Projeto Matemática e Cidadania

PROJETO DE EXTENSÃO MATEMÁTICA LEGAL
SUBPROJETO MATEMÁTICA E CIDADANIA

UMA PROPOSTA PARA O USO DA MODELAGEM MATEMÁTICA COMO METODOLOGIA DE ENSINO PARA O ENSINO DE ESTATÍSTICA À PARTIR DE TEMAS GERADORES

Uma das ações importantes do projeto já realizada na escola se trata de  uma atividade com 130 alunos dos 3º anos do Ensino Médio intitulada de Projeto Matemática e Cidadania que tem como objetivo  a busca de meios para que a aprendizagem dos conteúdos de matemática aconteça de forma mais ativa e significativa para o alunos, de forma que ele faça parte do processo de ensino e aprendizagem pela observação reflexão e tirando sua próprias conclusões, passando pela vivência dos conteúdos matemáticos.
Nesta atividade foi proposto uma competição entre 4 turmas do terceiro ano do Ensino Médio com uma premiação para o melhor trabalho.
A proposta foi que eles escolhessem um tema polêmico e atual e que colocassem em prática o que eles estavam aprendendo nas aulas de matemática no conteúdos de Estatística. Eles deveriam definir tema, população, amostra.  Realizar uma pesquisa verdadeira elaborando um questionário, fazendo uma pesquisa campo, organizando os dados em tabelas e gráficos. Em seguida deveriam analisar os dados e produzir um texto reflexivo. Realizar uma ação final de conscientização ou de intervenção. E como ação final deveriam encontrar um ou mais meios de comunicação para divulgar o trabalho.

Os temas foram relevantes e de interesse da sociedade.
•   Os riscos da atividade sexual precoce;
•   A exposição de jovens na internet;
•  O consumo de bebidas energéticas associado às bebidas alcoólicas;
•  As condições de transporte escolar de alunos que estudam em unidades escolares de Iporá
Todos os trabalhos foram divulgados nas rádios Rio Claro AM e Educativa FM,  Nova Onda FM e Felicidade FM em forma de entrevista com os alunos e professor e em dois Jornais Online também regionais.
A seguir os links das publicações nestes jornais. 
        

O trabalho sobre Os riscos da atividade sexual precoce foi divulgado no Jornal Diário do Interior no endereço http://diariodointerior.com.br/educacao/3511-ipora-pesquisa-revela-que-mais-de-61-dos-jovens-de-12-a-18-anos-ja-possuem-pratica-sexual-ativa e no Jornal Oeste Goiano no endereço http://www.oestegoiano.com.br/noticias/edicoes-anteriores/2013-03-13-15-34-40
Figura: Alunos do C.E.Ariston Gomes da Silva

O trabalho sobre A exposição de jovens na internet foi divulgado no Jornal Oeste Goiano no endereço http://www.oestegoiano.com.br/noticias/edicoes-anteriores/pesquisa-mostra-que-30-dos-adolescentes-de-ipora-ja-marcaram-encontro-pela-internet e nas rádios Rio Claro AM e Educativa FM,  Nova Onda FM e Felicidade FM, todas em forma de entrevista com os alunos e professor.







Figura: Alunos do C.E.Ariston Gomes da Silva


O trabalho sobre O consumo de bebidas energéticas associado às bebidas alcoólicas foi divulgado no Jornal Oeste Goiano no endereço http://www.oestegoiano.com.br/noticias/edicoes-anteriores/pesquisa-do-projeto-de-extensao-matematica-legal . 
Figura: Alunos do C.E.Ariston Gomes da Silva
O trabalho sobre As condições de transporte escolar de alunos que estudam em unidades escolares de iporá foi divulgado no Jornal Oeste Goiano no endereço http://www.oestegoiano.com.br/noticias/edicoes-anteriores/educacao . 
Figura: Alunos do C.E.Ariston Gomes da Silva
Também foi criado um espaço de debate em um grupo no Facebook  exclusivo para alunos ou professores do Colégio Ariston Gomes da Silva e estagiários e ou monitores da UEG que atuam no colégio.
Este grupo surge como uma ferramenta que tem o potencial de reinventar a comunicação entre alunos e professores na escola. As pessoas podem colocar comentários sobre o que está sendo escrito proporcionando tanto ao autor como para o leitor um exercício diário de reflexão, análise e criticidade, permitindo assim, que grupos e pessoas interajam sem restrição temporal. Pedimos apenas que cada um veja este espaço como um local em que todos devem ser respeitados em seus modos de pensar e de ser.
 http://www.facebook.com/groups/grupoaristongomes/



