PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO PUC-SP Américo Augusto Barbosa Trajetórias Hipotéticas de Aprendizagem relacionadas às razões e às Funções Trigonométricas, visando uma perspectiva construtivista MESTRADO PROFISSIONAL EM ENSINO DE MATEMÁTICA São Paulo 2009 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO PUC-SP Américo Augusto Barbosa Trajetórias Hipotéticas de Aprendizagem relacionadas às razões e às Funções Trigonométricas, visando uma perspectiva construtivista Dissertação apresentada à Banca Examinadora da Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, como exigência parcial para obtenção do título de MESTRE PROFISSIONAL EM ENSINO DE MATEMÁTICA, sob a orientação do Professor Doutor Armando Traldi Junior. São Paulo 2009 Banca Examinadora ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ Autorizo, exclusivamente para fins acadêmicos e científicos, a reprodução total ou parcial desta Dissertação por processos de fotocopiadoras ou eletrônicos. Assinatura: _______________________________________ Local e Data: ______________ AGRADECIMENTOS A Deus, por me dar for ça nos momentos conflituosos. Foi uma longa jorna da, até o momento presente, podendo contar com a colaboração dos amigos, nesta tra vessia. À Professora Doutora Célia Maria Carolino Pires, por sua competência e colaboração no desenvo lvimento do projeto de pesquisa em Educação Matemá tica. Ao Professor Doutor Gerson Pa str e de Oliveira e à Professora Doutora Maria José Lourenção Briguenti, pelas valiosas contrib uições aponta das na qualifica ção. Aos Professor es da Rede Esta dual de Ensino do Estado de São Paulo que prestaram suas colaborações para que este trabalho fosse r ealizado. Aos Professor es do Programa de Estudos Pós - Graduados de Educação Matemá tica da PUC - SP, pelo cr escimento profissional e pela amizade. Aos amigos Rodrigo Leite, I nês Sca vone, Madalena, Lucio Cerqueira e Eduar do Crê pelo incentivo, paciência e tor cida para o cumprimento deste evento. À minha grande amiga Maria de Fá tima Aleixo de Luna , que esteve pr esente, em todos os momentos desta jorna da, pelo a poio, carinho, col aboração e amizade. Muitíssimo obrigado minha amiga . À Secretaria de Educaçã o do Esta do de São Paulo, pela Bolsa Mestra do que proporcionou minha evolução profissional. A todos os que me incentivaram e a credita ssem no meu trabalho, minha gratidão. O Autor Aos meus pais, Augusto Sebastião Barbosa “in memorian” e a minha mãe Valdemira Farias de Azevedo, que sempre me incentivaram na busca do conhecimento. Em especial Ao Professor Doutor Armando Traldi Junior, pelas valiosas críticas, dedicação, incentivo, orientações e sugestões. RESUMO Esta Dissertação faz parte do projeto de pesquisa desenvolvido por pesquisadores da Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, que procura desenvolver materiais de apoio e inovações curriculares para o Ensino Médio, tomando com referência a noção de Trajetórias Hipotéticas de Aprendizagem (THA), conceito utilizado pelo pesquisador Simon (1995) como parte do “modelo” de Ciclo de Ensino e de Aprendizagem de Matemática. O objetivo da pesquisa é analisar a possibilidade de compatibilizar perspectivas de aprendizagem com a planificação de ensino relacionada às razões e às funções trigonométricas e verificar a atuação do professor de matemática diante de uma proposta de ensino visando uma perspectiva construtivista. Para responder às nossas questões desenvolvemos uma pesquisa de caráter qualitativo, coletando os dados por meio de relatórios de observação das aulas com professores e alunos de três diferentes turmas de 2º ano do Ensino Médio da rede pública do Ensino Oficial do Estado de São Paulo. Os resultados obtidos indicam que: é possível compatibilizar perspectiva de aprendizagem com a planificação de ensino, e o quanto é importante a atuação do professor de matemática para que ocorra aprendizagem. Concluímos que não basta uma boa sequência de ensino, a interação e a participação entre alunos e professores são os principais instrumentos para que se efetive uma aprendizagem significativa numa perspectiva construtivista. Palavras-chave: Trigonometria; Trajetória Hipotética Perspectiva construtivista; Educação Matemática. de Aprendizagem; ABSTRACT This dissertation is part of the research project developed by researchers at the Pontifícia Universidade Católica of Sao Paulo, which seeks to develop support materials and curricular innovations to school, taking reference to the notion of Hypothetical Learning Trajectories (THA), a concept used by Dr Simon (1995) as part of the 'model' Cycle of Teaching and Learning of Mathematics. The objective of this research is to analyze the possibility of reconciling perspectives of learning by teaching plans related to the reasons and trigonometric functions and verify the performance of a mathematics teacher in front of a proposal aimed at teaching a constructivist perspective. To answer our questions we developed a qualitative study, collecting data through contents the observation of lessons with teachers and students from three different groups of 2nd year high school public school Education of the State of Sao Paulo. The results indicate that: it is possible to reconcile learning perspective with the planning of education and how important the work of mathematics teacher for learning to occur. We conclude that not just one good result of education, interaction and participation among students and teachers are the main instruments to be made effective a significant learning in a constructivist perspective. Key words: Trigonometry; Hypothetical Learning Trajectory; Constructivist Perspective; Mathematics Education. SUMÁRIO INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 11 OBJETIVOS DA PESQUISA .................................................................................. 13 QUESTÕES DE PESQUISA .................................................................................. 13 CAPÍTULO 1 ............................................................................................................ 15 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................ 15 1 Contribuições de Simon e de outros autores ..................................................... 15 1.1 A perspectiva construtivista segundo Simon ................................................ 19 1.2 O Construtivismo e a Pedagogia da Matemática ......................................... 21 1.3 Uma Trajetória Hipotética de Aprendizagem, segundo Simon .................... 23 1.4 O processo de ensino de Matemática, segundo Simon ............................... 25 1.5 Composição da Trajetória Hipotética de Aprendizagem, segundo Simon ... 26 1.6 A elaboração de uma Trajetória Hipotética de Aprendizagem, (THA) ......... 28 1.7 Outras contribuições para a reflexão sobre THAs ....................................... 30 1.8 Algumas considerações e reflexões do nosso grupo de pesquisa G1 ......... 32 1.9 Revisão Bibliográfica sobre o ensino e aprendizagem da Trigonometria .... 35 CAPÍTULO 2 ............................................................................................................ 41 METODOLOGIA DE PESQUISA .......................................................................... 41 2.1 Abordagem da Pesquisa ................................................................................. 41 2.2 Descrição da trajetória para formação da equipe de trabalho ......................... 43 2.3 Cenário da Pesquisa ....................................................................................... 44 2.3.1 Caracterização da Escolas .................................................................... 44 2.3.2 Caracterização dos Professores ........................................................... 45 2.3.2.1 Professor P1 .............................................................................. 45 2.3.2.2 Professor P2 .............................................................................. 46 2.3.2.3 Professor P3 .............................................................................. 47 2.3.3 Apresentando as unidades de observação........................................... 47 2.3.4 Unidades de Observação...................................................................... 48 CAPÍTULO 3 ............................................................................................................ 49 ELABORAÇÃO DA THA ...................................................................................... 49 3.1 Apresentando a THA ....................................................................................... 50 3.2 Trajetória Hipotética de Aprendizagem relacionada às razões e às funções trigonométricas ............................................................................................... 51 CAPÍTULO 4 ............................................................................................................ 89 DESCRIÇÃO DOS RELATÓRIOS DE OBSERVAÇÕES ..................................... 89 4 Atuação dos professores e dos alunos durante a realização da THA em sala de aula ................................................................................................................ 89 4.1 Organização da classe e clima dominante ................................................... 89 4.2 Explicitação dos objetivos de aprendizagem segundo os professores ........ 91 4.3 Atitude dos alunos no desenvolvimento das atividades de aprendizagem seu compromisso na busca de soluções ..................................................... 91 4.4 Intervenções do professor durante a realização das atividades .................. 92 4.5 Problemas relacionados à leitura e compreensão dos textos ...................... 93 4.6 Interação entre alunos na realização das atividades de aprendizagem ...... 94 4.7 Dificuldades enfrentadas e possíveis causas .............................................. 94 4.8 Compromisso dos alunos no desenvolvimento das atividades .................... 95 4.9 Atitude dos professores durante o desenvolvimento das atividades .. 95 4.10 A opinião dos alunos sobre as atividades .................................................. 96 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 99 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 103 ANEXOS ................................................................................................................... 107 Anexo I: Questionário dos Professores ................................................................. 107 Anexo II: Roteiro de observação durante a aplicação das THA ............................ 110 Anexo III: Opinião dos alunos sobre a THA .......................................................... 112 Anexo IV: Relatório de observações das aulas ..................................................... 113 Anexo V: Primeira versão da THA ......................................................................... 130 11 INTRODUÇÃO Ao iniciar meu trabalho no magistério do Estado de São Paulo em 1993, deparei-me com questões que estão nas pautas de discussões há muito tempo, entre elas podemos destacar: Como enfrentar as dificuldades de ensino e aprendizagem de determinados temas relacionados ao currículo do Ensino Fundamental e Médio e como organizar um currículo que contemple a interdisciplinaridade e a contextualização? Temos como hipóteses que as metodologias de ensino praticadas, o planejamento das aulas e a estrutura curricular podem ser as causas desses problemas, que não atingem apenas os estudantes brasileiros. Durante a realização de um curso de Especialização em Educação Matemática oferecido pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo em parceria com a Secretaria de Educação do Estado de São Paulo nos foram apresentadas algumas teorias que procuram entender o processo de ensino e aprendizagem, como por exemplo; “Teoria das Situações Didáticas” proposta por Brousseau, (1986) “A Dialética Ferramenta-objeto e Jogos de Quadro”, introduzidas por Douady (1996), “A Noção de Registro de Representação Semiótica”, defendidas por Duval, as análise curriculares discutidas por Bishop (1991), entre outras teorias que nos subsidiam para reflexões sobre o desenvolvimento do processo de ensino e aprendizagem, como também para a elaboração e implementação das propostas curriculares brasileiras. Integrante do Programa de Estudos Pós-Graduados em Educação Matemática desta Universidade, nos aproximamos do G11, que tem a ____________ 1 G1, Grupo de Pesquisa „Organização, Desenvolvimento Curricular e Formação de Professores‟, coordenado pelos Professores Doutores: Célia Maria Carolino Pires e Armando Traldi Junior. 12 preocupação em desenvolver pesquisas que contemplem a perspectiva construtivista. O grupo estava iniciando uma pesquisa que propunha desenvolver materiais de inovação curricular no Ensino Médio, tendo por fundamentação teórica os estudos desenvolvidos por Simon (1995), “A noção de Trajetórias Hipotéticas de Aprendizagem”. Martin Simon é pesquisador na área da Educação Matemática, atua na investigação de como os alunos aprendem conceitos matemáticos e de que forma essa aprendizagem pode ser promovida, desenvolvendo extensa pesquisa na forma com que os professores aprendem e ensinam matemática. Em seu artigo Simon (1995), nos apresenta a noção de Trajetórias Hipotéticas de Aprendizagem afirmando que: “Embora o construtivismo tenha potencialidade para sustentar mudanças no ensino da Matemática, é necessário formular modelos de ensino baseados no construtivismo” (1995, p. 1). Utilizando a Noção de Trajetórias Hipotéticas de Aprendizagem este trabalho está inserido no G1 e busca, desta forma, trazer inovações curriculares para o Ensino Médio, contribuindo para a aprendizagem dos discentes. Além dos Professores coordenadores do projeto de pesquisa, o grupo conta também com a participação de doze alunos do curso de Mestrado e seis alunos do curso de Doutorado. O objeto de estudo, deste grupo, é apresentar propostas de inovações curriculares a serem desenvolvidas para o Ensino Médio, visando uma perspectiva construtivista. Cada integrante do grupo foi responsável pela elaboração de Trajetórias Hipotéticas de Aprendizagem (THA), relacionadas aos diferentes temas do currículo do Ensino Médio, contando ainda com a participação e contribuição de três professores de Matemática do Ensino Médio, que deram sugestões para alteração das THAs, além de desenvolverem as atividades em sala de aula. Integrante deste grupo de pesquisa, a proposta deste trabalho está relacionada aos conceitos fundamentais da trigonometria, pois pesquisas realizadas sobre o desempenho de alunos, no final do Ensino Médio e início do Ensino Superior, apontam conhecimento insatisfatório, relacionados aos conceitos fundamentais de Trigonometria. É neste sentido que Costa (1997), ao realizar 13 uma investigação das concepções dos alunos ao término do Ensino Médio e início do Ensino Superior, observou que esses alunos não conseguem identificar os gráficos das funções seno e cosseno, colocados próximos a gráficos de funções polinomiais de 1º e 2º Graus. Outra pesquisadora, Briguenti (1994), afirma ainda que é fundamental a construção de trajetórias de aprendizagens de forma contextualizada, que dêem significado a situações relacionadas a este tema, pois ao aplicar um teste entre alunos, no início do ensino superior, e fazer uma análise qualitativa constatou que os alunos encontram dificuldades: em ler e interpretar o enunciado de um problema; em aplicar conceitos básicos de trigonometria; em formular hipóteses; além de falhas nos conceitos básicos e fundamentais relacionados às razões trigonométricas. OBJETIVO DA PESQUISA Durante o desenvolvimento deste trabalho teve-se como objetivo: Analisar a possibilidade de compatibilizar perspectivas de aprendizagem com a planificação de ensino2 relacionada às razões e às funções trigonométricas, observando a atuação do professor de matemática diante de uma proposta de ensino, por meio de uma Trajetória Hipotética de aprendizagem (THA); visando uma perspectiva construtivista QUESTÕES DE PESQUISA Para atender ao objetivo de pesquisa, este trabalho busca responder as seguintes questões: Qual a possibilidade de compatibilizar perspectivas de aprendizagem com a planificação de ensino relacionada às razões e às funções trigonométricas, por meio de uma Trajetória Hipotética de Aprendizagem (THA)? Qual a atuação do professor de matemática diante de uma proposta de ensino, visando uma perspectiva construtivista? ____________ 2 Construção do planejamento, desenvolvimento das atividades e avaliação dos objetivos. 14 Para responder a estas questões, este trabalho está estruturado em quatro capítulos No primeiro capítulo apresentamos a noção de Trajetória Hipotética de Aprendizagem, proposta por Simon (1995) e as contribuições de outros autores como também o levantamento que realizamos sobre as pesquisas que abordam o tema relacionado à trigonometria. No segundo capítulo, descrevemos o ambiente no qual se desenvolveu este trabalho, os procedimentos de coleta e análise dos dados. No terceiro capítulo, explicitamos o processo de elaboração da THA, a descrição do desenvolvimento das atividades observadas em sala de aula, as atitudes dos alunos e dos professores diante da referida proposta e a análise dos resultados observados. No quarto capítulo, Elaboramos uma síntese dos relatórios de observações em sala de aula. Nas considerações finais trazemos algumas contribuições que acreditamos possa vir a contribuir com o processo de ensino e aprendizagem. 15 CAPÍTULO 1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Neste capítulo, apresentaremos a noção de Trajetória Hipotética de Aprendizagem, conceito utilizado pelo pesquisador Martin Simon para descrever o ciclo do processo de ensino-aprendizagem da matemática, e as contribuições que outros autores trouxeram para a construção e desenvolvimento deste trabalho. 1 Contribuições de Simon e de outros autores O ensino baseado numa visão construtivista pode trazer grandes contribuições para o processo de ensino aprendizagem, nos dando indícios de como se processam as diferentes formas de aprendizagens De acordo com Simon (1995), o ensino baseado numa perspectiva construtivista tem sido foco para muitos estudos na Educação Matemática, afirmando que: Embora o construtivismo tenha proposto aos professores de matemática cominhos proveitosos para o entendimento de como se processam as aprendizagens, a tarefa da reconstrução de uma “Pedagogia da Matemática” baseada na visão construtivista de ensino é um desafio considerável em que a comunidade de Educação Matemática tem apenas começado seu manejo. (SIMON, 1995, p. 1). Pires (2009) nos relata que no grupo de pesquisa coordenado por ela, o modelo de Ciclo de Ensino de Matemática, proposto por Simon desempenhou papel importante para as discussões e reflexões no processo de construções das 16 Trajetórias Hipotéticas de Aprendizagens visando uma perspectiva construtivista e para as discussões referentes às atividades de planejamento. Ela destaca que, dentre as questões discutidas no grupo que puderam ser amparadas pela leitura dos textos, destacam-se: a) como compatibilizar perspectivas construtivistas de aprendizagem com a planificação do ensino? b) como as pesquisas na área de Educação Matemática que trazem resultados importantes sobre a aprendizagem podem contribuir para a organização de um ensino que potencialize boas situações de aprendizagem dos alunos? c) que atuação pode ter um professor de Matemática no que se refere às atividades de planejamento do ensino, de forma compatível com uma perspectiva construtivista de aprendizagem? Para Pires (2009) o debate e a pesquisa sobre questões curriculares ainda não é uma tradição na comunidade de educadores matemáticos brasileiros, afirmando que: É importante fazer uma avaliação com base na experiência de alguns integrantes da equipe que participaram na elaboração dos Parâmetros Curriculares Nacionais (BRASIL 1999), em que analisaram os pareceres vindos de docentes e pesquisadores de universidades de todo o país. Naquela oportunidade, as discussões concentraram-se no problema da centralização versus descentralização das decisões sobre currículos e da necessidade e/ou adequação da existência de currículos prescritivos em especial no âmbito nacional. (PIRES, 2009, p. 4) A autora comenta sobre as discussões que foram travadas durante os encontros para elaboração dos PCNs. Questões bastante pontuais como o uso da calculadora nos anos iniciais do ensino fundamental ou da ênfase a ser conferida ao ensino de representações fracionárias dos números racionais, entre outros. A falta de explicitação de critérios usados para a avaliação de um currículo ficou bastante evidente assim como a falta de argumentos consistentes sobre a eleição (ou não) de conhecimentos matemáticos mínimos comuns a serem construídos pelos estudantes brasileiros ou sobre aspectos didáticos e metodológicos relativos ao processo de ensino e de aprendizagem. (PIRES 2009, p. 5) 17 Para Pires, as pesquisas que estão sendo desenvolvidas no campo da organização curricular ainda são poucas, afirmando que: No âmbito da pesquisa, são poucas as fontes teóricas no campo específico da organização e desenvolvimento curricular em Matemática. Nas investigações que foram conduzidas no Programa de Estudos Pós Graduados em Educação Matemática da PUC/SP, percebemos inicialmente que em trabalhos como os de Bishop (1991) e Doll (1997), que apresentam alguns princípios orientadores e que podem sustentar a construção de critérios de avaliação, mas ainda são pouco discutidos entre nós. (PIRES, 2009, p. 5) Pires ainda nos relata sobre a importância das discussões realizadas durante as reuniões do grupo de pesquisa coordenado por ela. Nas discussões em nosso grupo observamos que, na área de Educação Matemática, parte bastante significativa das pesquisas que foram desenvolvidas ao longo das últimas décadas situam-se no campo da Didática da Matemática e se inscrevem no campo de influência das abordagens construtivistas colocando o foco na construção de conhecimentos matemáticos pelos estudantes. Porém, os resultados dessas pesquisas não têm influência direta na elaboração ou re-significação de propostas de ensino compatíveis com o que indicam as pesquisas a respeito das formas de aprendizagem. Também em nossas reflexões no grupo de pesquisa é bastante freqüente a explicitação de certo desconforto na discussão sobre currículo entendido como planificação de uma trajetória a ser realizada por alunos, seja ao longo da educação básica ou do ensino superior, desconforto causado por uma idéia bastante comum de que numa perspectiva construtivista esse percurso deve ser ditado por interesses dos alunos e sem definições prévias de conteúdos. (PIRES, 2009, p. 5) Para Simon (1995), o construtivismo epistemológico tem sido fonte de pesquisas no ensino da Matemática e tem oferecido uma base para recentes esforços de uma reforma na Educação Matemática. Para ele, embora o construtivismo tenha apresentado aos professores de Matemática caminhos proveitosos para o entendimento de como se processam as aprendizagens, a tarefa da reconstrução de uma “Pedagogia da Matemática” baseada na visão construtivista de ensino é um desafio considerável, em que a comunidade de Educação Matemática tem apenas começado a trabalhar. Na opinião de Simon, o construtivismo pode contribuir com importantes caminhos 18 para o ensino da Matemática em sala de aula, embora não estipule um modelo particular. Pires (2009) nos relata que Simon em seu artigo3, discute a tensão criativa entre a meta dos professores para o ensino e o compromisso de ser sensível ao pensamento matemático dos seus alunos. Simon inclui em suas reflexões alguns outros temas, a saber: as atividades de ensino sendo estruturadas e implementadas tendo como ponto central a consideração do pensamento/entendimento dos alunos; o planejamento do ensino sendo gerado a partir de uma trajetória hipotética de aprendizagem dos alunos; a formação continuada dos professores apoiada em reflexões sobre trajetórias hipotéticas de aprendizagem de seus alunos, num processo de permanente elaboração. (PIRES, 2009, p. 6) Simon, apud Pires (2009), destaca que a perspectiva construtivista no ensino tem sido foco para muitos dos estudos empíricos e referenciais teóricos na Educação Matemática e que, como resultado, tem contribuído para inovações nas reformas do ensino da Matemática, como é o caso, nos Estados Unidos, das proposições do NCTM – Conselho Nacional de Professores de Matemática (1989, 1991). Para Simon (1995), o termo “Pedagogia da Matemática”, tem a intenção de significar todas as contribuições para a educação matemática na sala de aula, incluindo não apenas um trabalho multifacetado do professor, mas também contribuições para o ensino, para a construção do currículo e o desenvolvimento de materiais de pesquisas educacionais. Para Simon o foco específico de seu trabalho está na tomada de decisão a respeito de conteúdos matemáticos e nas tarefas de ensino da Matemática em sala de aula, começando com uma articulação da perspectiva construtivista entre a pesquisa de ensino e a revisão teórica pedagógica. Para expor sua proposta de Ciclo de Ensino de Matemática e de Trajetórias Hipotéticas de Aprendizagem, Simon busca situar sua posição em relação às ____________ 3 Os dados apresentados no artigo de Simon foram coletados dentro de uma sala de aula experimental, de 25 alunos, em que o pesquisador acompanhou um professor de Matemática em tarefas sobre a construção do conceito de área; a partir da análise dos dados coletados, trabalhou numa fundamentação teórica visando à formulação de uma Pedagogia da Matemática. 