RECONHECENDO
FIGURAS PLANAS POR MEIO DE
SUA
FORMA: Um estudo sobre triângulos e quadrados
com
alunos do 5º ano do ensino fundamental à luz da
teoria
de Van Hiele
RECOGNIZING
FLAT FIGURES BY MEANS OF THEIR SHAPE: A
study
of triangles and squares with students of the 5º year of
elementary
school in the light of Van Hiele's theory
ANDERSON
DOUGLAS PEREIRA RODRIGUES DA SILVA, FRANKLIN
FERNANDO
FERREIRA PACHÊCO
Resumo
A presente pesquisa teve como objetivo geral analisar se alunos do 5º ano do ensino fundamental reconhecem visualmente triângulos e quadrados por meio de sua forma física e estes a partir deste estudo se enquadram no nível 1 (visualização ou reconhecimento) da teoria de Van Hiele. Nossa fundamentação teórica está apoiada na teoria de Van Hiele (1957) na qual propõe um aprendizado continuo construindo o conhecimento geométrico gradualmente do educando, por meio de cinco níveis hierárquicos. Metodologicamente nos detemos em um estudo exploratório com uma abordagem quali-quantitativa. Participaram dessa pesquisa 28 alunos do 5º ano do Ensino Fundamental de uma escola pública situada pertencente a zona da mata norte do estado de Pernambuco. Utilizamos como instrumento para a coleta de dados um teste concebendo duas questões referentes ao reconhecimento dos triângulos e quadrado por meio de sua forma física. Os resultados indicam que esses alunos se enquadram no nível 1 (visualização) no que se refere a este estudo dos triângulos e quadrado. Entretanto, constatamos que no reconhecimento do quadrado os alunos sentirem uma maior fragilidade na sua identificação, pelo menos, no qual se apresentou em posição distinta as estabelecidas cotidianamente.
Palavras chave: Quadrado. Triângulo. Teoria de Van Hiele. Visualização.
Abstract
The present research had as general objective to analyze if students of the 5th year of elementary school recognize visually triangles and squares by means of their physical form and these from this study fall into level 1 (visualization or recognition) of Van Hiele theory. Our theoretical foundation is supported by Van Hiele's (1957) theory in which he proposes a continuous learning by gradually building the geometric knowledge of the learner through five
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hierarchical levels. Methodologically, we hold an exploratory study with a qualitative-quantitative approach. Participated in this study 28 students of the 5th grade of Elementary School of a public school located in the northern forest area of the state of Pernambuco. We used as a data collection instrument a test designing two questions regarding the recognition of triangles and square through their physical form. The results indicate that these students fall into level 1 (visualization) regarding this study of the triangles and square. However, we found that in the recognition of the square the students feel a greater fragility in their identification, at least in which they presented in a different position to those established daily.
Keywords: Square. Triangle. Van Hiele's Theory. Preview
Introdução
A geometria é uma área de conhecimento da matemática que se apresenta nos documentos oficiais, a exemplo, os Parâmetros Curriculares Nacionais-PCN, Parâmetros para a Educação Básica do Estado de Pernambuco, entre outros, que orientam os conteúdos para serem vivenciados no decorrer da Educação Básica.
O trabalho com a geometria nos anos iniciais do ensino fundamental, fonte de nosso estudo nessa pesquisa, segundo Brasil (1997) e Pernambuco (2012) começa a ser sistematizada a partir do 1º ano por intermédio do estudo de figuras planas e espaciais.
De acordo com esses documentos supracitados, nesta etapa de escolaridade se deve explorar o raciocínio geométrico dos alunos, levando-os a descrever, representar e perceber semelhanças assim como diferenças de figuras bidimensionais e tridimensionais, uma vez que “por meio da observação e experimentação elas começam a discernir as características de uma figura, e a usar as propriedades para conceituar classes de formas” (BRASIL, 1997, p.82). Ainda, nesse contexto, Brasil (1997) enfatiza que as geometrias nos dois primeiros ciclos devem ser explorados de maneira que estimulem a visualização dos alunos, pois “O pensamento geométrico desenvolve-se inicialmente pela visualização: as crianças conhecem o espaço como algo que existe ao redor delas. As figuras geométricas são reconhecidas por suas formas, por sua aparência física, em sua totalidade, e não por suas partes ou propriedades” (BRASIL, 1997, p.82).
