A (IN)EFICÁCIA DA METODOLOGIA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS NO ENSINO FUNDAMENTAL Ana Paula Delowski1 João do Carmo Lopes Gonçalves2 Roberto José Medeiros Junior3 Wellington Meira Dancini dos Santos4 RESUMO: A metodologia da Resolução de Problemas se faz presente em sala de aula e provoca certo desconforto nos professores que ensinam Matemática. Não obstante, quando se apresenta alguma situação-problema os alunos questionam não só o tipo de resolução feita pelo professor como também o porquê deste ser ensinado. Para o presente trabalho nos preocupamos em revisitar algumas correntes teóricas da Resolução de Problemas enriquecendo-a com a dificuldade que temos em aproximar estes conteúdos ensinados na sala de aula com a necessidade prática de aplicação imediata para os alunos. Para tanto, nos fundamentamos em teóricos da Resolução de Problemas da Matemática Escolar, quais sejam, Polya (1957), Lester (1989), Schoenfeld (1992) Pozo (1998) e Onuchic (2004), contrapondo as teorias e estruturas pré-estabelecidas pelos autores que versam sobre Resolução de Problemas à prática docente de quatro professores que atuaram desde o Ensino Fundamental, Ensino Médio Integrado (técnico) e Superior, com a disciplina de Matemática. Dadas as proporções do tema, Resolução de Problemas, apresentam-se algumas reflexões (preocupações) pertinentes à prática escolar quando se dá o fazer matemática em ambiente escolar e as considerações dos autores para a problemática apontada. Palavras–chave: Prática Docente; Resolução de Problemas; Educação Matemática. 1 Mestre em Engenharia de Produção, PUCPR, professora de Matemática do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Paraná (IFPR) – Campus de Paranaguá, e-mail: [email protected]. 2 Mestre em Métodos Numéricos, UFPR, professor de Matemática do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Paraná (IFPR) – Campus de Paranaguá, e-mail: [email protected]. 3 Mestre em Educação, linha de pesquisa Educação Matemática, UFPR, professor de Matemática do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Paraná (IFPR) – Campus de Curitiba, e-mail: [email protected] 4 Mestre em Engenharia Mecânica, PUCPR, professor de Matemática do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Paraná (IFPR) – Campus de Paranaguá, e-mail: [email protected] 540 1. INTRODUÇÃO No percurso das leituras realizadas por este grupo de professores, percebemos que a preocupação com a forma como são conduzidos os conteúdos de Matemática às atividades com a Resolução de Problemas transformou-se em uma das tendências em evidência na Área de Educação Matemática, e aparece principalmente nos trabalhos de Onuchic (1999, 2004), do NCTM (1990), do pesquisador brasileiro D’Ambrosio (1989), dos pesquisadores americanos Lester & Silver (1989), Schoenfeld (1992) e, particularmente, de Polya (1957), haja vista que seu livro A Arte de Resolver Problemas foi o mais votado para fazer parte da Biblioteca do Professor (SEED-PR, 2005). De acordo com Onuchic (2004), existem três caminhos diferentes de abordar a Resolução de Problemas e que ajudam a refletir sobre essas diferenças: teorizar sobre resolução de problemas, ensinar a resolver problemas e ensinar Matemática através da resolução de problemas. A ideia de que as aulas de Matemática podem ser melhor aproveitadas através da metodologia de ensino da Resolução de Problemas é, por vezes, esquecida em sala de aula. Temos a impressão de que para que as aulas de Matemática sejam de fato “boas” é necessário que se aplique uma alta carga de exercícios, listas intermináveis de problemas e artifícios matemáticos sem significado. Vivemos um momento em que o mundo passa por várias mudanças. A sociedade cobra de seus governantes “políticas sociais” que atendam às demandas das minorias. A família deixou o modelo no qual o pai dava o sustento e decidia pela vida dos filhos. As mulheres conseguiram avançar no sentido profissional; mudou-se a posição de educar seus filhos em casa e de cumprir sua jornada com afazeres “do lar” para interagir em igualdade com os homens no mercado de trabalho. Na atualidade, as crianças estão menos em casa e mais na escola. A questão é que a escola e a metodologia daquele que ensina Matemática não acompanharam, de forma síncrona, tal realidade. Fala-se muito que a criança vem à escola sem limites, muitas vezes sem amor e falta de interesse em aprender. Pouco se fala sobre a metodologia daqueles que ensinam, por exemplo, Matemática. O professor, ao que tudo indica, fica neutro a essa realidade. 