Com a realização da experiência de ensino pretendo levar os alunos a serem capazes de resolver expressões numéricas sem recorrer apenas a raciocínio computacional, utilizando em seu lugar estratégias de raciocínio relacional. Para esse efeito irei propor aos alunos um conjunto de tarefas procurando que eles desenvolvam o sentido de número, identificando as relações existentes entre os números e as propriedades das operações e resolvendo expressões através de diferentes estratégias de cálculo mental. Brocardo (2011) afirma que “calcular mentalmente é desenvolver uma abordagem relacional em relação às situações aritméticas, e esta abordagem relacional é um aspeto intrínseco do sentido de número” (p. 9). Numa fase final, e através das propriedades das operações, pretendo que os alunos formulem generalizações, em linguagem natural, e mais tarde, em linguagem simbólica.
Esta unidade de ensino assume que todos os alunos devem aprender Álgebra, tal como recomenda o NCTM (2007). Como indiquei anteriormente, um dos grandes objetivos é que os alunos consigam “representar e analisar situações e
24 estruturas matemáticas usando símbolos algébricos” (p. 39). Deste modo, é expectável que os alunos consigam:
i) Identificar propriedades, como a comutatividade, a associatividade e a distributividade, e aplicá-las ao cálculo com números inteiros; ii) Representar a noção de variável, enquanto quantidade
desconhecida, através de uma letra ou símbolo;
iii) Expressar relações matemáticas através de equações. (NCTM, 2007, p. 182)
3.2. Tarefas
As tarefas que o professor propõe na sala de aula são a base da aprendizagem dos alunos. O NCTM (1994) define tarefas como questões matemáticas que “servem aos alunos de estímulo para pensar em conceitos e processos particulares, nas suas conexões com outras ideias matemáticas, e nas suas aplicações a contextos da vida real. Boas propostas [de tarefas] podem ajudar os alunos a desenvolver aptidões num contexto de utilidade das mesmas“ (p. 26). As tarefas podem ser apresentadas de diferentes maneiras, consoante a aprendizagem que o professor pretende promover nos alunos. Diversos tipos de tarefa são importantes e devem ser trabalhadas na sala de aula, consoante as suas finalidades e os momentos em que são desenvolvidas.
Nesta experiência de ensino, as tarefas ganham especial atenção porque são um instrumento para promover o desenvolvimento do raciocínio relacional. Aponto desde já para a diversidade de tarefas a usar nomeadamente, exercícios, problemas e tarefas de exploração, cada uma com um objetivo e sentido próprio. Todos estes tipos de tarefas são importantes e devem ser trabalhadas na sala de aula, tendo cada um uma finalidade diferente e momentos de aplicação também diferentes. Ministério de Educação (2001) afirma que os alunos devem poder contactar com diferentes experiências de aprendizagem e faz a distinção entre problemas, exercícios, atividades de investigação, realização de projetos e jogos. Algumas destas tarefas também são analisados por Ponte (2005), nomeadamente, problemas, exercícios, tarefas de exploração, investigações e jogos. Para o estudo irei apenas analisar os exercícios, problemas e tarefas de exploração. Os exercícios são o tipo de tarefa matemática que surge com mais frequência. Mas a aprendizagem não deve limitar-se somente aos exercícios, por se tornar muito limitado, acabando por não utilizar todas as vertentes do ensino da Matemática.
Segundo Ponte (2005), os exercícios servem para colocar em prática conhecimentos já adquiridos ou como forma de os consolidar. Já ME (2001), vê os
25 exercícios como uma resolução mecânica, onde a aplicação do algoritmo leva a uma solução. No que diz respeito aos problemas, estes aparecem associados ao raciocínio e comunicação, podendo estar interligados com outras tarefas de outras áreas do saber. São situações não rotineiras, onde existem várias estratégias e métodos de resolução. O ME (2001) afirma que se devem propor problemas aos alunos para que estes se sintam desafiados no desenvolvimento das suas capacidades matemáticas. Contudo, o grau de dificuldade apresentado deve ser um aspeto a ter em conta. Se, por um lado, o problema se mostrar de difícil compreensão ou resolução, o aluno acaba por perder o interesse e deixa de se sentir desafiado para a sua resolução. Por outro lado, este for demasiado fácil, deixa de ser um problema e transformar-se-á num mero exercício, porque o aluno já possui conhecimentos para o realizar (Ponte, 2005).
As investigações são outra categoria das tarefas matemáticas que devem ser desenvolvidas em sala de aula. Com este tipo de tarefas pretende-se que os alunos criem e testem conjeturas, e numa segunda fase, justifiquem e comuniquem as suas conclusões, quer seja por escrito quer seja oralmente. Com as investigações, facilmente se pode criar uma ligação com as outras áreas do saber (ME, 2001). O uso das investigações no processo de ensino-aprendizagem em Matemática, torna- se também muito importante porque promove o envolvimento dos alunos desde o primeiro momento da tarefa (Ponte, 2005).
