CONECTIVOS LÓGICOS CONDICIONAIS: O USO DO SE...ENTÃO... NA CONSTRUÇÃO DAS IDÉIAS MATEMÁTICAS Cicleide Maria da Costa Lira – SEE-PE [email protected] Jose Roberto da Silva – UPE; FAINTVISA/PE; FUNESO/PE [email protected] Introdução Pesquisas na área de Psicologia Cognitiva, tais como a de Oliveira (1987) e Pereira (1998), apontaram que existem alguns tipos de dificuldades na assimilação de problemas que envolvem as sentenças condicionais1, mas, que se for realizada uma intervenção adequada no momento oportuno, isso poderá promover nos indivíduos a aquisição de habilidades que os possibilitem raciocinarem coerentemente de forma lógica. A necessidade de concatenar idéias e estabelecer seqüências a serem seguidas buscando resolver certas atividades, tem sido marcante para os seres humanos se comparados aos outros animais. Segundo tais necessidades se pode destacar a importância de estimular os alunos logo a partir das séries iniciais do Ensino Fundamental a utilizarem o raciocínio lógico em busca de aprimorar a sua forma de pensar. Para enfocar a importância acerca desse tipo de raciocínio se pode trazer autonomia (independência na ação diante do novo), ou seja, devido uso adequado desse tipo de pensamento os indivíduos tornam-se capazes de realizarem atividades sem que tenham um modelo a seguir no sentido apenas de repetir. Enquanto a lógica, segundo Copi (1974), está interessada nas proposições e nas relações entre elas, a Psicologia se preocupa com o sujeito que raciocina e seu processo interno de inferências, no qual ele deriva conclusões a partir de premissas. 1 As Sentenças Condicionais ou Enunciados Condicionais são compostos por duas proposições, a primeira delas é o antecedente e a segunda é o conseqüente. Ex.: Se um triângulo é eqüilátero então é eqüiângulo. 1ª proposição 2ª proposição Anais do VIII ENEM – Minicurso GT 2 – Educação Matemática nas Séries Finais do Ensino Fundamental 2 Vários estudos foram realizados nas últimas décadas com o intuito de entender o desenvolvimento do pensamento lógico. A teoria psicológica de Jean Piaget classificou o desenvolvimento cognitivo em quatro estágios são eles respectivamente o sensoriomotor, período pré-operatório, as operações concretas e o período das operações formais, o que caracteriza cada um deles é que suas realizações são construídas mediante os seus precedentes. No que diz respeito a esse estudo o que interessa é que no final do último estágio como aponta Davidoff (1983), as capacidades mentais das crianças são as mesmas apresentadas pelos adultos. Para Piaget, (apud Oliveira, 1987), a linguagem é uma condição necessária, porém não suficiente para estruturar o pensamento lógico, justifica isso destacando que este aspecto se dá principalmente porque é o pensamento que estrutura a linguagem. Por isso, Piaget admite que a linguagem é importante na formação das estruturas lógicas, mas, para que esse desenvolvimento aconteça, é necessária a intervenção de outros fatores, como a maturação do indivíduo e as influências sócioculturais.. Aceitando-se a proposta Piagetiana, de que a passagem do pensamento concreto para o pensamento formal ocorre na adolescência, e que é nesta fase que a capacidade para o raciocínio lógico abstrato se desenvolve, torna-se possível acreditar ser este o momento oportuno para o aprendizado e treinamento do raciocínio lógico. Há estudos em psicologia que têm comprovado que existe uma tendência dos sujeitos terem raciocínios falaciosos, como o desenvolvimento acadêmico do indivíduo carece desprover-se disso para avançar é necessário que haja uma intervenção externa para corrigir tais procedimentos. Neste sentido pode-se afirmar que raciocínios falaciosos podem caracterizar obstáculos epistemológicos como apresentados por Bachelard (1986) e por outro lado conforme os casos podem ser até mesmo um obstáculo didático como os tratados na Teoria das situações Didáticas de Brousseau, em