Trigonometria em Livros Didáticos do 9° Ano do Ensino Fundamental Aprovados Pelo PNLD/2014
1Luana Vieira Ramalho
2GD2: Educação Matemática nos anos finais do Ensino Fundamental
Resumo: Este artigo é um recorte da pesquisa de Mestrado em desenvolvimento no Programa de Pós- Graduação em Educação Matemática (PPGEduMat), na Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Nosso objetivo é analisar o ensino da Trigonometria nos livros didáticos do 9o ano do ensino fundamental aprovados no Programa Nacional do Livro Didático (2014). Para tal estudo, a Teoria Antropológica do Didático se constitui como referencial teórico e metodológico, por meio da qual é possível analisar as organizações matemática e didática propostas nos livros didáticos. Pretendemos, assim, com essa pesquisa, caracterizar, tanto a Matemática presente quanto às escolhas didáticas dos autores de cada livro analisado.
Palavras chaves: Ensino; Trigonometria; Praxeologia.
Introdução
Em experiências como bolsista do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação a Docência (PIBID) do período de 2011 a 2013, percebia que muitos estudantes chegavam ao Ensino Médio com dificuldades relativas à trigonometria o que consequentemente dificultava a compreensão de novos conceitos trigonométricos. Essa observação despertou meu interesse em investigar, entre outros fatores, como está sendo proposto o ensino de Trigonometria nos livros didáticos, em particular no ensino fundamental, tendo em vista que é nesse nível escolar que os estudos relativos à Trigonometria têm início. Para iniciar essa investigação buscamos, em alguns documentos oficiais, compreender o que é proposto para o ensino da trigonometria no ensino fundamental. Em seguida fizemos uma primeira busca de pesquisas que discutem o ensino e a aprendizagem da Trigonometria, com o objetivo de começar a fazer um breve mapeamento do que tem sido feito relativo a esse tema. A seguir discutimos brevemente os principais pontos dessas leituras.
Os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Fundamental (PCN) (BRASIL, 1998) relatam que o ensino da Matemática deve levar o aluno a valorizar essa ciência como instrumento para compreender o mundo à sua volta, além de estimular o interesse, a curiosidade, a investigação e o desenvolvimento da capacidade de resolver problemas. No
1 Pesquisa estricto sensu em nível mestrado financiado pela Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
2 Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, e-mail: [email protected] , orientadora: Prof. ª Dra. Marilena Bittar
que diz respeito à Trigonometria, encontramos nos Parâmetros Curriculares do Ensino Médio (PCNEM) (BRASIL, 1999) que,
[...] tema que exemplifica a relação da aprendizagem de Matemática com o desenvolvimento de habilidades e competências é a Trigonometria, desde que seu estudo esteja ligado às aplicações, evitando-se o investimento excessivo no cálculo algébrico das identidades e equações para enfatizar os aspectos importantes das funções trigonométricas e da análise de seus gráficos.
Especialmente para o indivíduo que não prosseguirá seus estudos nas carreiras ditas exatas, o que deve ser assegurado são as aplicações da Trigonometria na resolução de problemas que envolvem medições, em especial o cálculo de distâncias inacessíveis, e na construção de modelos que correspondem a fenômenos periódicos. (BRASIL, 1999, p.44)
Esse documento sugere que o critério central do ensino da Trigonometria deve ser a contextualização, para que o aluno estabeleça conexões entre diversos conceitos da Matemática e diferentes formas do pensamento matemático. Vale dizer que, o documento Orientações Curriculares para o Ensino Médio (OCNEM) (BRASIL, 2006) pontua a necessidade dos conhecimentos básicos da Trigonometria para a continuidade de seu estudo no ensino médio, em particular no estudo das funções trigonométricas.
Desse modo, no estudo inicial das razões trigonométricas seno e cosseno, deve-se ressaltar que são as propriedades de semelhança de triângulos que dão sentido a essas definições. A partir das definições e de propriedades básicas de triângulos, devem ser justificados os valores de seno e cosseno relativos aos ângulos de medida 300º, 450º e 600º. (BRASIL, 2006). Esse estudo primário da Trigonometria é apresentado no 9º ano do Ensino Fundamental, o que diante dos documentos oficiais mostra-se pertinente no que diz respeito a fundamentar um estudo mais abrangente em séries posteriores.
