cada elemento da equipe deverá entrevistar cinco pessoas, pois pensa ser este um número razoável de elementos para serem trabalhados por alunos na faixa etária de 10 a 12 anos. Não é bom que o instrumento de pesquisa seja muito extenso, o ideal é que fossem umas quatro ou cinco perguntas, incluindo a idade e sexo. Os alunos devem ser orientados quanto ao local da coleta. 6) Coleta dos dados Os dados poderão ser coletados aonde foi definido na atividade anterior. É bom que se dê um prazo de uma a duas semanas para tal. 7) Tabulação dos dados obtidos Após a coleta dos dados, os alunos os levarão para a sala de aula e, em equipes, farão a tabulação dos mesmos, construirão as tabelas em papel almaço, construirão gráficos em papel quadriculado e colarão no almaço e irão elaborar o relatório da pesquisa, que deve conter: tema da pesquisa, equipe pesquisadora, tabelas, gráficos, interpretação dos resultados, conclusão e avaliação da metodologia. A última parte da metodologia (atividade 5) poderá utilizar em torno de três encontros com os alunos (três aulas – uma em cada semana). As demais atividades serão melhores desenvolvidas se forem realizadas em apenas uma aula em cada semana. No total devem ser previstos pelo menos sete encontros (aulas) ou sete semanas de atividades. 8) Apresentação dos resultados As equipes poderão apresentar para os colegas os resultados de seus trabalhos, na forma oral, ou pode-se planejar na escola a semana da Estatística, onde, em sessões do tipo pôster, os relatórios serão expostos. 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Após a devida avaliação, que será apresentada em seguida, foi possível apurar a viabilidade da metodologia para o aprendizado da Estatística na série específica. Diversos aspectos foram avaliados após a aplicação da metodologia nas duas turmas. São eles: elaboração do protocolo de pesquisa, coleta de dados, construção de tabelas, construção de gráficos, interpretação dos resultados, conclusão, apresentação e organização do relatório final, avaliação global. Em cada item, foi observado se as equipes atingiram totalmente os objetivos (em caso afirmativo, colocou-se um sinal de "+"), ou atingiram apenas parcialmente (colocou-se um "± ") ou não atingiram (colocou-se um "-"). Para validar a metodologia, calculou-se o percentual, em cada item, levando-se em conta o número de sinal "+" em relação ao total de trabalhos, fazendo-se o mesmo para os demais sinais. O percentual final, de cada turma separadamente, pode ser visto na tabela apresentada a seguir. Tabela 1 - Avaliação dos projetos desenvolvidos pelos alunos das Turmas A e B segundo os itens avaliados. Itens Avaliados Turma A Turma B + ± - + ± - Elaboração do Protocolo de Pesquisa 100 - - 100 - - Coleta de Dados 89 - 11 100 - - Construção de Tabelas 62 38 - 91 9 - Construção de Gráficos 78 22 - 82 - 18 Interpretação dos Resultados 89 - 11 27 - 73 Apresentação e Organização 78 22 - 45 45 10 Avaliação Global 67 33 - 73 10 17 Observa-se que todas as equipes atingiram plenamente os objetivos no que diz respeito à Elaboração do Protocolo de Pesquisa. Na coleta de dados, na turma A, uma equipe não cumpriu suas tarefas. A turma B também foi melhor na construção de tabelas. Por outro lado, na Interpretação dos Resultados e na Apresentação e Organização do Relatório Final, observa-se que a turma A atingiu melhor os objetivos. Na Avaliação Global, percebe-se que, de uma forma geral, a metodologia foi positiva. Algumas considerações devem ser feitas. Não foi levado em conta a Conclusão na avaliação das atividades desenvolvidas pelos alunos, conforme se propunha inicialmente, pois entendeu que os alunos do referido nível não têm condições para tal abstração, sendo que a atividade de interpretação das tabelas e gráficos foi desenvolvida com êxito, indicando que os alunos possuem grande capacidade de interpretação. Este fato foi observado também em gráficos de abordagem da economia brasileira que são, em geral, de interesse da população adulta. As diferenças nas características nos alunos das duas turmas não chegam a ser significativas, a turma A era um pouco mais indisciplinada, apenas. As principais dificuldades apresentadas pelos alunos dizem respeito à colocação de títulos nos eixos dos gráficos, na proporção dos gráficos, falta de total nas tabelas, a interpretação de "maioria" com o significado de "mais freqüente", elaboração de interpretação e conclusão. Em uma análise geral dos relatórios das pesquisas, observou-se dificuldade dos alunos em diferenciar a descrição do conteúdo das tabelas e gráficos com a discussão dos resultados. Este fato talvez se deva à dificuldade na leitura e escrita de textos, pois encontramos problemas graves de ortografia, concordância e redação. Acreditamos que estas atividades venham a contribuir também neste aspecto, e que as atividades de multidisciplinaridade acabem se incorporando naturalmente nos ensinos de 1o e 2o graus. As conclusões iniciais que se pode chegar com este tipo de atividade são que muitas vezes se desconhece o potencial de nosso alunado e, neste tipo de atividade, com a liberdade que ele recebe, ele deixa aflorar o pesquisador, o ser crítico que existe dentro dele. Por outro lado, pode-se observar o outro lado deste quadro, pois a próxima atividade a ser realizada com os alunos deveria sem em um laboratório de informática, para que eles pudessem construir tudo o que fizeram, à parte de texto, as tabelas e os gráficos, para o computador, se preparando melhor para o futuro. Neste caso, tem dois problemas nas escolas públicas: primeiro, não possuem equipamentos suficientes e, segundo, caso possuíssem, seus professores não estariam suficientemente capacitados para este tipo de trabalho. Assim, observando esta necessidade de treinamento surgiu à outra etapa prevista nesta pesquisa, que é de capacitar os professores tanto no que diz respeito à metodologia de ensino de Estatística, quanto ao uso da informática para o ensino da mesma. Esperamos alcançarmos êxito em nosso empreendimento. 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDERSON, C. W. et all. The teaching of Practical Statistics, Wiley, Nova Iorque: 1987. AZEVEDO, A . G. & CAMPOS, P. H. B. . Estatística Básica. Rio de Janeiro: LTC, 1983. BASSANEZI, C. R. Modelagem como Metodologia de Ensino de Matemática. IMECC – UNICAMP,1985. D´AMBROSIO, U. Da Realidade à Ação - Reflexões sobre a Educação e Matemática. Editora da UNICAMP - 1986. DANTE, L.R. Didática da Resolução de Problemas de Matemática. Editora Ática São Paulo-SP. 1989 GNANADESIKAN, M. et all. An Activity -Based Statistics Course. Journal of Statistics Education, v. 5, n. 2, 1997. OLIVEIRA, T. F.R. Estatística Aplicada à Educação. Rio de Janeiro: LTC, 1984. SOMERS, K. DILENDI, J. e SMOLANKY, B. Matemathics Teacher. "Class Activies with StudentGenerated Data", 89, (2), 105-107, 1996. WONNACOTT, R. J. & WONNACOTT, T. H. Fundamentos de Estatística. Rio de Janeiro: LTC, 1985. VILLAR, A. Modulos Didaticos - Una Experiencia Educativa Nueva. II ENEM - Maringá - PR - 1988.