( PDF ) O ensino de análise combinatória a partir de situações-problema

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Universidade do Estado do Pará

Centro de Ciências Sociais e Educação

Programa de Pós

Graduação em Educação

Carlos Alberto de Miranda Pinheiro

ENSINO DE ANÁLISE COMBINATÓRIA

A PARTIR

DE SITUAÇÕES

PROBLEMA

Belém

2008

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Carlos Alberto de Miranda Pinheiro

O ENSINO DE ANÁLISE COMBINATÓRIA A PARTIR DE

SITUAÇÕES-

PROBLEMA

Dissertação apresentada como requisito parcial para a

obtenção do título de Mestre em Educação n

Programa de Pós-Graduação em Educação da

Universidade do Estado do Pará

Linha de pesquisa: Formação de Professores

Orientador: Prof. Dr.

Pedro Franco de Sá

Belém

2008

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Dados internacionais de catalogação

publicação (CIP).

Bibliot

eca do Centro de Ciências Sociais e Educação, UEPA, Belém

Pinheiro, Carlos Alberto de Miranda.

O Ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema/ Carlos Alberto de Miranda

Pinheiro; Orientador Pedro Franco de Sá. __ Belém: [

s.n.], 2008.

Dissertação (Mestrado em Educação)

Universidade do Estado do Pará, Belém, 2008.

1. Formação de Professores de Matemática. 2. Educação Matemática. 3. Didática da

Matemática. 4. Análise Combinatória.

Pinheiro, C

arlos Alberto de

Miranda. ll. Título.

Carlos Alberto de Miranda Pinheiro

O ENSINO DE ANÁLISE COMBINATÓRIA A PARTIR DE

SITUAÇÕES-

PROBLEMA

Dissertação apresentada como requisito parcial para

a obtenção do título de Mestre em Educação no

Programa

de Pós-Graduação em Educação da

Universidade do Estado do Pará.

Linha de pesquisa

: Formação de Professores

Data: _____/______/______

Banca Examinadora

____________________________________

Orientador

Prof. Pedro Franco de Sá

Dr. em Educação

Unive

rsidade

do Estado do Pará

____________________________________

Prof. Emmanuel Ribeiro Cunha

Dr. em

Educação

Universidade do Estado do Pará

____________________________________

Prof. Iran Abreu Mendes

Dr. em

Educação

Universidade

Federal do Rio Grande

do Norte

Belém

2008

AGRADECIMENTOS

Aos meus pais João e Adélia, pela educação familiar que me

proporcionaram.

A minha esposa Mônica e minhas filhas Viviane e Karla pelo amor, apoio

e compreensão

durante essa caminhada.

Ao meu orientador, professor doutor Pedro Franco de Sá, não só pela

orientação firme e segura, mas também pela amizade, paciência e entusiasmo que

proporcionaram a conquista de mais uma realização de vida.

A minha amiga, professora Rose Jucá, pelo seu apoio nos momentos de

tristeza e a

legria dessa caminhada.

A minha amiga, professora Sylvia Pinto, pelo auxílio

na revisão textual.

A todos os professores, funcionários e colegas do

programa

ós

Graduação em Educação da UEPA, pelo incentivo e apoio oferecido de diversas

maneiras.

À Direção do colégio Deodoro de Mendonça por autorizar o

desenvolvimento de nosso experimento junto aos alunos da 2ª série do Ensino

Médio.

s professores, Dr. Iran Abreu Mendes e Dr. Emmanuel Ribeiro Cunha

pelas sábias orientações apresentadas durante o processo de qualificação.

Ao professor Marcel Sampaio pela colaboração durante as filmagens das

aulas.

Ao professor Dionísio Sá pelo apoio ofertado no período inicial dessa

jornada.

RESUMO

PINHEIRO, C. A. M.

ENSINO DE ANÁLISE COMBINATÓRIA A PARTIR DE

SITUAÇ

PROBLEMA

2008. 164 f. Dissertação (Mestrado em Educação)-

Universidade do Estado do Pará, Belém, 2000.

Este trabalho apresenta os resultados de uma investigação sobre os conceitos

básicos de Análise Combinatória. Para viabilizar esse estudo, foi aplicada uma

seqüência didática com ênfase na resolução de problemas como ponto de partida

junto aos alunos da segunda série do ensino médio. A opção metodológica de

pesquisa fundamentou-se nos Princípios da Engenharia Didática de Artigue (1996).

Realizou

-se um breve estudo sobre a resolução de problemas, o uso de jogos no

Ensino da Matemática e das pesquisas acerca do ensino-aprendizagem de Análise

Combinatória. No que se refere à fundamentação teórica, utilizou-se a resolução de

problem

a como ponto de partida, extraída de Sá (2005), e a Teoria das Situações

Didáticas de Brousseau (1986). Por meio dela, o aluno pode caminhar da ação à

formalização do conceito que se almeja ensinar. Foram utilizados um pré-teste, um

pós

-teste, os registros dos alunos e uma câmera de vídeo como instrumentos de

coleta de dados. Participaram da pesquisa 15 alunos, da segunda série do Ensino

Médio, de uma escola pública em Belém do Pará. Os resultados indicam que a

seqüência didática proporciona condições favoráveis à aprendizagem com o intuito

dos alunos desenvolverem as habilidades básicas da Análise Combinatória.

Palavras

Chave

: Engenharia Didática, Ensino de Análise Combinatória, Formação

Continuada de Professores de Matemática, Resolução de Problema como ponto de

partida.

ABSTRACT

PINHEIRO, C. A. M. O ENSINO DE ANÁLISE COMBINATÓRIA A PARTIR DE

SITUAÇÕES

PROBLEMA

. 2008. 164 f. Dissertação (Mestrado em Educação)-

Universidade do Estado do Pará, Belém, 2000.

This paper presents the results of research on the basic concepts of Combinatorial

Analysis. To facilitate this study, we applied a sequence teaching with emphasis on

solving problems as a starting point for students from the second grade of high

school. The choice of research methodology was based on the Principles of

Engineering Teaching of Artigue (1996). There was a brief study on the resolution of

problems, the use of games in the Teaching of Mathematics and the research on

teaching and learning of Combinatorial Analysis. As regards the theoretical basis,

used the resolution of problems as a starting point, extracted from Sá (2005), and the

Theory of Didactic Situations of Brousseau(1986). Through them, the student can

move from the action to formalize the concept that teaching aims. We used a pre-

test, a post

test, the records of students and a video camera and instruments for data

collection. 15 students from the second grade of high school in a public school in

Belém do Pará participated in the survey. The results indicate that the tea

ching

sequence provides favorable conditions for learning in order to develop students'

basic skills of Combinatorial Analysis.

Keywords:

Engineering Teaching, Teaching Combinatorial Analysis, training of

teachers of mathematics, problem solvin

g as a starting point.

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 01: Grau de dificuldade dos alunos na questão 1

Gráfico 02: Grau de dificuldade dos alunos na questão 2 38

Gráfico 03: Grau de dificuldade dos alunos na questão 3

Gráfico 04: Grau de dificuldade d

os alunos na questão 4

Gráfico 05: Grau de dificuldade dos alunos na questão 5 40

Gráfico 06: Grau de dificuldade dos alunos na questão 6

Gráfico 07: Grau de dificuldade dos alunos na questão 7 41

Gráfico 08: Grau de dificuldade dos alunos na que

stão 8

Gráfico 09: Grau de dificuldade dos alunos na questão 9 42

Gráfico 10: Grau de dificuldade dos alunos na questão 10

Gráfico 11:

Número de alunos por questões

no pré

teste

Gráfico 12:

Número de alunos por questões

no pós

teste

Gráf

ico 13: Número de alunos que acertaram as questões

141

Gráfico 14: Número de alunos que erraram as questões

141

LISTA DE QUADROS

Quadro 01:

Seqüência de ensino desenvolvida por Esteves (2001)

Quadro 02:

Uma seqüência de ensino de análise combinatóri

Quadro 03:

Jogos da seqüência de ensino

Quadro 04:

Seqüência de ensino de análise combinatória usada na

pesquisa

Quadro 05:

Codificação utilizada na transcrição dos dados vídeo

gravados

Quadro 06:

Sugestões de Sá (2005)

Quadro 07:

Res

olução situação

problema 01

Quadro 08:

Resolução situação

problema 02

Quadro 09:

Resolução situação

problema 03

Quadro 10:

Resolução situação

problema 04

Quadro 11:

Resolução situação

problema 05

Quadro 12:

Resolução situação

problema 0

Quadro 13:

Resolução situação

problema 07

Quadro 14:

Resolução situação

problema 08

100

Quadro 15:

Justificativas a situação

problema 07

101

Quadro 16:

Justificativas a situação

problema 08

102

Quadro 17:

Grupos na situação

problema 09

104

adro 18:

Grupos na situação

problema 10

105

Quadro 19:

Grupos na situação

problema 11

106

Quadro 20:

Grupos na situação

problema 12

119

Quadro 21:

Grupos na situação

problema 13

120

Quadro 22:

Resolução da situação

problema 13

128

Quadro 23:

Acertos(A

), Erros(E) e Não Fez(N) do pré

teste

132

Quadro 24:

Quantidade de Acertos, Erros e Não fez por questão do pré

132

Quadro 25:

Acertos(A), Erros(E) e Não Fez(N) do pós

teste

134

Quadro 26:

Quantidade de Acertos, Err

os e Não fez por questão do pós

134

Quadro 27:

Acertos(A), Erros(E) e Não fez(N) do Pré/Pós

teste

135

Quadro 28:

Alunos que acertaram o procedimento da questão 05

136

Quadro 29:

Acertos(A), Erros(E) e Não fez(N) do Pré/Pós-

teste relativo

136

Quadro 30:

Alunos que trocaram o p

rocedimento da questão 05

137

Quadro 31:

Desempenho dos alunos do grupo

01 no pré e pós

teste

138

Quadro 32:

esempenho dos alunos do grupo

02 no pré e pós

teste

138

Quadro 33:

Desempenho dos alunos do grupo 03 no pré e pós

teste

139

Quadro 34:

empenho dos alunos do grupo 04 no pré e pós-

teste

139

Quadro 35:

Desempenho dos alunos do grupo

05 no pré e pós

teste

139

SUMÁRIO

1. DA TRAJETÓRIA PESSOAL AO OBJETIVO DA PESQUISA

2. ESTUDOS SOBRE ANÁLISE COMBINATÓRIA

2.1.

UM ESTUDO DOS TRABALHOS DESENVOLVIDOS NO CAMPO DO

ENSINO

APRENDIZAGEM DE ANÁLISE COMBINATÓRIA

2.1.1.

Trabalhos que investigaram as estratégias e as dificuldades dos

alunos quando resolvem problemas de Análise Combinatória

2.1.2.

Trabalhos que investigaram seqüências de ensino de Análise

Combinatória.

2.2. UM ESTUDO DOS TRABALHOS DE ANÁLISE COMBINATÓRIA,

DESENVOLVIDOS NO CENTRO DE CIÊNCIAS SOCIAIS E

EDUCAÇÃO, DA UNIVERSIDADE DO ESTADO DO PARÁ

2.3. UM ESTUDO DOS CONCEITOS BÁSICOS DA ANÁLISE

COMBINATÓRIA PARA

O ENSINO MÉDIO.

2.3.1.

Conceitos básicos do princípio fundamental da contagem,

permutação simples, arranjo simples e combinação simples

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

3.1. METODOLOGIA DA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS

3.2. TEORIA DAS SITUAÇÕES DIDÁTICAS

3.3. O USO DE JOGOS NO ENSINO DA MATEMÁTICA.

4. METODOLOGIA

4.1. ENGENHARIA DIDÁTICA

4.2. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

4.2.1.

Estudos preliminares.

4.2.2.

Construção da seqüência didática e análise

a priori

4.2.3.

Aplicação de u

ma seqüência didática.

4.2.4.

Análise

a posteriori

e a validação

5. SOBRE O PRÉ-TESTE E AS SITUAÇÕES-PROBLEMA UTILIZADAS

NA SEQÜÊNCIA DE ENSINO

5.1. SOBRE O PRÉ

TESTE

5.2. SOBRE AS SITUAÇÕES

PROBLEMA

6. ENCONTROS DA EXPERIMENTAÇÃO

.1. PRIMEIRO ENCONTRO

6.2. SEGUNDO ENCONTRO

6.3. TERCEIRO ENCONTRO

6.4. QUARTO ENCONTRO

6.5. QUINTO ENCONTRO

103

6.6. SEXTO ENCONTRO

118

. SET

O ENCONTRO

129

7. SOBRE OS RESULTADOS

7.1.

PRIMEIRA ETAPA

7.2. SEGUNDA ETAPA

131

O pré

teste

7.2

O pós

teste

CONSIDERAÇÕES FINAIS

REFERÊNCIAS

ANEXOS

150

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

1. DA TRAJETÓRIA PESSOAL AO OBJETIVO DA PESQUISA

No mundo de intensas transformações científicas e tecnológica

cidadão necessita de uma formação geral, sólida, capaz de ajudá-lo a pensar

cientificamente, de colocar à luz da ciência os problemas humanos. Dessa forma,

nossa sociedade determina que ele desenvolva habilidades que possibilitem uma

maneira de processar e resolver problemas com mais rapidez e eficácia. Para isso,

vários setores da sociedade são responsáveis pela formação desse cidadão, e a

escola é um deles.

A escola tem um papel insubstituível quando se trata da formação das

novas gerações para o enfrentamento das exigências postas pela sociedade

contemporânea; o compromisso de reduzir a distância cada vez maior entre o

formalismo da sala de aula e a cultura de base produzida no cotidiano deve ajudar

os alunos a tornarem-se sujeitos pensantes, capazes de construir os elementos

categori

ais de compreensão e apropriação crítica da realidade.

No entanto,

modelo

encontrado

é o

uma

escola que se preocupa

com a burocratização do ensino, com os conteúdos impostos pelos interesses de

uma classe dominante e produzidos por uma política educacional fragmentada,

desarticulada, descontínua e compartimentada. Dessa forma, o que observamos é

um crescimento do número de jovens despolitizados, subordinados de forma passiva

ao neoliberalismo.

Para Moraes (2005), as coisas não mudam na escola, principalmente,

pelas dificuldades enfrentadas por todos aqueles que nela exercem as suas

atividades

profissionais. Nesse cenário, encontramos o professor de Matemática,

um personagem de suma importância que continua, ainda, privilegiando o velho

modelo de ensin

o com o qual ele foi ensinado.

Moraes (2005) descreve o paradigma educacional emergente como

sendo

um novo modelo educacional capaz de gerar novos ambientes de

aprendizagem; ambientes capazes não apenas de acompanhar e incorporar a

evolução que ocorre no mundo da ciência, da técnica e da tecnologia, mas também

de colaborar para restabelecer o equilíbrio necessário entre a formação humana e

sua dimensão espiritual com a formação tecnológica, contribuindo para que ele

possa sobreviver num mundo cada vez mais tecnológico e digital. Podemos,

também, considerar que esse paradigma representa uma proposta educacional

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

centrada na pessoa que compreende a importância do pensar crítico e criativo, que

seja capaz de integrar as colaborações das inteligências humanas e da inteligência

da máquina, evidenciando que só o ser humano é capaz de transcender e criar.