Chevallard (2001). Mediante estes estudos concluímos que conhecendo os fatores que levam os indivíduos a raciocinarem falaciosamente, torna-se possível realizar intervenções que possa conduzir os alunos a raciocinarem de forma lógica sendo capazes de detectarem quando estão diante conclusões inválidas. O Raciocínio Lógico: da Escola de Mileto aos dias atuais Desde antes da era cristã o homem tem se preocupado com os problemas do universo e do próprio homem. A História tem mostrado através de seus registros essa Anais do VIII ENEM – Minicurso GT 2 – Educação Matemática nas Séries Finais do Ensino Fundamental 3 preocupação e pode-se tomar como exemplo o povo grego; observa-se que um dos traços mais característicos do espírito grego foi a sua intensa curiosidade intelectual, a busca por respostas a perguntas do tipo: o que é o homem? O que é a quantidade? O que é a qualidade? O que é o valor? Fez com que esse povo aprimorasse sua forma de pensar e desenvolvesse no cerne da sua cultura a filosofia grega. Em meados do século VII a.C. os gregos restringiam-se a explicar o universo e a natureza através da sua mitologia2. A partir do final do século VII e início do século VI antes de Cristo, nas colônias gregas da Ásia Menor (ver mapa a baixo) inicia na Escola de Mileto o pensamento filosófico grego, onde o primeiro filósofo foi Tales de Mileto. A Filosofia é a Ciência dos princípios e causas, ela preocupa-se com a fundamentação teórica e critica dos conhecimentos e das praticas, ocupando-se com as condições e os princípios de conhecimentos que pretenda ser racional e verdadeiro. Deve-se ressaltar que esta é apenas uma das várias definições concernentes à filosofia. No período Socrático, apogeu da filosofia grega, Platão desenvolveu a Dialética. A Dialética é um diálogo ou uma conversa em que os interlocutores possuem opiniões opostas sobre algum tema e devem argumentar de tal forma que passem das opiniões contrarias e contraditórias a uma idéia comum para todos os participantes do diálogo. Aristóteles segue um caminho diferente do que foi escolhido por Platão. Ele considera que a dialética é adequada para os assuntos que só necessitam da persuasão, mas não para a filosofia e a ciência, porque nestas, o que interessa é a demonstração ou a prova de uma verdade. Aristóteles criou a lógica substituindo a dialética por um conjunto de procedimentos de demonstração e prova, que ele chamava de analítica (só vem a ser empregada a palavra lógica séculos mais tarde). 2 Mitologia: s.f. explicação e interpretação dos mitos de uma nação ou de um povo; história fabulosa dos deuses, semideuses e heróis da Antigüidade; ciência dos mitos; conjuntos das fábulas. Anais do VIII ENEM – Minicurso GT 2 – Educação Matemática nas Séries Finais do Ensino Fundamental 4 A lógica estuda os métodos e princípios usados para diferenciar o raciocínio correto do incorreto. Uma pessoa que estudou lógica e adquiriu os conhecimentos que ela proporciona, tem mais probabilidades de raciocinar corretamente do que aquela que não se aprofundou nos princípios gerais implicados nessa atividade. Pois, dada a argúcia inata do intelecto, o estudo da lógica criará no estudante certas técnicas e certos métodos de fácil aplicação para gerar a correção ou incorreção de todos os raciocínios, incluindo os próprios. A Filosofia sofreu transformações no decorrer da sua história, na sua evolução ela teve o seu campo de investigação em alguns momentos ampliado e em outros reduzidos. Na atualidade se têm os seguintes campos em que se desenvolve a reflexão filosófica3. Ontologia ou metafísica Filosofia Política Lógica Filosofia da História Epistemologia Filosofia da Arte ou Estética Teoria do conhecimento Filosofia da Linguagem Ética História da Filosofia Diante a contextualização feita até o presente pode-se trazer o campo de interesse deste estudo que é a Lógica, porém à parte da Lógica que será tratada nesse presente trabalho