Reflexões sobre as dificuldades dos alunos na aprendizagem de álgebra



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REFLEXÕES SOBRE AS DIFICULDADES DOS ALUNOS NA APRENDIZAGEM DE ÁLGEBRA
Katia Henn Gil - PUCRS

Kgil.autosulveiculos@terra.com.br

Ruth Portanova – PUCRS

rportanova@pucrs.br
1 Introdução

Ao longo dos séculos e superando muitas dificuldades, os matemáticos foram lentamente aprendendo a substituir as palavras por letras e por pequenos sinais: =, +, -, :, etc., surgindo assim as noções da Álgebra – as equações expressas totalmente em símbolos como as conhecemos hoje: a Álgebra simbólica. (TELLES, 2004). Hoje a Álgebra tem muitas aplicações se mostrando muito útil como estratégia de resolução de problemas, mas assim como os outros campos da Matemática, a sua aprendizagem apresenta dificuldades. De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs de Matemática) “a ênfase que os professores dão a esse ensino não garante o sucesso dos alunos, a julgar tanto pelas pesquisas em Educação Matemática como pelo desempenho dos alunos nas avaliações que têm ocorrido em muitas escolas. Nos resultados do Sistema Nacional de Avaliação da Educação Básica (SAEB), por exemplo, os itens referentes à álgebra raramente atingem um índice de 40 % de acerto em muitas regiões do país.” (Brasil, 1998, p.115-116).

Percebe-se que o aluno tem uma grande dificuldade em compreender os procedimentos que fazem parte do estudo algébrico. Existem erros que se repetem e persistem de um ano para outro. Estes conceitos que envolvem a Álgebra são enfatizados na 7ª série do Ensino Fundamental e serão utilizados até o final do Ensino Médio. Então, é importante que o aluno consiga apropriar-se deles para que possa aplicá-los nas mais diversas situações.


2 A história do Ensino da Álgebra no Brasil

Os problemas enfrentados nos dias atuais no ensino da Álgebra no Brasil, podem ser reflexo da evolução da Álgebra desde a sua inclusão no currículo até hoje. É necessário que se faça um estudo, mesmo que breve sobre a sua história no currículo brasileiro para que se compreenda melhor o que ocorre hoje.

De acordo com Miguel, Fiorentini e Miorim (1992), a preocupação legal em introduzir a Álgebra no ensino brasileiro ocorre com a Carta Régia de 19 de agosto de 1799. A Álgebra seria introduzida na forma de aulas avulsas, ao lado de outras disciplinas como a Aritmética, a Geometria e a Trigonometria que já faziam parte do ensino. E foi no início do século XIX quando, pela 1ª vez o estudo de Álgebra é introduzido no ensino secundário brasileiro. Estas áreas do conhecimento eram trabalhadas em compartimentos estanques.

Desde o início do estudo da Álgebra até o início da década de 60, quando se inicia o Movimento da Matemática Moderna, o seu ensino era predominantemente de caráter mecânico e reprodutivo, sem clareza alguma. Esse movimento apostava na introdução de elementos unificadores dos campos da Matemática, como a teoria dos conjuntos e as estruturas algébricas.

Nesse período a Álgebra ganha lugar de destaque em sua concepção moderna, tornando-se o elemento unificador dos campos da Matemática. O Movimento da Matemática Moderna também tinha a preocupação em superar a forma mecânica e reprodutiva do ensino da Álgebra.

Após a implantação da Matemática Moderna e seu declínio, os educadores movimentaram-se para recuperar o ensino da Geometria, e a Álgebra acaba perdendo o seu lugar de destaque, que havia adquirido com o Movimento da Matemática Moderna, através dos elementos unificadores, indicando uma tendência da Geometria ocupar este lugar. Com estas novas propostas, a Álgebra parece retornar ao papel exercido anteriormente, conforme o citado abaixo:


Mas se, por um lado, na proposta da CENP (Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas) a Geometria passa a dar sustentação à metodologia do ensino da Aritmética e da Álgebra, por outro lado, o próprio ensino de Álgebra não apenas perde aquelas características que a Matemática moderna lhe havia atribuído como também parece retomar – sem, é claro, aquelas regras e aqueles excessos injustificáveis do algebrismo - o papel que ele desempenhava no currículo tradicional, qual seja o de um estudo introdutório – descontextualizado e estático – necessário a resolução de problemas e equações. (MIGUEL, FIORENTINI E MIRIOM, 1992, p.51).

A Álgebra, nos dias de hoje, ocupa um lugar privilegiado nos livros didáticos, mas parece ainda não existir reflexões dos educadores sobre o seu ensino.



