Grandezas e Medidas: um tema integrador Grandezas e Medidas Baseada na aulas do Mestre Ivan Cruz Pós-graduação 2007 Simone Capovilla Estimativas História Grandezas e Medidas 2 Grandezas e Medidas: um tema integrador Objetivos Compreender o conceito de medida, os processos de medição e suas implicações pedagógicas; Analisar situações didáticas que envolvam grandezas e medidas, destacando a importância e o acentuado caráter prático desse conhecimento; Objetivos Abordar aspectos históricos da construção do conhecimento sobre grandezas e medidas; Estabelecer conexões entre grandezas, medidas e demais temas matemáticos; Objetivos Analisar conexões entre Matemática e outras áreas do conhecimento – abordando o conteúdo “grandezas e medidas”- na perspectiva da transversalidade. Para pensar Você mediu alguma coisa hoje? O quê? Você acha importante ensinar medidas? Por quê? Em relação ao Bloco de conteúdos Grandezas e Medidas, quais temas você costuma trabalhar com seus alunos? Para pensar O que é uma grandeza? O que significa medir? Quais são as grandezas com as quais você faz mais medições, no dia-a-dia? Quais unidades de medida você mais utiliza em seu cotidiano? O que vem a ser uma unidade de medida? O que é uma grandeza? Tudo aquilo que pode ser medido chamamos de "grandeza" , como o peso, o comprimento, o tempo, o volume, a área, a temperatura. Ao contrário, visto que não podem ser medidas, não são grandezas a Verdade ou a Alegria. O que significa medir? Medir é comparar uma quantidade de uma grandeza qualquer com outra quantidade da mesma grandeza que se escolhe como "unidade". Qual é a grandeza medida por cada um dos instrumentos seguintes? Cronômetro Termômetro Balança Velocímetro Trena Hidrômetro Qual é a grandeza correspondente a cada uma das seguintes unidades de medida? quilômetro por hora – km/h graus Celsius – ºC mililitros – ml metro quadrado – m² metros cúbicos por segundo – m³/s polegadas e pés Um pouco de história Medida está intimamente ligada à própria origem da Geometria (do grego medir a terra) – liga-se a necessidades do dia-a-dia. Antigas civilizações como a egípcia, a babilônica e a grega comprovaram bons conhecimentos do assunto. Um pouco de história Os egípcios, por exemplo, para demarcarem suas terras constantemente invadidas pelas enchentes do rio Nilo, precisavam da geometria e de procedimentos de medida. O homem como medida das coisas Antigamente o homem usava determinadas partes do corpo como padrão para medir. Foi assim que surgiram: - a polegada - a jarda - o palmo - a braça - o pé - o passo Alguns desses padrões continuam a ser usados até hoje. 1 polegada = 2,54 cm 1 pé = 30,48 cm 1 jarda = 91,44 cm A Jarda era originalmente a medida do cinturão masculino, que recebia esse nome. No século XII, o rei Henrique I, da Inglaterra, fixou a jarda como a distância entre seu nariz e o polegar de seu braço estendido. O símbolo da jarda é yd, do inglês yard. Na Inglaterra, a relação oficial entre jardas e metros é a seguinte: 3600 m = 3937,0113 jardas. Assim, tem-se aproximadamente 1 yd = 0,91439920429 m. Hoje, nos países de língua inglesa, ainda são usadas essas unidades, porém, definidas de um modo menos arbitrário. A jarda é definida como uma fração da distância entre dois riscos numa barra de platina denominada metro padrão. Um metro é cerca de onze avos maior do que a jarda. Um pé é um terço da jarda e uma polegada é um doze avos do pé. Assim, doze polegadas perfazem um pé; três pés perfazem uma jarda. Foi na Revolução Francesa que se tomou a iniciativa de unificar, em nível mundial, os padrões de medida. Em 1790 a Academia de Ciências de Paris criou uma comissão que incluía matemáticos para resolver o problema. Foi daí que veio o metro. A palavra vem do grego métron que significa que mede. 22 Grandezas e medidas e os documentos que discutem orientação curricular O Referencial Curricular Nacional para a Educação Infantil (RCNEI) e os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) enfatizam a importância do trabalho com grandezas e medidas. Neles encontramos que o bloco Grandezas e medidas caracteriza-se por sua forte relevância social devido a seu caráter prático e utilitário, e pela possibilidade de variadas conexões com outras áreas do conhecimento. Neles encontramos: Na vida em sociedade, as grandezas e as medidas estão presentes em quase todas as atividades realizadas. Desse modo, desempenham papel importante no currículo, pois mostram claramente ao aluno a utilidade do conhecimento matemático no cotidiano. Muitas atividades cotidianas das crianças envolvem medidas, como por exemplo, tamanhos dos objetos, pesos, volumes, temperatura e outras. A partir