541 O mercado de trabalho é exigente ao ponto de cada vez mais observar que as pessoas saibam interpretar (bem) enunciados de problemas. Recai à escola e aos professores a tarefa de entender e resolver situações com informações apresentadas em enunciados de problemas repletos de informações técnicas que deveriam ser adquiridas no tempo em que os alunos ficam nas escolas. São muitos os programas5 que pretendem auxiliar o professor na tarefa de desvencilhar teorias e modificar suas concepções sobre ensino e, por conseguinte, sua metodologia em sala de aula. O problema é amarrar tais teorias à mudança de postura metodológica e à prática do professor de Matemática. Normalmente, pode-se pensar que o simples fato de concordar com determinada linha teórica ou grupo de pesquisa é suficiente para que a mudança ocorra em sala de aula. Pelo contato que tivemos com teóricos da Resolução de Problemas, participando dos programas de Governo desta ou daquela gestão, vemos que há um descontentamento pelo produto final dessas ações: a aula de Matemática não muda! E a postura dos alunos menos ainda. Somos um produto de uma metodologia de ensinar; por vezes, a repetição dos professores que nos ensinaram a ler, escrever, desenhar, integrar e derivar nas universidades. Muitos são os medos na carreira docente: medo de perder o emprego, medo dos pais, da direção escolar, de não ter ministrado este ou aquele conteúdo. Existe no professor de Matemática a defesa (mesmo que inconsciente) a todo o ataque, principalmente no que se refere à manutenção de assuntos presentes nos livros didáticos e diretrizes curriculares. Parece-nos adequada a metodologia da Resolução de Problemas, pois prioriza os modos de resolver problemas, assim como o processo de resolução “força” as diferentes discussões acerca do mesmo problema. Não nos resta dúvida de que precisamos envolvê-los e desafiá-los de modo que consigam motivar-se para o processo de aprendizagem de Matemática. No entanto, apresenta-se a seguinte questão: Como fazer isso sem perder o malfadado rigor matemático? 2. UM OLHAR SOBRE A METODOLOGIA DA RESOLIUÇÃO DE PROBLEMAS - DESAFIOS TEÓRICO-METODOLOGICOS 5 PDE, DEB itinerante, Grupos de Sábado, entre tantos promovidos pela SEED-PR. 542 Em tempo, apresentamos alguns teóricos que entendemos trazer à tona as concepções do que são problemas em aulas de Matemática. Consideramos que a clareza no que se entende por problema em aulas de Matemática é um primeiro passo para tentar responder ao questionamento ora feito. Segundo Kantowski (1997): ‘(...) um indivíduo está diante de um problema quando se confronta com uma questão a que não pode dar a resposta ou com uma situação que não pode dar a resposta ou com a situação que não sabe resolver, usando os conhecimentos imediatamente disponíveis’ (KANTOWSKI, 1997, p. 34.). Para Charles & Lester (1989): ‘(...) um problema é uma tarefa para a qual: 1. O indivíduo, que com ela se confronta, quer e precisa encontrar uma solução; 2. O indivíduo não tem procedimento prontamente disponível para achar a solução; 3. O indivíduo deve fazer uma tentativa para encontrar a solução’ (CHARLES & LESTER, 1989, p. 23). Ponderando os pontos de vista de cada autor, entendemos que problema só é problema se este provoca no indivíduo algum tipo de desconforto. A cada novo problema utiliza-se uma estratégia criada ou faz-se uso de algum conhecimento já utilizado em alguma situação análoga. O apelo às analogias está presente em Polya (1995). A escolha por citar o trabalho com uma turma de 5ª série deve-se à transição dos alunos das Séries Iniciais do Ensino Fundamental, em que há uma professora responsável pelas disciplinas do núcleo comum para uma sala de aula com um professor responsável pela disciplina de Matemática. Neste sentido, Medeiros (2007) mostra que a Resolução de Problemas por vezes é entendida pelos professores dessa série como um “conteúdo” a ser ensinado. Desta forma, um dos colegas do grupo