PROFESSORA RESPONSÁVEL: CLAUDIMARY MOREIRA SILVA OLIVEIRA

ALUNOS MONITORES DA UEG/IPORÁ:
DOUGLAS PEREIRA AZEVEDO
PAULA ROBERTA DOS SANTOS
LUZIA LEÃO DE OLIVEIRA BUENO
UELTON SEBASTIAO DE CAMPOS 


SEQUÊNCIA DIDÁTICA

PROJETO DE EXTENSÃO MATEMÁTICA LEGAL
SUBPROJETO MATEMÁTICA E CIDADANIA

UMA PROPOSTA PARA O USO DA MODELAGEM MATEMÁTICA COMO METODOLOGIA DE ENSINO PARA O ENSINO DE ESTATÍSTICA À PARTIR DE TEMAS GERADORES


OLIVEIRA, Claudimary Moreira Silva

RESUMO

Este trabalho apresenta uma proposta para o uso da Modelagem Matemática como metodologia para o ensino de conteúdos de Estatística como possibilidade de oportunizar uma aprendizagem significativa da matemática. Tem embasamento teórico em Bassanezi (2009), Biembengut (2007) e D'Ambrósio, (1996) que foram os pioneiros da Modelagem Matemática no Brasil. Propõe uma sequências de atividades para ser desenvolvida com quatro turmas de Ensino Médio sobre temas escolhidos pelas turmas. Os conteúdos matemáticos envolvidos são Estatística e Gráficos. Poderão ser explorados os conceitos matemáticos de média, moda, mediana, organização de dados em tabelas, construção de gráficos estatísticos e porcentagem. A metodologia aqui sugerida, depende da flexibilidade didática do professor que em uma nova perspectiva de ensino pode proporcionar ao aluno uma nova forma de aprender matemática transformando e reconstruindo conceitos. A relevância da proposta está no fato de representar uma forma inovadora de ensinar e aprender matemática que irá contribuir com a minha própria formação como professora pesquisadora e servirá também para incentivar que outros professores incluam a metodologia de Investigação Matemática em suas aulas, contribuindo assim para que aconteçam as mudanças necessárias no Ensino de Matemática.

Palavras-chave: Modelagem Matemática, ensino-aprendizagem, contextualização, Educação Matemática.


INTRODUÇÃO

            Diante do baixo rendimento escolar e das baixas notas principalmente nas avaliações externas o ensino da Matemática se tornou alvo de preocupações constantes de professores, pais, comunidade e pesquisadores da área da Educação Matemática.
            A Modelagem Matemática neste contexto se apresenta como uma metodologia inovadora capaz de contribuir para a formação do aluno que se sente co-responsável na construção da sua própria aprendizagem pela vivência das várias etapas previstas no uso desta metodologia de ensino. Tem início na escolha do tema central para ser desenvolvido pelos alunos seguida da elaboração do problema ou questões de pesquisa e levantamento de hipótese por meio do recolhimento de dados gerais qualitativos e quantitativos. A próxima fase é a sistematização dos conceitos e dados e interpretação analítica e/ou gráfica desses dados. A validação dos modelos é a etapa final em que ocorre a confrontação dos resultados obtidos com os dados coletados.
            A proposta aqui apresentada tem como tema de estudo a Estatística para alunos do Ensino Médio com uso da Modelagem Matemática como metodologia de ensino em um ambiente de aprendizagem que visa permitir aos alunos serem atores na construção das suas próprias aprendizagens por meio da investigação para a solução de questões relacionadas à aos temas escolhidos.
            A Modelagem Matemática nesta proposta será apresentada como metodologia de Ensino que possibilita a oportunidade de aprendizagem significativa da matemática tendo como base as obras de Bassanezi (2009), Biembengut (2007) e D'Ambrósio (1996) que evidenciam ser esta metodologia de ensino uma possibilidade para a aprendizagem da matemática de forma significativa.
            Os conteúdos matemáticos envolvidos são Estatística e Gráficos. Serão explorados os conceitos matemáticos de média, moda, mediana, organização de dados em tabelas, construção de gráficos estatísticos e porcentagem.
            A metodologia aqui sugerida, depende da flexibilidade didática do professor. Essa nova perspectiva de ensino pode proporcionar ao aluno uma nova forma de aprender matemática transformando e reconstruindo conceitos.
            A relevância da proposta está no fato de representar uma forma inovadora de ensinar e aprender matemática que irá contribuir com a minha própria formação como professora pesquisadora e servirá também para incentivar que outros professores incluam a metodologia de Investigação Matemática em suas aulas, contribuindo assim para que aconteçam as mudanças necessárias no Ensino de Matemática.

