PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO, PESQUISA E EXTENSÃO ÁREA DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS Curso de Mestrado Profissionalizante em Ensino de Física e de Matemática GLAUCIA GARCIA BANDEIRA DE VARGAS A METODOLOGIA DA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS E O ENSINO DE ESTATÍSTICA NO NONO ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL Santa Maria, RS 2013 GLAUCIA GARCIA BANDEIRA DE VARGAS A METODOLOGIA DA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS E O ENSINO DE ESTATÍSTICA NO NONO ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado Profissionalizante em Ensino de Física e de Matemática do Centro Universitário Franciscano de Santa Maria como requisito parcial para obtenção do título de mestre em Ensino de Matemática. Orientador (a): Profª. Dra. Eleni Bisognin Santa Maria, RS 2013 2 3 Dedico este trabalho a todos que fazem parte da minha vida, mas em especial aos meus filhos Bruno e Mateus. 4 AGRADECIMENTOS Agradeço a minha orientadora, professora doutora Eleni Bisognin, pela orientação, compromisso e apoio durante a realização deste trabalho. Aos meus pais e familiares, pelo incentivo. Agradeço ao Nilson Vargas, a Zuleica Bandeira e a Erilúcia Souza pela ajuda nos momentos em que precisei. A professora Maria Cleuza por disponibilizar uma turma para a realização desta pesquisa. Aos alunos que colaboraram diretamente com esta pesquisa. 5 RESUMO Este estudo, desenvolvido no Mestrado Profissionalizante em Ensino de Física e de Matemática do Centro Universitário Franciscano – UNIFRA, tem por objetivo investigar a contribuição da Metodologia de Resolução de Problemas no ensino de Estatística para alunos do nono ano do Ensino Fundamental. O ponto de partida é a constatação de que a Estatística costuma ser colocada em segundo plano em sala de aula, embora seja recomendada pelos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs), além de ser comprovadamente eficaz como ferramenta de compreensão da realidade, desenvolvimento do espírito crítico e cidadão e, ainda, tenha um papel interdisciplinar. A pesquisa, desenvolvida com alunos do nono ano de uma escola pública de Santa Maria (RS), utilizou a metodologia de pesquisa de abordagem qualitativa e a Metodologia de Ensino de Resolução de Problemas proposta por Onuchic e Allevato (2009). Em seis encontros de duas horas cada foram trabalhados os conceitos de tabelas, gráficos e medidas de tendência central (média, moda e mediana), a partir de problemas aplicados com base em nove passos definidos pelas autoras. A matéria-prima dos problemas foram dados socioeconômicos das famílias dos próprios alunos, obtidos a partir de um questionário inspirado no Censo 2010 do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Dessa forma, objetivou-se aplicar conhecimentos estatísticos à realidade dos alunos. O desenvolvimento do trabalho confirmou a premissa de que a Estatística é pouco valorizada ao longo do Ensino Fundamental, já que no ano final desta fase os alunos demonstraram dificuldades elementares em tarefas como ler dados estatísticos, construir gráficos a partir de tabelas e elaborar conclusões e comparações de dados expostos estatisticamente. Este desconhecimento, causado pela ausência do tema dos programas de aula, em parte é compensada pelo fato de a estatística estar muito presente no dia a dia dos alunos, pela imprensa e outros segmentos sociais. Graças a isso, foi possível consolidar junto com os alunos conhecimentos sobre conceitos básicos, capacidade de leitura de dados, de construção de gráficos e de entendimento de conceitos estatísticos. Este ponto de partida se revelou, ao longo do trabalho, uma base sobre a qual é possível construir um conhecimento mais elaborado. Contribuíram neste sentido dois fatores: 1) a utilização da metodologia de resolução de problemas aplicada à estatística, gerando um ambiente de curiosidade de parte dos alunos que se sentiram desafiados a superar os obstáculos propostos nos problemas; 2) a adoção de matéria-prima extraída da realidade dos alunos (respostas de questionário com dados socioeconômicos de suas famílias e dados oficiais do Censo 2010) para construir as situações-problema que deram base ao desenvolvimento do trabalho. Ao final dos encontros, foi possível identificar que os alunos evoluíram no conhecimento sobre Estatística, apropriaram-se de conceitos e perceberam o inestimável valor deles como ferramenta de leitura e compreensão da realidade, o que é um ponto de partida decisivo para a adoção de uma postura que busque transformações sociais e econômicas positivas na vida dos alunos e de seus familiares. Palavra-chave: Ensino de Estatística. Resolução de Problemas. Medidas de Tendência Central. 6 ABSTRACT This paper, developed in the Physics and Mathematics Master‟s degree at Centro Universitário Franciscano – UNIFRA, has the objective of investigating the Methodology of Problem-solving in the Statistics teaching for the students at the ninth grade of the elementary school. The starting point is the certification that Statistics is normally put in second place in a classroom, despite being recommended by the National Curricular Parameters (PCNs). Besides that, it has been proved effective as a tool of reality comprehension, critical spirit development and, also, having an interdisciplinary role. The research, developed with the students at the ninth grade of a public school in Santa Maria, RS, Brazil, used the methodology of qualitative approach and the Problem-solving method proposed by Onuchic e Allevato (2009). In six meetings of two hours each, some charts concepts, graphics and Measures of central tendency (mean, median and mode) were used from the applied problems based in nine steps defined by the authors. The raw-material of the problems were socioeconomic data of the students‟ family obtained from a questionnaire inspired in 2010 Census of the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE). This way, it was aimed to apply statistical knowledge to the students‟ reality. The work development confirmed the premise that the statistics is not appreciated during the elementary school, as at the last year of this phase, the students show elementary difficulties in tasks like reading statistical data, creating graphics from charts and elaborate conclusions and comparisons of data statistically exposed. This unawareness, caused by the absence of the subject in the class program, is partly compensated by the fact of statistics being present in the students‟ routine, by the press and other social segment. Fortunately, it was possible to consolidate with the students some knowledge about basic concepts, capacity of data reading and charts construction and also statistical concept understanding. This start point has shown, during this work, a base which it is possible to construct a more elaborated knowledge. In this sense, two factors contributed: 1) the application of problem-solving methodology for statistics, creating an environment of curiosity for some students, who felt challenged to overcome the obstacles proposed in the problems; 2) the adoption of raw material excerpted from the students‟ reality (questionnaire responses with socioeconomics data from their families and Census 2010 official figures) to construct the problem-situations which were the base to the work development. At the end of the meetings, it was possible to identify that the students had a progress in their knowledge about statistics, borrow some concepts and realized how valuable those concepts were as a tool of reading and reality comprehension, which is a crucial start point for the adoption of an attitude that seeks social and economics transformations which can be positive in the lives of the students and their families. Key words: teaching statistical, Problem-solving, measures of central tendency. 7 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO......................................................................................................... 2 REFERENCIAL TEÓRICO........... ........................................................................ 2.1 Estatística.................................................................................................................... 2.2 Resolução de Problemas............................................................................................. 2.3 Leitura e Interpretação de tabelas e gráficos.............................................................. 2.4 Medidas de Tendência Central................................................................................ 2.5 Revisão de Literatura.............................................................................................. 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS........................................................... 3.1 Problemas de Pesquisa................................................................................................ 3.2 Questão de Pesquisa.................................................................................................... 3.3 Objetivo Geral............................................................................................................. 3.4 Objetivos Específicos.................................................................................................. 3.5 Metodologia da Pesquisa............................................................................................ 3.6 Metodologia de Ensino............................................................................................... 3.7 Instrumento de Pesquisa ............................................................................................ 3.8 Participantes da Pesquisa ........................................................................................... 4 ANÁLISES DE DADOS .......................................................................................... 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS................................................................................ REFERÊNCIAS.................................................................................................................. APÊNDICES ..................................................................................................................... APÊNDICE A - QUESTIONÁRIO .................................................................................. APÊNDICE B - ATIVIDADES DESENVOLVIDAS ...................................................... 8 10 10 14 22 27 29 38 38 38 38 38 39 40 42 43 44 96 98 104 105 108 8 1 INTRODUÇÃO Este trabalho tem como objetivo analisar a eficácia da Metodologia de Resolução de Problemas no ensino de Estatística para alunos do nono ano do Ensino Fundamental. Ao longo de 20 anos atuando como professora do Ensino Fundamental, percebi que não é incomum professores tratarem conteúdos de Estatística apenas de forma superficial ou nem mesmo incluí-los nas suas aulas, embora os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs) estimulam o tratamento dos conteúdos de Estatística por considerá-la uma ferramenta de inclusão dos alunos na realidade e de exercício de cidadania. Diante dessa situação contraditória, considero importante que se pesquise formas de estimular e qualificar as aulas de Estatística no Ensino Fundamental. O trabalho se concentrou no estudo da elaboração e interpretação de tabelas e gráficos e também nos conceitos de média, mediana e moda. Na intenção de unir Estatística com leitura da realidade, foram utilizados dados do Censo 2010 para desenvolver atividades levadas a alunos do nono ano de uma Escola Estadual de Ensino Fundamental do município de Santa Maria. O censo é a fotografia mais ampla, aprofundada e fiel da realidade social e econômica do país. Oferece dados que podem ser trabalhados diretamente ou inspirar os professores na elaboração de atividades para os alunos. O primeiro passo do trabalho foi aplicar aos alunos um questionário baseado no Censo 2010, buscando dados estatísticos sobre as suas famílias. Os dados foram tabulados pela pesquisadora, que os utilizou para elaborar as situações-problemas propostas aos alunos nos encontros que trataram dos conceitos estatísticos. A Metodologia da Resolução de Problemas, de Onuchic e Allevato (2009), foi utilizada para o desenvolvimento das atividades em sala de aula. Esta metodologia foi concebida considerando-se sólidos conhecimentos teóricos e projetos práticos em sala de aula. As autoras defendem que o problema é ponto de partida para se alcançar o conhecimento, e posiciona o professor como guia e o aluno como co-construtor nos processos de ensino-aprendizagem. A Metodologia conta com nove etapas, que foram obedecidas neste trabalho na aplicação de situações-problemas em sala de aula. 9 No desenvolvimento do trabalho, à medida que os alunos se apropriavam dos conhecimentos, eram feitas algumas pontes com a realidade na discussão de assuntos tratados nos problemas, como escolaridade, faixa de renda e posse de bens. A intenção foi demonstrar aos alunos que Estatística está ligada à realidade. Após esta introdução, o Capítulo 2 traz o Referencial Teórico, dividido em conteúdos sobre Estatística, Resolução de Problemas, tabelas e gráficos, além de Medidas de Tendência Central (moda, média e mediana). Também neste capítulo, são apresentados resumos de dissertações que tratam de temas relacionados a pesquisa. A seguir, o Capítulo 3, dos Procedimentos Metodológicos, explica pontos importantes do projeto, como o problema de pesquisa, os objetivos e a metodologia da pesquisa e do ensino. No Capítulo 4 são feitas as análises dos resultados obtidos a luz do referencial teórico. Por último são apresentadas as considerações sobre o trabalho realizado. 10 2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 ESTATÍSTICA Zeni e Faria (2006) salientam que a Estatística surgiu da necessidade do ser humano em quantificar o que tem e o que quer conquistar. Os autores afirmam que, no século XVI, os povos pesquisavam número de habitantes, nascimentos, mortes e outras grandezas demográficas e econômicas. Ao mesmo tempo, estimavam riquezas de pessoas e grupos a partir de informações como áreas de terra. Os governos definiam as quantidades de suprimentos que repartiriam e de impostos que cobrariam. Na sua origem, a Estatística era uma espécie de ferramenta de gestão do Estado, que usava registros de população, riquezas e outros para tomar decisões de natureza política, econômica e social (CAZORLA, KATAOKA e SILVA, 2010, p. 19). Bem antes disso, de acordo com Lopes (1998), em 3.000 a. C. já eram realizados censos na Babilônia, China e Egito. Segundo a mesma autora, os registros dessa época mostram que o rei chinês Yao mandou fazer uma verdadeira estatística agrícola e um levantamento comercial do país. Na Idade Média, definições de diretrizes sobre impostos e armamentos passaram a se valer deste ramo da Matemática. (CRESPO, 2009, p.1). O mesmo autor relata que, a partir do século XVI, surgem as primeiras análises sistemáticas de fatos sociais, como batizados, casamento, funerais, originando as primeiras tábuas, tabelas e números relativos. No século XVIII, o estudo destes fatos se torna, aos poucos, científico, sendo a nova ciência ou método chamada de Estatística por Godofredo Achenwall, que determinou seus objetivos e relações com as demais ciências. No século XIX, segundo Souza (2006,p. 14), novo impulso à Estatística como ferramenta de leitura de fenômenos sociais foi dado pelo belga Quetelet, organizador da primeira conferência mundial de Estatística e articulador de um observatório em Bruxelas, que trabalhava com dados estatísticos, geográficos e meteorológicos, avaliando fenômenos como criminalidade e divisão por classes, que moldariam o conceito do chamado “homem médio”. Entre os séculos XVI e XVIII, acontece a união entre Estatística e Probabilidade em estudos de autores como Pierre Simon Marquis de Laplace, o alemão Friedrich Gauss e o próprio Quetelet, fundamentais para o desenvolvimento do cálculo das probabilidades. (MOREIRA, 1964, p. 11) 11 As bases do que se conhece hoje como Estatística se originaram na década de 1970, conforme Batanero (2001), a partir de um movimento mundial que reconheceu a importância do desenvolvimento do raciocínio probabilístico, a ruptura com o determinismo nas aulas de Matemática, a dimensão política e ética do uso da Estatística. Muitas nações colocam este conteúdo na Educação Básica. No Brasil, a partir do século XIX, a Estatística foi entrando nos meios governamental e educacional. Pardal (1993, p. 90) relata que, em 1810, nos registros da Academia Militar do Rio de Janeiro, pela primeira vez esta ciência apareceu como disciplina. Em 1870, era realizado o primeiro censo demográfico brasileiro, que apurou uma população de 8.419.672 pessoas, um número impreciso, dadas as condições científicas metodológicas e de pesquisa de campo então disponíveis. Em 1938, segundo Moreira (1964), novo salto na expansão e reconhecimento da estatística no país veio com a criação do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), até hoje fundamental por suas ações como o censo demográfico, a Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílio (PNAD), estudos sobre mercado de trabalho, arrecadação, Produto Interno Bruto (PIB) e várias outras. Em 1988, o Ministério da Educação e do Desporto, junto com as Secretarias Estaduais de Educação, elaboraram os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs). O objetivo foi unificar o Ensino Básico no Brasil, orientando os professores na busca de novas metodologias e propostas de mudanças para a melhoria na qualidade da educação e na aprendizagem do aluno. Uma das bases dos Parâmetros é que o professor estabeleça ligações entre os conteúdos estudados e as situações do cotidiano dos alunos. E que esta prática permita a eles desenvolver suas competências e habilidades, preparando-os para o exercício da cidadania e um convício social melhor. No final dos anos 1990, conceitos elementares de estatística foram introduzidos na Educação Básica e incluídos na estrutura curricular da disciplina de Matemática do Ensino Fundamental (BRASIL, 1997, 1998) e Médio (BRASIL, 2002, 2006) com a publicação nos PCNs. No Ensino Fundamental brasileiro, conteúdos de Estatística, Probabilidade e Combinatória fazem parte do bloco Tratamento da Informação, um dos quatro blocos de conteúdos da Matemática, junto com Números e Operações, Grandezas e Medidas e Espaço e Forma. No Ensino Médio, fazem parte da Análise de Dados, um dos três eixos, junto com Álgebra e Geometria e Medidas. 12 Com relação à estatística, a finalidade é fazer com que o aluno venha a construir procedimentos para coletar, organizar, comunicar dados, utilizando tabelas, gráficos e representação que aparecem frequentemente em seu dia-a-dia. Além disso, calcular algumas medidas estatísticas como média, mediana e moda com o objetivo de fornecer novos elementos para interpretar dados estatísticos. (BRASIL, 1998, p.52) Sobre a Probabilidade, ainda segundo os PCNs, a principal finalidade é a compreensão de que muitos dos acontecimentos do cotidiano são de natureza aleatória, identificando possíveis resultados desses acontecimentos e até estimando o grau da possibilidade acerca do resultado de cada um deles, cabendo à escola propor situações em que os alunos possam realizar experimentos e fazer observações dos eventos. Quanto à Combinatória, o objetivo expresso nos PCNs é levar o aluno a lidar com situações que envolvam diferentes tipos de agrupamentos que possibilitem o desenvolvimento do raciocínio combinatório e a compreensão do princípio multiplicativo para sua aplicação no cálculo de probabilidades. Com esses objetivos, os PCNs recomendam que professores incentivem os alunos a observar os fenômenos, especular hipóteses, reunir dados, tratando-os e analisando-os do ponto de vista da investigação científica. E incentivam a leitura e interpretação de gráficos, tabelas e medidas publicados pelos meios de comunicação, a fim de que o aluno saiba posicionar-se de forma crítica diante dessas informações. Os PCNs sugerem que os conteúdos do bloco Tratamento da Informação possam ser trabalhados em projetos interdisciplinares, integrando áreas como História e Geografia. Surge aqui outra virtude da estatística: ela é capaz de unir disciplinas, dando ao aluno uma visão interdisciplinar dos fenômenos e permitindo observar, analisar e concluir utilizando o pensamento científico. Crespo (2009, p. 3) define a Estatística como “parte da Matemática Aplicada que fornece métodos para a coleta, organização, descrição, análise e interpretação de dados e para a utilização dos mesmos na tomada de decisões”. Para que o indivíduo absorva a capacidade de leitura e interpretação de dados (informações) apresentados na forma de tabelas ou gráficos, é necessário desenvolver habilidades condizentes com um nível de letramento estatístico. Gall (2002, apud PAGAN, 2010, p. 47) aponta que letramento estatístico é a capacidade de interpretar e avaliar criticamente informações estatísticas, levando em consideração os argumentos relacionados aos dados ou aos fenômenos apresentados em 13 algum contexto. Mendoza e Swift (1981 apud LOPES, 2008, p. 59) entendem que o conhecimento de estatística e probabilidade é necessário para a atuação do cidadão na sociedade. Cazorla (2004, p.2) afirma que, “para uma cidadania plena, o pensamento estatístico é tão necessário quanto a capacidade de ler e escrever”. Um problema a ser enfrentado pelo educador, para que a Estatística seja vista e usada como ferramenta de cidadania, é o fato de que os estudantes, segundo Campos et al (2011, p. 477), tendem a equiparar Estatística a Matemática acreditando que o foco deva estar em números e fórmulas, sem criar uma relação com o contexto real. Em parte, isso pode ocorrer quando a atenção e o tempo do aluno se prendem, como definem Ponte e Canavarro (1997, p.178), ao “domínio de técnicas como a construção de tabelas de frequência, a construção de gráficos de barras e de setores e o cálculo de índices como médias e medianas”, ou seja, mais no “como fazer do que na interpretação dos dados”. Neste tripé educação-estatística-cidadania, Lopes (2008) afirma que, Para que o ensino de estatística e probabilidade contribua na educação para a