é a Lógica Matemática e dentre os conteúdos que fazem parte dela se investirá o uso dos conectivos lógicos4, dando-se ênfase a sentença condicional. No mundo, dito globalizado, não há lugar de destaque para atitudes mecânicas, os indivíduos têm de ser dinâmicos e se habilitarem a serem capazes de raciocinar de forma lógica, pois assim as decisões tomadas (financeiramente, sentimentalmente, etc.), deve ser coerentemente e não ao acaso. Neste processo decisório o individuo, na maioria das vezes nem se dar conta que está usando um conectivo lógico condicional, 3 De acordo com Bicudo e Garnica (2001), o pensar filosófico caracteriza-se por ser analítico, reflexivo e abrangente. A reflexão como aspecto constituinte da Filosofia, é a ação de pensar sobre algo que está no plano mundano e que esta acarretando perplexidade e estranheza, portanto requer esclarecimento para que venha a fazer sentido 4 . São expressões que estabelecem uma ligação entre duas sentenças declarativas afirmativas; cada conectivo lógico é representado por um símbolo especial, a seguir observasse os conectivos lógicos e os símbolos correspondentes: negação ‘não é o caso’ - (~); conjunção ‘e’ - (٨); disjunção ‘ou’- (٧); condicional ‘Se ... Então...’ - (→ ); bicondicional ‘Se e somente se’- (↔ ). Anais do VIII ENEM – Minicurso GT 2 – Educação Matemática nas Séries Finais do Ensino Fundamental 5 por isso fica difícil compreende os mecanismos que envolvem suas argumentações, por isso, o empregam de forma errônea. A seguir será usado um exemplo buscando demonstrar este fato. Ex.: 1. Se um quadrilátero tem os quatro ângulos retos então os lados opostos são paralelos. a) Os quatro ângulos do quadrilátero são retos. Logo, os lados opostos são paralelos. Figura 1: Quadrilátero com os quatro ângulos retos Ao afirmar: os quatro ângulos são retos se deduz que os lados opostos são paralelos. b) Os lados opostos não são paralelos. Logo, o quadrilátero não tem os quatro ângulos retos. Figura 2: Quadrilátero que não tem os quatro ângulos retos Quando se nega que os lados opostos são paralelos, a dedução é óbvia, os quatro ângulos da figura não são retos. c) Os lados opostos são paralelos. Logo, Os quatro ângulos do quadrilátero são retos. Figura 3: Quadrilátero que os quatro ângulos retos tem Figura 4: Quadrilátero que não tem os quatro ângulos retos Ao analisar as figuras 3 e 4 e diante a dedução do item c que se pode concluir? Diante apenas a afirmação: Os lados opostos são paralelos não se pode deduzir que os quatro ângulos sejam retos. Pois, podem ocorrer casos em que mesmo os lados opostos sendo paralelos os quatro ângulos não são necessariamente retos, como se vê na figura 4. É justamente nesse momento que o indivíduo comete um erro lógico afirmando que os quatro ângulos são retos. Anais do VIII ENEM – Minicurso GT 2 – Educação Matemática nas Séries Finais do Ensino Fundamental 6 d) Os quatro ângulos do quadrilátero não são retos. Logo, Os lados opostos não são paralelos. Figura 4: Quadrilátero que não tem os quatro ângulos retos Desta negação não se pode deduzir que os lados opostos não são paralelos, pois, podem ocorrer casos em que mesmo que os quatro ângulos não sejam retos os lados opostos são paralelos, observa-se isso na figura 4. Neste caso, como em outros conceitos matemáticos, muitos alunos por não conhecerem as regras de inferências5 caem em raciocínios inválidos ao afirmarem o conseqüente ou negarem o antecedente, como veremos na continuidade. As Sentenças Condicionais O que foi levantado anteriormente tem sido algo preocupante para os elaboradores de currículos, por exemplo, os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN’s), considera que o raciocínio lógico deve ser trabalhado na escola com a finalidade de desenvolver nos alunos habilidades que os possibilitem tanto formular quanto resolver problemas adequadamente. Mas, pode-se observar que se por um lado o campo de estudo que