Segundo Stein e Smith (1998) as tarefas matemáticas podem apresentar duas vertentes, ou seja, existem tarefas que são trabalhadas de forma rotineira tendo por base a memorização, os alunos realizam as tarefas porque já memorizaram a forma de a resolver, e existem tarefas que ajudam a pensar e desafiam os alunos a fazer conexões. As autoras fazem uma distinção entre estes dois tipos. Por um lado existem tarefas com um nível de exigência reduzido, em que se trabalha essencialmente a memorização, onde os procedimentos não têm conexões ou ligações com o contexto. Outro tipo de tarefas são as que procuram desenvolver os procedimentos com conexões, em que os alunos exploram diferentes maneiras de resolver os problemas através de grelhas, diagramas, desenhos. A este tipo de tarefas as autoras chamam fazendo matemática. (Stein & Smith, 1988, p. 3).
Ponte (2005) refere que as tarefas podem variar segundo duas dimensões, classificando-as pelo seu grau de desafio ou de estrutura. “O grau de desafio relaciona-se com a perceção da dificuldade de uma questão” (Ponte, 2005, p. 13). Assim, uma tarefa pode ter um grau de desafio elevado ou reduzido, consoante a dificuldade da questão apresentada. O grau de estrutura está relacionado com a tarefa poder ter um cunho fechado, onde facilmente se identifica o que se pretende
26 ou ser uma tarefa aberta, onde o que é pedido e o que é realizado se relaciona muito com o desenvolvimento que se vai fazer ao longo da tarefa.
Skovsmose (2000) apresenta a distinção entre dois paradigmas – exercício e cenário de investigação. Estes dois paradigmas podem estar associados a diferentes contextos. Em primeiro lugar, faz referência a uma matemática pura, em que não existe qualquer ligação com a realidade, quer estejamos a falar em exercícios ou em investigações. Em segundo lugar, a contextos com referências a uma semi- realidade, em que a situação relatada faz transparecer alguma realidade ao aluno. Contudo essa realidade torna-se muito distante porque vai aparecendo apenas nos livros e nos manuais escolares: “…é possível referir-se a uma semi-realidade; não se trata de uma realidade que “de facto” observamos, mas uma realidade construída, por exemplo, por um autor de um livro didático de Matemática.” (Skovsmose, 2000, p. 7). Por último, temos um contexto relacionado com a realidade do aluno, onde as tarefas se relacionam com o quotidiano dos alunos, os exemplos e situações advém da vida real e de uma realidade que para os alunos não é estranha e distante. Desta forma, o autor classifica diferentes tarefas segundo os paradigmas e os contextos que apresenta, em que, relacionado com o paradigma do exercício, são apresentadas tarefas tendo como contexto a matemática pura, a semi-realidade ou a realidade. Faz a mesma ligação para o paradigma do cenário de investigação.
Segundo o Programa de Matemática do Ensino Básico (ME, 2007), a aprendizagem do aluno deve abranger uma grande diversidade de experiências matemáticas, envolvendo contextos matemáticos e não matemáticos. Gravemeijer (2005) afirma que o ensino da Matemática tem que se adaptar para que o aluno consiga ter uma aprendizagem mais significativa e não acentuar a barreira existente entre o seu conhecimento e o conhecimento formal desta disciplina.
A experiência de ensino é planificada em 8 sessões. A primeira sessão é constituída por uma avaliação diagnóstica, onde pretendo perceber que conhecimentos os alunos possuem sobre os sinais de igual e de maior e que estratégias usam para resolver expressões numéricas. No final da experiência de ensino é feito um teste escrito de modo a avaliar as aprendizagens realizadas ao longo da experiência.
Numa primeira etapa (sessões 2, 3, 4) pretendo alargar os conhecimentos que os alunos têm sobre as relações de equivalência e de ordem através de tarefas que os levam a compreender que existem relações entre números que se podem estabelecer e que podemos usar para tentar chegar a uma solução. O estabelecimento dessas relações é feito através tarefas envolvendo expressões numéricas com valor omisso e expressões de verdadeiro/falso. Na segunda etapa
27 (sessões 5, 6, 7) pretendo que os alunos encontrem estratégias de resolução de expressões numéricas recorrendo a raciocínio relacional e não a cálculos, tentando justificar as suas estratégias através das relações e tentando chegar a um processo de generalização.
Nas tarefas que incluem expressões de verdadeiro/falso os alunos têm que comprovar a veracidade das expressões, justificando o seu raciocínio. Nas tarefas de valor omisso têm de encontrar um valor desconhecido. Estas expressões são baseadas nas propriedades aritméticas da adição e multiplicação tal como mostra o Quadro 1. Qualquer das expressões numéricas deste quadro pode ser resolvida fazendo uso do raciocínio relacional ou através do cálculo, sendo o objetivo principal fazer com que os alunos optem por um raciocínio relacional, compreendendo as relações que podem ser estabelecidas entre cada expressão. Em todas as sessões existem questões de valor omisso e de verdadeiro/falso.
Quadro 1 - Propriedades aritméticas da adição e multiplicação. Propriedade Adição Multiplicação
Comutativa a + b = b + a a x b = b x a Associativa (a + b) + c = a + (b + c) (a x b) x c = a x (b x c) Distributiva a x (b + c) = a x b + a x c
Existência de
elemento neutro a + 0 = a = 0 + a a x 1 =a= 1 x a