UMA PROPOSTA  PARA O USO DA MODELAGEM MATEMÁTICA COMO METODOLOGIA DE ENSINO À PARTIR DE TEMAS GERADORES

     No desenvolvimento desta sequência de atividades  será levado em consideração etapas da Modelagem Matemática, de acordo com  Bassanezy (2009) que considera esta metodologia de ensino como é uma forma de atividade em que se valoriza os processos matemáticos pela vivência das etapas:
1.            Experimentação: É uma atividade essencialmente laboratorial onde se processa a obtenção de dados. Os métodos experimentais, quase sempre são ditados pela própria natureza do experimento e objetivo da pesquisa.
2.            Abstração: É o procedimento que deve levar à formulação dos modelos matemáticos.
3.            Resolução: O modelo matemático é obtido quando se substitui a linguagem natural das hipóteses por uma linguagem matemática coerente – é como num dicionário, a linguagem matemática admite “sinônimos” que traduzem os diferentes graus de sofisticação da linguagem natural.
4.            Validação: É o processo de aceitação ou não do modelo proposto. E nesta etapa, os modelos, juntamente com as hipóteses que lhes são atribuídas, devem ser testados em confronto com os dados empíricos, comparando suas soluções e previsões com os valores obtidos no sistema real. O grau de aproximação desejado destas previsões será o fator principal para validação.
5.            Modificação: Alguns fatores ligados ao problema original podem provocar a rejeição ou aceitação dos modelos Quando os modelos são obtidos considerando simplificações e idealizações da realidade, suas soluções geralmente não conduzem às previsões corretas e definitivas. ( 2009 p. 26 - 30).

             Inicialmente o aluno passa pela fase em que se faz o reconhecimento da situação e a familiarização com o assunto a ser modelado, a experimentação que é a fase em que se faz formulação dos problemas, o levantamento de hipóteses e a resolução do problema em termos de modelo e a modelação matemática que é quando ocorre a interpretação da solução modificação e validação do modelo pela avaliação.

Temas Geradores: A exposição de jovens na internet, O uso de energéticos com Bebidas Alcoólicas, Sexualidade Precoce e O transporte Escolar em Iporá (estes temas foram escolhidos pelos próprios alunos depois de debates e votação)
tempo estimado : 10 horas/aula
turma: 3º anos do Ensino Médio

Expectativas de aprendizagem:
·       Construir e interpretar gráficos e tabelas.
·       Calcular porcentagem, média, moda, mediana.
·       Utilizar médias para avaliar tendências de ocorrências de determinados eventos ou acontecimentos possíveis.
·       Interpretar, criar, e resolver situações problema que envolvem pesquisas relacionadas a acontecimentos locais e globais, de naturezas diversas.
·       Elaborar, oralmente ou por escrito, conclusões em base em leitura, interpretação e análise de informações apresentadas em tabelas e gráficos.
·       Desenvolver consciências sobre os temas pesquisados.
·       Criar um produto final.

Encaminhamentos/etapas:

Etapa 1: Reconhecimento da situação e a familiarização com o assunto a ser modelado
              Nesta fase inicial o objetivo será promover o envolvimento dos alunos com a tem proposto que será problematizado.
Inicialmente escolher um tema central  para ser desenvolvido pelos alunos.
Na primeira etapa a intenção é que aconteça a interação por meio do reconhecimento da situação e a familiarização com o assunto a ser modelado.

            Inicialmente será feito a introdução do assunto por meio de vídeos e textos.