favorece tal abordagem (exercitar o raciocínio lógico) é a matemática, há inúmeros fatores, dos quais se pode citar a falta de preparo do professor da referida disciplina, para lidarem explorando uma abordagem como a mencionada anteriormente. O que ainda continua dominando nas aulas de matemáticas, em termos do fazer educacional, tem sido a aplicação de fórmulas que além de não terem sentido prático para os alunos, por eles não saberem em que circunstâncias de seu cotidiano deverão as utilizar, não se busca destacar o raciocínio lógico e com ele trazer a tomada de decisões tentando de algum modo vencer em parte a lacuna citada inicialmente. 5 Conjunto de deduções a partir de determinadas premissas; Chaui (2001) afirma que inferir é tirar uma proposição como conclusão de uma outra ou de várias outras proposições que a antecedem e são sua explicação ou sua causa. Anais do VIII ENEM – Minicurso GT 2 – Educação Matemática nas Séries Finais do Ensino Fundamental 7 Por este motivo citado a cima e outros que não nos cabe falar no momento emerge a necessidade de se mudar a forma de ensinar matemática, ao invés de enfocar excessivamente o uso da fórmula pela fórmula, se deve valorizar o ensino e o emprego do raciocínio lógico, dentre outros tópicos que são também de muita importância. A importância de tal valorização anterior, o uso do raciocínio lógico no ensino fundamental pode ser trazido, por exemplo, lembrando que dando ênfase aos cálculos e fórmulas, os alunos chegam ao ensino médio ou até mesmo ao ensino superior com dificuldades em raciocinar logicamente, conforme pesquisa realizada por Janis & Frick; Lefford (1981) e Oliveira (1987). Isso pode ser observado ao trabalhar situações problema que exigem dos alunos um raciocínio mais elaborado ao invés da utilização de fórmulas ou cálculos matemáticos, nas turmas do ensino médio. A principal razão de se enfocar nesse estudo as sentenças condicionais é que, a todo o momento, em diversas situações, escolar ou não, o individuo repito, sem se aperceber as utilizam e pode-se afirmar que em se tratando dos alunos eles não compreendem problemas que as envolvem simplesmente porque não compreendem os processos de inferências necessários para sua conclusão, isto é, eles não entendem a estrutura de sentenças na forma se p, então q. Mas o que é uma sentença condicional? As sentenças condicionais ou enunciadas condicionais são discutidas desde aproximadamente 300 a.C. Segundo Willian e Martha Kneale (1990), os primeiros lógicos a debaterem a natureza das frases declarativas condicionais foram Dioro Crono e o seu discípulo Filon, ambos de Mégara. Desde então, muitos lógicos, filósofos e geômetras têm tratado acerca delas e nas últimas décadas cientistas da educação e psicólogos, como Wason (1972), Copi (1974) e Piaget (1983), dentre outros. As chamadas sentenças condicionais são formadas pela combinação de duas sentenças onde se emprega a palavra “se” antes da primeira sentença e a palavra “então” é colocada entre as duas sentenças. A sentença que está entre o “se” e o “então” é chamada de antecedente e a outra (segunda sentença) que está após o “então” é o conseqüente. Por exemplo, na sentença ‘se os alunos não estudam, então não aprendem’, ‘Os alunos não estudam’ é o antecedente, e o ‘não aprendem’ é o conseqüente. Do ponto de vista lógico, Copi (1974) afirmar que nos enunciados condicionais o antecedente implica no conseqüente, isso não significa dizer que o antecedente é verdadeiro, e sim que se o antecedente for verdadeiro, então o conseqüente correspondente a ele também será verdadeiro. Portanto, com isso não se está afirmando Anais do VIII ENEM – Minicurso GT 2 – Educação Matemática nas Séries Finais do Ensino Fundamental 8 que o conseqüente é verdadeiro, mas que será verdadeiro se for verdadeiro o antecedente. Mas, o que quer dizer implicar? Há vários significados para o termo ‘implicar’, dos quais se recorrerá a dois