3 As Concepções de Álgebra e Educação Algébrica

Os PCN’s de Matemática (Brasil, 1998) trazem as diferentes interpretações da Álgebra como: Aritmética Generalizada, Funcional, Equações e Estrutural. Já, conforme o Dicionário Luft (2000), Álgebra é a parte da Matemática que generaliza as questões aritméticas, representando quantidades através de símbolos.

Miorim , Miguel e Fiorentini (1993), afirmam que durante a história do ensino da Matemática as principais concepções para educação algébrica foram:

Uma primeira concepção praticamente predominante durante todo o século XIX e primeira metade do século XX, tanto no Brasil como em outros países, prevalecia a crença de que a aquisição, ainda que mecânica, das técnicas requeridas pelo transformismo algébrico – obtenção de expressões equivalente mediante o emprego de regras e propriedades válidas – seria suficiente para que o aluno fosse capaz de resolver problemas, ainda que estes fossem quase sempre artificiais. Essa concepção chamava-se lingüístico-pragmática.

Com o Movimento da Matemática Moderna veio uma nova concepção para educação algébrica, que foi denominada pelos autores como fundamentalista-estrutural. Nesta concepção o papel pedagógico da educação algébrica é o de fundamentar os vários campos da matemática escolar. Acreditava-se que a introdução de propriedades estruturais das operações que justificassem cada passagem presente no transformismo algébrico capacitaria o aluno a aplicar essas estruturas nos mais diferentes contextos. Por fim, uma terceira concepção, a qual foi chamada pelos autores de fundamentalista-analógica, tenta fazer uma síntese das concepções anteriores, procurando recuperar o valor instrumental da álgebra mantendo o caráter fundamentalista de justificação, mas agora não mais de forma lógico-estrutural, e sim, na maioria das vezes, em recursos analógicos geométricos e, portanto visuais.

É importante lembrar que existe um não consenso no que se refere à concepção de Álgebra entre os estudiosos no assunto. Em outras situações, definimos o que poderia fazer parte da Álgebra ou não, mas até aí existem dúvidas como: “[...] gráficos são ou não parte da álgebra?” LINS E GIMENES (1997, p.89).


Esta falta de consenso sobre a sua concepção e até por definir tópicos que fazem ou não parte do estudo da Álgebra, acabam trazendo dúvidas quanto à importância destinada a cada um destes no estudo algébrico.

4 A Linguagem Algébrica

Na estrutura curricular do Ensino Fundamental, o estudo da Álgebra é fundamental. É a partir da apropriação dos seus conceitos que podemos fazer abstrações e generalizações e isso em um grau maior que o realizado no estudo da Aritmética. É importante a compreensão da linguagem algébrica na tradução de problemas reais para a linguagem matemática, a fim de resolvê-los. É interessante lembrar que muito tempo foi necessário para que chegássemos à álgebra simbólica utilizada atualmente. De acordo com esta idéia, para Schoen (1995, p. 138):


“[...] o desenvolvimento histórico do simbolismo algébrico começou com um período de álgebra verbal ou retórica, que durou pelo menos três milênios. Ao período retórico surgiu-se um outro, de mais um milênio, em que o discurso algébrico caminhou gradualmente da fase retórica para a simbólica”.

Então, é necessário que o trabalho de conceitos e procedimentos algébricos também seja gradual, passando por uma fundamentação verbal, a fim de que estes sejam apropriados pelo aluno de forma efetiva.

O estudo algébrico envolve uma interpretação exigindo a tradução da linguagem escrita para a linguagem matemática, e muitas vezes as dificuldades apresentadas pelos alunos na tradução de situação da linguagem corrente para a linguagem formal residem na interpretação. Não sendo capaz de interpretar, o aluno não conseguirá representar formalmente a situação. Para Lochhesd e Mestre (1995) muitos alunos possuem dificuldades na resolução de problemas algébricos bastante simples, principalmente quando estes necessitam da tradução da linguagem corrente para a linguagem formal. Segundo estes mesmos autores, “Sem a capacidade de interpretar expressões, os alunos não dispõem de mecanismos para verificar se um dado procedimento é correto”.

(LOCHHESD e MESTRE, 1995, p.148).



5 A Relação entre Álgebra e Aritmética
Além da tradução de um problema real para a linguagem algébrica, a resolução de um problema vai exigir que o aluno utilize os conhecimentos que fazem parte dos procedimentos algébricos. Esta nova fase, que tem início na 6ª série do Ensino Fundamental, e aprofunda-se na 7ª série, na qual o aluno se depara com um cenário totalmente novo e algumas vezes contraditório ao dos procedimentos aritméticos, que estava acostumado pelos seus vários anos de estudo, também é um fator que gera grandes dificuldades.