Os alunos serão instigados a colocarem as suas opiniões falarem sobre tema escolhido.
Propor que façam uma pesquisa sobre o tema.
            O objetivo desta pesquisa é recolher dados gerais e quantitativos que possam ajudar a levantar hipóteses com objetivo de nas próximas aulas elaborar problemas conforme interesse dos grupos de alunos.
            Criar um email para uso comum dos professores e alunos como o endereço xxxxxxxx@hotmail.com e passar para todos a senha e o login de acesso.  Neste email estariam sendo disponibilizados um artigos científicos com o tema, para que todos façam a leitura durante a semana. E também para disponibilizarem aquilo que descobrirem de interessante, elaborarem questões que gostariam que fossem respondidas.
Informar também dos horários em que poderão acessar o email no Laboratório de Informática da escola ou nos computadores disponibilizados na biblioteca. O email será criado com antecedência e será único para a turma.

Atividade intermediária: Introdução do conteúdo de estatística

            No decorrer da semana enquanto os alunos fazem a leitura do artigo e recolhem informações sobre o assunto. Em sala de aula serão trabalhados os conteúdos de estatística previsto no programa de curso.
            Como preparação para a introdução do conteúdo de Estatística e também como inicio de uma atividade para diagnosticar o conhecimento dos alunos sobre o assunto proposto iniciar a aula apresentando os vídeos: Estatística e Planejamento de experimentos disponível em:  <http://www.youtube.com/watch?v=2f99u256nRY> e Dados estatísticos ajudam governo a criar políticas públicas disponível em : <http://www.youtube.com/watch?v=J76eKCa5k70>
Após assistir os vídeos levantar questionamentos como: Para que serve uma Pesquisa? O que é uma de opinião? Quando podemos dizer que uma pesquisa foi realizada por amostragem? E quando seria censo? Como se faz escolha da amostra? O que é população e unidade?
Ampliar a discussão refletindo sobre a importância da pesquisa para as empresas, para o governo e para pessoas comuns como nós.
         No final da aula pedir que os alunos façam uma pesquisa bibliográfica na internet ou na biblioteca sobre questões como: Pesquisar fatos importantes relacionados a como e quando surgiu a estatística? Descrever um fato ou situação em que a importância da estatística pode ser vista através da sua utilização ao nível do Estado, de organizações sociais e profissionais, do cidadão comum e ao nível científico.
Na próxima aula iniciar relembrando a discussão da aula anterior e em seguida apresentando o vídeo:  A História da Estatística <http://www.youtube.com/watch?v=jCzMPL7Ub2k>
Apos ver o vídeo pedir que os alunos  falem sobre o que descobriram sobre a história da estatística  de forma a colocar a estatística num contexto histórico desde o seu surgimento e relacionando: guerra fria, surgimento da internet e o surgimento da estatística neste contexto.

Etapa 2: A matematização pela formulação dos problemas, o levantamento de hipóteses ou experimentação.

            Nesta fase de experimentação serão identificados os  conhecimento os alunos em relação ao tema e os conhecimentos matemáticos necessários para o desenvolvimento da atividade. Após esse levantamento o professor planeja o desenvolvimento dos conteúdos junto com a Modelagem Matemática.
Nesta aula retomar ao tema de pesquisa realizando uma roda de conversa ou aula dialogada sobre o conteúdo do artigo que foi disponibilizado no email da turma.
Durante o debate instigar os alunos a falarem e a questionarem sobre o tema.
Logo após o debate dividir a turma em três ou quatro grupos de alunos, pedir que a turma faça uma votação para escolher um coordenador geral, um articulador que seria responsável pela articulação entre os grupos nas tomadas de decisões, escolher um representante (líder) para cada grupo que serão responsáveis pela atividades em que for necessário informações de todos os grupos e pela coordenação das ações do grupo e dos seus membros.
Cada grupo deverá elaborar questões problemas que gostariam de pesquisar sobre ela. Esta é a fase da formulação dos problemas e sistematização das hipóteses.
As questões que estarão sendo propostas para investigação serão aquelas escolhidas pelos alunos.
            As hipóteses levantadas pelos alunos nesta fase deverão ser anotadas no caderno.
            Outras questões poderão surgir.
            Nesta fase será levantada as questões a serem investigadas e será feito um planejamento inicial de como ele poderá ser resolvido matematicamente.
      Criar um fórum de debate online na internet para os alunos compartilharem as descobertas que fizerem, as respostas encontradas, etc.
            Segundo Bassanezi (2009), na fase da abstração ocorre à escolha do tema é nesta etapa o professor pode optar por um tema único ou por um conteúdo de um período letivo. Durante a escolha do tema pode propor aos alunos para que estes indiquem o tema a ser trabalhado. Porém, deixar que os alunos escolham pode ter suas vantagens e desvantagens. A vantagem seria que os alunos irão poder participar do processo e sentir-se parte co-responsável, o que é muito positivo e motivador. E a desvantagem seria que eles poderiam escolher temas que não se enquadrem nos conteúdos curriculares durante o ano letivo destes alunos, sendo temas de nível inferior ou muito elevado.
          Indiferente da forma como o tema será escolhido, o professor deverá ter conhecimento a respeito da proposta para que o projeto se desenvolva de maneira objetiva , e assim, consiga fazer com que as expectativas sejam concluídas de forma satisfatória.
       No caso a opção foi por um tema único mas com várias possibilidades de questões problemas.