efetivação desse fato, é importante que se possibilite aos alunos o confronto com problemas variados do mundo real e que eles tenham possibilidade de escolher suas próprias estratégias para solucioná-los. (p.61) D‟Ambrósio (2003, p.87) acrescenta que: “A educação para a cidadania, que é um dos grandes objetivos da educação de hoje, exige uma „apreciação‟ do conhecimento moderno, impregnado de ciência e tecnologia”. Uma das necessidades, para transformar o conhecimento estatístico em ferramenta de cidadania, é o chamado raciocínio estatístico, definido por autores como Ben-Zvi (2008 apud CAMPOS, et al, 2011, p. 481) como “a capacidade de interpretar, por completo, os resultados de um problema baseado em dados reais. Essas habilidades são muito importantes, todos os cidadãos devem possuí-las e entendê-las, e elas devem constituir um ingrediente padrão na educação de todo estudante”. Neste contexto, cresce o papel do professor e cresce, também, a dúvida sobre a capacidade de os docentes cumprirem sua missão quando se trata de Estatística, como alerta Ben-Zvi, Garfield (2004 apud CAMPOS, et al, 2011, p. 477), para quem “muitos dos quais nunca estudaram estatística aplicada nem se engajaram em atividades de análises de dados”. Antes dos PCNs, a Estatística era tratada no Ensino Médio como um tópico teórico de Matemática, o que quase não propiciava pesquisas ou trabalho prático com os 14 alunos. Com o reconhecimento pelos PCNs, desde as Séries Iniciais do Ensino Fundamental surgiram diferentes enfoques para o trabalho com a Estatística em sala de aula, transformando-a em ferramenta para compreensão de informações e fenômenos além dos limites da escola, como aqueles veiculados diariamente em jornais, TV e internet. Ao mesmo tempo, a Estatística contribui para levar o aluno a perceber a importância do uso dos meios tecnológicos disponíveis na sociedade contemporânea, como os softwares de elaboração de gráficos e tabelas, coleta e troca de dados. O apelo para o uso da representação gráfica deve-se a eficiência para transmitir informações e por ser visualmente mais prazerosa, existindo evidências de que os formatos gráficos apresentam a informação de uma forma mais amena para as pessoas perceberem e raciocinarem mais facilmente sobre ela. (CAZORLA, 2002, p. 54) Os PCNs de Matemática (BRASIL, 1997) apontam que a demanda social leva a destacar a Estatística e o tratamento da informação como um bloco de conteúdo relevante para que o aluno possa “construir procedimentos para coletar, organizar, comunicar e interpretar dados do seu dia a dia”. (p. 56) “A demanda social é que leva a destacar este tema como um bloco de conteúdos, embora pudesse ser incorporado aos anteriores. A finalidade do destaque é evidenciar sua importância, em função de seu uso atual na sociedade.” (BRASIL, 2000, p.56) A evolução da Estatística, a sua condição de ferramenta desde antigas civilizações e o seu posterior reconhecimento no ambiente acadêmico e educacional a credenciam como uma valiosa ferramenta de apoio ao professor no cumprimento do que determinam os PCNs (BRASIL, 1997): Capacitar o ser humano para a realização de atividades nos três domínios da ação humana: a vida em sociedade, a atividade produtiva e a experiência subjetiva, visando à integração de homens e mulheres no tríplice universo das relações políticas, do trabalho e da simbolização subjetiva. (p.56) Uma das exigências para a concretização desta tarefa é uma prática pedagógica baseada na investigação e exploração, gerando nos estudantes o domínio de conceitos estatísticos e probabilísticos que os auxiliem em sua leitura do mundo. 2.2 RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS O capítulo anterior defende maior atenção ao estudo da Estatística no Ensino Fundamental, entendendo-a como poderosa parceira da Matemática para preparar os 15 alunos a enfrentar os desafios da realidade. Nesta secção, o objetivo é apontar que a Metodologia de Resolução de Problemas pode ajudar o educador a trabalhar a Estatística com os alunos. Esta relação entre Estatística e Resolução de Problemas se sustenta em reflexões de vários autores, como Lopes (2008): [...] não faz sentido trabalharmos atividades envolvendo conceitos estatísticos e probabilísticos que não estejam vinculados a uma problemática. Propor coleta de dados desvinculada de uma situaçãoproblema não levará à possibilidade de uma análise real. Construir gráficos e tabelas desvinculados de um contexto ou relacionados a situações muito distantes do aluno pode estimular a elaboração de um pensamento, mas não garante o desenvolvimento de sua criticidade. (p. 62) Para Van de Walle (2009), Um problema é qualquer tarefa ou atividade para a qual os estudantes não têm métodos ou regras prescritas ou memorizadas, nem a percepção de que haja um método específico para chegar à solução correta. Acrescentando um caráter subjetivo a esta questão, no contexto da metodologia aqui apresentada, consideramos que problema refere-se a tudo aquilo que não sabemos fazer, mas que estamos interessados em fazer. (p. 57) A Resolução de Problemas tem cumprido diferentes papéis no ensino da Matemática ao longo dos tempos. Na Antiguidade, povos como egípcios e gregos trabalhavam problemas matemáticos de forma mais mecânica e repetitiva, a partir da solução de um que indicava um caminho para resolver outros semelhantes. Este também era o formato empregado no início do século XX em relação a todo o ensino da Matemática: repetição mecânica e memorização. O êxito do aluno era proporcional à sua capacidade de superar os desafios mesmo sem a plena compreensão do caminho seguido. Bastava receber a informação, anotar, memorizar e repetir. (ONUCHIC, 1999). No final da década de 50, os norte-americanos consolidaram uma novidade que influenciaria o ensino da disciplina em todo o planeta: a Matemática Moderna. Influente, porém muito questionável, por ter sido construída sem a participação de professores em sala de aula. As bases eram a teoria dos conjuntos e a álgebra, o que gerou um método excessivamente formal, teórico, usando a abstração e nada aplicável ao mundo real. “Infelizmente, professores e pais tinham a tendência para não se sentirem à vontade com a nova maneira de ensinar”, enquanto “as crianças não estavam a aprender 16 as abstrações e as suas habilidades básicas tinham-se perdido”, como escreveu Schoenfeld (1996, p.3). O autor também criticava o que batizou de “aritmética do relógio”, por entender que a Matemática Moderna gerava no aluno um aprendizado muito precoce de conteúdos mais complexos. De certa forma, a Matemática Moderna ia contra estudos que defendem um modelo mais integrado, real e participativo no ensino da disciplina, como defendem Brandão e Selva (1999). Segundo os autores é preciso que o professor “estimule a interação entre as crianças, fazendo perguntas, explorando as diferentes estratégias de solução que elas utilizam, seja mediante uso de cálculo mental, da contagem nos dedos, nos materiais concretos, ou mediante registros no papel”. (p. 3) Apesar das críticas e deficiências, a Matemática Moderna predominou nos anos 1960 e 1970, quando surgiram estudos sobre o método que estimulava o aluno a pensar a partir da Resolução de Problemas. Estes estudos se consolidaram nos anos 1980, conforme Onuchic e Allevatto (2005), inspirados por Polya (1978), o primeiro matemático a apresentar uma heurística de resolução de problemas específica para a Matemática. É de Polya o seguinte enunciado: “Resolver problemas é a realização específica da inteligência, e se a educação não contribui para o desenvolvimento da inteligência, ela está obviamente incompleta”. (POLYA, 1978, p. 2). Polya (1978) propõe quatro fases para resolver um problema: 1) Compreensão do problema: é fundamental para o aluno compreender o problema. O enunciado verbal precisa ficar bem entendido assim como o problema escolhido não poderá ser muito fácil, nem muito difícil. É importante fazer perguntas. Por exemplo: Qual é a incógnita? Quais são os dados? Quais as condições? É possível satisfazer essas condições? Qual a condicionante? A construção de figuras para ilustrar a situação proposta também poderá ser útil. 2) Estabelecimento de um plano: para estabelecer um plano, é importante descobrir conexões entre os dados e a incógnita; considerar problemas auxiliares ou particulares caso uma conexão não seja encontrada no tempo estabelecido. Neste caso, algumas perguntas podem ajudar. Você conhece algum problema comparável a este? É possível utilizá-lo? Olhe para a incógnita e procure encontrar um problema parecido, que tenha uma incógnita semelhante. Caso encontre um problema análogo, tente aproveitá-lo como elemento auxiliar na resolução do problema proposto. Se não conseguir resolver o problema com os dados dispostos procure alterar esses dados e a incógnita, de modo que a nova incógnita e os novos dados fiquem mais próximos do problema. Não esqueça de levar em conta todas as incógnitas, dados e condições apresentadas, as quais poderão encaminhá-lo à solução desejada. 17 3) Execução do plano: para executar o plano, é muito mais fácil. Para conseguir fazer isso, é importante que o aluno tenha conhecimento prévio e concentração para alcançar o objetivo proposto; paciência para verificar cada passo do plano e estar convicto em algumas respostas como, por exemplo: é possível perceber e demonstrar que o passo está correto? 4) Retrospecto: ao fazer o retrospecto, poderá verificar os resultados obtidos e os argumentos utilizados corrigindo-os e aperfeiçoando-os se necessário. Ainda, algumas questões podem ser levantadas: Pode-se chegar ao resultado por outro caminho? É possível utilizar o resultado, ou o método em algum outro problema? Qual será a utilidade desse resultado? (p.4-10). Em seu livro A Arte de Resolver Problemas, Polya afirma: “Uma grande descoberta resolve um grande problema, mas há sempre uma pitada de descoberta na resolução de qualquer problema” (POLYA, 1978, p. 5). Em 1980, o National Council of Teachers of Mathematics (NCTM), uma organização de educadores profissionais, na publicação “Uma Agenda para a Ação”, afirmou que “resolução de problemas deve ser o foco da Matemática escolar nos anos oitenta” (ONUCHIC e ALLEVATO, 2009, p. 4). Mas, para Schoenfeld (1996), muito do que passava por Resolução de Problemas nos anos 80 eram apenas ideias de tipo truque, ou métodos rotineiros para problemas elementares. “Tais práticas podem ser mais valiosas que o exercício da tabuada, mas não muito mais”. (p. 4) No final daquela década, Schroeder e Lester (1989, apud ONUCHIC, 2008, p. 7) apresentam três caminhos para abordar Resolução de Problemas: teorizar sobre resolução de problemas, ensinar a resolver problemas e ensinar matemática através da resolução de problemas, que passa a ser vista como metodologia de ensino e instrumento de ensinar matemática. Esta foi a base do debate nos anos 1990 e 2000. Estudos desenvolvidos pelo NCTM, com destaque para os Princípios e Padrões para a Matemática Escolar, reforçam esta nova visão de ensino-aprendizagem de Matemática. A Resolução de Problemas é destacada como um dos padrões de processo para o ensino de Matemática, e o ensino através da Resolução de Problemas é fortemente recomendado. (ONUCHIC; ALLEVATO, 2005). Sobre resolução de problemas D‟Ambrósio coloca: A partir dos anos 90 a resolução de problemas se tornou uma parte integrante da sala de aula de matemática. Surgiram as propostas curriculares que situavam o ensino da matemática via resolução de problemas. A proposta era de colocar problemas aos alunos a partir dos quais novo conteúdo pudesse ser desenvolvido. Surgiram várias propostas interessantes como o uso de modelagem, e o uso de 18 problemas de investigação, a serem resolvidos individualmente ou em pequenos grupos. Com uma postura diferente quanto aos tipos de atividade a serem propostas aos alunos, modificava-se a dinâmica da sala de aula. (D‟AMBROSIO e OHIO, 2008, p.2). No Brasil, foram criados os PCNs – Parâmetros Curriculares Nacionais (BRASIL, 1997, 1998, 1999), que apontam o desenvolvimento da capacidade de resolver problemas, explorá-los, generalizá-los e até propor novos problemas a partir deles, como um dos propósitos do ensino de Matemática; indicam a resolução de problemas como ponto de partida das atividades matemáticas e discutem caminhos para a Matemática na sala de aula. Não somente em Matemática, mas até particularmente nessa disciplina, a resolução de problemas é uma importante estratégia de ensino. Os alunos, confrontados com situações-problema, novas mas compatíveis com os instrumentos que já possuem ou que possam adquirir no processo, aprendem a desenvolver estratégia de enfrentamento, planejando etapas, estabelecendo relações, verificando regularidades, fazendo uso dos próprios erros cometidos para buscar novas alternativas; adquirem espírito de pesquisa, aprendendo a consultar, a experimentar, a organizar dados, a sistematizar resultados, a validar soluções; desenvolvem sua capacidade de raciocínio, adquirem autoconfiança e sentido de responsabilidade; e, finalmente, ampliam sua autonomia e capacidade de comunicação e de argumentação. (BRASIL, 2000, p.52) Fica claro nos PCNs um vínculo entre Estatística, Resolução de Problemas e a realidade dos alunos, como defende Dewey (1933, apud D‟AMBROSIO e OHIO, 2008, p. 1) ao propor que os projetos curriculares sejam baseados nas experiências dos alunos, e que tudo que fosse colocado para o aluno sem uma ligação com sua experiência se tornaria “inútil, como entulho, criando barreiras e obstruindo a possibilidade de pensar sobre os problemas enfrentados”. O tipo de problema a ser escolhido é um ponto crítico. Dante (2005) aponta características de um bom problema: - ser desafiador para os alunos; - ser real para o aluno; - ser interessante para o aluno; - ser o elemento desconhecido de um problema realmente desconhecido; - não consistir na aplicação evidente e direta de uma ou mais operações aritméticas; - ter um nível adequado de dificuldade. 19 Onuchic (1998, apud SOUZA, NUNES, 2007, p. 6) propõe um conjunto de questionamentos que o docente deve se fazer ao escolher um problema para aplicar em sala de aula: - Será que isso é um problema? Por quê? - Qual conteúdo matemático poderá ser iniciado com este determinado problema? - Há necessidade de se considerar problemas secundários associados ao problema principal? - Para qual série é adequado esse tipo de problema? - Que caminhos podem ser percorridos pelos alunos para obterem a solução? - Como observar o raciocínio e as respostas dos alunos? - Qual grau de dificuldade os alunos poderão ter diante deste problema? - Como professor, quais as próprias dificuldades para resolver o problema? - Como relacionar o problema com aspectos sociais e culturais? Percebe-se, em toda esta abordagem sobre Resolução de Problemas como ferramenta de compreensão da Estatística associada à realidade, o papel decisivo que o docente exerce – como de resto exerce em todos os momentos da missão de educar. Entre as tarefas mais importantes do professor em sala de aula está a de ser mediador entre o conhecimento e o aluno, o que não acontece se o professor assume apenas o papel de transmissor de conhecimento. Com o objetivo de auxiliar o aluno a desenvolver habilidades, muitos professores estão buscando na resolução de problemas uma alternativa metodológica para melhorar a aprendizagem, pois é uma das maneiras de fazer o educando pensar, propor e planejar soluções. (POZO, 1998, p. 13). Para Soares e Pinto (2001), os docentes precisam compreender “seu papel incentivador, facilitador, mediador das ideias apresentadas pelos alunos, de modo que estas sejam produtivas, levando os alunos a pensarem e a gerarem seus próprios conhecimentos”. (p.7) Ao mesmo tempo em que cresce a percepção do papel do docente, vale destacar a dúvida sobre o preparo para dar conta deste desafio. Guimarães e Vasconcelos (2007) fazem um alerta baseado em estudo que teve como foco um grupo de acadêmicos e professores de Educação Básica, mas que se aplica à categoria como um todo. Para as duas pesquisadoras, falta “compreensão acerca da relação que existe entre o trabalho com resolução de problemas e o ensino de conceitos matemáticos”. (p. 16) A conclusão das autoras é de que esta distorção tem “relação com a formação inicial dos mesmos, que ainda se fundamenta no modelo que dissocia a teoria da prática 20 e parece não privilegiar discussões a respeito da importância do trabalho com a resolução de problema para o ensino de conceitos”. (p.16) D‟Ambrósio e Ohio (2008) alertam sobre a dificuldade de o professor, ao aplicar uma atividade de resolução de problemas, manter um ambiente desafiador, propositivo, que leve à construção do conhecimento, optando por resolver e, com isso, “estragar” o problema. O problema resolvido pelo professor não tem o mesmo efeito daquele resolvido pelos alunos, sem muita intervenção do professor. Vários estudos revelaram que o professor que estraga o problema muitas vezes não percebe o efeito negativo de sua intervenção. (....) A falta de confiança no processo de construção do conhecimento, inevitavelmente resulta na eliminação (ou diminuição) das oportunidades oferecidas aos alunos para resolverem problemas de alta demanda cognitiva. (p. 6) O GTERP - Grupo de Trabalho e Estudos em Resolução de Problemas, UNESP, Rio Claro/SP é um dos destaques no meio acadêmico brasileiro em Metodologia de Ensino-Aprendizagem-Avaliação de Matemática através da Resolução de Problemas, sob liderança da Professora Dra. Lourdes de la Rosa Onuchic. O grupo se concentra na visão de que um problema é ponto de partida e orientação para a aprendizagem, e a construção do conhecimento se dará pela sua resolução. E defende que professor e alunos, juntos, desenvolvam esse trabalho e a aprendizagem se realize de modo colaborativo em sala de aula (ALLEVATO, ONUCHIC, 2007; ONUCHIC; ALLEVATO, 2005). Essa convicção inspirou o uso da palavra composta ensino-aprendizagem-avaliação para denominar os estudos de Onuchic. Segundo a própria pesquisadora, o objetivo é “expressar uma concepção em que ensino e aprendizagem devem ocorrer simultaneamente durante a construção dos conhecimentos, tendo o professor como guia e os alunos como co-construtores deste conhecimento”. (ONUCHIC, 2009, p. 97) O ensino-aprendizagem-avaliação de matemática através da resolução de problema é diferente daquele em que regras de “como fazer” são privilegiadas. Ele reflete uma tendência de reação a caracterizações passadas como um conjunto de fatos, domínio de procedimentos algorítmicos ou um conhecimento a ser obtido por rotina ou por exercício mental. (ONUCHIC, 1999, p.203) Sobre ensinar a resolver problemas, Dante (2005) salienta: 21 Ensinar a resolver problemas é uma tarefa muito mais complexa do que ensinar algoritmo e equações. A postura do professor ao ensinar um algoritmo é, em geral, a de um orientador dando instruções, passo a passo, de como fazer. Na resolução de problemas, ao contrário, o professor deve funcionar como incentivador e moderador das ideias geradas pelos próprios alunos. Nesse caso, as crianças participam ativamente “fazendo Matemática”, e não ficam passivamente “observando” a Matemática “ser feita” pelo professor (p. 52). Onuchic e Allevato (2009, p.8) apresentam uma proposta que consiste em organizar as atividades de resolução de problemas de acordo com nove etapas: 1) Preparação do problema - Selecionar um problema visando à construção de um novo conceito, princípio ou procedimento. Esse problema será chamado problema gerador. É bom ressaltar que o conteúdo matemático necessário para a resolução do problema não tenha ainda sido trabalhado em sala de aula. 2) Leitura individual - Entregar uma cópia do problema para cada aluno e solicitar que seja feita sua leitura. 3) Leitura em conjunto - Formar grupos e solicitar nova leitura do problema, agora nos grupos. - Se houver dificuldade na leitura do texto, o próprio professor pode auxiliar os alunos, lendo-lhes o problema. - Se houver, no texto do problema, palavras desconhecidas para os alunos, surge um problema secundário. Busca-se uma forma de poder esclarecer as dúvidas e, se necessário, pode-se, com os alunos, consultar um dicionário. 4) Resolução do problema - De posse do problema, sem dúvidas quanto ao enunciado, os alunos, em seus grupos, num trabalho cooperativo e colaborativo, buscam resolvê-lo. Considerando os alunos como co-construtores da “matemática nova” que se quer abordar, o problema gerador é aquele que, ao longo de sua resolução, conduzirá os alunos para a construção do conteúdo planejado pelo professor para aquela aula. 5) Observar e incentivar – Nessa etapa o professor não tem mais o papel de transmissor do conhecimento. Enquanto os alunos, em grupo, buscam resolver o problema, o professor observa, analisa o comportamento dos alunos e estimula o trabalho colaborativo. Ainda, o professor como mediador leva os alunos a pensar, dando-lhes tempo e incentivando a troca de ideias entre eles. - O professor incentiva os alunos a utilizarem seus conhecimentos prévios e técnicas operatórias já conhecidas necessárias à resolução do problema proposto. 22 Estimula-os a escolher diferentes caminhos (métodos) a partir dos próprios recursos de que dispõem. Entretanto, é necessário que o professor atenda os alunos em suas dificuldades, colocando-se como interventor e questionador. Acompanha suas explorações e ajuda-os, quando necessário, a resolver problemas secundários que podem surgir no decurso da resolução: notação; passagem da linguagem vernácula para a linguagem matemática; conceitos relacionados e técnicas operatórias; a fim de possibilitar a continuação do trabalho. 6) Registro das resoluções na lousa – Representantes dos grupos são convidados a registrar, na lousa, suas resoluções. Resoluções certas, erradas ou feitas por diferentes processos devem ser apresentadas para que todos os alunos as analisem e discutam. 7) Plenária – Para esta etapa são convidados todos os alunos para discutirem as diferentes resoluções registradas na lousa pelos colegas, para defenderem seus pontos de vista e esclarecerem suas dúvidas. O professor se coloca como guia e mediador das discussões, incentivando a participação ativa e efetiva de todos os alunos. Este é um momento bastante rico para a aprendizagem. 