19 perspectivas construtivistas e as relações entre construtivismo e pedagogia da Matemática. 1.1 A Perspectiva Construtivista segundo Simon Simon afirma que o interesse na difusão do construtivismo entre teóricos da Educação Matemática, pesquisadores e praticantes tem moldado o discurso para diferentes pretensões do construtivismo. De expressões como “Construtivismo Radical” e “Construtivismo Social” derivam algumas orientações, caracterizando a existência de uma diversidade de perspectivas epistemológicas semelhantes dentro dessas categorias. Conseqüentemente, parece importante uma descrição aprofundada da perspectiva construtivista na qual nossa pesquisa está baseada (SIMON, 1995, p. 4). Para Simon, o construtivismo deriva de uma posição filosófica de que, na perspectiva construtivista, nós seres humanos, preferivelmente construímos nosso conhecimento de mundo, por meio de nossas percepções e experiências, mediadas pelo nosso conhecimento prévio. “O ensino é um processo pelo qual adapta suas experiências de mundo” (SIMON, 1995, p. 5). Nosso interesse está no trabalho (adaptação com a nossa experiência de mundo). Para esclarecer essa concepção de trabalho precisamos fazer uma extensão: construir nosso senso de percepção ou dados, construir um prognóstico adequado para resolver um problema ou para realizar uma meta (SIMON, 1995, p. 4). Segundo Pires (2009), de acordo com o ponto de vista de Simon, a maior parte das informações que dividem os recentes debates epistemológicos sobre o conhecimento é, fundamentalmente, as que o identificam como um processo social e as que o tomam como um processo cognitivo. A posição radical do construtivismo focaliza a construção individual, obtendo desse modo ou uma perspectiva cognitiva ou uma perspectiva psicológica. Embora a interação social seja vista como um contexto importante para o conhecimento, o foco está na reorganização cognitiva individual. Simon (1995), destaca que para Piaget, o construtivismo radical contemporâneo somado com a interação social integra parte do ambiente, mas também não 20 diminui sua relação permanente com o objeto; a criança constrói seus caminhos pelas experiências vivenciadas. Em contrapartida, a epistemologia com a orientação sociocultural vê a construção mental como um processo socialmente determinado; o conhecimento individual origina-se da dimensão social. Para a perspectiva social, o conhecimento localiza-se na cultura, inserese num sistema, que é maior que a soma de suas partes. (SIMON, apud PIRES, 2009, p. 8) Afirmando que seu trabalho evita qualquer extremo e busca construir um trabalho teórico baseado em trabalhos como os de: Blumer (1969), Bauersfeld (1988), Cobb, Yackel, e Wood (1989) e Von Glasersfeld (1991). Para esses autores, ao considerar a produção de significação como um processo resultante da comunicação e da interação dos indivíduos com os objetos do mundo exterior, com outros indivíduos e consigo mesmo, Blumer lançou novas luzes na problemática das relações plurais dos seres humanos enquanto seres individuais e sociais. Para ele, o processo de interpretação humana possui duas fases distintas: Na primeira fase, o agente determina a si mesmo os elementos com que se relaciona; necessita especificar para si próprio os elementos possuidores do significado. A execução de tais designações constitui um processo social interiorizado, no qual o agente interage consigo mesmo. Esta operação equivale a algo bem diferente de uma combinação de fatores psicológicos; tratase de uma situação em que o indivíduo empenha-se em um processo comunicativo consigo mesmo. Enquanto que na segunda fase, em virtude desse processo de autocomunicação, interpretar torna-se uma questão de manobra de significados. O agente seleciona, modera, susta, reagrupa e transforma os significados sob o ponto de vista da situação em que se encontra e da direção dos seus atos. Por conseguinte, a interpretação não deveria ser considerada como uma mera aplicação automática de significados existentes, mas como um processo formativo em que os significados são utilizados e trabalhados para orientar e formar ações. Deve-se sempre levar em consideração que os significados desempenham seu papel na ação por intermédio de um processo de auto-interação. (BLUMER, 1980, p. 22). Ao referir-se aos trabalhos de (Cobb apud Simon, 1985) destaca que para esse autor a coordenação das duas perspectivas construtivistas é necessária para entender a aprendizagem em sala de aula. Ela não está somente no social 21 ou na dimensão cognitiva, mas, preferencialmente, na combinação da análise dessas duas perspectivas, formulando uma analogia à luz das teorias psíquicas: Nenhuma teoria em particular acena um enfoque suficiente para caracterizar dados psíquicos. Porém cada teoria tem construído uma contribuição significativa para basear teoricamente a pesquisa; considerando ser um enfoque particular e considerando ser um enfoque que acena também para cada teoria em particular, coordena a descoberta que se origina de cada perspectiva moldada para avanços neste campo (SIMON, 1995, p. 6). Desta forma, acreditamos que a organização do desenvolvimento do conhecimento em sala de aula parece uma análise particular coordenada, baseada em perspectivas psicológicas (cognitivas) e sociológicas. A análise psicológica da aprendizagem da Matemática em sala de aula foca no conhecimento individual sobre a Matemática, seu entendimento para o outro, e seu senso de funcionamento na aula de Matemática. A análise sociológica toma como ponto de partida o conhecimento e as normas sociais da sala de aula. As “normas sociais” referem-se àquilo que está entendido como a construção do conhecimento com a efetiva participação dos alunos nas aulas de Matemática. Incluem também as expectativas que os membros da comunidade têm sobre os professores e os alunos, conceitos dos meios utilizados para a elaboração da aula de Matemática e o caminho utilizado para validar a aula de Matemática. (PIRES, 2009, p 9). Para Simon (1995) é proveitoso ter uma visão da Matemática como uma atividade cognitiva apreendida por processos culturais e sociais e como fenômenos sociais e culturais constituídos por uma comunidade altamente conscientizada. 1.2 O Construtivismo e a Pedagogia da Matemática Para Simon, apud PIRES (2009), a aprendizagem é entendida como “um processo de construção individual e social mediados por professores com a concepção de um trabalho estruturado na qual se entende a aprendizagem dos alunos” (Simon, 1995, p. 7). Compreender o desenvolvimento da aprendizagem é 22 extremamente útil e tal fato leva à questão de como o construtivismo poderia contribuir para a reconstrução de uma Pedagogia da Matemática. Faz Novamente referência a autores como Wood, Cobb e Yackel para os quais os professores devem ter como finalidade a construção de uma prática que capacite seus alunos a percorrerem o caminho da aprendizagem matemática. Este é o desafio fundamental que deve fascinar os professores de Matemática, o que implica na necessidade de reconstruir meios para fazer conhecer a Matemática na escola e, deste modo, meios para ensinar Matemática. Simon afirma que ao começar a citar o construtivismo como uma teoria epistemológica pondera que ela não define uma orientação particular de ensino, apenas descreve que o desenvolvimento do conhecimento está presente no professor ou no ensino realizado. Não existe uma simples função que mapeie a metodologia de ensino dentro de princípios construtivistas. Ou seja, o construtivismo epistemológico não determina a apropriação ou a inapropriação de estratégias de ensino. Para Bauerfied, citado por Simon, a construção cognitiva, de natureza essencialmente humana, e a processual emergente dos temas, regularidades e normas entrecruzando Matemática, interação social, trazendo a cognição e o social juntos, não podem ser construídas com simples sumários prescritivos de ensino. Assim, não há referências a respeito da operacionalização de uma perspectiva construtivista social, sem contradizê-la. Comumente é usada a denominação “ensino construtivista”. No entanto, o construtivismo não oferece uma noção de como resolver os problemas de ensino ou de como efetivá-lo, para uma perspectiva teórica a questão que precisa de atenção é a seguinte: “Em quais caminhos o construtivismo contribui para o desenvolvimento de um proveitoso trabalho teórico estruturado pela Pedagogia da Matemática”?(Simon, 1995, p. 7). Pires 2009, concorda plenamente com Simon quando afirma que considera excessivamente simplista, aproveitar a conexão do construtivismo para o ensino com a romântica noção “deixe os alunos sozinhos e eles construirão seu 23 conhecimento matemático”. Ou igualmente: “Colocar alunos em grupos e deixálos socializar como eles resolvem seus problemas”. Nas experiências educacionais brasileiras idéias como essas foram veiculadas de forma maciça e ocasionaram grandes problemas no que se refere ao papel do ensino e do professor. Simon nos relata que em sua experiência com alunos na sala de aula sempre fazia a pergunta: “como poderia entender o pensamento daqueles estudantes e como poderia trabalhar com eles para verificar se seriam capazes de desenvolver raciocínios mais poderosos?” Concluindo que, nessas experiências com alunos ficou bem nítida a relação entre o projeto de atividades do professor e a consideração do pensamento que os alunos podem trazer em sua participação nessas atividades e que conduzem à formulação da idéia de trajetórias hipotéticas de aprendizagem. 1.3 Uma Trajetória hipotética de Aprendizagem (THA), segundo Simon Simon (1995), defende a idéia de que a consideração do objetivo da aprendizagem, as atividades de aprendizagem e pensamento e conhecimento dos estudantes são elementos importantes na construção de uma trajetória hipotética de aprendizagem, parte chave do que ele denomina Ciclo de Ensino de Matemática. No que se refere ao conhecimento dos professores de Matemática, além de suas hipóteses sobre o conhecimento dos alunos, outros diferentes saberes profissionais intervêm como por exemplo: teorias de ensino sobre Matemática, representações matemáticas, materiais didáticos e atividades, e também teorias sobre como alunos constroem conhecimentos sobre um dado assunto, saberes esses derivados da pesquisa em literatura e/ou da própria experiência docente. Durante o desenvolvimento de atividades pelos professores, um objetivo inicial planejado geralmente deveria ser modificado muitas vezes (talvez continuamente), durante o estudo de um conceito matemático particular. Quando 24 os alunos começam a comprometer-se nas atividades planejadas, os professores deveriam “comunicar-se” com as observações dos alunos, nas quais eles formatam novas idéias sobre esse conceito. Assim, o ambiente de aprendizagem envolve resultados da interação entre o professor e os alunos e como eles se engajam em um conteúdo matemático. Simon 1995, refere-se a um comentário de Steffe (1990): um professor pode propor uma tarefa; contudo, como os alunos constroem suas tarefas e suas experiências é que vai determinar seu potencial de aprendizagem. Assim por exemplo, se um aluno dá uma resposta a um problema elaborado pelo professor e, no entendimento do professor não foi uma compreensão adequada sobre conceitos ou procedimentos envolvidos, isso deve resultar num novo objetivo de ensino sobre o assunto. Este objetivo, temporariamente, substitui o original. Simon afirma ainda que, em suas experiências, a discussão na sala de aula o impulsionou a reexaminar diversos conhecimentos para favorecer a elaboração do seu “mapa conceitual”4 e destaca que o uso do termo “mapa” neste contexto é para enfatizar que o conhecimento do professor serve como um mapa que traduz como ele se empenha na construção da compreensão dos alunos e identifica o potencial de aprendizagem. Ressalta que o que foi observando em seus alunos mudou suas perspectivas sobre o conhecimento dos alunos e sua perspectiva na concepção Matemática envolvida (seu mapa interno). Esta reorganização de perspectivas contribuiu para a modificação de seus objetivos, planos para atividades de ensino/aprendizagem que havia elaborado anteriormente. ____________ 4 O uso do termo “mapa” neste conceito é para enfatizar que o conhecimento do professor sirva como um mapa, como ele se empenha na construção da compreensão dos alunos e identifica o potencial de aprendizagem (Simon, 1995, p. 9) 25 1.4 O processo de Ensino de Matemática, segundo Simon A análise do episódio de ensino vivenciado por Simon contribuiu para o desenvolvimento do Ciclo de Ensino Matemático (Figura 1), como um modelo de inter-relações cíclicas dos aspectos do conhecimento do professor, pensamento, tomada de atitudes. Trajetória Hipotética de Aprendizagem Figura 1. Ciclo de ensino de matemática abreviado (Simon, 1995, p. 55) Simon refere-se a hipóteses sobre o conhecimento dos alunos para enfatizar que não temos acesso direto ao conhecimento deles. E destaca: Como professor, minha concepção do conhecimento matemático dos alunos, está estruturada pelo meu conhecimento da Matemática em questão. Convenientemente, o que observei no gosto pelo pensamento matemático dos alunos e meu entendimento das idéias matemáticas envolveram interconexões. Estes dois fatos são interessantes na esfera do ensino do professor (SIMON, 1995, p. 29). 26 E faz uma referência a Stefe (1990) para o qual, usando seu próprio conhecimento matemático, os professores de Matemática devem interpretar a linguagem e as ações dos seus alunos e tomar decisões sobre possíveis conhecimentos matemáticos dos alunos e sua possibilidade de aprendizagem. Para Simon a meta de aprendizagem que o professor tem para seus alunos, com os objetivos de aprendizagem e as atividades de ensino é que possibilitará uma direção para uma trajetória hipotética de aprendizagem, dando ao professor a possibilidade de construir seu projeto de decisões, baseado em suas melhores suposições de como o conhecimento poderia ser processado. 1.5 Composição da Trajetória hipotética de aprendizagem, segundo Simon Uma trajetória hipotética de aprendizagem – THA – é composta por três elementos: o objetivo do professor com direções definidas para a aprendizagem de seus alunos; as atividades de ensino; o processamento hipotético de aprendizagem (uma suposição de como o pensamento e o entendimento dos alunos será colocado em ação no contexto de aprendizagem das atividades). A criação das possibilidades de modificações da trajetória hipotética de aprendizagem é a parte central do modelo em que está diagramado na figura abaixo. 27 Figura 2. Elementos que compõem uma trajetória Hipotética de Aprendizagem Para Simon apud Pires (2009), a noção da Trajetória Hipotética de Aprendizagem (THA), pressupõe a importância da relação entre a meta pretendida e o raciocínio sobre decisões de ensino e a hipótese sobre esse percurso. Para ele, o desenvolvimento de um processo hipotético de aprendizagem e o desenvolvimento de atividades de aprendizagem tem uma relação simbólica e a geração de idéias para atividades de aprendizagem é subordinada à hipótese do professor sobre o desenvolvimento do pensamento e aprendizagem de seus alunos. A escolha da palavra “trajetória” é significativa para designar um caminho. Simon convida a uma analogia: Façamos uma analogia: considere que você tenha decidido viajar ao redor do mundo para visitar, na seqüência, lugares que você nunca tinha visto. Ir para a França, depois Havaí, depois Inglaterra, sem uma série de itinerário a seguir. Antes, você adquire conhecimento relevante para planejar sua possível jornada. Você faz um plano. Você pode inicialmente planejar toda 28 a viagem ou uma única parte dela. Você estabelece sua viagem de acordo com seu plano. No entanto, você deve fazer constantes ajustes, por causa das condições que irá encontrar. Você continua a adquirir conhecimento sobre a viagem e sobre as regiões que você deseja visitar. Você muda seus planos a respeito da seqüência do seu destino. Você modifica o tamanho e a natureza de sua visita, de acordo com o resultado da interação com as pessoas no decorrer do caminho. Você adiciona os destinos à sua viagem e que não eram de seu conhecimento. O caminho que você utilizará para viajar é sua “trajetória”. O caminho que você antecipa em algum ponto é a sua “trajetória hipotética”. (SIMON, 1995, p. 35) 1.6 A elaboração de uma Trajetória Hipotética de Aprendizagem, (THA) Pires (2009), nos relata em seu artigo, que no texto escrito por Simon (1995) ele destaca que a geração de uma THA prioriza buscar as formas pelas quais o professor desenvolve seu planejamento em atividades de sala de aula, mas também identifica como o professor interage com as observações dos alunos, coletivamente, constituindo uma experiência e construindo novos conhecimentos. Esta experiência pela essência da sua construção social é diferente das primeiras antecipações dos professores. Simultaneamente ocorre uma construção social de atividades em sala de aula e a modificação das idéias e conhecimento do professor, que ele vai construir em função do que está acontecendo ou do que aconteceu na sala de aula. (SIMON, 1995, p. 35). O diagrama da figura 1, mostrado anteriormente, indica que a avaliação do pensamento do aluno (com constantes idas no modelo de ensino apresentado), pode trazer muitas adaptações a respeito de qualquer conhecimento do professor, possibilitando uma nova ou modificada trajetória hipotética de aprendizagem. Simon destaca a relação entre os vários domínios do conhecimento do professor, a trajetória hipotética de aprendizagem, e as interações com os alunos (figura 3). O conhecimento matemático do professor contribui para a identificação de um objetivo de ensino. Estes domínios de conhecimento, a meta de ensino e o conhecimento da representação das atividades matemáticas para o professor, 29 seu conhecimento sobre a aprendizagem individual do aluno bem como a concepção de aprendizagem e ensino (ambos em geral dentro da Matemática) contribuem para o desenvolvimento de atividades de aprendizagem e processos de aprendizagens hipotéticas. Figura 3. Domínios do conhecimento do professor, trajetória hipotética de aprendizagem e interações com os alunos (Simon, 1995, p. 57) Simon nos alerta quanto à mudança da trajetória hipotética de aprendizagem, alegando que: O professor está constantemente comprometido em ajustar a trajetória de aprendizagem que “hipotetisou”, para melhor refletir seu aumento de conhecimento. Ele está constantemente percebendo a extensão das modificações e transformações que podem ser construídas por algum ou todos os componentes da trajetória hipotética de aprendizagem: o método, as atividades e o processamento hipotético da aprendizagem. (SIMON, 1995, p. 27) 30 1.7 Outras contribuições para a reflexão sobre THAs Pires (2009), nos relata que no artigo de Pedro Gómez e José Luis Lupiáñez, intitulado “Trayectorias Hipotéticas de Aprendizaje en la formación inicial de profesores de matemáticas de secundaria”5, os autores fazem uma análise sobre o interesse de diferentes pesquisadores sobre a noção de THAs, especialmente no que se refere ao processo de formação inicial de professores. Os autores começam destacando que o interesse pelas THAs foi reconhecido com a publicação de um número de Mathematics Thinking and Learning, dedicado à sua discussão (Clements y Sarama, 2004). Steffe (2004, apud Gomez e Lupiánez) ressalta a relevância desta noção dentro da Educação Matemática da seguinte forma: A construção de THAs dos alunos é um dos desafios mais urgentes que a educação matemática enfrenta atualmente. É também um dos problemas mais apaixonantes, pois é ali onde podemos construir nossa compreensão da matemática dos alunos e, de que forma, nós professores, podemos influir nessa matemática. (GOMEZ y LUPIÁNEZ, apud PIRES 2009, p. 21) E acrescenta, mesmo que os diversos investigadores reconheçam os três elementos centrais da THA (objetivos de aprendizagem, tarefas matemática e hipóteses sobre o processo de aprendizagem) e aceitem os quatro pressupostos mencionados anteriormente, cada um interpreta e usa a noção com propósitos e maneiras distintas. Para Gomez e Lupiáñez são perceptíveis dois usos claramente diferenciados: como ferramenta de investigação e como ferramenta para planejamento. Gómez e Lupiáñez (2007) esclarecem que em todos os trabalhos desenvolvidos ocorreram exemplos de THA em temas específicos e que os investigadores assumiram o papel de professores em aulas reais. ____________ 5 Os trabalhos de Steffe (2004), Lesh e Yoon (2004) e Clements, Wilson e Sarama (2004) são trabalhos essencialmente de investigação nos quais se explora a THA para temas específicos. Por outro lado, os trabalhos de Gravemeijer (2004) e Simon e Tzur (2004) mesmo explorando também THA, preocupam-se com maior ênfase por seu uso no planejamento do professor. Finalmente, o trabalho de Batista (2004) centra-se na avaliação. 31 Mesmo que haja professores que participam de alguns projetos, não são eles que produzem os resultados das explorações. De fato, alguns destes trabalhos, como o de Steffe (2004) e de Gravemeijer (2004), vêem a construção de THAs como um trabalho do investigador, cujos resultados podem apoiar o trabalho do professor. (GOMEZ y LUPIÁNEZ, apud PIRES, 2009, p. 22) E destacam que uma das principais diferenças de interpretação da noção entre esses investigadores tem a ver com o nível de concretização com que a utilizam: desde o planejamento de várias aulas, até o trabalho com atividades específicas numa parte de uma aula. Vejamos algumas análises feitas por Gómez e Lupiáñez sobre alguns autores citados por Pires (2009). Gravemeijer (2004) indica que sua proposta de teorias locais de ensino é a “descrição e a fundamentação para o caminho de aprendizagem prevista em sua relação a uma coleção de atividades de ensino para um tema” (p. 107). Steffe (2004), Lesh e Yoon (2004) também utilizam a noção para descrever a aprendizagem dos estudantes ao longo de várias sessões nas quais se trabalha um tema. Simon e Tzur (2004) vêem a THA como uma ferramenta para o planejamento de atividades matemáticas no dia-a-dia de uma aula. Finalmente Baroody, Cibulskis, Lai y Li (2004) sugerem que a noção de THA pode ser utilizada para promover o “desenvolvimento micro-conceitual”, sendo esta a atividade central do ensino na aula. Uma questão importante discutida por Gómez e Lupiáñez (2007) indaga sobre a relação que há entre a atividade diária do professor e a noção de THA. Para eles, um aspecto ligado à atuação do professor tem a ver com o caráter reflexivo inerente à noção de THA: “há uma relação reflexiva em que a THA é o subsídio de juízos e decisões locais que, por sua vez, modificam a THA (Gravemeijer, Cobb, Bowers e Whitenack, 2000, pp. 249-250, apud Gómez e Lupiáñez). Gómez e Lupiáñez destacam que, em seus trabalhos, Simon e Tzur (2004, p. 93), também enfatizam o papel do professor na construção e revisão permanente da THA. Mas mostram um desafio: como fazer compatível o 32 propósito de que seja o professor quem construa a revisão da THA com o fato que a totalidade dos exemplos que se tem de THA foram desenvolvidos por investigadores que assumiram o papel de professor? Para Gómez e Lupiáñez (2007), propostas como as desenvolvidas por Steffe (2004), Lesh e Yoon (2004) são tão complexas e técnicas que acabam sendo pouco prático para os professores. Por outro lado, as propostas de Simon e Tzur (2004) e Gravemeijer (2004) têm um caráter essencialmente prático. Gómez e Lupiáñez lembram que outro ponto essencial é referenciado por Baroody, Cibulskis, Lai e Li (2004, p. 233). Eles nos alertam para o fato de que a validade ecológica se conquista à custa da falta de universalidade: se é comprovado que uma THA é válida em uma circunstância particular (em um contexto e com alguns estudantes e um professor particular), isto não quer dizer que essa THA tenha sentido em outras circunstâncias. Gómez e Lupiáñez trazem ao debate preocupações como as expressas por Gravemeijer (2004, p. 107) que reconhece a dificuldade que teriam os professores para construir THA como as que são produzidas pelos investigadores. No entanto, isso não quer dizer que a única coisa que se pode entregar aos professores sejam meras seqüências de ensino para usar. Ele sugere dois elementos que podem ser úteis para os professores: (a) um marco de referência e (b) seqüências de atividades que lhes sirvam de exemplo. Mas questiona: porém, que pode fazer um professor com esta informação? Como pode usá-la para produzir e revisar sistematicamente sua própria THA para um tema, um contexto e alunos reais? 1.8 Algumas Considerações e reflexões do nosso grupo de pesquisa G16 As reuniões realizadas no nosso grupo de pesquisa nos proporcionaram algumas reflexões que foram citadas por Pires (2009) em seu artigo. ____________ 6 G1, Grupo de Pesquisa „Organização, Desenvolvimento Curricular e Formação de Professores‟, coordenado pelos Professores Doutores: Célia Maria Carolino Pires e Armando Traldi Junior. 