dessas práticas adquiridas da convivência social das crianças, deve o professor propor situações-problema, visando à ampliação, aprofundamento e construção de novos significados para seus conhecimentos. Por exemplo, de acordo com o RCN para a Educação Infantil (1998,p.226), as atividades de culinária, possibilitam um rico trabalho, envolvendo diferentes unidades de medida, como o tempo de cozimento e a quantidade dos ingredientes: litro, quilograma, colher, xícara, pitada, etc. E sugerem que haja atividades que envolvam Reconhecimento de cédulas e moedas que circulam no Brasil e de possíveis trocas entre cédulas e moedas em função de seus valores. Uma das grandezas com que as crianças têm contato logo cedo é o dinheiro. Relacionar os números e medidas incentiva a contagem, o cálculo mental e o cálculo estimativo. O uso de cédulas e moedas verdadeiras ou imitações constitui-se em um material didático-pedagógico muito farto. 30 das finalidades didáticas: como fazer trocas, comparar valores, fazer operações, resolver problemas e visualizar características da representação dos números naturais e dos números decimais; 31 das finalidades pedagógicas: pode-se explorar o valor que o dinheiro representa em relação aos objetos e ao trabalho, iniciando a abordagem do tema transversal Trabalho e Consumo. 32 Leitura de horas, comparando relógios digitais e de ponteiros. Tempo, é uma grandeza mensurável que requer mais do que a comparação entre dois objetos e exige relações de outra natureza. Utiliza-se de pontos de referência e do encadeamento de várias relações, do tipo: dia e noite, manhã, tarde e noite, passado e futuro, antes, agora e depois, os dias da semana, o ano, e outros. O uso dos calendários e a observação das suas características e regularidades permitem marcar o tempo que falta para alguma festa, marcar as fases da lua, atividades estas que auxiliam a estruturação do pensamento da criança. 34 35 Desenvolvendo o sentido numérico Peça a uma criança que feche os olhos e bata palmas durante um minuto. Ponha duas crianças de diferentes alturas na frente da classe. Meça uma delas e peça que, a partir desta informação, os alunos descubram a altura da outra. Faça o mesmo com “o peso”. No processo de medição, alguns aspectos devem ser levados em conta: é necessário escolher uma unidade adequada, comparar essa unidade com o objeto que se deseja medir e contar o número de unidades que foram utilizadas; essa unidade escolhida arbitrariamente deve ser da mesma natureza do atributo que se deseja medir, e deve-se levar em conta o tamanho do objeto a ser medido e a precisão que se pretende alcançar nessa medição; quanto maior o tamanho da unidade, menor é o número de vezes que a utilizamos para medir um objeto. 37 Assim, por exemplo, pode-se pedir para os alunos medirem as grandezas comprimento e largura do “tampo” de suas carteiras, usando algum objeto como unidade. Eles poderão escolher uma régua, uma borracha ou um lápis. Os resultados encontrados serão diferentes, em razão da diferença dos objetos escolhidos como unidade de medida. Essa constatação deve ser amplamente discutida com as crianças. 38 Se pedirmos às crianças para medir o comprimento e a largura de sua sala de aula, provavelmente escolherão outras unidades de medida, diferentes das anteriores. Elas poderiam medir com os seus pés, com os seus passos ou com uma barra de madeira maior. Com certeza, essas unidades de medidas são mais adequadas para essa medição do que as do exemplo anterior. 39 Quando as crianças usam unidades de medidas como passo, palmo, etc., é fundamental discutirmos com elas que, como pessoas têm “tamanhos” diferentes, encontramos números diferentes para expressar a mesma medida. Portanto, perguntas do tipo “Qual o número encontrado pelos alunos nessa medição é o mais correto?”, pode ser respondida da seguinte forma: todos os resultados são igualmente corretos, pois eles expressam medidas realizadas com unidades diferentes. 40 Embora possamos medir qualquer objeto, usando padrões não-convencionais de medida, como os pés, o passo, a borracha, etc., deve-se discutir com as crianças a importância e a adequação de adotar-se em certas situações, unidades-padrão de medida, que constituem sistemas convencionais de medida e facilitam a comunicação entre as pessoas. 