Dentre alguns fatores influentes na apropriação do conceito algébrico está a sua relação com a aritmética. Para Oliveira (2002), algumas barreiras se configuram na Álgebra pelo fato do aluno trazer para o contexto algébrico, dificuldades herdadas do aprendizado no contexto aritmético ou por estenderem para o estudo algébrico, procedimentos aritméticos que não procedem.

Uma dificuldade herdada no contexto aritmético, que se estende para o algébrico é o uso de parênteses. Os alunos tendem a pensar que é a seqüência que determina a ordem que se deve resolver uma expressão

Como exemplo de procedimento aritmético que não procede no contexto algébrico é a justaposição que em Álgebra indica uma multiplicação, como mn, estaríamos indicando a multiplicação de m por n, ou seja m x n. Já esta multiplicação, a partir da justaposição, não se aplica ao contexto numérico no qual 23 não que dizer 2 x 3. Grande parte da simbologia utilizada no contexto algébrico, já foi, anteriormente utilizada no estudo da Aritmética, e em alguns casos, com significados diferentes. Um erro bastante comum entre os alunos é de simplificar uma expressão como 2a + 5b para 7ab. Percebe-se que o aluno não aceita 2a + 5b como resposta válida, existindo a dificuldade em “aceitar a ausência de fechamento” (COLLINS, 1975 apud BOOTH, 1995, p. 27).

Outra grande diferença entre Álgebra e Aritmética está no uso de letras para indicar valores. “A letra m, por exemplo, pode-se ser utilizada em aritmética para representar ”metros”, mas não para representar o número de metros, como em álgebra.” (BOOTH, 1995, p.30).

Mais um ponto complicador no uso das letras é a sua equivocada interpretação, muitas vezes referidas como variáveis ou incógnitas, sem diferenças, o que incorreto. Para Usiskin (1995), muitas vezes se associa o estudo de álgebra com o estudo de variáveis, que não está correto já que nem sempre representações feitas por letras estão associadas à idéia de variação.

Para que a aprendizagem de Álgebra seja efetiva, é vital que o aluno tenha a compreensão da idéia de variável. Segundo Klüsener (2001, p. 186): “ O uso de variáveis tende a confundir-se com o simples uso das letras x, y, z ... manipulando-as naturalmente, sem chegar a valorar a sua complexidade, nem os seus múltiplos significados.” A autora acredita que para que se adquira o conceito de variável supõe-se a conjunção de dois processos: a generalização e a simbolização. O primeiro é o que permite a passagem de situações concretas para algo comum a todas elas, e o segundo é expressar de forma abreviada essa característica comum em todas as situações.

A idéia de variável acaba ficando pouco clara, e mesmo quando o aluno interpreta a letra como a representação de um número, terá uma grande propensão a dar um valor fixo para esta letra (KUCHEMANN, 1981 apud BOOTH, 1995). Talvez, parte desta confusão se dê por falta de experiências que permitam ao aluno construir o conceito de variável. Se fossem propiciadas situações onde o aluno pudesse constatar a variabilidade de uma representação a idéia de variável poderia ser diferente. De acordo com esta idéia:


Não adiantará por uma variável à frente de uma criança até que esta a veja variar. Quando a variável tiver realmente variado na experiência da criança, então haverá sentido colocar o nosso número escolhido, em lugar de todos os números diferentes que já representaram o nosso número escolhido, e não será necessário muito tempo para convencê-la de que, como economia de expressão, pode usar-se uma letra-código para o nosso número escolhido. ( DIENES, 1974, p.70).
Para este mesmo autor, é necessário que exista uma riqueza de experiências concretas para que o aluno possa recolher esta idéia de variabilidade.

6 O Ensino da Álgebra

Lins e Gimenes (1997) afirmam que a Álgebra consiste em um conjunto de ações para os quais é possível produzir significado em termos de números e operações. Mas, no entanto percebe-se que o trabalho com o estudo algébrico não vai muito adiante de manipulações de símbolos que na maioria das vezes não possuem nenhum significado, sendo o seu estudo desenvolvido de forma mecânica.