33 Entre as discussões realizadas podemos destacar algumas questões que nos remeteram às seguintes reflexões: Como compatibilizar perspectivas construtivistas de aprendizagem com a planificação do ensino e de como as contribuições das pesquisas na área de Educação Matemática, que trazem resultados importantes sobre a aprendizagem podem contribuir para a organização de um ensino que potencialize boas situações de aprendizagem dos alunos? Encontramos no trabalho de Simon elementos importantes que podem nos ajudar a responder a estas questões. Primeiramente, sua posição em afirmar que as visões construtivistas da aprendizagem têm dado sustentação a fundamentos teóricos na pesquisa no campo da Educação Matemática e que podem dar pistas importantes para que os professores possam compreender e antecipar a forma de construção de conhecimentos matemáticos de seus alunos. O grupo considera particularmente importante o alerta de Simon no sentido de que o construtivismo também aponta um desafio para a Educação Matemática, qual seja o de desenvolver modelos de ensino em que a construção de conhecimentos seja tomada como perspectiva teórica, advertindo também que a Educação Matemática não produzirá métodos com idéias fixas ou plataformas para as ações docentes e as estruturas metodológicas deverão sempre suportar transformações experimentais. Para Simon, o Ciclo de Ensino Matemático retrata uma visão das resoluções construídas pelo professor, a respeito do conteúdo e das tarefas, modeladas pelo encontro de uma perspectiva do construtivismo social com o desafio das aulas de Matemática. Nesse Ciclo, são particularmente importantes, algumas premissas: (a) O pensamento/entendimento dos estudantes é especialmente considerado e tem o lugar central na formatação e implementação de instruções. O pensamento/entendimento é um processo contínuo do conjunto de dados e hipóteses construídas. (b) O conhecimento do professor envolve-se simultaneamente com o crescimento do conhecimento do aluno. Como os alunos estão aprendendo Matemática, o professor está aprendendo sobre Matemática, aprendendo, ensinando, a respeito do pensamento matemático dos seus alunos. 34 (c) O planejamento das instruções é parecido com a inclusão, a criação de uma trajetória hipotética de aprendizagem. Esta visão reconhece e valida o método de ensino do professor e a importância de hipóteses sobre o processamento da aprendizagem dos alunos (idéias nas quais eu espero ter demonstrado que não estão em conflito com o construtivismo). (d) A transformação continuada do conhecimento do professor cria mudanças contínuas na sua própria trajetória hipotética de aprendizagem. Pires destaca ainda que a leitura dos textos, motivou a ampliação das discussões sobre a atuação do professor de Matemática no que se refere às atividades de planejamento do ensino e que leve em conta que o aluno desempenha papel central na construção de suas aprendizagens. Lembrando que a esse respeito, Simon destaca que indicações para o professor sobre a importância da interação de pequenos grupos e a manipulação de materiais, por exemplo, podem ser instrumentos valiosos nas mãos dos professores de Matemática. No entanto, estes instrumentos não são suficientes para permitir que os professores sejam arquitetos da produção de situações de aprendizagens que resultem num crescimento conceitual de seus alunos. Professores novatos, por exemplo, muitas vezes questionam o conhecimento de seus alunos, consciente ou inconscientemente, esperando que no mínimo um aluno esteja habilitado a explicar sua idéia para os outros. E perguntam o que devem fazer com um grupo de alunos, para que construam conceitos matemáticos. Pires ressalta que essas situações são bastante comuns na educação brasileira hoje. Nos cursos de formação inicial de professores a disciplina chamada “Prática de Ensino” e mesmo as atividades de estágio, de modo geral, estão bastante defasadas no que se refere a estudos sobre os elementos que possibilitem ao futuro professor a construção de trajetórias hipotéticas de aprendizagem, tanto em termos teóricos como em termos práticos. 35 1.9 Revisão Bibliográfica sobre o ensino e aprendizagem da Trigonometria Para nos auxiliar no desenvolvimento deste trabalho, fizemos um levantamento de pesquisas na biblioteca da PUC-SP e Unesp-Rio Claro, consultando os trabalhos relacionadas ao ensino de Trigonometria. Elaboramos então um resumo desses trabalhos, focando: objetivo, questão de pesquisa, a fundamentação teórica, a metodologia e os principais resultados. Briguenti (1994), com objetivo de diagnosticar as dificuldades básicas e erros mais freqüentes e significativos bem como o desenvolvimento cognitivos dos alunos, aplica um teste envolvendo conceitos básicos de trigonometria em três turmas que iniciavam Ensino superior em 1992. Uma turma do Curso de Licenciatura em Matemática, outra do Curso de Bacharelado em Ciências da computação e outra do Curso de Bacharelado em Química, constatou que esses alunos apresentavam diversos erros e falhas conceituais relacionadas a este tema. Propõe então, uma pesquisa, com objetivo de verificar se a proposta sugerida por ela propiciava a aprendizagem e a descoberta dos conceitos trigonométricos, verificando o envolvimento dos alunos tanto com o assunto trabalhado como também entre os alunos e professores e, ainda, se ela propiciava momentos de reflexão e de discussões entre os alunos. Fundamenta seu trabalho nas teorias de: Jean Piaget, Jerome Brumer, David Ausubel e outros teóricos cognitivistas. Desenvolve uma sequência de atividades e leva para a sala de aula. A primeira parte da atividade foi aplicada a alunos de uma 8ª série do Ensino fundamental e a outra parte a alunos da 2ª série do Ensino Médio de uma escola pública do interior de São Paulo. Analisando os resultados obtidos a autora constata que ao propor uma sequência de atividades utilizando a Teoria proposta por Ausubel chamada de Aprendizagem Significativa, contrapõe-se à metodologia tradicional da escola e favorece a relação amistosa entre professor e aluno, ficando evidente a interação 36 social, provocando reflexões sobre o tema abordado e um desenvolvimento no pensamento lógico-matemático. Apesar dos resultados na aplicação experimental terem sido positivos, não deixa de externar algumas preocupações quanto à influência do entusiasmo dos aplicadores que podem ter influenciado nos resultados encontrados e não considera o trabalho concluído, podendo sofrer alterações, ao longo do tempo. Ao término da sua pesquisa de mestrado em 1994, Briguenti destaca algumas preocupações que poderiam ter influenciado nos resultados obtidos e propõe uma nova pesquisa utilizando a mesma sequência de atividades para verificar as preocupações explicitadas e apontar para novas questões não levantadas no primeiro trabalho. Briguenti (1998) desenvolve sua pesquisa com objetivo de investigar se a proposta sugerida por ela pode ser apropriada pelos professores no dia-a-dia em diferentes situações de ensino e em diferentes turnos e escolas, e investigar o envolvimento dos alunos durante o desenvolvimento das atividades relacionadas ao tema da trigonometria. Neste novo trabalho Briguenti continuou se fundamentando na teoria cognitivista de David Ausubel, conceituada de Aprendizagem Significativa, utilizase de uma metodologia qualitativa de cunho interpretativo baseada nas idéias de Bogdan e Biklen (1994), e Ludke e André (1996), propondo então a mesma sequência de atividades, agora realizada pelos próprios professores em classes de 2º grau de uma escola da rede de Ensino do Estado de São Paulo na cidade de Bauru. Analisando os resultados obtidos a autora constatou que a proposta investigada facilitou o processo instrucional das professoras que a utilizaram, exigindo a participação ativa dos alunos na construção do seu conhecimento, possibilitando assim um pensamento reflexivo por parte dos alunos e na prática dos professores. Costa (1997) ao constatar durante a realização de uma investigação das concepções dos alunos ao término do 2º grau e início do 3º grau e verificar que os mesmos não conseguiam diferenciar o gráfico de uma função polinomial de 37 primeiro e segundo graus colocados diante das funções seno e cosseno, desenvolve sua pesquisa de mestrado na PUC-SP, com objetivo de construir uma seqüência didática para investigar a influência de dois contextos, o do computador e o do mundo experimental na aprendizagem das funções trigonométricas seno e cosseno. Ao propor uma sequência de atividades por meio do computador e do mundo experimental, Costa (1997) levanta algumas questões: Será que o CabriGeometric pode auxiliar a visualização da geometria e da trigonometria, permitindo ao aluno compreender suas relações e propriedades? O aprendizado é efetivo, ou o aluno compreende apenas momentaneamente a proposta? O trabalho com Cabri-Geometric leva o aluno a fazer transferências de conteúdo? Será que a trigonometria, tal como vem sendo trabalhada tradicionalmente nas escolas, não é mais uma daquelas coisas que se aprende para usar no “futuro”? O estudo da trigonometria fica isento de interesse e significado já que o aluno não consegue fazer uma representação do que está ocorrendo? Costa (1997) aplica as atividades a um grupo de 32 alunos, divididos em 3 sub-grupos, sendo o primeiro grupo de referência com atividades realizadas em uma sala de aula tradicional, o segundo grupo iniciou as atividades no computador, depois pelo mundo experimental e por fim o terceiro grupo com atividades no mundo experimental, passando a seguir para o computador. Para o desenvolvimento de tais atividades, buscou auxílio tanto na psicologia cognitiva, quanto na didática da matemática, utilizando a Função Simbólica e Conhecimento Figurativo de Piaget (1977), os conceitos de Mediador e de Zona de Desenvolvimento Proximal de Vygotsky (1991, 1993), a Teoria dos Campos Conceituais de Vergnoud (1987), o estudo do Significado da Situação de Nunes (1993), a Teoria das Situações Didáticas de Brousseau (1986), a dialética ferramenta-objeto e o jogo de quadros de Douady (1986), a noção de Obstáculos de Bachelard (1965) e os Registros de Representação de Duval (1988). A autora constata que ao analisar os resultados da pesquisa pode perceber um crescimento na formação e desenvolvimento dos conceitos trigonométricos e o quanto é proveitoso trabalhar em dois ambientes, pois ao aplicar os testes nos 38 três grupos observou uma melhora significativa no segundo e no terceiro grupo, enquanto que o primeiro grupo não teve quase nenhum avanço. Nascimento (2005), com objetivo de construir uma tabela trigonométrica com base em levantamentos históricos dos trabalhos de Ptolomeu e outros Matemáticos da Grécia Antiga para investigar apropriação do significado dos conceitos das razões trigonométricas seno, cosseno e tangente, no triângulo retângulo, por estudantes do 1º ano do Ensino Médio, desenvolveu um estudo na PUC-SP para responder as seguintes questões: Como ensinar trigonometria no triângulo retângulo de maneira significativa? Quais os fatores influenciam a aquisição de tais conhecimentos? e Como distanciar a utilização da Trigonometria no Ensino Médio da mecanização? Para responder suas questões de pesquisa propõe a construção de uma tabela trigonométrica por estudantes do primeiro ano do Ensino Médio, desenvolvendo um estudo sobre: A importância atribuída por Vygotsky (1991) à interação social, à linguagem e a simbolização no progressivo domínio de um campo conceitual pelos alunos, a Concepção de Campo Conceitual apresentado por Vergnaud (1987) e também do modelo de Quadro Teórico de Ensino da Geometria apresentado por Parzysz (1979, 1992) Para atingir seu objetivo elaborou uma sequência de ensino para alunos do primeiro ano do ensino médio, utilizando alguns elementos da engenharia didática elaborada por Michele Artigue (1990), dando ênfase à Teoria das Situações Didáticas propostas por Brousseau (1986), na qual a responsabilidade pela solução das atividades é do aluno, cabendo ao professor a valorização das questões trazidas por eles e partilhadas pelos colegas. Nascimento (2005) considera que foi possível perceber que os alunos tiveram pouco contato com a Geometria tanto no Ensino Fundamental, quanto no Ensino Médio, ficando claro a pouca familiaridade com os instrumentos oferecidos como: régua, compasso, transferidor e esquadro. Também apresentaram dificuldades estruturais quanto ao cálculo algébrico, no entanto, foi possível 39 perceber um avanço cognitivo significativo quanto às categorias de análise e investigação. Quanto às respostas para as questões de pesquisa, a autora não garante que o conhecimento seja adquirido pelo aluno por meio de um conjunto metodológico de elaboração e aplicação de uma sequência didática, sendo necessário diagnosticar os conhecimentos prévios dos alunos, pois são fatores que podem influenciar na aprendizagem, mostrando aos alunos que a educação é um processo formativo e qual a importância de um determinado conteúdo. Em 2005 Silva, desenvolve na PUC-SP outra pesquisa relacionada à trigonometria e tem como objetivo investigar uma abordagem do ensino da trigonometria no triângulo retângulo, partindo do seguinte questionamento; Será que uma sequência de ensino enfatizando as construções e transformações geométricas articuladas ao tratamento figural proporcionariam uma apreensão significativa dos conceitos relacionados à trigonometria no triângulo retângulo para o aluno do Ensino Médio? O autor desenvolve sua pesquisa com base na Dialética-ferramenta-objeto proposta por Douady, (1995), na qual aborda a relação dialética na produção de conceitos para o aluno, onde os conhecimentos antigos servem de ferramenta para analisarmos uma situação nova. Outro teórico que serviu para implantação da proposta desenvolvida por Silva foi Duval, (1995) que utiliza os registros de representação, sobretudo o tratamento figural, o ótico e o posicional dos registros, pois segundo Duval, os registros de representação são instrumentos facilitadores do processo ensino aprendizagem. Silva inicia sua pesquisa com um estudo da evolução dos conceitos de trigonometria no triângulo retângulo nos livros de história da matemática e da abordagem no processo de ensino-aprendizagem, analisando livros atuais e as propostas curriculares. À partir dessa análise elabora uma sequência didática composta por algumas situações-problemas utilizando os princípios da Engenharia Didática proposta por Michele Artigue. Esta sequência didática foi proposta a um grupo de 13 alunos do primeiro ano do Ensino Médio de uma escola particular na cidade de São Paulo. 40 O autor observa que houve evolução conceitual dos alunos relacionados aos conceitos trigonométricos no triângulo retângulo, pois os alunos recorreram ao tratamento figural e isso contribui para elaboração de conjecturas, no entanto, ficou claro que houve dificuldades e ineficiência operatória na apreensão perceptiva das situações propostas. Observando os estudos realizados podemos constatar que os pesquisadores têm a preocupação em buscar novas abordagens para o ensino da trigonometria, utilizando uma abordagem diferenciada, procurando colaborar no processo de ensino-aprendizagem de professores e alunos, pois trazem contribuições por meio de sequências de atividades estruturadas em estudos de teóricos tanto da Psicologia Cognitiva como da Didática da Matemática. No entanto, percebemos que essas pesquisas enfrentam certas dificuldades para sair das academias e chegar até os professores em sala de aula, tornando-se necessário encontrar mecanismos que possam romper com este paradigma, que acaba impedindo, desta forma, com a melhoria na qualidade do ensino. 41 CAPÍTULO 2 METODOLOGIA DE PESQUISA Procurando atingir o nosso objetivo de pesquisa: Analisar a possibilidade de compatibilizar perspectivas de aprendizagem com a planificação de ensino relacionada às razões e às funções trigonométricas e verificar a atuação do professor de matemática diante de uma proposta de ensino, visando uma perspectiva construtivista e responder nossas questões: Qual a possibilidade de compatibilizar perspectivas de aprendizagem com a planificação de ensino? E qual a atuação do professor de matemática diante de uma proposta de ensino, visando uma perspectiva construtivista? Utilizamos a seguinte metodologia de pesquisa: 2.1 Abordagem da Pesquisa A pesquisa é de natureza qualitativa, coletando os dados por meio de questionários e relatórios de observações que apresentam características básicas, como as apresentadas por Lüdke e André (1986, 11-13): A pesquisa qualitativa tem o ambiente natural como sua fonte direta de dados e o pesquisador como seu principal instrumento: o desenvolvimento das THAs na sala de aula, as entrevistas e discussões com os professores aconteceram no seu local de trabalho: a escola. Os dados coletados são predominantemente descritivos: foram feitos os relatórios de todas as aulas e discussões com professores, que serão analisados no quarto capítulo deste trabalho. 42 A preocupação com o processo é muito maior do que com o produto: o interesse principal da investigação não era o de mostrar que a THA elaborada funciona, mas sim de verificar qual a atuação do professor e sua interação com os alunos, tendo como base uma THA elaborada por um pesquisador, mas debatida junto com ele. O “significado” que as pessoas dão às coisas e à sua vida são focos de atenção especial pelo pesquisador: houve uma grande preocupação em capturar a perspectiva dos professores, ou seja, compreender sua prática e os conhecimentos profissionais que têm a respeito do tema ensinado. Como este estudo tem uma abordagem qualitativa, observando os procedimentos adotados pelos professores diante do desenvolvimento das atividades em sala de aula, quais as suas crenças, suas concepções, sua relação com os alunos e a interação entre os alunos, pois segundo Bogdan e Biklen: “O objetivo dos investigadores qualitativos é o de melhor compreender o comportamento e experimentos humanos. Tentam compreender o processo mediante o qual as pessoas constroem significados e descrever em que consistem estes mesmos significados” (BOGDAN e BIKLEN, 1994, p. 124). Apresentamos uma proposta de trabalho que procura compreender os procedimentos adotados pelos professores, as orientações dadas aos alunos durante o desenvolvimento das atividades, o comportamento dos alunos diante de uma situação de investigação e suas atitudes na busca de estratégias para a solução das atividades envolvendo as seguintes etapas: Primeiramente realizamos encontros envolvendo os integrantes do G1 7 de pesquisa para estudos e discussões dos referenciais teóricos que nos subdisiaram no desenvolvimento desta pesquisa. Estudos individuais relacionados às principais pesquisas que aborda o tema da trigonometria; Elaboração da primeira versão da THA identificando os objetivos de aprendizagem; ____________ 7 G1, Grupo de Pesquisa „Organização, Desenvolvimento Curricular e Formação de Professores‟, coordenado pelos Professores Doutores: Célia Maria Carolino Pires e Armando Traldi Junior. 43 Encontro com os professores responsáveis em desenvolver a THA para apresentação da proposta de trabalho; Encontro com os mesmos professores para análise e possíveis alterações na primeira versão da THA; Fechamento das atividades da THA em conjunto com professores colaboradores, professor orientador e professor pesquisador; Definição dos dados a serem observados em sala de aula; Observação e registros dos fatos observados durante o desenvolvimento da THA em sala de aula; Transcrição dos relatórios de observação em sala de aula e dos relatórios apresentados pelos alunos e professores após o desenvolvimento da THA. 2.2 Descrição da trajetória para formação da equipe de trabalho No início de 2008 tivemos o primeiro contato com os professores, fizemos uma primeira sondagem para verificar qual interesse tinham em participar do desenvolvimento de uma pesquisa colaborativa. Entre esses professores, alguns alegavam que não tinham tempo disponível para o desenvolvimento de um trabalho no qual requeria tempo para grupos de estudos e entrevistas. Três destes professores que mostraram interesse e disponibilidade, por isso foram convidados a participar de uma palestra na universidade “PUC”, para conhecer a proposta de trabalho. Nesta oportunidade uma das Professoras, coordenadora do Projeto de pesquisa, Célia Maria Carolino Pires, apresentou aos professores o que vem a ser uma Trajetória Hipotética de Aprendizagem “THA” e qual o seu objetivo, motivando-os a participar do projeto. Após aquela reunião, convidamos os professores para outra reunião, apresentando-os a primeira versão da THA. Neste momento tiveram a oportunidade de opinarem e darem sugestões para alteração da sequência de 44 atividades, surgindo aí a segunda versão da THA, a qual foi levada para sala de aula e será apresentada a seguir. Dos três professores que iniciaram este processo, apenas um deles continuou como colaborador no desenvolvimento das atividades em sala de aula, devido ao regime de contratação de trabalho “OFA”8, durante o ano de 2009, as outras professoras não conseguiram ministrar aulas no Ensino Médio, sendo necessário contatar outros dois professores para continuarmos o projeto. 2.3. Cenário da Pesquisa 2.3.1. Caracterização das Escolas A primeira escola na qual chamaremos de E1, está localizada município de Carapicuíba, na grande São Paulo, funciona em três períodos, manhã, tarde e noite, com um total de 2070 alunos e 78 professores. Do total de alunos matriculados, 1235 estão no Ensino Fundamental divididos no período da manhã e da tarde e 835 no Ensino Médio divididos no período matutino e noturno. Do total de 78 professores, 42 são efetivos e 36 são OFAs. A segunda escola chamaremos de E2, também localizada no município de Carapicuíba, funciona em dois períodos, manhã e tarde, com 897 alunos matriculados, sendo que desses, 500 estão matriculados no Ensino Fundamental e 397 no Ensino Médio. Dos 52 professores que ministram aulas nesta escola, 14 são titulares de cargo e 38 são OFAs. A terceira escola, chamaremos de E3, Localizada no Município de Barueri, funciona nos três períodos, é uma escola compartilhada entre o estado e a prefeitura, ficando a cargo da prefeitura o Ensino Fundamental e o estado com o Ensino Médio, com um total de 1112 alunos matriculados, sendo que desse total, 706 estão matriculados no Ensino médio matutino e 406 no Ensino Médio noturno. ____________ 8 Professores OFAs, “Ocupantes de Função Atividade”, contratados por um período de um ano. 45 2.3.2. Caracterização dos professores. Como tivemos uma preocupação em compreender a perspectiva dos professores, suas crenças, suas concepções e conhecer sua prática e os conhecimentos profissionais, elaboramos um questionário9 contendo algumas informações acadêmicas e profissionais. A partir desses dados elaboramos uma síntese das respostas dadas por esses professores. Com objetivo de preservarmos a identidade desses professores, utilizaremos as siglas, P1, P2 e P3 para identificá-los. 2.3.2.1. Professor P1 No questionário apresentado à professora P1, nos respondeu que está no magistério há 24 anos, formada em Matemática no ano de 1987, leciona na Escola 1, tanto o ensino Fundamental e Médio, possui alguns cursos de extensão10 no magistério, alegando nunca participar de trabalho colaborativo em sua escola por falta de tempo. Questionada se utiliza metodologia ou estratégias diferenciadas durantes as aulas, a professora respondeu que sim, aplicando jogos de raciocínio de memória como sudoku e numerox, trabalhando também com outros recursos além de livros didáticos, paradidáticos, por exemplo, como “Ensinar e Aprender Matemática e Experiências Matemáticas”. Para abordar o tema da trigonometria a professora, geralmente, inicia com situações do dia a dia do aluno, como aparelhos utilizados na medicina, as ondas sonoras e os fenômenos físicos. A colaboradora alega que o manuseio com compasso, régua, transferidor e interpretação das situações apresentadas são as principais dificuldades apresentadas pelos alunos na abordagem relacionada a este assunto, e que ____________ 9 Ver anexo I Rede do Saber “Práticas de Leitura na Comtemporâneidade” “PUC-SP” no ano 2006/2007. Ensino Médio em Rede pela Secretaria de Educação do Estado de São Paulo no ano de 2007. 10 46 costuma trabalhar com a resolução de problemas para aplicar o conceito de trigonometria, não fazendo uso de software matemático para o estudo de gráficos em suas aulas por falta de sala de informática na escola, procurando contextualizar ao abordar questões relacionadas a este tema, levando o aluno a conhecer um pouco mais a este respeito, não apenas os cálculos. 2.3.2.2. Professor P2 O segundo professor, formado em 2003, está no magistério há sete anos, leciona para o Ensino fundamental e Ensino Médio na Escola 2, fez curso de aperfeiçoamento, já participou de trabalho colaborativo envolvendo os professores de todas as disciplinas num projeto chamado de “Horta Ecológica”. Ao ser questionado se utiliza alguma metodologia ou estratégias de ensino diferenciadas disse que sim, sempre que pretende iniciar algum conteúdo propõe a construção de competências para a solução, utilizando revistas, dicionários, livros diversos, áudio e vídeo. Para iniciar o ensino da trigonometria sempre parte de construções das figuras geométricas e suas aplicações, pois acredita que se o aluno não conhecer bem as figuras geométricas não é possível ter êxito no estudo da trigonometria. O professor diz que a falta de conhecimentos dos instrumentos de medida e das figuras geométricas são as principais dificuldades que os alunos enfrentam para estudar trigonometria e que ao abordar este tema propõe atividades por meio de resolução de problemas. Justificou não fazer uso de software matemático para o estudo de gráficos em suas aulas por falta de instalação da sala de informática na escola e que costuma contextualizar ao abordar questões relacionadas a este tema. 47 2.3.2.3. Professor P3 A Professora 3 trabalha na E3, formada em Matemática tem 22 anos de magistério leciona no Ensino Médio, atualmente é aluna de um curso de mestrado numa universidade em São Paulo e diz que nunca participou de trabalho colaborativo. No questionário apresentado, a professora nos relatou que trabalha com estratégia de resolução de problemas e desafio, utilizando recursos como revistas e pesquisas além do livro didático. Para abordagem do ensino da trigonometria faz um levantamento prévio do conhecimento dos alunos, confrontando os seus conhecimentos e o que está sendo ensinando. Alega que as maiores dificuldades enfrentadas pelos alunos ao estudar este assunto são dificuldades básicas com operações e proporcionalidade, trabalhando por meio de resolução de problemas, tenta utilizar software matemático para o estudo de funções, porém a sala de informática da escola está em reforma. Costuma contextualizar ao abordar trigonometria, por meio de discussão com o que os alunos sabem, mostrando o conceito para eles verem o que aprenderam. 