8) Busca do consenso – Após serem sanadas as dúvidas e analisadas as resoluções e soluções obtidas para o problema, o professor tenta, com toda a classe, chegar a um consenso sobre o resultado correto. 9) Formalização do conteúdo – Neste momento, denominado “formalização”, o professor registra na lousa uma apresentação “formal” – organizada e estruturada em linguagem matemática – padronizando os conceitos, os princípios e os procedimentos construídos através da resolução do problema, destacando as diferentes técnicas operatórias e as demonstrações das propriedades qualificadas sobre o assunto. Cabe, ainda, destacar que, na metodologia proposta por Onuchic e Allevato (2009), os alunos primeiro têm contato com o problema, sem conhecer o conteúdo matemático formal necessário para a sua resolução. Este é um dos motivos pelos quais este método gera o debate, a interação e a descoberta por parte do aluno, sem ser refém de fórmulas e soluções sugeridas pelo professor. 2.3 LEITURA E INTERPRETAÇÃO DE TABELAS E GRÁFICOS Nos telejornais, jornais, revistas e na internet, é possível observar o uso crescente de informações expressas na forma de gráficos e tabelas. São recursos que 23 unem transmissão de informações relevantes e uma solução visual que organiza os conteúdos e desperta a curiosidade dos leitores, telespectadores e internautas. No entanto, há uma contradição entre a grande importância de gráficos e tabelas na vida real e o pouco destaque que costumam ganhar em sala de aula, gerando baixo entendimento sobre como são construídos, trabalhados e utilizados. Batanero (1992) afirma que dominar estes conteúdos é um fator cada vez mais importante na construção da cidadania, mas estudos apontam que tanto crianças quanto adultos enfrentam grandes dificuldades em tarefas associadas a eles.(SANTOS e MAGINA, 2001). Os PCNs recomendam que professores incentivem os alunos a observar os fenômenos, especular hipóteses, reunir dados, tratando-os e analisando-os do ponto de vista da investigação científica. E incentivam a leitura e a interpretação de gráficos, tabelas e medidas publicados pelos diversos meios de comunicação, a fim de que o aluno saiba posicionar-se de forma crítica diante dessas informações. Segundo Pereira (2009, p. 34), “as tabelas são usadas para resumir um conjunto de informações, e os gráficos, além de também resumirem informações, buscam, no efeito visual, prender a atenção do leitor tornando-se mais eficazes no estudo do fenômeno”. Um dos objetivos da estatística é sintetizar os valores que uma ou mais variáveis podem assumir, para que tenhamos uma visão global da variação dessa ou dessas variáveis. E isso ela consegue, inicialmente, apresentando esses valores em tabelas e gráficos que irão nos fornecer rápidas e seguras informações a respeito das variáveis em estudo, permitindo-nos determinações administrativas e pedagógicas mais coerentes e científicas. (CRESPO, 2009, p.17) Tabela, segundo Veras (2010, p. 26), é “um conjunto de dados dispostos em linhas e colunas, distribuídos ordenadamente em função de alguns critérios adotados por diversos sistemas estatísticos”. Conforme o autor, clareza e organização são características fundamentais numa tabela. Segundo o IBGE, uma tabela é constituída pelos seguintes elementos: a) Título: inscrito no topo, para indicar a natureza e as abrangências geográfica e temporal dos dados numéricos. Deve ser breve, porém claro e explicativo; b) Cabeçalho: parte superior da tabela que especifica o conteúdo das colunas; c) Coluna indicadora: parte da tabela que especifica o conteúdo das linhas; d) Linhas: inscritas nas colunas indicadoras, para indicar, complementarmente ao título, o conteúdo das linhas; e) Casa ou célula: espaço destinado a um só número; 24 f) Corpo: conjunto de linhas ou colunas que contém informações sobre a variável em estudo; g) Fonte: identificador do responsável (pessoa física ou jurídica) ou responsáveis pelos dados numéricos. Nesta pesquisa trabalhamos apenas com tabelas chamadas simples e de dupla entrada. A tabela simples organiza os dados que possuem apenas uma característica. Quando precisamos organizar, numa mesma tabela, os dados que possuem duas ou mais característica usamos a tabela de dupla entrada, também conhecida como tabela comparativa. Conforme Spiegel (1993), os gráficos são uma apresentação geométrica dos dados numéricos. Monteiro (1999) acrescenta que a representação na forma de gráficos costuma estar associada à ordenação de informações quantitativas dispostas em dois eixos perpendiculares, sendo um horizontal (das abscissas) e um vertical (das ordenadas). O mesmo autor tem um conceito que vai além da Matemática e da Estatística: “Os gráficos, portanto, se apresentam como ferramenta cultural que permite ampliar a capacidade humana de tratamento de informações quantitativas e de estabelecimento de relações entre as mesmas”. (MONTEIRO, 1999, p.1) Muitas vezes, o gráfico fornece menos dados que uma tabela, mas favorece uma visão geral dos dados, deixando evidentes as tendências, as ocorrências ocasionais, os valores máximos e mínimos e as ordens de grandeza dos fenômenos. A visão espacial e a possibilidade de comparar dados fornecidos pelos gráficos são vantagens em relação às tabelas e tornaram os gráficos muito utilizados na imprensa, em relatórios de empresas, por professores de diversas disciplinas além da Matemática e em várias outras situações. Monteiro (1999, p. 2) cita duas contribuições históricas de estudiosos para o desenvolvimento e popularização dos gráficos. Em 1673, o sistema cartesiano, criado por René Descartes, passou a representar fenômenos científicos por meio de funções matemáticas. Mais tarde, em 1786, Playfair utilizou gráficos para descrever dados econômicos, como a poupança acumulada por uma pessoa no decorrer de um período de tempo. Já nestes primeiros registros era possível perceber o gráfico como ferramenta matemática multidisciplinar e com várias funções. Mas Veras (2010, p. 29) observa que 25 o grande salto na popularização dos gráficos ocorreu nos anos 1960, com o surgimento da computação gráfica, que permitiu a visualização de gráficos com melhores recursos. É fundamental conhecer até que ponto os alunos compreendem os gráficos e tabelas, conseguem lê-los e interpretá-los. Isso porque, segundo Curcio (1991, apud VIEIRA, 2008), “a simples leitura literal não basta. É preciso desenvolver a capacidade de abstrair, gerando comparações e relações e, dessa forma, extraindo o máximo da compreensão dos dados estatísticos fornecidos por gráficos e tabelas”. Curcio (1991, apud VIEIRA, 2008, p. 20) organizou a compreensão de um gráfico em três níveis: leitura dos dados, leitura entre os dados e leitura além dos dados. O primeiro e mais simples é o da leitura dos dados, que é apenas ler os dados de um gráfico, tirando conclusões básicas, sem interpretação. É o que Pagan (2010, p. 82) definiu como “leitura literal”. A autora dá como exemplo de leitura dos dados quando o aluno identifica o ponto máximo e o ponto mínimo de um gráfico. O nível de leitura entre os dados exige que o aluno compare quantidades, integre e interprete os dados de um gráfico, além de ter conhecimentos matemáticos como as quatro operações. Curcio (1991, apud VIEIRA, 2008, p. 21) afirma que, neste nível, a pessoa começa a fazer inferência de natureza simples. Isso ocorre, por exemplo, quando ela identifica num gráfico de linha que mostra pesquisas eleitorais sucessivas se um candidato cresceu ou caiu na preferência do leitor. No nível da leitura além dos dados, o aluno precisa tirar conclusões lendo o gráfico, mas também considerando subsídios que estão fora do gráfico. Para Pagan (2010, p. 82) “é uma leitura que requer que a inferência seja feita com base em um banco de dados na cabeça do leitor e não do gráfico”. A leitura além dos dados tem várias situações nos gráficos da área econômica. Ao ler um índice de inflação de um mês, por exemplo, aquele dado terá mais significado se a pessoa souber se é um mês em que algum preço normalmente está alto, influenciado na alta do índice. Curcio (1991, apud VIEIRA, 2008, p.22) observa que a passagem do aluno do primeiro para o terceiro nível depende do envolvimento do professor, que deve motiválo a não se satisfazer com a leitura elementar e a buscar informações além do gráfico. Acreditamos, também, que a evolução do aluno será mais fácil se ele trabalhar com dados e situações que dizem respeito à sua realidade, por isso esta pesquisa se propõe a levar para dentro da sala de aula dados, tabelas e gráficos ligados ao censo de 2010 e à condição das famílias. 26 Para ser útil, o gráfico deve obedecer a certos requisitos fundamentais de acordo com o Quadro 1. Quadro 1 - Requisitos fundamentais para um gráfico. Simplicidade ser destituído de detalhes de importância secundária, assim como de traços desnecessários que possam levar o observador a uma análise morosa ou com erros. Clareza possibilitar uma correta interpretação dos valores representativos do fenômeno em estudo. Veracidade expressar a verdade sobre o fenômeno em estudo. Fonte: Adaptado de Crespo, 2009, p. 30. Há vários tipos de gráficos. Segundo Carzola (2002, p.7), “o Ensino Fundamental limita-se ao ensino dos gráficos de barras, colunas e os setores”. Neste trabalho foram utilizados estes três gráficos e, a título de exemplo, também os gráficos de linha. A escolha do tipo de gráfico depende da informação que se pretende transmitir. Cada gráfico é adequado a uma situação diferente a ser analisada. Crespo (2009) descreve que “gráfico em colunas ou em barras é a representação de uma série por meio de retângulos, dispostos verticalmente (em colunas) ou horizontalmente (em barras)”. (p.33) Segundo o mesmo autor, quando em colunas, os retângulos têm a mesma base e as alturas são proporcionais aos respectivos dados. E quando em barras, os retângulos têm a mesma altura e os comprimentos proporcionais aos respectivos dados. Dessa forma, fica garantida uma relação proporcional entre os dados e as medidas dos retângulos. Segundo Crespo (2009, p. 35), o gráfico de setores é empregado sempre que desejamos ressaltar a participação do dado no total. “Obtemos cada setor por meio de uma regra de três simples e direta, lembrando que o total da série corresponde a 360º.” (CRESPO, 2009, p.36) O gráfico de linhas deve ser usado para identificar a evolução de uma ou mais variáveis numa série estatística. Segundo Crespo (2009, p.31), “o gráfico em linha constitui uma aplicação do processo de representação das funções num sistema de coordenadas cartesianas”. 27 2.4 MEDIDAS DE TENDÊNCIA CENTRAL As medidas de tendência central indicam um ponto, chamado centro da distribuição dos dados, em torno do qual estão os dados. As principais medidas de tendência central são a média aritmética, a mediana e a moda. Este trabalho procura demonstrar a importância destas medidas para a compreensão da estatística, além de ajudar a identificá-las e compreendê-las em gráficos e tabelas a partir da metodologia de ensino de resolução de problemas. A média aritmética é a mais importante e a mais utilizada das medidas. Os primeiros registros do uso do conceito de média são da escola elementar francesa, em 1935. (PAGAN, 2010, p.84) Atualmente, a todo momento, vemos a média presente nas notícias da imprensa (“a renda média de um país”), na vida escolar (“o aluno obteve média suficiente para ser aprovado”), nas relações com o ambiente (“a temperatura média subiu”) e em várias situações. Por isso, dominar este conceito é uma necessidade para a compreensão da realidade e das informações do dia a dia. Crespo (2009, p. 73) tem a seguinte definição para média aritmética simples: “A média aritmética é o quociente da divisão da soma dos valores da variável pelo número deles, isto é: X= Sendo, X a média aritmética, os valores da variável e n o número de valores.” Em Batanero (2001, p.71), encontramos algumas propriedades da média aritmética: a) É um valor médio entre as extremidades da distribuição; b) A soma dos desvios de cada valor médio é igual a zero; c) O valor médio é influenciado pelos valores de cada um dos dados; d) A média não precisa ser igual a um dos valores dados; e) O valor médio obtido pode ser um valor que não faz sentido no contexto dos dados; f) O valor médio é representativo dos valores dados. Amaral (2010, p.46) destaca a importância de o aluno saber identificar nos gráficos as medidas de tendência central, principalmente a média. Ao fazer esta leitura, 28 o aluno estará demonstrando domínio mais profundo da estatística, alcançando o nível de compreensão que Curcio (1991, apud VIEIRA, 2008, p.21) definiu como “leitura entre os dados”. Esta necessidade também está destacada nos PCNs: Com relação a estatística, a finalidade é fazer com que o aluno venha a construir procedimentos para coletar, organizar e comunicar dados utilizando tabelas, gráficos e representações que aparecem frequentemente em seu dia a dia. Além disso, calcular algumas medidas estatísticas como média, mediana e moda com o objetivo de fornecer novos elementos para interpretar dados estatísticos. (BRASIL, 1997, p. 52) Em relação à mediana, Crespo (2009) coloca: A mediana é outra medida de posição definida como o número que se encontra no centro de uma série de números, estando estes dispostos segundo uma ordem. Em outras palavras, a mediana de um conjunto de valores, ordenados segundo uma ordem de grandeza, é o valor situado de tal forma no conjunto que o separa em dois subconjuntos de mesmos elementos. (p.87) A mediana depende da posição e não dos valores dos elementos na série ordenada, ao contrário da média que se deixa influenciar pelos valores extremos. Além disso, a mediana e a média não têm, necessariamente, o mesmo valor. Outra medida de tendência central de grande importância na Estatística é a moda. De acordo com Crespo (2009, p. 83), “denominamos moda o valor que ocorre com maior frequência em uma série de valores”. Quando mais de um valor aparece com maior frequência, a série será bimodal (dois valores) ou polimodal (mais de dois). Pode ocorrer ainda, uma série amodal, que não tenha um valor com maior frequência. 29 2.5 REVISÃO DE LITERATURA No desenvolvimento desse trabalho, várias pesquisas na área do ensino e aprendizagem de Estatística foram analisadas. A dissertação defendida por Daminelli (2011) descreve uma pesquisa desenvolvida com alunos da rede pública municipal de Osório, no litoral norte gaúcho. A autora teve dois objetivos: identificar a contribuição da Estatística para o ensino da Matemática e apontar o papel da Estatística na formação crítica dos estudantes. Como metodologia, usou o Estudo de Caso. O Referencial Teórico baseou-se nos Ambientes de Aprendizagem e Cenários para Investigação de Skovsmose (2000), e a Modelagem Matemática, de Barbosa (2001). Skovsmose (2000) é um crítico do formato tradicional de ensino de Matemática em que o professor expõe os conceitos e os alunos respondem de forma dependente do que foi exposto. Sustento que a educação matemática deve se mover entre os diferentes ambientes tal como apresentado na matriz. Particularmente, não considero a idéia de abandonar por completo os exercícios da educação matemática. [...] É importante que os alunos e professores, juntos achem seus percursos entre os diferentes ambientes de aprendizagem. (SKOVSMOSE, 2000, apud DAMINELLI, p.14) Completando o suporte teórico, a autora utilizou o conceito de modelagem, que tem como um dos destaques o ambiente de aprendizagem. Modelagem, como entendemos, estimula os alunos a investigarem situações de outras áreas que não a matemática por meio da matemática. Podemos, agora, falar no ambiente de aprendizagem de Modelagem. [...] Formulado de maneira sintética, assumimos que Modelagem é um ambiente de aprendizagem no qual os alunos são convidados a indagar, por meio da matemática, situações oriundas de outras áreas da realidade. (BARBOSA, 2001, apud DAMINELLI, p. 16) Daminelli (2011) sugere que os alunos coletem e organizem dados para aprender conceitos de Estatística. A autora entende que, assim, está levando o grupo a uma leitura crítica da realidade e atendendo a uma premissa dos PCNs. Ao defender este sentido crítico para a Educação Matemática a partir da Estatística, a autora ressalta a necessidade de que o professor esteja preparado para conduzir o trabalho com os alunos. A conclusão de Daminelli (2011) é que falta preparo ao docente, o que acaba gerando até a exclusão da Estatística dos conteúdos levados para a sala de aula. 30 Apesar da inclusão da Estatística e da Probabilidade no currículo de Matemática de vários países ser explícita e efetiva, o mesmo não ocorre dentro das salas de aula. Esses temas, em geral têm sido colocados ao final dos programas de ensino e, assim, nem sempre estudados pelos alunos, por falta de tempo, por falta de convicção do seu real interesse ou por falta de domínio teórico-metodológico do professor sobre os conteúdos estatísticos e probabilísticos. (LOPES, 2010, apud DAMINELLI, p. 22) Daminelli (2011) orientou os alunos a realizarem pesquisas estatísticas na sala de aula valorizando temas reais, como gravidez na adolescência e futebol. Ao mesmo tempo, estimulou o debate em torno destes temas, reforçando o papel da Matemática e da Estatística na vida das pessoas. Conceitos estatísticos, como média e mediana, foram sendo descobertos à medida que as atividades em aula evoluíam. Outra dissertação analisada foi a de Lopes (1998) intitulada: A Probabilidade e a Estatística no Ensino Fundamental: uma análise curricular, apresentada em 1998 na Unicamp. A autora analisou o ensino da Probabilidade e da Estatística nas propostas curriculares de Matemática dos estados de Minas Gerais, São Paulo e Santa Catarina, nos anos 1990, e nos Parâmetros Curriculares Nacionais, tendo como referenciais alguns currículos internacionais. Lopes percebeu, nos países que investigou, a preocupação em promover a aquisição de competências básicas necessárias ao exercício da cidadania e a utilização da Resolução de Problemas no processo ensinoaprendizagem. Ela coloca que, A Matemática que, anteriormente, era vista como uma via para ascensão do intelecto, da década de 80 em diante, passou a ser vista, nos currículos mundiais, como uma disciplina mental, com razões formativas e utilitárias e tem seu trabalho pedagógico centrado na resolução de problemas. Possui o objetivo maior de desenvolver capacidades que contribuam para a compreensão e interpretação do mundo da tecnologia, das ciências e do trabalho. (LOPES, 1998, p. 86) Para a autora, os Parâmetros Curriculares Nacionais deveriam ter valorizado mais a Probabilidade e a Estatística pouco tratadas em propostas curriculares brasileiras e ausentes da formação inicial do professor. Lopes (1998), alerta ainda para que os temas transversais em sala de aula não se transformem em modismo e em conteúdo desgastado, levando os estudantes ao desinteresse pela análise de dados. 31 A autora defende uma ligação forte e permanente entre Estatística e Probabilidade, ambas exercendo um papel essencial na formação da cidadania na análise da realidade. Lopes analisa o conceito de estocástica, que vincula Estatística e Probabilidade para desenvolver um raciocínio estatístico e probabilístico pela experimentação concreta. Da mesma forma, aprofunda a associação entre apropriar-se destes conteúdos e exercer a cidadania, o que, na sua visão, obtém-se pelo uso de situações concretas vivenciadas pelos alunos. “A aprendizagem da estocástica só complementará a formação dos alunos se for significativa, se considerar situações familiares a eles, que sejam contextualizadas, investigadas e analisadas.” (LOPES, 2008, p.59) A autora alerta sobre o fato de que não é suficiente ter a realidade como matériaprima e justifica, Não basta ao cidadão entender as porcentagens expostas em índices estatísticos, como crescimento populacional, taxas de inflação, desemprego... É preciso analisar/relacionar criticamente os dados apresentados, questionando/ponderando até mesmo sua veracidade. Assim como não é suficiente ao aluno desenvolver a capacidade de organizar e representar uma coleção de dados, faz-se necessário interpretar e comparar esses dados para tirar conclusões. (LOPES, 2008, p. 60) Lopes (2008, p.64) realça que a Estatística, associada à Probabilidade e transmitida via Resolução de Problemas, pode ser o fio condutor de um aprendizado que correlacione dados de múltiplas disciplinas, como Biologia, Física, Química e Geografia. O papel do docente na aplicação deste tipo de conhecimento é destacado pela autora que denomina este papel como um “desafio docente”, cujo ponto de partida seria o professor tomar consciência de sua ação política através de sua prática pedagógica. Outra dissertação analisada é de Estevam (2010). Em seu trabalho o autor buscou avaliar as contribuições de uma investigação exploratória de dados e analisar o papel das Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) no processo de ensino e aprendizagem de conceitos estatísticos no Ensino Fundamental, especialmente na leitura (que ele denomina “atribuição de significado”) de dados. Baseada na investigação exploratória de dados, a sequência didática aplicada a 27 alunos de uma escola estadual do interior paulista teve três dimensões: conceitual (envolveu conceitos estatísticos e matemáticos), procedimental (baseou-se na 32 investigação de dados) e atitudinal (provocou a capacidade crítica dos alunos diante de dados e informações estatísticas presentes no dia a dia). Para investigar a validade das chamadas TICs em sala de aula, o trabalho usou o Microsoft Excel, na organização de dados, e o software SuperLogo 3.0, na construção de gráficos. Apesar da defesa do uso das TICs, Estevam (2010) ressalta que a tecnologia em sala de aula não é um fim em si, mas um meio para alcançar objetivos: Trata-se do processo de integração da tecnologia no contexto do ensino e, principalmente, aprendizagem. Significa uma mudança educacional que deve ser acompanhada da introdução de novas ferramentas que possibilitem e facilitem o processo de expressão do pensamento, para que o indivíduo construa suas próprias representações dos objetos em estudo, aprendendo a pensar de forma autônoma e crítica. (ESTEVAM, p. 60) A metodologia adotada combinou Engenharia Didática, Teoria das Situações Didáticas de Brousseau e Teoria dos Registros de Representação