Por esses motivos, entendo que o professor precisa ter uma autonomia

intelectual e outra autonomia que o torne capaz de construir seu próprio currículo,

mediando o conhecimento historicamente construído e o que realmente fará parte

dos conhecimentos que ele ajuda a construir dentro do espaço escolar. Mas, a

busca pela construção de tais conhecimentos é um reflexo da formação que esse

professor desenvolve ao longo de

sua história de vida.

Coloco

-me como exemplo para justificar tal afirmação, pois durante minha

formação

-base (Primeiro e Segundo Graus), apresentei acentuadas dificuldades de

aprendizagem, por motivos que explicitarei a seguir, e isso reflete na minha

rmação acadêmica até os dias atuais. Sendo assim, tentarei apresentar parte de

minha formação em duas etapas: a de aluno e a de professor.

Como aluno nos

antigo

s Primeiro e Segundo Graus, vivenciei um período

de intensas greves de professores e de um Brasil que estava abrindo as portas para

as transformações políticas, era

década de

80.

Quase não havia aulas e durante os três anos que passei no Segundo

Grau o

cenário foi sempre o mesmo. Ess

a situação

para um jovem de família pobre,

sem a mínima condição de pagar um cursinho pré-vestibular, correspondia a uma

perspectiva de não conseguir uma ascensão social por meio dos estudos. Isso foi

um fato, concluí o último ano de minha formação-base sem a mínima condição de

passar nos vestibulares das Universid

ades Públicas.

Com muita sorte, encontrei um curso popular que preparava alunos para

as escolas militares. Durante um ano, estudei todo o conteúdo de Matemática dos

Primeiro e Segundo Grau

, incluindo limite, deriva

e integral. Eram intensas tardes

e noi

tes resolvendo exercícios de matemática.

O primeiro ano foi muito difícil, pois não conseguia acompanhar as aulas,

o nível dos alunos mais antigos era muito elevado e eles, por motivo de

concorrência, não ensinavam aos mais novos.

Após dois anos de estu

dos

, alcancei um desenvolvimento surpreendente

nas resoluções das questões de Matemática, especificamente, as que eram

cobradas nos concursos militares. Sentia-me preparado e passei a ensinar os

colegas mais novos, mudando aquela concepção de não ajudar o concorrente. Por

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

assumir essa postura, e pelo meu bom desempenho nas aulas de Matemática, fui

nomeado monitor do professor da disciplina. Considero essa passagem de minha

vida o início de minha formação como professor.

No ano de 1989, ingressei na Escola de Formação de Oficiais da Marinha

Mercante. Após três anos estudando em regime de internato, graduei-me em

Bacharel em Ciência Náutica.

Nos primeiros anos da década de

90, a Marinha Mercante B

rasileira

passou por uma forte crise financeira. Pude presenciar, numa viagem à Holanda,

navios brasileiros presos por falta de pagamentos de tarifas portuárias. Essa e

outras questões motivaram meu afastamento da Marinha Mercante.

Após alguns meses,

desembarcado

, fui a um curso preparatório para

provas do supletivo, conhecidas como provas do DESU

, realizar um teste para

lecionar Matemática. Passei no teste e durante quatro anos ministrei aulas de

matemática para alunos do supletivo.

No supletivo

desenvolvi a habilidade de olhar para os rostos dos alunos e

per

ceber, por meio de suas expressões faciais, que eles tinham dificuldades de

compreender

o que estava sendo exposto. Nesse período, também percebi que me

faltava mais fundamentação matemática, então, ingressei na Universidade

Estado do Pará para cursar

Licenciatura em Matemática.

Após minha passagem pelo Supletivo, fui convidado para trabalhar com

cursinhos pré-vestibulares. No início, foi muito difícil, pois eu estava entrando num

segmento de ensino que já tinha em Belém um grupo forte e respeitado de

professores de Matemática. Mas, a preparação que tive para ingressar nas escolas

militares foi minha principal estratégia na conquista do espaço como professor nos

cursinhos. Pois, nas aulas eu procurava resolver somente as questões que eram

cobradas nas principais escolas militares, diferenciando-me, assim, dos outros

professores que procuravam utilizar apenas as questões dos livros didáticos.

A partir daí, passei a receber vários convites para trabalhar em grandes

escolas e cursos pré-vestibulares, da rede particular de ensino de Belém. Mas,

existia dentro de mim uma intensa inquietação, por acreditar que o trabalho que eu

estava desenvolvendo era muito pequeno em termo de conhecimentos no campo do

Ensino da Matemática, precisava voltar à Universidade.

Realizadas pelo Departamento de Supletivo da Secretária de Educação do Estado do Pará.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

No final da década de

90, tive a felicidade de ser aceito para fazer

parte, como discente, do programa Pró-

Ciências

desenvolvido na Universidade do

Estado do Pará. O objetivo do programa era capacitar, em nível de aperfeiçoament

os professores de Mate

mática

ao trabalho docente no Ensino Médio. Nesse curso,

consegui um bom desenvolvimento na minha formação matemática, voltada aos

conteúdos do Ensino Médio. No que tange às discussões pedagógicas, não houve

muito avanço, mas passei a ministrar os conteúdos que haviam sido abordados no

curso com mais segurança.

Com o surgimento da necessidade de trabalhar a formação dos alunos do

Ensino Básico, por meio de competências e habilidades, as principais universidades

públicas do Estado do Pará promoveram fortes mudanças em suas propostas de

conteúdos para as provas dos vestibulares. Esse fato motivou-me, no ano de 2003,

a procurar novamente a universidade. Foi quando ingressei no Programa de Pós-

Graduação

Lato Sensu, em Educação Matemática, da Universidade do Estado do

Pará.

O forte grupo de professores desse programa proporcionou-me um olhar,

completamente desconhecido de minha parte, acerca do que vinha a ser Educação

Matemática. A necessidade de aprender a gostar de ler, a importância que deve ser

dada

campo da psicologia educacional, da Filosofia da Matemática, das novas

tecnologias educacionais, de estudar a História da Matemática e de realizar

pesquisas, não eram questões que faziam parte das reflexões de um professor que

foi construído em salas de au

la dos cursinhos pré

vestibulares.

Como descrevi acima, eu não tinha dimensão nenhuma do que era fazer

uma pesquisa acadêmica. Então, procurei juntamente com outro colega de turma, o

professor Doutor Pedro Franco de Sá, para que nos aceitasse como seus

ientandos do trabalho de conclusão do curso de especialização em Educação

Matemática.

O professor Pedro Sá nos revelou sua intenção em desenvolver

pesquisas sobre Análise Combinatória voltadas para as escolas, pois ele acreditava

que havia poucos trabalhos no referido campo de investigação. De fato, isso foi

confirmado em Sturm (1999). O autor foi, também, motivado a realizar um estudo

acerca do ensino de Análise Combinatória após ter lido a tese e os artigos do

. Programa de Melhorias do Ensino de Ciências e Matemática

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Professor Dario Fiorentini, que apontavam a não existência, no Brasil, de nenhuma

tese ou dissertação que tivesse como objeto de investigação o ensino de Análise

Combinatória no nível escolar.

Nesse sentido, desenvolvemos uma pesquisa cujo tema foi Ensino de

Análise Combinatória: O que ficou? . O relatório final da pesquisa serviu como

exigência parcial para o nosso título de Especialista em Educação Matemática.

A partir daí, não mais com o colega de turma, continuei

realizando

estudos acerca do ensino

aprendizagem de Análise Combinatória.

Passei a investigar, dentro de minhas possibilidades de acesso, os

trabalhos que envolvem a referida temática. Encont

rei

pesquisas que

investigaram

as estratégias e as dificuldades dos alunos quando resolvem problemas de Análise

Combinatória

(Correia e Fernandes, 2007; Batanero et al. 1996; Piaget e Inhelder,

1951; Fiscbein et al., 1975; Pacheco, 2001) e às que

investigaram

sequências

ensino de Análise Combinatória (Esteves, 2001; Dornelas, 2004; Rocha, 2002;

Sturm, 1999).

No que se refere às pesquisas que inves

tigaram

sequência

s de ensino de

Análise Combinatória, pude considerar que foram desenvolvidas nas salas de aulas,

de escolas do Ensino Fundamental e Médio; analisaram os fenômenos inerentes ao

ensino

-aprendizagem da Análise Combinatória dentro da realidade

que vivem

professor e aluno, validando

sequência

s de ensino desenvolvidas por meio de

resoluções de problemas. Seus autores utilizaram o Princípio Fundamental da

Contagem como técnica essencial à resolução dos problemas de Arranjo Simples,

Combinação S

imples e Permutação sem a prévia apresentação das fórmulas.

Os resultados apontaram a importância da realização de novas pesquisas

no campo da Análise Combinatória com a intenção de potencializar o Princípio

Fundamental da Contagem como estratégia básica

par

a a resolução dos problemas.

Ess

e tipo de estratégia de ensino caminha no sentido inverso ao método tradicional

de ensino (Definição, aplicação, exercícios), isto é, parte do problema e faz o aluno

chegar às definições e às fórmulas. No entanto, mesmo considerando a importância

das fórmulas, os autores não objetivaram, em suas

Sequência

s Didáticas, estudar

um caminho que conduzisse os alunos à possível construção das fórmulas e

definições do Arranjo Simples, Combinação Simples e Permutação Simples. Mas,

será que isso é possível? Se for possível, como fazê-lo? Parece que faltam

discussões sobre estes aspectos.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Entendo

que seja necessário avançar nas discussões acerca das

sequência

s didáticas para o ensino de análise combinatória. Pois, segundo os

Parâmet

ros Curriculares Nacionais:

As habilidades de descrever e analisar um grande número de dados,

realizar inferências e fazer predições com base numa amostra de

população, aplicada as

ideias

de probabilidade e combinatória a fenômenos

naturais e do cotidiano são aplicações da Matemática em questões do

mundo real que tiveram um crescimento muito grande e se tornaram

bastante complexas. Técnicas e raciocínios estatístico e probabilístico são,

sem dúvida, instrumentos tanto das Ciências da Natureza quanto das

ências Humanas. Isto mostra como será importante uma cuidadosa

abordagem dos conteúdos de contagem, estatística e probabilidade no

Ensino Médio, ampliando a interface entre o aprendizado da Matemática e

das demais ciências e áreas (BRASIL, 1999, p. 257).

É exatamente essa cuidadosa abordagem dos conteúdos, citada no

documento oficial, que traz a questão da necessidade de mais desenvolvimento de

pesquisas no campo do ensino-aprendizagem de Análise Combinatória, bem como

Estatística e Probabilidade.

Nesse

sentido, levantei a seguinte questão de pesquisa: Uma

sequência

de ensino, enfatizando a resolução de problemas como ponto de partida,

proporciona condições favoráveis para que sejam institucionalizados conceitos

básicos de Análise Combinatória? e como

questão derivada da primeira

, É possível

a partir do ensino oferecido, que os alunos tenham desenvolvido habilidades básicas

para resolverem os problemas de Análise Combinatória?

Em busca de respostas às questões de pesquisa, elaborei

uma

Sequência

Didáti

e a experimentei junto aos alunos do e

nsino

édio

, turno da

tarde, da Escola Estadual Deodoro de Mendonça, em Belém do Pará.

objetivo

pesquisa

foi

investigar a viabilidade da sequência de ensino

para introduzir os conceitos básicos de Análise Combinatória, por meio de Situações

Didáticas

utilizando

a resolução de problemas como ponto de partida

Para alcançar esse objetivo e as possíveis respostas às questões de

pesquisa:

Realizei

um estudo sobre os trabalhos desenvolvidos no campo do

ensino

apre

ndizagem de Análise Combinatória, incluindo os livros

Para Brousseau (1986 apud FREITA, 1999), uma situação didática é um conjunto de relações

estabelecidas explicitamente e/ou implicitamente entre um aluno ou um grupo de alunos, num certo

meio,

compreendendo eventualmente instrumentos e objetos, e um sistema educativo (o professor),

com finalidades de possibilitar a esses alunos um saber constituído ou em vias de constituição.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

técnicos que abordam o assunto em questão. Com esses estudos,

procura

mos conhecer melhor a temática e utilizar os resultados dos

trabalhos na análise dos dados da pesquisa.

tilizei

duas tendências de estudos no campo da Educação

Matemática e uma fundamentação teórica voltada ao desenvolvimento

de pesquisas que envolvam situações reais de ensino na sala de aula.

que tange às tendências, realizei um breve estudo sobre a

resolução de problemas e o uso de jogos no Ensino da Ma

temática. Na

primeira, evidenciei a resolução de problema como ponto de partida,

por considerarmos mais adequada para o desenvolvimento de uma

sequência

de ensino que

nos

possibilite encontrar resposta

nossas

questões

de pesquisa

;

a segunda caberá na

sequência de ensino

como

uma forma de fixar os conceitos que desenvolveremos nas aulas.

Utiliza

mos

como

aporte teórico, a Teoria das Situações Didáticas

Brousseau (1986),

que

permite ao aluno caminhar da ação à

formalização do conhecimento que se deseja ensinar; e as

ideias

extraídas de Sá (2005) acerca do uso da resolução de problemas como

ponto de partida.

Fiz

a declaração da Engenharia Didática

como minha opção

metodológica

de pesquisa, porque pretendi desenvolver uma

sequência

didática baseada na concepção, na realização, na

observação e na análise de

sequência

de ensino de Análise

Combinatória.

Descrevi minha experimentação e analisei

dados produzidos na

pesquisa.

Sendo assim, nesta seção, apresento minha trajetória pessoal e os

objetivos da pesquisa, juntamente com as questões que nortearam este trabalho.

A seção seguinte consta um estudo acerca dos trabalhos desenvolvidos

no campo do ensino-aprendizagem de Análise Combinatória. Esses trabalhos são

pesquisas desenvolvidas no âmbito nacional e internacional; apresento um estudo

Segundo Artigue (1996), a Engenharia Didática, vista como metodologia de pesquisa, caracteriza-

se antes de tudo por um esquema experimental baseado em realizações didáticas na sala de aula,

isto é, na concepção, na realização, na observação e na análise de sequência de ensino (ARTIGUE,

1996, p. 193

207)

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

dos trabalhos de Análise Combinatória, sob orientação do professor Doutor Pedro

Franco de Sá, desenvolvidos no Centro de Ciências Sociais e Educação, da

Universidade do Estado do Pará. Finalmente, apresento

um estudo dos conceitos

básicos da Análise Combinatória para o Ensino Médio.

