Proposta: 7485 Autor: Rose Mari de Souza Rodrigues Estabelecimento: Colégio Estadual Cleidi Leni Lopes Kurzawa – Ensino Médio Ensino: Médio Disciplina: Matemática Conteúdos Estruturantes: Geometrias Conteúdos Específicos: Sólidos de Platão Palavras chave: Geometria, Poliedros, Van Hiele, Origami Este OAC faz parte do PDE: sim PROBLEMATIZAÇÃO DO CONTEÚDO Chamada para a problematização do conteúdo: "Por toda parte Existe Geometria" "Deus é o grande Geômetra" Quanta verdade está inserida nestas frases de Platão. Texto: Quais são as causas de tantas dificuldades apresentadas pelos alunos quando o assunto é geometria? Respondendo a este questionamento Marcelo C. dos Santos diz: Não é difícil perceber que o ensino da geometria nas escolas de primeiro e segundo graus brasileiras está doente. As causas desta doença se apresentam sob múltiplos aspectos, seja no que diz respeito à formação do próprio professor, seja por uma excessiva valorização do livro didático que relega a geometria um pequeno capítulo ao final do livro, capitulo esse apresentado de modo fortemente fragmentado e completamente desvinculado da aritmética e da álgebra. (SANTOS, VI Anais. v. 2 1998, p.400) Seguindo o raciocínio de Marcelo C. dos Santos nesse sentido temos: O ensino da geometria apresenta dificuldades particulares que o diferenciam do ensino de outros ramos da matemática e que são devidas, principalmente, ao lugar que ela ocupa na 1 fronteira entre o sensível e o inteligível. Podemos dizer que os problemas que tratam das ligações entre os objetos teóricos e abstratos do domínio do conhecimento, aparecem de maneira singular em geometria. Em consonância com essas hipóteses, podemos encontrar o modelo da geometria proposto por P. M Van Hiele baseado nas idéias sobre o desenvolvimento da inteligência de Piaget. Van Hiele parte da premissa que o objetivo do ensino da geometria é de levar o aluno a aquisição de uma rede de relações servindo á expressão de raciocínios, rede na quais as relações são ligadas de forma lógica e dedutiva. (SANTOS Anais VI. v.2 1998, p. 400 e 401) Para Carlo Henrique dos Santos: Imaginação criatividade, percepção organização e critério são requisitos básicos desenvolver a geometria. Os conceitos básicos sobre retas, planos, triângulos, quadriláteros e polígonos em geral são desenvolvidos sinteticamente, fazendo-se uso adequado de figuras, diagramas, moldes, dobraduras para o desenvolvimento e o aprimoramento das ideais. Assim também devem ser abordados os conceitos referentes aos sólidos geométricos. (K R U E N Z E R . 2001. p. 167) Do mesmo modo Rogeria G. Rêgo nos diz: O Origami pode representar para o processo de ensino/aprendizagem de Matemática um importante recurso metodológico, através dos quais os alunos ampliarão seus conhecimentos geométricos formais, adquiridos inicialmente por meio da observação do mundo de objetos e formas que os cerca. Com uma atividade manual que integra geometria e arte, têm-se a oportunidade de apresentar e discutir uma grande variedade de conceitos matemáticos. (CRUZ e GONSCHOSWSKI ) Para D’Ambrosio: A geometria do povo, dos balões e das pipas, é colorida. A geometria teórica, desde sua origem grega, eliminou a cor. São essas as primeiras e mais notáveis experiências geométricas. E a reaproximação de Arte e Geometria não pode ser alcançada sem a mediação das cores. Assim como chegar à Geometria sem cores, talvez seja esse o ponto crucial na passagem da matemática do concreto para uma matemática teórica. O cuidado com essa passagem e trabalhar adequadamente esse momento talvez sintetizem o objetivo mais importante dos programas de Matemática Elementar. (D’AMBROSEIO, 2002. p.78) Para Imenes: Ao usar régua e compasso pode-se traçar linhas retas, construir um ângulo e sua bissetriz, obter retas perpendiculares, retas paralelas e desenhar muitas outras figuras. Pois vamos fazer várias dessas construções, só que desta vez com dobraduras. Com elas podemos também construir poliedros que são figuras espaciais