Semiótica de Duval. O autor apresenta suas conclusões: o trabalho dos professores limita-se a reproduzir os livros didáticos, ficando apenas na interpretação tecnicista da análise de dados; professores do Ensino Fundamental restringem a Estatística ao letramento no nível cultural, ao invés do funcional; ler e interpretar dados parecem ser mais fácil que construir tabelas e gráficos, levando os professores à posição cômoda de usar exercícios prontos, exercendo uma espécie de reducionismo da estatística; a coleta e organização dos dados em tabelas pelos próprios alunos contribuem no envolvimento deles no momento da análise; os alunos precisam lidar com dados reais, num processo de investigação que inclua todas as etapas (coleta, organização, apresentação, análise e interpretação de dados), o que requer uma situação-problema significativa para o aluno, que contextualize e atribua sentido ao tratamento dos dados. O autor foi meticuloso e explorou ao máximo o envolvimento dos alunos na execução da pesquisa. Escolha do tema a pesquisar (a relação dos alunos com mídias como computador, celular e TV), formulação das questões, método de coleta e organização de dados, todas as etapas foram decididas na sala. Nada foi levado pronto. Nas conclusões, em relação aos objetivos principais da dissertação que eram avaliar as contribuições de uma investigação exploratória de dados e analisar o papel das TICs, Estevam (2010, p. 157), resumidamente, afirma que uma abordagem mais investigativa, a partir de situações-problema, estimulando os alunos a descobrirem os conhecimentos em torno delas, a “pensar sobre” elas, tende a levar à compreensão dos 33 conteúdos, à argumentação adequada e à abstração dos conhecimentos que o professor deseja passar. Quanto às TICs, usadas adequadamente, facilitam e dão foco ao desafio do professor que se propuser a tratar estatística de maneira mais aprofundada. O autor alerta que pode haver dificuldades iniciais na operação de softwares pelos alunos, mas que são superáveis. E alerta que o desconhecimento de conceitos básicos como proporcionalidade e porcentagem pode constituir obstáculo ao bom uso de novas tecnologias. Em relação às TICs, particularmente na sua pesquisa, o autor concluiu que a utilização foi positiva. O Excel ajudou na organização e armazenamento dos dados, e o SuperLogo deu uma nova dinâmica às aulas, estimulando o raciocínio proporcional, tornando mais atraente o manejo dos dados, aquecendo o debate e favorecendo o que definiu como a ressignificação, por parte dos alunos, do valor da leitura e interpretação de informações estatísticas. Três dissertações defendidas na PUCSP em 2010 chamam atenção por vários pontos em comum: associam Estatística com cidadania; criticam o fato de que o ensino tradicional de Estatística se concentra nos cálculos e não na leitura e tratamento da informação como defendem os PCNs; têm origem no grupo de estudos REPARE – Refletir, Agir, Refletir em Educação Matemática e se completam no foco com uma delas trabalhando gráficos e tabelas, outra dedicada a média, moda e mediana e a terceira, mais abrangente, trabalhando o caráter interdisciplinar da Estatística. O trabalho “A Estatística nas Séries Iniciais: uma Experiência de Formação com um Grupo Colaborativo com Professores Polivalentes”, de Claudio Monteiro Veras (2010), reuniu 16 professores polivalentes (que ensinam Matemática nas Séries Iniciais), investigando a capacidade de leitura de gráficos e tabelas considerando os níveis de compreensão de Curcio (1987) e Wainer (1992). Os docentes eram de escolas municipais, estaduais e particulares e tiveram quatro encontros com situações-problema de construção de gráficos e tabelas mais um encontro para aplicação de um questionário final. Nas suas conclusões o pesquisador afirma ter visto evolução no desempenho dos pesquisados na construção e leitura de tabelas, mas dificuldades na leitura de gráficos, principalmente no que Curcio (1991, apud VIEIRA, 2008, p.20) define como “leitura entre os dados”, mais comparativa e elaborada. 34 Amaral (2010) elaborou o trabalho “Validação de Sequência Didática para (Re)Construção de Conhecimentos Estatísticos por Professores do Ensino Fundamental”, investigando como os pesquisados entendem os conceitos de moda, mediana e média. Aplicou uma Sequência Didática seguida de discussão dos conceitos, usando como metodologia a Engenharia Didática. O autor valoriza a Estatística como ferramenta de cidadania, colocada “no contexto” das pessoas. Sua experiência de 20 anos como professor mostra a Estatística muito mais ligada aos cálculos do que às representações gráficas, contrariando os PCNs, que incluíram Estatística no item Tratamento da Informação. A compreensão e a tomada de decisões diante de questões políticas e sociais também dependem da leitura e interpretação de informações complexas, muitas vezes contraditórias, que incluem dados estatísticos e índices divulgados pelos meios de comunicação. Ou seja, para exercer a cidadania é necessário saber calcular, raciocinar, argumentar, tratar informações estatisticamente, etc. (BRASIL, 1997, p.25) Inspirado em Batanero (2000), Amaral defende que já não faz mais sentido valorizar a importância do cálculo e do algoritmo. Entende que já há softwares que fazem isso e que o foco deve ser a análise e compreensão da leitura dos gráficos e tabelas e problemas de Tratamento de Informação. Com o auxílio dos estudos de Moraes (2006), o autor concluiu que os conteúdos de Estatística e Matemática são trabalhados de forma desarticulada na escola, pois os professores têm letramento no nível cultural e não funcional, que favorece uma visão tecnicista priorizando uso de registros tabulares e gráficos, além da interpretação apenas algorítmica do conceito de média aritmética. A sequência aplicada é progressiva, permite o domínio das codificações possíveis na construção de tabelas e gráficos. Por exemplo: numa distribuição com dados absolutos, o aluno deverá construir um gráfico de setores para comparar as variáveis em relação ao total. Nesta construção, será preciso converter os valores absolutos em percentuais antes de construir o gráfico, o que exigirá mudança de registro numérico para registro gráfico. Embora o foco do trabalho sejam as medidas de tendência central (média, moda e mediana), o autor ressalta que é fundamental o aprendizado de gráficos e tabelas, o que reforça o objetivo desse projeto, que inclui desde a captação dos dados até a compreensão de medidas de tendência central passando pela assimilação dos conceitos e aprendizado da construção de gráficos e tabelas. 35 Ao final de seu trabalho, Amaral (2010) afirmou que atingiu o objetivo de colocar os professores focados no significado das medidas de tendências central e não só nos cálculos em torno delas. Houve, segundo o autor, a reconstrução dos significados das medidas de tendência central, com apoio de exercícios práticos, de grau de dificuldade crescente resolvidos de forma participativa. O pesquisador também concluiu que a formação continuada de professores é fundamental e compensa a falta de formação específica. Reforçou que só viveremos numa sociedade do conhecimento se as pessoas tiverem ferramentas para entender os conhecimentos disponíveis e separar os mais relevantes. O autor relatou, ainda que, os professores têm mais facilidade de lidar com média, mas trabalham pouco com moda e mediana. A dissertação de Pagan (2010) foi a mais aprofundada, diversificada e com mais base teórica entre todas as analisadas para a elaboração deste projeto. É a que mais utiliza na prática conceitos como os níveis de compreensão de Curcio (1989) e Wainer (1992), além de aprofundar leituras sobre livros didáticos, PCNs, Educação Estatística, elementos estatísticos, sistemas de avaliação, entre vários outros. Seu trabalho comparou o resultado de aprendizado em Estatística de três turmas de Ensino Médio, uma de Matemática, uma de Geografia, e uma interdisciplinar com conteúdos de Matemática aplicados a Geografia, Biologia, Física e Química. As bases teóricas foram os Registros de Representações Semióticas de Durval e os estudos de Curcio (1989) e Wainer (1992). A autora faz forte defesa do ensino da Estatística associado à realidade dos alunos. Como os alunos se sairão ao ler um relatório da empresa onde eles, possivelmente, irão trabalhar? Eles sairão do ensino médio, compreendendo o significado de variável, frequência, média, moda mediana, desvio padrão? Serão capazes de construir um gráfico ou uma tabela para organizar e apresentar de forma fidedigna os dados coletados? (PAGAN, 2010, p. 19) Defende que a Estatística tem um caráter intrinsecamente interdisciplinar, mas coloca que: a Estatística ministrada por professores de Matemática tem pouca chance de ser interdisciplinar por desconhecimento/desinteresse sobre outras disciplinas, e a Estatística ministrada por professores de outras disciplinas pode pecar pela falta de conhecimentos específicos destes professores sobre a Estatística em si. 36 A pesquisa foi aplicada em três turmas de primeiras séries do Ensino Médio, cada uma com 35 alunos, totalizando 105 alunos. Incluiu pré-teste de sete questões, mais seis encontros de Intervenção de ensino, além de pós-teste. A autora viu vantagem no aprendizado dos alunos do grupo interdisciplinar em pontos como mudança de registro de tabela para gráfico, escolha acertada do tipo de gráfico a usar para representar uma situação estatística, leitura “além dos dados”, no conceito de Curcio (1991), e compreensão do conceito de média a partir da leitura dos gráficos e tabelas. A intervenção de ensino quanto às noções de estatística, pautada nos moldes da interdisciplinaridade leva os alunos a um sucesso na aquisição do conhecimento independente do elemento estatístico estudado e da ação requerida. (PAGAN, 2010, p. 188) Resultados de aprendizado melhoraram 16% no grupo de Matemática pura, 13% no grupo de Geografia e 38% no grupo interdisciplinar, após a intervenção de ensino. Neste grupo caíram pela metade erros de construção de tabela, cálculos de média e outros. O grupo usou como matéria-prima nas aulas conteúdos de outras disciplinas e conteúdos da mídia, que ajudaram a gerar resultado muito superior ao de conteúdos apenas teóricos ou de uma disciplina específica. Embora diferente deste projeto no público-alvo (universitários) e na Metodologia de Ensino (Modelagem Matemática), a dissertação apresentada por Stieler na Unifra, em 2006 foi uma leitura proveitosa, pois tem como semelhança o fato de propor um ensino contextualizado e defender que a Matemática e a Estatística são poderosas ferramentas de compreensão da realidade. A pesquisadora optou pela Modelagem por entender que esta metodologia “aguça a criatividade e a criticidade”. Numa extensa fundamentação teórica, defende um novo papel para o professor, como articulador da curiosidade do aluno indo além de transmitir conteúdos e mostrando para que eles servem e onde podem ser usados. O trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira, a turma de 7º semestre do curso de Licenciatura em Matemática, disciplina Projetos de Pesquisa e Extensão em Educação Matemática II, se submeteu a entrevistas individuais com perguntas semielaboradas que procuraram reunir as opiniões dos alunos sobre temas como conteúdos preferidos em matemática, conteúdos mais rejeitados, motivo para a escolha do curso e sugestões de técnicas para o ensino da Matemática. O objetivo foi montar um perfil detalhado da turma e discuti-lo com os próprios alunos. 37 Na etapa mais prática, os alunos foram divididos em grupos e puderam escolher temas (situações-problema) para desenvolver trabalhos estatísticos. Houve uma opção natural por temas da realidade, como uso de drogas, alimentos transgênicos e reajuste da tarifa de ônibus. No seu relato, a autora descreve uma mudança de atitude dos alunos, que passaram da cautela e do ceticismo para a motivação e o envolvimento com os trabalhos. Os pesquisados justificaram a modificação na atitude pelo fato de os alunos terem se sentido protagonistas no projeto. Nem todos responderam que teriam coragem de propor uma atividade tão participativa às suas turmas, quando forem docentes formados, mas todos concordaram que a tendência é de aumento da motivação. Esta foi a principal conclusão da autora da pesquisa: o resultado é positivo quando se combinam abordagem de temas associados à realidade e um ambiente participativo e protagonizado pelos alunos. 38 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS Este capítulo descreve questões metodológicas e delimita objetivos e os conteúdos do projeto. 3.1 PROBLEMA DE PESQUISA O problema de pesquisa que orienta o trabalho de investigação é assim delimitado: Quais as contribuições da Metodologia da Resolução de Problemas na aprendizagem dos conceitos de Estatística por alunos do nono ano do Ensino Fundamental? 3.2 QUESTÕES DE PESQUISA Quais os conhecimentos dos alunos pesquisados sobre conteúdos de Estatística? Quais estratégias de ensino podem ser empregadas para auxiliar os alunos a superar suas dificuldades na Resolução de Problemas de Estatística? 3.3 OBJETIVO GERAL Investigar a contribuição da Metodologia de Resolução de Problemas para a compreensão de conceitos estatísticos por alunos do nono ano do Ensino Fundamental. 3.4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Analisar se o aprendizado de conceitos estatísticos como média, mediana e moda, assim como a construção de tabelas e gráficos a partir de dados coletados num questionário, podem ser facilitados pelo uso da Metodologia de Resolução de Problemas. 39 3.5 METODOLOGIA DE PESQUISA Inicialmente, cabe expor um conceito de pesquisa, para depois apresentar aspectos específicos do desenvolvimento desta pesquisa. Etimologicamente, pesquisa está ligada, a busca (= quest), a research (search= procura), e a idéia, sempre a mesma, são a de mergulhar na busca de explicações, dos porquês e dos comos, com foco em uma prática. Claro, o professor está permanentemente num processo de busca de aquisição de novos conhecimentos e de entender os alunos. Portanto, as figuras do professor e do pesquisador são indissolúveis. (D‟AMBRÓSIO, 2003, p.94) Para dar corpo e método a uma pesquisa é necessária uma metodologia adequada. No caso desta investigação, a Metodologia de Pesquisa adotada foi de abordagem qualitativa desde os primeiros passos, quando a pesquisadora fez, junto com os alunos, a análise dos dados tabulados obtidos em questionário respondidos pelos próprios alunos. Este tipo de abordagem seguiu também nos encontros, onde foram aplicados e debatidos os problemas elaborados a partir dos dados tabulados. Houve sempre o contato direto com os participantes, por meio de atividades em grupos que permitiram observar os processos e compreender os modos de pensar dos alunos. O detalhamento da investigação será exposto logo à frente, no item 3.6, sobre Metodologia do Ensino. O ambiente de pesquisa foi a sala de aula, numa dinâmica que envolveu os alunos e teve o professor como elemento fundamental na missão de investigar. Esta situação se encaixa no que defendem Lüdke e André (1986, p. 11). Para os autores, uma pesquisa qualitativa tem “o ambiente natural como sua fonte direta de dados e o pesquisador como seu principal instrumento”, sempre atento ao “maior número possível de elementos presentes na situação estudada, pois um aspecto supostamente trivial pode ser essencial para a melhor compreensão do problema que está sendo estudado”. Segundo os autores, “o „significado‟ que as pessoas dão às coisas e à sua vida são focos de atenção especial pelo pesquisador”. Bicudo (2004) afirma: O qualitativo engloba a idéia do sujeito, possível de expor sensações e opiniões. O significado atribuído a essa concepção de pesquisa também engloba noções a respeito de percepções de diferenças e semelhanças de aspectos comparáveis de experiências. (p. 104) 40 A pesquisa qualitativa, também chamada pesquisa naturalista, tem como foco entender e interpretar dados e discursos, mesmo quando envolve grupos de participantes. Ela depende da relação observador-observado. 3.6 METODOLOGIA DE ENSINO Este trabalho procurou estimular a aplicação de conteúdos de Estatística no Ensino Fundamental e, conforme recomendam os PCNs, fazer isso de forma crítica, com foco na leitura e interpretação de dados, e não apenas nos cálculos e na álgebra. A Metodologia de Ensino escolhida para alcançar estas metas foi a de Resolução de Problemas conforme descrita por Onuchic e Allevato (2009). Nas situações-problema e demais intervenções de ensino em sala de aula foram adotadas as nove etapas de abordagem propostas pelas autoras e descritas neste trabalho no Capítulo 2.2, Resolução de Problemas. Dessa forma, a pesquisa procurou estimular a leitura e interpretação de gráficos, levar os alunos à fixação de conceitos estatísticos como média, mediana e moda e, também como recomendam as autoras, relacionar os conceitos aprendidos com aspectos econômicos, sociais e culturais da realidade dos alunos. Por esta metodologia, o aluno teve contato com o problema sem, necessariamente, ter o conhecimento matemático formal necessário para a sua resolução. Ele foi ajudado pelo que as autoras chamam de problemas geradores a aprender, por exemplo, como se extrai a média de um conjunto de dados tabulados de uma pesquisa, para depois chegar ao conceito de média. O método costuma gerar debates, interação e descoberta pelos alunos, mediante uma postura de estímulo de parte do professor que as autoras definem como observação participante, resumida na quinta das nove etapas do método de Onuchic e Allevato (2009, p.98): O professor observa, analisa o comportamento dos alunos e estimula o trabalho colaborativo. Ele ainda organiza, consulta, media, intervém, controla e incentiva a aprendizagem dos alunos, deixando o papel apenas de expositor durante o desenvolvimento das atividades. As atividades em sala de aula foram desenvolvidas em seis encontros de duas horas cada, com intervalos de sete dias entre cada encontro. Durante as atividades, a pesquisadora utilizou o Diário de Campo para registrar suas observações. O Diário de Campo teve papel fundamental no desenvolvimento do 41 trabalho, por concentrar registros das reações dos alunos, da evolução do aprendizado e de outras situações em sala de aula. Cada grupo de alunos também recebeu um caderno destinado a ser o seu Diário de Campo, onde foram feitas as anotações sobre as atividades desenvolvidas. Dos seis encontros previstos na pesquisa, apenas o primeiro teve um conteúdo diferenciado. Nele, em parceria com o professor titular da turma, a pesquisadora distribuiu um questionário baseado no Censo 2010 do IBGE, que buscou informações socioeconômicas sobre os alunos e suas famílias em itens como escolaridade, renda, posse de eletrodomésticos e eletrônicos, idade, sexo, entre outros. Das respostas dos alunos ao questionário foram formulados problemas para construir conceitos estatísticos. Este primeiro contato também serviu para que a pesquisadora explicasse como seria o trabalho a ser desenvolvido com os alunos, tirando dúvidas e garantindo a execução de todas as etapas da pesquisa. Cada encontro, a partir do segundo, seguiu um roteiro composto por uma sequência de problemas que aplicados conforme propõem Onuchic e Allevato (2009). A turma foi dividida em grupos de no máximo quatro alunos. Cada grupo recebeu uma folha com situações-problema sempre preparadas com base nas respostas aos questionários aplicados pelos alunos no primeiro encontro. Primeiramente, foi feita uma leitura individual. Depois, uma leitura em grupo. Nesta etapa, a pesquisadora auxiliou os alunos que apresentaram alguma dificuldade. Após o entendimento dos problemas, os alunos partiam para a resolução. A etapa seguinte era a apresentação dos resultados de cada grupo no quadro, seguida de um debate sobre as soluções encontradas e do esclarecimento de dúvidas, até que a turma chegasse a num consenso em relação ao resultado correto. Em seguida era feita pela pesquisadora a formalização do conceito. Como os dados do problema foram todos extraídos da realidade dos alunos, foi possível demonstrar a relevância da Estatística para a compreensão desta realidade a partir de comparações que a pesquisadora estimulou, entre os dados extraídos das famílias e o que o Censo 2010 concluiu sobre a condição socioeconômica da população do município de Santa Maria. O propósito era, por exemplo, estabelecer uma relação entre escolaridade e renda ou indicar tendências crescentes ou decrescentes de posse de produtos de consumo. 42 Ao final de todos os encontros, estava fechado o circuito que buscou elevar o conhecimento dos alunos sobre Estatística, demonstrar que os conceitos estatísticos podem ser assimilados num ambiente de estudo participativo e de construção do conhecimento e, ainda, ressaltar a importância da Estatística como ferramenta de compreensão crítica da realidade. 