Na seção 3, apresento uma reflexão acerca de duas

tendência

Educação Matemática, conhecidas como metodologia da resolução de problemas

o uso de jogos no ensino da Matemática. Evidencio as interpretações da expressão

resolução de problemas como: objetivo, processo e ponto de partida. Nessa última

interpretação

, encontrei as sugestões metodológicas elaboradas por Sá (2005)

direcionada aos professores que se propuserem a

desenvolver

sequência

s de

ensino de algum conteúdo da Matemática, utilizando a referida abordagem

metodológica.

Apresento

Teoria das Situações Didática desenvolvida por

Brousseau (1996), direcionada às pesquisas que se propõem a investigar a

experimentaç

ão de

sequência

s didáticas e os seus efeitos no processo de ensino e

aprendizagem dos conceitos de determinado conteúdo matemático.

Na seção 4, apresento a Metodologia da pesquisa, bem como os seus

procedimentos metodológicos. P

esse

objeto de estudo ser uma

sequência

didática para o ensino de Análise Combinatória,

compreendo

que o aporte

metodol

ógico da pesquisa precisava estar

voltado

às

pesquisa

interessadas no

complexo campo de investigações existentes nas salas de aula de uma escola do

Ensi

no Base.

Por essas razões, minha

opção metodológica de pesquisa é conhecida

no âmbito da Educação Matemática como Engenharia Didática.

Na seção 5,

apresent

o um comentário geral acerca do pré-teste e das

situações

problem

a da

sequência

de ensino.

Na seção 6,

descr

o os sete encontros que tive com a turma 202, da

segunda Série do Ensino Médio, turno da tarde, do colégio Deodoro de Mendonça

situado no centro de Belém do Pará.

Na seção 7, apresento uma análise dos resultados obtidos no pré-

teste,

no pós-teste e nos extratos dos protocolos dos alunos. E, finalmente, apresento

minhas considerações finais.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

2. ESTUDOS SOBRE ANÁLISE COMBINATÓRIA

Esta seção apresenta um estudo acerca dos trabalhos desenvolvidos no

campo do ensino-aprendizagem de Análise Combinatória

em nível nacional e

internacional, e no Centro de Ciências Sociais e Educação (UEPA) sob a

orientação

do professor Doutor P

edro franco de Sá. O objetivo é o de

apresentar um estudo dos

conceitos básicos da Análise Combinatória para o Ensino Médio a partir

uma

sequência

didática.

2.1. UM ESTUDO DOS TRABALHOS DESENVOLVIDOS NO CAMPO DO ENSINO-

APREN

DIZAGEM DE ANÁLISE COMBINATÓRIA

A intenção de realizar um estudo acerca dos trabalhos desenvolvidos no

campo do ensino-aprendizagem de Análise Combinatória decorreu da necessidade

de conhecer trabalhos relacionados com nosso objeto de pesquisa. Dessa forma,

procuramos analisar até que ponto o trabalho que estávamos nos propondo a

desenvolver se diferenciava dos que estavam sendo desenvolvidos ou já concluídos.

contramos uma boa quantidade de literaturas que tratam do tema. Em

nossa análise

identificamos trabalhos que:

Investigaram as estratégias e as dificuldades dos alunos quando

resolvem problemas de Análise Combinatória;

Investigaram

sequência

s de

ensino de

Análise Combinatória.

A seguir, apresentamos os trabalhos que analisamos tendo como foco

principal os resultados alcançados pelos mesmos.

2.1.1. Trabalhos que investigaram as estratégias e as dificuldades dos alunos

quando resolvem pro

blemas de Análise C

ombinatória

Batanero

et al. (1997) estudaram as estratégias nas resoluções de

problemas combinatórios por estudantes com preparação matemática avançada. Os

autores apresentaram um estudo sobre os processos de resolução de problemas

combinatórios simples e compostos; os sujeitos da pesquisa foram quatro

estudantes do quinto ano do curso de licenciatura em Matemática; os estudantes

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

foram selecionados entre os que obtiveram maiores e piores resultados na resolução

de 13 problemas combinatórios elementares apresentados a 29 estudantes em um

questionário escrito.

Os resultados apontaram que os estudantes mostraram dificuldades

elevadas com os problemas, inclusive estudantes com uma sólida preparação

matemática. Os bons resultados estão caracterizados pela identificação na

resolução dos problemas, na compreensão da ordem, na repetição no enunciado

dos problemas e na generalização e identificação da operação combinatória

adequada. As causas de fracasso foram: a confusão sobre o tipo de elementos que

se combinam; a falta de capacidade de enumeração sistemática e falhas na

conclusão final, os conhecidos erros de cálculo.

Em outro trabalho, intitulado Raciocínio Combinatório em Alunos do

Ensino Secundário, Batanero (1996) e seus colaboradores consideram o quanto é

importante analisar as variáveis que afetam os procedimentos e

erros dos alunos

ao resolverem problemas combinatórios, mostrando como devem ser consideradas

essas variáveis no aprendizado.

Os autores descreveram e classificaram os problemas combinatório

simples segundo três modelos básicos: seleção, partição e colocação. Eles

realizaram o trabalho com uma amostra de 720 alunos, com idade de 14 e 15 anos,

de nove escolas de Granada e Córdoba, utilizando como instrumento de pesquisa

um grupo de 13 questões de Análise Combinatória. Dos alunos que participaram da

pesquisa, 352 haviam recebido instrução acerca das operações básicas de

combinatória e os outros alunos (368) não haviam tido contato com o referido

assunto.

Em relação às dificuldades dos alunos na resolução de problemas

combinatórios, Batanero et al. (1996) referem as seguintes: enumeração não

sistemática, que consiste numa estratégia de tentativa e erro, sem qualquer

procedimento recursivo que leve à formação de todas as possibilidades; uso

inco

rreto do diagrama de árvore; erro de ordem, em que é considerada a ordem em

situações em que é irrelevante ou não é considerada em situações em que é

pertinente; erro de repetição, em que não é considerada a repetição dos elementos

quando tal é possível ou é considerada em situações de impossibilidade; confusão

quanto ao tipo de objeto, isto é, os objetos idênticos são considerados distinguíveis

ou os objetos distintos são considerados indistinguíveis; e confusão quanto ao

tipo

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

de subconjunto em modelos de partição ou de distribuição, que consiste em

distinguir subconjuntos idênticos ou em não diferenciar subconjuntos distinguíveis.

Em Correia e Fernandes (2007), encontramos de forma sucinta

uma

descrição dos trabalhos que Piaget e Inhelder (1951), juntamente com o de

Fischbein

et al. (1975), desenvolveram sobre as dificuldades dos alunos em resolver

problemas de Análise Combinatória.

Segundo Piaget e Inhelder (1951)

Atingido o período das operações formais, os adolescentes descobrem

espontaneamente procedimentos sistemáticos de enumeração e de

contagem combinatória. A aquisição de estratégias gerais de contagem,

envolvendo operações de segunda ordem, verifica-se a partir dos 11-

anos, no caso das combinações e dos arranjos, e as permutações não se

compl

etam antes dos 15 anos. A descoberta mais tardia das permutações

deve

-se, sem dúvida, ao fato de serem muito mais numerosas e implicarem

o estabelecimento de uma relação segundo uma espécie de sistema móvel

e reversível, melhor dizendo, transformação da ordem a partir de elementos

variáveis (PIAGET e INHELDER, apud CORREIA e FERNANDES, 2007, p.

1257).

Fischbein

et al.

(1970)

contestam esses resultados ao afirmarem que:

Nem todos os sujeitos do estágio das operações formais eram capazes de

descobrir o mét

odo de construir as combinações, nem sequer eram capazes

de tratar satisfatoriamente os arranjos até a idade dos 13 anos e as

permutações até à idade dos 14-15 anos,(...) a capacidade requerida para

as operações combinatórias desenvolve-se gradualmente, mas não fica

completa durante este estágio (FISCHBEIN et al., 1970 apud CORREIA E

FERNANDES, 2007, p.1257).

As duas posturas apresentadas acima estão presentes em quase todos

os trabalhos que nós revisamos e os resultados apontam que nem sempre os

sujeitos

no estágio das operações formais são capazes de descobrir métodos de

construir as operações combinatórias, possibilitando a resolução de problemas de

forma espontânea. Validando, assim, as investigações realizadas por Fischbein e

seus colaboradores. Esses autores ainda defendem a instrução para que os alunos

adquiram completamente as operações combinatórias. Enfatizando mais a questão

da instrução (ensino), os autores a consideram uma necessidade, pois as crianças

não desenvolvem técnicas combinatória

soz

inhas, nem sequer no período das

operações formais (11 ou 12 anos em diante). Porém, eles acreditam que nas

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

operações concretas (7 a 11 ou 12 anos), algumas crianças podem desenvolver um

raciocínio combinatório usando como recurso a árvore de possibilidade

Tendo os estudos de Batanero

et.al.

(1996), Piaget e Inhelder (1951) e

Fischbein

et al.

(1970), apresentados anteriormente, como aporte teórico, Fernandes

et al.

(2004)

investigaram as intuições de alunos do 12º ano de escolaridade,

resolverem problemas de Análise Combinatória. Do estudo, participaram 38 alunos

que ainda não haviam passado por qualquer experiência de ensino formal de

Combinatória. Os autores utilizaram um questionário, com cinco questões

que

envolviam as seguintes operações combinatórias: permutação simples e com

repetição, arranjos simples e com repetição e combinação simples. Os resultados

revelaram que os alunos têm intuições combinatórias muito limitadas em todas as

operações estudadas, destacando-se apenas o caso em que está envolvido um

pequeno número de elementos e onde a estratégia

enumeração (contagem

direta) permitiu aos alunos

chegar

à resposta correta. Entre as operações

combinatórias estudadas, em termos gerais, os alunos obtiveram resultados

ligeiramente melhores nos arranjos com repetição e piores nas combinações

simples.

Em outro trabalho, Correia e Fernandes (2007) procuraram investigar as

estratégias intuitivas de alunos do 9º ano de escolaridade na resolução de

problemas de combinatória. A pesquisa foi desenvolvida junto a 27 alunos de uma

turma do 9º ano de escolaridade, de uma escola secundária com 3º ciclo do ensino

básico de uma cidade do distrito de Braga, em Portugal. Os autores empenharam

em responder duas questões: Que estratégias utilizam os alunos do 9º ano de

escolaridade na resolução de problemas combinatórios?, e, Qual a influência dos

fatores operação combinatória, número de elementos envolvidos na operação

combinatória e

desempenho

em Matemática na experiência de aprendizado dos

alunos

em combinatór

ia?

Para Correia e Fernandes (2007), os alunos quando resolvem os

problemas de combinatória utilizam com maior

frequência

a enumeração (contagem

direta) como estratégia, seguida do uso da árvore de possibilidade. A fórmula foi

utilizada por 18% dos alunos consultados. Os autores observaram, também, que,

quando ocorre nos problemas um aumento no tamanho da amostra dos elementos,

as estratégias mais utilizadas pelos alunos passam a ser a menos usada.

Diminuindo, assim, a eficácia nas respostas corretas dos alunos. No geral, a

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

pesquisa desenvolvida por eles revelou que o maior fracasso dos alunos foi na

resolução dos problemas de combinação simples. Nesses problemas, a dificuldade

dos alunos residiu no fato de considerarem a ordem, tal como tinham resolvido o

problemas de arranjos.

Procurando investigar os erros apresentados por estudantes na resolução

de problemas verbais no campo da Análise Combinatória, Pacheco (2001)

desenvolveu um trabalho dentro de uma abordagem qualitativa, com uma inspiração

na análise cognitiva das produções escritas dos estudantes da terceira série do

Ensino Médio

, com idade entre 17 e 23 anos. Os alunos, sujeitos da pesquisa, ainda

não haviam estudado Análise Combinatória. A pesquisadora desenvolveu aulas

expositivas acerca do assunto e proporcionou aos mesmos que tivessem acesso a

uma bibliografia diversificada do assunto. O desenvolvimento dessas aulas durou

semanas, com alunos de escolas públicas de diferentes cidades do Estado de

Alagoas.

O objetivo do trabalho realizado por Pacheco (2001) foi confrontar as

abordagens dos estudantes em diferentes tipos de problemas e buscar algumas

explicações para possíveis performances nos diferentes casos e para os possíveis

erros apresentados. Foram problemas do tipo simbólico não-verbal , modelagem e

verbais ,

todos de Análise Combinatória.

A questão central da pesquisa que Pacheco (2001)

propôs a resolver

foi: Em que tipo de problema, simbólico não-verbal , modelagem e verbais , e em

que extensão, os estudantes apresentam perform

ances mais adequadas

Em suas conclusões, a pesquisadora aponta que existe uma relação

direta entre o uso da fórmula e a inversão da natureza combinatória, isto é, todos os

alunos que apresentaram ess

a inversão adotaram estratégia com o uso de fórmulas.

Ao comparar seu trabalho com

de Medeiros (1992), a autora nos diz

que:

Diferentemente dos resultados obtidos no estudo realizado por Medeiros

onde os adolescentes utilizaram bem mais a estratégia da listagem, tabelas

e busca de padrões, a estratégia mais adotada pelos sujeitos desta

pesquisa foi a do uso de fórmulas, tanto nas abordagens bem sucedidas

como insatisfatórias (MEDEIROS apud PACHECO, 2001, p.230)

A pesquisa apontou que os alunos apresentaram êxito nas abordagens

dos problemas do tipo não-

ver

bal. Entretanto, isso não implicou um desempenho

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

mais adequado nos problemas do tipo verbal. A autora acredita que uma boa

habilidade com o uso de fórmulas não é suficiente para a resolução de problemas

verbais que relacionam os conceitos de arranjo e de combinação com situações do

dia

-a-dia. É necessário que o aluno tenha desenvolvido uma boa formação dos

conceitos de arranjo e combinaçã

o para que saiba

usar corretamente as fórmulas.

Os trabalhos acima apresentados estão centrados nas dificuldades e nas

estratégias dos alunos ao resolverem problemas de Análise Combinatória.

Observamos

, de uma forma geral, que os alunos apresentam acentuadas

dificuldades em resolver os problemas de combinatória, mas o fato de não saber

diferenciar os problemas de combinação dos problemas de arranjo é a principal de

todas as dificuldades. Essa questão nos fez refletir o quanto é importante uma aula

destinada somente a fazer o aluno perceber a diferença entre os conceitos de

arranjo e combinação.

No que tange à questão das estratégias, entendemos, por meio dos

resultados das pesquisas, que o uso da contagem direta dos agrupamentos e da

árvore de possibilidades representa uma boa sugestão para iniciar uma aula de

Análise Combinatória. Mas, mantendo a vigilância acerca do tamanho da amostra,

como foi descrito anteriormente. Essa questão referente ao tamanho da amostra nos

fez refletir que não podemos negligenciar o uso da fórmula. Pois, em casos

que

a amostra é muito grande, o aluno vai precisar saber utilizar a fórmula, r

esolver

problemas, principalmente, os de combinação. Sendo assim, passamos a acreditar

na importância de desenvolver uma aula em que o aluno participasse intensamente

da construção das fórmulas de arranjo e de combinação.