2.3.3. Apresentando as unidades de observação Após a coleta de dados por meio de relatórios descritivos durante o desenvolvimento das atividades em sala de aula, fizemos a descrição dos dados coletados na expectativa de responder às nossas questões de investigações, pois de acordo com (Bogdan e Biklen, 1994), a análise dos dados podem ser feitos concomitantemente com a coleta dos dados ou após sua coleta. Ao realizar uma pesquisa por meio de um estudo de caso podemos descrever um fenômeno intensamente, porém não é possível conhecer tudo em relação a este objeto, portanto acreditamos que vários detalhes escaparão da análise diante de nossas observações e registros. 48 2.3.4. Unidades de observação Na tentativa de compreender como se dá o processo de ensino e aprendizagem, a escolha das unidades de observação que utilizamos está baseado na nossa fundamentação teórica, pois segundo Simon (1995, p. 4), “o desenvolvimento do conhecimento está presente no professor ou no ensino realizado”. Os objetivos de aprendizagem, as atividades de aprendizagem o pensamento e as hipóteses de aprendizagens dos alunos, atitudes adotadas pelos professores, a interação mantida com alunos, as intervenções realizadas durante o processo, o comprometimento que os alunos mantém durante o desenvolvimento das atividades são elementos importantes para construção do conhecimento, no entanto a maneira como os alunos se interagem com as tarefas é quem determina o potencial de aprendizagem. “O ambiente de aprendizagem envolve resultados da interação entre o professor e os alunos e como eles se engajam em um conteúdo matemático. Um professor pode atribuir uma tarefa, contudo como os alunos constroem suas tarefas e suas experiências é quem determinam seu potencial de aprendizagem” (SIMON, 1995, p. 8). Percebemos que a aprendizagem é um processo complexo, envolvendo interações, atitudes e boas situações de intervenções e está centrado tanto no professor quanto no aluno, portanto não basta uma boa sequência de ensino é necessário que haja participação e envolvimento de todos num processo dialógico e continuo. No próximo capítulo apresentaremos a segunda versão de nossa THA seguida de uma síntese dos dados coletados por meio de relatórios descritivos durante a realização das atividades em sala de aula. 49 CAPÍTULO 3 ELABORAÇÃO DA THA Para elaboração da nossa THA, além de realizarmos um levantamento sobre as pesquisas que falam sobre trigonometria, consultamos também alguns livros didáticos, que fazem referências a este tema. Faremos um breve relato de alguns que contribuíram para a estruturação do nosso trabalho. Na coleção de 11 volumes apresentados por Iezzi (2004), o terceiro volume é dedicado ao estudo da trigonometria e parte das Razões Trigonométricas no Triângulo Retângulo, passando pela Trigonometria na Circunferência e chegando ao estudo das funções trigonométricas. Outro livro consultado foi proposto por Dante (2005), em volume único, inicia também com o estudo da Trigonometria no Triângulo e chegando até o estudo das funções trigonométricas. Bonjorno e Giovani (2000), apresentam uma coleção para o Ensino Médio em três volumes. O primeiro volume faz referências ao estudo da trigonometria nos triângulos e no segundo volume a trigonometria na circunferência. Como já fizemos referência na revisão bibliográfica, os trabalhos que trouxeram grandes contribuições para o desenvolvimento desta dissertação foram as pesquisas desenvolvidas por Briguenti em 1994 e 1998. Um dos instrumentos utilizados para desenvolvermos as atividades em ambiente computacional, foi o livro de Silva (2002), professor da disciplina de Cálculo do Mestrado Profissional da PUC-SP. 50 Analisando os trabalhos desenvolvidos por esses autores, iniciamos a construção da THA dando ênfase às razões trigonométricas no triângulo retângulo e ao estudo das funções trigonométricas seno e cosseno. Cada uma das atividades apresentadas têm um objetivo geral e para atingir a este objetivo elaboramos tarefas com objetivos específicos. 3.1 Apresentando a THA Neste capítulo apresentamos a última versão da THA que foi levada para sala de aula para ser desenvolvida com os alunos. Mostraremos a primeira versão que foi adaptada seguindo sugestões dos colaborados nos anexos11. Ao apresentarmos a primeira versão da THA para os colaboradores, fomos orientados a retirar as atividades sobre semelhança, proporcionalidade e Teorema de Pitágoras, que apesar de serem conceitos fundamentais ao estudo da Trigonometria alegaram que são conhecimentos adquiridos em séries anteriores e que acreditavam já estarem incorporados nas estruturas cognitivas dos alunos, portanto iniciamos a THA pelo estudo das razões trigonométricas, Para um melhor entendimento das situações apresentadas explicitaremos a seguir o significado das diferentes cores utilizadas nas escritas: Preto: Questões elaboradas em conjunto com os professores para serem analisadas e respondidas pelos alunos; Vermelho: Respostas esperadas dos alunos, ou seja, as hipóteses que tínhamos em relação às expectativas de aprendizagem; Azul: Definição utilizada pelos autores para conceituar os entes matemáticos. ____________ 11 Anexo v: Primeira versão da THA. 51 A THA que apresentamos a seguir é igual à versão apresentada aos professores. Na versão apresentada aos alunos não foram expostos os objetivos gerais nem específicos. 3.2. Trajetória Hipotética de Aprendizagem relacionada às razões e às funções trigonométricas. 3.2.1. Atividade I Objetivo: Retomar o conceito de triângulo retângulo e identificar os elementos que compõem o estudo da trigonometria. Observe a figura abaixo e responda as questões a seguir: C a c A b B a) Você reconhece essa figura? Espera-se que os alunos respondam que sim. b) Se sim, qual o nome da figura? Partiremos do pressuposto que os alunos irão responder que seja um triângulo retângulo. c) Por que ela recebe esse nome? Espera-se que os alunos respondam que seja porque tem um ângulo que mede 90º e recebe o nome de ângulo reto, daí o nome de triângulo retângulo. 52 d) Como podem ser chamados os segmentos AB e AC ? Espera-se que respondam que são os catetos. e) E o segmento BC que é oposto ao ângulo reto, você sabe como é chamado? Espera-se que os alunos respondam que seja a hipotenusa. O triângulo retângulo esteve presente ao longo da história da matemática e recebe nomes especiais para os seus lados. O segmento BC que está oposto ao vértice que dá origem ao ângulo reto e é chamado de hipotenusa. Os segmentos AB e AC que formam os lados do ângulo reto são denominados catetos. O segmento AB é chamado de cateto oposto ao ângulo C e cateto adjacente ao ângulo B . O segmento AC é chamado de cateto adjacente ao ângulo C e cateto oposto ao ângulo B . A partir do triângulo retângulo estudaremos as relações existentes entre os seus lados e seus ângulos. É a parte da matemática chamada de trigonometria que em grego significa: tri = três, gonos = ângulos e metron = medida. 3.2.2. Atividade II Objetivo geral: Estabelecer a relação entre cateto oposto hipotenusa como sendo a razão seno do triângulo retângulo. 3.2.2.1. Tarefa I Objetivo Específico: Perceber que a relação cateto oposto hipotenusa retângulo é uma constante e recebe o nome de seno do ângulo. em um triângulo 53 Material necessário: Régua, esquadro, transferidor, calculadora, lápis e papel. Procedimentos: Formar grupos com três alunos. Os alunos poderão interagir para resolver a atividade, porém cada um deverá resolver a sua. Traçar um segmento AB de qualquer medida; Construa um triângulo retângulo ABC de tal forma que o ângulo B seja igual a 90º e o ângulo A seja de 40º. Completar a tabela a seguir junto com seu grupo. Medida Medida Razão Aluno 1 BC AC BC AC Aluno 2 BC AC BC AC Aluno 3 BC AC BC AC Comparando as medidas encontradas responda: a) As medidas dos segmentos BC são as mesmas? Espera-se que os alunos respondam que não. b) E as medidas dos segmentos AC são as mesmas? Espera-se que os alunos também respondam que não c) E a medida da razão entre os segmentos BC tem o mesmo valor? AC Sim. d) Qual é este valor? Espera-se que os valores encontrados para as razões entre os segmentos BC se aproximem de 0,6. AC 54 Observe que apesar de cada colega ter encontrado uma medida diferente para os segmentos AC e BC a razão entre eles tem aproximadamente o mesmo valor. A figura que vocês desenharam é semelhante ao triângulo retângulo que está representado abaixo. Cada triângulo representado por vocês tem uma medida diferente para os segmentos AC e BC , no entanto, todos possuem a mesma medida para o ângulo A , ou seja, 40º. Sobreponha essas medidas no triângulo que está desenhado abaixo e observe que apesar das medidas dos segmentos serem diferentes, os triângulos são semelhantes, pois todos têm os três ângulos com as mesmas medidas. Esta é uma das condições para que dois triângulos sejam semelhantes. C 40,0 ° A B Podemos observar que ao compararmos as diferentes medidas dos segmentos, a razão permanece constante. O valor da razão é aproximadamente igual a 0,6. Para a razão entre de seno do ângulo de 40º. cateto oposto hipotenusa em um triângulo retângulo damos o nome 55 3.2.2.2. Tarefa II Objetivo Específico: Apresentar outros exemplos que possibilite ao aluno conjecturar que a razão seno não depende do tamanho do triângulo, mas sim da medida do ângulo. Será que a relação observada na tarefa acima entre o cateto oposto hipotenusa para o ângulo de 40º é válida para outros valores de ângulos, ou seja, será que a razão sempre será uma constante? Para responder a esta questão utilize os mesmos procedimentos da tarefa I: Formar grupos com três alunos. Os alunos poderão interagir para resolver a atividade, porém cada um deverá resolver a sua. Traçar um segmento AB de qualquer medida; Construa um triângulo retângulo ABC de tal forma que o ângulo B seja igual a 90º e o ângulo A seja de 20º. Complete a tabela abaixo. Medida BC Medida AC Razão BC AC Aluno 1 Aluno 2 Aluno 3 a) Comparando as diferentes medidas dos segmentos e a razão entre eles o que observamos Espera-se que os alunos respondam que apesar das medidas entre os segmentos serem diferentes, a razão entre eles permaneceram as mesmas. 56 b) Observando as medidas dos segmentos, a razão entre eles e a medida do ângulo, qual a condição para que a razão entre cateto oposto hipotenusa seja a mesma? Neste item é esperado que os alunos observem que apesar das medidas dos segmentos serem diferentes o ângulo mantém a mesma medida, portanto, esta é a condição para que a razão cateto oposto hipotenusa permaneça a mesma. c) Ao analisarmos o valor da razão encontrada para a tarefa I e comparamos aos resultados encontrados na tarefa II, o que podemos dizer em relação aos valores das razões? A razão da tarefa I é diferente em relação às razões da tarefa II. d) O que influenciou para que os valores da razão da tarefa I e da tarefa II fossem diferentes? É esperado que os alunos percebam que o resultado foi influenciado pela alteração na medida do valor do ângulo. e) Observe as medidas dos lados, dos valores dos ângulos e a razão entre cateto oposto hipotenusa dos triângulos retângulos da tarefa I e II, o que podemos afirmar? Espera-se que os alunos percebam que para a relação cateto oposto hipotenusa permaneça a mesma não importando o tamanho do triângulo, basta que o ângulo permaneça com o mesmo valor. Observe: Para que a razão entre cateto oposto hipotenusa permaneça a mesma não importa as medidas dos lados do triângulo, a razão depende apenas do valor do ângulo. 3.2.2.3. Tarefa III Objetivo Específico: Resolver situações problemas aplicando o conceito de seno de um ângulo de 20º e de 40º. 57 a) Observe a figura: Uma pessoa que se encontra no ponto A e se desloca até o ponto B formando um ângulo de 20º com o plano horizontal. Quantos metros essa pessoa se eleva verticalmente? B 20m x A C Espera-se que os alunos apliquem o conceito de cateto oposto hipotenusa = seno 20º, usando o valor de seno de 20º encontrado na tarefa II b) Um avião levanta vôo formando um ângulo de 40º com o solo. Quando atingir uma altura de 200m, quanto terá percorrido?12 Espera-se que os alunos apliquem o conceito de cateto oposto hipotenusa = seno de 40º para determinar a distância percorrida pelo avião que corresponde à hipotenusa formada pelo desenho do triângulo retângulo. 3.2.3. Atividade III Objetivo Geral: Estabelecer a relação entre cateto adjacente hipotenusa do triângulo retângulo. 3.2.3.1. Tarefa I Objetivo Específico: Perceber que a relação cateto adjacente hipotenusa em um triângulo retângulo é uma constante, chamada de cosseno, que depende apenas da medida do ângulo. Material necessário: Régua, transferidor, calculadora, lápis e papel. ____________ 12 Atividade adaptada de: BRIGUENTI, Maria José Lourenção. Alterando o ensino da Trigonometria em escolas públicas de nível médio: a representação de algumas professoras. Tese de Doutorado 58 Procedimentos: Efetue a medida do Ângulo O ; Desenhe os triângulos FOC , GOD , HOE e AOB ; Meça os segmentos indicados na tabela e complete-a. A H G F O D C E B Medida do ângulo O : ________ Cateto adjacente ao ângulo O Hipotenusa Razão cateto adjacente hipotenusa OCF Med OC Med OF OC OF ODG Med OD Med OG OD OG OEH Med OE Med OH OE OH OBA Med OB Med OA OB OA Responda as questões com base nas informações encontradas. 59 a) O que podemos afirmar, a partir da tabela acima, em relação às medidas dos catetos adjacentes, das medidas das hipotenusas e a razão cateto adjacente hipotenusa dos diferentes triângulos? Espera-se que os alunos afirmem que apesar das medidas catetos adjacentes e das hipotenusas serem diferentes a razão entre eles é aproximadamente a mesma. b) As razões cateto adjacente hipotenusa têm os mesmos valores? Espera-se que os alunos respondam que os valores são aproximados. c) Qual é este valor? Ao dividir o valor do cateto adjacente pela hipotenusa deverão encontrar um valor próximo de 0,8. d) Qual a condição para que a razão cateto adjacente hipotenusa , em relação a um ângulo, de um triângulo retângulo, permaneça a mesma? Espera-se que os alunos respondam que o valor do ângulo, pois sempre manteve o mesmo valor. 3.2.3.2. Tarefa II Objetivo Específico: Perceber que a relação cateto adjacente hipotenusa não depende do tamanho do triângulo, mas da medida do ângulo que tomamos a razão chamamos de cosseno do ângulo. Escolha dois outros ângulos quaisquer com medidas variando entre 0º e 90º. Faça o esboço do desenho como modelo abaixo; Desenhe os triângulos FOC , GOD , HOE e AOB ; Efetue as medidas dos catetos adjacentes ao ângulo O e das hipotenusas dos diversos triângulos; 60 Calcule o valor da razão cateto adjacente hipotenusa nos diversos triângulos; A seguir responda as questões. A H G F O E D C B a) Qual a medida dos ângulos que você escolheu? Neste item os alunos poderão escolher qualquer valor entre 0 e 90º. b) A razão cateto adjacente hipotenusa permanece a mesma para o mesmo ângulo? Espera-se que os alunos digam que sim, permanece a mesma quando se está trabalhando com ângulos de mesmo valor. c) E para os ângulos cateto adjacente hipotenusa permanece com valores diferentes a razão a mesma? Espera-se que os alunos observem que não. d) Qual a condição para que a razão cateto adjacente hipotenusa permaneça a mesma? A condição é que o ângulo mantenha a mesma medida. A razão cateto adjacente hipotenusa em um triângulo retângulo é chamada de cosseno. Esta relação depende apenas da medida do ângulo. 3.2.3.3. Tarefa III Objetivo Específico: Resolver situações problemas aplicando o conceito de cosseno de um ângulo. 61 a) Uma escada com 10m de comprimento foi apoiada em uma parede formando um ângulo de 50º com o solo. Determine a que distância da parede está apoiada a base da escada?13 Para resolver esta atividade espera-se que os alunos já construíram o conceito de que não importa o comprimento do cateto adjacente ao ângulo e nem da hipotenusa, importando apenas que o ângulo tenha 50º, portanto deverão desenhar um segmento qualquer, construir com o transferidor um ângulo de 50º e usando o esquadro desenhar um triângulo retângulo, a seguir calcular a razão cateto adjacente hipotenusa , a partir daí aplicar a relação cosseno de 50º, para determinar a distância que a base da escada se encontra da parede Cos50º = 0,6 cateto adjacente hipotenusa x 10 6m , portanto a escada tem aproximadamente 6m de comprimento. x b) Para medir a altura de uma torre, um topógrafo coloca o teodolito a 200m da base da mesma, vendo o topo da torre sob um ângulo de 30º. Sabendo-se que a luneta do teodolito está a 1,70m do solo, qual é aproximadamente a altura da torre?14 Nesta atividade tem-se a medida do cateto adjacente, mas precisamos da medida do cateto oposto que é a altura da torre, portanto para aplicar a razão cateto oposto hipotenusa = sen30º é necessário primeiro encontrar a medida da hipotenusa e a seguir encontrar a medida do cosseno de 30º = cateto adjacente hipotenusa e, por fim somar a este valor a altura que a luneta do teodolito se encontra do solo. Para encontrar o valor do cosseno de 30º, poderão desenhar um triângulo retângulo com um ângulo de 30º de qualquer medida para os lados. ____________ 13 Atividade adaptada de: LONGEN, Adilson. Matemática para o ensino Médio. Curitiba – PR: Nova didática, 2004. p. 61. 14 Atividade adaptada de: BRIGUENTI, Maria José Lourenção. Alterando o ensino da Trigonometria em escolas públicas de nível médio: a representação de algumas professoras. Tese de Doutorado, Universidade Estadual Paulista, Marília, 1998. 62 3.2.4. Atividade IV Objetivo Geral: Associar a razão cateto oposto em relação ao cateto adjacente como sendo a tangente de um ângulo. 3.2.4.1. Tarefa I cateto oposto Objetivo Específico: Perceber que a relação cateto adjacente em um triângulo retângulo é uma constante chamada tangente. Observe a figura abaixo: Uma pessoa que se encontra no ponto A e se desloca em relação ao ponto B sob um ângulo α. A cada ponto alcançado na subida, “G”, “H”, “I” e “B”, temos um afastamento correspondente “C”, “D”, “E” e “F”, que corresponde a certa altura15. B I H G 4,00 cm 3,00 cm 2,00 cm 1,00 cm A 2,00 cmC D E F 4,00 cm 6,00 cm 8,00 cm Observando os valores acima complete a tabela ____________ 15 Atividade adaptada: Dante, Luiz Roberto. Matemática, volume único: livro do professor. 1ªed. São Paulo: Ática, 2005. 63 Ponto Afastamento (metros) (Cateto adjacente) Altura (metros) (Cateto oposto) altura Razão afastamento cateto oposto cateto adjacente C CG AC 1 2 0,5 D DH AD 2 4 0,5 E EI AE 3 6 0,5 F FB AF 4 8 0,5 a) Quando aumenta a altura da pessoa em relação à horizontal, o que acontece com seu afastamento em relação ao ponto A. Seu afastamento também aumenta. b) O que acontece com a razão entre a altura que a pessoa se encontra e o seu afastamento em relação ao ponto A? A razão entre a altura e o afastamento permanece a mesma. c) Você observou que apesar dos segmentos sofrerem uma alteração o ângulo α permanece com o mesmo valor? Espera-se que os alunos respondam que sim. cateto oposto d) O que podemos afirmar que influenciou para que a razão cateto adjacente permanecesse a mesma? A medida do ângulo α permaneceu a mesma e) Comparando as diferentes medidas dos catetos opostos, dos catetos cateto oposto adjacentes, das razões entre cateto adjacente , e do ângulo α o que podemos concluir? Espera-se que os alunos concluam que apesar de ocorrer uma variação entre as medidas dos catetos opostos e dos catetos adjacentes, o ângulo α permaneceu com o mesmo valor, portanto, não importa o cateto oposto tamanho do triângulo para que a razão cateto adjacente permaneça a mesma e sim que o ângulo permaneça com o mesmo valor 64 3.2.4.2. Tarefa II cateto oposto Objetivo Específico: Mostrar que a relação cateto adjacente não depende do tamanho do triângulo, mas da medida do ângulo que tomamos a razão damos o nome de tangente do ângulo. Desenho Vamos verificar se acontece o mesmo para outro ângulo de subida. Uma pessoa que se encontre num ponto A, se desloca em direção a um ponto I formando um ângulo de subida de 25º como mostra a figura. I H G 2,80 cm F 3,74 cm 1,87 cm 0,93 cm 25,0 ° A 2,00 cm C 2,00 cm D 2,00 cm E 2,00 cm B Complete a tabela com os valores encontrados: Triângulos Afastamento (cateto adjacente) Elevação (cateto oposto) cateto oposto Razão cateto adjacente FAC AC FC FC AC GAD AD GD GD AD HAE AE HE HE AE IAB AB IB IB AB Ao analisar os valores encontrados responda as questões: 65 f) Quando aumenta a altura da pessoa em relação à horizontal, o que acontece com seu afastamento em relação ao ponto A. Seu afastamento também aumenta. g) O que acontece com a razão entre a altura que a pessoa se encontra e o seu afastamento em relação ao ponto A? A razão entre a altura e o afastamento permanece a mesma. h) Você observou que apesar dos segmentos sofrerem uma alteração o ângulo α permanece com o mesmo valor? Espera-se que os alunos respondam que sim. cateto oposto i) O que podemos afirmar que influenciou para que a razão cateto adjacente permanecesse a mesma? A medida do ângulo α permaneceu a mesma j) Comparando as diferentes medidas dos catetos opostos, dos catetos cateto oposto adjacentes, das razões entre cateto adjacente , e do ângulo α o que podemos concluir? Espera-se que os alunos concluam que apesar de ocorrer uma variação entre as medidas dos catetos opostos e dos catetos adjacentes o ângulo α permaneceu com o mesmo valor, portanto, não importa o cateto oposto tamanho do triângulo para que a razão cateto adjacente permaneça a mesma, e sim que o ângulo permaneça com o mesmo valor Para que razão entre cateto oposto e cateto adjacente permaneça constante depende que o ângulo permaneça com o mesmo valor. cateto oposto Esta razão cateto adjacente chamamos de tangente do ângulo e é valida para qualquer triângulo retângulo. 66 3.2.4.3. Tarefa III Objetivo Específico: Aplicar o conceito de tangente na resolução de exercícios e situações problemas. a) Quais as diferentes estratégias que podemos utilizar para calcular o valor aproximado da tangente de 70º? Para resolver este exercício o aluno deverá desenhar um triângulo retângulo com um dos ângulos agudos medindo 70º, medir o cateto adjacente e o cateto oposto a este ângulo, a seguir aplicar a razão cateto oposto cateto adjacente , encontrando um valor próximo de 2,7. b) O topo de um prédio é visto por um observador que tem 1,80m de altura e está a 100m da base desse prédio sob um ângulo de 70º. Qual a altura desse prédio? Para resolver este problema os alunos deverão usar a razão cateto oposto cateto adjacente = tangente de 70º. De acordo com as relações estudadas entre os lados do triângulo retângulo, podemos estabelecer as seguintes razões trigonométricas: Seno de um ângulo α = cateto oposto hipotenusa Cosseno de um ângulo α = cateto adjacente hipotenusa cateto oposto Tangente de um ângulo α = cateto adjacente 3.2.5. Atividade V Objetivo complementares. Geral: Perceber a relação que há entre os ângulos 67 3.2.5.1. Tarefa I Objetivo Específico: Verificar a relação entre os ângulos complementares. Desenhe um triângulo retângulo ABC, reto em  e que tenha as seguintes medidas: med(AB) 3m , med(AC) 4cm e med(BC) 5cm , a seguir responda: C B A a) Qual a medida do ângulo B + C? B + C = 90º A estes ângulos B e C, chamamos de complementares, pois a soma B + C é igual a 90º, ou seja, um é o complemento do outro. Complete a tabela abaixo: Ângulo B Ângulo C Seno 0,8 0,6 Cosseno 0,6 0,8 Tangente 4/3 ¾ b) O que podemos observar entre o valor encontrado para o seno de B e o cosseno de C? Eles têm o mesmo valor. c) E entre o cosseno de B e o seno de C? Eles também possuem o mesmo valor. d) Observe agora a tangente de B e a tangente de C. Qual a relação existente entre elas? 68 A tangente de B é o inverso da tangente de C. e) A partir dessas observações o que podemos afirmar em relação ao seno de B e o cosseno de seu complemento? Espera-se que os alunos percebam que num triângulo retângulo, o seno de um ângulo é igual ao cosseno do seu complemento. f) E em relação ao cosseno B e o seno do seu complemento, o que podemos observar? Que o cosseno de um ângulo é igual ao cosseno do seu complemento. g) E em relação a tangente de B e a tangente do seu complemento o que podemos observar? Num triângulo retângulo a tangente de um ângulo é o inverso da tangente do seu complemento. Podemos afirmar que num triângulo retângulo: O seno de um ângulo α é igual ao cosseno do seu complemento, ou seja: senα = (cos 90 - α) O cosseno de um ângulo α é igual ao seno do seu complemento, ou seja: cosα = (sen 90 – α) A tangente de um ângulo α é o inverso da tangente do seu complemento, ou seja: tgα = 1 tg(90 ) . 