3.7 INSTRUMENTOS DE PESQUISA A coleta de dados utilizou os seguintes instrumentos: questionário, observação participante, diário de campo e análise de documentos. Segundo Cervo e Bervian (2002, p.138), “o questionário é a forma mais usada para coletar dados, pois possibilita medir com melhor exatidão o que se deseja”. Nesta pesquisa, o questionário teve 9 questões (ver apêndice A), baseadas no Censo 2010 do IBGE, com objetivo de reunir dados socioeconômicos tabulados pela pesquisadora e utilizados na pesquisa. O Diário de Campo é um instrumento de registro diário e, segundo Minayo (1993, p.100), nele [...] constam todas as informações que não sejam o registro das atividades formais. Ou seja, observações sobre conversas informais, comportamentos, cerimoniais, festas, instituições, gestos, expressões que digam respeito ao tema da pesquisa. Fala, comportamento, hábitos, usos, costumes, celebrações e instituições compõem o quadro das representações sociais. Um Diário de Campo foi usado pela pesquisadora para registrar dados e impressões sobre o trabalho, as dificuldades e desafios, a evolução dos alunos na compreensão dos conceitos, a análise dos documentos e registros produzidos pelos grupos de alunos e outras observações necessárias ao desenvolvimento de uma pesquisa qualitativa. Cada grupo de alunos também recebeu um Diário de Campo para anotações que ajudaram nas análises e conclusões da pesquisadora. Segundo Severino (2007, p. 125), observação “é todo procedimento que permite acesso aos fenômenos estudados. É etapa imprescindível em qualquer tipo ou modalidade de pesquisa”. A observação participante, adotada na pesquisa, garantiu um variado e útil conjunto de registros no diário de campo. Por meio dela, a pesquisadora interagiu com 43 os grupos de alunos identificando os avanços, ajudando a superar desafios e buscando enriquecer seus registros sobre o andamento do trabalho. Para Lüdke e André (1986), uma das vantagens da utilização dessa técnica é a possibilidade de um contato pessoal do pesquisador com o objeto de investigação, permitindo acompanhar as experiências diárias do sujeito e apreender o significado que atribui à realidade e às suas ações. Os mesmos autores acrescentam: o “observador precisa aprender a fazer registros descritivos, saber separar os detalhes relevantes dos triviais, aprender a fazer anotações organizadas e utilizar métodos rigorosos para validar suas observações”. (p. 26) Segundo Severino (2007, p.124), documento “é toda forma de registro e sistematização de dados, informações, colocando-os em condições de análise por parte do pesquisador”. Conforme Lüdke e André (1986, p. 38), “A análise documental pode se constituir numa técnica valiosa de abordagem de dados qualitativos, seja complementando as informações obtidas por outras técnicas, seja desvelando aspectos novos de um tema ou problema”. Durante os encontros onde se desenvolveu a pesquisa, os alunos faziam os registros dos procedimentos realizados para desenvolver as atividades. Ao final de cada aula, estes documentos eram recolhidos. Os registros ajudaram a pesquisadora a verificar a evolução dos alunos. 3.8 PARTICIPANTES DA PESQUISA O grupo de 25 participantes desta pesquisa foi formado por alunos de uma turma de nono ano do Ensino Fundamental de uma Escola Estadual de Ensino Fundamental do Município de Santa Maria. A pesquisa foi desenvolvida no segundo semestre de 2012. Do total de 27 alunos da turma, 25 responderam ao questionário inicial e 23 participaram dos encontros para a resolução das situações-problema. 44 4 ANÁLISES DOS DADOS Este capítulo apresenta a descrição da aplicação da sequência didática, as avaliações dos registros nos diários de campo dos alunos e do professor e as análises das respostas dos alunos às situações-problema propostas em sala de aula. Os alunos não eram obrigados a participar das aulas do projeto, mas a professora conversou e incentivou a participação de todos, argumentando tratar-se de um conteúdo importante. A turma 83 tem 27 alunos. No dia da aplicação do questionário estavam presentes 25 e participaram do projeto 23, sendo 12 meninos e 11 meninas. Eles foram divididos em 7 grupos, 5 formados por 3 alunos e 2 por 4 alunos. A escolha dos grupos ficou a critério dos alunos. Eles não foram identificados pelos nomes, apenas os grupos foram denominados por letras de A até G. Os grupos foram denominados por letras de A até G, e seus integrantes foram identificados como A1, A2, A3, e assim sucessivamente. Por sugestão da professora titular das turmas, a pesquisa foi aplicada em encontros no contraturno das aulas regulares. Como a Estatística é um conteúdo do nono ano, e a professora da turma não teria condições de passar este conteúdo porque estava com a matéria atrasada, pediu que a pesquisadora aplicasse o trabalho com as três turmas para que todas tivessem a chance de ter conhecimentos novos. Esta situação confirma uma das premissas da pesquisa, a de que, embora a sua relevância e a recomendação nos PCNs, a Estatística acaba em segundo plano e muitas vezes sequer é tratada nas aulas. Conforme a sugestão da professora titular, o projeto foi aplicado nas três turmas, mas este trabalho vai contemplar a análise somente com a turma 83, o que é plenamente suficiente para os objetivos desta pesquisa. No primeiro contato para a aplicação das situações-problema, a pesquisadora fez um breve comentário sobre do que se tratava a pesquisa e perguntou o que os alunos sabiam sobre Estatística. Algumas respostas obtidas: Grupo B: estatística é uma forma de representar conteúdos com gráficos, médias e desenhos, tornando mais fácil o seu entendimento. Grupo C: estatística é só gráfico. Grupo D: é tipo para contar quem ganhou eleição e para isso tem que ver os gráficos. Os demais grupos não souberam responder. 45 As respostas revelaram um nível de informação sobre Estatística abaixo do que os alunos deveriam ter no nono ano, reflexo, entre outras coisas, do fato de pouco terem estudado o tema na vida escolar. Depois que cada grupo leu a sua resposta, a pesquisadora apresentou, de maneira simples e rápida, conceitos como população, amostra e variável. Neste momento, alguns alunos comentaram já ter ouvido falar em população e amostra quando foi feito o Censo de 2010 em suas casas. No momento seguinte, as atividades foram entregues, uma a uma, aos grupos, que deveriam tentar ler e resolver, sempre explicando o que estavam fazendo para que fosse possível observar e analisar as resoluções e o raciocínio. Durante as explicações das atividades, enquanto os alunos discutiam as questões com os colegas, a pesquisadora orientava os grupos, caso surgissem dúvidas, e verificava como se comportavam diante das questões. Foram 11 atividades (ver apêndice B), divididas em 5 encontros. Ao final de cada atividade, seguindo os passos propostos por Onuchic e Allevato, (2009, p. 8), um aluno de cada grupo colocava no quadro a resposta encontrada e as estratégias do grupo para chegar até esta resposta. Em seguida era feita uma plenária que levava à formalização de conceitos pelo professor-pesquisador. Antes da série de encontros em que foram trabalhadas as situações-problema, foi realizada, em sala de aula, a aplicação do questionário que recolheu dados socioeconômicos das famílias dos alunos participantes da pesquisa. Composto por 9 itens, o questionário investigou desde dados básicos, como idade, sexo e número de moradores por residência, até aspectos como escolaridade, faixa de renda e posse de bens. As perguntas foram formuladas com base no questionário oficial do Censo 2010, do IBGE, o que garantiu a consistência da coleta das informações posteriormente usadas na elaboração das situações-problema. Ao mesmo tempo, o uso dos dados reais das famílias dos próprios alunos foi uma forma de demonstrar na prática como a estatística é uma poderosa ferramenta de leitura da realidade social e econômica, capaz de permitir comparações, identificar distorções, motivar para valores como a escolarização e o trabalho e estimular transformações que permitam às pessoas alcançar progressos em sua condição de vida. Um exemplo de como os dados recolhidos no questionário deram base às situações problema: os itens 5, 7 e 8 questionavam sobre renda, grau de escolaridade do pai e da mãe. Os dados obtidos aparecem na situação-problema 8, que trata de 46 conhecimentos estatísticos como porcentagem e gráfico, e ao mesmo tempo mostra aos alunos que quanto maior a escolaridade dos pais, maior a renda da família. A seguir, a descrição e a análise de cada atividade: Situação-problema 1 A tabela 1 representa o número de meninos e meninas da turma 83. Tabela 1 – Quantidades de alunos do nono ano 83 Meninos 11 Meninas 14 Total 25 Fonte – Primária, 2012 Com base nos dados apresentados na tabela, responda: a) Represente por meio de um gráfico de colunas o número de meninos e o número de meninas. b) Qual é a porcentagem de meninos e meninas? Desenvolvimento da atividade O item (a) buscou avaliar se os alunos estavam preparados para a leitura e interpretação de tabelas. A partir dos dados de uma tabela simples, eles precisavam construir um gráfico de colunas. Como o gráfico de colunas é frequentemente utilizado nos meios de comunicação e aparece também com frequência em livros didáticos, a expectativa era de que os alunos encontrassem facilidades para resolver o que foi proposto. No mesmo item, procurou-se também identificar se os alunos dominavam o uso de escalas para construir gráficos de colunas e se tinham afinidade com o conceito de plano cartesiano e como se sairiam na indicação dos eixos. Antes do início das atividades, a pesquisadora explicou aos alunos como seria a metodologia de trabalho, informando que trabalhariam em grupos e sempre a partir de um problema. Os alunos foram divididos em grupos, e a atividade foi distribuída. 47 Enquanto os grupos desenvolviam a atividade, a professora circulava entre os grupos observando o comportamento dos alunos e tirando as dúvidas que surgiam. A pesquisadora levou régua, papel milimetrado e lápis de cor para que os alunos representassem o gráfico pedido na atividade. Como os alunos falaram que já conheciam o gráfico de colunas em revistas e jornais, e não solicitaram a presença da pesquisadora para esclarecer dúvidas, foram liberados para resolver a atividade apenas com o conhecimento prévio de cada um. Plenária Após a resolução da atividade, cada grupo foi ao quadro e apresentou as suas soluções. Os grupos representaram o gráfico de colunas usando retângulos na vertical, mas não completaram o gráfico. Nenhum grupo colocou título e apenas dois fizeram a escala certa e indicaram o que representa cada eixo. Todos os grupos pintaram o gráfico e fizeram a legenda. Durante a plenária, a pesquisadora questionou por que jornais e revistas utilizam gráficos e tabelas em suas páginas. As respostas foram: Grupo C: para organizar as informações. Grupo G: para transmitir mais rapidamente as notícias. Grupo D: quando olhamos o gráfico não precisamos ler a notícia. O gráfico já tem todas as informações. A pesquisadora, então, perguntou: “Se uma pessoa entrasse na sala agora, olhando os gráficos no quadro, conseguiria saber que informação queremos transmitir?” Alguns grupos responderam que não, e a pesquisadora perguntou por quê. As respostas foram: Grupo A: tá faltando dizer sobre o que é o gráfico. Grupo G: falta colocar um título. Pesquisadora. Isso mesmo. Qual seria o título? Grupo G: é só colocar o que está no enunciado da atividade: número de meninas e meninos da turma 83. Pesquisadora: muito bem. Agora o gráfico está pronto ou falta mais alguma informação? O grupo B, que foi um dos grupos que utilizaram a escala correta, disse também corretamente que ainda era preciso colocar as retas na vertical e na horizontal. 48 Conforme os alunos iam falando, a pesquisadora completava o gráfico. Como referência, foi escolhido o gráfico do Grupo E, que fez a escala correta. Pesquisadora: temos que colocar o que cada eixo está indicando. O que estamos indicando no eixo horizontal? Grupo B: quantos meninos e quantas meninas há na sala. Após várias sugestões, os alunos decidiram colocar sexo dos alunos. Pesquisadora: e no outro eixo, o que vamos colocar? Grupo B: neste é a quantidade de alunos. Finalizando o gráfico, a pesquisadora reforçou a necessidade de colocar um título no gráfico e indicar o que representa cada eixo. Usou os exemplos que estavam no quadro para falar sobre as escalas utilizadas, pois o uso de escalas erradas pode interferir numa correta interpretação dos gráficos. Para facilitar a leitura das informações, foi colocado o nome de cada eixo abaixo de cada coluna e explicado que é possível utilizar uma legenda quando estes nomes forem grandes. Finalmente, foi enfatizada a diferença entre um gráfico de colunas e um histograma. Abaixo, algumas das soluções apresentadas pelos alunos: Figura 1: resolução apresentada pelo grupo B. Na letra (a), o grupo B utilizou a escala certa, mas a largura das barras estão diferentes. Não colocou título nem a indicação dos eixos. 49 Figura 2: resolução apresentada pelo grupo G. No grupo G, os alunos não deixaram espaço entre os retângulos e não representaram os eixos. Este grupo fez um histograma. Em relação à construção de gráficos de colunas, ficou claro que, apesar de os alunos conhecerem este tipo de gráfico, costumam errar na sua construção, omitindo elementos como escalas nos eixos, título e a própria indicação dos eixos. Os alunos não apresentaram dificuldades na resolução do item (b). Nenhum grupo solicitou a participação da pesquisadora. Os alunos estavam envolvidos na resolução da questão, discutiam e conversavam entre eles. Todos resolveram de forma correta a letra (b). A seguir, algumas soluções encontradas: O Grupo A resolveu por tentativa e erro: Figura 3: resolução apresentada pelo grupo A. Pesquisadora: como vocês chegaram a este resultado? Grupo A: pensamos assim: o total de alunos é 25. O total é sempre 100%. A metade seria 50%, que representam 12,5. Temos 11 meninos. Um pouco menos da metade. Então a porcentagem tem que ser menor do que 50%. Daí, pegamos as 50 porcentagens menores do que 50 e fomos multiplicando por 25. Chegamos em 44%, pois 44 x 25 = 1 100. Dividimos por 100 e chegamos em 11, que é o número de meninos. O número de meninas é o que falta para 100%. Fizemos 100% - 44% e chegamos em 56%. O grupo D foi o único a utilizar a regra de três na resolução deste item. Figura 4: resolução apresentada pelo grupo D Abaixo a resolução do grupo F que os colegas consideraram “confusa”: Figura 5: resolução apresentada pelo grupo F. Pesquisadora: algum aluno do grupo F pode explicar a resolução? A1: achamos 1/5 do total de alunos que é 5. E 1/5 de 100% é 20%. Então 5 alunos são 20% dos alunos. Pesquisadora: exatamente. A1: agora vamos achar quanto por cento representa 1 aluno. Temos 5 alunos, então dividimos 20% por 5 que é 4%. Então, cada aluno representa 4%. Como temos 11 51 meninos, multiplicamos por 4% e chegamos em 44%. Para achar a porcentagem de meninas é só fazer 100 – 44 = 56. Os grupos B, C e E resolveram utilizando a proporção, verificando quantas vezes o total de alunos cabe em 100% e chegaram a seguinte solução: Figura 6: resolução apresentada pelo grupo B. A letra (b) solicitava apenas o levantamento de dados explícitos na tabela. Todos os grupos responderam com precisão. Retiraram os dados da tabela e converteram em porcentagens. Segundo a professora da turma, isso se deve ao fato de os alunos terem trabalhado este conteúdo na sexta série. Situação-problema 2 O gráfico 1 representa a idade dos alunos da turma 83. 52 Gráfico 1 – Idade dos alunos da turma 83. Fonte – Primária, 2012 Lendo as informações no gráfico, responda as seguintes questões: a) Qual é a idade da maioria dos alunos? b) Quantos alunos têm esta idade? c) Qual a porcentagem de alunos com 15 anos ou mais? d) Qual é a idade média dos alunos da turma 83? e) Quantos alunos possuem idade abaixo da média? f) Ao formar uma fila com os alunos por idade, do mais novo ao mais velho, alguma criança divide esta fila ao meio? Caso afirmativo, quantas crianças estão na fila antes e depois dela? g) Se cinco alunos da turma 82, todos com 13 anos, forem transferidos para a turma 83, o que acontecerá com os valores da média, moda e mediana? Justifique a sua resposta. Desenvolvimento da atividade A atividade foi distribuída e cada grupo mostrou-se interessado em encontrar uma solução para a atividade proposta, conversando e discutindo. Durante o processo, a pesquisadora circulava entre as classes auxiliando os grupos na compreensão e interpretação da atividade. A ajuda se dava com questionamentos e estímulos adequados à construção do conhecimento, que resultaria da generalização de conceitos a partir dos desafios propostos na atividade. A inserção de dados mais complexos, que misturavam idades e sexos dos alunos buscou exercitar nos grupos noções de gráficos de dupla entrada. Desta forma, foi 53 possível medir os níveis de leitura e interpretação de gráficos, conforme os níveis de Curcio (1991, apud VIEIRA, 2008). Outro objetivo foi introduzir os conceitos de moda e mediana, além de reforçar a noção de média. Logo no início da atividade, o grupo E perguntou: E1: professora, como fazer a letra c? Pesquisadora: O que está perguntando? E1: a porcentagem de alunos com 15 anos ou mais. Pesquisadora: quem tem 15 anos ou mais pode ter qual idade? E1: 17 anos. Pesquisadora: só pode ter esta idade? E3: também pode ter 15 ou 16. E1: lembrei. Regra de três. Pesquisadora. Isso mesmo. Agora é só resolver. O grupo G também pediu ajuda: G1: podemos passar corretivo na solução da letra d? Percebemos que está errada e queremos arrumar. Pesquisadora: deixem a solução errada e façam a certa embaixo para que eu possa analisar o raciocínio de vocês. Em pouco tempo, o grupo G apresentou a seguinte solução para o cálculo da média: 13 x 8 + 14 x 11 + 4 x 15 + 1 + 1 Pesquisadora: algum aluno pode explicar como estão resolvendo a questão? G3: estamos somando as idades dos alunos. Pesquisadora: por que somaram 1? Tem algum aluno com 1 ano de idade? G3: ah, aqui é 16 e 17. Pesquisadora: isso mesmo. G2: agora eu divido por 75? Pesquisadora: por que 75? G1: é a soma das idades. Pesquisadora: se eu quisesse saber a média das idades dos três alunos do grupo G, como seria? G2: somaria as três idades e dividiria por três. Pesquisadora: por que três? G2 : porque são três alunos. 54 G1: então não divide por 75. Tem que dividir por 25, que é o número de alunos. Pesquisadora: está correto. No item (f) da situação-problema, os objetivos são trabalhar leitura entre os dados e fixar o conceito de mediana, como o valor que está no centro da série. O item (g) é mais complexo: trabalha leitura além dos dados, ao desafiar o aluno a identificar dados subentendidos, que não estão explicitados no gráfico. Também neste item, novamente foram trabalhadas medidas de tendência central, neste caso a obtenção da mediana a partir da média entre os valores centrais quando se tem um número par de valores. Plenária Após a realização das atividades, a pesquisadora solicitou que cada grupo fosse ao quadro e colocasse, de início, a resolução dos itens (a) e (b), pois não teria espaço suficiente para todos os grupos resolverem todos os itens. Um aluno do grupo A veio ao quadro e explicou a sua resolução. Os outros grupos concordaram. Todos os grupos somaram o número de meninas e o de meninos em cada idade, chegando aos seguintes resultados: 8 alunos com 13 anos, 11 com 14 anos, 4 com 15 anos, 1 com 16 anos e 1 com 17 anos. Assim encontraram que a maioria dos alunos têm 14 anos (resposta da letra a) e que 11 alunos têm esta idade (resposta da letra b). A pesquisadora aproveitou este item para definir o conceito de moda. Pesquisadora: que produto vemos com maior frequência as pessoas usarem? C1: todo mundo tem celular. Usando a analogia com a “moda” do celular, a pesquisadora introduziu o conceito estatístico de moda, definido como o valor que aparece mais vezes, o de maior frequência. A letra (c) envolvia uma leitura entre os dados. Os grupos A, B, C e F analisaram de forma errada o que era pedido e consideraram apenas os alunos com 15 anos. Isso reforçou na pesquisadora uma percepção presente em outras etapas do trabalho: a dificuldade de muitos alunos nem sempre é a resolução do problema, mas a sua leitura. Esta constatação é relevante porque vai além da simples capacidade de entender um enunciado de uma atividade em sala de aula. Remete ao que D‟AMBROSIO aponta como a necessidade de se investir na educação para a cidadania, “um dos grandes 55 objetivos da educação de hoje” (2003, p.87). Uma preocupação acentuada por PAGAN, que, diante das dificuldades percebidas no nível de compreensão dos alunos em questões elementares, questiona: “Como eles se sairão ao ler um relatório da empresa onde, possivelmente, irão trabalhar? (2010, p.19) Abaixo, para demonstrar a dificuldade de compreensão do enunciado, está reproduzida a resolução proposta pelo grupo F: Figura 7: resolução apresentada pelo grupo F. A resolução correta foi a apresentada pelos grupos D, E , G e H que verificaram quantas vezes o total de alunos da turma 83 cabe em 100. Figura 8: resolução apresentada pelos grupo E. Como esta foi uma questão que os alunos demoraram para resolver, devido ao pouco tempo que restava, a professora pediu que só o grupo G fosse ao quadro expor as suas soluções dos itens (d), (e) e (f). Durante a plenária e na análise dos diários de campo dos alunos, ficou claro que os alunos apresentaram dificuldades em fazer a leitura dos dados apresentados na forma de gráfico de colunas duplas. Conhecem o conceito de média aritmética, mas esbarram no cálculo quando se trata da média aritmética ponderada, pois não compreendem o seu significado, como foi possível constatar nas resoluções da letra (d). 56 Analisando os resultados da letra (d), um aluno do grupo D, questionou a resolução: D3: por que tem duas respostas? Qual a certa? G1: a resposta certa é 14,04. Primeiro somamos as idades que estão na horizontal (13 + 14+ 15 + 16 + 17) e dividimos por 5, porque são 5 idades. Olhando a resposta da letra (b) percebemos que resolvemos errado. Tem 11 alunos com 14 anos e não só um. Percebemos que era preciso multiplicar cada idade pelo número de alunos que têm esta idade e depois dividir por 25 alunos. Os diários de campo mostraram que os grupos C e F consideraram a média como a idade da maioria dos alunos, confundindo média com moda. Já o grupo D confundiu média com mediana. Os alunos deste grupo consideraram como média a idade que está representada no centro do gráfico, no caso, 15 anos. Estas mesmas dificuldades foram identificadas nos estudos de Lemos (2011, p. 163), onde os alunos também não levaram em conta a ponderação dos dados e ignoraram que as frequências deveriam ser consideradas como “pesos” no cálculo da média representativa para a variável em questão. Apenas os grupos E e G acertaram o item (d). Os grupos A, B e H resolveram como a primeira solução apresentada pelo grupo G. após a explicação pelo grupo G, os alunos concordaram com a segunda solução. Figura 9: resolução apresentada pelo grupo G. O item (e) aborda uma leitura entre os dados. Com exceção do grupo A que não resolveu este item, todos os outros grupos perceberam que se trata da soma do número de alunos com idades iguais a 13 e 14 anos. Desta forma, a solução encontrada foi 8 + 11 = 19. Nenhum grupo apresentou os cálculos na resolução deste item. Os grupos E e G utilizaram a mesma estratégia para resolver os itens (f) e (g). 