Esses trabalhos tiveram forte influência na fase de elaboração de nossa

sequência

didática e fase da análise dos dados produzidos na pesquisa. Nessa

fase, tomamos emprestadas as categorias de análise utilizadas na pesquisa de

Fernandes

et. al.(2004) e, na fase de elaboração,

construímos

uma aula somente

para diferenciar o arranjo da combinação, sem a apresentação das fórmulas usadas

em cada uma das operações combinatórias. No desenvolvimento das aulas de

arranjo e combinação, elaboramos um método de ensino que envolvesse os alunos

comple

tamente no processo de construção das fórmulas do arranjo e da

combinação

diferenciando dos métodos que apresentam as fórmulas prontas.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Para conhecer

mos

melhor outros métodos de ensino elaborados para a

Análise Combinatória e verificar

mos

até que ponto nossa pesquisa diferenciava das

que já haviam sido desenvolvidas

desenvolvemos a seguir outro estudo.

2.1.2. Trabalhos que investigaram

sequência

s de ensino de Análise

Combinatória

Sturm (1999) procurou investigar as possibilidades de um ensino de

análi

se combinatória sob uma abordagem alternativa. O autor considera como

alternativa uma abordagem de ensino que é desenvolvida diferentemente das

abordagens tradicionais (valoriza a definição do conceito, seguido de exemplos,

exercícios e o uso excessivo d

e fórmulas). Os objetivos descritos pelo autor foram:

Analisar uma proposta de ensino de análise combinatória e sua

experimentação em sala de aula

;

Identificar as possibilidades e limites com relação ao ensino-

aprendizagem da proposta no sentido de colaborar em futuras

investiga

ções sobre análise combinatória;

Contribuir para o trabalho de professores de matemática do Ensino

Médio que busquem aprimorar sua formação em relação ao ensino-

aprendizagem de aná

lise combinatória.

A proposta elaborada por Sturm (1999) abordou os seguintes tópicos:

arranjo, permutação e a combinação, sem repetição de elementos. Foi desenvolvida

por meio de resolução de problemas, com 33 alunos de uma escola particular da

rede privada de ensino da cidade de ITU-SP. As aulas ac

ontecia

m no turno da noite

e foram

dividida

nas seguintes etapas:

Formalização com problemas de contagem em geral (4 aulas)

Nesta etapa, o professor apresentou inicialmente quatro problemas,

como

o lançamento de uma moeda, o número de maneiras diferentes

pelos quais

uma

pessoa vai de uma cidade A até uma cidade B e da composição de números a partir

de alguns algarismos. Houve necessidade de intervenção do professor, porém o

mesmo a realizou dialogando com a turma e resolvendo por definitivo o problema

contando c

om a participação da fala dos alunos, isto é considerado pelo pesquisador

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

como um processo de interação. Após a resolução dos problemas foi proposto outro

grupo de quatro problemas retirados do chamado cadernão da escola .

Estudo da anotação fatorial (p

ouco mais de uma aula)

O professor iniciou esta etapa esperando que os alunos tivessem

percebido que a multiplicação tem um papel importante no estudo de Análise

Combinatória

. Dessa forma, propôs quatro problemas e o primeiro é

para

saber o

número de anagramas da palavra GRAU , o segundo,

para

formar números com 5

(cinco) algarismos dado um conjunto com cinco números e os problemas seguintes

são

para

calcular o fatorial de um determinado número e simplificações com fatorial.

O autor considerou que esta etapa não foi produtiva, pois teve que apresentar o

fatorial sem que os alunos tivessem observado as variantes necessárias à formação

desse conceito.

Levantamento e observação das características dos problemas que determinam

seu modo de resolução (3 aulas)

Para o professor, as características que determinam o modo de resolução

dos problemas foram: ordenação dos elementos, aplicação direta do princípio

multiplicativo, aplicabilidade do diagrama de árvore. Nessa fase, foi elaborada uma

lista de exercícios

oito

problemas

- com o intuito de contemplar os diferentes temas,

de modo que, a partir dela, fosse possível um levantamento das características e na

fase seguinte, a classificação dos problemas de Arranjo, Permutação e

Combinações. Os problemas foram resolvidos em duplas e o autor considera que foi

possível levantar as características de cada um dos tipos de problemas. Os alunos

demonstra

ram compreender, de maneira geral, a importância da ordenação dos

elementos nos agrupamentos e a necessidade de saber se há ou não repetição de

elementos. Vale ressaltar que nessa etapa o pesquisador desenvolveu o processo

de ensino da mesma maneira que foi desenvolvido nas etapas anteriores.

Relação das características (modo de resolver) com os temas em si e

formalização dos

conceitos: arranjo, permutação e combinação (8 aulas)

Nesta última etapa, o professor utilizou 20 problemas que envolvem

respectivamente Arranjo, Permutação e Combinação. Ele afirma que neste momento

os alunos estavam familiarizados com sua estratégia de ensino e com problemas de

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

contagem. Dessa forma, tornou-se fácil apresentar à turma as particularidades de

cada um daqueles métodos de contagem e a apresentação de suas fórmulas. O

pesquisador ressalta que não apresentou a fórmula

pnp

, pois o mesmo

considera mais didático para este momento usar

deixando a outra

fórmula para aplicação em Binômio de Newton.

As aulas se diferenciaram do método tradicional pelo fato d

as definições

não serem apresentadas inicialmente. N

entanto, o professor apresentou e

resolveu

os problemas propondo uma estratégia didática concentrada na interação

dos alunos com a resolução dos mesmos, que, a princí

pio

era

resolvido

pelo

próprio professor.

É verdade que os exercícios contidos na proposta podem ser considerados

um tanto tradicionais. No entanto, a proposta se diferencia da maioria da

prática vigente, no sentido de se experimentar uma mudança na relação do

professor e dos alunos com a Análise Combinatória, mais precisamente no

modo como aquele apresenta e discute cada tema (arranjo, permutação e

combinação), primeiramente apresentando exercícios para depois chegar

às sistematizações (STURM, 1999, p.81).

A metodologia de pesquisa empregada no trabalho de Sturm (1999) teve

uma abordagem qualitativa e utilizou como instrumentos de coleta de dados: um

caderno (diário) em que o pesquisador realizava anotações sobre o que tinha

ocorrido durante as aulas; as avaliações dos alunos (duas provas escritas); um

questionário para saber as concepções dos alunos quanto ao trabalho desenvolvido

pelo professor

pesquisador.

Em suas conclusões, Sturm (1999) considerou que a proposta teve um

efeito positivo e destacou alguns aspectos:

alunos trabalhavam durante todo o dia e mesmos assim partic

ipavam

ntensamente da pesquisa;

os alunos demonstraram ter compreendido a potencialidade do Princípio

Fundamental da Contagem na resolução de problemas

combinatórios;

os alunos passaram a ver as fórmulas de arranjo e permutação como

apenas mais um auxílio na resolução dos problemas, pois os mesmos

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

perceberam que as fórmulas decorrem do modo direto do Princípio

Multiplicativo.

É importante ressaltar

mos

o valor do trabalho desenvolvido por Sturm

(1999). Foi a primeira dissertação de mestrado no Brasil que teve como objeto de

estudo o ensino-aprendizagem de Análise Combinatória. Portanto, entendemos que

os trabalhos que procuram investigar novos métodos para o ensino de Análise

Combinatória representam um avanço nesse campo de investigação, que teve em

Sturm (19

99) sua fundação.

Avançando nesse sentido, Esteves (2001) construiu duas

sequência

s de

ensino centralizadas na formação do conceito ligado à operação de Análise

Combinatória, como a intenção de estudar a aquisição e o desenvolvimento dos

primeiros conce

itos de análise combinatória em adolescentes

com

14 anos de idade,

cursando a 8

série do Ensino Fundamental.

A primeira

sequência,

considerada tradicional,

foi

aplica a uma turma de

alunos da segunda série do Ensino Médio que a autora define como grupo de

referência. A turma foi formada por 28 alunos com idade de 16 anos.

A segunda

foi

elaborada por meio de situações-problema e desenvolvida

junto a um grupo experimental de alunos da 8

série do Ensino Fundamental, que

nunca haviam tido contato com Análise Combinatória. Foram utilizados, em alguns

casos, materiais concretos para resolver as atividades. Nessa etapa, a professora

contou com 14 duplas de alunos. As s

ituações

-problema, inicialmente, envolveram

apenas contagens diretas e depois o princípio fundamental da contagem até a

institucionalização dos agrupamentos simples, sem suas respectivas fórmulas.

Esteves (2001) afirmou que a intenção da pesquisa foi a de formalizar o conceito,

logo

, não ocorreu treinamento com os algoritmos utilizados no ensino de A

nálise

Combinatória. O estudo foi desenvolvido com alunos de uma instituição da rede

particular de ensino da cidade de Santos, em São Paulo. Ambos os grupos foram

submetidos a dois testes individuais: o primeiro

antes de ser introduzido o ensino d

Anális

e combinatória, continha 10 questões do assunto; o segundo, após o conta

com conteúdo, também continha 10 questões que possuíam similaridades com as

questões do pré-teste. É importante ressaltar

mos

que a

sequência

de ensino do

grupo não experimental foi desenvolvida pela própria pesquisadora durante 12

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

horas/aulas e a do grupo experimental foi desenvolvida em horário extra-aula com

uma hora de duração cada.

O quadro abaixo apresenta, de forma resumida, a

sequência

de ensino

aplicada ao grupo de experiênci

Quadro 01:

Sequência

de ensino desenvolvida por Esteves (2001)

Encontro 1:

situações

-problema que possibilitem o uso da contagem direta e induzam os alunos ao

princípio multiplicativo.

Encontro 2:

situações

-problema envolvendo o princípio fundamental d

a contagem.

Encontro 3:

continuação da resolução de problemas voltados para o

princípio

fundamental da contagem.

Encontro 4:

situações

-problema onde o princípio multiplicativo não é aplicável e institucionalização da

árvore de possibilidades com representa

ção de contagem

Encontro 5 e 6:

classificação de problemas. Dado um problema reconhecer as características que permitem

diferenciar arranjo de combinação.

Encontro 7:

institucionalização de arranjo, permutação e combinação

Fonte: Esteves

(2001)

A p

esquis

adora procurou responder às seguintes questões de sua

pesquisa: Em função do ensino oferecido, os sujeitos demonstram progresso

verificável no que tange ao campo conceitual considerado? Como pergunta derivada

da primeira: Tal evolução se diferencia daquela

observada no grupo de referência?

O método misto (qualitativo-quantitativo) foi empregado na pesquisa

durante a análise dos dados produzidos no pré-teste e no pós-teste. A abordagem

metodológica utilizada foi qualitativa quando foram analisadas as aulas

ideogravadas e audio

gravadas nas

sequência

s de ensino.

Esteves (2001) relatou que, no início da realização da

sequência

ensino com o grupo experimental, houve certa rejeição dos alunos. Ess

anunciavam que não haviam compreendido os enunciados das sit

uações

problema

e esperavam pela intervenção da professora. Porém, no final, a autora observou

uma aceitação maior do novo método de ensino.

Ao analisar as concepções apresentadas pelos alunos no pré-teste e na

sequência

de ensino, a pesquisadora pôde classificar algumas que dificultavam a

aprendizagem dos tópicos da Análise Combinatória.

A falta de um procedimento recursivo que os levasse à formulação de todas a

possibilidades. Isso acontecia quando os alunos resolviam problemas por

enumeração, mediante tentativas e erros,

principalmente

, nos casos em que a

formação de todas as possibilidades se tornava exaustivos.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

A resposta injustificada e errônea. Algumas vezes, os alunos apresentavam uma

solução numérica errônea, sem explicar de onde veio tal número ou ainda sem

indicar o caminho percorrido para encontrá

lo.

O não uso da árvore de possibilidades ou sua construção inadequada, o que

levava

a uma interpretação errônea.

Nos problemas de permutação e arranjo, aparece a interpretação da palavra

distribuir co

mo dividir.

Nos problemas de combinação e arranjo, os alunos confundiam os critérios que

deviam ser usados em cada situação e, algumas vezes, decidiam considerar a

ordem importante quando esta não era ou vice

versa.

A pesquisa aponta que os alunos pouco usavam a árvore de

possibilidades

, mesmo quando esta estratégia é proposta como sugestão nos

problemas. Contudo, considerou que a

sequência

de ensino desenvolvida com o

grupo experimental foi bastante proveitosa, como podemos constatar na seguinte

citação:

Durante a

sequência

, pudemos observar que os alunos evoluíram passo a

passo com as representações das resoluções e com as discussões relativas

aos processos de resolução usados. Acreditamos que a mudança na forma

de se trabalhar com o conteúdo seguindo uma abordagem que procurou

envolver o aluno através de situações reais, além do trabalho desenvolvido

em duplas criou um ambiente favorável para tal comportamento (ESTEVES,

2001, p. 184)

A autora, ao comparar as duas

sequência

s de ensino, identificou que a

que foi desenvolvida com o grupo experimental, mesmo sendo trabalhada fora do

horário escolar, produzia mais interação entre o professor, o aluno e o saber

matemático em jogo.

Em suas considerações finais, Esteves (2001) considera que o estudo de

Análise

Combinatória deveria ser iniciado no Ensino Fundamental de f

orma

significativa, sem apresentação de fórmulas, e que no Ensino Médio, o aluno

pudesse ter esse conceito institucionalizado, apresentando as fórmulas de forma

significativa e não apenas como algoritmo que o leve a mecanizar e associar

palavras

chave.

Como podemos observar, o trabalho desenvolvido por Esteves (2001)

possui algumas características de pesquisas clínicas, p

ois

, os alunos foram

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

submetidos, inicialmente, a um pré-teste e, após a aplicação da sequência,

ocorreu

um pós-teste. O interessante é que tal abordagem metodológica conduziu os

resultados da pesquisa a alguns resultados encontrados nos trabalhos de Batanero,

Fischbein e Fernandes

já comentados anteriormente.

A pesquisa de Esteves (2001) nos fez refletir

sobre

a importância da

realização de um pré-teste e um pós-teste quando

pretende

mos

investigar uma

sequência

didática de ensino. Pois, os dados coletados por esses instrumentos

permite

perceber

de forma clara se os alunos conseguem o não resolver os

problemas. Mas, entendemos que a sequência didática precisa ser também

analisada por dentro

, da mesma forma que vimos em Sturm (1999).

Vale ressaltar que nossa intenção de pesquisa está centrada no Ensino

Médio e, como descreveu a própria Esteves

(2001)

, não houve por parte da

pesqu

isa interesse nas fórmulas, uma vez que,

para

autora

, essa é uma questão

para o Ensino Médio.