3.2.5.2. Tarefa II Objetivo Específico: Aplicar o conceito dos ângulos complementares para as razões trigonométricas. Sabendo-se que a tg 3 e o seu complemento é β. ( 4 ABC) 16 a) Construa o triângulo ABC; ____________ 16 Atividade adaptada de: BRIGUENTI, Maria José Lourenção. Alterando o ensino da Trigonometria em escolas públicas de nível médio: a representação de algumas professoras. Tese de Doutorado, Universidade Estadual Paulista, Marília, 1998. 69 C A B b) Determine a medida da hipotenusa desse triângulo; Aplicando o teorema de Pitágoras temos: h² = 3² + 4² h=5 c) Encontre a medida do seno α e do cosseno α; seno α = 0,6 e cosseno α = 0,8 d) Qual o valor do seno β e do cosseno β? seno β = 0,8 e cosseno β = 0,6 e) Qual a tangente β? 1,3 3.2.6. Atividade VI Objetivo geral: Aplicar o conceito de seno, cosseno e tangente num triângulo retângulo com lados de medidas genéricas. 3.2.6.1. Tarefa I Objetivo Específico: Determinar o valor do seno, cosseno e tangente para um ângulo agudo de 45º num triângulo retângulo de qualquer medida de lado. Seja um triângulo retângulo cujo lado mede l e o ângulo agudo mede 45º, determinar o seno o cosseno e a tangente desse ângulo. 70 Primeiramente, utilizando o Teorema de Pitágoras devemos determinar a medida da hipotenusa: h² = cat² + cat² h2 2 h2 22 h 2 2 = = 3.2.6.2. Tarefa II Objetivo específico: Concluir que independente do tamanho do triângulo a razão seno, cosseno e tangente do ângulo de 45º é sempre a mesma. Se os lados do triângulo retângulo acima tivesse como medida 2 , qual seria o seu seno, seu cosseno e sua tangente? 71 Para responder a esta questão os alunos deverão aplicar o teorema de Pitágoras para calcular a hipotenusa. A seguir calcular o seno, o cosseno e a tangente para o ângulo de 45º. h² = cat² + cat² h2 22 h2 42 h 2 2 22 Observando os resultados das razões entre os lados dos triângulos retângulos acima, ou seja, ao calcularmos o seno o co-seno e a tangente do ângulo de 45º, e os resultados encontrados quais conclusões podemos chegar? Qualquer que seja as medidas dos lados do triângulo, as razões entre os seus lados permanecem a mesma, ou seja, o seno, o co-seno e a tangente terão os mesmos valores. 3.2.6.3. Tarefa III Objetivo Específico: Determinar o seno, co-seno e a tangente dos ângulos de 30º e de 60º. Procedimentos Construa um triângulo equilátero de lado igual a ; Identifique as medidas dos ângulos; 72 Trace a altura relativa a base do triângulo; Identifique as medidas dos novos ângulos nos triângulos retângulos formados a partir da altura do triângulo equilátero; Determine a medida da altura no triângulo equilátero utilizando o Teorema de Pitágoras; h² =(cat. oposto)² + (cat. Adjacente)² h 3 2 Determine o seno o co-seno e a tangente dos ângulos de 30º e de 60º, completando a tabela abaixo. 3 2 Seno 60º Cosseno 60º 1 2 Tangente 60º 3 30º 45º Seno Cosseno tangente 1 60º 73 3.2.6.4. Tarefa IV Objetivo Específico: Aplicar as razões trigonométricas em situações problemas. 1) O vento quebra uma árvore durante uma tempestade. A copa dessa árvore encosta no solo a 10 m de sua base. Sabendo que o ângulo formado entre a copa da árvore e o solo é de 45º, determine a altura da árvore. 2) Dois topógrafos estão na mesma margem de um rio, separados 36m um do outro. Um deles observa uma pedra que está na outra margem, bem em frente ao seu companheiro. Com a ajuda de um teodolito, o observador verifica que a linha perpendicular que une a pedra ao seu colega forma um ângulo de 45º com a linha de mira do teodolito à pedra. Qual é a largura do rio? 3) Uma escada, que mede 3,30m de comprimento, está apoiada numa parede vertical, sua base forma um ângulo de 60º com o solo. Uma pessoa que se encontra em seu topo está a quantos metros do solo? 4) Determine a altura de uma árvore que projeta uma sombra de 13m quando os raios de sol formam um ângulo de 30º com o solo. 3.2.7. Atividade VII Objetivo tg sen cos Geral: e sen2 Conhecer cos2 e aplicar as relações trigonométricas 1 em situações problemas. 3.2.7.1. Tarefa I Objetivo Específico: Conhecer as relações trigonométricas tg sen2 cos2 1. sen cos e 74 No triângulo retângulo abaixo, a hipotenusa tem 1u de medida, determine o seno , cosseno e tangente . C cateto oposto A B cateto adjacente Observe os procedimentos para determinar o seno . sen = cateto oposto hipotenusa sen = cateto oposto , 1 como a hipotenusa vale 1, temos que: seno = cateto oposto. Utilizando os mesmos procedimentos determine o cosseno e a tangente . Para o cálculo do cosseno de , temos: cos = cateto adjacente hipotenusa cos = cateto adjacente , 1 como a hipotenusa vale 1, temos que: cos = cateto adjacente. Para a tangente , temos: tangente = cateto oposto cateto adjacente , como cateto oposto é igual ao seno e o cateto adjacente é igual ao cosseno, vem que: tangente = sen . cos 75 Observe a figura abaixo e utilize os conceitos estudados na tarefa I. C seno A B cosseno a) Aplicando o Teorema de Pitágoras, temos: hipotenusa² = sen² + cos² Como a hipotenusa tem 1u de comprimento, podemos dizer que: Sen² + cos² = 1que é valido para qualquer ângulo 0º ≤ ≤ 90º. b) Determine a tangente de ; tg = sen cos como cateto oposto é igual ao seno e o cateto adjacente é igual ao cosseno, vem que: tg = sen . cos Se tivermos o seno de um ângulo podemos calcular o seu cosseno e sua tangente aplicando a relação sen² ângulo + cos² = 1, ou, se tivermos a tangente do podemos determinar o seu seno e o cosseno aplicando a relação tg = sen . cos 3.2.7.2. Tarefa II Objetivo específico: Aplicar as relações trigonométricas sen² + cos² e tg = sen cos em situações problemas. =1 76 1) Sabe-se que o seno de um ângulo é 1 , calcule seu cosseno e sua 2 tangente aplicando a relação fundamental temos17: sen² + cos² =1 2) Sabendo-se que tg = 2 e0< 3 < 90º, calcule sen e cos . 3) Sabendo-se que sen 30º = 0,5, calcule cos 30º, tang 30º, cos 60º, tan 60º. 4) Um avião levanta vôo do ponto A, formando um ângulo de 15º com a horizontal. A que altura estará e qual a distância percorrida, quando passar por um ponto B situado a 2 km do ponto de partida? Sabe-se que o cos 15º = 0,97. 3.2.8. Atividade VIII Objetivo Geral: Localizar o ponto de extremidade de arcos, utilizando-se de duas unidades de medida: o grau e o radiano. 3.2.8.1. Tarefa I Objetivo específico: Perceber que um radiano é a medida do arco correspondente à medida do raio. Usando um compasso construa, na figura abaixo, uma semicircunferência , meça 180º.18 de centro O e extremidades A e M, de modo que o arco AM O ____________ 17 Atividade adaptada de: BRIGUENTI, Maria José Lourenção. Alterando o ensino da Trigonometria em escolas públicas de nível médio: a representação de algumas professoras. Tese de Doutorado, Universidade Estadual Paulista, Marília, 1998. 18 Atividade adaptada de: BRIGUENTI, Maria José Lourenção. Alterando o ensino da Trigonometria em escolas públicas de nível médio: a representação de algumas professoras. Tese de Doutorado, Universidade Estadual Paulista, Marília, 1998. 77 Usando um barbante verifique o tamanho do raio. Transfira esta medida de mesma medida que o sobre a semicircunferência de modo a obter o Arco AN raio. a) Qual o comprimento do raio? Cada aluno deverá encontrar uma medida diferente para o tamanho do raio. b) Qual a relação que existe entre o comprimento do raio e o arco encontrado? Espera-se que os alunos percebam que o arco medido sobre o semicírculo, tenha o mesmo comprimento do raio. Esta medida encontrada sobre o arco da semircircunferência correspondente ao comprimento do raio e é chamado de radiano. c) Usando um transferidor efetue a medida do ângulo correspondente ao arco encontrado. Qual o valor do ângulo encontrado por você? Independente do comprimento do arco marcado os alunos deverão encontrar um ângulo próximo a 57º. d) Compare a medida do raio marcado pelos seus colegas e o seu e a medida do ângulo encontrado por vocês. O que você observou? Todos encontraram um valor muito próximo a 57º. O arco encontrado por vocês, cujo comprimento é igual ao raio da circunferência que o contém é chamado de radiano e indica a medida do ângulo central correspondente e tem o mesmo valor independente do comprimento do raio. e) Usando um barbante e uma régua graduada, encontre o valor . aproximado da semicircunferência AM f) Divida o valor encontrado pela medida do raio. Qual o valor encontrado pelo comprimento do raio? ao dividir o comprimento do arco AM Os alunos deverão encontrar um valor próximo a 3,1. 78 g) Compare o resultado encontrado por você e por seus colegas. O que você observou ao comparar seu resultado e dos seus colegas? Espera-se que os alunos observem que os valores encontrados são aproximadamente o mesmo e que independente do comprimento do arco ao dividir seu comprimento pelo comprimento do raio sempre terá o mesmo valor. Este valor encontrado aproximadamente 3,1, significa a quantidade de vezes que o raio cabe num arco de 180º. Esse número encontrado por vocês que está próximo de 3,1... é uma constante chamada de , que é valor o número irracional igual 3,14, portanto temos que um ângulo de 180º corresponde a um arco de radianos. 3.2.8.2. Tarefa II Objetivo específico: Converter uma medida de graus em radianos. a) Se um arco de 180º corresponde a rad, então um arco de 360º corresponde a quantos radianos? Espera-se que os alunos relacionem um arco de 360º a 2 radianos Temos então que para um ângulo de 360º, corresponde a um arco de 2 rd. Com base nas informações da tarefa I e da tarefa II, podemos estabelecer uma relação para transformar graus em radianos utilizando uma regra de três: Graus Radianos 180º 360º x Complete o quadro abaixo: Graus Radianos 0 30 45 60 90 180 270 360 79 a) Quantos radianos correspondem a 30º? b) Quantos radianos correspondem a 90º? 6 2 c) Quantos radianos correspondem a 180º? d) Quantos radianos correspondem a 270º? 3 2 e) E a 360º, quanto radianos correspondem? 2 Percebemos que a qualquer arco sobre a circunferência podemos associar um número real, e a qualquer número real podemos associar um arco correspondente. 3.2.8.3. Tarefa III Objetivo específico: Localizar a medida do arco em radiano correspondente ao número na reta numérica. Utilizando uma calculadora, localizem na reta numérica os seguintes números: 0, /6, /4, /3, /2, , 3 /2, 2 , - /6, - /4, - /3, - /2, - , -3 /2, -2 . 3.2.8.4. Tarefa IV Objetivo específico: localizar o número correspondente ao arco em radiano sobre a circunferência. Sabendo-se que o raio da circunferência abaixo é de 1u e que seu comprimento é 2 , ou seja, 360º corresponde a 2 . A cada número real x, com 0 posição de P sobre a circunferência. x 2 , podem ser associados a uma 80 Localize os seguintes pontos sobre a circunferência: A=0, E= /6, F= /4, G= /3, B= /2, C= , D=3 /2, A=2 . 60º 45º 30º O 3.2.9. Atividade IX Objetivo Geral: Calcular seno, co-seno, tangente, de um ângulo no círculo trigonométrico. 3.2.9.1. Tarefa I Objetivo específico: Perceber que as coordenadas de qualquer ponto sobre a circunferência é (cosx, senx). A circunferência abaixo tem 1u de medida de raio, sabendo que x é a medida do ângulo central correspondente ao arco OP. P PQ = cateto oposto a POQ x O Q OQ = cateto adjacente a POQ PO = hipotenusa 81 a) Qual o seno do ângulo O ? cateto oposto senO = hipotenusa PQ senO = PO PQ senO = 1 senO = PQ b) Qual o cosseno do ângulo O ? cateto adjacente cosO = hipotenusa OQ cosO = PO OQ cosO = 1 cosO = OQ c) De acordo com as informações acima, qual é o eixo dos senos? Espera-se que os alunos observem e respondam que o eixo dos senos é o eixo das ordenadas. d) E qual o eixo dos cossenos? O eixo dos cossenos é o eixo das abscissas. e) Com base nessas informações qual a coordenada do ponto P? (cosx, senx) Como o seno de um arco na circunferência trigonométrica coincide com a ordenada do ponto correspondente à extremidade do arco e o co-seno de um arco na circunferência trigonométrica coincide com a abscissa do ponto correspondente à extremidade do arco temos que: o eixo das ordenadas é o eixo dos senos e o eixo das abscissas é o eixo dos cossenos. P senx O cosx Q x 82 3.2.9.2. Tarefa II Objetivo específico: Localizar as coordenadas de um ponto sobre o círculo trigonométrico. Observe a circunferência abaixo de 1u de raio. y B (0,1) C (-1,0) 1u (1,0) A E x (0,-1) D As coordenadas dos pontos A, B, C, D e E sobre a circunferência podem ser dadas de diferentes formas: coordenadas cartesianas (x, y), coordenadas trigonométricas (cos, sen), graus de 0º a 360º ou radianos 0 rd a 2 rd . Com base nas informações acima complete a tabela abaixo: Pontos A B C D E Graus 0º 90º 180º 270º 360º Radianos 0 3 2 2 Coordenadas (1,0) (0,-1) (1,0) 2 (0,1) (-1,0) cartesianas Coordenadas (cos,sen) (cos,sen) (cos,sen) (cos,sen) (cos,sen) trigonométricas Seno 0 1 0 -1 0 Cosseno 1 0 -1 0 1 83 Observando os dados acima, responda: a) Qual o seno de 0º? 0 b) E qual o cosseno de 0º? 1 c) Qual o seno de 90º? 1 d) E qual o cosseno de 90º? 0 e) Qual o seno de 180º? 0 f) E qual o cosseno de 180º? -1 g) Qual o seno de 270º? -1 h) E qual o cosseno de 270º? 0 i) Qual o seno de 360º? 0 j) E qual o cosseno de 360º? 1 k) Qual o maior valor para o seno de um arco? 1 l) E o menor valor para o seno de um arco? -1 m) Qual o maior valor para o cosseno de um arco? 1 n) E o menor valor para o cosseno de um arco?-1 3.2.10. Atividade X Objetivo geral: Construir e reconhecer um gráfico das funções y sen x, y cos x . 3.2.10.1. Tarefa I Objetivo específico: Construir o gráfico da função y sen x . Utilizando-se dos valores fornecidos para seno x, monte uma tabela e construa os gráficos das funções y sen x . 84 Arco 0º Radianos 0 Seno 0 30º 45º 60º 90º 180º 270º 360º 6 4 0,5 0,7 0,8 X 3 y 0 3 2 2 1 0 2 -1 0 sen x 0 0,5 6 0,7 4 0,8 3 1 2 0 3 2 -1 2 0 y x 3.2.10.2. Tarefa II Objetivo específico: Construir o gráfico da função y cos x . Utilizando-se dos valores fornecidos para cos x , monte uma tabela e construa os gráficos das funções y cos x . 85 Arco 0º Radianos 0 Cos 1 30º 45º 60º 90º 180º 270º 360º 6 4 0,8 0,7 0,5 0 X 0 6 4 3 2 3 y 2 -1 3 2 2 0 1 cos x 1 0,8 0,7 0,5 0 -1 3 2 0 2 1 3.2.11. Atividade XI Objetivo geral: Observar o comportamento do gráfico das funções y cos x com o de suas associadas19. sen x , y 3.2.11. 1. Tarefa I Objetivo específico: Utilizando o software Geogébra, construir em um mesmo plano cartesiano o gráfico das seguintes funções: I) y sen x ____________ 19 Atividade adaptada de: SILVA, Benedito Antonio da. Atividades para o estudo de funções em ambiente computacional. 86 II) y 2sen x III) y sen2x IV) y 3sen x V) y sen3 x Para cada uma delas observar seu comportamento e responder as seguintes questões: a) Qual seu domínio? b) Qual sua imagem? c) Qual seu período? d) Qual a relação que existe entre seu gráfico e o de y sen x ? 3.2.11.2. Tarefa II Objetivo específico: Comparar o domínio e a imagem da função y sen x com o de suas associadas. Utilizando o software Geogébra, construir em um mesmo plano cartesiano o gráfico das seguintes funções I) Y cos x II) Y 2cos x III) Y cos2 x IV) Y 3cos x V) Y cos3 x Para cada uma delas observar seu comportamento e responder: a) Qual seu domínio? b) Qual sua imagem? c) Qual seu período? d) Qual a relação que existe entre seu gráfico e o de y cos x ? 87 Observando o comportamento das funções seno, cosseno e suas associadas respondam: e) Ao multiplicarmos as funções periódicas por uma constante o que acontece com o domínio? f) E o que acontece com a imagem? g) E com o período? h) Ao multiplicarmos a variável independente por uma constante o que acontece com o domínio? i) E o que acontece com a imagem? j) E o que acontece com o período? 89 CAPÍTULO 4 DESCRIÇÃO DOS RELATÓRIOS DE OBSERVAÇÕES 4 Atuação dos professores e dos alunos durante a realização da THA em sala de aula A seguir apresentamos uma síntese das observações realizadas em sala por meio de relatórios de cada aula que foram organizadas em onze categorias. A descrição dos relatórios está nos anexos V. 4.1 Organização da classe e “clima” dominante: Os alunos da professora P1 são organizados a sentarem por ordem numérica. Ao chegarem em sala de aula cada um tem seu lugar definido, não causando nenhum tumulto, se algum aluno falta sua carteira fica vazia, ninguém assume aquele lugar. Durante a realização da atividade os alunos se sentavam individualmente, apenas na atividade que estava sugerindo para formarem grupos a professora os organizava dessa maneira, no entanto deixou claro que não gostava de trabalhar desta maneira, acreditando que os alunos acabam se dispersando muito e não tendo um bom rendimento. 90 A professora estava sempre passando pelas carteiras e orientando seus alunos, ia para a lousa muitas vezes, explicando como era para ser desenvolvida as atividades, às vezes dava exemplos, elaborava esboço por meio de desenhos. O tempo inteiro a professora incentivava seus alunos no desenvolvimento das atividades justificando sua importância, contextualizando as situações. O professor P2 não dava nenhuma orientação a seus alunos na forma de se organizarem, deixava-os a vontade para sentarem em grupos ou individualmente, não os repreendia no comportamento apresentado durante as aulas. Os alunos sentavam com os pés sobre as carteiras, falavam alto, gritavam muito, andavam pela sala, usavam celulares para mandarem mensagens, tiravam fotos, ouviam música, não se importando com a fala do professor. Em nenhum momento o professor foi até a lousa para dar explicações de como a atividade deveria ser desenvolvida, ia até as carteiras quando era solicitado por algum grupo que estava interessado em desenvolver as atividades, justificando sempre quanto à metodologia utiliza por ele, nunca dava as respostas a seus alunos. Eles estão acostumados a copiarem da lousa as respostas, eles têm que ler, interpretar e responder sozinhos, pois tem capacidade para isto, eu nunca dou as respostas, eles estão acostumados que o professor responda para eles e quando os deixa à vontade ficam desta forma. A professora P3 só desenvolveu duas atividades com seus alunos, contudo vários foram os empecilhos enfrentados pelo calendário da escola e não houve como continuar, no entanto foi possível perceber a postura adotada pela professora em suas aulas. Ao entrarem na sala os alunos sentaram individualmente, deixando claro que a professora não gosta que eles trabalhem em grupos. A professora não dá nenhuma explicação sobre o conteúdo, não foi até a lousa para explicar os conceitos envolvidos. Quando foi questionada se poderiam sentar-se em grupos, foi firme dizendo não, alegando que a atividade II já seria desenvolvida em grupos. 91 4.2 Explicitação dos objetivos de aprendizagem segundo os professores Apesar das atividades dos professores conterem os objetivos gerais e específicos em nenhum momento explicitaram para seus alunos quais objetivos tinham aquela atividade. Os professores orientaram os alunos para se organizarem em grupos ou individualmente, apenas os alunos do P2 sentavam da forma que queriam, não respeitando as regras impostas pelo professor. A P1 distribuía régua, esquadro, transferidor individualmente, explicando que para o desenvolvimento da atividade seria necessário o uso deste material, fazia a leitura da atividade e muitas vezes ia até a lousa para explicar como a atividade deveria ser desenvolvida, dando exemplos e justificando a aplicabilidade daquele conteúdo. O professor P2 distribuia o material em grupos, nunca ia para a lousa, nem fazia leitura do material. Ao ser solicitado pelos alunos ia até as carteiras e explicava individualmente. Nas duas aulas desenvolvidas pela P3, esta orientou os alunos se a atividade seria desenvolvida em grupos ou individualmente, porém não prestou as explicações a respeito dos conteúdos. Ao ser questionada retornou a pergunta ao aluno não recebendo mais nenhum questionamento. 4.3 Atitude dos alunos no desenvolvimento das atividades de aprendizagem e o compromisso na busca de soluções Os alunos da P1 sempre questionavam, perguntavam como desenvolver a atividade, comparavam os resultados encontrados entre eles, mesmo quando estavam sentados individualmente interagiam com os colegas que estavam à sua frente ou atrás, quando estavam em grupos auxiliavam os que enfrentavam 92 dificuldades, e quando todos estavam com dificuldades solicitavam ajuda à professora, sentiam felizes ao encontrar as respostas. No início a maioria dos alunos do P2 não estavam interessados em desenvolver as atividades, apenas alguns alunos desenvolviam as atividades e as entregavam ao professor. Ao perceber que estavam sendo avaliados e que receberiam uma nota pela participação começaram a correr atrás dos colegas para copiarem suas respostas e entregar ao professor. A partir daí sempre perguntavam ao professor se valeria nota, e o mesmo respondia que a todo o momento estavam sendo avaliados. Muitos alunos não apresentavam nenhum interesse pelo assunto, pois esperavam que os colegas resolvessem, para depois copiarem, porque queriam apenas a nota de participação. Nas duas atividades desenvolvidas os alunos da P3, estes se mostraram interessados nas atividades, pois sempre procuraram a solução e como não tinham orientação da professora não sabiam se os resultados encontrados eram os esperados, mas todos desenvolveram as atividades e entregavam para professora. 4.4 Intervenções do professor durante a realização das atividades A P1 sempre fazia intervenções e ao perceber que a grande maioria dos alunos apresentava dificuldades em certa atividade, ia para a lousa e dava exemplos, caso contrário ia de carteira em carteira auxiliando-os. O P2 não fazia nenhuma explicação coletiva, não dava exemplos na lousa, quando solicitado por algum aluno ia até a carteira e explicava o que era para ser feito. Durante o desenvolvimento de uma das atividades um dos alunos perguntou ao professor se aquela matéria caia na prova da Fatec. Foi a única vez que o professor foi até a lousa e explicou a importância do que estavam 93 estudando, fez o esboço dos gráficos das funções polinomiais de primeiro e segundo grau e da função seno e cosseno. Os alunos acostumados a falarem alto, a gritarem, andarem pela sala fizeram silêncio ouvindo as explicações do professor. A P3 não auxiliou os alunos em nenhum momento, não explicou nenhum conceito e também não fez o fechamento das atividades, apenas perguntou aos alunos ao final das atividades o que tinham achado da atividade. 4.5 Problemas relacionados à leitura e compreensão dos textos Não detectamos grandes problemas relacionados à leitura interpretação dos textos, pois as atividades não contemplavam grandes textos, apenas no item c da tarefa II da atividade II, a maioria dos alunos chegou a uma resposta que não era a esperada, mas que poderia ser aceita, portanto acreditamos que é necessário uma reformulação da atividade ou uma mudança no texto de forma que não leve a dupla interpretação. A P1 fazia a leitura das atividades antes de iniciarem seu desenvolvimento, em seguida as comentava para seu desenvolvimento, o que acreditamos que possa ter facilitado seu entendimento. Para o desenvolvimento da atividade VI percebemos uma falta de entusiasmo dos alunos que foi justificada pela professora como sendo a grande quantidade de conceitos envolvidos e que os mesmos não estavam acostumados a trabalhar com o abstrato, nos levando a uma reflexão na forma de abordagem da atividade. O P2 ia até as carteiras e lia junto com os alunos quando apresentavam dificuldades na interpretação dos enunciados, já P3 deixava os alunos ler e tirar suas próprias conclusões, portanto acreditamos que não há grandes dificuldades na leitura e interpretação dos textos. 94 4.6 Interação entre alunos na realização das atividades de aprendizagem Percebemos que os alunos de P1 apresentaram uma boa interação, pois auxiliaram os colegas e pediam ajuda sempre que fosse necessário. Os alunos mostraram uma participação ativa em praticamente todas as atividades, com exceção da atividade VI, sendo necessária a intervenção da professora várias vezes, como já relatado e a professora acredita que possa ter sido uma atividade que envolvia muitos conceitos, dificultando sua interpretação. Percebemos que em várias situações quando todos os alunos de um grupo apresentavam dificuldades solicitavam auxilio aos alunos de outro grupo mantendo um diálogo produtivo. Os alunos do P2 enfrentaram dificuldades no relacionamento, pois todos queriam falar ao mesmo tempo, razão que dificultava a interação entre estes. Aqueles que estavam interessados no desenvolvimento das atividades solicitavam aos colegas para se calarem, pois estavam atrapalhando no desenvolvimento das atividades. Os alunos da P3 mantiveram uma relação cordial, respeitando os colegas e auxiliando-se quando necessário. 4.7 Dificuldades enfrentadas e possíveis causas Várias foram as dificuldades enfrentadas pelos alunos de P1 e P2, entre as mais freqüentes podemos destacar as que chamaram mais atenção: Operações com números racionais; Aplicação do conceito de semelhança e proporcionalidade; Aplicação do Teorema de Pitágoras; Racionalização de denominadores; Dificuldade em realizar divisões entre um número menor por um número maior; 95 Fazer o esboço de uma figura envolvendo conceitos geométricos. Utilização dos instrumentos de medidas, esquadro, transferidor e compasso. Acreditamos que antes de termos iniciado a THA, deveríamos ter feito uma avaliação diagnóstica para detectarmos os conceitos que os alunos possuíam ou então termos desenvolvido uma atividade envolvendo todos esses conceitos, pois como defendido pelos professores em reunião para alteração da THA. Apesar de serem conceitos que os alunos já deveriam ter adquiridos não se lembravam mais e precisam ser relembrados. 