Bloco temático “Espaço e Forma”

Dentre os materiais didáticos concretos estruturados e os não estruturados, as práticas matemáticas brasileiras adotam materiais de Cubo-Soma, Escala Cuisenaire, Geoplano, Tangram à Canudos, Papel Cartão, Embalagens e alguns Jogos (Quadro 4) para conteúdos do bloco temático “Espaço e Forma”.

Quadro 4 – Práticas de matemática com materiais concretos para o bloco temático “Espaço e Forma”

Material Concreto Referências

1 - Canudos ou Varetas 1 - Lamas (2008); Passos (2000); Ribeiro e Bortoloti (2010)

2 - Cubo-Soma 2 - Passos (2000)

3 - Discos 3 - Corrêa e Estephan (2008); Lamas et al. (2006); Passos (2000) 4 - Dobradura 4 - Almeida, Lopes e Silva (2000); Armendariz e Almeida (2009);

Arruda e Almeida (2008); Brito e Santos (2010); Bulla e Gerônimo (2007); Cararo e Souza (2008); Cruz e Gonschorowski (2006); Fagundes e Priebe (2009); Morais (2008); Novak (2008); Novak e Passos (2008); Passos (2000); Reis (2008); Reis e Medeiros Filho (2008); Silva e Kodama (2004a); Ventura e Vicente (2007) 5 - Dominó das Quatro Cores – Jogo 5 - Silva e Kodama (2004a, 2004b)

6 - Embalagens - Sucatas 6 - Barbosa e Rodrigues (2008); Carminati (2008); Corrêa e Estephan (2008); Deneca (2008); Maccari (2007); Passos (2000); Ventura e Vicente (2007)

7 - Escala Cuisenaire 7 - Nacarato (2005)

8 - Geoplano 8 - Bressan (2009); Deneca (2008); GGEP (2006a); GGEP (2006b); Lamas et al. (2007); Leite e Levandoski (2008); Leivas (2000); Machado (2004); Mariño (2000); Marsango (2008); Morais (2008); Ribeiro (2005); Rocha et al. (2007); Scolaro (2008); Tiggeman et al. (2006)

9 - Material Emborrachado 9 - Lamas e Mauri (2006); Lamas et al. (2006)

10 - Papel Cartão 10 - Gaspari e Gerônimo (2008); Lamas et al. (2006); Ventura e Vicente (2007)

11 - Papel Quadriculado 11 - Bigode (2010); Deneca (2008); Oliveira (2010); Silva e Kodama (2004a)

12 - Poliminós 12 - Silva e Kodama (2004b)

13 - Régua, Compasso, Transferidor 13 - Angeli e Nogueira (2007); Brito e Santos (2010); Versa e Souza (2008)

14 - Sólidos Geométricos 14 - Armendariz e Almeida (2009); Baldissera (2007)

15 - Tangram 15 - Arruda e Almeida (2008); Barbosa e Rodrigues (2008); Cararo e Souza (2008); Deneca (2008); Deus (2008); Leonardi e Gerônimo (2008); Novak e Passos (2008); Oliveira (2001); Passos (2000); Santos (2007); Scolaro (2008)

16 - Traverse – Jogo 16 - Silva e Kodama (2004a) 17 - Xadrez Chinês – Jogo 17 - Silva e Kodama (2006) Fonte: Elaborado pela autora.

Canudos de refrigerante e varetas são recursos materiais alternativos utilizados para representar segmentos de reta em figuras planas ou arestas em figuras poliédricas (PASSOS, 2000; LAMAS, 2008; RIBEIRO; BORTOLOTI, 2010). Esses materiais quando ligados por conexões de borracha permitem a construção e a manipulação de polígonos e de poliedros (PASSOS, 2000). Com os poliedros construídos é possível identificar o número de vértices (V), faces (F) e arestas (A) para aplicar algumas relações espaciais dos poliedros como a

relação de Euler (V+F-2=A) (CORRÊA; ESTEPHAN, 2008; RIBEIRO; BORTOLOTI, 2010).

O Cubo-Soma é um conjunto de sete peças geométricas, tridimensionais, formadas por unidades cúbicas justapostas pelas faces. Com estas peças é possível montar um cubo maior cujo volume total é de 27 unidades cúbicas. A montagem do cubo maior consiste num quebra- cabeça em que os alunos fazem transformações por meio de rotações e reversões das peças. Esta atividade auxilia os alunos na percepção da posição espacial das peças preparando-os para a construção do conceito de congruência de figuras (PASSOS, 2000).