manifesta sua opinião sobre o modo como as operações aritméticas podem ser problematizadas: 543 Acredito que aluno de 5ª série deve compreender bem as quatro operações. Precisam saber que quando temos uma situação em que ganha-se ou aumenta a quantidade, ele deverá entender que se está falando de uma operação a qual chamamos adição; da mesma maneira deverá saber que quando em determinada situação que se perde, se está falando de uma operação a qual chamamos subtração; quando se tem um fato em que precise repartir o todo em partes iguais, estamos falando de divisão, que pode ser entendida como sucessivas operações de subtração e que de maneira semelhante numa situação onde temos sucessivas adições de quantidades iguais, para facilitar podemos efetuar a operação que chamamos multiplicação. Então qual a compreensão dos alunos da 5ª série quanto às operações básicas? Normalmente quando apresentamos alguma situação problema na sala de aula os alunos fazem perguntas do tipo: ‘é de mais ou é de menos?’, a qual se observa que eles não entenderam para que servem tais operações e em que momento devem ser utilizadas nos enunciados dos problemas. Observo ainda que nem mesmo procuram entender o problema e sim a preocupação é realizar operações sem estar preocupado com a necessidade dessas. Nossa dificuldade enquanto professores tem sido a aproximação destes conteúdos ensinados na sala de aula a serem compreendidos e colocados em prática de uma maneira que a compreensão de tais conceitos gerem conhecimento para o aluno. Normalmente ensinar matemátic, tem sido uma tarefa difícil, as dificuldades intrínsecas, junto com uma visão distorcida da disciplina geram conflitos tanto para quem aprende como para quem ensina. O professor, além de preocupar-se com o conteúdo que deverá ser ministrado e ser aprendido, também tem que levar em conta a motivação dos seus alunos. Por outro lado os alunos sem limites, desmotivados, emocionalmente mal resolvidos e rebeldes, um cenário complicado para o ensino e aprendizagem em matemática. (Professor 1, 2008) Historicamente podemos comprovar que a preocupação com o ensino e a aprendizagem da Matemática ultrapassa os limites da Academia e cresce nos professores a vontade de se compreender o modo como os alunos aprendem e qual é a dose didática e metodológica adequada a cada conteúdo e faixa etária. Neste contexto, surgem várias iniciativas para organizar as mudanças necessárias à prática do professor, muitas delas para satisfazer diretrizes curriculares. No Brasil, as mudanças intensificam-se a partir dos anos 1970, na maior parte das vezes provocadas por iniciativa governamental, deixando as escolas em meio à guerra de poderes. A cada nova proposta governamental professores esforçam-se para acompanhar as solicitações propostas através de novos planos educacionais e do mercado de trabalho em 544 transformação. Para tanto, os livros didáticos são o recurso de mais fácil aquisição e informação sobre as mudanças, porém deveras arriscados por trazerem uma linha de ensino, uma editora, um autor que serve a essa editora. Não ocorre a valorização do livro produzido por professores do quadro próprio do magistério (QPM) – Livro Didático Público de Matemática, dos Folhas (DEB), dos OAC (Objetos de Aprendizagem Colaborativa), o que é um fato que preocupa. Até que ponto tais políticas de adequação curricular modificam a ação-didática do professor de Matemática? Os procedimentos metodológicos, recomendados aos professores do Estado do Paraná, por meio das DCE (Diretrizes Curriculares Estaduais), devem (ou deveriam) propiciar a apropriação de conhecimentos matemáticos que expressem articulações entre os conteúdos específicos do mesmo conteúdo estruturante e entre conteúdos específicos de conteúdos estruturantes diferentes, de forma que suas significações sejam reforçadas, refinadas e intercomunicadas (PARANÁ, 2008, p. 34). Este texto versa sobre a Resolução de Problemas, porém se torna insipiente por trazer elementos de lugar comum nesta metodologia. Valeria mais se ousasse apresentar uma definição própria do que é problema em aulas de Matemática e que ações didáticas se apresentam como bem sucedidas para alguns dos conteúdos estruturantes citados. Ainda há dificuldades em