dotados de várias faces. É exatamente isso o que essa palavra, de origem grega, significa: poli quer dizer ‘muito’ e 2 edro, ‘face’. As faces de um poliedro são polígonos: triângulos, quadriláteros, pentágonos, hexágonos, etc. (IMENES, 1992) Segundo Klaine: A primeira civilização na qual se pode dizer ter florescido a matemática é a dos gregos clássicos. Seus pensadores mostravam-se indiferentes as necessidades do comercio, da navegação e as questões praticas em geral, mas estavam intensamente interessados em compreender a função da natureza. Para esse fim, acharam à geometria a mais conveniente, e é nesta área que fizeram sua suprema contribuição. A geometria também surgiu do estudo de figuras reais que existem no espaço físico e do desejo de conhecer as propriedades dessas figuras reais e o próprio espaço. (KLAINE, 1976. p. 53, 99) De acordo com Boyer: Para os gregos os cinco sólidos geométricos correspondem aos elementos do universo, fogo o tetraedro, terra o cubo, ar o octaedro, água o icosaédro e por último o universo representado pelo dodecaedro e venerado pelos pitagóricos, chamados de poliedros de Platão por ser por eles e seus seguidores intensamente estudados. Ao dodecaedro Platão tinha atribuído papel especial como representante do universo dizendo enigmaticamente “Deus usou-o para o todo”. (BOYER, 1981, p.61,64) Em relação ao origami Cruz e Gonschoswski nos dizem que: Apesar de o Japão ser considerado o berço do origami, diz-se também que ele pode ter surgido na China, onde a história do papel é bem mais antiga. No Brasil o origami chegou com os colonizadores portugueses e com os preceptores europeus que vieram ao país com o intuito de orientar os filhos das famílias mais abastadas. No século XIX foi utilizado pelo educador alemão Friedrich Froebel, como um método pedagógico, e o inglês Arthur H. Stone em 1939 registrou como exemplo de aplicação do origami, os flexágonos, um tipo de recreação que permite verificar certos conceitos matemáticos. Neste contexto, vem sendo observado que a utilização do origami juntamente com idéias do construtivismo e com o modelo de Van Hiele, contribui para o desenvolvimento de habilidades manuais e criativas do indivíduo, melhorando a sua coordenação psicomotora, raciocinando e proporcionando noções de espaços bi e tridimensionais, onde a visualização dos objetos estudados é de grande importância’’. (CRUZ E GONSCHOSWSKI) 3 E de acordo com Van Hiele: Os alunos progridem segundo os níveis hierárquicos de conhecimento quando aprendem geometria. Estes níveis podem ser descritos como: reconhecimento (visualização), análise, abstração (síntese) dedução e rigor. Van Hiele estabelece que o progresso de nível depende da experiência de atividades especialmente preparadas pelo professor, com essa finalidade, e passa por cinco fases de aprendizagem. Portanto o modelo de Van Hiele incorpora ao cognitivo um aspecto didático. (NASSER, Anais 1998 VI, 71-74, vol. I) Nos últimos anos a geometria vem perdendo espaço para o cálculo e a álgebra fazendo com que os educando apresentem um déficit significativo e dificuldades para analisar e distingui entre um objeto bidimensional e um objeto tridimensional. Este material destinase a professores e alunos do 3º ano do Ensino Médio utilizando como recurso pedagógico o origami na construção dos sólidos de Platão, com o objetivo de incentivar os alunos no estudo da Geometria. A geometria faz parte do mundo que nos cerca, tudo ao nosso redor gira em torno de formas, desenhos, cores, sons, pois somos seres espaciais, convivemos com larguras, comprimentos,alturas e volumes,e muitas vezes isso passa despercebido sem que nos demos conta de sua existência. O homem ao observar a natureza encontrou as mais diversas formas geométricas que ao serem sistematizadas matematicamente o ajudaram e ajudam a resolver os mais diversos problemas que surge. Assim surgiu a Geometria, desde os tempos mais remotos ate os dias atuais ela se faz presente. Os Sólidos de Platão sob a visão da teoria de Van Hiele aliada ao Origami, surgiu com a preocupação de rever e tornar acessíveis os conceitos de geometria no Ensino Médio, devido as dificuldades apresentadas na aquisição dos mesmos, na visualização, no traçado, na interpretação das formas planas e espaciais, utilizando como recurso didático o origami e aproveitando a motivação do educando exercida pelas dobraduras em atividades manuais, concreta, onde o leve a observar, manipular e construir os sólidos de Platão. 