Pesquisas realizadas sobre a relevância da visualização nos anos iniciais foram desenvolvidas por Heinen e Basso (2015), Oliveira e Leivas (2016), entre outros, apresentaram que os alunos nesta etapa da escolaridade conseguem identificar, nomear e classificar elementos de figuras planas e espaciais por meio de suas formas. Esses autores mencionam, ainda, que existem recursos que possibilitam o desenvolvimento visual de alunos no estudo de figuras planas e espaciais, tais como, trabalhar com malhas, objetos concretos, entre outros que possam ser utilizados pelos professores como recursos auxiliares como representações.
Mediante os parágrafos acima, nos detemos no estudo dos triângulos e quadrados no 5º ano do ensino fundamental. Desta forma, elaboramos a seguinte pergunta de pesquisa: será
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Com base em nossa pergunta de pesquisa, temos como, objetivo geral, analisar se alunos do 5º ano do ensino fundamental reconhecem visualmente triângulos e quadrados por meio de sua forma física e estes a partir deste estudo se enquadram no nível 1 (visualização ou reconhecimento) da teoria de Van Hiele (1957). E, como objetivos específicos, temos, identificar se os reconhecem visualmente as figuras dos triângulos por meio de sua forma física; identificar se os alunos reconhecem o quadrado por meio de sua forma física; e, por fim, comparar por meio dos protocolos apresentados quais das figuras os alunos sentiram maiores dificuldades e facilidades em seus reconhecimentos.
Para atender a nossa pergunta de pesquisa e objetivos (geral e específicos), metodologicamente optamos por uma pesquisa exploratória com abordagem quali-quantitativa, pois nosso intuito foi analisar o conhecimento dos alunos quanto ao reconhecimento de figuras geométricas (triângulos e quadrado) em um conjunto de diversas outras figuras, sendo elas, poligonais e não poligonais. Desse modo, utilizaremos dados quantitativos para elencar nossas categorizações mediante nossas análises dos resultados dos protocolos apresentados pelos alunos.
Diante desse quadro, embasamos essa pesquisa na teoria de Van Hiele (1957). por ser a que mais se adequa ao nosso método de investigação, pois ela contempla os conteúdos da geometria plana e permite avaliar os conhecimentos geométricos que cada indivíduo possui mediante cinco níveis de compreensão.
Portanto, a seguir, apresentamos a fundamentação teórica que serviu como parte substancial para o desenvolvimento de nossa pesquisa, seguido da metodologia, análise dos resultados, considerações finais, e, por fim, as referências.
Fundamentação Teórica
Os Parâmetros Curriculares Nacionais- PCN (BRASIL, 1997) por meio do bloco espaço e forma orientam que nos anos iniciais do ensino fundamental deve-se desenvolver a percepção visual dos alunos e estimula-los a compreender o espaço que os rodeiam.
Corroborando com esse contexto, Brasil (1998) afirma que a geometria (...) desempenha um papel fundamental no currículo, na medida em que possibilita ao aluno desenvolver um tipo de pensamento particular para compreender e representar de forma organizada, o mundo em que vive.
O estudo da geometria faz com que o desenvolvimento do pensamento geométrico envolva o trabalho com a visualização pois “as atividades geométricas se centram em procedimentos
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A geometria como conhecimento relevante para a construção da visualização se trata de um tema atual em pesquisas da educação matemática que vem sendo abordada em distintos enfoques e em diversos conteúdos nos vários níveis de escolaridade, isto é, “[...] visualização não como uma forma de representação em termos de uma figura ou representação de um objeto e sim como um processo capaz de auxiliar na construção do fazer matemático, bem como na comunicação dos conceitos nas diversas áreas desse conhecimento matemático” (LEIVAS, 2009, p.136).
Diversos autores, tais como, conforme citamos em nossa introdução, Heinen e Basso (2015), Oliveira e Leivas (2016), entre outros, enfatizam que a construção do conhecimento geométrico deve ser iniciado desde a infância, nas series iniciais do ensino fundamental, pois é nesta etapa de escolaridade que surgem as primeiras representações.
Mediante os parágrafos anteriores, embasamos nosso trabalho na teoria de Van Hiele (1957) pois nos possibilita analisar os conhecimentos geométricos que cada indivíduo possui, em nosso caso, se alunos do 5º ano do ensino fundamental reconhecem as figuras planas (triangulares e quadrado) por meio de suas formas físicas.
Essa teoria foi criada pelo casal holandês Dina Van Hiele e Pierre Mario Van Hiele por meio das dificuldades apresentadas por seus alunos na área da geometria plana. Esses estudiosos aplicaram diversas atividades para seus alunos e por meio delas afirmaram que era possível verificar os conhecimentos geométricos dos educandos, isto é, reconhecer as lacunas existentes que havia seus alunos. O trabalho desses holandeses tomou uma grande relevância para o ensino da geometria, uma vez que sua teoria passou a ser utilizada como um guia de aprendizagem, servindo também para avaliar as habilidades dos alunos na área da geometria.