distinguir os processos a serem utilizados, em desenvolver instrumentos que avaliem esses processos e elaborar métodos que auxiliem na disposição em resolver todo tipo de problema. As dificuldades acontecem devido às oscilações, aos modismos e às políticas educacionais. O aluno, o professor, a tarefa, o contexto, a emoção, a afetividade e também o nível de envolvimento do aluno são imprescindíveis no modelo educacional que é desejado. Segundo o psicólogo e professor de Matemática Marcos Méier (2004), existe um relacionamento entre um sujeito que aprende e um sujeito que ensina estabelecendo funções aos envolvidos. O mediador, agindo entre o mediado e o objeto a ser aprendido, promove uma modificação, altera os estímulos, de maneira que conceitos serão aprendidos, objetivando a aprendizagem. George Polya (1966), já vislumbrava tal possibilidade ao afirmar que: “Uma grande descoberta resolve um grande problema, mas há sempre uma pitada de descoberta na resolução de qualquer problema. O problema pode ser modesto, mas, se ele desafiar a curiosidade e puser em jogo as faculdades inventivas, quem 545 o resolver por seus próprios meios experimentará a tensão e gozará o triunfo da descoberta. Experiências tais, numa idade susceptível, poderão gerar o gosto pelo trabalho mental e deixar, por toda a vida, a sua marca na mente e no caráter.” (POLYA, 1966, p. v). O ensino via Resolução de Problemas é visto por nós como a metodologia adequada a quem está iniciando matemática de forma mais sistematizada. Permite ao aluno exercer o papel central durante as aulas, incentivando tomada de decisões, trabalho cooperativo, esquemas de pensamento mais elaborados e a criatividade, deveras almejados por seus professores. Tais posturas parecem esquecidas em nossas escolas e precisamos dirigir nossos esforços para que elas ocupem um espaço maior no planejamento escolar. Lançar mão da metodologia de Resolução de Problemas para ensinar Matemática pode tornar-se o diferencial em aulas de Matemática. Onuchic (2004) apresenta boas razões para fazer esse esforço: “Resolução de Problemas coloca o foco da atenção dos alunos sobre idéias e sobre o 'dar sentido'. Ao resolver problemas, os alunos necessitam refletir sobre as idéias que estão inerentes e/ou ligadas ao problema”; “Resolução de Problemas desenvolve a crença de que os alunos são capazes de fazer Matemática e de que Matemática faz sentido. Cada vez que o professor propõe uma tarefa com problemas e espera pela solução, ele diz aos estudantes: 'Eu acredito que vocês podem fazer isso!' Cada vez que a classe resolve um problema, a compreensão, a confiança e a autovalorização dos estudantes são desenvolvidas”; “É gostoso! Professores que experimentam ensinar dessa maneira nunca voltam a ensinar do modo 'ensinar dizendo'. A excitação de desenvolver a compreensão dos alunos através de seu próprio raciocínio vale todo esforço e, de fato, é divertida; também para os alunos a formalização de toda teoria Matemática pertinente a cada tópico construído, dentro de um programa assumido, feito pelo professor no final da atividade, faz mais sentido.” (ONUCHIC, 2004, apud MEDEIROS, 2007, p.11.) Procurando organizar o processo de resolução de problemas, George Polya dividiuo em quatro etapas. Tais etapas são amplamente difundidas como se fossem a receita mágica para que os alunos (e professores) adquiram A Arte de Resolver Problemas. É importante enfatizar que Polya nunca pretendeu que sua divisão correspondesse a uma sequência de etapas a serem percorridas uma depois da outra, sem que nunca seja conveniente ou necessário (re)validar soluções, estabelecer analogias e aprimorar a intuição. A seguir, o que seriam as etapas para resolver um determinado problema (POLYA, 1995): 546 “1. Entenda o problema: Primeiro, tem de entender o problema: Qual é a incógnita? Quais são os dados? Quais são as condições? Segundo, é possível satisfazer as condições? Elas são suficientes para determinar a incógnita? Ou são insuficientes? Ou redundantes? Ou contraditórias? Terceiro, faça uma figura. Outra se necessário. Introduza notação adequada. Quarto, separe as condições em partes. 