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BOUER, Carl. B. Historia da Matemática. Tradução Gomide, E.F. São Paulo. Editor Edgard B. Ltda. 3º reimpressão. 1981 BEZERRA. Manoel, J. Curso de Matemática. São Paulo; Companhia Editora Nacional; 32ª ed.1975. CRUZ, Graciele. P e Juliano. S.Gonschoswski. O Origami como Ferramenta de Apoio no Ensino da Geometria. www.google.com.br 01/06/2007 DCEs, Diretrizes Curriculares de Matemática da Educação Básica do Estado do Paraná. 2006 IMENES, Luiz Marcio. Geometria das dobraduras. São Paulo; Editora Scipione Ltda. 1992. DANTE, LUIZ Roberto. Matemática Contexto & Aplicações.São Paulo; Editora Ática,2001. D’AMBROSIO, Ubiratan. Etnomatematica: elo entre as tradições e a modernidade ed. Belo Horizonte: Autentica 2002. D’AMBROSIO, Ubiratan. Etnomatematica: elo entre as tradições e a modernidade. ed. Belo Horizonte: Autentica, 2002. KALEFF. Ana Maria M. R. Vendo e Entendendo poliedros: do desenho ao cálculo do volume através de quebra-cabeças e outros materiais concretos. Niterói EDUF, 1998. KRUENZER, Acácia. Z. Construindo uma proposta para os que vivem do trabalho. (org.).2 ed. São Paulo: Cortez, 2001. NASSER, Lílian. A Construção do Pensamento Geométrico. Palestra apresentada. Anais do VI Encontro Nacional de Educação Matemática IV São Leopoldo, Rio Grande Sul. 1998. NASSER, Lílian e Neide F.P. Sant’Anna, N .P. Geometria segundo a Teoria de van Hiele. Rio de Janeiro, Editora UFRJ. 1997 PCNs, Parâmetros Curriculares Nacionais. 1999 5 SANTOS, Marcelo C.dos - Investigando os níveis de pensamento geométrico de Van Hiele. O caso dos quadriláteros. Anais do VI Encontro Nacional de Educação Matemática 2 v. São Leopoldo,Rio Grande Sul. 1998 INVESTIGAÇÃO DISCIPLINAR Título: Sólidos de Platão X Origami Os sólidos geométricos são figuras que ocupam lugar no espaço. Um sólido possui três dimensões: comprimento, largura e altura, portanto essas medidas determinam seu volume. Os sólidos classificam em: Poliedros: que são sólidos geométricos ou forma geométrica espacial que possui apenas faces planas ou superfícies planas chamadas polígonos. Não poliedros: também chamados de sólidos de revolução, são aqueles que não possuem faces planas ou superfícies planas, ou seja, os formados por superfícies curvas, são os cones, cilindros e esferas. Dentre os sólidos geométricos destacamos os poliedros que podem ser regulares e irregulares. Os sólidos serão construídos utilizando os modelos triangulares, quadrangular e pentagonal confeccionados com as técnicas do Origami. Esta atividade baseia-se nos poliedros regulares, e mais precisamente na demonstração através do origami da existência de apenas cinco poliedros regulares, os chamados poliedros de Platão usando a teoria de Van Hiele do desenvolvimento do pensamento geométrico. PERSPECTIVA INTERDISCIPLINAR Titulo: A Geometria e as demais áreas do conhecimento. 6 Ao introduzir a Geometria através das técnicas do origami estamos contribuindo com outras disciplinas relacionando-a a várias áreas do conhecimento, dentre estas destacamos: Português na leitura de textos em livros, revistas, artigos; História sobre o surgimento do papel, a historia do Tsuru o pássaro da paz, sobre Platão e tantos outros matemáticos e filósofos que se dedicaram ao estudo da Geometria; Química com os seus elementos químicos das bolhas de sabão, a fabricação do papel, bola de futebol, na geometria molecular” onde as estruturas moleculares são obras geométricas produzidas pela natureza, nos átomos e sua distribuição