Lopes e Nasser (2005) conceituam a teoria de Van Hiele como uma ferramenta relevante para que os professores organizem suas aulas de geometria, identifiquem as lacunas existenciais que os alunos concebem mediante o estudo da geometria plana e organize sua prática pedagógica para propiciar um melhor processo de ensino e aprendizagem
A seguir, apresentamos o quadro 1, resumindo os níveis de compreensão da teoria de Van Hiele (1957). Níveis de Compreensão Características Visualização ou reconhecimento (Nível 1)
- Reconhece visualmente uma figura geométrica; - Tem condições de aprender o vocabulário geométrico; - Não reconhece ainda as propriedades de identificação de uma
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Análise (Nível 2)
- Identifica as propriedades de uma determinada figura; - Não faz inclusão de classes.
Dedução informal
ou Ordenação
(Nível 3) - Acompanha uma prova formal, mas não é capaz de construir outra. - Já é capaz de fazer inclusão de classes;
Dedução Formal
(Nível 4) - Raciocina num contexto de um sistema matemático completo. - É capaz de fazer provas formais;
Rigor (Nível 5)
- É capaz de comparar sistemas baseados em diferentes axiomas; - É neste nível que as geometrias não- euclidianas são compreendidas.
Quadro 1. Níveis de compreensão da teoria de Van Hiele. Fonte: Alves e Sampaio (2010, p.70)
Alves e Sampaio (2010) apresentam os cinco níveis da teoria de Van Hiele (1957) de maneira objetiva, proporcionando ao leitor as características que cada indivíduo deve conceber de conhecimentos geométricos para permanecer nestes níveis.
De acordo com Alves e Sampaio (2010) descreveremos as características apresentadas pelos autores acerca dos níveis de Van Hiele. No nível 1 (visualização ou reconhecimento) é necessário que os indivíduos nessa fase sejam capazes de reconhecer visualmente figuras planas por meio de suas formas. Os indivíduos que se estabelecem no nível 2 (análise) são os que identificam as propriedades das figuras.
Já o nível 3 (dedução informal ou ordenação) se refere aos indivíduos que fazem inclusão de classes de figuras, ou seja, realizam comparações entre duas figuras e verificam suas propriedades semelhantes e distintas.
O nível 4 (dedução formal) se caracteriza por compreender que os indivíduos que permanecem nesta etapa raciocina em um contexto geométrico, isto é, realizam provas geométricas formais mediante problemas propostos.
O nível 5 (rigor), e último, contempla os indivíduos que raciocinam em um contexto geométrico não-Euclidiano, a exemplos, das geometrias, hiperbólica e elíptica.
Apesar dessa teoria contemplar cinco níveis de maneira hierárquica, conforme verificamos, focaremos apenas no nível 1 (visualização ou reconhecimento) mediante o estudo das figuras triangulares e quadrados por meio de sua forma física com alunos do 5º ano do ensino fundamental.
Metodologia
Partindo do objetivo geral, no qual objetivamos analisar se alunos do 5º ano do ensino fundamental se enquadram no nível 1 (visualização ou reconhecimento) da teoria de Van Hiele no estudo de triangulo e quadrado, nossa metodologia empregada se classifica como exploratória com abordagem quali-quantitativa.
Educação e Tecnologia em Tempos de Mudança | 6 Gil (2008) diz que a pesquisa exploratória é um tipo de estudo se busca proporcionar uma familiaridade entre o pesquisador com o problema, na tentativa de torna-lo mais explicito a mesma se delineia por meio de aprimoramento de caráter bibliográfico e de estudo de caso.
Quanto a abordagem da pesquisa quali-quantitativa Ensslin e Vianna (2008) considera que:
A abordagem quali-quantitativa não é oposta ou contraditória em relação à pesquisa quantitativa, ou a pesquisa qualitativa, mas de necessária predominância ao se considerar a relação dinâmica entre o mundo real, os sujeitos e a pesquisa, ainda mais quando se intensificam os consensos nos questionamentos acerca das limitações da Pesquisa Operacional Clássica em incorporar os sujeitos, objetos e ambientes no contexto de construção do conhecimento e consequentemente nas metodologias de pesquisa.
A pesquisa foi desenvolvida em um município situado na zona da mata norte do estado de Pernambuco. Participaram dessa pesquisa 28 alunos do 5º ano dos anos iniciais do ensino fundamental, neste contexto, para omitir a identidade dos alunos em nossa categorização os denominaremos de A1, A2, A3,...,A28.