Etapa 3. A modelação matemática por meio da interpretação da solução e a resolução das questões de pesquisa

Nesta aula, depois de selecionar as variáveis essenciais envolvidas nos problemas e formular as hipóteses agora iremos sistematizar os conceitos que serão usados na resolução dos modelos e a interpretação da solução.
               Propor para os alunos a realização de uma pesquisa estatística com jovens da cidade de Iporá para obter dados que possa auxiliar na solução das questões de pesquisa.
Juntamente com os alunos fazer o planejamento de uma pesquisa estatística que seria realizada nas escolas de Ensino Médio da cidade de Iporá.
Inicialmente decidir a população. Propor que seja os alunos de Ensino Médio das escolas de Iporá, a seguir sugerir um percentual de 30% para a amostra da população. Um percentual significativo em se tratando de pesquisa estatística.
A fase que irá demandar maior reflexão a elaboração do questionário estatístico que devera responder aos questionamentos levantados até o momento nos debates.
Com o questionário já elaborado digitado em editor de texto e impresso fazer o planejamento da coleta de dados no campo.
Cada grupo seria responsável por realizar a pesquisa em uma escola de Ensino Médio de Iporá.
Serão discutidos os cuidados que deverão ter como escolha aleatória dos participantes da pesquisa dentro do grupo. Para que a amostra representassem o todo a opção escolhida para seleção dos participantes foi o sorteio.
Enquanto os alunos fazem a coleta de dados pela aplicação do questionário em horário extra classe.   Em sala de aula serão trabalhados os conteúdos frequência absoluta e frequência relativa, Frequências acumuladas, Cálculo da média aritmética simples, média ponderada, Cálculo da moda, Cálculo da mediana através da exploração de problemas contextualizados.
               A resolução é uma das partes mais importante da modelagem, pois, é nesta fase que os alunos conseguirão verificar através das questões propostas quais serão as respostas obtidas no projeto. Nesta etapa os alunos devem procurar trabalhar sozinhos, mantendo uma liberdade para estimular a criatividade e buscando assim, seus próprios conceitos a respeito do determinado tema. Estes conceitos passam de uma linguagem natural ou informal para uma linguagem teórica, de forma mais matemática e formal.
            Neste momento a intenção é fazer a validação, assim os alunos vão trocar a linguagem natural usada nas hipóteses pela linguagem matemática obtendo o modelo matemático capaz de responder as questões iniciais. Seguindo a ideia de Bassanezi,

 Modelagem Matemática é um processo dinâmico utilizado para a obtenção e validação de modelos matemáticos. É uma forma de abstração e generalização com a finalidade de previsão de tendências. A modelagem consiste, essencialmente, na arte de transformar situações da realidade em problemas matemáticos cujas soluções devem ser interpretadas na linguagem usual. (2009, p.24)