espacial que determinam as propriedades químicas das substancias; Geologia na natureza em forma de cristais, nos minerais; Biologia na celulose relacionada ao Meio Ambiente com o desmatamento ou reflorestamento; Eletrônica nas tecnologias mais avançadas como nos celulares e suas câmeras digitais; Na geometria dos fractais, a geometria na natureza; Educação Artística na arte colorida das formas, mosaicos, na Arquitetura, Física e em tantas outras que nos rodeiam. Segue uma lista de links com os assuntos relacionados. http://www2.mpc.com.br/users/r/ricardo.namur.claro/origami.htm. http://www.educ.fc.ul.pt/icm/icm2002/icm205/historia.htm. http://www.educ.fc.ul.pt/docentes/opombo/seminario/matmundo/textos.htm. http://quimica.ufsc.br/qmcweb/artigos/bolhas_sabao.html. http://www.mat.puc-rio.br/%7Eobmlistas/obm-l.200606/msg00081.html. http://www.educ.fc.ul.pt/docentes/opombo/seminario/matmundo/textos.htm. http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010165070417 http://www.inovacaotecnologica.com.br/img-semana/imagem.php?artigo=010805070226 http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010110070205. http://agnazare.ccems.pt/EB23MAT/curiosidades/geometria_fractal.htm. http://www.educ.fc.ul.pt/docentes/opombo/seminario/matmundo/exemplos.htm#A%20pele. http://agnazare.ccems.pt/EB23MAT/curiosidades/matematica_e_arte.htm 7 CONTEXTUALIZAÇÃO Título: Existem somente cinco Poliedros de Platão? Por que existem apenas cinco Poliedros Regulares de Platão? Um poliedro é chamado de Platão quando satisfizer três condições: -Todas as faces têm o mesmo número de arestas; -Todos os ângulos poliédricos têm o mesmo número de arestas; -Se verifica a relação de Euler. De acordo com o teorema fundamental de Euler: "Em todo poliedro convexo a soma do número de vértices com o número de faces é igual ao número de arestas aumentado de duas unidades." V+F=A+2 "Existem apenas cinco poliedros regulares convexos” e em um poliedro temos: faces, arestas e vértices. "As Faces de um poliedro regular ou são triângulos eqüiláteros, quadrados ou pentágonos regulares”. Usando os módulos triângular, quadrado e pentagonal construído para a confecção dos poliedros de Platão iremos verificar essa afirmação. A metodologia empregada nessas atividades está fundamentada na teoria de Van Hiele do desenvolvimento do pensamento geométrico, mas precisamente estará centrada na primeira fase que é a visualização, nesse caso, das formas planas e espaciais. 8 Será aplicado um pré-teste para verificarmos em quais dos níveis se situam os educando do 3º ano do ensino médio e após a realização das atividades propostas um pósteste com a finalidade se os objetivos foram atingidos. A elaboração de uma apostila com o material produzido e um vídeo apresentando as técnicas do Origami na construção dos Sólidos de Platão. Atividades 1. Construção dos módulos triangular, quadrangular e pentagonal. 2. Demonstração da existência de somente cinco Poliedros Regulares, utilizando os módulos. Peças triangulares Com uma peça triangular podemos formar uma figura espacial?E com duas? Três? Quatro? Cinco? Seis? Construa uma tabela ilustrando a situação acima e quais são os sólidos que podem ser construídos. Peças quadradas Com uma peça quadrada podemos formar uma figura espacial? E com duas? Três? Quatro?Cinco? Construa uma tabela ilustrando a situação acima e quais são os sólidos que podem ser construídos. Peças pentagonais Com uma peça pentagonal podemos formar uma figura espacial? E com duas?Três? Quatro? Construa uma tabela ilustrando a situação acima e quais são os sólidos que podem ser construídos. E se as peças fossem hexagonais? 3. Planificação dos Poliedros. 4. Montagem dos Poliedros. 9 5. Construir uma tabela usando V = vértice, F= face, A = aresta, n = número de lados, p= o número de lados que concorrem em cada vértice. 