Lamas e Mauri (2006) e Lamas et al. (2006) utilizam placas de Material Emborrachado para construir figuras geométricas envolvendo o conceito de congruência de triângulos e aproveita o conceito de área destas figuras para verificar experimentalmente o Teorema de Pitágoras e as Relações Métricas no triângulo retângulo. Em Lamas et al. (2006) o mesmo material é utilizado para construir e classificar os polígonos.

O Papel Cartão é outro material utilizado por Lamas et al. (2006) para trabalhar conteúdos da geometria como polígonos, alturas relativas de um triângulo, Teorema de Pitágoras, congruência e semelhança de triângulos. Ventura e Vicente (2007) constroem prismas com diferentes bases (triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal) e os poliedros

de Platão2 (tetraedro, hexaedro, octaedro, dodecaedro, icosaedro) em Papel Cartão. As

construções e as planificações possibilitam o estudo das faces, dos vértices, das arestas e introduz a noção de volume, conteúdo abordado no bloco temático Grandezas e Medidas.

As dobraduras, obtidas a partir de vincos em papéis, são recursos bastante utilizados no estudo de conteúdos do bloco temático de Espaço e Forma. Os vincos formam polígonos e poliedros. Estas construções permitem a demonstração de conceitos e fórmulas para o cálculo de perímetro e área de figuras planas (ALMEIDA; LOPES; SILVA, 2000; BULLA; GERÔNIMO, 2007; ARMENDARIZ; ALMEIDA, 2009).

Almeida, Lopes e Silva (2000), Cruz e Gonschorowski (2006), Novak (2008), Reis (2008), Reis e Medeiros Filho (2008) e Fagundes e Priebe (2009) estudam conceitos e propriedades de figuras geométricas planas a partir da dobradura. As dobras em uma peça de papel permitem criar representações de determinados seres ou objetos, sem cortá-la ou colá- la.

A partir das dobraduras pode-se estudar os elementos de um triângulo como vértices, lados e ângulos; o Teorema de Pitágoras; construir os triângulos eqüilátero (ALMEIDA;

2 _{São considerados poliedros de Platão quando todas as faces têm o mesmo número de lados, quando em todos}

LOPES; SILVA, 2000; CRUZ; GONSCHOROWSKI, 2006), isósceles e escaleno (REIS, 2008; REIS; MEDEIROS FILHO, 2008); e desenvolver noções de paralelismo e perpendicularismo, diagonais, ângulos (NOVAK; 2008; REIS, 2008), retas concorrentes (REIS, 2008). Com este recurso, Baldissera (2007) e Armendariz e Almeida (2009) constroem diversos Sólidos Geométricos que servem de material concreto para trabalhar conceitos e propriedades da geometria espacial.

É possível estudar círculo e circunferência determinando o centro, o raio e o diâmetro por dobras feitas em discos recortados da face circular de alguns objetos. Dobraduras feitas em polígonos regulares permitem estudar suas propriedades como medidas de lados e ângulos; e seus eixos de simetria (PASSOS, 2000; SILVA; KODAMA, 2004b; BRITO; SANTOS, 2010).

O Dominó das Quatro Cores é utilizado por Silva e Kodama (2004a, 2004b) para a construção de um quadrado considerando todas as peças, ou para a construção de todos os quadrados possíveis considerando apenas três peças, sempre obedecendo ao critério de que peças de mesma cor não se tocam nem mesmo pelo vértice. Com este material explora-se ainda o conceito de simetria, ao analisar as soluções que podem ser obtidas a partir de outras soluções.

As Embalagens presentes no dia-a-dia dos alunos são utilizadas para introduzir conceitos relativos a ângulos (PASSOS, 2000); para identificar o número de vértices, faces e arestas de figuras geométricas espaciais (MACCARI, 2007; CORRÊA; ESTEPHAN, 2008; DENECA, 2008), para fazer a associação entre o modelo da embalagem e o sólido geométrico que a representa (CORRÊA; ESTEPHAN, 2008), para classificar as embalagens de acordo com semelhanças e diferenças permitindo separar os sólidos que rolam (de revolução) dos que não rolam (poliedros) (VENTURA; VICENTE, 2007; DENECA, 2008). Segundo Maccari (2007) as atividades geométricas com embalagens também auxiliam na construção do pensamento algébrico. Para Ventura e Vicente (2007) e Carminati (2008) a planificação destas embalagens constituem um meio concreto para a visualização, manipulação, observação e identificação das formas geométricas contidas nas mesmas.

Quanto à Escala de Cuisenaire, Nacarato (2005) sugere a utilização das peças para a construção de poliedros convexos e não-convexos de volumes variados.