4.8 Compromisso dos alunos no desenvolvimento das atividades Os alunos da P1 se mostraram bem interessados no desenvolvimento das atividades, sempre emitiam questionamentos, solicitavam o auxílio da professora ao encontrarem dificuldades, socializavam com os colegas os resultados encontrados. A maioria dos alunos do P2 não se mostraram motivados no desenvolvimento das atividades. Ao iniciar as atividades os alunos da P3 se mostraram bem motivados, fizeram alguns questionamentos, mas a professora sempre respondia com outras questões, impedindo-os de fazerem novos questionamentos. 4.9 Atitude dos professores durante a realização das atividades O P1 fez várias intervenções durante o desenvolvimento das atividades, sempre que percebia que a maioria dos alunos enfrentava dificuldades na realização de uma atividade ia para a lousa dava exemplos de situações parecidas, fazia esboços de figuras geométricas de forma que se assemelhassem com a solicitada. 96 Em outras situações a professora desenvolvia parte das atividades e pedia aos alunos que continuassem com seu desenvolvimento. Em todas as aulas a professora se dirigia até os grupos e os auxiliavam, na atividade VII foi necessário que a professora fizesse várias intervenções, pois os alunos encontravam dificuldades na utilização de vários conceitos como: racionalização de denominadores, teorema de Pitágoras, cálculo de altura de triângulo eqüilátero. A professora socializa e sistematizava os conceitos durante a realização da atividade. O P2 quando solicitado ia até os grupos e os auxiliavam, sempre pedindo para que lessem o enunciado das questões novamente, não fazia intervenções coletivas, nem socializava e sistematizava as conclusões. Nas duas atividades que foram desenvolvidas pela P3 não observamos sua intervenção nem a socialização e sistematização das conclusões. 4.10 A opinião dos alunos sobre as atividades Vários foram os comentários dos alunos, mas todos relataram a importância e a contribuição que as atividades trouxeram para seu aprimoramento em trigonometria. Segue abaixo parte da transcrição de alguns relatos: A parte mais interessante foi que o trabalho pôde ser feito em grupo, assim uma oportunidade que os alunos tiveram para discutir os resultados e assim chegar a uma solução. Vários alunos fizeram comentários sobre a oportunidade que tiveram em fazer as atividades em grupos, uma forma de aprender com a colaboração e ajuda dos colegas. O trabalho foi muito interessante, nos descobrimos novas técnicas para fazer os cálculos e aprimorarmos o nosso conhecimento sobre o assunto. 97 Não tenho nenhuma crítica a fazer sobre as atividades, a não ser a atividade nº VII, que estava meio complicada, tinha um grau de dificuldade maior do que as outras. As atividades propostas foram muitos interessantes, pois mostraram um modo diferente de calcularmos seno e cosseno, vimos como é fácil descobrir ângulos a partir de medidas dos lados de um triângulo e, também como é fácil percebemos que a razão entre os lados dos triângulos é sempre a mesma quando o ângulo é o mesmo não importando o comprimento dos seus lados, uma nova forma de ver a matemática. Foi uma contribuição para a minha aprendizagem, pois me ajudou a entender melhor o Teorema de Pitágoras. Só tenho uma crítica, as perguntas depois de cada tarefa tinham as respostas muito parecidas, isso impediu que fossem respostas mais elaboradas. O ponto forte foi a participação da sala, mas o ponto fraco foi as questões terem o mesmo sentido tanto na pergunta quanto na resposta. Eu gostei muito, pôde esclarecer bem minhas dúvidas a respeito de ângulos, como usar o transferidor e a diferença de ângulos. Eu gostei das atividades, foram bem legais, participei de todas, aprendi bastante sobre trigonometria, tive um bom desempenho, conheci coisas que eu nem sabia que existia, foi muito bom, se tivesse de novo eu participaria com maior prazer, pois aprender nunca é demais. Como nosso objetivo não foi verificar a aprendizagem dos alunos, mas sim verificar a atuação dos alunos e dos professores não fizemos uma avaliação ao final da atividade, no entanto, percebemos uma evolução dos alunos tanto quanto aos conceitos relacionados às razões e às funções trigonométricas quanto ao uso dos instrumentos de medidas de ângulos. 99 CONSIDERAÇÕES FINAIS Os questionamentos que surgiram no início do trabalho no magistério paulista em 1993, foi o eixo norteador que originou um processo de estudo e pesquisa até o desenvolvimento deste trabalho. A busca por respostas e uma metodologia que auxilie na melhoria do processo de ensino e de aprendizagem nos aproximou da teoria apresentada por Martin Simon (1995), Trajetórias Hipotéticas de Aprendizagem (THA), que procura trazer suas contribuições para elaboração e desenvolvimento de uma proposta de ensino voltada para reflexão da prática pedagógica. Com base na teoria de Simon (1995) e de outros pesquisadores desenvolvemos uma pesquisa procurando atingir os objetivos: Analisar a possibilidade de compatibilizar perspectivas de aprendizagem com a planificação de ensino20 relacionada às razões e às funções trigonométricas, observando a atuação do professor de matemática diante de uma proposta de ensino, por meio de uma Trajetória Hipotética de Aprendizagem (THA). Com vistas uma perspectiva construtivista. Sendo assim, para atingir esse objetivo elaboramos duas questões que procuramos responder durante o desenvolvimento deste trabalho: Qual a possibilidade de compatibilizar perspectivas de aprendizagem com a planificação de ensino relacionada às razões e às funções trigonométricas por meio de uma Trajetória Hipotética de Aprendizagem (THA)? ____________ 20 Construção do planejamento, desenvolvimento das atividades e avaliação dos objetivos. 100 Qual a atuação do professor de matemática diante de uma proposta de ensino, visando uma perspectiva construtivista? Para responder a estas questões recorremos aos relatórios de observações em sala de aula, observando a atuação do professor e o desenvolvimento das atividades pelos alunos, fizemos então, algumas considerações sem termos a pretensão de propor um modelo ideal do processo de ensino e aprendizagem e sim trazer contribuições que venham auxiliar o professor no planejamento, desenvolvimento das atividades e avaliação dos objetivos de aprendizagem. O planejamento desenvolvido durante o início de cada ano letivo se torna um instrumento burocrático apenas para cumprir meras formalidades, quase não sendo utilizado pelo professor. Desta forma acreditamos que uma Trajetória Hipotética de Aprendizagem possa vir a contribuir com a planificação de ensino visando uma perspectiva construtivista, no entanto, devemos estar atentos quanto as preocupações levantadas por Gravemeijer, quanto às dificuldades enfrentadas pelos professores reconhecendo que: As dificuldades que teriam os professores para construir THA como as que são produzidas pelos investigadores. No entanto, isso não quer dizer que a única coisa que se pode entregar aos professores sejam meras seqüências de ensino para usar. Ele sugere dois elementos que podem ser úteis para os professores: (a) um marco de referência e (b) seqüências de atividades que lhes sirvam de exemplo. Mas questiona: porém, que pode fazer um professor com esta informação? Como pode usá-la para produzir e revisar sistematicamente sua própria THA para um tema, um contexto e alunos reais? (GRAVEMEIJER 2004, p. 107). Para Simon (1995) o desenvolvimento do conhecimento está presente no professor ou no ensino realizado, portanto, não basta uma boa sequência de ensino, é importante que além do conhecimento do conteúdo relacionado a sua área o professor tenha conhecimento dos instrumentos que fundamentam as teorias da Didática e do Currículo. Percebemos que os três professores que desenvolveram as atividades tem conhecimento do conteúdo, no entanto, a forma como P2 e P3 desenvolveram as atividades em sala não motivaram seus alunos na busca do conhecimento. Ao observarmos a atuação do professor P2 que deixa 101 seus alunos à vontade, não os orientando quanto aos objetivos de aprendizagem, acabou gerando o desinteresse desses alunos, ficando claro que só desenvolviam as atividades se tivessem uma nota, portanto é fundamental as atitudes do professor diante de uma proposta de ensino. Outro fator importante no desenvolvimento de uma proposta de ensino está relacionado aos objetivos de aprendizagem, as atividades de aprendizagem, o pensamento e as hipóteses de aprendizagens dos alunos, a interação mantida com alunos, as intervenções realizadas durante o processo, o comprometimento que os alunos mantém durante o desenvolvimento das atividades são elementos importantes para construção do conhecimento, no entanto, a maneira como os alunos interagem com as tarefas é o que determina o potencial de aprendizagem. O ambiente de aprendizagem envolve resultados da interação entre o professor e os alunos e como eles se engajam em um conteúdo matemático. Um professor pode atribuir uma tarefa, contudo como os alunos constroem suas tarefas e suas experiências é quem determinam seu potencial de aprendizagem (Simon, 1995, p. 8). A aprendizagem é um processo complexo, envolvendo interações, atitudes e boas situações de intervenções e está centrado tanto no professor quanto no aluno, portanto não basta uma boa sequência de ensino é necessário que haja participação e envolvimento de todos num processo dialógico e contínuo. Nesse sentido consideramos que o plano de ensino estabelecido pelo professor, contendo: objetivos de aprendizagem, atividades de aprendizagem e as hipóteses de aprendizagem dos alunos não bastam para que se tenha uma aprendizagem, a relação estabelecida entre professores e alunos é fundamental para que se estabeleça uma aprendizagem. A partir do comportamento estabelecido pelos professores que participaram desta pesquisa fica claro o quanto é importante a relação estabelecida em sala de aula entre o aluno, o professor e as intervenções realizadas. A professora P1 apesar de organizar seus alunos por ordem de chamada mantém uma relação dialógica com seus alunos, dando autonomia para questionamentos, permitindo desta forma que estes desenvolvam um raciocínio mais elevado, enquanto que o professor P2 e P3, não permite tal interação. A falta de orientação, deixando os 102 alunos desenvolverem suas atividades sozinhos permitiu uma falta de interesse e compromisso no desenvolvimento das atividades. Pires (2009) concorda com Simon quando afirma que considera excessivamente simplista a idéia de aproveitar a noção romântica do construtivismo deixando os alunos sozinhos e eles construirão seu conhecimento matemático, ou coloque-os em grupos e eles resolverão seus problemas. Ao analisar a atuação do professor de matemática diante de uma proposta de ensino, visando uma perspectiva construtivista percebemos o quanto é fundamental esta atuação para que ocorra a aprendizagem. Para Simon o construtivismo pode contribuir com caminhos importantes para o ensino da Matemática, no entanto, percebemos que para efetivar este ensino é fundamental a atuação e interação estabelecida pelo professor e aluno em sala de aula. A partir do desenvolvimento das atividades pelos alunos percebemos o quanto é importante a noção de Trajetória Hipotética de Aprendizagem defendida por Simon (1995) e outros teóricos, pois um objetivo de aprendizagem definido pelo professor pode ser alterado de acordo com os questionamentos que forem surgindo no desenvolvimento das atividades. Consideramos que não basta uma boa sequência de atividade, a atuação do professor como mediador das situações de aprendizagem, sua postura diante de uma situação desafiadora e seu olhar reflexivo são elementos importantes para que ocorra uma evolução na educação. 103 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BISHOP, Allan. J. Enculturación matemática: la educación matemática desde una perspectiva cultural. Barcelona: Paidós. 1991. BRIGUENTI, Maria José Lourenção. Ensino e aprendizagem da trigonometria: Novas perspectivas da educação matemática. Dissertação de Mestrado, Rio Claro: UNESP. 1994. __________. Alterando o ensino da Trigonometria em escolas públicas de nível médio: a representação de algumas professoras. Tese de Doutorado, Marília : UNESP. 1998. CHEVALLARD, V. Sur l’analyse didactique: deux études sur les notions de contract et de situttation. L‟IREM, Marseille, v. 4. 1998. COLL, Cesar. Psicologia e Currículo: uma aproximação psicopedagógica à elaboração do currículo escolar - tradução de Cláudia Schilling. São Paulo: Ed.. Ática. 1997. COSTA, Nielce Meneguelo Lobo da. Funções seno e cosseno: Uma sequência de ensino a partir dos contextos do “mundo experimental”. Dissertação de Mestrado. São Paulo: PUC-SP. 1997. CURI, E. Formação de professores de Matemática: realidade presente e perspectivas futuras. Dissertação de Mestrado. São Paulo: PUC-SP. 2000. DOLL JR., W. E. Currículo: uma perspectiva pós moderna. Tradução de Maria Adriana Veríssimo Veronese. Porto Alegre: Artes Médicas. 1997. DANTE, Luis Roberto. Matemática. São Paulo: Ed. Ática. 2005. ESTRELA, Albano. Formação de professores por competências. Lisboa: Fundação Calcuste Gulbenkaian, (s.d.). EVES, Howard. Introdução à História da Matemática. Tradução: Hygino H. Domingues. São Paulo: UNICAMP. 2004. 104 FAZENDA, I. C. A Interdisciplinaridade no ensino brasileiro. São Paulo: Edições Loyola. 1979. FAZENDA, Ivani (org). Novos enfoques da pesquisa educacional. São Paulo: Cortez. 1992. GUELLI, Oscar. Contando a História da Matemática: Dando corda na Trigonometria. São Paulo: Ed. Ática. 1993. GIOVANI, J. R. BONJORNO. J. R. Matemática uma nova abordagem. São Paulo: FTD. 2000. IEZZI, Gelson. Fundamentos da Matemática Elementar: Trigonometria. 8. ed., São Paulo: Ed. Atual. 2004. JUNIOR, Armando Traldi. Formação de formadores de professores de matemática: identificação de possibilidades de limite da estratégia de organização de grupos colaborativos. Tese de Doutorado, São Paulo: PUC-SP. 2006. LAURO, Maira Mendias. Percepção – Construção – Representação – Concepção. Os quatro processos de ensino da Geometria: Uma proposta de articulação. Dissertação Mestrado. São Paulo: USP. 2007. LONGEN, Adilson. Matemática para o Ensino Médio. Curitiba – PR: Nova Didática, 2004. MACEDO, Lino de. Competências e Habilidades: Elementos de uma reflexão pedagógica. In: Paper de Palestra na Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas. 1998. MACHADO, N. J. Epistemologia e Didática: A alegoria como norma e o conhecimento como rede. Tese de Livre Docência. Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo. São Paulo: USP. 1994. MENEZES, L. C. O Brasileiro está chegando ao ensino médio. Programa de Melhoria e Expansão do ensino médio no Estado de São Paulo. São Paulo. 2001. ____________. Rever o quê, mudar por quê? Acesso. Revista de Educação e Informática. São Paulo. 2000. MORAN, J. Massetto, M. e Behrens, M. Novas tecnologias e mediação pedagógica. São Paulo. Ed.Papirus. 2000. NASCIMENTO, Alessandra Zeman, Uma Sequencia de Ensino para Construção de Uma Tabela Trigonométrica. Dissertação de Mestrado São Paulo: PUC-SP. 2005. PERRENOUD, Philippe A Formação de Competências na Escola. Porto AlegreRS: Ed. Artes Médicas. 1997. 105 ____________. Formação Contínua e Obrigatoriedade de Competência na Profissão do Professor. São Paulo: Revista Ideias. n. 30. 1998. ____________. Novas Competências para Ensinar. Tradução Patrícia C. Ramos. Porto Alegre-RS. Ed. Artmed. 2000. ____________. Dez Novas Competências para Ensinar. Porto Alegre- RS. Ed.. Artes Médicas. 2000. PIRES, C. M. C. Currículos de Matemática: da Organização Linear à Ideia de Rede, São Paulo: FTD. 2000. ____________. Formulações Basilares e Reflexões sobre a Inserção da Matemática no Currículo Visando à Superação do Binômio Máquina e Produtividade. Educação Matemática Pesquisa. São Paulo: EDUC. 2004. ____________. Orientações Curriculares para a Educação Básica: Qual o caminho? Revista de Educação PUC-Campinas. V. 18. 2005. ____________. Ensino de Geometria no Brasil: Uma Análise com Base em Modelos de Referência que colocam em relação a Epistemologia e a Didática da Geometria. In: VII Reunião de Didática da Matemática do Cone Sul, 2006, Águas de Lindóia. Anais da VII Reunião de Didática da Matemática do Cone Sul. 2006. ____________. Perspectivas construtivistas e organizações curriculares: Um encontro com as formulações de Martin Simon. Revista Educação matemática. São Paulo, v. 11, nº 1, pp. 70-89, 2009. PONTE, J. P. Perspectivas de Desenvolvimento Profissional de Professores de Matemática. In: João Pedro Ponte et al (org). Desenvolvimento Profissional de Professores de Matemática: Que Formação?. Lisboa. 1995. SÃO PAULO ESTADO. SECRETARIA DA EDUCAÇÃO. Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas. Proposta Educacional: Currículo e Avaliação. São Paulo. SE/CENP. 1992. _____________. Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas. Caderno de apoio ao Professor: Matemática: Ensino Fundamental – 8ª série, 3º Bimestre. São Paulo. 2008. _____________. Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas. Proposta Curricular para o Ensino de Matemática no Segundo Grau. São Paulo, SE/CENP. 1992. _____________. Avaliação dos Concluintes do Ensino Médio 1997. Programa de Expansão e Melhoria do Ensino Médio. V 1. São Paulo. 2000. SECRETARIA DE EDUCAÇÃO MÉDIA E TECNOLÓGICA. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio- Bases Legais, Brasília. 1999. 106 _____________. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio MEC - Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília. 1999. SILVA, B. A. Atividades para o estudo de Funções em Ambiemte Computacional. Benedito Antonio da Silva. et al (org). São Paulo: Ed. Iglu. 2002. SILVA, Silvio Alves. Trigonometria no Triângulo Retângulo: Construindo uma Aprendizagem Significativa. Dissertação de Mestrado. São Paulo: PUC-SP. 2005. SIMON, M. A. Reconstructing Mathematics Pedagogy from a constructivist perspective. Journal for Research in Mathematics Education, 26 (2), 114-145. 1995. 107 ANEXOS Anexo I Questionário dos Professores 1) Nome: ______________________________________________________ _______________________________________________________ 2) Formação (Graduação Plena em Matemática ou Complementação/Ano): ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 3) Tempo de magistério: ____________________ 4) Segmento que leciona: ( ) E.F.II ( ) E.M. 5) Pós-Graduação cursada e/ou em andamento a) ( ) Extensão b) ( ) Aperfeiçoamento c) ( ) Especialização d) ( ) Mestrado e) ( ) Doutorado 6) Já participou de algum trabalho colaborativo em sua escola? Qual? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 108 7) Em suas aulas costuma utilizar alguma metodologia ou estratégia de ensino? Qual? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 8) Utiliza outro recurso além do livro didático? Qual? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 9) Levando em consideração a sua experiência e o seu conhecimento, como você abordaria o ensino de Trigonometria? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 10) Quais são as dificuldades que os alunos apresentam ao estudar este assunto? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 11) Costuma trabalhar com resolução de problemas para desenvolver e/ou aplicar o conceito de Trigonometria? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 12) Já fez o uso de algum software matemático para o estudo de funções em suas aulas? Por quê? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 109 13) Você costuma contextualizar ao abordar trigonometria? Por quê? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 110 Anexo II Roteiro de observação durante a aplicação das THA Data: __/__/____ Nome da Escola:____________________________________________ Nome do Professor:__________________________________________ Turma:___________ Período:__________ Quantidade de alunos presentes: _______ 1) Identificação da aula: 2) Organização da classe e “clima” dominante: 3) Explicitação dos objetivos de aprendizagem segundo os professores: 4) Atitude dos alunos no desenvolvimento das atividades de aprendizagem e compromisso na busca de solução 5) Intervenções do professor durante a realização das atividades: 6) Problemas relacionados à leitura e compreensão dos textos: 7) Interação entre alunos na realização das atividades de aprendizagem: 8) Dificuldades enfrentadas e possíveis causas: 9) Compromisso dos alunos no desenvolvimentos dasatividades 10) Intervenções dos professores durante o desenvolvimento das atividades 111 11) A opinião dos alunos sobre as atividades: 12) A aprendizagem dos alunos com as atividades envolvendo às razões e às funções trigonométricas: 112 Anexo III Opiniões dos alunos sobre a THA 1. Qual a sua opinião sobre as atividades desenvolvidas? 2. Quais os pontos positivos e quais os pontos negativos na forma como foi abordado o tema da trigonometria? 113 Anexo IV Relato de observação das aulas Aula 1 P1 - Para o desenvolvimento desta atividade, a professora, distribuiu as atividades aos alunos pedindo que lessem e respondessem as questões, individualmente, dizendo: A atividade é muito simples, apenas para relembrar alguns conceitos, e ao final teria uma historinha para eles lerem, referindo-se a institucionalização do conceito de triângulo retângulo e os elementos que compõem o estudo da trigonometria, portanto acreditava que ninguém teria dúvidas. O professor não se manifestou durante o desenvolvimento da atividade, não questionando os alunos se apresentavam dificuldades ou não. Ninguém se manifestou quanto às dúvidas apresentadas, não mantendo comunicação entre eles, não fizeram questionamentos, respondendo a todos os itens da tarefa, entregando a folha à professora, Ao observarmos as respostas dos alunos percebemos que vários alunos apresentavam dificuldades em alguns itens, não reconhecendo na figura um triângulo retângulo e nem porque recebe este nome, no entanto não fizeram nenhuma pergunta. P2 - O professor deixa os alunos à vontade, sentam da forma que querem, em duplas, em grupos de três ou até mais. O professor explicou aos alunos que a atividade tinha o objetivo de retomar alguns conceitos relacionados à trigonometria, encontrando muita dificuldade em explicar aos alunos como deveria ser desenvolvida a atividade, pois os mesmos conversavam muito e gritavam o tempo todo, alguns sentavam sobre as carteiras, colocavam os pés sobre as cadeiras, andavam pela sala e não se importavam muito com a fala do professor. 114 O professor distribuiu as atividades entre os alunos, deixando-os a vontade para responder, justificando que utilizava uma metodologia diferenciada: Eles estão acostumados a copiar da lousa as respostas, eles tem que ler, interpretar e responder sozinhos, pois tem capacidade para isto e eu não dou as respostas, eles estão acostumados que o professor responda para eles e quando os deixa à vontade eles ficam desta forma. Alguns alunos nem tocaram na atividade, conversavam entre eles, curvavam a cabeça sobre a carteira, passavam batom, faziam esboços de desenhos, olhavam em espelhos, ouviam músicas nos celulares viam vídeos, mandavam e recebiam mensagens. Alguns grupos que tentavam responder as atividades estavam enfrentando dificuldades em responder as questões, então começaram a chamar o professor para auxiliá-los. Ao tocar o sinal para troca de aula, poucos alunos entregaram as atividades respondidas para o professor, os demais deixaram as folhas sobre as carteiras e saíram sem dar nenhuma justificativa. O professor me entregou as atividades dizendo novamente: Aqueles que querem aprender me chamam para ajudá-los, os outros não estão acostumados com esta forma de aula, querem que o professor vai para a lousa e responde para que eles copiem, isto eu nunca faço. P3 - Os alunos entraram na sala e sentaram individualmente, aguardando as instruções da professora. Nesta aula apenas treze alunos estavam presentes, a professora fez apresentação do projeto e comentou sobre a importância de fazer um levantamento para averiguar os conhecimentos que tinham assimilado sobre trigonometria e a importância de retomar o assunto. Após esta apresentação a professora distribuiu a atividade aos alunos não fornecendo nenhuma informação. Alguns alunos queriam desenvolver a atividade em grupo, porém a professora foi firme em destacar que a atividade deveria ser 115 desenvolvida individualmente, e que a próxima atividade já seria desenvolvida em grupo, referindo-se a atividade 2. Todos os alunos responderam a atividade, respondendo que reconhecia a figura, como sendo um triângulo retângulo, porém ao serem questionados por que a figura recebe este nome, alguns responderam: Porque possui cateto e hipotenusa, outros; Porque possui três ângulos; Porque recebe nomes especiais para os seus lados e dois alunos responderam: Porque tem ângulo reto. Um aluno perguntou à professora: Porque recebe este nome, então a professora respondeu com outra pergunta: O que você acha? Não questionaram a professora mais nenhuma vez para tirar dúvidas, e assim que iam terminando, entregavam a atividade. Ao final da atividade a professora perguntou: O que acharam da atividade? Várias foram as respostas: É diferente; É importante a retomada dos conceitos relacionados ao triângulo retângulo, pois é uma forma de aprender um pouco mais, “clarear”. Atividade II P1 - Para realização desta atividade a professora pediu para que os alunos formassem grupos com três alunos, distribuindo régua e transferidor a todos os alunos. 