Sendo assim, seguimos procurando conhecer investigações que foram

desenvolvidas para o Ensino Médio e encontramos o trabalho de Rocha (2002). A

autora procurou investigar um processo de resolução de problemas de Análise

Combinatória apoiando-se essencialmente na aplicação do princípio multiplicativo.

Ess

e processo de resolução de problemas centrou-se na análise da evolução do

aprendizado dos alunos em relação à resolução de problemas de Análise

Combinatória, à luz de influências de um método de ensino desenvolvido segundo

pressupostos construtivistas. A pesquisa seguiu uma abordagem qualitativa de

estudo de casos, desenvolvida junto a alunos do Ensino Médio das redes públicas e

particulares de ensino, onde a pesquisadora atuava como professora da turma.

O método de ensino de Combinatória proposto por Rocha (2002) seguiu

as seguintes etapas:

Primeira Etapa: apresentou aos alunos problemas básicos de contagem

direcionados a fatos do cotidiano e que puderam ser resolvidos a partir do

conhecimento prévio dos mesmos, sem formalização.

Segunda Etapa: apresentou aos alunos problemas mais complexos que

envolveram os conceitos d

e Análise Combinatória.

Terceira Etapa: sugeriu aos alunos que criassem e resolvessem seus

próprios problemas referentes à contagem.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Quarta Etapa: partiu do uso do

princípio

fundamental da contagem e

resolveu problemas de permutação, arranjo ou combinação e depois

deduziu as respectivas fórmulas.

Quinta Etapa: submeteu os alunos a uma avaliação formal. Essa teve que

ser corrigida respeitando os diversos métodos de resolução apresentados

pelos mesmos.

O trabalho de campo foi desenvolvido com alunos de duas escolas, uma

pública

, Escola Técnica Estadual, em turmas do curso de Eletrônica, em 1998 e

2000, e outra escola particular em turma do Ensino Médio,

em 2001.

Quanto à caracterização dos sujeitos da escola pública, Rocha (2002,

p.33) afirmou que:

No que se refere ao conhecimento matemático, em geral todos

apresentavam desenvolvidas ou em vias de desenvolver habilidades

básicas de cálculo, assim como de aplicação de fórmula, pela ampla

utilização destas ferramentas na resolução de problemas e exercícios

ropostos pelos professores da área técnica

Sobre os sujeitos da escola particular Rocha (2002

, p.35

) afirmou que:

A linha metodológica adotada pela escola não permite que mesmo o

trabalho nas áreas de exatas, do Ensino Médio, seja desenvolvido de f

orma

técnica, ou melhor, através de afirmações prévias seguidas de fórmulas de

aplicação. O aluno já habituado a experimentar, levantar hipóteses,

embasar

-se no conhecimento para aceitar novo, observar para concluir, não

aceita a introdução de um novo conhecimento por sua mera definição assim

como a apresentação de fórmula sem o conhecimento de sua

procedência

A autora utilizou como material de apoio os livros didáticos adotados

pelas escolas. Esse material foi utilizado pelos alunos a partir da segunda

aula. Esse

fato, juntamente com as condições intelectuais dos sujeitos apresentadas acima e o

método que estava em desenvolvimento, permitiu que a maioria dos alunos

completasse o aprendizado de Análise Combinatória por meio do livro didático.

Em seu tra

balho

, Rocha (2002)

apresent

as fórmulas de arranjo e

combinação aos alunos, após

ter

perceb

ido

que eles estavam em condições de

acompanhá

-la na construção da fórmula. A professora

retomou

os procedimentos de

resolução de um problema resolvido pelo princípio multiplicativo e seguiu

expondo

aos alunos a forma como o fatorial pode surgir na resolução dada e depois

apresentou

a resolução toda na for

ma de fatorial. A última etapa foi a de

substituição

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

dos valores numéricos que estão na forma de fatorial pelas letras n e p. A letra n,

para representar o número de elementos da amostra e p

para representar as etapas

do problema. O mesmo aconteceu na apresentação da fórmula da combinação

simples.

Segundo a autora, os resultados da aplicação do método,

tendo

como

referências as interfaces

aluno

-conteúdo, interação professor-

uno e as

contribuições do princípio multiplicativo na resolução de problemas de Análise

Combinatória foram: (1) permitir aos alunos

interagir

com o conteúdo de forma

integradora; (2) observar o professor como um mediador entre o aluno e os

enunciados; (3) poder propor a implementação do ensino da Análise Combinatória

de forma produtiva e satisfatória.

Comparando o trabalho desenvolvido por Rocha (2002) e Sturm (1999),

observamos três pontos a destacar: primeiro, ambos potencializam o princí

pio

multiplicativo como a principal ferramenta para resolver problemas de Análise

Combinatória no Ensino Médio. Em segundo lugar, Rocha (2002) desenvolve seu

método de ensino fazendo menos intervenções na aula do que Sturm (1999), que,

de acordo com seu método, o professor deve resolver os problemas com alunos. O

terceiro ponto está vinculado à forma como as fórmulas foram apresentadas.

método de Sturm (1999), as fórmulas foram apresentadas de maneira direta pelo

professor

, sem uma construção significativa, diferentemente do método

desenvolvido por Rocha (2002). Esta autora propôs condições para que os alunos

pudessem acompanhá-la na construção das fórmulas básicas da Análise

Combinatória.

Apoiado na sugestão de Sturm (1999), de que o princípio multiplicativo é

um importante recurso didático para o ensino de Análise Combinatória,

Dornelas

(2004) procurou: analisar as diferentes estratégias utilizadas pelos estudantes na

resolução de problemas de Análise Combinatória; identificar os principais tipos de

erros cometidos por estudantes no tocante à resolução de problemas de

Combinatória; categorizar os tipos de erros cometidos; mensurar os erros

categorizados; analisar a influência que uma compreensão significativa do

princípio

multiplicativo pode trazer para o desenvolvimento de habilidades e competências na

resolução de problemas de Análise Combinatória; avaliar os estudantes com relação

à compreensão e interpretação de problemas, formulação de hipóteses, previsão de

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

resultados, seleção e execução de estratégias e desenvolvimento da capacidade de

realizar retrospecto de resultados obtidos na resolução dos problemas.

Dornelas (2004) propôs estabelecer uma categorização dos principais

tipos de erros cometidos por alunos quando se deparam com o problema de

contagem e sugerir uma metodologia adequada, em termos didáticos e

pedagógicos, com a utilização do

princípio

multiplicativo. Segundo o autor,

intenção é capacitar os alunos a desenvolver habilidades e compet

ências

necessárias no trato de resolução de problemas envolvendo contagem, no âmbito da

Análise Combinatória.

A pesquisa de Dornelas (2004) foi realizada em duas etapas, envolvendo

alunos de três escolas - uma pública e duas privadas - da cidade do

Recife

primeira fase contou com a colaboração de 87 alunos, na qual se buscou analisar os

diferentes processos heurísticos utilizados na resolução de problemas de contagem,

por meio de questionários (perguntas abertas e outro com problemas, ambos,

envolvendo

Combinatória). Na segunda fase, além da aplicação dos questionários

citados

pré e pós

teste

foi executada

uma ação didática pedagógica voltada a um

aprofundamento do conhecimento do

princípio

multiplicativo e sua co

nsequ

ente

utilização na resolução de problemas de contagem, com 12 alunos da 2

série do

Ensino Médio de um dos colégios particulares.

O autor, em suas conclusões, nos diz que a estratégia de resoluções dos

problemas utilizada pelos alunos durante a inves

tigação

revela que o conhecimento,

criatividade e uma boa orientação didática podem provoca

no estudante estímulos

no sentido de elaborar e manifestar possibilidades de resolução que vão além do

simples emprego de fórmulas, que são necessárias, segundo o autor, mas não

suficientes para con

solidar um aprendizado significativo.

Ao contrário das outras pesquisas que investigaram

sequência

s de ensino

para a Análise Combinatória, Dornelas (2004) não elaborou a

sequência

de ensino

desenvolvida em sua pesquisa. O autor utilizou as aulas do programa Telecurso

2000

Ensino Médio, desenvolvido pela Universidade do Estado de São Paulo.

Como já afirmamos

anteriormente

, a aula de arranjo e a de combinação

de nossa

sequência

didática procuram conduzir o aluno à construção das fórmulas

utilizadas em cada operação combinatória. Vimos que no trabalho de Rocha (2002),

a autora conseguiu fazer da apresentação da fórmula algo significativo, mas foi a

própria professora que a construiu. Acreditamos que, elaborando as perguntas

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

certas, podemos conduzir o aluno à construção da fórmula. Sendo assim, partindo

do mesmo ponto que Rocha (2002) partiu, da resolução de um problema resolvido

pelo

princípio

multiplicativo, faremos os alunos perceberem a presença do fatorial

até que os mesmos alcancem a fórmula toda em fun

ção do fatorial. Outro ponto que

queremos deixar claro em nossa

sequência

didática é que ela foi elaborada de modo

que nossa intervenção seja a menor possível no processo de ensino, para que isso

pudesse representar outro avanço nas pesquisas nesse campo de investigação.

A seguir apresentaremos os trabalhos desenvolvidos no Centro de

Ciências Sociais e Educação da Universidade do Estado do Pará, que representam

as sementes dest

a dissertação de Mestrado.

2.2. UM ESTUDO DOS TRABALHOS DE ANÁLISE COMBINATÓRIA

DESENVOLVIDOS NO CENTRO DE CIÊNCIAS SOCIAIS E EDUCAÇÃO, DA

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO PARÁ.

Os trabalhos que seguem foram todos desenvolvidos sob a orientação do

professor doutor Pedro Franco de Sá.

Antunes e Do Vale (2005) e Pinheiro e Roza (2006) desenvolveram seus

trabalhos em esferas diferentes de ensino. Os primeiros realizaram pesquisas junto

aos alunos das escolas públicas, enquanto os segundos junto às escolas

particulares. Tanto uns quanto outros utilizaram os mesmos instrumentos de

pesquisa. Ambos os trabalhos procuraram identificar as dificuldades de

aprendizagem dos alunos acerca dos tópicos estudados na Análise Combinatória e

analisar o desempenho dos alunos concluintes do Ensino Médio ao resolverem

problemas de Análise Combinatória.

Os autores utilizaram como instrumentos para coleta de dados um

questionário fechado e um grupo de (10) problemas de Análise Combinatória. O

questionário tinha questões acerca do perfil dos sujeitos e questões que procuravam

saber dos alunos os tópicos de combinatória que eles sentiram maior dificuldade

para aprender e, também, a forma como o assunto havia sido ministrado pelos

professores. Os dez problemas forma elaborados com base nos problemas que

aparecem com mais

frequência

nos livros didáticos.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Para Antunes e Do Vale (2005) e Pinheiro e Roza (2006), do ponto de

vista metodológico, a pesquisa enquadrou-se numa investigação de caráter

exploratório e com enfoque quantitativo.

No que tange aos sujeitos da pesquisa, Antunes e Do Vale (2005)

consultaram 60 alunos concluintes da terceira série do Ensino Médio de três escolas

Públicas, localizadas em de três municípios - Belém, Castanhal e Curuçá

Estado do Pará e Pinheiro e Roza (2006) consultaram 482 alunos também

concluintes do Ensino Médio de três escolas da

rede privada de ensino de Belém.

Em relação à análise dos dados, os autores estudaram as respostas

dos

10 problemas, dadas pelos alunos

categorizando

-as em Acertou, Errou e Não Fez.

Acertou: quando houve uma resolução para a questão e o resultado

obtido

estava correto;

Errou: quando houve uma resolução para a questão e o resultado obtido

estava incorreto;

Não

fez: quando a questão não foi resolvida.

Havia uma pergunta no questionário que procurava saber se o aluno teve

dificuldades para entender Análise Combinatória. Os resultados das pesquisas

apontam que, nas escolas públicas, 82% dos alunos disseram que

encontraram

dificuldades para entender Análise Combinatória. Já nas escolas particulares,

resultados revelam que 60% disseram ter tido tais dificuldades. Outra questão

procurou conhecer a prática pedagógica predominante nas aulas que os alunos

tiveram de Análise Combinatória. Os resultados obtidos dos alunos das escolas

públicas revelam que o método tradicional de ensino é o mais utilizado nas escolas

Quanto às escolas particulares, 36% dos alunos consultados confirmaram que o

método tradicional era o mais usado. Outros 36% afirmaram que

professores

iniciavam as aulas de combinatória usando situações-

problema.

Em relação às dificuldades de aprendizagem durante as aulas de Análise

Combinatória, 52% dos alunos das escolas públicas indicaram a falta de

compreensão dos textos dos problemas, em segundo lugar, eles indicaram o uso da

fórmula correta nos problemas de Combinatória. Enquanto que 60% os alunos das

escolas particulares indicaram que a maior dificuldade era diferenciar os problemas

de arranjo dos problemas de combinação e, em segundo lugar, 58% dos alunos

indicaram a falta de compreensão dos textos.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Ao analisarem as resoluções dos 10 p

rob

lemas, nas categorias citadas

anteriormente, os autores responsáveis pelas duas pesquisas afirmaram que

somente o problema Numa lanchonete há 5 tipos de salgado, 4 tipos de suco e 3

tipos de sorvetes. De quantas maneiras podemos tomar um lanche composto por 1

salgado, 1 suco e 1 sorvete?

apresentou o maior percentual de acertos e,desses, a

maioria usou o

princípio

fundamental da contagem. Ambas as pesquisas revelaram

que o maior percentual

de alunos consultados não fez

os 10 problemas.

Procurando conhecer a concepção dos professores de Matemática, da

rede pública de Ensino, quanto às dificuldades dos alunos acerca do ensino de

análise combinatória, Pinheiro e Sá (2007) desenvolveram um trabalho junto a 40

docentes da rede pública de ensino da região metropolitana de Belém, estado do

Pará. O instrumento usado para coletar os dados dessa pesquisa foi um grupo de 10

probl

emas de Análise Combinatória que os professores deveriam classificar em:

fácil , muito fácil , regular , difícil e muito difícil , caso os problemas fossem

sugeridos aos alunos do Ensino Médio para ser resolvidos. A abordagem

metodológica de pesquisa enquadrou-se, novamente, numa investigação de caráter

exploratório e com enfoque quantitativo.

O perfil dos sujeitos da pesquisa de Pinheiro e Sá (2007) indica que todos

os professores consultados são licenciados plenos em Matemática, 32 do sexo

masculino e 8 do feminino; 8 professores

têm

aperfeiçoamento em Educação

Matemática, 26 são especialistas em curso na área da Educação e 6 são mes

tres

em Educação Matemática.

A seguir, apresentaremos os 10 problemas acompanhados da análise

realizada pelos autores.

1) Numa lanchonete há 5 tipos de salgado, 4 tipos de suco e 3 tipos de sorvete. De

quantas maneiras podemos formar um lanche composto por 1 salgado, 1 suco e 1

sorvete?