O Geoplano foi criado pelo professor Caleb Gattegno do Instituto de Educação da Universidade de Londres, na Inglaterra. É um material concreto formado originalmente por uma placa de madeira e pregos dispostos formando uma malha que pode ser quadriculada, triangular, circular ou oval. O Geoplano de malha quadriculada é o mais utilizado e o de

malha triangular (triângulos eqüiláteros) é chamado de geoplano isométrico. Para desenhar e formar figuras geométricas constrói-se segmentos de reta de tamanhos variados nas posições horizontal, vertical e inclinada prendendo-se aos pregos elásticos ou barbantes de preferência coloridos (LEIVAS, 2000; MACHADO, 2004; GGEP, 2006a, 2006b; TIGGEMAN et al., 2006; LAMAS et al., 2007; LEITE; LEVANDOSKI, 2008; MARSANGO, 2008; SCOLARO, 2008).

Para conceituar caminhos e recobrimentos, GGEP (2006a) utiliza o geoplano quadrado para resgatar/construir os conceitos de segmentos consecutivos, segmentos não-consecutivos, poligonal plana, vértices, pontos internos, poligonal simples e poligonal não-simples, poligonal aberta e poligonal fechada. A cada recobrimento é associada uma sequência numérica. Os Pitagóricos de acordo com a configuração geométrica obtida chamavam os números de triangulares, quadrados, pentagonais, entre outros. Machado (2004) e Rocha et al. (2007) também sugerem atividades com sequências numéricas. Para a configuração geométrica dos números, os autores representam a unidade por um ponto do geoplano e as quantidades de pontos são organizadas de modo a formar figuras geométricas.

No geoplano quadrado, muitas atividades referem-se à construção de polígonos (LEIVAS, 2000; MARIÑO, 2000; TIGGEMAN et al., 2006; LAMAS et al., 2007; LEITE; LEVANDOSKI, 2008; MARSANGO, 2008; SCOLARO, 2008). Algumas atividades exploram as habilidades relacionadas com a construção do geoplano pelos próprios alunos (LEIVAS, 2000; MARSANGO, 2008; SCOLARO, 2008). Enquanto Leivas (2000) e Tiggeman et al. (2006) propõem a construção de triângulos e a classificação quanto à medida dos lados, Leite e Levandoski (2008) trabalham a construção do quadrado, retângulo, paralelogramo, triângulo, trapézio, hexágono e losango.

O geoplano quadrado também é utilizado para demonstrar e comprovar o Teorema de Pitágoras (MACHADO, 2004; LEITE; LEVANDOSKI, 2008), para construir noções de simetria de rotação e reflexões na horizontal, vertical e diagonal (ROCHA et al., 2007; DENECA, 2008; BRESSAN, 2009), e para identificar e classificar ângulos em figuras geométricas planas (DENECA, 2008).

Dêneca (2008) sugere que as atividades realizadas no geoplano quadrado sejam registradas em papel quadriculado ou em papel pontilhado. No entanto, Bigode (2010) utiliza diretamente o Papel Quadriculado para substituir o geoplano tradicional. No centro de cada quadradinho do papel quadriculado é colocado um ponto que faz o papel dos pregos e com isso podemos denominá-lo de geoplano de papel. Bigode (2010) sugere a construção de polígonos convexos e não-convexos ligando-se esses pontos com a régua. Para Silva e

Kodama (2004b) o Papel Quadriculado serve para construir conceito de simetria em relação ao eixo, ao ponto e ao plano.

GGEP (2006b) utiliza um geoplano circular para conceituar segmento, circunferência, corda e diâmetro. Com esta atividade pode-se também listar e nomear os tipos de cordas, segundo o tamanho; descobrir, por recorrência, uma fórmula para determinar o número máximo de cordas sob as condições dadas. Leite e Levandoski (2008) e Marsango (2008) utilizam geoplanos circulares para construir polígonos inscritos e circunscritos à uma circunferência, para deduzir as fórmulas do apótema do triângulo, do quadrado e do hexágono.

O geoplano espacial é uma montagem feita a partir de dois geoplanos quadrados que são posicionados paralelamente com o auxílio de hastes de madeira. Cada geoplano contém uma das bases de um poliedro, as arestas são fios de lã ou cordão, de preferência coloridos, que unem os vértices das figuras nos dois geoplanos. Em Leite e Levandoski (2008) e Marsango (2008) foram construídas pirâmides de base quadrada, triangular e hexagonal regular. Com esta atividade pode-se destacar e classificar os elementos dos sólidos.