57 Figura 10: resolução apresentada pelo grupo E. Os diários de campo dos alunos mostram que os grupos E e G, não apresentaram dificuldades para calcular a média e a moda na letra (g), mas não encontraram nenhuma linha de raciocínio que levasse ao conceito de mediana na letra (f). Como a mediana é um conceito novo para os alunos, assim como Amaral (2012, p.72), a pesquisadora acreditava que eles teriam dificuldades nos itens (f) e (g), o que se confirmou. G3: colocamos os valores em ordem, como fizemos na letra anterior, e não encontramos um valor no meio. Então colocamos o 14 porque na letra anterior foi 14. Figura 11: resolução apresentada pelo grupo G. Na plenária, a pesquisadora aproveitou o que o grupo G havia exposto para formalizar o conceito de mediana. Explicou que é preciso colocar todos os valores em ordem crescente ou decrescente, sendo o valor que ocupar a posição central a mediana. 58 Lembrou também que quando há um número par de valores, a mediana é a média aritmética entre dois valores centrais. Situação-problema 3 O gráfico 2 representa as condições das moradias das famílias dos alunos da turma 83. Gráfico 2 – Condições das moradias das famílias dos alunos da turma 83 Fonte – Primária, 2012 Com base nos dados representados no gráfico, responda: a) Na classe dos alunos da turma 83 há mais moradias alugadas ou próprias? b) Qual a porcentagem de famílias que moram em domicílio próprio? Desenvolvimento da questão O objetivo do item (a) desta situação-problema era apresentar o conceito e um exemplo de gráfico de setores, além de avaliar a capacidade dos alunos para ler e interpretar este tipo de gráfico, bastante comum em livros didáticos e na mídia. No item (b) procurava-se reforçar a importância do conhecimento de porcentagem. Em relação ao item (a), pela simples observação do gráfico, os alunos constataram que o maior “pedaço” representa o dado com maior frequência, neste caso o número de famílias com moradias próprias. Já o cálculo da porcentagem, necessário para encontrar a resposta ao item (b), havia sido aprendido pelos alunos nos anos anteriores, o que facilitou a tarefa de encontrar a resposta: 68%. A rapidez e a facilidade 59 em responder aos dois itens já eram previstas, o que não torna esta situação-problema menos importante, considerando que ela trata de dois temas importantes no ensino da Estatística. Além disso, gerou um debate interessante na plenária, como será descrito a seguir. Plenária Um aluno do grupo B foi ao quadro e expôs a sua solução. Todos os outros grupos concordaram, pois obtiveram a mesma solução. Para responder ao item (b), que trata de porcentagem, o grupo utilizou regra de três, mesmo recurso adotado pelos outros grupos. A professora titular da turma já havia trabalhado com os alunos a regra de três para resolver porcentagens. Resolvidos os itens, obedecendo à premissa da Metodologia de Ensino de Resolução de Problemas, segundo a qual as contribuições do debate ajudam a construir e consolidar os conceitos, a pesquisadora indagou se os alunos conheciam o gráfico apresentado na questão e se sabiam o seu nome. F1: é um gráfico de pizza. C2: já vi este gráfico na revista Quatro Rodas. D2: tem no jornal Diário também. Pesquisadora: como ele é dividido em pedaços, lembra uma pizza, mas o nome é gráfico de setores. Figura 12: resolução apresentada pelo grupo B. 60 Situação-problema 4 A questão 4 do questionário aplicado na turma 83 indagou: Incluindo você, quantas pessoas moram na sua família? Foram coletados os seguintes dados que ainda não foram organizados e tratados: 4, 3, 4, 5, 2, 4, 3, 4, 3, 5, 4, 5, 2, 2, 2, 5, 4, 4, 3, 4, 6, 4, 5, 3, 3 Na amostra acima: a) Qual é a média de moradores nas residências dos alunos do nono ano da turma 83? b) Os resultados do Censo 2010 mostram que a média de moradores por domicílios em Santa Maria é igual a 2,96. Comparando esta média com a média de moradores dos domicílios dos alunos do nono ano da turma 83, o que você conclui? c) Determine a moda do número de pessoas que moram em cada residência dos alunos da turma 83. d) Determine a mediana do número de pessoas que moram em cada residência dos alunos da turma 83. e) Em quantas residências, dessa turma, moram até 4 moradores? f) Qual a porcentagem das residências dessa turma que possuem mais de 3 moradores? g) Represente, por meio de um gráfico de barras, o número de moradores em cada residência dos alunos da turma 83. Desenvolvimento da atividade Dividida em sete itens, esta atividade teve dois grandes objetivos: reforçar os conceitos de média, moda, mediana, porcentagem e construção de gráfico de colunas, já vistos nas situações-problema anteriores, e comparar dados da amostra formada pelas famílias dos alunos com dados reais do Censo 2010. A atividade não ocorreu no mesmo encontro em que foram desenvolvidas as três anteriores. Mesmo assim, a pesquisadora solicitou que os alunos formassem os mesmos grupos, pois a metodologia seria igual em todo o trabalho. Enquanto os grupos eram formados, a pesquisadora distribuía os diários de campo aos alunos. Logo no início dos debates, um aluno do grupo E perguntou: E3: a letra (e) é pegadinha? 61 Pesquisadora: por quê? E3: porque onde moram quatro moram dois. Pesquisadora: leia novamente a questão. Olhando para a série de números que ela apresenta, diga quantas pessoas você acha que podem morar numa residência com até quatro moradores? E3: pode ter duas, três ou quatro. Pesquisadora: exatamente. Pense mais um pouco e tente resolver a questão. Passado um tempo, o aluno E3 chamou a pesquisadora. E3: na letra (f) é três ou mais de três? Pesquisadora: o que você acha? E3: neste caso pode ter três, quatro, cinco ou seis. E1: o três não pode ser. É mais de três moradores. O aluno E3 é exemplo de um problema comum em sala de aula: dificuldade de entender mesmo um enunciado básico de exercício, agravada pelo desinteresse em tirar dúvidas. Neste caso, ele foi corrigido pelo colega E1, mas numa situação normal de sala de aula, é possível que permanecesse com a conclusão incorreta, o que comprometeria a resolução da atividade. O grupo E apresentou outro problema que dificulta o aprendizado: pouca habilidade para trabalhar em equipe. Os alunos acabam atuando de forma isolada, sem troca de informação ou interações que enriqueçam o aprendizado. Sobre esta questão, MÉDICI afirma: “A troca entre os alunos permite construir novos significados para o mesmo objeto, além de proporcionar a negociação entre eles, o que provoca a explicação não só dos novos conhecimentos em fase de construção, como também das dúvidas e dificuldades”. (2007, p.80) Em relação ao item (d), o grupo G entendeu que a mediana é o valor que divide os dados em dois conjuntos com a mesma quantidade, mas esqueceu-se de ordenar estes dados, encontrando o valor 2 como resultado. Um aluno do grupo percebeu o erro e falou: G4: temos que escrever dois, dois, dois... depois, três, três, três e assim por diante, até acabar todos os números. G1: por quê? G4 : tem que colocar os valores em ordem. G1: é isso, profe? 62 Professora: sim. É preciso colocar os valores em ordem crescente ou decrescente e repetir um mesmo valor obedecendo à série proposta no exercício. G4: viu, se eu não estivesse no grupo de vocês teriam errado. Ao contrário do grupo E, o grupo G soube tirar proveito do trabalho em equipe. Debateu com mais intensidade as questões, teve troca de conhecimentos entre seus integrantes e conseguiu corrigir respostas incorretas. Plenária Como no encontro anterior, um aluno de cada grupo veio ao quadro e explicou as suas soluções. Analisando as respostas dos itens (a) e (c), observa-se que os alunos não apresentaram dificuldades na sua resolução. O item (a) sugeria que o aluno encontrasse a média. Neste caso, era preciso conhecer o algoritmo da média e aplicá-lo. A seguir, a solução do grupo D, que coincide com as dos outros grupos. Figura 13: resolução apresentada pelo grupo D. Dois fatores facilitaram o trabalho de responder ao item (a): o tema é o mesmo da situação-problema 2 e calcular média é algo que faz parte do dia a dia dos alunos, por exemplo quando calculam suas notas médias na escola. Um aspecto positivo das respostas é que os grupos não arredondaram para um número inteiro, o que significa que compreendem e aceitam que a média pode ser decimal, embora alguns tenham dito que acharam “estranho” a resposta ser “quebrada”. Com exceção do grupo A, que não respondeu a letra (c), os demais grupos responderam corretamente, identificando a moda como sendo o valor de maior frequência, neste caso, o valor quatro. 63 Figura 14: resolução apresentada pelo grupo B. No item (b), uma simples comparação com a resposta do item (a) levaria à solução. De fato, os alunos demonstraram saber que bastava comparar, mas revelaram grande dificuldade para expressar isso numa resposta discursiva, já que o item pedia que eles explicassem o que concluíram ao fazer a comparação. Bastava uma frase simples, como fez o grupo E. Já o grupo C tinha a resposta, mas usou uma informação (a diferença entre as duas médias) inadequada para expressar esta resposta. Abaixo, algumas soluções apresentadas pelos grupos: Figura 15: resolução apresentada pelo grupo B. Figura 16: resolução apresentada pelo grupo C. Figura 17: resolução apresentada pelo grupo E. O item (d) buscou aprofundar a ideia de mediana, introduzida na situaçãoproblema 2. Alguns grupos apresentaram dificuldades na resolução. O grupo B, por exemplo, colocou os valores em ordem crescente e considerou o valor central como a mediana, o que está incorreto, pois o grupo não considerou a frequência de cada valor. 64 Figura 18: resolução apresentada pelo grupo B. O grupo C não apresentou cálculo para a letra (d). Encontrou o 4 como valor da mediana. Questionado sobre a resposta, apenas informou que considerou o valor de maior frequência, repetindo o erro do grupo B. Os grupos D, E e G não apresentaram dificuldades para encontrar o valor da mediana. Utilizaram a estratégia de colocar os valores em ordem crescente e selecionar o valor central, que divide o grupo em duas partes iguais, tomando o cuidado de observar a frequência com que os números apareciam no enunciado. Figura 19: resolução apresentada pelo grupo D. No item (e), apenas os grupos A e G não encontraram as soluções corretas. Houve dificuldade na interpretação da questão. O grupo A entendeu que as residências com até 4 moradores só podem ter 3 pessoas. Já o grupo G considerou todas as residências com quatro moradores. Os demais grupos resolverem o item (e) sem problemas. Todos entenderam que, com base na série apresentada, numa residência onde moram até 4 moradores, pode haver 2, 3 ou 4 pessoas. Com isso, chegaram ao número correto de residências nesta condição. Uma das respostas apresentadas está reproduzida a seguir: Figura 20: resolução apresentada pelo grupo C. O item (f) desta situação-problema gerou respostas corretas de todos os grupos. Uma destas respostas está reproduzida abaixo: 65 Figura 21: resolução apresentada pelo grupo E. O item final da situação-problema 4 exigiu dos alunos a capacidade de transpor dados tabulados para uma representação gráfica. Os grupos tiveram muita dificuldade neste item, justamente por deficiência para mudar a plataforma de exposição dos dados. Apenas o grupo B e o grupo E responderam corretamente, colocando legenda, título, escala e indicação dos eixos, construindo, desta forma, gráficos corretos sobre o número de moradores em cada família. Abaixo temos a construção do grupo E: Figura 22: resolução apresentada pelo grupo E. Os demais grupos cometeram erros como não colocar as indicações dos eixos, uso incorreto da escala (figura 23) e fazer a altura das barras do tamanho do número de 66 pessoas em cada moradia e a largura das barras igual à quantidade de famílias com este número de pessoas (figura 24). A seguir apresentaremos alguns exemplos de erros encontrados. Figura 23: resolução apresentada pelo grupo C. 67 Figura 24: resolução apresentada pelo grupo D. As constatações deste item não chegam a ser alarmantes porque, no dia a dia, os alunos encontram gráficos prontos, o que facilita a leitura dos dados. Mas, ainda assim, preocupa o fato de não conseguirem fazer a transposição de dados de uma base para outra, uma tarefa simples. A análise do comportamento, das anotações, do envolvimento e das respostas dos grupos a esta situação-problema permitiu algumas conclusões relevantes, tais como: a) interpretar enunciados é um grande obstáculo aos alunos; b) expressar-se usando a linguagem escrita é outra barreira; c) trabalho em equipe, solidariedade e compartilhamento de informações são atributos que os alunos precisam desenvolver; d) a introdução, no debate, de dados da vida real (nesta situação-problema isso foi feito de maneira bastante discreta) gera um “aquecimento” no debate e no envolvimento dos alunos com o que está se passando em aula e) parte das informações, nem sempre organizadas e elaboradas, que os alunos têm sobre temas estatísticos vem da experiência deles com informações e situações da vida real, e não são conhecimentos postos à disposição em sala de aula; 68 f) diante de formulações mais extensas, desdobradas em itens e explorando conhecimentos diversos, os alunos enfrentam dificuldade, o que sugere que podem ter problemas no Ensino Médio e em desafios como o Exame Nacional do Ensino Médio (Enem), fundamental para o acesso a universidades, a retomada dos estudos, a obtenção de bolsas e outras situações. Situação-problema 5 Na questão 5 do questionário sobre a renda das famílias dos alunos da turma 83, as respostas obtidas foram as seguintes: 5 famílias têm renda de 1 até 2 salários mínimos; 12 famílias de 2 até 5; 3 famílias de 5 até 10; 3 famílias de 10 até 20; 2 famílias de mais de 20 salários mínimos. Com base nestas respostas: a) Construa uma tabela listando o número de famílias de cada faixa salarial. b) Represente os dados obtidos por meio de um gráfico de setores. Desenvolvimento da atividade O item (a) teve como objetivo investigar se os alunos conseguiam transpor para uma tabela os dados referentes a renda salarial das famílias dos alunos participantes da pesquisa. Já na letra (b), a meta foi verificar a capacidade de representar em gráfico de setores os dados organizados na letra (a). A pesquisadora levou para a aula o material necessário à construção do gráfico de setores: régua, compasso, lápis colorido e transferidor. O uso da calculadora foi permitido, para garantir a rapidez nos cálculos. Enquanto os grupos desenvolviam a atividade proposta, a pesquisadora caminhava pela sala observando o comportamento dos alunos e esclarecendo as dúvidas que surgiam. A pesquisadora percebeu, nos diálogos entre os alunos, que todos apresentavam dificuldades na construção do gráfico de setores. Esta não é uma tarefa simples. Para realizá-la, os alunos precisam ter conhecimentos de conteúdos como razão, proporção, cálculo de porcentagens, divisão de ângulos, além de saber usar o transferidor. A seguir, uma das discussões sobre como construir um gráfico de setores: Pesquisadora: o que é preciso para construir um gráfico de setores? 69 Como já tínhamos analisado um gráfico de setores na questão (3), um aluno do grupo F rapidamente respondeu que temos que construir um círculo e dividir em partes iguais. Neste momento a pesquisadora questionou: Pesquisadora: o que vai representar cada parte do gráfico? D3: a quantidade de famílias em cada faixa salarial? Pesquisadora: exatamente. Todas as faixas salariais possuem o mesmo número de famílias? D3 : não. Pesquisadora: então eu devo dividir o círculo em partes iguais? E2: não. Pesquisadora: por quê? E3: porque não fica proporcional. Pesquisadora: e para definir cada setor, que medida utilizamos? F1: o grau. Pesquisadora: muito bem. E que instrumento utilizamos para medir o tamanho de cada pedaço? F1: o transferidor. Pesquisadora: isso mesmo. Todos sabem usar o transferidor? A1: professora, eu não sei usar o transferidor. Como outros alunos também estavam em dúvida quanto ao uso do transferidor, a pesquisadora foi ao quadro, construiu um ângulo qualquer e mediu o seu tamanho usando o transferidor. A1: é fácil. Eu nunca tinha usado. Pesquisadora: como vamos descobrir o valor do ângulo que representa cada uma dessas partes? A pergunta gerou uma discussão entre os grupos, que não conseguiram chegar a um consenso. Para organizar os raciocínios, a pesquisadora fez a seguinte pergunta: Pesquisadora: quantos graus tem um círculo? G4: 360º Pesquisadora: agora vamos pensar um pouco, se o círculo inteiro tem 360º, como encontramos a medida de um pedaço do círculo? E3: podemos achar quantos graus representa uma família e depois multiplicar pelo número de famílias em cada faixa etária. Pesquisadora: como você faria isso? 70 E3: dividindo 360º por 25 achamos quantos graus representa cada família. Pesquisadora: correto. Agora é hora de baixar a cabeça e construir o gráfico. Os alunos retomaram o trabalho mostrando interesse e comprometimento com a atividade proposta. Plenária Concluída a atividade, um aluno de cada grupo foi ao quadro para expor as soluções encontradas. Na apresentação da tabela, todos os grupos omitiram o título e a fonte dos dados, conforme mostra a figura 25 a seguir. Figura 25: Resolução apresentada pelo grupo C. O grupo F, além desses itens, não colocou os títulos das colunas e construiu a tabela com as laterais fechadas, conforme a figura a seguir: 71 Figura 26: resolução apresentada pelo grupo F. Concluídas as atividades em torno da letra (a), a pesquisadora, seguindo a metodologia de ensino proposta, chegou junto com os alunos a um consenso sobre a forma correta de construir de tabelas. Esta etapa do trabalho foi facilitada porque os alunos já apresentavam uma noção anterior sobre tabelas, que são estruturas bastante usadas em livros didáticos e pela mídia. Os problemas surgem quando são desafiados a construir tabelas a partir de dados que recebem. O complicador muito provavelmente esteja associado a falta de prática neste tipo de atividade que requer raciocínio, elaboração, organização e compreensão de vários conhecimentos que se cruzam. Pagan (2010, p.70) identificou o mesmo tipo de dificuldade em seu trabalho e fez o seguinte registro: "Observamos que a maioria das tabelas, encontradas nos livros didáticos não seguem as normas descritas pelo IBGE. Em todas elas encontramos uma falha do tipo: títulos, fontes e em grande maioria, suas laterais encontram-se fechadas, significando que os autores não seguem normas estabelecidas para a construção de tabelas. Acreditamos que os autores não considerem seus livros didáticos como sendo trabalhos científicos, portanto, não se preocupam com forma de apresentação da tabela". Apesar das dificuldades, após as discussões e explicações, a maioria dos grupos conseguiu construir corretamente o gráfico de setores, o que pode ser constatado pela resolução apresentada a seguir: 72 Figura 27: resolução apresentada pelo grupo B. Ao chegarem à questão 5, os alunos já haviam vivenciado atividades com gráficos nas questões anteriores. Dados e outros detalhes das situações-problema até diferem, mas os cuidados que devem tomar são os mesmos, alertados nas atividades anteriores. Mesmo assim, alguns alunos não colocaram título, fonte e o que representa cada setor, conforme mostra a figura 28 a seguir. 73 Figura 28: resolução apresentada pelo grupo D. Durante a plenária, a pesquisadora questionou os alunos sobre qual a forma mais fácil de representar uma série de dados. Pesquisadora: qual a forma mais interessante para representar uma série estatística em gráfico de setores ou na forma de tabela? B3: no gráfico fica mais fácil perceber que a maioria das famílias da turma 83 está na faixa salarial entre 2 e 5 salários mínimos, porque o tamanho do pedaço é muito maior do que os outros. Neste momento, o aluno G2 fez o seguinte comentário: G2: tem cinco famílias com renda entre 1 e 2 salários mínimos. Não tem como sobreviver com um salário mínimo. Este foi um dos vários momentos da pesquisa em que se provou bem-sucedido o uso de dados reais das famílias combinados com dados do Censo. Esta opção estimulou a discussão em sala de aula sobre aspectos como salário, condição de vida, associação entre renda e educação e uma série de outros pontos centrais à realidade dos alunos e à formação de cidadãos conscientes de sua condição socioeconômica e da realidade que os cerca. A matemática e a estatística se apresentam aos alunos não como abstrações ou 74 "atrapalhações", mas como ferramenta que os ajuda a captar e a transformar realidades que lhes dizem respeito. Finalizadas as apresentações, chegou-se a um consenso sobre a construção de um gráfico de setores. Pesquisadora e alunos concluíram que a base de um gráfico de setores é um círculo. E, para construir este gráfico, deve-se dividir o círculo em partes, que são os setores, a partir de uma regra de três simples, lembrando que o total da série corresponde a 360º. Importante, também, ter cuidado quando construir um gráfico de setores para que seja mantida a proporcionalidade entre a medida dos ângulos centrais e a porcentagem que eles representam. O debate gerou a conclusão de que o gráfico de setores completo deve conter título, fonte, nome e frequência correspondente a cada setor. Os alunos não apresentaram dificuldades no cálculo das porcentagens e dos ângulos correspondentes a cada setor. Conforme mencionado na primeira questão, isso se deve ao fato de tais conteúdos já terem sidos estudados nos anos anteriores. O maior desafio foi na construção do gráfico. Os alunos demonstraram pouca habilidade para trabalhar com o transferidor e o compasso, o que se justifica com o argumento de que a maioria nunca tinha usado estes instrumentos. Situação-problema 6 Analise o gráfico 3 representativo da cidade de Santa Maria sobre a faixa salarial da população: Gráfico 3 – Faixa salarial da população da cidade de Santa Maria Fonte – Primária, 2012 75 a) Qual a faixa salarial da maioria da população? b) Qual a porcentagem de famílias que estão na faixa salarial mais elevada? c) Compare a porcentagem de famílias da faixa salarial mais elevada e a de mais baixa renda. Descreva suas conclusões. Desenvolvimento da atividade Logo que a atividade foi entregue, os alunos começaram a trabalhar empolgados e de forma participativa. A atividade foi resolvida com tranquilidade e nenhum grupo recorreu à pesquisadora para pedir auxílio. É possível identificar dois fatores para esta atitude positiva: após as primeiras atividades, os alunos já dominavam melhor os conceitos e o tema era bastante prático e associado à realidade. Apesar da tranquilidade e do desenvolvimento, esta questão revelou problemas que merecem atenção e avaliação de parte da comunidade escolar. Nesta atividade buscou-se investigar a leitura e interpretação de um gráfico de setores, reforçando os conhecimentos adquiridos na situação-problema 3, pois segue o mesmo raciocínio. No momento em que a pesquisadora acompanhava a resolução das atividades pelos alunos, percebeu que esta atividade não gerou dúvidas como as atividades anteriores. Os alunos resolveram rapidamente e logo passamos à plenária. Plenária O primeiro grupo que foi ao quadro expor suas soluções da letra (a) foi o F. A pesquisadora perguntou se algum outro grupo encontrou uma solução diferente. Com exceção do grupo C, cuja solução está descrita na figura 29, todos os outros grupos resolveram de forma semelhante. 