Nas pesquisas de Lindegger (2000) e de Rossa (2011) é observado que o ensino e a
aprendizagem da trigonometria no ensino fundamental, apresentam características de um
aprendizado mecanizado. Nesta perspectiva, o interesse de Lindegger foi de investigar uma
abordagem para o ensino da trigonometria no triângulo retângulo a partir da manipulação
de modelos. A questão de pesquisa de Lindegger foi “Como abordar o conteúdo relativo à
trigonometria do triângulo retângulo (seno, co-seno e tangente) de forma a possibilitar que
o aluno compreenda seus conceitos? E, consequentemente investigar quais os fatores que
interferem na aquisição desses conceitos.” Lindegger teve como hipótese que o
desenvolvimento de uma sequência de ensino com situações problemas, a partir de
questões simples e contextualizadas, proporcionariam um ambiente facilitador para a
construção e a apropriação de conceitos trigonométricos. A pesquisa foi desenvolvida com
dois grupos: no primeiro foi aplicada uma sequência de ensino com pressuposto teórico construtivista; já no segundo a abordagem da trigonometria se deu de forma tradicional, considerado pelo autor como definições seguidas de exercícios. Nas análises finais após comparar os resultados obtidos da experimentação com os dois grupos, o autor concluiu que o primeiro grupo apresentou um desempenho satisfatório e superior ao do segundo grupo. Em geral, a pesquisa proporcionou pistas significativas sobre o processo de ensino e aprendizagem. Segundo o autor a mais valiosa delas foi que o processo de construção dos conceitos básicos da trigonometria, a exemplo da história da trigonometria, adquire força quando inicia-se a partir da resolução de problemas concretos, advindos da realidade, dirigindo para problemas formais, quando os conceitos ganham significado mais abstrato e abrangente.
Rossa (2011) analisou o processo do pensamento conceitual da trigonometria, em particular o conceito de seno de um ângulo, tendo como base uma atividade de ensino planejada à luz da teoria histórico-cultural de Vygotsky. Teve como questão de pesquisa
“Quais as manifestações de aprendizagem do conceito de seno, por 32 alunos do 9º ano escolar, ao executar uma atividade de estudo que tem como referência as significações do ciclo trigonométrico?”. Para responder esse questionamento, a autora analisou o processo de execução das tarefas e das operações referentes à construção do ciclo trigonométrico proposto na atividade de ensino. Para as análises foram estabelecidos três focos: a execução das operações referentes à construção do ciclo trigonométrico, as operações referentes às inter-relações entre as ideias ou significações conceituais e as elaborações conceituais de seno. A autora concluiu que a atividade de ensino oportunizou o desenvolvimento do pensamento conceitual da trigonometria pelos alunos, dentro dos limites que se propôs, produzindo reflexos positivos e de real significado para professor e aluno, de modo a propiciar algumas reflexões sobre o ensino da trigonometria no ensino fundamental.
Observa-se que as pesquisas de Lindegger (2000) e de Rossa (2011) são voltadas para a
aprendizagem da trigonometria, mas o que chama nossa atenção é que essas pesquisas
apresentam um tópico em que se discute, por um viés analítico, como que está sendo
introduzido o conteúdo de trigonometria pelo livro didático (LD). Por exemplo, Rossa
(2011) argumenta que mesmo não sendo o foco da sua pesquisa, o estudo desse conteúdo
no livro didático se faz necessário ao buscar significações atuais para sala aula, e isto
possibilitou à autora verificar a rotina de estudo sobre o tema no 9º ano do ensino fundamental diante do que estava proposto pelo livro didático.
Desse modo, percebemos uma proximidade dessas pesquisas ao que pretendemos investigar, no que se refere à análise do ensino da trigonometria no livro didático. Nessas pesquisas, essa análise contribuiu no sentido de fornecer elementos para inferir ou caracterizar, como possivelmente estava sendo abordado esse tema na sala de aula, visto que Lindegger (2000) pontua que o LD pode influenciar ou servir de referência para os professores na formação de estratégias para a abordagem um conteúdo. Em geral, mesmo apresentando uma discussão em torno do ensino da Trigonometria nos livros didáticos, elas mantêm seu foco em questões relativas à aprendizagem, o que de certo modo, deixa margem à minha pretensão em analisar o livro didático, especificamente a Trigonometria que por ele é abordada.