6. Fazer a demonstração algébrica da existência de apenas cinco sólidos de Platão . SÍTIOS Título do sítio: A matemática do origami e os poliedros Disponível em ( endereço da web) : http://revistagalileu.globo.com/Galileu/0,6993,ECT516776-2680,00.html Acessado em (mês, ano): junho de 2007. Comentários: Esta revista traz um artigo muito interessante sobre a aplicação do Origami para resolver problemas da tecnologia. edição 141 de 2003 seção eureca. Título do sítio: Poliedros Disponível em ( endereço da web) : http://www.es.cefetcampos.br/poliedros/modules/xt_conteudo/index.php?id=14. Acessado em (mês, ano): set de 2007 Comentários: Este site faz um relato histórico sobre os Poliedros de Platão e também uma apresentação em 3D dos sólidos, bem como a planificação do mesmos. 10 SONS E VÍDEOS Categoria: Vídeo Título: Módulos em Origami para a construção dos Poliedros de Platão Direção: Rose Mari de Souza Rodrigues Produtora: Rose Mari de Souza Rodrigues Duração (hh:mm): Local da Publicação: Araucária Ano: 2007/08 Disponível em (endereço web): http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/modules/mylinks/viewcat.php? cid=45&min=25&orderby=titleA&show=5. Comentário: Este vídeo foi realizado com a intenção de mostrar de maneira visual a construção dos módulos do triângulo eqüilátero, do quadrado e do pentágono, para a confecção dos poliedros de Platão, e também a construção do módulo do paralelogramo para confecção do quebra-cabeça cubo soma, já que algumas vezes temos dificuldades para interpretar os diagramas em origami descritos em livros e postados na internet. Este vídeo está hospedado na TV Pendrive – Vídeos – Matemática, está em ordem alfabética, portanto não está na ordem da confecção dos moldes, este se encontram nas páginas 6 e 5, os demais mostram os poliedros na forma planificada e espacial. http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/modules/mylinks/viewcat.php? cid=45&min=25&orderby=titleA&show=5 Categoria: Vídeo Título: Donald nos Pais da Matemágica Direção: Walt Disney 11 Produtora: Walt Disney Productions Duração (hh:mm): 00:27 Local da Publicação: EUA Ano: 1960 Disponível em (endereço web): Comentário: Como o pato Donald é avesso a Matemática, o narrador o leva a fazer uma viagem a Grécia Antiga, berço da Matemática, para compreender como essa ciência está inserida em nossas vidas, mostrando como os gregos descobriram alguns dos seus princípios básicos, relacionando-a a arte, a música, a pintura,etc., e tantas outras atividades que estão em nosso dia a dia. Destes princípios básicos a Matemática foi evoluindo, não é uma ciência pronta e acaba, está sempre em construção, cada geração acrescenta algo de novo sobre a geração anterior. Em tudo a matemática está presente, sem ela não teríamos as comodidades que temos da vida moderna. Como dizia Platão: “Os números governam o mundo”. E Pitágoras: “Por toda parte existe Geometria”. IMAGENS A escolha da imagem do Tsuru deve-se ao fato de ser construída utilizando o origami, e também por ser o pássaro símbolo da paz. 12 Imagem dos Poliedros de Platão construído em Origami, postado na web como capa do álbum Rose Origami. Este álbum está sendo construído com a finalidade de facilitar a interpretação dos diagramas em origami descritos em livros e postados na internet. http://picasaweb.google.com.br/rosemarisr PROPONDO ATIVIDADES Titulo: O cubo soma e os poliedros de Platão Texto O cubo- soma é um quebra-cabeça que será confeccionado usando o módulo do paralelogramo para a construção do hexaedro, e tem por objetivo o desenvolvimento do raciocínio e habilidades de visualização e representação espaciais. As peças de um cubo-soma também são poliedros, nesse caso não regulares. ”É preciso enfatizar que os alunos necessitam vivenciar as experiências com construções usando material concreto, ao mesmo tempo em que são levados à leitura e interpretação desse tipo de representação gráfica, mesmo nesses casos mais simples de sólidos. (Kallef,1998)” A partir da leitura do texto sobre o cubo-soma, os alunos formarão duplas para a confecção do quebra-cabeça onde, com a orientação do professor será realizada a construção