76 Figura 29: resolução apresentada pelo grupo C No item (a), o grupo C confundiu a maioria da população com a população inteira, somando todos os valores representados em cada setor. O raciocínio era simples, bastava identificar o maior setor no gráfico. A confusão do grupo expressa uma dificuldade de compreensão do significado de uma palavra decisiva para o entendimento de que o problema pedia. É um aspecto que vai além da compreensão matemática e da capacidade de raciocínio e que merece atenção dos professores, pois acaba comprometendo o desempenho dos alunos. O grupo F, assim como os demais grupos, acertou ao perceber que a faixa salarial da maioria da população está associada ao maior setor representado no gráfico, no caso, o setor que representa de 1 até 2 salários mínimos. Na letra (b), apenas o grupo A errou, pois confundiu a faixa salarial mais elevada, que era o que o item pedia, com a parte do gráfico que representa o maior pedaço. Colocou como resposta 32.459. A questão pedia a porcentagem da faixa salarial mais elevada, o que não foi calculado pelo grupo. Os demais grupos resolveram certo. Os alunos já se mostravam acostumados a resolver questões envolvendo o cálculo da porcentagem. Finalmente, no item (c), ficou claro mais uma vez que, quando precisam argumentar e expressar de forma escrita suas conclusões, os grupos apresentam dificuldades. O item pedia comentários e comparações sobre dados bem visíveis na exposição do problema. Algumas respostas foram simples demais, como a do grupo A, que apenas identificou as faixas salariais mais e menos numerosas. Simples, porém correta. Foi o grupo que mais se aproximou do objetivo da questão, que era despertar a capacidade de análise dos dados. No outro extremo, o grupo D se resumiu a afirmar que "há mais famílias de salário mais baixo". 77 Os grupos G e F chegaram a fazer cálculos revelando algum domínio dos números e compreensão do que foi pedido, mas a comparação e a análise foram pobres e não passaram de registros de que a faixa de renda mais baixa é maior do que a faixa de maior renda. O tom das respostas foi de pouca argumentação. Este item mostrou que, muitas vezes, embora dispostos a abordar e a entender realidades socioeconômicas, os jovens nem sempre conseguem fazer isso, algo que acontece pela dificuldade de se expressar em palavras ou textos. Este é um ponto para o qual a escola deve estar atenta, pois só conseguirá cumprir seus objetivos de formar cidadãos se lhes conceder instrumentos de compreensão da realidade, expressão e participação ativa nas discussões e decisões. Situação-problema 7 A tabela 2 mostra quem contribui mais para a renda familiar. Tabela 2 - Integrantes da família que mais contribuem para a renda familiar Número de famílias Somente o pai 5 Somente a mãe 2 Pai e mãe juntos 16 Pai, mãe e outros 2 Total 25 Fonte – Primária, 2012 a) Represente os dados por meio de um gráfico de setores. b) Em quantas famílias o pai e a mãe juntos contribuem para a renda familiar? c) Qual a porcentagem de famílias em que a mãe contribui mais para a renda familiar? d) Em que porcentagem do total de famílias outras pessoas, além do pai e da mãe, contribuem para a renda familiar? Desenvolvimento da atividade 78 O objetivo da atividade foi verificar se os alunos entenderam como construir gráfico de setores, além de retirar dados da tabela e responder as questões propostas. Como os alunos já estavam acostumados com a metodologia utilizada, foram logo formando os grupos enquanto a pesquisadora distribuía a atividade. Neste dia, as meninas do grupo A estavam conversando bastante e não conseguiam se concentrar na atividade. Várias vezes, enquanto andava pela sala observando como os grupos desenvolviam a atividade, a pesquisadora precisou chamar a atenção deste grupo. Plenária Como já era de costume, a pesquisadora solicitou que um aluno de cada grupo fosse ao quadro expor a sua resolução. O primeiro a ir ao quadro foi do grupo E. Os demais grupos concordaram com a explicação apresentada. Analisando os diários de campo dos grupos, foi possível perceber que apenas os grupos B e E responderam corretamente toda a atividade, conforme mostra a figura 30. O grupo A começou a construir o gráfico, mas não acabou e não tentou resolver as outras letras. O grupo C encontrou a solução correta nas letras (b), (c) e (d), mas não tentou fazer o gráfico. Os grupos D, F e G construíram o gráfico, encontraram o tamanho dos setores, colocaram título e legenda, mas esqueceram de indicar a frequência de cada setor. Estes grupos acertaram as demais letras. O grupo D demorou para construir o gráfico e não teve tempo para responder as letras seguintes. 79 Figura 30: resoluções apresentadas pelos grupos B e E, respectivamente 80 A maioria dos alunos acertou as letras (b), (c) e (d), o que nos leva a concluir que a leitura e interpretação de gráficos de setores não se apresentam como uma tarefa difícil. Já a transposição dos dados da tabela para o gráfico novamente se mostrou um desafio complexo. Não é usual, no dia a dia, a necessidade de fazer esta transposição. Normalmente, dados estatísticos já são oferecidos na forma de gráficos. Mesmo assim, esta dificuldade de transposição deve ser olhada como um sinal de alerta de que tarefas que demandem maior raciocínio e autonomia por parte dos alunos se transformam em obstáculos grandes para eles. A considerar, ainda, que esta atividade poderia ter despertado nos alunos mais reflexões sobre a realidade em que vivem em aspectos como, por exemplo, a crescente contribuição das mulheres para a formação da renda das famílias. Situação-problema 8 A tabela 3 mostra o grau de instrução dos pais dos alunos da turma 83 por nível de renda. Tabela 3 – Grau de instrução dos pais dos alunos da turma 83 por nível de renda Quantidade de salários mínimos Até 1 De 1 até 2 De 2 até 5 De 5 até 10 De 10 até Mais de 20 20 Grau de instrução Pai Mãe Pai Sem instrução 1 Fundamental 1 Mãe Pai Mãe Pai 2 2 2 1 1 1 Mãe Pai Mãe Pai Mãe 1 1 incompleto Fundamental completo Médio incompleto 1 Médio completo 1 3 Superior 2 2 1 2 4 4 1 2 1 incompleto Superior 1 1 1 2 1 1 completo Pós-graduação 1 Mestrado 1 Doutorado 1 Fonte – Primária, 2012 a) o menor? Em que faixa de renda os pais apresentam um maior grau de instrução? E 81 b) Qual a porcentagem de pais e mães com ensino médio incompleto? c) Qual é o nível de escolaridade da maioria das mães? d) Em que faixa de renda está o maior número de mães com ensino superior? e) Construa um gráfico de barras para comparar o nível de escolaridade dos pais e das mães. f) Analisando a tabela acima que relação é possível estabelecer entre a escolaridade e a renda? Desenvolvimento da atividade Nesta atividade foram cruzadas as categorias grau de instrução e renda dos pais dos alunos da turma 83. Os objetivos da atividade foram verificar se os alunos sabem ler e interpretar tabelas com várias informações, comparar os dados e responder os itens propostos. A atividade também provocava os alunos a debater a relação entre escolaridade e renda, buscando interpretar, por exemplo, se quem estuda mais tem renda maior ou se não há relação entre um atributo e outro. A atividade foi distribuída e os alunos começaram a leitura individual. Durante a leitura, a pesquisadora percebeu que alguns alunos apresentaram dificuldade para entender a tabela. Como este foi o penúltimo encontro, eles já estavam acostumados a trabalhar em grupo e não solicitaram a presença da pesquisadora para eliminar as dúvidas que surgiam. Trabalharam de forma cooperativa e colaborativa, e as dúvidas que surgiam eram sanadas dentro do grupo. A provocação em torno de um debate sobre a relação renda x escolaridade funcionou durante a atividade, como mostram comentários dos alunos, tais como: - Este aqui é o meu pai. Só ele não tem maior instrução. - Professora, o que é especialização, mestrado e doutorado? - Com ensino superior completo tem vários pais, mas só tem um pai com mestrado e uma mãe com doutorado. Os alunos foram evidenciando nos comentários a valorização do estudo, do aperfeiçoamento profissional e intelectual, em contraponto a uma certa frustração daqueles cujos pais têm menor instrução. 82 Plenária Quando cada grupo acabou a resolução da atividade, passou-se à correção. Na letra (a), sobre em que faixa de renda os pais apresentam o maior e o menor grau de instrução, os grupos A, B, E, F e G responderam corretamente. Figura 325: resolução apresentada pelo Grupo E Os grupos C e D verificaram quais eram o maior e o menor grau de instrução dos pais, mas esqueceram de apontar em que faixa de renda estes pais se encontravam. Figura 326: resolução apresentada pelo Grupo C Todos os grupos, com exceção do grupo A, acertaram a letra (b). Ao serem questionados sobre como encontraram 1% como resposta, os integrantes deste grupo justificaram que, analisando a tabela, perceberam que só havia 1 pai com ensino médio incompleto. Por isso concluíram que este seria o valor da porcentagem. A seguir, a solução apresentada pelos demais grupos. Figura 33: resolução apresentada pelo Grupo D Apenas o grupo E acertou e letra (c). A resposta certa era ensino médio completo e superior completo, porque nas duas faixas a quantidade de mães é igual e são elas que têm mais mães. A razão para muitos alunos terem colocado só superior completo como resposta pode ser a tabela, que nos dá a impressão de que nesta faixa há mais pais. Todos os grupos analisaram corretamente a letra (d) e verificaram que a maioria das mães com ensino superior completo encontra-se na faixa de renda de 2 até 5 salários mínimos. 83 Na letra (e) solicitou-se a construção de um gráfico de barras para comparar o nível de escolaridade dos pais e das mães. Todos os grupos analisaram corretamente os dados. Porém, a construção da maioria dos gráficos não ficou totalmente correta. Apenas 3 grupos colocaram título no gráfico, como mostra a figura a seguir. Figura 34: resolução apresentada pelo Grupo E Outros dois erros percebidos: 1) faltou colocar a indicação dos eixos; 2) os alunos encontraram as frequências corretas, mas erraram ao construir as barras separadas. Quando queremos comparar e representar duas ou mais variáveis, usamos o gráfico de colunas em barras múltiplas. Embora os alunos não tenham feito a construção correta, souberam analisar a tabela e comparar os dados. No gráfico do grupo E, que está representado acima, há uma indicação de que as colunas estavam juntas, mas faltou desenhá-las, de fato, juntas. Apesar dos erros, o desempenho pode ser considerado positivo, pois os alunos nunca haviam construído um gráfico com esta complexidade. Gráfico semelhante foi trabalhado na atividade 2, mas já estava pronto, apenas para análise dos dados. Abaixo, a construção do grupo F que foi realizada corretamente: 84 Figura 35: resolução apresentada pelo Grupo F A letra (f) foi a que continha a maior carga de subjetividade e complexidade na análise, pela série de dados e pela necessidade de comparar duas variáveis (escolaridade e renda). Os grupos A, C, D, F e G formularam conclusões simples, que podem ser consideradas corretas, ao afirmar que quanto maior a escolaridade, maior a renda. O grupo E relativizou na sua conclusão, ao afirmar que a escolaridade e a renda são maiores “na maioria dos casos”. Provavelmente, este grupo se deteve em algum detalhe da tabela que sinalizava uma posição intermediária entre escolaridade e renda. O grupo D fez a avaliação mais superficial, ao apenas informar onde está a faixa predominante de pais em termos de renda e escolaridade, sem estabelecer relações entre as duas variáveis. Esta não era uma atividade para introduzir conhecimentos novos, já consolidados em atividades anteriores. O objetivo era desafiar os alunos a fazer análises mais profundas e mostrar como o domínio de conceitos estatísticos é uma rica ferramenta de compreensão de realidades socioeconômicas da vida de todos. Neste sentido, apesar de erros na construção de gráficos e mesmo em algumas análises, o objetivo da atividade foi plenamente cumprido e despertou nos alunos a disposição ao debate sobre a realidade deles e de suas famílias. Situação-problema 9 O gráfico 4 representa a quantidade total de bens duráveis que as famílias dos alunos da turma 83 possuem em seus domicílios: Lendo as informações no gráfico, responda as seguintes questões: 85 Gráfico 4 – Quantidade total de bens duráveis que as famílias dos alunos da turma 83 possuem em seus domicílios Fonte – Primária, 2012 a) Qual é o aparelho que menos se encontra nas residências? b) Qual o aparelho que mais se encontra nas residências? c) Qual é a média do número de aparelhos de televisão das famílias? d) Se cada família ficasse com o mesmo número de computadores, com quantos computadores ficaria cada uma? e) Comparando o número de telefones fixos com o número de famílias, o que podemos concluir? A atividade foi distribuída e os alunos iniciaram a leitura. A pesquisadora, na sua condição de mediadora, passava pelos grupos para verificar as estratégias utilizadas na construção do conhecimento. Os dados foram apresentados em um gráfico de colunas, e a atividade foi dividida em cinco itens. Os objetivos das letras (a) e (b) foram trabalhar leitura entre os dados e verificar se os alunos identificam a variável com menor frequência e a variável com maior frequência. A crença da pesquisadora era de que estes itens seriam fáceis para os alunos, pois é só identificar no gráfico a menor e a maior coluna. O objetivo das letras (c), (d) e (f) foi verificar se o aluno se apropriou do conceito de média trabalhado nas situações anteriores, sendo que no item (f) era possível explorar com mais profundidade até que ponto o conceito estava dominado. Em todos os itens, havia um objetivo paralelo de refletir sobre temas da vida real, como posse de bens duráveis, presença de novas tecnologias nas residências e comodidades que estas inovações trazem na vida das pessoas. 86 Plenária Um aluno do grupo G veio ao quadro e escreveu a sua solução. Os outros grupos resolveram de forma semelhante e concordaram com as explicações. Abaixo, segue a resolução apresentada pelo grupo G e aceita pelos demais como correta: Figura 36: Resolução apresentada pelo grupo G Os alunos não tiveram dificuldades em resolver as letras (a) e (b), que trataram de encontrar o ponto de mínimo e de máximo. As respostas coincidem com a percepção de Veras (2010), segundo o qual no nível de leitura dos dados, os alunos costumam demonstrar um bom desempenho. Em relação ao cálculo da média, proposto nas letras (c) e (d), os alunos não apresentaram dificuldades ao resolver, percebendo o valor da média como um ponto de equilíbrio entre os dados. A letra (e) pedia para comparar o número de telefones fixos com o número de famílias e extrair conclusões desta comparação. O gráfico indicava que o número de telefones fixos é igual ao número de famílias. Os grupos fizeram a leitura correta e concluíram que cada família possui um telefone fixo em média. Para verificar se os alunos apenas aplicaram o algoritmo da média ou entenderam o seu significado, a pesquisadora fez o seguinte questionamento: Pesquisadora: esta é a única possibilidade? C2: acho que sim. O número de telefones fixos é igual ao número de famílias. Então, cada família tem um telefone. Um aluno do grupo E foi um pouco além ao responder: 87 E3: em média, cada família possui um telefone fixo. A1: é a mesma resposta que o C2 deu. A pesquisadora pediu ao aluno E3 que explicasse para os colegas a sua resposta. E3: não posso afirmar se cada família tem um telefone fixo, pois pode ter alguma que não tenha nenhum, e outra que tenha dois ou mais. Pesquisadora: exatamente. Então, qual seria outra solução possível? Percebendo que os alunos ainda estavam em dúvida em relação à pergunta, a pesquisadora questionou: Pesquisadora: vamos imaginar que uma dessas famílias tenha dois telefones fixos em casa. Quantos telefones as outras famílias teriam? Neste momento, os grupos voltaram a discutir qual seria uma solução possível. Passado um tempo, um aluno do grupo E respondeu: E2: se uma família possuir dois telefones fixos, vamos ter as outras 23 famílias com telefone fixo cada uma e uma família sem telefone fixo. Pesquisadora: e se duas famílias tivessem dois telefones fixos cada uma, o que aconteceria com as outras famílias? G3: 21 famílias teriam um telefone fixo e duas não teriam nada. A1: agora eu estou entendendo. A soma tem que continuar sendo 25. Pesquisadora: exatamente. O diálogo contribuiu para que mais alunos percebessem as sutilezas do conceito de média que a questão continha, mas ainda assim ficou a sensação de que restaram dificuldades em compreender que a média não significa a única solução possível neste tipo de questionamento e que o fato de o número de famílias ser igual ao número de telefones fixos não significa que necessariamente cada família tenha um aparelho. Ao final da atividade, foi possível perceber que todos os alunos dominam o algoritmo da média aritmética, mas a maioria ainda não consegue entender o conceito de média como um ponto de equilíbrio entre os dados da série estatística. Conclusão semelhante foi percebida em outras atividades desta pesquisa, o que indica a necessidade de trabalhar melhor este conceito, bastante importante na Estatística. Situação-problema 10 Lendo as informações do gráfico da questão 9, responda: a) Qual é a média do número de automóveis da turma? 88 b) Imagine que uma destas famílias possua 4 automóveis. O que poderíamos fazer para que a média em relação às 25 famílias continue sendo a mesma? Desenvolvimento da atividade Esta atividade foi realizada no último encontro. Neste dia, os integrantes do grupo G, formado só por meninos, não estavam presentes. Foram participar de um campeonato de futebol realizado pela escola. Como este foi o último encontro, os alunos já estavam acostumados com a metodologia. Rapidamente organizaram os grupos. A pesquisadora distribui a situaçãoproblema 10 e junto com ela a situação-problema 9, pois para resolver a atividade 10 era necessário ler as informações do gráfico da atividade 9. O objetivo desta atividade foi retomar a média como um ponto de equilíbrio de uma distribuição e introduzir a propriedade “o valor médio é influenciado pelos valores de cada um dos dados". (BATANERO, 2001, p.71) Durante a resolução da atividade, houve muita discussão entre os alunos, mas foi o diálogo trocado entre os integrantes do grupo D que chamou mais a atenção da pesquisadora: D1: por que você pegou 23? D2: porque são 27 automóveis e uma família tem 4 então 27 – 4 = 23. Sobram 23 carros para as outras famílias mas não dá para manter a média porque temos 24 famílias. D1: uma família tem 4 carros e 23 famílias têm 1 carro cada. D2: não pode, vai sobrar uma família sem carro. D3: não entendi. Uma família possui 4 carros além dos 27? D2: não, 4 carros dos 27. Percebeu-se que as alunas deste grupo estavam bastante envolvidas na resolução do problema. Para organizar melhor o raciocínio, desenharam 27 bolinhas que correspondiam a 27 carros. Circularam 4 bolinhas que seria o número de carros que uma família possuía. Sobraram 23 carros. Distribuíram 1 carro para cada família. D2: se esta família que não tem carro ficar de fora dá porque teríamos 1 família com 4 carros e 23 com 1 carro cada. D1: divide 27 por 24. D3: dá 1,125. Não pode ser porque a média não pode mudar. 89 Os alunos do grupo D perceberam que, retirando uma família, o valor da média aumentará. D1: então não tem como resolver. Sobram 23 carros e temos 24 famílias. Uma família não pode ficar sem carro. Neste momento, a pesquisadora percebeu a divergência de opiniões e tentou ajudar. Pesquisadora: lembram-se das conclusões a que chegamos no item (e) da situação-problema 9? Olhem nos diários de classe de vocês as anotações que fizeram. A pesquisadora aguarda a leitura e questiona: Pesquisadora: na letra (e) da questão 9 comparamos o número de telefones fixos com o número de família da turma 83. Tínhamos 25 famílias e 25 telefones fixos. O que concluímos lá? D1: que podemos ter várias soluções. D2: que analisando o gráfico não podemos concluir que cada família possui um telefone fixo. Pesquisadora: exatamente. E falei para vocês que, analisando as respostas dos alunos da turma 83, percebi que 1 família possuía duas linhas de telefones fixos e outra família não tinha telefone fixo. D1: então uma família pode ficar sem carro? Pesquisadora: sim. Uma família pode não possuir carros, assim como outra família pode ter um número de carros acima da média. D2: para calcular a média eu tenho que contar aquela família que não possui carro? Vou somar o número de carros por família mais o zero e dividir por 25? Pesquisadora: exatamente. Analisando o diálogo acima, percebemos que as alunas do grupo D apresentaram dificuldade em considerar a possibilidade de o zero fazer parte da distribuição, ao contrário de Amaral (2010, p. 70), que numa atividade de sua pesquisa com docentes registrou: "Todas as professoras incluíram o zero, o que indica que elas assimilaram a propriedade". Plenária Da mesma forma que nos encontros anteriores, um aluno de cada grupo foi ao quadro expor as suas resoluções. Durante as explicações no quadro, foi possível 90 perceber que os alunos não apresentaram dificuldades para encontrar a média do número de automóveis da turma. Para verificar se os alunos entenderam o significado de média ou apenas aplicaram o algoritmo, a pesquisadora fez o seguinte questionamento: Pesquisadora: o que vocês entendem por média? O que significa a média de automóveis ser igual a 1,08? Os alunos ficaram pensativos e não souberam responder. Ficou claro que houve avanço na compreensão sobre o cálculo da média aritmética simples, mas apresentam dificuldade para entender o seu significado. Esta também foi a conclusão de Amaral (2010, p.60) que, ao descrever o desempenho de um grupo de alunos que analisou, escreveu: “Pareceu que os sujeitos da pesquisa conheciam o algoritmo da média mas não sabiam o seu significado”. Abaixo segue a resolução do grupo E, a mesma apresentada pelos demais grupos. Figura 37: resolução apresentada pelo grupo E. Os alunos encontraram dificuldade para responder a letra (b), no que se refere ao que poderia acontecer com as outras famílias quando aumentássemos para quatro a quantidade de carros de uma família. Na resposta à letra (b), o grupo C disse que, se aumentar o número de automóveis de uma família, a média iria aumentar. Então, para manter a média encontrada na letra (a), era preciso diminuir o número de automóveis de outras famílias. Os grupos A, B e F usaram um raciocínio parecido ao do grupo C, ao perceber que, aumentando para quatro o número de automóveis de uma família, outra família ficaria sem carro. Estes grupos pensaram na média como um ponto de equilíbrio e distribuição equitativa dos dados, mas em nenhum momento pensaram na quantidade de automóveis de cada família para que a média continuasse sendo 1,08. Uma solução interessante foi a apresentada pelos grupos D e E, que utilizaram um registro gráfico para representar a distribuição dos automóveis de cada família. O grupo E respondeu que, para a média se manter a mesma, outras três famílias teriam que não ter automóveis. O grupo utilizou o raciocínio certo, mas errou ao considerar a quantidade de automóveis igual a 25. 