Segundo Frison et. al. (2009) os livros didáticos são tidos como um recurso educacional importante, uma vez que são neles que estão propostos os conteúdos considerados essenciais a serem ensinados e aprendidos. Desse modo, o livro didático pode influenciar o planejamento das aulas, embora os Parâmetros Curriculares Nacionais sugiram aos professores o uso também de outras fontes de saber, como material de apoio para elaboração das aulas. Tendo em vista a influência do livro didático na prática do professor e a minha inquietude em analisar o ensino da trigonometria, apresentamos a seguinte questão Como é proposto o ensino da Trigonometria em livros didáticos do 9º ano do ensino fundamental? A escolha pelo 9° ano do ensino fundamental se dá por ser nessa fase que os estudos sobre o tema têm início.
O Guia do Programa Nacional do Livro Didático disponibiliza a qualquer interessado uma análise, em forma de resenha, das coleções aprovadas pelo PNLD. Essa publicação objetiva auxiliar os professores na escolha do livro didático para o triênio, uma vez que o governo federal compra os livros didáticos de três em três anos. Em busca de mais informações sobre o ensino da trigonometria, analisaremos de forma detalhada esse conteúdo nos livros didáticos do 9º ano aprovados pelo PNLD/2014 que, de certa forma, enriquece as dados já conhecidos por meio das resenhas publicadas no Guia de 2014.
Assim, com objeto geral de caracterizar o ensino de trigonometria em livros didáticos
destinados ao 9
oano do ensino fundamental, aprovados pelo PNLD/2014, elencamos dois
objetivos específicos: identificar e analisar, em livros didáticos destinados ao 9º ano do
ensino fundamental, conceitos, procedimentos e algoritmos relativos à trigonometria, e as escolhas didáticas realizadas por autores desses livros relativas ao ensino de trigonometria.
A análise do ensino da trigonometria nos livros didáticos será realizada por intermédio da Teoria Antropológica do Didático (TAD), desenvolvida por Yves Chevallard nos anos de 1990; ela oferece instrumentos teóricos e metodológicos para investigar e modelar a atividade Matemática, constituindo-se um recurso para a análise de livros didáticos. Esses recursos permitem analisar a organização matemática, em que se refere a que matemática está sendo proposta? E também analisar a organização didática, ou seja, a maneira como esse conteúdo está sendo apresentado no livro didático.
Teoria Antropológica do Didático (TAD)
A Teoria Antropológica do Didático nos oferece instrumentos que permitem modelar e investigar a atividade matemática. Um dos postulados básicos da teoria é que toda atividade humana pode ser entendida por uma praxeologia e nesse sentido a atividade matemática está situada no conjunto das atividades humanas e das instituições sociais. A praxeologia é entendida como a forma de entender as ações humanas de maneira a permitir a análise e a modelagem das práticas sociais, em particular da atividade matemática.
Chevallard (1999) pontua o estudo da atividade matemática por meio do modelo praxeológico, constituído pela noção de tipo de tarefa ( ), técnica ( ), tecnologia ( ) e teoria ( ), o qual pode ser representado pela notação , , ]. Esse autor caracteriza o modelo praxeológico como sendo formado por dois blocos, o prático técnico [T, ] referindo-se ao saber-fazer, que está relacionado à prática. E o tecnológico-teórico [ ] compreendido como o saber.
Na análise praxeológica associada a um saber, relativo às práticas de ensino, devemos considerar duas realidades: primeiro, a realidade matemática que pode ser constituída e que será denominada praxeologia matemática (ou organização matemática) e, em segundo lugar, a maneira pela qual ela pode ser apresentada, que se denomina organização didática.
A teoria permite estudar a organização didática e a organização matemática pelo quarteto
praxeológico. Outro recurso que a teoria oferece e que usaremos para a análise da
organização didática são os momentos didáticos, que a nosso ver se adequam melhor aos
nossos objetivos. Desse modo, apresentaremos a seguir a noção de cada um dos elementos
que compõem o quarteto praxeológico que usaremos para a análise da organização matemática e, em seguida, discursaremos sobre os momentos didáticos.