2. Construa uma estratégia de resolução: Ache conexões entre os dados e a incógnita. Talvez seja conveniente considerar problemas auxiliares ou particulares, se uma conexão não for achada em tempo razoável. Use isso para montar um plano ou estratégia de resolução do problema. Já encontrou este problema ou algum parecido? Conhece um problema semelhante? Conhece teoremas ou fórmulas que possam ajudar? Olhe para a incógnita! E tente achar um problema familiar e que tenha uma incógnita semelhante? Aqui está um problema relacionado com o seu e que já sabe resolver. Você consegue aproveitá-lo? Pode usar seu resultado? Ou seu método? Deve-se introduzir algum elemento auxiliar de modo a viabilizar esses objetivos? Você consegue enunciar o problema de uma outra maneira? Se não consegue resolver o problema dado, tente resolver um problema parecido. Consegue imaginar um caso particular mais acessível? Um caso mais geral e mais acessível? Consegue resolver alguma parte do problema? Mantenha apenas parte das condições do problema e observe o que ocorre com a incógnita, como ela varia agora? Consegue obter alguma coisa desde os dados? Você consegue imaginar outros dados capazes de produzir a incógnita? Consegue alterar a incógnita ou os dados, ou ambos, de modo que a nova incógnita e os novos dados fiquem mais próximos? Você está levando em conta todos os dados? E todas as condições? 3. Execute a estratégia: Freqüentemente, esta é a etapa mais fácil do processo de resolução de um problema. Contudo, muitos tendem a pular para essa etapa prematuramente, e acabam dando-se mal. Outros elaboram estratégias inadequadas e acabam se enredando terrivelmente na execução. Ao executar a estratégia, verifique cada passo. Você consegue mostrar claramente que cada um deles está correto? 4. Revise: Examine a solução obtida. Verifique o resultado e o argumento. Você pode obter a solução de um outro modo? Qual a essência do problema e do método de resolução empregado? Em particular, consegue usar o resultado, ou o método, em algum outro problema? É claro que essas etapas não são rígidas, fixas e infalíveis. O processo de resolução de um problema é algo mais complexo e rico, que não se limita a seguir instrução passo a passo que levarão a solução, como se fosse um algoritmo. Entretanto, de um modo geral elas ajudam a solucionador a se orientar durante o processo”. (POLYA, 1995, p. 22-23) Observamos que a maior contribuição de Polya não foi a mera organização em passos da Arte de resolver problemas. Os passos são indicados, de forma meticulosa, para que se obtenha a solução de um problema por analogias e intuição. O diferencial em relação a outros métodos é a organização didática, o reconhecimento da flexibilidade e a validação da resposta em detrimento do enunciado do problema, algo como chamar a atenção em relação ao bom senso lógico na resolução de problemas. Eis um grande desafio em ensinar Matemática por meio da Resolução de Problemas. 3. CONSIDERAÇÕES FINAIS 547 Ressaltamos um item a ser observado em se tratando de formação do indivíduo, do aluno na escola: a essência do problema é a necessidade, “... uma questão em si não caracteriza um problema, nem mesmo aquele cuja resposta é desconhecida, mas uma questão cuja resposta se desconhece e se necessita conhecer. Eis aí um problema” (SAVIANI, 2002, p. 14). Um problema só é didaticamente um problema quando se deseja encontrar uma solução. Um bom problema é aquele cujo enunciado possibilita compreender o contexto em que está inserido (seja ele social, matemático, utilitário), sendo importante que o aluno esteja situado nesse contexto como personagem da ação-didática e não como mero receptor. O ato de encontrar soluções pode provocar o desenvolvimento de estratégias de resolução, da linguagem e a interpretação de dados dos problemas. O processo, o registro escrito e oral feito pelo aluno, conforme mencionamos e apostamos ser válido, deve ter igual ou maior importância que a resposta final do problema. Encontrar a resposta faz parte do processo. E a melhor estratégia durante a resolução do problema pode determinar, em melhor tempo, uma solução criativa e plausível. Embora não seja pauta neste momento discorrer sobre a ação do professor, não podemos perder de vista seu posicionamento nesta perspectiva didática. Medeiros (2007) reforça tal ponto de vista ao definir que: “Problemas não são chamados de problemas se o resolvedor não necessita identificar situações matemáticas, ou seja, se ele pode resolver o problema utilizando um simples modelo de resolução de um problema já resolvido. Tais problemas são meros exercícios, já que podem ser numerosos e envolver um único conteúdo e uma única metodologia. (MEDEIROS, 2007, p. 37) A proposta de se ensinar Matemática por meio da Resolução de Problemas – em que o ensinar Matemática está direcionado à compreensão dos métodos, de encarar Matemática como atividade, pelos seus próprios contextos, por meio de situaçõesproblema – sugere ser uma das alternativas para possibilitar ao aluno uma melhor compreensão e apreensão de conceitos, representando, portanto, uma tendência necessária para o Ensino de Matemática e para a formação continuada desses. Para Medeiros (2007), tal concepção que se tem de Resolução de Problemas prolifera na maioria dos livros didáticos. Trata-se de uma abordagem que se tem de Resolução de Problemas em Matemática (…), o que não garante necessariamente a apreensão do conhecimento matemático em questão. “Um bom problema depende de 548 muitos fatores. O fato de o resolvedor já conhecer sua resposta torna-o um exercício. Questões rotineiras6, presentes na maioria dos livros didáticos, não podem ser consideradas como problemas.” (MEDEIROS, 2007, p. 38) Tais questões são frequentemente avessas, sem que sejam anuladas suas contribuições no Ensino de Matemática, afinal, exercícios, como os que proliferam na maioria dos livros didáticos, podem tornar-se problemas caso exista a necessidade de resolvê-los. Além disso, existe um aspecto muito importante que é comum a todas as definições citadas, e que nada tem a ver com o conteúdo de Matemática na perspectiva da Resolução de Problemas: “Trata-se do desejo: o sujeito precisa ter interesse, precisa estar seduzido pela questão, precisa ter necessidade de chegar a uma resposta. De alguma forma, o problema deve parecer-lhe familiar ou ao menos desafiá-lo.” (MEDEIROS, 2007, p. 38) A concepção que professores de Matemática têm sobre a Resolução de Problemas parece ter relação com a concepção que têm de Matemática. Halmos (1980) questiona objetivamente: “De que consiste realmente a Matemática? Axiomas? Teoremas? Provas? Definições? Teorias? Fórmulas? Métodos? (...) A Matemática não existe sem esses ingredientes, eles são essenciais. Mas, nenhum deles está no âmago dela. A principal razão para a existência da Matemática é resolver problemas. A Matemática realmente consiste de problemas e soluções”. (HALMOS, apud SCHOENFELD, 1992, p. 340.) Nessa concepção (SCHOENFELD, 1992), identificamos que o objetivo da Resolução de Problemas é a compreensão do problema, o que nos leva à noção de Problematização, ou seja, a Resolução de Problemas seria uma oportunidade para o diálogo mediado pelo professor e pelos pares, facilitando ao aluno a apreensão do conhecimento matemático. Essas concepções são muito variadas, como são vários os objetivos atribuídos à instrução matemática. A forma como o professor concebe a Matemática guia as decisões, muitas vezes inconscientes na sala de aula, influencia decisivamente o modo como o aluno apropria-se do conhecimento matemático. Ao findar este texto pensamos em contribuir no sentido de pôr em cheque as contribuições diversas que teóricos versam sobre a Resolução de Problemas, das diretrizes curriculares, que têm objetivado aprimorar a prática docente e os anseios dos professores 6 Questões “rotineiras” é um formato de questão que pode ser de aplicação direta de algum algoritmo ou regra pré-estabelecida, onde não existem descobertas a serem feitas. (MEDEIROS, 2007, p. 37) 549 de Matemática em modificar sua metodologia reprodutivista de longas listas de exercícios, por uma longa aula de Matemática, valorizando saberes discentes, em especial àqueles aparentes nas diferentes estratégias de Resolução de Problemas. Portanto, se a reprodução exaustiva, a falta de contexto e significado se fazem amplamente presentes nas aulas de Matemática, isso ocorre em função da ineficácia da aplicação da metodologia de Resolução de Problemas no Ensino Fundamental. 4. REFERÊNCIAS MEDEIROS JUNIOR, R. J. 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