por estarem próximos do que se quer afirmar, os termos são “Dar a entender” e “produzir como conseqüência” ambos extraídos do Dicionário Moderno da Língua Portuguesa, 1978, p.1307. Por sua vez, Copi (1974), aponta os quatro tipos de implicações: Conexão lógica entre o seu antecedente, e o seu conseqüente. Se A é B ; B é C, então A é C; Conexão de caráter definidor; Conexão causal e Conexão de decisão. Mas, o que interessa à lógica é nomear uma sentença por implicação material ou condicional material. A implicação material não deve ser confundida com outros tipos mais usuais de implicação por se tratar de uma implicação particular. Diante o que foi trazido sobre a importância dos aspectos implicativos nas sentenças condicionais, isso, possibilita caracterizar a partir deles algumas especificidades que se deseja explorar concatenando idéias, seja na matemática ou mesmo em outros campos do conhecimento, neste estudo se explorará apenas os aspectos matemáticos. A lógica do cálculo sentencial6 e a validade de argumentos Para uma melhor compreensão acerca da nomeação de uma sentença por implicação material visando avaliar a lógica do cálculo sentencial existe um método eficiente, isso é feito tratando-se o argumento de forma simbolizada para extrair sua estrutura lógica e aplicar regras de dedução pertinente. Para se fazer o argumento de forma simbolizada se necessita de um vocabulário apropriado para o cálculo sentencial, o qual é constituído de letras minúsculas do alfabeto para simbolizar as sentenças, operadores lógicos e parênteses. Por exemplo, seja a seguinte sentença condicional: Se Fábio apresentar uma queixa a confederação, então, João será desclassificado. Simbolizando por f a sentença 'Fábio apresentar uma queixa a confederação'; por ~ j a sentença 'João será desclassificado; e o operador lógico por “⊃”7, a representação simbólica para a sentença condicional será f ⊃~ j. O tipo de representação apresentado anteriormente chama-se silogismos condicionais (hipotéticos), neles há dois modos de inferências dedutivas válidas, (o 6 Sistema utilizado para executar cálculos com proposições, formado por uma linguagem própria e as regras de inferências a serem empregadas. 7 A ferradura ou juntor filônico é uma variação do símbolo utilizado na representação do conectivo lógico condicional, recebeu essa nomeação em homenagem a Filon de Mégara. Anais do VIII ENEM – Minicurso GT 2 – Educação Matemática nas Séries Finais do Ensino Fundamental 9 Modus Ponens e o Modus Tollens), e dois modos inválidos, (a afirmação do conseqüente e a negação do antecedente). Modus Ponens (MP). p ⊃ q ( se p então q ) p ( afirmo p) ∴q ( afirmo q). Modus Tollens (MT). p ⊃ q ( se p então q ) ~q ( nego q) ∴~p ( nego p) Afirmando o conseqüente ou negando o antecedente, comete-se falácia, pois a conclusão é indeterminada, sendo o argumento inválido. Falácia da afirmação do conseqüente. p ⊃ q ( se p então q ) q ( afirmo q) ∴p ( afirmo p) Falácia da Negação do antecedente. p ⊃ q ( se p então q ) ~p ( nego p) ∴~q ( nego q) Metodologia O processo metodológico das atividades a serem aplicadas no decorrer do desenvolvimento do curso está dividido em três etapas conforme estão descritas abaixo: 1ª Etapa: No primeiro momento, será feito a principio uma discussão sobre a importância do exercitar do raciocínio lógico e em seguida cada participante receberá um questionário diagnóstico que busca levantar quais as suas concepções acerca da lógica matemática e suas implicações na elaboração do conhecimento matemático. Neste segundo momento será realizada com intuito de facilitar a compreensão do tema trabalhado, uma explanação acerca das sentenças condicionais, buscando ressaltar a importância de se trabalhar o Raciocínio Lógico a partir das séries iniciais. Nesta explanação mostrasse-a desde a evolução histórica da sentença condicional à sua utilização no cotidiano dos participantes; cada participante receberá