116 Neste momento houve certo tumulto na sala, pois todos andavam à procura dos que tinham mais afinidade, não se agrupando com os colegas que estavam ao seu lado. A professora leu os procedimentos da tarefa 1, dizendo que um dos materiais necessários para o desenvolvimento das atividades seria abolido: o uso da calculadora, justificando que todos aprenderam a realizar divisão com números decimais, portanto não usariam a calculadora. Um dos alunos questionou-a, dizendo: Mas professora, a atividade está pedindo para usar a calculadora, a senhora não vai deixar a gente usar? P1 - Mas nós não a usaremos, pois vocês estão com dificuldades em efetuar divisões e quando forem fazer uma prova, um concurso, não poderão fazer o uso da calculadora, portanto é necessário que aprendam a dividir. Ao usar o transferidor para medir os ângulos na tarefa I os alunos apresentaram grandes dificuldades, sendo necessária a intervenção da professora em todos os grupos, a partir da tarefa II esta dificuldade foi amenizada, os alunos que ainda estavam com certa dificuldade foram auxiliados pelos colegas do grupo. Um dos alunos nos questionou sobre a divisão entre a medida de um segmento de medida menor, por outro de medida maior, dizendo: Não dá para dividir 6 por 9, será que eu posso inverter, dividir 9 por 6? A professora foi até a lousa e explicou como efetuar a divisão entre os números decimais, confirmando a hipótese levantada anteriormente, a grande dificuldade em realizar as operações de divisões. Alguns alunos que apresentaram maior facilidade e foram terminando o desenvolvimento da tarefa ajudavam os colegas que apresentavam dificuldades. O item c da tarefa II levou os alunos a uma resposta que não era a esperada, portanto acreditamos que a comanda apresenta várias interpretações, sendo necessária uma reformulação no texto. 117 Na tarefa III a professora foi até a lousa e explicou como deveria ser feita a interpretação do problema, conversamos antes da realização da atividade, e a mesma alegou que se não iniciasse a atividade os alunos teriam grandes dificuldades para associar a situação à razão seno. No item b da tarefa III, alguns alunos ao efetuar a divisão entre 200 0,6 encontraram como resposta o número 33, outros 3,3, confirmando novamente a hipótese da professora quanto a dificuldade apresentada pelos alunos em realizar divisões. ... P2 - O professor encontrou grandes dificuldades na organização da sala, pois a atividade deveria ser desenvolvida em grupos com três alunos e os mesmos se organizavam de acordo com suas vontades. Os alunos falavam alto, não respeitando o professor, após pedir várias vezes para que se organizassem em trios começou a distribuir as atividades e um conjunto contendo uma régua, um esquadro e um transferidor aos grupos. Foi necessário que o professor fosse aos grupos para orientá-los no uso do material, pois apresentavam dificuldades para entender o enunciado da atividade, como também no manuseio dos instrumentos de medidas. Para efetuar os cálculos entre as medidas dos segmentos os alunos não apresentaram grandes dificuldades, pois utilizaram as calculadoras dos celulares. Três grupos se mostraram bastantes empenhados no desenvolvimento das atividades, solicitando sempre a presença do professor para auxiliá-los, gritando muitas vezes para chamar sua atenção e serem atendidos. Ao final o professor começou a recolher as atividades e a marcar o número dos alunos que a haviam desenvolvido, alegando que daria uma nota de participação aos que haviam desenvolvido a atividade, neste momento houve certa preocupação entre os alunos, começando a pedir emprestado aos colegas para que pudessem copiar e entregar ao professor. 118 P3 - A professora pediu aos alunos que formassem grupos com três integrantes, pois a atividade deveria ser desenvolvida em grupo. Entregou uma atividade a cada grupo e pediu para que respondessem numa folha de caderno. A partir desta atividade não foi possível que a professora continuasse desenvolvendo o projeto devido a uma série de atividades que estavam programadas na escola, como: teatro, cinema, festas, e logo em seguida entraram de recesso escolar. Atividade III P1 - Ao entrar na sala os alunos sentaram um atrás do outro como de costume, aguardaram instruções da professora para que formassem duplas. A professora distribuiu as atividades e a seguir um transferidor para cada aluno, não permitindo novamente que usassem a calculadora. A tarefa II tomou bastante tempo dos alunos, não permitindo que terminassem a atividade nesta aula que tem apenas cinqüenta minutos, sendo necessário retomar na próxima aula. Ao iniciar a aula os alunos deveriam retomar a atividade do dia anterior, ou seja, estavam sentados em grupos e deveriam permanecer com a mesma dupla, no entanto sentaram como o de costume, um atrás do outro aguardando instruções da professora para que se agrupassem e retomassem as atividades. Como faltaram muitos alunos na aula anterior foi necessário que formassem novas duplas, foi então que a professora pediu que pulassem a tarefa I e iniciassem pela tarefa II para que não atrasassem a aula, indo até a lousa e fazendo o esboço do desenho que deveriam fazer. Para resolução da tarefa III a professora foi até a lousa, fez o esboço desenho, explicando a função de um topógrafo e do teodolito. Os alunos não conseguiam resolver, pois era necessário o valor do cosseno de 50º e os mesmos não tinham este valor e não sabiam como calcular, sendo necessária a intervenção da professora novamente, indo até a lousa e explicando os procedimentos para seu cálculo. 119 P2 - Ao chegarmos à sala os alunos estavam agitados como sempre, andavam, gritavam, gesticulavam, ouviam música ao celular, sentavam com pés sobre as carteiras, sendo difícil para o professor iniciar a aula. Como nas outras aulas o professor mantinha muita tranquilidade, falava baixo, não gritava, pedia aos alunos para se acalmarem, no entanto não tinha o retorno esperado. Distribuiu as atividades uma régua e um transferidor para cada grupo, quando um dos alunos perguntou: Hoje vale nota? O professor respondeu: Tudo o que vocês fazem está sendo avaliado, eu não dou nada para vocês só por dar, tudo tem um objetivo, não dou as respostas prontas, vocês tem que pesquisar ir atrás. Nesta aula apenas três alunos não se dispuseram a realizar as atividades, dois deles estavam preocupados em realizar alguns desenhos e uma aluna dormia sobre a carteira, mas tarde soube que a mesma havia trabalhado a noite inteira e estava com muito sono. Os outros solicitavam a presença do professor em seus grupos o tempo todo para auxiliá-los. Para a resolução da tarefa III, era necessário que utilizassem alguma das estratégias que haviam apreendido para o cálculo do cosseno de 50 e 30º, mas não o fizeram, foram consultar uma apostila que havia sido fornecido pela escola e autorizado pelo professor em uma de suas falas: P2 - Se vocês precisarem de alguma informação para resolver os exercícios pode consultar o material que quiserem. Ao terminarem as atividades iam entregando para o professor e o mesmo ia marcando seus números numa folha para avaliá-los. 120 Atividade IV Ao iniciar a atividade a professora justificou-se: Como na aula anterior trabalharam em grupos, nesta vocês desenvolverão a atividade individualmente, para verificar a autonomia de cada um. Todos desenvolveram as tarefas I e II sem solicitar o auxílio da professora, não sendo possível desenvolver a tarefa III por falta de tempo. A professora fez o seguinte comentário: Apesar de alguns alunos ainda apresentarem algumas dificuldades no enunciado, estou observando que eles estão apresentando uma melhora. Ao analisar os resultados encontrados pelos alunos observamos que quatro dos alunos ao realizar a divisão da medida do cateto oposto pela medida do cateto adjacente, inverteu as grandezas, encontrando como resultado 2 e não 0,5. P2 - Nesta aula os alunos não solicitaram muito a presença do professor, perguntando apenas se valeria nota. Alguns alunos não demonstravam muito interesse em desenvolver as atividades, esperando que os colegas respondessem para que copiassem suas respostas. O professor não se preocupava com essa atitude e continuava com a fala: Eu não dou a resposta, eles tem que conseguir sozinhos. Ao término da aula entregavam a atividade ao professor e cobravam para que marcasse seu número na folha para terem nota. Atividade V P1 - Nesta aula a professora deixou os alunos sentarem em grupos e foi até a lousa para fazer o esboço da figura solicitada pela tarefa. 121 A professora passou entre os grupos para auxiliá-los no desenvolvimento das tarefas. Os alunos que apresentavam dificuldades também eram auxiliados pelos colegas que apresentavam uma maior facilidade para o desenvolvimento das atividades. P2 - A maioria dos alunos continuava no mesmo ritmo, falavam alto, riam muito e não davam muito atenção ao que o professor dizia. Alguns alunos que prestavam atenção na fala do professor se sentiam incomodados com o barulho da sala e pediam para os colegas calarem a boca, gritando: Dá para calar a boca, eu quero ouvir o professor falar. Meu, senta aí. O professor distribuiu as atividades e começou a passar nos grupos orientando no desenvolvimento das atividades, alguns se preocupavam em realizar e outros simplesmente copiavam dos colegas. Um dos alunos perguntou ao professor: Professor essa matéria cai na prova da Fatec? O professor respondeu com outra pergunta: Há você vai fazer a prova? Eu vou, já fiz a inscrição, outro também gritou: Eu também vou fazer. Uma das meninas que se olhava no espelho o tempo todo, penteava os cabelos, passava batom, gritou lá do fundo: Eu quero fazer um curso de fotografia, será que lá tem? O professor respondeu: Não sei, entra no site e dá uma pesquisada, se não tiver, uma escola que tenha curso de fotografia. 122 A aula se desenvolveu com base nesses assuntos, falando sobre os cursos que queriam fazer, seus sonhos e objetivos. O professor foi até a lousa e começou a explicar como funcionava os vestibulares, as provas de processo seletivos das escolas técnicas e a importância do que estavam estudando, fez o esboço dos gráficos das funções polinomiais de primeiro grau e do segundo grau, da função seno e da cosseno, dizendo; Se cair num teste uma questão pedindo para identificar qual a figura que melhor representa o gráfico da função seno, qual vocês responderiam? Todos ficaram calados, não arriscando nenhum palpite. O professor continuou; Está vendo a importância de vocês se dedicarem, aqui nós temos o gráfico de uma função polinomial do primeiro grau, que é uma reta, neste aqui temos o gráfico de uma função polinomial do segundo grau, que é uma parábola, essa matéria vocês já estudaram no primeiro ano. Agora esses outros dois são os gráficos da função seno e cosseno, essa matéria que nós estamos estudando. Se cair uma questão dessas vocês não saberão responder por que não prestaram atenção, mas o professor já trabalho com vocês. Neste momento a sala toda ficou em silêncio. P2 - Vamos lá pessoal, agora que vocês já sabem onde vão usar o que estão aprendendo, vamos continuar fazendo as atividades. Os alunos ficaram mais calmos, recomeçaram a chamar o professor nos grupos para orientá-los. Ao final da aula, quase todos entregaram a atividade para o professor, observando se estava marcando seus números na folha da nota. 123 Atividade VI P1 - A Professora distribuiu as atividades para serem desenvolvidas individualmente. Os alunos estavam desmotivados para o desenvolvimento das atividades, pois encontravam muitas dificuldades para interpretação dos enunciados, chamando-a para ir até as carteiras, sendo necessário a professora ir até a lousa e explicar que o objetivo da atividade era calcular o seno, o cosseno e a tangente para os ângulos de 30, 45 e 60º para qualquer triângulo retângulo, por isso os lados da figuras eram genéricos, ou seja estava representado por uma letra. Ao conversar com a professora me relatou que um dos motivos para o qual os alunos não estavam motivados era a quantidade de conceitos envolvidos na atividade e que os mesmos não estavam acostumados a trabalhar com o abstrato, no qual os lados do triângulo não eram representados por um número e sim por uma letra. A professora foi até a lousa várias vezes para explicar como aplicar o Teorema de Pitágoras, Racionalização de denominadores, o cálculo da altura de um triângulo eqüilátero e vários outros conceitos, de acordo com seu relato, eles não se lembravam mais. A professora esclareceu todas as dúvidas apresentadas, na tentativa de motivar os alunos, ia até a lousa e resolvia as atividades. Os alunos prestavam atenção em suas explicações e mesmo encontrando muitas dificuldades não a questionavam. Para o desenvolvimento da atividade IV foi necessário a intervenção da professora, porém os alunos já estavam se habituando a fazer o esboço do desenho para representar uma situação problema. P2 - Nesta aula os alunos estavam mais preocupados com o desenvolvimento das atividades, porém as dúvidas e perguntas foram muitas, os alunos não entendiam porque os lados da figura tinham como medida “l” e não um número, perguntando: Quanto que vale esse “l”? 124 Por que não tem um número em vez de “l”? O professor explicou várias vezes que não importava a medida dos lados, o que importava era a medida dos ângulos, que tanto fazia ser um “l”, dois “l”, eles encontrariam o mesmo valor para o seno, o cosseno e a tangente do ângulo de 45º, eles estavam usando uma medida genérica. As dificuldades foram muitas, não estavam acostumados a trabalhar com letras e com racionalização de denominadores. Foi necessário o professor ir a todos os grupos por várias vezes e orientá-los, o tumulto voltou à sala, pois solicitavam a presença do professor o tempo todo e não tinham paciência de esperar. Não foi possível terminar a atividade nesta aula, o professor pediu que levassem para casa e terminassem em casa. Atividade VII P1 - Apesar da atividade trazer um modelo para o cálculo de uma das razões do triângulo retângulo e pedir para ser calculado outras duas razões os alunos não conseguiam fazer a associação entre elas, sendo necessário a intervenção da professora por diversas vezes, ou seja, ia até a lousa e resolvia a atividade ou parte dela. Mesmo os alunos estando sentados individualmente, eles ajudavam os colegas que estavam próximos e apresentavam uma maior dificuldade na resolução das atividades. P2 - Ao chegarmos na sala, percebemos que alguns alunos tinham terminado as atividades da aula anterior em casa, outros copiavam dos que tinham feito e outros não fizeram e também não estavam muito preocupados. O professor recolheu a atividade VI entregando a VII, os alunos perguntavam: O senhor não vai marcar a nota? 125 Como de costume, os alunos não tinham calma nem paciência para ler as atividades, entender e responder, já queriam que o professor fosse até as carteiras e explicasse como desenvolver as atividades. O professor ia a todos os grupos e pedia para ler e verificar o que estava pedindo para ser feito, observar que já tinha um modelo pronto, bastava seguir os mesmos procedimentos para resolver Atividade VIII P1 - Ao chegar na sala de aula os alunos sentaram em ordem numérica, aguardando as instruções da professora. Antes de iniciar o desenvolvimento das atividades a professora explicou aos alunos o objetivo do projeto e pediu a colaboração de todos, o que se mostraram bem animados e motivados em colaborar no desenvolvimento das atividades. Ao distribuir as atividades, a professora orientou que a atividade seria desenvolvida individualmente, fornecendo compasso e transferidor aos alunos. Os alunos mostraram bem familiarizados com tais instrumentos, pois já haviam utilizados em outras atividades não apresentando dificuldades no seu manuseio, ao serem questionados, me revelaram que haviam desenvolvido uma sequência de atividades utilizando compasso, referiam-se ao material fornecido pelo Estado. As maiores dificuldades apresentadas pelos alunos foram nas interpretações dos enunciados, na aplicação de regra de três simples e na localização de um número na reta real, sendo necessária a intervenção da professora, indo até a lousa e mostrando como utilizar uma regra de três na resolução de problemas e como localizar um número na reta real. P2 - Ao iniciar as atividades o professor fez o seguinte comentário: Esta atividade eles vão gostar de fazer, eles estão acostumados a trabalhar com material concreto, e vão precisar usar o barbante para medir o comprimento da circunferência. 126 A hipótese do professor foi confirmada, os alunos se sentiram bastante motivados na utilização de um pedaço de barbante para medir o raío da semicircunferência, porém solicitavam a presença do professor para auxiliá-los o tempo todo. Os alunos encontraram dificuldades na utilização da regra de três como instrumento para transformação de graus em radianos, na localização de um número irracional na reta numerada e na localização de um ponto sobre a circunferência, sendo necessário o auxílio do professor. Alguns alunos ao terminarem as atividades auxiliavam os colegas que estavam com dificuldades, outros simplesmente copiavam as respostas, no entanto percebemos uma melhora tanto no comportamento, quanto no comprometimento do desenvolvimento das atividades na grande maioria dos alunos. Atividade IX P1 - Como de costume os alunos entraram na sala calmos, tranqüilos, sentaram um atrás do outro por ordem de chamada, aguardando as instruções da professora, que distribuiu as atividades e pediu para trabalhassem individualmente. A professora foi até a lousa e reproduziu o desenho que estava na atividade explicando-a e justificando que não encontrariam dificuldades, pois já haviam trabalhado com uma atividade muito parecida na apostila. Os questionamentos foram poucos, apenas para preencher a tabela foi necessário que a professora os orientasse sobre as coordenadas de cada ponto. P2 - Apesar de terem apresentado uma melhora no comportamento e no comprometimento no desenvolvimento das atividades os alunos solicitavam muito a presença do professor no grupos para auxiliá-los no desenvolvimento das atividades, o qual estava sempre disposto para atendê-los. 127 Em todas as aulas surgia a pergunta: Vai valer nota hoje? O professor sempre respondia: Claro que vale. Vocês sabem que estão sendo avaliados o tempo todo. Atividade X P1 - Para o desenvolvimento desta atividade a professora teve que fornecer os valores dos senos e dos cossenos dos arcos pedidos pela atividade, pois já tinham entregado a atividade que continha os valores pedidos, houve vários questionamentos nas características dos gráficos do seno e cosseno, pois já conheciam suas características e na figura fornecida para suas construções não ficou clara, sendo necessária a intervenção da professora. P2 - As dúvidas apresentadas pelos alunos foi na construção dos gráficos. O eixo das abscissas tinha apenas quatro pontos e na tabela foram atribuídos oito valores para x, sendo necessário esclarecer que os pontos que estavam sobre o eixo eram para os valores dos arcos de 0, 90, 180, 270 e 360 graus, e os arcos de 30, 45 e 60 graus deveriam ser colocados entre 0 e 90 graus, dando a noção que a característica da curva do gráfico da função seno e cosseno, portanto acreditamos que deveríamos ter complementado a atividade para outros arcos. Atividade XI P1 - A atividade deveria ser desenvolvida no laboratório de informática utilizando um software gráfico, mas não foi possível, pois o laboratório estava passando por uma reforma. A professora me relatou o fato e tomou a iniciativa de desenvolver a atividade em sala de aula utilizando régua, lápis e papel. Ao distribuir a atividade explicou aos alunos que a atividade deveria ser desenvolvida no laboratório de informática utilizando um software chamado Geogébra, mas não seria possível devido a reforma, então teriam que fazer utilizando papel, lápis e régua. 128 Apesar da falta do recurso adequado os alunos se mostraram bem interessados na construção dos gráficos, pois já tinha desenvolvido uma atividade semelhante a esta com material fornecido pelo Estado. Alguns alunos encontraram dificuldades na montagem das tabelas sendo uma para a função y=senx e suas associadas e outra para y=cosx e suas associadas, atribuindo os valores para x e solicitando que os alunos encontrassem os valores de y=senx, y=2senx, y=sen2x, y=3senx e y=sen3x. Os alunos que estavam com dificuldades procuraram a ajuda da professora ou dos colegas para auxiliá-los. Não foi possível terminarem a atividade na aula sendo incentivados pela professora a levarem para casa e o terminarem. P2 - A atividade não foi desenvolvida, o professor me relatou que o laboratório de informática estava passando por reformas e não seria possível desenvolver as atividades. Relatório final dos alunos Na última aula foi passado aos alunos para desenvolverem um relatório contendo as seguintes informações: 1) Qual a opinião de vocês sobre as atividades desenvolvidas? 2) Quais os pontos positivos e quais os pontos negativos na forma como foi abordado o tema da trigonometria? Vários foram os comentários dos alunos, mas todos relataram a importância e a contribuição que as atividades trouxeram para seu aprimoramento em trigonometria. Segue abaixo parte da transcrição de alguns relatos: Aluno 1 - A parte mais interessante foi que o trabalho pode ser feito em grupo, assim uma oportunidade que os alunos tiveram para discutir os resultados e assim chegar a uma solução. 129 Vários alunos fizeram comentários sobre a oportunidade que tiveram em fazer as atividades em grupos, uma forma de aprender com a colaboração e ajuda dos colegas. Aluno 2 - O trabalho foi muito interessante, nos descobrimos novas técnicas para fazer os cálculos e aprimorarmos o nosso conhecimento sobre o assunto. Aluno 3 - Não tenho nenhuma critica a fazer sobre as atividades, a não ser a atividade nº VII, que estava meio complicada, tinha um grau de dificuldade maior do que as outras. Aluno 4 - As atividades propostas foram muitos interessantes, pois mostraram um modo diferente de calcularmos seno e cosseno, vimos como é fácil descobrir ângulos a partir de medidas dos lados de um triângulo e, também como é fácil percebemos que a razão entre os lados dos triângulos é sempre a mesma quando o ângulo é o mesmo não importando o comprimento dos seus lados, uma nova forma de ver a matemática. Aluno 5 - Foi uma contribuição para a minha aprendizagem, me ajudou a entender melhor o Teorema de Pitágoras. Só tenho uma crítica, as perguntas depois de cada tarefa tinham as respostas muito parecidas, isso impediu que fossem respostas mais elaboradas. Aluno 6 - O ponto forte foi a participação da sala, mas o ponto fraco foi as questões terem o mesmo sentido tanto na pergunta quanto na resposta. Aluno 7 - Eu gostei muito, pode esclarecer bem minhas dúvidas a respeito de ângulos, como usar o transferidor e a diferença de ângulos. Aluno 8 - Eu gostei das atividades, foram bem legais,participei de todas, aprndi bastante sobre tigonometria, tive um bom desempenho, conheci coisas que eu nem sabia que existia, foi muito bom, se tivesse de novo eu participaria com maior prazer, pois aprender nunca é demais. Todas as respostas foram nesse sentido, alegando que gostaram muito, aprenderam coisas novas. 130 Anexo V Primeira versão da THA Ao iniciarmos este trabalho estamos propondo um texto com objetivo de despertar o interesse e a motivação dos alunos para os conteúdos a serem aprendidos, pois desde os tempos antigos a curiosidade tem sido elemento propulsor para a descoberta, construções e demonstrações de teoremas na solução de problemas. Por volta de 500 a.C., as primeiras universidades eram fundadas na Grécia. Tales e seu discípulo Pitágoras coligiu todo o conhecimento do Egito, da Etúrria, da Babilônia, e mesmo da Índia, para desenvolvê-los e aplicá-los à matemática, navegação e religião. A curiosidade crescia e os livros sobre Geometria eram muito procurados. Um compasso logo substituiu a corda e a estaca para traçar círculos, e o novo instrumento foi incorporado ao arsenal dos geômetras. O conhecimento do Universo aumentava com rapidez e a escola pitagórica chegou a afirmar que a Terra era esférica, e não plana. Surgiam novas construções geométricas, e suas áreas e perímetros eram agora fáceis de calcular. Uma dessas figuras foi chamada polígono, do grego polygon, que significa "muitos ângulos". Atualmente até rotas de navios e aviões são traçadas por intermédio de avançados métodos de Geometria, incorporados ao equipamento de radar e outros aparelhos. O que não é de estranhar “desde os tempos da antiga Grécia, a Geometria sempre foi uma ciência aplicada, ou seja, empregada para resolver problemas práticos. Dos problemas que os gregos conseguiram solucionar, dois merecem referência: o cálculo da distância de um objeto a um observador e o cálculo da altura de uma construção”. No primeiro caso, para calcular, por exemplo, à distância de um barco até a costa, recorria-se a um curioso artifício. Dois observadores se postavam de maneira que um deles pudesse ver o barco sob um ângulo de 90º com relação à linha da costa e o outro sob um ângulo de 45º. Isto feito, a nave e os dois observadores ficavam exatamente nos vértices de um triângulo isósceles, porque os dois ângulos agudos mediam 45º cada um, e, portanto os catetos eram iguais. 