91 Solução apresentada pelo grupo E: Figura 38: resolução apresentada pelo grupo E. Ao serem questionados por que utilizaram 25 automóveis, os alunos do grupo justificaram dizendo que se confundiram quando leram o enunciado que falava em 25 famílias. Abaixo a solução correta, apresentada pelo grupo D: Figura 39: resolução apresentada pelo grupo D. Uma aluna do grupo D foi ao quadro e explicou a sua resolução, entendida e aceita por todos os alunos dos outros grupos. A pesquisadora aproveitou este momento e questionou: Pesquisadora: esta é a única solução possível? Os alunos ficaram pensativos e pediram um tempo para tentar achar outra solução. Passados alguns minutos, um aluno do grupo B respondeu: B2: achamos outra solução. Podemos distribuir quatro automóveis para uma família, dois automóveis para outra família, mas duas famílias ficariam sem automóvel e as outras 21 com um automóvel cada uma. 92 Pesquisadora: muito bem. Alguém achou outra solução? E3: podemos ter uma família com quatro automóveis, duas com cinco, uma com três, outra com dois, oito com um e o restante, que são 12 famílias, sem automóvel. Pesquisadora: isso mesmo. Neste caso, podemos perceber que estas não são as únicas soluções. Podemos distribuir a quantidade que quisermos de automóveis entre as famílias, mas sempre cuidando para que a soma seja sempre 27. Ao final dos debates, os alunos demonstraram ter conseguido situar a média como ponto de equilíbrio da distribuição e que existe mais de uma solução possível para a questão e que o zero deve ser considerado, pois interfere no resultado final da média, como indica BATANERO: “O valor médio é influenciado pelos valores de cada um dos dados”. (2001, p.71). Situação-problema 11 A tabela 4 representa a expectativa de vida dos homens e mulheres do Brasil no período entre 1980 e 2050. Tabela 4 – Expectativa de vida dos homens e mulheres do Brasil no período de 1980 até 2050 Ano 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Homens 59,62 61,29 62,8 64,8 66,71 68,1 69,68 71,1 72,5 73,7 74,8 75,79 76,68 77,5 78,16 Mulheres 65,69 68,24 70,4 72,3 74,29 75,8 77,26 78,6 79,8 80,9 81,8 82,63 83,35 84 84,54 Fonte: Primária, 2012 a) Faça um gráfico de linhas para representar a expectativa de vida dos homens e das mulheres. b) Comparando, ao longo dos anos, a expectativa de vida dos homens e das mulheres, o que podemos concluir? c) De quanto foi o aumento da expectativa de vida do brasileiro, ao ser comparado com os dados de 1960, quando a expectativa era de que o cidadão vivesse 48 anos? As atividades foram distribuídas, e a pesquisadora comentou com os alunos que esta seria a última etapa do trabalho. A atividade provocou os alunos a representarem em gráfico de linhas o comportamento da expectava de vida dos homens e mulheres do Brasil entre 1980 e 93 2050. Outro objetivo foi se os alunos estavam aptos a comparar informações contidas numa tabela ou num gráfico de linhas, como o crescimento ou decrescimento das variáveis deste gráfico ao longo de um determinado tempo. Imaginando que os alunos teriam dificuldades em construir o gráfico numa folha de caderno, a pesquisadora levou papel milimetrado, régua e lápis colorido. Enquanto a pesquisadora circulava entre os grupos para observar como resolviam a atividade, passou pelo grupo B, percebeu que seus integrantes estavam construindo um gráfico de barras e questionou um dos alunos: Pesquisadora: o que você está fazendo? Os alunos ficaram em silêncio lendo novamente a questão e depois responderam: B2: marcando os espaços entre os retângulos. Pesquisadora: qual o gráfico pedido na letra (a)? B2: de linhas. Pesquisadora: este gráfico que você está construindo não é um gráfico de linhas. Já foi construído nas atividades anteriores. Qual é o nome dele? B1: barras. Pesquisadora: exatamente. E como é um gráfico de linhas? B1: o gráfico é uma linha. Aparecia nas eleições indicando as porcentagens dos candidatos. Para construir este gráfico é só marcar os pontos e depois unir? Pesquisadora: isso mesmo. Agora voltem ao trabalho. A pesquisadora aproveitou este episódio para reforçar o cuidado que se deve ter na hora da leitura de uma atividade na Matemática ou em qualquer outra disciplina, pois a interpretação errada do que a atividade pede pode colocar a perder todo o esforço de resolução. Plenária Repetindo o procedimento das atividades anteriores, um integrante de cada grupo foi até o quadro para apresentar a solução encontrada. Ao mesmo tempo, os grupos entregaram uma folha com a atividade resolvida. Como mostra a figura 35, o grupo C não anotou as unidades utilizadas nas escalas, além de não apresentar legenda e título. Os demais grupos apresentaram dificuldades na construção da escala quando os dados não são números inteiros. Após 94 intervenção da pesquisadora, os grupos realizaram a construção de forma correta. (figura 40) Figura 40: resolução apresentada pelo grupo C Figura 41: resolução apresentada pelo grupo F O item (b) solicitou a interpretação de dados contínuos em uma tabela ou no gráfico de linhas. Os alunos apresentaram dificuldades em analisar os dados a partir da tabela. Porém, esta dificuldade foi menor quando construíram o gráfico. Todos os grupos chegaram a conclusões semelhantes. Afirmaram que, ao longo dos anos, a expectativa de vida dos homens e das mulheres aumentou. Além disso, perceberam que a expectativa de vida da mulher é maior do que a do homem. Na letra (c), todos os grupos calcularam a média da expectativa de vida entre os homens e mulheres no ano de 2010 e compararam com média no ano de 1960. Chegaram ao seguinte resultado: 95 Figura 42: resolução apresentada pelo grupo F Ao final deste encontro, ficou claro que os alunos apresentaram um grande avanço na construção do gráfico, já que nas situações-problema anteriores esqueciam-se de colocar título, legenda, escala e indicações dos eixos. As dificuldades dos alunos foram em relação à construção do gráfico devido ao fato de os dados apresentados não serem números inteiros. Diante desta constatação, a pesquisadora, no seu papel de mediadora, estimulou as capacidades e habilidades dos alunos para que construíssem seus conhecimentos, chegando às soluções desejadas e atingindo os objetivos propostos. Estes objetivos acabaram sendo alcançados, conforme evidenciado nas soluções apresentadas. A adequada leitura deste tipo de dado propicia uma série de reflexões sobre situações da vida real, como o avanço da ciência no combate a doenças que no passado eram sentenças de morte, o maior acesso da população aos avanços da medicina e a necessidade de o país criar condições de atendimento às camadas de faixa etária mais avançada, que são cada vez mais numerosas na nossa sociedade. 96 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS A partir do problema de pesquisa e das questões de pesquisa, este trabalho se propôs a unir Estatística com Resolução de Problemas e a levar para a sala de aula um conteúdo que, embora tenham reconhecida relevância e forte recomendação dos PCNs, costuma ser subestimado ou até ignorado em sala de aula. A premissa é de que, adequadamente trabalhada, a Estatística se transforma em plataforma poderosa para o desenvolvimento do raciocínio matemático, atua como agente interdisciplinar e coloca nas mãos dos alunos uma ferramenta eficiente de leitura, debate e compreensão da realidade, permitindo que eles evoluam como cidadãos de espírito crítico. A utilização da Metodologia de Resolução de Problemas proposta por Onuchic e Allevato (2009) revelou-se eficiente ao longo dos encontros em sala de aula. Esta metodologia tem atributos como instigar e desafiar os alunos diante de questões que levam a novos conceitos, organizar a discussão e a construção do conhecimento, provocar a participação dos alunos nos debates em grupo, à plenária sobre as respostas, posicionar o professor como indutor da busca do conhecimento e levar os alunos de um estranhamento inicial a uma atitude participativa, que gera satisfação à medida que os conceitos são consolidados. O trabalho utilizou conclusões oficiais do Censo 2010 da cidade de Santa Maria, tanto para a elaboração do questionário que reuniu dados socioeconômicos das famílias dos alunos quanto no uso dos dados do município, como base de comparação com a realidade das famílias. Esta opção mostrou-se eficiente ao fazer uma ponte entre conhecimentos estatísticos teóricos, como medidas de tendência central, e a realidade de alunos, familiares e da cidade como um todo. Há uma diferença clara entre situações abstratas e muitas vezes ingênuas propostas em alguns materiais didáticos e o uso de dados reais, que estimulam a participação e provocam a reflexão. Ao professor, a combinação de Estatística, Resolução de Problemas e dados da realidade impõe demandas adicionais, como estar disposto a mediar debates, exercer o controle em um ambiente mais dinâmico e participativo, dominar com consistência os conceitos estatísticos e ter um bom nível de conhecimentos gerais, estando pronto para todo tipo de debate que venha a ser travado. Neste sentido, vale o alerta sobre a qualidade na formação docente, que é a base para uma transformação na qualidade da educação como um todo. 97 Entre outros atributos, o professor precisa estar pronto a não desanimar diante de uma atitude inicial de estranhamento, indiferença e até rejeição por parte dos alunos, quando lhes é proposto um modelo de trabalho fora do que costumam ter em sala de aula. É uma atitude normal, que precisa ser trabalhada e transformada. O aluno deve ser convencido de que há benefícios em participar e se empenhar acima do que convencionalmente faz, e o papel do professor é fundamental neste momento. Cabe um registro, também, sobre as dificuldades demonstradas pelos alunos, sempre que desafiados a superar um obstáculo, posicionar-se numa discussão, verbalizar uma opinião ou uma síntese, compartilhar impressões e se apropriar de novos conhecimentos. Isso ficou claro, no desenvolvimento do trabalho, em questões que pediam análises e comparações de dados, ou em tarefas de maior complexidade como construir gráficos a partir de uma tabela, ou ainda em ler entre os dados de um gráfico. O primeiro aspecto é que estas dificuldades não devem gerar surpresa. Uma combinação de fatores como o ambiente pouco desafiador de sala de aula, os livros didáticos inadequados e a pouca cobrança por desempenho naturalmente produz dificuldades no aprendizado. O professor deve lutar contra estes fatores, se quiser construir uma relação relevante com a turma e obter resultados diferenciados, que lhe deem satisfação pessoal e profissional na sua atividade. Neste trabalho, foi possível superar os obstáculos relatados acima porque os conceitos teóricos de Estatística foram trazidos para o mundo dos alunos em situaçõesproblema preparadas com base na realidade social e econômica deles e de suas famílias. Ao mesmo tempo, pelo uso da metodologia de Resolução de Problemas, os alunos se sentiram protagonistas na construção do conhecimento, pois tiveram espaço para debater, posicionar-se, compartilhar informações e se expor nas discussões dentro dos grupos e nas plenárias finais. 98 REFERÊNCIAS AMARAL, F. M. Validação de Sequência Didática para (Re)Construção de conhecimentos Estatísticos por Professores do Ensino Fundamental. 2010. 109 p. Dissertação (Mestrado Profissionalizante), Pontifícia Universidade Católica de São Paulo. São Paulo, 2010. 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Muito obrigada pela colaboração Glaucia Bandeira Vargas Complete os dados abaixo com as suas informações: 1) Qual a sua idade? ________________ 2) Qual o seu sexo? ( ) masculino ( ) feminino 3) O imóvel onde você reside é: ( ) próprio de algum dos moradores da residência ( ) alugado ( ) emprestado/ não paga aluguel 4) Incluindo você, quantas pessoas residem na sua residência? ( )2 5) ( )3 ( ) 4( )5 ( Qual a renda mensal de sua família? ( ) até 1 salário mínimo ( ) de 1 até 2 salários mínimos )6 ( )7 ( )8 106 ( ) de 2 até 5 salários mínimos ( ) de 5 até 10 salários mínimos ( ) de 10 até 20 salários mínimos ( ) mais de 20 salários mínimos 6) Quem contribui para a renda familiar? ( ) apenas o pai ( ) apenas a mãe ( ) o pai e a mãe, juntos ( ) o pai, a mãe e outros 7) Qual o grau de instrução de seu pai? ( Até que série o seu pai estudou) ( ) sem instrução ( ) fundamental incompleto ( até 7ª série/8º ano) ( ) fundamental completo ( até 8ª série/9º ano) ( ) ensino médio incompleto ( ) ensino médio completo ( ) superior incompleto ( ) superior completo ( ) pós-graduação ( ) mestrado ( ) doutorado 8) Qual o grau de instrução da sua mãe? ( até que série sua mãe estudou?) ( ) sem instrução ( ) fundamental incompleto ( até 7ª série/8º ano) ( ) fundamental completo ( até 8ª série/9º ano) ( ) ensino médio incompleto ( ) ensino médio completo ( ) superior incompleto ( ) superior completo ( ) pós-graduação ( ) mestrado 107 ( ) doutorado 9) Quantos destes aparelhos tem em sua residência que estejam funcionando? Seu domicílio tem: Rádio ( ) sim. Quantos:____ ( ) não Televisão ( ) sim. Quantas:____ ( ) não Geladeira ( ) sim. Quantas:____ ( ) não Telefone celular ( ) sim. Quantos:____ ( ) não Telefone fixo ( ) sim. Quantos:____ ( ) não Computador ( ) sim. Quantos:____ ( ) não Internet ( ) sim. Quantas:____ ( ) não Motocicleta ( ) sim. Quantas:____ ( ) não Automóvel ( ) sim. Quantos:____ ( ) não 108 APÊNDICE B - ATIVIDADES DESENVOLVIDAS A seguir apresentaremos situações-problema que serão trabalhadas durante os encontros com os alunos. Essas atividades foram programadas a partir dos dados obtidos analisando-se as respostas aos questionários aplicado aos alunos. 1) A tabela 1 representa o número de meninos e meninas da turma 83. Tabela 1 – Quantidades de alunos do nono ano 83 Meninos 11 Meninas 14 Total 25 Fonte – Primária, 2012 Com base nos dados apresentados na tabela, responda: a) Represente por meio de um gráfico de barras o número de meninos e o número de meninas. b) Qual é a porcentagem de meninos e meninas? 2) O gráfico 1 representa a idade dos alunos da turma 83. Gráfico 1 – Idade dos alunos da turma 83 Fonte – Primária, 2012 Lendo as informações no gráfico, responda as seguintes questões: 109 a) b) c) d) e) f) Qual é a idade da maioria dos alunos? Quantos alunos têm esta idade? Qual a porcentagem de alunos com 15 anos ou mais? Qual é a idade média dos alunos da turma 83? Quantos alunos possuem idade abaixo da média? Ao formar uma fila com os alunos por idade, do mais novo ao mais velho, alguma criança divide esta fila ao meio? Caso afirmativo, quantas crianças estão na fila antes e depois dela? g) Se cinco alunos da turma 82 forem transferidos para esta turma, todos com 13 anos, o que acontecerá com os valores da média, moda e mediana? Justifique a sua resposta. 3) O gráfico 2 representa as condições das moradias das famílias dos alunos da turma 83. Gráfico 2 – Condições das moradias das famílias dos alunos da turma 83 Fonte – Primária, 2012 Com base nos dados representados no gráfico, responda: c) Na classe dos alunos da turma 83 há mais moradias alugadas ou próprias? d) Qual a porcentagem de famílias que moram em domicílio próprio? 4) A questão 4 do questionário aplicado na turma 83 indagou: Incluindo você, quantas pessoas moram na sua família? Foram coletados os seguintes dados que ainda não foram organizados e tratados: 4, 3, 4, 5, 2, 4, 3, 4, 3, 5, 4, 5, 2, 2, 2, 5, 4, 4, 3, 4, 6, 4, 5, 3, 3 110 Na amostra acima: a) Qual é a média de moradores nas famílias dos alunos do nono ano 83? b) Os resultados do Censo 2010 mostram que a média de moradores por domicílios em Santa Maria é igual a 2,96. Comparando esta média com a média de moradores das famílias de Santa Maria, o que você conclui? c) Determine a moda do número de pessoas que moram em cada residência dos alunos da turma 83. d) Determine a mediana do número de pessoas que moram em cada residência dos alunos da turma 83. e) Em quantas residências, dessa turma, moram até 4 moradores? f) Qual a porcentagem das residências dessa turma que possuem mais de 3 moradores? g) Represente, por meio de um gráfico de barras, o número de moradores em cada residência dos alunos da turma 83. 5) Na questão 5 do questionário, sobre a renda das famílias dos alunos da turma 83, as respostas obtidas foram as seguintes: 5 famílias têm renda de 1 até 2 salários mínimos; 12 famílias de 2 até 5; 3 famílias de 5 até 10; 3 famílias de 10 até 20; 2 famílias de mais de 20 salários mínimos. Com base nestas respostas: a) Construa uma tabela listando o número de famílias de cada faixa salarial. b) Represente os dados obtidos por meio de um gráfico de setores. 6) Analise o gráfico 3 representativo da cidade de Santa Maria sobre a faixa salarial da população: 111 Gráfico 3 – Faixa salarial da população da cidade de Santa Maria Fonte – Primária, 2012 a) Qual a faixa salarial da maioria da população? b) Qual a porcentagem de famílias que estão na faixa salarial mais elevada? c) Compare a porcentagem de famílias da faixa salarial mais elevada e a de mais baixa renda. Descreva suas conclusões. 7) A tabela 2 mostra quem contribui mais para a renda familiar. Tabela 2 - Integrantes da família que mais contribuem para a renda familiar Número de famílias Somente o pai 5 Somente a mãe 2 Pai e mãe juntos 16 Pai, mãe e outros 2 Total 25 Fonte – Primária, 2012 a) Represente os dados por meio de um gráfico de setores. b) Quantas famílias o pai e a mãe juntos contribuem para a renda familiar? c) Qual a porcentagem de famílias em que a mãe contribui mais para a renda familiar? d) Que porcentagem do total de famílias outras pessoas, além do pai e da mãe contribuem para a renda familiar? 112 8) A tabela 3 mostra o grau de instrução dos pais dos alunos da turma 83 por nível de renda. Tabela 3 – Grau de instrução dos pais dos alunos da turma 83 por nível de renda Quantidade de salários mínimos Até 1 De 1 até 2 De 2 até 5 De 5 até 10 Pai Mãe Pai Mãe Pai 2 2 2 1 1 1 De 10 até Mais de 20 20 Grau de instrução Pai Mãe Sem instrução 1 Fundamental 1 Mãe Pai Mãe Pai Mãe 1 1 incompleto Fundamental completo Médio incompleto 1 Médio completo 1 3 Superior 2 2 1 2 4 4 1 2 1 incompleto Superior 1 1 1 2 1 1 completo Pós-graduação 1 Mestrado 1 Doutorado 1 Fonte – Primária, 2012 a) Em que faixa de renda os pais apresentam um maior grau de instrução? E o menor? b) Qual a porcentagem de pais e mães com ensino médio incompleto? c) Qual é o nível de escolaridade da maioria das mães? d) Em que faixa de renda está o maior número de mães com ensino superior completo? e) Construa um gráfico de barras para comparar o nível de escolaridade dos pais e das mães. f) Analisando a tabela acima que relação é possível estabelecer entre a escolaridade e a renda? 9) O gráfico 4 representa a quantidade total de bens duráveis que as famílias dos alunos da turma 83 possuem em seus domicílios: Lendo as informações no gráfico, responda as seguintes questões: 113 Gráfico 4 – Quantidade total de bens duráveis que as famílias dos alunos da turma 83 possuem em seus domicílios Fonte – Primária, 2012 a) b) c) d) Qual é o aparelho que menos se encontra nas residências? Qual o aparelho que mais se encontra nas residências? Qual é a média do número de aparelhos de televisão da turma? Se cada família ficasse com o mesmo número de computadores, com quantos computadores ficaria cada uma? e) Comparando o número de telefones fixos com o número de famílias, o que podemos concluir? 10) Lendo as informações do gráfico da questão 9 responda: a) Qual é a média do número de automóveis da turma? b) Imagine que uma destas famílias possua 4 automóveis. O que poderíamos fazer para que a média em relação às 25 famílias continue sendo a mesma? 11) A tabela 4 representa a expectativa de vida dos homens e mulheres do Brasil no período de 1980 até 2050. Tabela 4 – Expectativa de vida dos homens e mulheres do Brasil no período de 1980 até 2050 Ano 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Homens 59,62 61,29 62,8 64,8 66,71 68,1 69,68 71,1 72,5 73,7 74,8 75,79 76,68 77,5 78,16 Mulheres 65,69 68,24 70,4 72,3 74,29 75,8 77,26 78,6 79,8 80,9 81,8 82,63 83,35 84 84,54 Fonte: Primária, 2012 a) Faça um gráfico de linhas para representar a expectativa de vida dos homens e das mulheres. b) Comparando, ao longo dos anos, a expectativa de vida dos homens e das mulheres, o que podemos concluir? 114 c) De quanto foi o aumento da expectativa de vida do brasileiro, ao ser comparado com os dados de 1960, quando a expectativa era de que o cidadão vivesse 48 anos?