Os Poliminós utilizado por Silva e Kodama (2004b) são figuras planas obtidas pela justaposição de quadrados de forma que não fiquem buracos e os quadrados justapostos têm sempre um lado em comum. Com os poliminós pode-se explorar a relação entre a área e a medida dos lados do polígono quando estes são duplicados, triplicados etc. Os poliminós com 2 a 6 quadrados têm nomes específicos: dominós, triminós, tetraminós, pentaminós e hexaminós.

Angeli e Nogueira (2007) e Brito e Santos (2010) propõem atividades envolvendo construções geométricas com Régua e Compasso e medida de ângulos internos com o Transferidor. Em Angeli e Nogueira (2007) os alunos constroem polígonos regulares todos com uma medida de lados pré-fixada, recortam estas figuras e montam poliedros. A partir disso eles estudam os elementos vértice, arestas e faces.

Quanto ao Tangram, uma das atividades mais comuns é a composição de figuras geométricas planas a partir da manipulação de todas as peças (PASSOS, 2000; OLIVEIRA, 2001; SANTOS, 2007; ARRUDA; ALMEIDA, 2008; CARARO; SOUZA, 2008; DENECA, 2008). Deneca (2008) propõe também o caminho inverso, identificar as peças do Tangram nas figuras montadas. Com as peças do Tangram pode-se construir, identificar, classificar e reconhecer polígonos (PASSOS, 2000; SANTOS, 2007; DEUS, 2008; BARBOSA; RODRIGUES, 2008; SCOLARO, 2008)

Sendo que as peças do Tangram são formas geométricas, algumas propostas sugerem a construção das peças do Tangram pelos alunos por meio de dobradura (ARRUDA; ALMEIDA, 2008; CARARO; SOUZA, 2008; LEONARDI; GERÔNIMO, 2008; NOVAK, 2008; NOVAK; PASSOS, 2008; MORAIS, 2008; SCOLARO, 2008) aproveitando dessa estratégia para o estudo e a exploração de alguns conceitos, elementos e propriedades geométricas das figuras planas (ARRUDA; ALMEIDA, 2008). Os alunos ao construírem o Tangram exploram conceitos de diagonais, paralelas e perpendiculares, ângulos, o significado da bissetriz, a diferença entre quadrado e retângulo (ARRUDA; ALMEIDA, 2008; CARARO; SOUZA, 2008; NOVAK, 2008; NOVAK; PASSOS, 2008).

Alguns autores desenvolvem estratégias de aprendizagem por meio dos jogos. Silva e Kodama (2004b) utilizam o jogo Traverse para estudar as propriedades das figuras geométricas. Esse jogo é constituído de um tabuleiro quadriculado de 10x10 cm e de 8 peças nas cores azuis, amarelas, vermelhas e verdes, sendo: 2 triângulos, 2 losangos, 2 círculos e 2 quadrados. Jogam de 2 a 4 parceiros. O objetivo do jogo é mover todas as peças de sua fileira inicial para o lado oposto do tabuleiro, a fileira de destino. Entre as muitas regras do jogo está a de que as peças devem ser movimentadas de acordo com seu formato (losangos e triângulos nas diagonais; quadrados na vertical e horizontal; e círculos em todas as direções).

O Xadrez Chinês é outro jogo cujo objetivo é mover todas as peças através do tabuleiro, para o lado oposto. Surgiu no século XIX e tornou-se popular em primeiro lugar na Suécia. O jogo possui versões para 2, 3, 4 e 6 jogadores (com formatos distintos de tabuleiros). De acordo com Silva e Kodama (2006), na versão para 3 jogadores com tabuleiro no formato da “Estrela de Davi”, cada jogador começa com 15 peças posicionadas na base da mesma cor das peças (uma das pontas da estrela). Move-se uma peça por vez ao longo de qualquer linha durante as jogadas. Nenhum jogador poderá ocupar a ponta que corresponde “espaço de partida” ou “de chegada” de outro jogador, sendo permitido mover a peça para qualquer casa adjacente seguindo os segmentos. Se a casa estiver ocupada por uma peça, seja ela sua ou de um adversário, e a casa subseqüente no mesmo segmento estiver vaga, pode-se pular até ela. Uma peça pode dar vários pulos na mesma jogada. O jogador que melhor criar oportunidades e levar todas as peças para o lado oposto em primeiro lugar vencerá o jogo. A partir do traçado do tabuleiro e do movimento das peças com formas geométricas, Silva e Kodama (2006) sugerem atividades para trabalhar as condições de alinhamento, a noção de segmento, semelhança de figuras planas, pavimentação do plano e conceitos de combinatória.