131 Bastava medir a distância entre os dois observadores para conhecer a distância do barco até a costa. O cálculo da altura de uma construção, de um monumento ou de uma árvore é também muito simples: crava-se verticalmente uma estaca na terra e espera-se o instante em que a extensão de sua sombra seja igual à sua altura. Os triângulos formados pela estaca, sua sombra e a linha que une os extremos de ambos são isósceles. Basta medir a sombra para conhecer a altura. Naquela época, o sábio grego Tales de Mileto fez uma viagem ao Egito. O faraó já conhecia sua fama de matemático. Ouvira dizer até que Tales era capaz de uma incrível façanha: podia calcular a altura de uma construção, por maior que fosse sem precisar subir nela. Por ordem do monarca, alguns matemáticos egípcios foram ao encontro do visitante e pediram-lhe que calculasse a altura de uma das pirâmides. Tales ouviu-os com atenção e se dispôs a atendê-los imediatamente. Já no deserto, próximo à pirâmide, o sábio fincou no chão uma vara, na vertical. Observando a posição da sombra, Tales deitou a vara no chão, a partir do ponto em que foi fincada, marcando na areia o tamanho do seu comprimento. Depois, voltou à vara à posição vertical. Vamos esperar alguns instantes, disse ele. Daqui a pouco poderei dar a resposta. Ficaram todos ali, observando a sombra que a vara projetava. Num determinado momento, a sombra ficou exatamente o comprimento da vara. Tales disse então aos egípcios: Vão depressa até a pirâmide, meçam sua sombra e acrescentam ao resultado a medida da metade do lado da base. Essa soma é a altura exata da pirâmide21. Podemos perceber que por meio deste texto a matemática é fruto da construção humana e vem sendo construída ao longo dos anos, não sendo possível trabalhar de forma descontextualizada. ____________ 21 Texto adaptado de: Contando a História da Matemática, “Dando corda na Trigonometria”, Oscar Guelli. 132 Atividade I Objetivo Geral: Retomar o conceito de proporcionalidade envolvendo unidades de medida de comprimento. Tarefa I Objetivo Específico: Estabelecer a relação entre a medida do lado de um quadrado e seu perímetro. Material necessário: régua Procedimentos: Desenhar quadrados com lados medindo: 2cm, 3cm, 4cm, 5cm e 6cm, a seguir, completar a tabela abaixo relacionando as medidas dos lados dos quadrados, seus respectivos perímetros e a razão entre eles: Medida do Perímetro Razão Lado em cm em cm 2 8 ¼ 3 12 ¼ 4 16 ¼ 5 20 ¼ 6 24 ¼ L 4ℓ ¼ Então, podemos estabelecer a seguinte relação entre os lados de um quadrado e seu perímetro: Seja um quadrado de lado ℓ e perímetro 4ℓ, a razão entre o lado e o seu perímetro sempre será proporcionalidade. 4 1 , que neste caso, é chamada de constante de 4 133 Tarefa II Objetivo Específico: Estabelecer a relação existente entre o comprimento de uma circunferência e o seu diâmetro. Material necessário: objetos circulares com tamanhos diverso e fita métrica. Procedimentos: medir o comprimento dos objetos circulares e seus respectivos diâmetros, a seguir completar a tabela abaixo relacionando o comprimento da circunferência, o seu diâmetro e a razão entre eles. Comprimento da Diâmetro Circunferência em cm Em cm C D Razão 3,14 Então, podemos estabelecer a seguinte relação entre o comprimento de uma circunferência e o seu diâmetro: Seja uma circunferência de comprimento c e diâmetro d, a razão entre o comprimento e o seu diâmetro será sempre c d 3,14 , que é chamada de constante de proporcionalidade. A constante de proporcionalidade entre o comprimento de uma circunferência e o seu diâmetro corresponde aproximadamente ao número irracional , que vale aproximadamente 3,14. Tarefa III Objetivo Específico: Estabelecer a relação existente entre a altura de uma pessoa „A‟ e à medida do umbigo ao chão „U‟. 134 Material necessário: fita métrica Procedimentos: Os alunos deverão medir a altura dos colegas e a medida do umbigo ao chão, a seguir deverão completar a tabela relacionando a media do umbigo ao chão „U‟ as respectivas alturas „A‟22. Altura Altura Umbigo U/A 1 2 3 4 5 A A U 0,618 Então, neste caso, podemos estabelecer a seguinte relação existente entre a altura de uma pessoa e a medida do umbigo ao chão: Seja a medida do umbigo ao chão „U‟ de uma pessoa e a respectiva „A‟. As razões obtidas serão as mesmas para a maioria das pessoas U A 0,618 que é chamada de razão áurea, ou divina proporção e tem valor aproximado de 0,618. Tarefa IV Objetivo Específico: Aplicar o conceito de razões diretamente proporcionais na resolução de problemas envolvendo a relações entre duas grandezas. 1) Um automóvel percorreu 240km com 10 litros de gasolina. Para percorrer 360 km, qual a quantidade de gasolina que será necessário? 240 10 360 x x 15 litros de gasolina ____________ 22 Atividade adaptada de: LAURO, Maira Mendias. Percepção – Construção – Representação – Concepção. Os quatro processos de ensino da Geometria: uma proposta de articulação. Dissertação Mestrado. USP, São Paulo. 2007. 135 2) Durante o atendimento aos clientes de um banco verificou-se que um caixa atendia 3 clientes a cada 5 minutos, sabendo-se que na sua fila encontramse 36 clientes, qual o tempo necessário para atender a todos? 3 5 36 x x 60 minutos 3) Um alpinista escala uma montanha a uma razão de 2 metros por minuto. Sabendo-se que a montanha tem 1200 metros de altitude, quanto tempo será necessário para esse alpinista atingir seu topo? 2 1 1200 x x 600 minutos, ou seja, 10 horas Atividade 2 Objetivo Geral: Retomar o conceito de homotetia. Tarefa I Objetivo Específico: Perceber que ao ampliar ou reduzir uma figura por homotetia elas mantém as mesmas características, ou seja, permanecem semelhantes, pois a razão entre seus lados e a medidas dos ângulos correspondentes permanecem as mesmas; Construção de um arranjo de teto utilizando figuras planas com medidas diferentes. Materiais: Papel color-set colorido, barbante, régua, lapis, esquadro, cola, fita adesiva e palitos de sorvete. Procedimentos: 1º Passo: Desenhar quatro quadrados com medidas diferentes: O primeiro medindo 5 cm de lado, o segundo com 10 cm de lado, o terceiro 15cm e o por fim, um quarto quadrado com 20cm de lado. 136 Recortar; Traçar as duas linhas diagonais em cada quadrado; Fazer um pequeno orifício no centro e próximo de cada vértice em cada quadrado, como o modelo a seguir: 2º Passo: Cortar cinco pedaços de barbante com 40 cm de comprimento cada um; Amarrar suas pontas num único ponto; Passar os pedaços de barbante pelos orifícios dos quadrados, começando pelo quadrado de 5 cm a seguir pelo de 10 cm, depois pelo de 15 cm,e por fim o de 20 cm, deixando uma distância de mais ou menos 5cm entre uma e outra figura, amarrando num único ponto, ver figura abaixo: P Determine a razão entre os lados dos quadrados. Efetue as medidas dos ângulos dos quadrados Quais conclusões podemos chegar? 137 Ao analisar a construção acima podemos observar que a partir de um ponto P se traçarmos segmentos passando pelos vértices da figura, podemos ampliar ou reduzir esta figura, e manter as mesmas características da figura original, pois seus ângulos permanecem com as mesmas medidas e a razão entre as medidas dos seus lados é sempre uma constante. Esta técnica é chamada de “Homotetia”, Tarefa III Objetivo específico: Identificar grupo de figuras ampliadas por homotetia. Ao analisar os grupos de figuras semelhantes abaixo, identifique quais foram ampliadas utilizando homotetia. grupo a, c e d. a) b) c) d) 138 Atividade 3 Objetivo Geral: Reconhecer propriedades de figuras semelhantes e resolver situações problema que envolve semelhança entre figuras. Tarefa I Objetivo Específico: Ampliar figuras por homotetia. Material necessário: Régua, compasso e calculadora. Construir na malha quadriculada abaixo os pontos de coordenadas R(G,5), S(G,7) e T(E,5). Traçar segmentos RT , RS e ST de forma a obter o RST . Construir um ponto P de coordenadas (G,2). A partir do ponto P traçar semi-retas passando pelos vértices do RST . Construir o segmento PR de mesmo sentido e mesma direção que PR , medindo 2 vezes a distância de PR . Construir o segmento PS de mesmo sentido e mesma direção que PS , medindo 2 vezes a distância de PS . Construir o segmento R T de coordenadas (C,8) Traçar os segmentos R T , R S e S T , de forma a obter o RST . Indique a medida dos segmentos R S e R T . Tarefa II Objetivo específico: Reduzir figuras por Homotetia. Construir o segmento PR de mesmo sentido e mesma direção que PR , medindo a metade „½‟ da distância de PR . Construir o segmento PS de mesmo sentido e mesma direção que PS , medindo a metade „½‟ da distância de PS . Marcar o ponto T , de coordenadas (F; 3,5) 139 Construir o segmento R T . Traçar os segmentos R T , R S e S T ,de forma a obter o RST . Indique a medida dos segmentos R S e R T . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A B T' C D T E T" F 4 cm 2cm 1cm G P R"1cmS" R 2cm S 4 cm S' H I Tarefa II Objetivo Específico: Determinar a medida do lado oposto ao ângulo reto de um triângulo retângulo pelo Teorema de Pitágoras. Aplicando o teorema de Pitágoras calcular a hipotenusa em cada um dos triângulos retângulos. (ST)2 RST (ST)2 22 (ST)2 4 4 ST 8 ST 2 2 RST RST (PR)2 22 ST ST 4 2 2 (RT)2 140 Tarefa II Determinar as razões entre os lados dos triângulos R S T e RST. a) med(R S ) med(RS) 4 2 2 b) med(R T ) med(RT) 4 2 2 c) med(S T ) med(ST ) 4 2 2 2 2 Ao ampliarmos uma figura, podemos observar que as razões entre os seus um lados permanecem a mesma, ou seja, 2 . Tarefa III Objetivo específico: determinar as razões entre os lados de um triângulo. Determinar as razões entre os lados do triângulo R S T e RST. d) med(R S ) med(RS) 1 2 e) med(R T ) med(RT) 1 2 f) med(S T ) med(ST) 2 2 2 1 2 Ao reduzirmos uma figura, podemos observar que as razões entre os seus lados permanecem o mesmo, ou seja, 1 . 2 Utilizando um transferidor e medindo os ângulos desses triângulos, podemos observar que ao comparar os ângulos correspondentes em cada triângulo as medidas permanecem a mesma, ou seja, 45º 141 Portanto, se dois triângulos possuem todos os lados correspondentes com a mesma razão e os ângulos correspondentes com as mesmas medidas podemos dizer que esses triângulos são semelhantes. Tarefa IV Objetivo específico: Aplicar o conceito de razões diretamente proporcionais entre figuras semelhantes. O triângulo GIL é uma ampliação proporcional do triângulo MEU23 U L G 4 cm I 8 cm M E Sabendo-se que o triângulo MEU é uma ampliação proporcional do GIL, então podemos estabelecer as seguintes relações: med(GI) med(GL) med(ME) med(MU) 4 3 8 x x 6cm : Portanto, a medida x é igual a 6 cm. Tarefa V Objetivo Específico: Resolver problemas que envolvam o conceito de semelhança de triângulos: 1) Num dia ensolarado, Silvia aproveitou para fazer uma experiência sugerida por seu professor de matemática. Num mesmo instante que mediu sua sombra, mediu a sombra de um poste de iluminação que fica no pátio de sua escola. A sombra de Marta mediu 40 cm e a do poste ____________ 23 Atividade adaptada do caderno de apoio do professor: matemático ensino fundamental – 8ª série, 3º Bimestre/ Secretaria da Educação; São Paulo. 142 mediu 1,75 m. Sabendo que Marta tem 1,60 m de altura, qual deve ser a altura do poste em questão? 160 40 x 175 x 7m . 2) Qual é a altura de um mastro usado para hasteamento de bandeiras sabendo que o comprimento de sua sombra é igual a 4m num instante em que o comprimento da sombra de uma barra vertical de 1,2 m é de 80 cm? x 4 1,2 0,8 x 6m 3) Uma pessoa se localizada a 6,30 m da base de um poste. Num determinado instante, a sombra projetada por ela é de 2,70 m e coincide com a extremidade da sombra do poste. Sabendo que essa pessoa mede 1,80 m, determinar a altura do poste. x 3,60 1,80 2,70 x 2,40 m 4) Ana, com 1,71 m de altura coloca um espelho no chão e se situa a 0,90m dele, de modo que consiga ver refletido no espelho o topo de uma árvore que está a 4,50 m do espelho. Qual a altura da árvore? 1,70 0,90 x 4,50 x 8,50m Atividade 4 Objetivo Geral: Demonstrar e explorar situações problema que envolva o Teorema de Pitágoras. Tarefa I Objetivo Específico: Demonstrar o Teorema de Pitágoras por meio de material concreto. Marcar os pontos P, Q e R de coordenadas P (H,6), Q(H,10) e R(E,6). Unir os pontos P a Q, Q a R e R a P, formando o ∆PQR. 143 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 13141516 17 18 19 20 21 22 23 24 A B C D E F G H I J K L M N O Utilizando a malha quadriculada abaixo, construir 3 quadrados com os lados medindo, 3u, 4u e 5u. Recortar os quadrados e colar sobre os lados do ∆PQR da figura acima. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 13141516 17 18 19 20 21 22 23 24 A B C D E F G H I J K L M N O Então, podemos estabelecer a seguinte relação entre os lados do triângulo retângulo: hipotenusa2 cateto2 cateto2 . Tarefa II Objetivo específico: Resolver situações problemas envolvendo o Teorema de Pitágoras. 144 1) Quantos metros de arame são necessários para cercar um terreno que tem a forma de um triângulo retângulo e seus lados perpendiculares medem 30 cm e 40 cm, sendo que o cercado terá 8 voltas de arame ? h2 302 h2 900 1600 h 2500 h 402 50m Para dar uma volta no terreno serão necessários 120 m de arame. Como o terreno terá 8 voltas, serão necessários 400 m de arame. 2) Um pescador quer atravessar um rio usando um barco. A largura do rio é a distância de A até B. Partindo do Ponto A, a correnteza faz com que ele atraque no ponto C 480 m abaixo do ponto B, percorrendo uma distância de 600 m. Qual a largura do rio? 6002 4802 2 590400 768 metros aproximadamente 3) Um bambu de 32 m de altura é quebrado pelo vento, de modo que a ponta encontre o chão a 16m da base, a que altura a partir do chão ele foi quebrado? (32 x)2 1024 64x 64x x2 162 x2 x 2 162 768 x 12 metros 4) Uma escada de 2,5 m de comprimento está apoiada em um muro, de modo que sua extremidade inferior encontra-se a 0,7 m desse muro. Qual a altura do muro? (2,5)2 x x2 (0,7)2 2,4 metros 145 Atividade 5 Objetivo Geral: Identificar seno, co-seno e tangente como razões entre dois lados de um triângulo retângulo. Tarefa I Objetivo específico: Determinar seno, co-seno e tangente do ângulo de 45 . Construa um triângulo retângulo isóscele ABC, retângulo em A e catetos de medida ; Identifique as medidas dos ângulos; Utilizando o Teorema de Pitágoras determine a medida da hipotenusa; x2 2 x 2 2 Determine: a) A razão entre o cateto oposto a B e a hipotenusa; cateto oposto hipotenusa 1 2 2 2 2 2 2 2 b) A razão entre o cateto adjacente a B e a hipotenusa; cateto adjacente hipotenusa 2 1 2 2 2 2 2 2 146 c) A razão entre o cateto oposto e o cateto adjacente; cateto oposto cateto adjacente 1 Utilizando o conceito de homotetia construa os triângulos A B C medindo 2 vezes a medida dos lados do triângulo ABC. Determine a medida da hipotenusa. x2 x (2)2 (2)2 2 2 Usando um transferidor efetue as medidas dos ângulos internos Determine: a) A razão entre o cateto oposto a B‟ e a hipotenusa: cateto oposto hipotenusa 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 b) A razão entre o cateto adjacente a B‟ e a hipotenusa: cateto adjacente hipotenusa 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 c) A razão entre o cateto oposto a B‟ e o cateto adjacente. cateto oposto cateto adjacente 2 2 1 Em qualquer triângulo retângulo que tiver um ângulo agudo α, podemos estabelecer as seguintes relações: a razão entre o cateto oposto ao ângulo α e a hipotenusa é denominado seno de α. a razão entre o cateto adjacente ao ângulo α e hipotenusa é denominado co-seno de α. a razão entre o cateto oposto de α e o cateto adjacente de α é denominado tangente de α. 147 Observando os cálculos das razões entre os lados dos triângulos retângulos acima, ou seja, ao calcularmos o seno o co-seno e a tangente dos ângulos α e α‟, e os resultados encontrados quais conclusões podemos chegar? Qualquer que seja as medidas dos lados do triângulo, as razões entre os seus lados permanecem a mesma, ou seja, o seno, o co-seno e a tangente terão os mesmos valores. Tarefa II Objetivo Específico: Determinar o seno, co-seno e a tangente dos ângulos de e6 . Construa um triângulo equilátero de lado igual a ; Identifique as medidas dos ângulos; Trace a altura relativa a base do triângulo; Identifique as medidas dos novos ângulos nos triângulos retângulos formados a partir da altura do triângulo equilátero; Determine a medida da altura no triângulo equilátero utilizando o Teorema de Pitágoras; 2 h h2 ( / 2)2 ( 3) / 2 Determine o seno o co-seno e a tangente dos ângulos de 30º e de 60º, completando a tabela abaixo. /2 cateto oposto a) sen 30º = hipotenusa b) cos 30º = cateto adjacente hipotenusa c) tangente 30º = d) cos 60º = = ( 3) / 2 = 3 3 /2 1 2 cateto oposto cateto adjacente cateto adjacente hipotenusa = 1 2 3 2 148 e) sen 60º = cateto oposto hipotenusa f) tangente 60º = = ( 3) / 2 cateto oposto cateto adjacente = 3 2 3 /2 /2 3 30º 45º 60º seno 1 2 2 2 3 2 co-seno 3 2 2 2 1 2 tangente 3 3 1 3 Tarefa III Objetivo Específico: Aplicar as razões trigonométricas em situações problemas. 1) O vento quebra uma árvore durante uma tempestade. A copa dessa árvore encosta no solo a 10 m de sua base. Sabendo que o ângulo formado entre a copa da árvore e o solo é de 45º, determine a altura da árvore. co ca tg 45º ca hip cos 45º x y x 10 1 10 y x 10 2 2 y 10 2 (10 10 2)m 2) Dois topógrafos estão na mesma margem de um rio, separados 36 m um do outro. Um deles observa uma pedra que está na outra margem, bem em frente ao seu companheiro. Com a ajuda de um teodolito, o observador verifica que a linha perpendicular que une a pedra ao seu 149 colega forma um ângulo de 45º com a linha de mira do teodolito à pedra. Qual é a largura do rio? co ca tg 45º 36 x 1 x 36 m 3) Uma escada, que mede 3,30 m de comprimento, está apoiada numa parede vertical, sua base forma um ângulo de 60º com o solo. Uma pessoa que se encontra em seu topo está a quanto metros do solo? co hip sen 60º x 3,30 3 2 x (1,65 3)m 4) Determine a altura de uma árvore que projeta uma sombra de 13 m quando os raios de sol formam um ângulo de 30º com o solo. co ca sen 30º x 13 1 2 x 6,5m Atividade VI Objetivo Específico: Localizar o ponto de extremidade de arcos, utilizando-se de duas unidades de medida: o graus e radianos. Tarefa I Construa, na figura abaixo, um arco de circunferência de centro O e raio qualquer de modo que o arco AM, meça 180º. O Meça com um barbante o comprimento do raio. Ajuste esse comprimento do raio sobre o semicírculo traçado e marque o arco encontrado, de tal forma que o arco tenha comprimento igual ao raio. 150 O arco encontrado cujo comprimento é igual ao raio da circunferência que o contém é chamado de radiano. Meça, com um barbante, a medida do arco AM; Divida o valor encontrado pela medida do raio. O valor encontrado é ______, isso significa quantas vezes o raio cabe num arco de 180º, ou seja, ________ Construa, na figura abaixo uma circunferência de centro O e raio qualquer. Meça, com um barbante, a medida do raio. A seguir meça também com barbante o comprimento da circunferência. Divida o valor encontrado pela medida do diâmetro. O Comparando os resultados encontrados, o que podemos concluir? Esse número 3,14... é o valor do número irracional . Podemos estabelecer uma relação para transformar graus e radianos utilizando uma regra de três: Graus Radianos 180º 360º 2 Complete o quadro abaixo: Graus 0 30 45 60 90 180 270 360 Radianos Utilizando uma calculadora, localize na reta numérica os seguintes números: 151 0, /6, /4, /3, /2, , 3 /2, 2 , - /6, - /4, - /3, - /2, - , -3 /2, -2 . Sabendo-se que o raio da circunferência abaixo é de 1u e que seu comprimento é 2 , temos que, a cada número real x, com 0 x 2 , podem ser associados a uma posição de P sobre a circunferência, localize os seguintes pontos sobre a circunferência: A=0, E= /6, F= /4, G= /3, B= /2, C= , D=3 /2, A=2 . 60º 45º 30º O Atividade VII Objetivo geral: Calcular seno, co-seno, tangente, de um ângulo no círculo trigonométrico. Tarefa I Objetivo específico: Calcular seno, co-seno, tangente, de um ângulo no círculo trigonométrico. A circunferência abaixo tem 1u de medida de raio, sabendo que x é a medida do ângulo central correspondente ao arco OP, quais as coordenadas do ponto P? Durante a realização desta atividade os alunos deverão perceber que as coordenadas de qualquer ponto sobre a circunferência é (cosx, senx). 152 P PQ = cateto oposto a POQ x O OQ = cateto adjacente a POQ PO = hipotenusa Q Como o seno de um arco na circunferência trigonométrica coincide com a ordenada do ponto correspondente à extremidade do arco e o co-seno de um arco na circunferência trigonométrica coincide com a abscissa do ponto correspondente à extremidade do arco temos que: o eixo das ordenadas é o eixo dos senos e o eixo das abscissas é o eixo dos cossenos. P x senx O cosx Q De acordo com as informações acima, onde as coordenadas de um ponto no ciclo trigonométrico é dado por (cosx, senx), sabendo-se que o raio da circunferência é de 1u dê as coordenadas do ponto A, B e F. B F 45º A O Seja um arco de x rad com extremidade P. Observando a figura qual a relação existente entre senx e cosx ? 153 tangentes senos B senx 45º cosx P T x tgx A co-senos O Complete a tabela abaixo: Graus 0 30 45 60 90 180 270 360 Radianos Seno Cosseno Tangente Discutir com alunos quais os maiores e os menores valores para o seno e cosseno de um ângulo no circulo trigonométrico e os valores de tangente de 90º e 270º. Atividade VIII Tarefa I Objetivo específico: Construir e reconhecer um gráfico das funções y=senx, y=cosx e y=tgx. Utilizando-se dos valores fornecidos para seno, co-seno e tangente de x, monte uma tabela e construa os gráficos das funções y=senx e y=cosx. 154 Radianos 0 /6 /4 /3 /2 3 /2 2 Seno Co-seno Tangente x y=senx 0 /6 /4 /3 /2 3 /2 2 y x 155 x y=cosx 0 /6 /4 /3 /2 3 /2 2 y x x 0 /6 /4 /3 /2 3 /2 2 y=tgx 156 y x Atividade IX Tarefa I Objetivo específico: Construir o gráfico das funções y=senx, y=cosx e y=tangx por meio de software. Utilizando o software graphmática, construir os gráficos das funções y=senx, y=cosx e y=tangx comparar seus valores a partir das construções acima respondendo: Qual o domínio das funções? Qual a imagem das funções? Pesquisar aplicações dessas funções trigonométricas em outras áreas de conhecimento Tarefa II Objetivo específico: Identificar o período e imagem das funções y = senx, y= cosx e y = tgx e o de suas associadas. Construir no computador o gráfico de y = senx e depois os gráficos de: a) y = 2 senx b) Y = sen2x c) y = ½ senx d) y = senx/2 e) u = - senx 157 Comparar o gráfico de cada uma das funções com o da função y = senx, identificando em especial, o período e formulando conjecturas sobre gráficos de funções tais como. f) y = 3 senx g) Y = sen3x h) y = 1/3 senx i) y = senx/3 Construir no computador o gráfico de y = cosx e depois os gráficos de: j) y = 2 cosx k) Y = cos2x l) y = ½ cosx m) y = cosx/2 n) u = - cosx Comparar o gráfico de cada uma das funções com o da função y = cosx, identificando em especial, o período e formulando conjecturas sobre gráficos de funções tais como. o) y = 3 cosx p) Y = cos3x q) y = 1/3 cosx r) y = cosx/3 Construir no computador o gráfico de y = tgx e depois os gráficos de: s) y = 2 tgx t) Y = tg2x u) y = ½ tgx v) y = tgx/2 w) u = - tgx 158 Comparar o gráfico de cada uma das funções com o da função y = tgx, identificando em especial, o período e formulando conjecturas sobre gráficos de funções tais como. x) y = 3 tgx y) Y = tg3x z) y = 1/3 tgx aa) y = tgx/3 Atividade X Objetivo Geral: Formular a lei dos senos e dos co-senos e utilizar em situações problemas. Tarefa I Objetivo Específico: formular a lei dos cosssenos. Observe o triângulo acutângulo ABC. C a b A B c Traçando a altura H em relação ao lado AB temos: C a b h A m H c B 159 Aplique o Teorema de Pitágoras no triângulo BCH, (I) Aplique o Teorema de Pitágoras no triângulo ACH, (II) Substituindo (II) em (I), tem-se (III): Ainda no triângulo ACH, tem-se que o cosα=m/b m = b . cosα (IV) Substituindo (IV) em (III), obtemos: As demonstrações são válidas para os ângulos α, e , portanto podemos enunciar a lei dos cossenos: Num triângulo qualquer, o ____________ da medida de um lado é igual à ______ dos _____________ das medidas dos outros dois lados, ______ duas vezes o ____________ das medidas desses lados pelo __________ do ângulo formado por eles. Tarefa II Objetivo Específico: Formular a Lei dos senos. Observe os triângulos acutângulos ABC. C C a b x b a y A B H c A x = b . sen A b . sen A = a . sen B Sen B = x/a H c Da figura à esquerda temos que: Sen A = x/b a/sen A = b/sen B (I) x = a . sen B B 160 Da figura à direita temos que: Sen B = y/c y = c . sen B c . sen B = b . sen C Sen C = y/b c/sen C = b/sen B (II) y = b . sen C De (I) e (II), podemos concluir que a/senA=B/senB=c/senC (lei dos senos) Tarefa III Objetivo Específico: Resolver situações problemas aplicando as Leis dos senos e dos cossenos. Problemas 1) Um observador está em A e necessita calcular sua distância até o ponto B, mas este ponto é inacessível a ele. No entanto, ele conta com os dados mostrados na figura: B x 100m RIO DAS PEDRAS 60º C A 80m 2) Imagine um menino sentado num muro, observa o topo e o “pé” de um prédio, conforme a figura abaixo. Determine a altura do prédio. 65m x 60º 25m 161 3) Uma equipe de trabalho parte de um ponto P, em linha reta, abrindo uma estrada de 1200 m que forma um ângulo de 60º com a reta r. Uma segunda equipe esta em Q a 1639,23 m da primeira e deve iniciar uma segunda estrada que ligará Q a L. Sob que ângulo deve seguir a segunda equipe e qual o comprimento da estrada? L 1200m x a 60º P 1639,23m Q 4) Um barco de pescadores A emite um sinal de socorro que é recebido por dois radioamadores, B e C, distantes entre si 70 km. Sabendo que os ângulos ABC e ACB medem respectivamente, 64º e 50º, qual radiador se encontra mais próximo do barco. A que distância ele está do barco?