41 Sugestões de atividades: medidas de comprimento Entre alguns caminhos traçados no chão (com segmentos de retas e com curvas) escolher o mais longo ou o mais curto. Discutir como foi feita a escolha e como se pode ter certeza do caminho mais curto. Sugestões de atividades: medidas de comprimento Medir, com passos, a distância da sala de aula até o páteo e até a diretoria. Comparar os dois resultados. Medir com palmos a altura de um colega e, depois, medir com a fita métrica. Discutir os números obtidos. Mais atividades Uma coleção de 5 caixas de diferentes tamanhos, 5 folhas de papel adequadas para embrulhar as diferentes caixas e 5 pedaços de barbante adequados para amarrar os embrulhos feitos, para cada grupo de 5 alunos. Cada aluno deve escolher a caixa, o papel e o barbante a serem usados para embrulhar e amarrar sua caixa. E outras atividades Atividades de traçado de segmentos de reta com régua e obtenção de suas medidas. E outras atividades Jogo do Perseguir o Mestre: Em equipes de até 6 alunos, um de cada vez será o mestre. O mestre deve lançar uma bola rente ao chão. Quando a bola parar, cada um dos outros jogadores deve lançar sua bola procurando chegar o mais próximo possível da bola do mestre. Aquele que conseguir fazer a bola parar mais próxima da bola do mestre será o vencedor. A importância do trabalho com unidades não padronizadas O trabalho com medidas possibilita ampliar a noção de número natural a partir de situações em que a unidade de medida adotada não “cabe” um número exato de vezes na grandeza a ser medida. A importância do trabalho com unidades não padronizadas Esse fato levará à necessidade de dividir essa unidade em partes iguais, de modo que cada uma dessas menores partes caiba um número exato de vezes no comprimento, por exemplo, a ser medido. Atividade Considere um pedaço de barbante. Meça a altura de um colega de classe e a expresse em função da medida do pedaço de barbante considerado. Atividade sobre Massas Atividade sobre Massas Cada aluno buscará dois objetos, e trará um em cada mão, de modo que um seja mais pesado que o outro. Mas há outra condição: o mais pesado deve ser menor que o mais leve. Atividade sobre Massas Comparando objetos de massas muito parecidas – a decisão sobre qual é mais pesado será colocada em dúvida pela professora. A discussão deve gerar a necessidade de se obter a medida da massa de cada objeto em uma balança, para compará-los de modo mais adequado. Construindo uma balança de dois pratos Material: uma embalagem de margarina e duas tampas, palitos para churrasco, barbante e percevejos. Serve para comparar massas de objetos pequenos, de difícil comparação apenas pela Sensação. Atividade Em uma mesa há seis bolinhas de mesma cor e de mesmo tamanho. Dessas bolinhas, cinco têm a mesma massa e uma tem massa maior que as demais. Utilizando uma balança de dois pratos e efetuando apenas duas pesagens, como é possível descobrir qual é a bolinha de maior massa? 54 Em uma mesa há seis bolinhas de mesma cor e de mesmo tamanho. Dessas bolinhas, cinco têm a mesma massa e uma tem massa maior que as demais. Utilizando uma balança de dois pratos e efetuando apenas duas pesagens, como é possível descobrir qual é a bolinha de maior massa? 55 Atividade Sabe-se que todas as esferas têm mesma massa. Qual “o peso” (a massa) do cubo? Atividade sobre capacidade Quantos copos de água enchem uma embalagem de um litro de leite longa vida? Para os alunos responderem essa questão, disponibilize embalagens de leite e copos de diferentes tamanhos. A diversidade de respostas deverá ser discutida considerando os diferentes copos usados. Atividade sobre capacidade Quantos copos de água enchem uma embalagem de um litro de leite longa vida? Repetir a atividade de modo que todos usem o mesmo tamanho de copo. Discutir as novas respostas obtidas. Elas ainda poderão ser diferentes, dependendo de como os alunos preenchem os copos. Atividade sobre capacidade Quantos copos de refrigerante podem ser servidos com uma garrafa de dois litros? Antes de os alunos verificarem com as garrafas de refrigerante descartáveis cheias de água e os copos escolhidos, peça que façam uma previsão do número de copos. Atividade sobre capacidade Quantos copos de refrigerante podem ser servidos com uma garrafa de dois litros? Retome a discussão anterior sobre o tamanho do copo. Analise e verifique a capacidade de diversas embalagens como latas, garrafas, etc. Atividade sobre capacidade Qual objeto desloca mais água? Disponibilize copos com água e diferentes objetos de diferentes tamanhos e de diferentes materiais. Faça uma discussão sobre qual objeto mergulhado no copo vai deslocar mais água. Atividade sobre capacidade Medindo o deslocamento de água Repita a atividade anterior usando um copo demarcado com medidas. Medindo com seringas de injeção Verifique quanto cabe de líquido em colheres de sopa, de sobremesa, de chá e de café. O litro Atividade: Construa um cubo de papelão de aresta 1 decímetro. O volume desse cubo será de 1 dm³ e sua capacidade