O instrumento de coleta de dados foi um teste contemplando duas questões referentes ao estudo do triângulo e quadrado no qual os alunos por meio da forma física realizassem seus reconhecimentos, características do nível 1 (reconhecimento ou visualização) da teoria de Van Hiele.
A primeira questão apresentou um conjunto de figuras geométricas objetivando que os alunos assinalassem apenas os triângulos por meio de sua forma física, conforme verificamos na figura 01.
Figura 01: reconhecimento de triângulos. Fonte: elaborado pelos autores (2017)
A segunda questão contemplou que os alunos reconhecessem a partir da forma física o quadrado em meio a outras, como podemos verificar a seguir na figura 02.
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Figura 02: reconhecimento de quadrado. Fonte: elaborado pelos autores (2017)
Para as análises de resultados utilizamos dados quantitativos, entretanto, como objetivamos verificar se os alunos reconhecem as figuras geométricas (triângulo e quadrado) por meio de sua forma física, os resultados numéricos servem apenas para subsidiar nosso método avaliativo.
Partindo desse contexto, realizamos nossas categorizações de resultados em dois momentos, são eles: de maneira geral e resultado por questão.
Análise dos Resultados
Nossas análises de resultados foram categorizadas em dois momentos. Primeiramente analisamos os dados de maneira geral (neste procedimento avaliamos quantos alunos acertaram completamente as duas questões do teste, isto é, reconheceram todas as figuras por meio de sua forma física). Nesta etapa, a categorização nos permite identificar quantos alunos estão no nível 1 (visualização ou reconhecimento) segundo a teoria de Van Hiele (1957).
Desse modo, consideramos, a categorização da seguinte maneira, acertaram completamente o teste (para os alunos que responderam as duas questões corretas), acertaram parcialmente o teste (alunos que não acertaram todas as questões do teste) não acertaram o teste (alunos que erraram todas as questões), e, por fim, não responderam o teste (alunos que não assinalaram nenhuma das figuras geométricas em estudo).
No segundo momento analisamos cada questão separadamente, ou seja, a princípio verificamos a primeira questão, realizando o mesmo procedimento para a segunda. Na categorização por questão, apresentamos o objetivo da atividade assim como sua descrição. Posteriormente, realizamos as análises a partir dos protocolos, contemplando os seguintes critérios, reconheceram todas as figuras (para os alunos que reconheceram todas as figuras), reconheceram parcialmente (para os alunos que não reconheceram todas as figuras), não reconheceram as figuras (não apresenta acertos) e não responderam (sem resposta).
Educação e Tecnologia em Tempos de Mudança | 8 Ao analisarmos o teste de maneira geral no qual categorizamos quantos alunos acertaram completamente as duas questões, obtemos os seguintes dados, conforme apresenta a seguinte tabela 01: Acertaram completamente o teste Acertaram parcialmente o teste Não acertaram o teste Não responderam o teste Teste completo 16 (57,15%) 12 (42,85%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)
Tabela 01: resultado do teste de maneira geral dos 28 alunos. Fonte: elaborado pelos autores (2017)
Como podemos perceber a partir da tabela 01, a minoria dos alunos, isto é, 12 não conseguiram reconhecer os triângulos e quadrados no teste que continha duas questões ambas pertencentes ao nível 1 (visualização ou reconhecimento) da teoria de Van Hiele (1957).
Constatamos, ainda, que 16 (57,15%) alunos acertaram complemente o teste, ou seja, a maioria dos alunos acertaram as duas questões. Acreditamos que este resultado é mediado por meio da proposta curricular, pois, quanto a isto Pernambuco (2012) salienta que a partir do 1º ano dos anos iniciais do ensino fundamental se inicia o estudo acerca do reconhecimento de figuras geométricas planas em distintas posições. Por isto, consideramos que o aluno ao permanecer no 5º ano do ensino fundamental conceba conhecimentos para o reconhecimento de figuras geométricas planas simples, tais como, triângulos e quadrados.
Nosso segundo momento de categorização apresentamos as duas questões do teste separadamente no qual contemplam o reconhecimento do triângulo e quadrado por meio de sua forma física, isto é, a identificação de “uma determinada figura plana em um conjunto de várias figuras” (PERNAMBUCO, 2012, p.52).
A primeira questão objetivou que os alunos reconhecessem os triângulos meio as diversas figuras planas. Analisando os protocolos verificamos que os 28 (100%) alunos responderam a primeira questão. Entretanto, constatamos que apenas 21 (80,77%) alunos reconheceram todas as figuras triangulares. Ainda, neste contexto, foi perceptível que 7 (20,23%) alunos reconheceram parcialmente as figuras triangulares, assim como, não houve indícios de erros totais.