um texto de apoio. Anais do VIII ENEM – Minicurso GT 2 – Educação Matemática nas Séries Finais do Ensino Fundamental 10 A turma será dividida em grupos de no máximo (05) cinco componentes no terceiro momento e cada grupo receberá uma lista com (05) cinco atividades que têm na sua estrutura a sentença condicional, os grupos devem resolver as situações propostas usando o raciocínio lógico, conforme apresentado no momento inicial. No quarto momento, e último dessa etapa haverá a socialização das respostas das atividades. As cinco atividades serão distribuídas com os grupos formados no terceiro momento e cada grupo apresentará para o grande grupo os caminhos traçados para chegar a resposta da sua atividade. Nesse momento realizasse-a uma análise critica dos resultados com a participação de todos os grupos tendo por objetivos ressaltar a necessidade de se ter um raciocínio organizado e de forma lógica para que haja uma aprendizagem significativa. 2ª Etapa: No quinto momento a partir da sentença “Se tem os quatro ângulos retos então os lados opostos são paralelos”, haverá a apresentação da sentença condicional como silogismo condicional (hipotético); com a utilização de transparência para analisar a sentença citada será demonstrado os modos Válidos, (Modus Ponens e Modus Tollens) e Inválidos de inferências e também será mostrado a implicação Material e o Cálculo Proporcional. Os grupos serão neste sexto momento novamente formados para analisar e resolver algumas situações cotidianas envolvendo as inferências possíveis; e verificar os prováveis erros lógicos cometidos por alunos do Ensino Fundamental e do Ensino Médio. No sétimo momento os grupos irão elaborar situações problemas que facilitam a compreensão das sentenças condicionais, de acordo com o desenvolvimento cognitivo dos alunos a que se destinam as questões a serem elaboradas. 3ª Etapa: Os grupos deverão elaborar no oitavo momento uma síntese do tópico estudado destacando os pontos principais. Esta síntese será construída em forma de mapa conceitual onde será exploradas a diferenciação progressiva e a reconciliação integradora que como caracterizou Moreira (1987) são conceitos chaves da teoria de Ausubel. Palavras Chaves: Lógica Matemática; Conectivos Lógicos, Raciocínios Falaciosos. Anais do VIII ENEM – Minicurso GT 2 – Educação Matemática nas Séries Finais do Ensino Fundamental 11 Referências Bibliográficas CHAUI, M. Filosofia. São Paulo: Ática, 2001; CHEVALLARD, Y., BOSCH, M e GASCÓN, J. Estudar Matemáticas, O elo perdido entre o ensino e a aprendizagem. Porto Alegre: Artmed, 2001; COPI, I. M. Introdução à Lógica. São Paulo: Editora Mestre Jou,1974. DAVIDOFF. L. L. Introdução à Psicologia. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, l983; INHELDER, B. e PIAGET, J. Da Lógica da Criança à Lógica do Adolescente (De la logique de l’ enfant à logique de l’ adolescent ). Trad. D. M. Leite. São Paulo, Pioneira, 1976; MOREIRA, M. e BUCWEITZ, B.. Mapas Conceituais: Instrumentos Didáticos, de Avaliação e de Currículo. São Paulo: Editora Moraes, 1987. OLIVEIRA, Zélia Mª Dantas. A sentença Condicional na Linguagem Ordinária: Um estudo exploratório. Recife, 1987. 81 p. Dissertação (Mestrado em Psicologia) – Universidade Federal de Pernambuco; PARÂMETROS CURRICULARES NACIONAIS. 2: Matemática. Secretaria de Educação Fundamental. Brasília: MEC/SEF, 1998. PEREIRA, Paulo Cavalcante. Relevância de Situações de Ensino-aprendizagem de Filosofia para Crianças sobre a Competência na Resolução de Problemas Lógicos em Contexto. Recife, 1998. 127 p. Dissertação (Mestrado em Psicologia) – Universidade Federal de Pernambuco; STAUNDENMAYER, H. Understanding Conditional Reasoning With Meaningful Propositions. In Falmagne (Ed.) Reasoning: Representation and Process. N. J. Hillsdale, Erlbaum Associates, 1975; WASON, P. C. A Teoria das Operações Formais in Geber (Ed.). Psicologia do Conhecimento em Piaget. Rio: Zahar, 1979.