será de 1 litro. O trabalho com áreas de superfícies planas Ladrilhamentos: utilizando diversos tipos de ladrilhos os alunos perceberão que alguns tipos de figuras não cobrem a superfície toda, deixando espaços entre elas, como as circulares e alguns polígonos. Alguns desses polígonos não podem ser utilizados para ladrilhar uma superfície? Qual(is)? Áreas Nesse trabalho, os alunos poderão perceber que a área de uma superfície pode ser indicada pelo número de ladrilhos que a recobre e que esse número muda se o tipo de ladrilho ou o tamanho de ladrilho mudar. O metro quadrado (m²) é uma unidade padronizada de área. Mas, você sabe qual é o “tamanho” do m²? O metro quadrado (m²) é Tangram: atividade . O trabalho com o tangram também favorece o desenvolvimento da noção de área. Atividade: Vamos construir um tangram com uma folha de papel sulfite. Se o triângulo menor do tangram for unidade de medida de área, qual é a área de cada uma das demais peças? Se o quadrado menor do tangram for unidade de medida de área, qual é a área de cada uma das demais peças? Áreas O trabalho com papel quadriculado pode favorecer o desenvolvimento da noção de área, pois a criança já pode ter construído os significados da multiplicação dentre os quais está a configuração retangular. Qual é a área desse retângulo? Para pensar 1 – Construa no papel quadriculado retângulos com mesma área, mas com diferentes perímetros. Para pensar 2 – Construa no papel quadriculado retângulos com mesmo perímetro e com áreas diferentes. Para pensar A área de cada um desses polígonos é 10 cm². Seus perímetros são diferentes? Um paralelogramo qualquer pode transformar-se em retângulo... Assim, se determinarmos a área do retângulo, também determinamos a área do paralelogramo .... Cortando o paralelogramo de uma outra maneira .... E para calcular a área do triângulo? O que estes paralelogramos têm em comum? Atividade: Vamos empilhar cubos? Antes, vamos combinar que empilhar não terá o mesmo sentido que estamos acostumados: Não valem empilhamentos em que dois cubos fiquem "unidos" apenas pela aresta. Eles têm que ter pelo menos uma face em comum. 83 Quantos cubos existem no empilhamento representado no desenho? 84 Quantos cubos existem em empilhamento apresentado abaixo? cada 85 Salto em distância Para trabalhar unidades como metro e centímetro, organize uma competição de salto em distância. Cada criança salta três vezes. Com barbante, um colega mede o resultado de cada tentativa. 86 Depois, num quadro individual, o autor do pulo coloca os pedaços lado a lado e confere a medida com a fita métrica. Os valores são registrados em papel e comparados. No fim da atividade, as medidas devem estar em ordem decrescente para descobrir qual foi o salto mais longo. 87 O que deve estar registrado na balança? 88 Atividade As balanças a seguir estão em equilíbrio. Em uma dessas balanças a garrafa está cheia com café e na outra a garrafa está vazia. 89 90 De acordo com essas balanças, responda as seguintes questões: a)Qual é a massa da garrafa vazia? b) Qual é a massa da garrafa com café? c) Qual é a massa equivalente ao líquido contido na garrafa? 91 Sérgio possui nove bolinhas de mesmo tamanho e de mesma cor. Dessas bolinhas, oito têm a mesma massa e uma tem massa maior que as demais. Como Sérgio pode descobrir qual é a bolinha de maior massa, utilizando uma balança de dois pratos e fazendo apenas duas pesagens? 92 Sérgio possui nove bolinhas de mesmo tamanho e de mesma cor. Dessas bolinhas, oito têm a mesma massa e uma tem massa maior que as demais. Como Sérgio pode descobrir qual é a bolinha de maior massa, utilizando uma balança de dois pratos e fazendo apenas duas pesagens? 93 Fazendo estimativas Uma pessoa anda em média, um quilômetro em 12 minutos. A partir disso faça uma estimativa da distância: - de sua casa até a escola - do comprimento de um quarteirão - do comprimento da quadra da 94 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: BRASIL. MINISTÉRIO DA EDUCACAO E DO DESPORTO. SECRETARIA DA EDUCACAO FUNDAMENTAL. Parâmetros Curriculares Nacionais: Matemática. Brasília: MEC/SEF, 1997, 142 p. MACHADO, Nilson José. Medindo Comprimentos. São Paulo: Scipione, 2000, 48 p. Coleção Vivendo a Matemática. BRASIL. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DESPORTO. SECRETARIA DA EDUCACAO FUNDAMENTAL. Parâmetros Curriculares Nacionais: Educação Infantil, 1998. Disponível em: http://www.zinder.com.br/legislacao/pcn-inf.htm. Acesso em: 12 jan 2004. SÃO PAULO. SECRETARIA DO ESTADO DE EDUCACAO DE SÃO PAULO. Proposta curricular de Matemática para o CEFAM e habilitação especifica para o magistério. São Paulo: CENP/SEESP, 1990, 257 p. 95