Mediante os 28 protocolos analisados sob o olhar do nível 1 (visualização ou reconhecimento) da teoria de Van Hiele, enfatizamos que os alunos ao reconhecerem todas as figuras triangulares se enquadram nas características. Porém, aos que acertaram parcialmente, considera-se que estes estejam progredindo neste nível (1), pois, em suas respostas ambos assinalam dois dos três triângulos.
Nesta perspectiva, apresentaremos por meio da figura 01 o protocolo do A 17que realizou o
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Figura 01: reconhecimento parcial dos triângulos. Fonte: Elaborado pelos autores (2017)
Com base nos protocolos analisados, verificamos que apenas 5 (19,23%) alunos dentre os 7 (20,23%) que reconheceram parcialmente as figuras assinalaram a alternativa E que visualmente assemelha-se a um triângulo, mas que se enquadra na família dos quadriláteros. Vale ressaltar, aqui, que os alunos ao acertarem parcialmente as figuras triangulares, a alternativa C que corresponde ao triângulo escaleno não foi reconhecido pelos alunos, porém, constatamos que alunos pertinentes ao 5º ano dos anos iniciais do ensino fundamental concebe conhecimentos para “classificar triângulos quanto aos lados (escaleno, equilátero e isósceles) e quanto aos ângulos (acutângulo, retângulo e obtusângulo)” (PERNAMBUCO, 2012, p.56).
A segunda questão teve como intuito que os alunos reconhecessem os quadrados em um conjunto de diversas figuras geométricas planas. Pernambuco (2012) ressalta que no estudo dos quadriláteros alunos pertencentes ao 5º ano do ensino fundamental realizam as classificações destas figuras a partir de seus ângulos e lados.
Partindo deste contexto, analisamos os protocolos dos alunos e identificamos que dos 28 (100%) alunos participantes da pesquisa todos responderam à questão. Enfatizamos que deste total da população submetidos ao teste 16 (57,15%) alunos reconheceram todas as figuras denominadas de quadrado, ou seja, assinalaram as alternativas B e D, sendo esta última apresentada de maneira distinta por meio de posição prototípicas.
Quanto aos reconhecimentos parciais do quadrado notou-se que 12 (42,85%) dos alunos não consideraram a alternativa D como um quadrado, mas sim como um losango. É perceptível que os alunos não perceberam que a alternativa D se tratava de uma rotação da figura B, apesar do que se afirma em Pernambuco (2012) que no 1º ano os alunos já são capazes de “reconhecer pares de figuras iguais (congruentes) apresentadas em diferentes disposições” (52).
Considerando o que foi exposto apresentamos por meio da figura 02 o protocolo do A 7no
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Figura 02: reconhecimento dos quadrados. Fonte: elaborado pelos autores (2017)
Sendo assim, conforme o que foi explanado sobre a análise de resultados sobre o quadrado constatamos que mais de 50% da turma se enquadra nas características do nível 1 (visualização ou reconhecimento) da teoria de Van Hiele (1957). E, aos alunos que não realizaram o reconhecimento total da figura estão progredindo neste nível, pois como propõe Pernambuco (2012) no 6º ano do ensino fundamental se configura um aprofundamento deste conteúdo.
Considerações Finais
Essa pesquisa nos permitiu analisar como uma turma de 5º ano dos anos iniciais do ensino fundamental se comportam mediante o estudo do reconhecimento dos triângulos e quadrado a partir de um conjunto de figuras geométricas.
Os resultados mostraram que os alunos se enquadram no nível 1 (visualização) mediante o estudo dessas figuras geométricas. Porém, podemos verificar, segundo nossa análise que no estudo do quadrado houve uma certa fragilidade no que se refere ao reconhecimento do quadrado em forma distinta ao visualizado geralmente nos livros didáticos.
Portanto, sugerimos que, em futuros trabalhos, sejam vivenciados propostas de ensino de geometria, em especial para o reconhecimento dos triângulos e quadrado por meio de materiais manipulativos, tais como, o tangram, assim como, softwares educativos, a exemplo, Apprenti Géomètre 2, geogebra, cabri, entre outros que auxiliem os alunos na percepção visual de maneira que minimizem as lacunas conceituais impostas pelo abandono da geometria no Ensino Fundamental.
Referências
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Educação e Tecnologia em Tempos de Mudança | 11 BRASIL, Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros Curriculares Nacionais: matemática/ Secretaria de Educação Fundamental- Brasília: MEC/ SEF,1998. 148 p.
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