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Gráfico 01: Grau de dificuldade dos alunos na questão 1.

FREQÜÊNCIA DOS

PROFESSORES

MUITO

FACÍL

REGULAR

MUITO

DIFICÍL

GRAU DE DIFICULDADES

QUESTÃO 01

MUITO FACÍL

FACÍL

REGULAR

DIFICÍL

MUITO DIFICÍL

Fonte: Pinheiro e Sá, 2007

Quase todos os professores indicaram a questão

como

muito fácil ou fácil.

2) Com os algarismos 1,2,3,4 e 5, quantos números de três algarismos distintos e

maiores que 300 podemos formar?

Gráfico 02: Grau de dificuldade dos alunos na questão 2.

FREQÜÊNCIA DOS

PROFESSORES

MUITO

FÁCIL

REGULAR

MUITO

DIFÍC IL

GRAU DE DIFICULDADE

QUESTÃO 02

MUITO FÁCIL

FÁCIL

REGULAR

DIFÍCIL

MUITO DIFÍC IL

Fonte: Pinheiro e Sá, 2007

18 professores admit

iram

que a situação-problema é considerada regular pelos

alunos.

Alguns professores afirmaram que a dificuldade está no fato d

os alunos

precisarem ter cuidado em formar números maiores que 300.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

3) Quantos são os anagramas da palavra PRISE?

Gráfico 03: Grau de dificuldade dos alunos na questão 3.

FREQÚÊNCIA DOS

PROFESSORES

MUITO

FÁCIL

REGULAR

MUITO

DIFÍC IL

GRAU DE DIFICULDADE

QUESTÃO 03

MUITO FÁCIL

FÁCIL

REGULAR

DIFÍCIL

MUITO DIFÍC IL

Fonte: Pinheiro e Sá, 2007

37 professores afirmar

que os alunos consideram a situação-problema muito fácil

ou fácil.

Alguns professores afirmaram que há um pouco de dificuldade, por parte dos

alunos, quando a palavra não possui letras repetidas.

4) O Estado do Pará possui 8 clubes disponíveis para representá-lo em um

campeonato nacional de futebol, porém, cada estado só poderá participar com 4

clubes e a escolha deverá ser realizada por meio de sorteio na sede da

Confederação Paraense de Futebol. Determine o número de maneiras diferentes de

se obter o resultado do sorteio?

Gráfico 04: Grau de dificuldade dos alunos na questão 4.

FREQÜÊNCIA DOS

PROFESSORES

MUITO

FÁCIL

REGULAR

MUITO

DIFÍC IL

GRAU DE DIFICULDADE

QUESTÃO 04

MUITO FÁCIL

FÁCIL

REGULAR

DIFÍCIL

MUITO DIFÍC IL

Fonte: Pinheiro e Sá, 2007

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Mais

50% dos professores aponta

m que a questão é considerada pelos alunos

como regular.

5) Ao final de um expediente, na biblioteca da UEPA, a bibliotecária precisou

ordenar em uma prateleira os seguintes livros: dois de Matemática, três de Química

e quatro de Biologia. Sabendo que os livros não são de mesmos volumes, determine

o número de maneiras

diferentes em

que a bibliot

ecária poderá ordená

-los, de modo

que os livros de uma mesma matéria fiquem sempre juntos.

Gráfico 05: Grau de dificuldade dos alunos na questão 5.

FREQÜENCIA DE

PROFESSORES

MUITO

FÁCIL

REGULAR

MUITO

DIFÍC IL

GRAU DE DIFICULDADE

QUESTÃO 05

MUITO FÁCIL

FÁCIL

REGULAR

DIFÍCIL

MUITO DIFÍC IL

Fonte: Pinheiro e Sá, 2007

30 professores considera

m a situação

problema regular ou difícil para os a

lunos.

Alguns professores afirmaram que o problema está na compreensão do texto.

Nenhum professor considerou a questão muito fácil.

6) O departamento de ciências naturais da UEPA tem disponível para cargos de

pesquisadores 5 professores de Biologia e 4 professores de Física. Uma

universidade cubana solicitou que o departamento enviasse 4 profess

ores

pesquisadores, sendo 2 de Biologia e 2 de Física para a realização de um curso de

capacitação. De quantas maneiras diferentes a coordenação poderá fazer a e

scolha

desses professores?

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Gráfico 06: Grau de dificuldade dos alunos na questão 6.

FREQÜÊNCIA DOS

PROFESSORES

MUITO

FÁCIL

REGULAR

MUITO

DIFÍC IL

GRAU DE DIFICULDADE

QUESTÃO 06

MUITO FÁCIL

FÁCIL

REGULAR

DIFÍCIL

MUITO DIFÍC IL

Fonte: Pinheiro e Sá, 2007

31 professores afirma

m que os alunos consideram a situação-problema regular ou

difícil. E nenhum professor afi

rmou que a situação

problema

é m

uito fácil.

7) Rose vai retirar dinheiro num caixa eletrônico de um banco, mas na hora de

digitar a senha, esquece-se do número. Ela lembra que o número tem 5 algarismos,

começa com 6, não tem algarismos repetidos e tem o algarismo 7 em alguma

posição

. Determine o número máximo de tentativas para acertar a senha.

Gráfico 7: Grau de dificuldade dos alunos na questão 7.

0 0

FREQÜÊNCIA DOS

PROFESSORES

MUITO

FÁCIL

REGULAR

MUITO

DIFÍC IL

GRAU DE DIFICULDADE

QUESTÃO 07

MUITO FÁCIL

FÁCIL

REGULAR

DIFÍCIL

MUITO DIFÍC IL

Fonte: Pinheiro e Sá, 2007

30 professores afirma

m que os alunos consideram a situação-problema regular ou

difícil.

O número de professores que afirma

m que a situação-problema é muito difícil

aumentou em relação às situações anteriores.

Nenhum professor afirmou que a situação

problema é muito fácil ou fácil.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

8) Uma prova de atletismo será realizada durante a seman

a dos jogos univer

sitários.

Os participantes da primeira etapa são: quatro (4) alunos da UEPA e cinco (5)

alunos da UFPA. De quantas maneiras diferentes pode-se ter entre os três primeiros

lugares pelo menos um aluno da UEPA?

Gráfico 8: Grau de dificuldade dos alunos na qu

estão 8.

FREQÜÊNCIA DOS

PROFESSORES

MUITO

FÁCIL

REGULAR

MUITO

DIFÍC IL

GRAU DE DIFICULDADE

QUESÃO 08

MUITO FÁCIL

FÁCIL

REGULAR

DIFÍCIL

MUITO DIFÍC IL

Fonte: Pinheiro e Sá, 2007

36 professores classificaram a situação

problema de regular a muito difícil.

Alguns professores enfatiza

m que o texto matemático em questão é considerado

difícil de ser compreendido pelos alunos.

9) Quantos são os

anagramas da palavra CÁLCULO que começam com a letra U?

Gráfico 9: Grau de dificuldade dos alunos na questão 9.

FREQÜÊNCIA DOS

PROFESSORES

MUITO

FÁCIL

REGULAR

MUITO

DIFÍC IL

GRAU DE DIFICULDADE

QUESTÃO 09

MUITO FÁCIL

FÁCIL

REGULAR

DIFÍCIL

MUITO DIFÍC IL

Fonte: Pinheiro e Sá, 2007

Nenhum professor afirmou que a situação

problema é muito difícil

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

31 professores afirma

m que a situação

problema

é fácil ou regular

19 professores afirma

m que a questão é considerada regular por ter uma palavra

com letras repetidas.

10) Resolva a equação: 2 . C

n;(n

+ A

n;2

= P

. C

n;(n

Gráfico 10: Grau de dificuldade dos alunos na questão 10.

FREQÜÊNCIA DOS

PROFESSORES

MUITO

FÁCIL

REGULAR

MUITO

DIFÍC IL

GRAU DE DIFICULDADE

QUESTÃO 10

MUITO FÁCIL

FÁCIL

REGULAR

DIFÍCIL

MUITO DIFÍC IL

Fonte: Pi

nheiro e Sá, 2007

38 professores afirma

m que a situação-problema é considerada pelos alunos

regular,

difícil ou muito difícil.

Nenhum professor afirmou que a questão é muito fácil

Pinheiro e Sá (2007) ressaltaram que os professores afirmaram que uma

das maiores dificuldades de ensino e aprendizagem encontrada nas aulas de

Análise Combinatória é a utilização de equações com fatoriais. Os autores acreditam

que

a causa desse problema deva estar na falta de habilidades algébricas que

comumente são desenvolvidas nas últimas séries do Ensino Fundamental. Outra

dificuldade está nos problemas de contagem que envolve

elementos repetidos.

Tal dificuldade, também, foi identificada em pesquisas anteriores já

apresentadas nesta

seção

. É, também, importante evidenc

iar

mos

a falta de

compreensão dos textos que outras pesquisas já apresentaram como dificuldades

de ensino e aprendizagem de análise combinatória

O trabalho revelou que os professores afirmaram que quanto mais

carregado de informação o texto se apresenta,

maior é a dificuldade dos alunos para

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

compreendê

-lo e da mesma forma torna-se difícil para o professor explicar a

situação

problema proposta

Pardal e Rocha (2007) desenvolveram uma proposta de ensino diferente

para as aulas de Análise Combinatória. O trabalho das autoras ficou restrito ao

campo teórico, ou seja, não chegou a ser experimentado em sala de aula. Contudo,

representou uma importante fonte para nosso trabalho. Pois, estudamos as

ideias

das autoras e o refinamento dessas

ideias

contribui

para

construção de nossa

sequência didática.

A seguir, apresentamos um estudo acerca dos conceitos básicos de

Análise Combinatória. Nesse, assumimos nossa concepção acerca do referido

conceito do objeto matemático em jogo, descrevemos as sugestões de Lima

(2004) aos professores que lecionam Análise Combinatória e finalmente

apresentamos os conceitos básicos de Análise Combinatória que procuramos

construir no desenvolvimento junto aos alunos do Ensino Médio.

2.3. UM ESTUDO DOS CONCEITOS BÁSICOS DA ANÁLISE COMBINATÓRIA

PARA O ENSINO MÉDIO.

Desenvolvemos um estudo acerca dos conceitos básicos do objeto

matemático em jogo. Sendo assim,

discorremos,

inicialmente

, acerca d

concepções de alguns autores que selecionamos para estudar Análise

Combinatória

então, apresentamos os conceitos básicos de Análise Combinatória

utilizados

nossa

sequência

didática.

Para Hazzan (1996), Análise Combinatória é a parte da Matemática que

visa desenvolver métodos que permitam contar o número de elementos de um

conjunt

o, sendo ess

es elementos agrupamentos formados sob certas condições. Na

leitura do autor

, o assunto é visto como método.

Magalhães e Oliveira (2004) consideram a Análise Combinatória um

conjunto de técnicas de contagem. A utilização dessas técnicas permite saber

quantos são os resultados possíveis de uma experiência, de quantas formas

diferentes uma experiência pode ser realizada.

Segundo Julianelli et al. (2007), a Análise Combinatória é um ramo da

Matemática que estuda, fundamentalmente, a formação de agrupamentos de

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

elementos, numa abordagem quantitativa, a partir de um determinado conjunto,

sendo esses elementos submetidos a condições previamente estabelecidas.

Já para Morgado et al.

(1991)

, a Análise Combinatória é a parte da

Matemática que analisa estruturas e relações discretas. A visão desses autores é

mais geral porque eles não limitam a Análise Combinatória aos estudos de arranjo

simples, permutação e combinação simples. Para eles, esses conceitos permitem

resolver somente problemas de combinatória que envolvem a contagem de certos

tipos de subconjuntos de um conjunto finito, sem que seja necessário enumerar seus

elementos.

Como nossa

sequência

didática foi elaborada para ser desenvolvida junto

aos alunos do Ensino Médio, a nossa compreensão acerca do conceito de Análise

Combinatória vai ao encontro das concepções que contemplam o uso de estratégias

que são utilizadas para contar os agrupamentos que são formados a partir

determinado conjunto.

A seguir, apresentamos algumas recomendações encontradas em Lima

et. al.

(2004) para os professores que se predispõem a ensinar Análise Combinatória

e os conceitos de Princípio Fundamental da C

tagem, Permutação Simples,

Arranjo Simples e Combinação S

imples

, usados em nossa

sequência

didática. Para

exem

plificar tais conceitos, utilizamos questões retiradas de um pré-teste que

serve

de i

nstrumento diagnóstico para esta

pesquisa.

No que tange ao ensino de Análise Combinatória para o Ensino Médio,

podemos ter como contribuição as recomendações de Lima

(2004):

Não faça fórmulas demais ou casos particulares demais. Isso obscurece as

ideia

s gerais e torna as coisas mais complicadas. Quem troca o princí

pio

básico da contagem por fórmulas de arranjo, permutação e combinações

têm

dificuldade de resolver

até mesmo problemas simples;

Aprenda e faça com que os alunos aprendam com os erros. É importante,

diante de uma solução errada, analisar porque ela está errada;

Você quer mostrar que é o bom ou prefere que seus alunos aprendam? Se

você optar pela a segunda alternativa, resista à tentação de em cada

problema buscar solução mais elegante. O que deve ser procurado é um

método que permita resolver muitos problemas e não um truque que resolva

maravilhosamente um problema; não devemos mostrar os truques sem

antes apresentar os métodos. A beleza de alguns truques só pode ser

apreciada por quem tem domínio dos métodos. Combinatória não é difícil;

impossível é aprender alguma coisa apenas com truques em vez de

métodos;

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Não dê preferência a raciocínios destrutivos, raciocínios do tipo contar a

mais e depois descontar o que não servia e foi contudo indevidamente. Os

raciocínios que resolvem a maior parte dos problemas de Combinatória são

essencialmente construtivos. Embora em certos casos seja melhor usar um

racioc

ínio destrutivo, seus alunos só se sentirão seguros quando

dominarem os raciocínios construtivos (LIMA

et al.

2004, p.111

No que se refere à primeira sugestão d

autores,

compreendemos que

importante proporcionar condições aos alunos para que eles consigam encontrar

uma solução para um problema de contagem sem o uso exagerado de fórmulas.

Mas, consideramos relevante que os alunos saibam utilizar as fórmulas como

importantes ferramentas para a resolução dos problemas de Análise Combinatória.

Para resolver problemas de Análise Combinatória Lima et al.

(2004)

sugerem que:

Devemos sempre nos colocar no papel da pessoa que realizará a ação

solicitada no problema e ver que decisões deverão ser tomadas;

devemos sempre que possível, dividir as decisões a serem tomadas em

decisões mais simples;

devemos perceber que dificuldades adiadas costumam se transformar em

imensas dificuldades. Se um das decisões a ser tomadas for mais restrita

que as demais, essa é a decisão que deve ser tomada em primeiro lugar.