Elementos do modelo praxeológico e os momentos didáticos
Segundo Saddo (2007), a modelagem da atividade matemática usando o modelo praxeológico se baseia em dois postulados :
1
° - Toda prática institucional pode ser analisada, sob diferentes pontos de vistas e de diferentes maneiras, em um sistema de tarefas relativamente bem delineadas.2° - O cumprimento de toda tarefa decorre do desenvolvimento de uma técnica.
(SADDO, 2007 p. 144)
Assim, dentre os elementos do quarteto praxeológico pelo qual se representa uma praxeologia, tem-se o tipo de tarefa (T) o qual se exprime por um verbo de ação, a exemplo o verbo calcular. Por outro lado, note que quando dizemos “calcule”, essa palavra sozinha não nos diz o que é para ser realizado ao certo, ou seja, o que é para ser calculado? Assim, quando referimos apenas ao verbo fica caracterizado com gênero de tarefa, e quando especificamos o que é para ser feito como: calcular sen x° + cos x°, dizemos que é um tipo de tarefa. O Tipo de tarefa pode ser considerado como um conjunto de tarefas (t) que tenham características comuns, por exemplo, dentro do conjunto: calcular sen x° + cos x°, podemos der várias tarefas, como: calcular sen 20° + cos 30°; calcular sen 300° – cos 15°.
Podemos entender melhor a relação entre tipos de tarefas e suas respectivas tarefas (t
1, t
2, t
3,..., t
n) por meio do diagrama a seguir.
Figura 1. Representação gráfica da relação entre tipo de tarefa (T) e tarefa (t).
Fonte: Nossa autoria
Para realizar um tipo de tarefa, bem como, uma tarefa, é necessária uma maneira de fazer,
ou seja, utilizar-se de um artifício com finalidade de desenvolver o tipo de tarefa que foi
proposto, essa maneira de fazer ou realizar a tarefa é tido como técnica. O que justifica e
mostra o alcance da técnica utilizada é chamado de tecnologia ( e essa justificativa é
realizada por meio de um discurso descritivo. E o que justifica e esclarece a tecnologia,
bem como a torna inteligível é a teoria ( .
Para melhor compreender esses elementos praxeológicos, analisaremos a resolução proposta no exercício a seguir, retirado de um dos livros a serem analisados. A atividade requer o cálculo da altura da altura de um prédio:
Figura 2. Cálculo da tangente do ângulo de 30°.
Fonte: Praticando Matemática - Matemática - 9° ano, p. 215.
Observe que foram dados, no exercício, a medida de um ângulo (30°) e de um cateto adjacente (60 metros), e pede-se a altura do edifício que corresponde ao outro cateto do triângulo equilátero. Como o livro traz a tabela trigonométrica, com valores aproximados para o seno, cosseno e tangente dos ângulos de 1° a 90°, o aprendiz pode olhar nessa tabela os valores das relações trigonométricas para dar continuidade à resolução do exercício.
Uma das maneiras de solucionar esse problema é usando, como técnica ( ), a fórmula para o cálculo da tangente de um ângulo (tg =
. Observemos a resolução
proposta no livro didático.
Figura 3. Figura 2. Cálculo da tangente do ângulo de 30°.
Fonte: Praticando Matemática - 9° ano, p. 215.
Se entendemos a técnica como sendo constituída de ações realizadas na resolução da tarefa, identificamos, nessa resolução, duas técnicas:
− aplicação da definição de tangente;
− resolução da equação do 1º grau.
Essas técnicas podem ser justificadas por meio da relação trigonométrica da tangente, que passa a ser a tecnologia dessas técnicas. A teoria ( que justifica o uso dessa tecnologia é a trigonometria no triângulo retângulo.
Nogueira (2008) pontua que um conjunto de técnicas, de tecnologias e de teorias
organizadas em torno de um tipo de tarefa forma uma praxeologia pontual. Da mesma
forma a reunião de várias praxeologias pontuais justificados pela mesma tecnologia,
constitui a praxeologia local. Consequentemente a reunião de várias praxeologias locais justificadas pela mesma teoria, forma a praxeologia regional. Essas organizações podem ser agrupadas como segue:
Figura 4. Níveis de determinação das estruturas praxeológicas matemáticas
Fonte: Carvalho 2012, p. 48