 Para calcularem a amostra corretamente relembrar os cálculos de porcentagem. Relembrar como se calcula a taxa e a porcentagem. E explorar ainda outros conteúdos de porcentagem como acréscimos simultâneos e acréscimos sucessivos.
Após a coleta de dados e já feita a contagem das respostas obtidas em cada questão do questionário, usando a planilha eletrônica do Linux os dados deverão ser organizados em tabela e feito o somatório de todas as questões.
Ao iniciar esta parte do trabalho caso fique perceptível que muitos alunos não conhecem ou conheciam muito pouco os recursos da planilha eletrônica dedicar uma parte da aula para mostrar os recursos da planilha eletrônica.
Após a organização dos dados em tabelas calcular frequência absoluta e frequência relativa, frequências acumuladas, calcular a média aritmética simples, média ponderada, cálculo a moda e desvio padrão. A seguir construir os gráficos representativos dos resultados da pesquisa.
            Na etapa de validação, as questões são levantadas umas mais simples e outras mais complexas e no final do trabalho cada grupo avalia a solução encontrada, os resultados são submetidos a experiências para verificar o grau de adequação de cada proposta.
            Na fase de modificação, segundo Bassanezi (2009), alguns resultados podem não alcançar os objetivos propostos por algumas razões, como: as hipóteses coletadas podem ter sido falsas ou coletadas de forma incorretas, os dados podem ter sido verdadeiros, mas não foram suficientes, algumas situações reais não foram utilizadas no projeto, pode ter ocorrido um erro matemático durante a execução dos cálculos, durante os cálculos os resultados podem ter sido simplificando dando alteração no resultado final.
            Portanto, nenhum resultado pode ser considerado definitivo, pois este sempre poderá ser melhorado, e é na fase de modificação que estes resultados podem ser reformulados, ou substituídos por novos modelos. Após a reformulação a Modelagem Matemática passa a se tornar mais eficiente, conforme Bassanezi (2009), ela permite fazer previsões, tomar decisões, esclarecer e alcançar os objetivos propostos, afim de que a participação do mundo real seja capaz de influenciar nas mudanças.
Em paralelo a fase anterior foi realizar um fórum de debate online.
Para finalizar, fazer a validação dos modelos e a avaliação confrontando os resultados obtidos com os dados coletados será feira a produção do texto reflexivo a partir dos resultados obtidos e das variáveis matemáticas em questão.
Nesta fase para que os alunos possam produzir textos que tenham linguagem e formatação o mais próximo possível de um relatório científico trabalhar as normas básicas de formatação da ABNT fazendo a validação dos modelos pela análise das variáveis matemáticas envolvidas no processo.
A última fase do projeto será a divulgação dos resultados nas rádios e jornais online da cidade.
        
CONSIDERÇÕES FINAIS

            Com esta proposta de atividade espera-se contribuir para que a Modelagem Matemática seja vista como uma metodologia de ensino que apresenta como possibilidade real para ser usada em sala de aula.
            A sequência de atividades aqui apresentada sugere uma forma de ensinar que pode possibilitar aos alunos um entendimento mais significativo da Estatística pelo despertar do interesse devido a aproximação do conteúdo com a realidade.
            Trata-se de uma proposta inicial que deverá estar aberta e que poderá ser modificada durante o desenvolver das aulas dependendo dos interesses e das novas questões propostas pelos alunos no decorrer do processo. Afinal, no trabalho pedagógico com uso da Modelagem Matemática a criatividade é necessária e fundamental no processo de adaptação do processo de modelagem para o ensino e o desenvolvimento da modelação para a exploração do conteúdo desejado.

REFERÊNCIAS

BASSANEZI, Rodney Carlos. Ensino-aprendizagem com Modelagem Matemática: uma nova estratégia. 3. Ed. São Paulo: Contexto, 2009. 389p.
___________________. Modelagem Matemática: uma disciplina emergente nos programas de formação de professores. Biomatemática, Campinas, n. 9, p. 9- 22 , 1999. Disponível em: < http://www.ime.unicamp.br/~biomat/revistas.htm>. Acesso em: 15 jul. 2005.
BIEMBENGUT, Maria Sallet; HEIN, Nelson. Modelagem Matemática no Ensino. 4. Ed. São Paulo: Contexto, 2007.127p.
D’AMBRÓSIO, U. (1996). Educação Matemática: da teoria à prática. Campinas, Papirus.





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