Nossa experiência ministrando aulas de Análise Combinatória aponta que

uma boa maneira de fazer os alunos desenvolverem de formar mais eficaz o

raciocínio combinatório é escrever as três sugestões dos autores na lousa e, a cada

resolução de um problema combinatório na sala de aula, solicitar que eles apontem

o momento que as mesmas se apresentam em suas resoluções.

2.3.1.

Conceitos básicos do princípio fundamental da contagem, permutação

simples, arranjo simples e combinação simples.

Um conceito para o

Princíp

Fundamental da Contagem (P.F.C)

Se um evento ocorre em etapas, E1, E2,

E3,...,

Em, sucessivas e

independentes

, sendo P1,P2,P3,...,Pn o número de possibilidades de cada etapa,

então

o número de possibilidades d

o evento ocorrer é P1.P2. P3...Pn.

Veja

mos um exemplo:

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Com os algarismos 1, 2 e 3 quantos números de dois algarismos distintos que

podemos formar?

Solução

A intenção é formar os números 12, 13, 21, 23, 31 e 32. Obtemos assim, uma

quantidade igual a seis números de dois algarismos distintos. Mas, para obter o

mesmo resultado

, poderíamos utilizar

o P.F.C., como segue:

3possibilidades 2possibilidades 1possibili

dades

x x 6

(1ºalgarismo) (2ºalgarismo) (3ºalgarismo)

Um conceito para Permutação Simples

Quando um agrupamento é composto por n elementos dispostos em n

posições, dizemos que temos uma permutação dos

ele

mentos.

Para calcular o número de permutações, usamos P

= m. (m-1). (m-

2).

2.1 = m!

Lemos

m! : fatorial de m

Exemplo:

Anagramas são palavras formadas pela reordenação das letras de uma

outra

palavra. Sendo assim, calcule o número de anagramas da palav

ra AMOR?

Solução

Como a palavra AMOR tem quatro letras, então, a quantidade de

anagramas são todas as permutações formadas com as letras da referida palavras.

= 4 . 3 . 2 . 1 = 24

Um conceito para o Arranjo Simples

Dado um conjunto de n elementos, e

sendo

p um número inteiro e positivo, tal que

p n, chama-se arranjo simples dos n elementos dados, agrupados p

p, qualquer

sequência

p elementos distintos formada com elementos do conjunto.

A notação matemática do arranjo simples de

elementos agrup

ados

n ; p

Observe:

n ; 1

= n

n ; 2

= n . ( n

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

n ; p

= n . ( n

1 ) . ( n

2 ) . . . ( n

p+1) ou A

n ; p

(

Vejamos um exemplo:

Entre 8 (oito) professores de uma escola, devem ser escolhidos três para os cargos

de diretor, vice-diretor e supervisor pedagógico. De quantas maneiras a escolha

pode ser feita?

Solução:

Como a ordem da escolha dos professores para ocupação dos cargos interfere na

formação dos agrupamentos

dizemos que o problema é de Arranjo Simples.

8 ;

336

!5.6.7.8

38(

Um conceito para a Combinação Simples

Dado um conjunto de n

elementos

e sendo p um número inteiro e positivo, tal que

p n, chama-se combinação simples dos n elementos dados, agrupados p

qualquer subconjunto de p elementos distintos formada com elementos do conjunto.

OBS:

a mudança de ordem dos

elementos não altera o agrupamento.

A notação matemática da combinação simples de n elementos agrupados

n ; p

Observe:

;

PnP

Exemplo:

De quantas maneiras diferentes podemos sortear três passagens aéreas para

Fortaleza entre os sete funcionários, de melhor desempenho no ano de 2007, de

uma empresa?

Solução:

Como a ordem da escolha dos funcionários não interfere na formação dos

agrupamentos

dizemos que o problema é de Combinação Simples.

!4.1.2.3

!4.5.6.7

37(!3

3;7

seção que segue, apresentamos a fundamentação teórica dest

trabalho. É importante ressaltar que nosso principal interesse é investigar uma

Sequência

Didática

para ser desenvolvida em sala de aula dentro das condições

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

reais dos fenômenos inerentes ao processo de ensino-aprendizagem que ocorre no

interio

r de uma escola. Para isso, nos situamos de acordo com algumas tendênci

da Educação Matemática, apoiando-

nos

em teóricos que se preocupam em suas

investigações com as problemáticas do Ensino da Matemática na realidade da sala

de aula.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Nest

seção,

apresentaremos uma reflexão acerca da tendência em

Educação Matemática, conhecida como m

etodo

logia da resolução de problemas.

Em seguida, apresentaremos a teoria das Situações Didática desenvolvida por

Brousseau (1996)

Por fim, descreveremos outra tendência em Educação

Matemática, conhecida como o uso de jogos no ensino da Matemática que em

nossa

sequência

didática tem a finalidade de ser utilizada como fixação de certo

conceito institucionalizado.

3.1. METODOLOGIA DA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS

Em nossa concepção, metodologia de ensino é o estudo de processos de

ensino para a aprendizagem. Nesse contexto, metodologia é percurso, meio,

sistematização, abordagem, reconstrução do conhecimento.

Tanto a metodologia como as técnicas que a ela se relacionam

encaminham processos de ensinar e aprender. A metodologia tem sentido amplo e

alcance abrangente de estruturação do conhecimento que constitui os programas,

ou unidades de estudo, no curso das disciplinas. As atividades complementam os

processos de aprendizagem, auxiliando a aplicação, a transposição do

conhecimento

sua reconstrução.

A aprendizage

m implica

reconstrução

crítica do conhecimento em níveis

diversos, a exemplo de compreensão, aplicação, análise, síntese e avaliação. Essa

reconstrução

envolve uma teia de conhecimentos matemáticos, dedutivos e

indutivos, tanto quanto os fatores do diálo

go.

Os conceitos matemáticos que os alunos criam, num processo de

construção, não são as

ideias

bem formadas concebidas pelos adultos. Novas

ideias

são formadas pouco a pouco, ao longo do tempo, quando os alunos refletem

ativamente sobre elas e as testam através dos muitos diferentes caminhos que o

professor pode lhes oferecer. Dessa forma, consideramos importante as discussões

em grupos de trabalho com os alunos. Quanto mais condições

são dadas

aos alunos

para pensar e testar uma

ideia

emergente, maior é a chance de essa

ideia

ser

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

correta

e integrada numa rica teia de

ideia

e de compreensão relacional. Mas afinal,

de onde derivam essas

ideias

A resposta para a indagação consiste em apresentar o que Van de Walle

(2001) considera um problema. Um problema é definido como qualquer tarefa ou

atividade para a qual os estudantes não têm método ou regras prescritas ou

memorizadas, nem a percepção de que haja um método específico para chegar à

solução correta

Para o autor

um problema é algo inesperado que prec

isa de uma solução

e no encaminhamento traçado, seja ele certo ou errado, surgirão às ideias. Ess

são na verdade o fluxo do conhecimento que vai emergindo durante o processo de

resolução de problemas.

A Secretaria de Educação Básica do Ministério da Educação, por

intermédio do Departamento de Políticas do Ensino Médio, encaminhou, no ano de

2006, aos professores, o documento Orientações Curriculares para o Ensino Médio,

com a intenção de apresentar um conjunto de reflexões que alimentem suas prát

icas

ped

agógicas. No que tange às orientações acerca do ensino da Matemática,

encontramos no volume 2 - nomeado Ciências da Natureza, Matemática e suas

Tecnologias

as seguintes reflexões:

Sobre o processo de ensino aprendizagem, uma primeira corrente,

historica

mente a mais presente nas nossas salas de aula de Matemática,

identifica o ensino como transmissão de conhecimento, e aprendizagem

com mera recepção de conteúdos. Nessa concepção, a aprendizagem é

vista como um acúmulo de conhecimentos, e o ensino baseia-s

essencialmente na verbalização do conhecimento por parte do professor

(BRASIL, 2006, p.86).

Observamos que o documento aponta a metodologia enraizada na

transmissão de conhecimento como a mais

frequente

em nossas salas de aula. Para

o referido documento, essa concepção dá origem à metodologia de ensino que

propõe a definição do conceito de um determinado conteúdo matemático, seguido

de exemplos e exercícios, ou seja, a introdução de um novo conceito dar-

-ia pela

sua apresentação direta, seguida de certo número de exemplos, que serviriam como

padrão, e com os quais os alunos iriam posteriormente reforçar o que fora

apresentado pelo professor por meio de um grupo de exercícios chamados de

exercícios de f

ixação

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Entretanto

, a referida proposta metodológica representa um modelo falido

que não proporciona aos alunos uma participação digna dentro do processo de

aprendizagem, posicionando-se apenas como agentes passivos. Partindo desse

ponto de reflexão o documento aponta:

Uma segunda corrente, ainda pouco explorada em nossos sistemas de

ensino, transfere para o aluno, em grande parte, a responsabilidade pela

sua própria aprendizagem, na medida em que o coloca como ator principal

desse processo. As

ideias

socioconstrutivistas da aprendizagem partem do

princ

ípio de que a aprendizagem se realiza pela construção dos conceitos

pelo próprio aluno, quando ele é colocado em situação de resolução de

problemas (BRASIL, 2006, p. 86).

Quando nos referimos à resolução de problemas, estamos considerando

uma metodologia de ensino que, segundo Dante (2002), relaciona os seguintes

objetivos:

Fazer o aluno pensar produtivamente

Desenvolver o raciocínio do aluno

Ensina o aluno a enfrentar situações novas

Dar ao aluno a oportunidade de se envolver com as aplicações da

Matemát

ica

Torna

as aulas de Matemática mais interessantes e desafiadoras

Equipa

o aluno com estratégias para resolver problemas

Dar uma boa base matemática às pessoas

Essas

ideias

apresentam como premissa que o aluno seja construtor de

seu próprio conhecimento, cabendo ao professor ser o mediador e orientador do

processo ensino-aprendizagem, responsável pela sistematização do novo

conhecimento. Nessa concepção, o caminho para aprendizagem apresenta-se em

sentido contrário ao da metodologia enraiza

na transmissão de conhecimento e a

construção de um novo conceito dar-

-ia pela apresentação de uma situação-

problema.

Para Meirieu (1998) uma situação

problema é:

Uma situação didática na qual se propõe uma tarefa que ele (aluno) não

pode realizar sem efetuar uma aprendizagem precisa. E essa

aprendizagem, que constitui o verdadeiro objetivo da situação-problema, se

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

dá ao vencer o obstáculo na realização da tarefa. Assim, a produção supõe

a aquisição, uma e outra perdendo o seu objeto de avaliações distintas

(MEI

RIEU apud MACEDO, 2002, p.115).

O professor,

quando

escolhe o caminho metodológico das situações-

problema

para desenvolver sua prática pedagógica, precisa estar

consciente

que

não deve chegar à sala de aula propondo um problema e logo em seguida

aprese

ntar um novo conceito aos alunos. O uso de situações-problema exige que o

aluno tenha total envolvimento com o conhecimento que ele pretende alcançar e,

dessa forma, uma única situação-problema não possibilitaria a construção do

referido conceito.

Outro ponto a ser posto em pauta está relacionado com o domínio do

conteúdo pelo professor. Não basta que ele tenha um conhecimento superficial, ou

rotineiro, do assunto que pretende ministrar, pois, ao propor as situações-

problema

surgirão questionamentos dos alunos que nem ele próprio, o professor, havia

pensado antes. A insegurança do professor, nesse momento, pode tornar-se uma

imensa barreira e, assim, prejudicar o êxito da proposta metodológica. Por essas e

outras razões, o professor, ao propor uma situação-problema em sala de aula,

precisa ter a clareza do uso da metodologia da resolução de problema na

sequência

de ensino que ele elaborou. Pois, segundo Mendonça (apud Sá

2005)

, há três

interpretações da expressão resolução de problemas, a saber, como um

obj

etivo

processo

e um

ponto de partida.

Assim descritos:

Como

objetivo,

a resolução de problemas significa que se ensina

matemática para resolver problemas;

Como

processo,

a resolução de problemas significa olhar para o

desempenho/ transformação dos alunos como resolvedores de

problemas

; implica analisar as

estratégias dos alunos

;

Como

ponto de partida, os problemas são usados como recurso

pedagógico, para iniciar o processo de construção de um determinado

conhecimento específico.

Em nossa compreensão, a metodologia de ensino-aprendizagem de

Matemática, por meio da resolução de problemas, constitui-se num caminho

metodológico para ensinar Matemática por meio da resolução de problemas e não

de ensinar a resolver problemas. Dessa forma, em nossa sequência didática

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

optamos pela metodologia da resolução de problemas como ponto de partida.

Ness

a interpretação, o desenvolvimento do ensino é iniciado pela apresentação de

uma situação-problema que permitirá desencadear o processo de aprendizagem,

culminando na sistematização de conhecimentos matemáticos previamente

determinados pelo professor.

De acordo com Sá (2005), para utilizar a resolução de problemas como

ponto de partida, o professor deve antes de tudo acreditar que é possível, dentro de

certos limites, serem resolvidos problemas sem o domínio de certas operações e

conceitos matemáticos.

O autor recom

enda ao educador

que:

Nã

o tente fazer uma aula dentro dessa concepção de maneira

improvisada;

Determine qual é o problema mais simples e interessante para

turma

que uma operação ou conceito matemático auxiliam a solução;

3. Descubra um processo de resolver o problema sem uso da operação,

normalmente o processo procurado envolve o uso de algum material

manipulativo ou uso de algum outro conceito já conhecido;

4. Proponha o problema em sala e dê um pouco de tempo para turma

pensar numa solução;

Solicite à turma que apresente uma solução ao problema ou apresente a

solução que você tem;

Faça um registro escrito e detalhado da solução para toda a turma;

Analise com a turma os invariantes que surgiram na resolução do

problema;

Solicite da turma uma conclusão operacional para resolver o problema

apresentado;

Sistematize o conceito do conteúdo que você tinha como objetivo a

trabalhar;

10.

Mostre como fica a solução do problema proposto com o uso do

conteúdo sistematizado;

11.

Proponha novos problemas envolvendo o assunto sistematizado (SÁ,

2005, p.75).

Acreditamos que essas onze recomendações desenvolvidas por Sá

(2005) nos ajudarão a produzir condições favoráveis de aprendizagem à

institucionalização dos conceitos básicos de análise combinatória, por meio de

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

situações didáticas, que enfatizem a resolução de problemas como ponto de partida,

nossa hipótese de pesquisa.

No que tange à Teoria das Situações Didáticas, descrevemos a seguir

uma breve reflexão acerca de seu campo teórico.

3.2. TEORIA DAS SITUAÇÕES

DIDÁTICAS.

A situação didática é um jogo pedagógico elaborado para dentro do

contexto da sala de aula, pelas múltiplas relações existentes entre o professor, os

alunos e o saber. Segundo Pais (2001), a finalidade de uma situação didática é

desenvolver atividades voltadas para o ensino e aprendizagem de um conteúdo

específico.