dos módulos em origami e montagem das sete peças. A avaliação será feita continuamente no decorrer de todo o processo. http://www.geocities.com/mzmikola/jogos/soma/soma.htm Titulo: Oficina de Origami Texto 13 A confecção dos módulos que serão usados na construção dos poliedros tem com objetivo a interpretação de gráficos relacionando a geometria plana (planificação) com a geometria espacial (sólido) e vice versa para o desenvolvimento psicomotor, na aquisição da visualização geométrica usando como recurso didático o origami. E como facilitadora na interpretação de diagramas sobre origami descritos em livros ou postados na internet. Os alunos serão separados em grupos com 4 elementos. Cada grupo deverá confeccionar os cinco poliedros na sua forma planificada, e na sua forma espacial, também fazendo as atividades proposta pelo professor com os quais serão avaliados. SUGESTÃO DE LEITURA Categoria: Livro Sobrenome: Imenes Nome: Luis Marcio Título do Livro: Geometria das Dobraduras Edição: 4 Local da Publicação: São Paulo Editora: Spcione Ltda. Disponível em (endereç WEB): Ano da Publicação: 1992 Comentários: Este livro destaca a Matemática do Origami. Ensinando as técnicas de dobradura de forma lúdica e de fácil manuseio, com explicações que facilita a construção dos módulos triangular e quadrangular. Apresenta a quantidade de módulos necessária para a construção dos Poliedros. Categoria: Livro Sobrenome: Kaleff Nome: Ana Maria R M Título do Livro: Vendo e Entendendo Poliedros Edição: 1 Local da Publicação: Niteroi Editora: EdUF 14 Disponível em (endereç WEB): Ano da Publicação: 1998 Comentários: Este livro apresenta várias formas da abordagem dos Poliedros, entre elas o Origami, através de quebra-cabeças, desenhos, esqueletos dos sólidos etc. Apresenta os diagramas para a construção do módulo triangular, quadrangular e o paralelogramo para a construção do cubo soma. DESTAQUES Titulo: A matemática do Origami Fonte Revista Galileu Texto A revista Galileu traz uma reportagem muito interessante sobre a utilização do origami. http://revistagalileu.globo.com/Galileu/0,6993,ECT516776-2680,00.html NOTICIAS Categoria Revista de circulação Revista de circulação Titulo da Publicação Superinteressante Superinteressante Titulo da Noticia/artigo As linhas perfeitas O matemático da diversão Categoria: Revista de circulação Sobrenome: Venturoli Nome: Thereza Título da Notícia/Artigo: As linhas perfeitas Nome da revista: Superinteressante 15 Local da Publicação São Paulo Fascículo: 6 Página inicial: 56 Página final: 60 Disponível em (endereço WEB): http://super.abril.com.br/superarquivo/1996/conteudo_115330.shtml. Data de Publicação (mês. ano): jun 1996. Comentários O artigo trata de como a geometria está presente na natureza, sendo um dos enfoques a economia, onde destaca, o maior volume com a menor quantidade de material usado, é o caso das abelhas e de tantos outros organismos vivos. http://super.abril.com.br/superarquivo/1996/conteudo_115330.shtml Categoria: Revista de circulação Sobrenome: Demaine Nome: Erik Título da Notícia/Artigo: O matemático da diversão Nome da revista: Superinteressante Local da Publicação São Paulo Fascículo: 192 Página inicial: 94 Página final: 95 Disponível em (endereço WEB): http://super.abril.com.br/superarquivo/2003/conteudo_124013.shtml. Data de Publicação (mês. ano): set 2003. 16 Comentários Uma entrevista com o professor e pesquisador Erik Demaine especialista em origami computacional, mostrando as relações entre o Origami e a Matemática. Tudo começa com uma simples dobra de papel. http://super.abril.com.br/superarquivo/2003/conteudo_124013.shtml. PARANÁ Titulo: Os japoneses no Paraná Texto A colonização Japonesa no Paraná muito tem contribuído com sua cultura, sua arte, na construção do origami, nas danças e comidas típicas, kirigami, bonsai,akibana cujas festividades se realizam em todo o Paraná e em outra regiões do Brasil. http://www.prdagente.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=332#. 17