Esta forma de ensino tem sido limitadora, na qual o papel do aluno se restringe a memorização de regras já que não propicia relação dos procedimentos algébricos com situações reais. De acordo com os PCN’s:
[...] para que a aprendizagem possa ser significativa é preciso que os conteúdos sejam analisados e abordados de modo a formarem uma rede de significados. Se a premissa de que compreender é apreender o significado, e de que para apreender o significado de algum objeto ou acontecimento é preciso vê-lo em suas relações com outros objetos ou acontecimentos, é possível dizer a idéia de conhecer assemelha-se a idéia de tecer uma teia. (BRASIL, 1998, p. 75)

Entende-se que o papel do professor é fundamental, pois é dele que partem as tarefas que propiciam que o aluno faça relações, ou seja, produza significado para aquele estudo. É do professor que partem as intervenções, a fim de explorar situações em sala de aula que podem ser muito proveitosas para a construção do conhecimento.


7 A Atividade Algébrica
De acordo com Lins e Gimenes (1997, p. 137), “A atividade algébrica consiste no processo de produção de significados para a álgebra”. É nessa perspectiva que se entende o estudo algébrico com efetiva construção de conhecimento. Aquele estudo que é capaz de produzir significado.

Acredito que a exploração de situações problema seja uma forma bastante interessante para o desenvolvimento de alguns conceitos algébricos pelo aluno. A partir de uma situação-problema ele pode obter idéias a fim de resolvê-lo ou explica-lo.

É interessante que estas problematizações sejam bastante diversificadas, com a investigação de padrões em sucessões numéricas ou geométricas; cálculo de áreas, volume e perímetros; preenchimento de planilhas; análise de gráficos. Através destas atividades os alunos terão oportunidade de reconhecer regularidades, fazer generalizações e assim desenvolver a sua linguagem algébrica e o pensamento algébrico. Penso que é muito vantajoso permitir ao aluno expor as suas idéias ao grupo explicitando-as.

Fiorentini, Miorim e Miguel (1993) apontam como elementos que caracterizam o pensamento algébrico “a percepção de regularidades, a percepção de aspectos invariantes em contraste de outros que variam, as tentativas de expressar ou explicar a estrutura de uma situação problema e a presença do processo de generalização.”

Esta troca de possíveis resoluções ou explicações para o problema proposto é muito rica, pois podem surgir inúmeros tipos de soluções ou explicações diferentes. É importante que o aluno possa argumentar sobre as suas idéias, ouvir as idéias dos colegas e pensar sobre as mesmas, favorecendo o desenvolvimento do pensamento algébrico.

De acordo com a idéia acima:


Pelo diálogo argumentativo e a produção de significados ocorre a sintonia permanentemente entre aluno, professor e objeto de estudo. Por esta sintonia estabelece-se uma confiança mútua, que motiva os alunos a confiarem em suas potencialidades, em seus saberes prévios e na capacidade de seus pares. Isso favorece a liberdade de argumentação para a construção conceitual, a elaboração de conjecturas, suas validações, refutações, e, por conseguinte, sua representação por meio de linguagem simbólico-formal. (SCHWANTES, 2004, p. 500).

Dentro desta proposta, salienta-se a importância do papel do professor neste processo. É dele que devem vir os questionamentos, despertando a curiosidade do aluno.




  1. Resultados Parciais



Em um teste aplicado em uma turma, no qual pedia que situações em linguagem corrente fossem traduzidas para a linguagem simbólica, percebi que quando a representação era feita através de um monômio os alunos possuíam pouca dificuldade, mas quando a representação deveria ser feita através de um polinômio, a tendência foi de somar os termos, mesmo que não fossem semelhantes, mostrando claramente a dificuldade com a ausência de fechamento nestas representações.

Observei em um segundo teste aplicado à mesma turma, no qual foi exigido um grau maior de abstração, que houve maior dificuldade. A partir de uma seqüência deveria ser identificada a regularidade existente para fazer uma generalização. Muitos não conseguiram identificar a regularidade. Notei que alguns alunos confundiram o dobro de uma quantidade com o quadrado dessa quantidade. Talvez esses alunos tenham identificado a regularidade existente na seqüência, mas não tenham conseguido representar corretamente.

Tenho reparado que, freqüentemente, deixamos de explorar algumas situações – problema levantadas pelos alunos, pois geralmente temos um número grande de alunos em sala de aula. Muitas vezes o que é do interesse de alguns, não é de todos e então não se consegue fazer uma exploração maior, perdendo-se a oportunidade de clarificar e construir alguns conceitos importantes no ensino da Álgebra.


REFERÊNCIAS
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MIORIM, Maria Ângela; MIGUEL, Antônio; FIORENTINI, Dario. Ressonâncias e dissonâncias do movimento pendular entre álgebra e geometria no currículo escolar brasileiro. Zetetiké, São Paulo, ano 1, n. 1, p. 19 – 39, 1993.
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