Para Brousseau (1996), numa concepção formal de ensino, o professor

propõe ao aluno uma questão a ser resolvida, esperando do mesmo uma boa

resposta. No entanto, ao perceber que ess

resposta não foi alcançada ou

apre

sentou

-se de forma inadequada, o professor

fundamenta

-se na crença

que o

aluno necessita de mais informações para resolver o problema, ou melhor, de mais

aulas. Ao continuar descrevendo algumas bases epistemológicas de

ensino

, o autor

nos apresenta outro dois métodos: o primeiro é o método Socrático

em que o papel

do professor é de levantar uma série de perguntas permitindo que o aluno venha a

retirar de

seu

próprio

conhecimento

as respostas à pergunta central. Esse mét

odo

consiste na hipótese que o conhecimento é inato e vem se acumulando de outras

vidas passadas. Precisando de alguém que o ajude a trazê-lo (reminiscência)

realidade

O segundo método, Brousseau considera um aperfeiçoamento do

primeiro, está inserido na teoria psicogenética de Piaget. Segundo Brousseau

(1996)

, a evolução entre os métodos ocorre quando o aluno é posto numa interação

com o meio social

que vive. Nesse método, o aluno aprende olhando o mundo

ou formulando hipóteses, dentre as quais sua experiência lhe permite fazer

escolhas, ou ainda, numa interação mais complexa feita de assimilação e de

acomodação. Para o autor, a teoria piagetiana liberta o professor de toda e qualquer

responsabilidade didática. Ele contesta dizendo que isso é um paradoxal regresso a

uma espécie de empirismo, e diz ainda que um meio sem intenções didáticas

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

insuficiente para inculcar no aluno todos os conhecimentos culturais que se deseja

que ele adquira.

Em sua base epistemológica

Brousseau (1996) defende que:

A concepção moderna do ensino solicita, pois, ao professor que provoque

nos alunos as adaptações desejadas, através de uma escolha judiciosa dos

problemas que lhe propõe. Estes problemas, escolhidos de forma a que o

aluno possa aceitá-los, devem levá-lo a agir, a falar, a refletir, a evoluir por

si próprio (BROUSSEAU, 1996, p. 49)

Nessa concepção, o professor deve efetuar não a simples comunicação

de um conhecimento, mas a devolução de um bom problema. A devolução aqui tem

o significado de transferência de responsabilidade, uma atividade na qual o

professor, além de comunicar e anunciado, procura agir de tal forma que o aluno

aceite o desafio de resolvê-lo como se o problema fosse seu, e não somente porque

o professor quer. Caso o aluno venha

aceitar o desafio proposto na sala de aula,

envolvendo

-se completamente com o processo de construção do novo

conhecimento e o mesmo consiga sucesso em sua tarefa, é quando ocorre a

aprendizagem. Durante todo esse processo didático surge um conjunto de variáveis

que se distanciam do controle direto do professor, para esse momento, é necessário

termos o conhecimento da noção de situações a-

didática.

Segundo Brousseau (1986):

Quando o aluno torna-se capaz de colocar em funcionamento e utilizar por

ele mesmo o conhecimento que está construindo, em situações não

previstas de qualquer contexto de ensino e também na ausência de

qualquer professor, está ocorrendo então o que pode ser chamado de

situação a

didática (BROUSSEAU

, 1986

apud PAIS, 2001, p. 68).

Uma situação a-

did

ática se caracteriza essencialmente pelo fato de

representar determinados momentos do processo de aprendizagem que o aluno

trabalha de forma independente, não sofrendo nenhum tipo de controle direto por

parte do professor.

Cabe ao professor elaborar situa

ções

problema

que permitam que os

alunos se encontrem em situações a-didáticas. O processo é evolutivo e ocorre da

seguinte maneira: primeiro, o professor propõe uma situação-

problema

, se abstendo

ao máximo de informar o caminho para o aluno superar esse obstáculo, depois,

ocorre a socialização das respostas dos alunos da turma, em geral, os mesmo

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

estão em duplas ou grupo. Espera-se que os alunos já tenham enxergado algumas

variantes do conceito que se pretende elaborar. Outra situação-problema é proposta

como uma evolução da primeira e o com

portamento do professor se manté

A decisão do número de situações-problema necessárias durante a

situação a

didática parte do professor e de seu planejamento.

Como a produção de conhecimento nessas situações a-

didát

ica

geralmente muito ampla, faz-se necessário uma fase de institucionalização do saber

que deve ser conduzida pelo professor. Para Freitas (1996), esta fase visa dar o

acabamento ao conhecimento elaborado pelo aluno ou mesmo trabalhado no

sentido de descartar possíveis aspectos não valorizados na perspectiva do saber

socialmente formalizado.

Gálvez (2001) considera que as situações didáticas representam o objeto

de estudo da didática da matemática e que se tornou necessário desenvolver uma

metodologia para analisá-las. Ao citar uma reflexão do trabalho de Brousseau,

autor nos diz:

Para Brousseau, no entanto, um momento fundamental da investigação em

didática se constitui na análise a priori da situação. O pesquisador em

didática deve ser capaz de prever os efeitos da situação que elaborou,

antes de colocá

-la à prova em aula; só posteriormente poderá comprar suas

previsões com os comportamentos observados (GÁLVEZ, 200, p.26).

Segundo o autor, para analisar as situações didáticas, Brousseau as

model

iza, utilizando elementos da teoria dos jogos e da teoria da informação. As

regras estabelecidas no jogo pedagógico estão presentes na noção de contrato

didático.

A noção de contrato didático passa pela compreensão

que

, na didática

moderna, o ensino é a devolução ao aluno de uma situação a-didática, e a

rendizagem é uma adaptação a essa situação. Dessa forma, o contrato didático é

um conjunto de ações que o professor espera do aluno e um conjunto de ações que

o aluno espera do professor.

Em Gálvez (200

, encontramos a classificação das situações didáticas

propostas por Brousseau.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Situações de Ação

São situações nas quais se gera uma interação entre os alunos e o meio

físico. Os alunos devem tomar as decisões que faltam para organizar sua atividade

de resolução de problema formulado.

Situações de Formulação

São situações que objetivam a comunicação de in

formações entre alunos.

Para isso, devem modificar a linguagem que utilizam habitualmente, precisando-a e

adequando

a à

s informações que devem comun

icar.

Situações de Validação

São situações nas quais se tenta convencer a um ou

vários

interlocutores da validade das afirmações que são feitas. Nesse caso, os alunos

devem elaborar provas para demonstrá-las. Não basta a comprovação empírica do

que dize

m ser certo.

Situações de Institucionalização

As situações de institucionalização são destinadas a esta

belecer

convenções sociais. Nessas situações,

busca

-se que o conjunto de alunos de uma

aula assuma o significado socialmente estabelecido de um saber que foi elaborado

por eles mesmos, em situações de ação, de formulação e de validação.

3.3. O USO D

E JOGOS NO ENSINO DA MATEMÁTICA

O uso de jogos no ensino da Matemática é uma tendência pouco

explorada no Ensino Médio. Talvez esse fato venha ocorrer por dois motivos: o

primeiro está associado à forma como os conteúdos matemáticos são apresentados

aos alunos, em geral, acompanhando as propostas dos livros didáticos; o segundo

está vinculado à questão da faixa etária (entre 14 e 20 anos). Pois, nessa fase, o

alunos trocam as brin

cadeiras,

que até a última série do Ensino Fundamental

existiam, pelas primeiras conquistas amorosas.

Mas

, com todas essas suposições, acreditamos que o uso de jogos no

ensino da Matemática, desenvolvido no Ensino Médio, pode tornar as aulas mais

agradáveis com o intuito de fazer com que

aprendizagem seja algo fascinante.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Procurando conhecer melhor essa tendência da Educação Matemática,

encontramos no trabalho de Lara (2003) a seguinte classificação dos jogos como

estratégia para o ensino de Matemática: jogos de construção, jogos de treinamento,

jogos estratégicos e jogos de aprofundamento.

Os jogos de construção são os que trazem aos alunos assuntos

desconhecidos. Esses tipos de jogos são geralmente utilizados para a introdução d

um novo conceito aos alunos. Dessa forma, o jogo é a principal ferramenta do

professor em sua proposta de ensino.

Os jogos de treinamento são utilizados para verificar se os alunos

construíram ou não um determinado conhecimento proposto em uma situação d

ensino. Segundo Lara (2003), o treinamento para o qual o jogo foi planejado pode

auxiliar no desenvolvimento de um pensamento dedutivo ou lógico mais rápido, pois

é por meio de exercícios repetitivos que os alunos percebem a existência de outro

caminho de resolução que poderia ser seguido, aumentando, assim, suas

possibilidades de ação e intervenção

Os jogos estratégicos são utilizados no ensino da Matemática com a

finalidade d

os alunos criarem o hábito de desenvolverem novas estratégias de

resolução

para determinados problemas. Por isso que os jogos estratégicos são

aqueles já conhecidos pelos alunos (Xadrez, Batalha Naval, Dama, Jogos de

Computados e outros jogos).

Os jogos de aprofundamento são utilizados após a institucionalização de

determinado

conceito matemático. A aplicação desses tipos de jogos tem as

mesmas características de um exercício de fixação. Para Lara (2003), a resolução

de problemas é uma atividade muito conveniente para o aprofundamento e tais

problemas podem ser representado na

forma de jogos.

É nesse sentido que procuramos desenvolver uma

sequência

didática

para o ensino de Análise Combinatória, no Ensino Médio, utilizando três jogos de

aprofundamento.

A seguir, apresentamos a Metodologia da Engenharia Didática;

descreve

mos a importância dessa abordagem metodológica para nossa pesquisa,

bem como o uso de seus princípios em nossos procedimentos metodológicos.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

4. METODOLOGIA

O objetivo desta

seção

é apresentar a Metodologia da pesquisa bem

como os seus procedimentos metodológicos. Nossa opção metodológica de

pesquisa é conhecida no âmbito da Educação Matemática como Engenharia

Didática.

4.1. ENGENHARIA DIDÁTICA

Segundo Artigue (1996), a Engenharia Didática caracteriza-se por ser um

esquema experimental baseado em realizações didáticas na sala de aula, isto é,

na concepção, na realização, na observação e na análise de

sequências

didáticas.

Para a autora, durante o processo da Engenharia Didática deve-

considerar um conteúdo do sistema de ensino, cujo funcionamento parece, po

algum motivo, pouco satisfatório e procede-se a uma análise dess

motivo

com a

intenção de propor mudanças, para um possível funcionamento mais satisfatório.

O termo Engenharia Didática pode ser entendido tanto como uma

metodologia de pesquisa, quanto

omo

o que Douady (1986) explicitou como:

uma

sequência

de aula(s) concebida(s), organizada(s) e articulada(s) no

tempo, de forma coerente, por um professor

engenheiro para realizar um

projeto de aprendizagem para uma certa população de alunos. No decurs

das trocas entre professor e alunos, o projeto evolui sob as reações dos

alunos e em função das escolhas e decisões do professor (DOUADY apud

HEY, 2001, p.49)

A metodologia da Engenharia Didática inclui quatro fases:

1. Estudos preliminares;

2. Construç

ão da

sequência

didática e análise

a priori

;

3. Aplicação de uma

sequência

didática;

4. Análise

a posteriori

e a validação

De acordo com Pais (2001), na primeira fase da Engenharia Didática:

o objeto é submetido a uma análise preliminar, através da qual se fazem as

devidas inferências, tais como levantar constatações empíricas, destacar

concepções dos sujeitos envolvidos e compreender as condições da

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

realidade sobre a qual a experiência será realizada. Por vez, devido à

complexidade dessa realidade, as constatações iniciais não são claramente

explicitadas por ocasião do planejamento da pesquisa, mas sua

interferência não pode ser desconsiderada para a concepção da proposta

sequência

didática (PAIS, 2001, p.11)

É nesta fase que o pesquisador procura conhecer trabalhos

desenvolvidos ou em fase de desenvolvimento que envolvam o objeto matemático

da pesquisa, aprofunda-se no campo teórico que serve de fundamentação ao

estudo, realiza estudos procurando conhecer melhor as concepções dos sujeitos

que, ele acredita, sejam importantes à realização

elaboração dos instrumentos de

pesquisa e/ou análise dos dados gerados no trabalho. Tudo isso leva o pesquisador

a desenvolver um trabalho na primeira fase da Engenharia Didática que seja

considerado a pedra angul

ar das outras fases.

Na fase da Construção da sequência didática e A

nálise

a priori

pesquisador orientado pelas análises preliminares delimita certo número de variáveis

pertinentes ao sistema sobre as quais o ensino pode atuar, e essas são chamadas

de variáveis de comando. Visando facilitar a análise da Engenharia, Artigue (1996)

distingue as variáveis de comando

como:

Variáveis Macro

Didáticas o

u Globais dizem respeito à organizaçã

o global

da Engenharia Didática;

Variáveis Micro-Didáticas ou Locais

são

concernentes à organização local

da Engenharia Didática, isto é, à organização de uma sessão ou de uma

fase.

Essas variáveis podem ser tanto de ordem geral, como específica, isto é,

depende do conteúdo didático a ser ensinado. Por exemplo, caso a variável seja do

tipo microdidática, tem-se as variáveis intrínsecas ao problema, que são de ordem

geral, e as variáveis que dependem da situação, ligadas à organização e à gestão

do meio, que são específicas. As escolhas de ordem geral, globais, precedem à

escrição de cada fase da Engenharia, quando influem as escolhas locais.

O objetivo da análise a priori é, pois, determinar de que forma as

situações

-problema desenvolvidas na

sequência

didática poderão controlar o

desenvolvimento das habilidades necessárias para os alunos resolverem os

problemas. Para isso, fundamenta-se em hipóteses; será a validação dessas

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

hipóteses que estará, em princípio, indiretamente em jogo no confronto entre a

análise

a priori

e a análise

a posteriori

A análise a priori é composta de uma parte descritiva e outra de previsão

e está centrada nas características de uma situação a-didática que, no geral, se

pretende criar e aplicar aos alunos participantes da experimentação. Sendo assim,

deve

se na análise

a priori

Descrever cada escolha local feita (eventualmente relacionando-a

às

escolhas globais) e as características da situação a-didática decorrentes

de cada escolha;

analisar qual o desafio da situação, para o aluno, decorrente das

possibilidades de ação, de escolha, de decisão, de controle e de

validação de que ele disporá durante a experimentação;

prever os comportamentos possíveis e mostrar no que a análise efetuada

permite controlar o sentido desses comportamentos; além disso, deve-

assegurar que, se tais comportamentos ocorrerem, resultarão do

desenvolvimento do conhecimento de aprendizagem.

Após a realização da análise a priori, o pesquisador parte para a

experimentação ou aplicação da

sequência

didática.

A aplicação da

sequência

didática é a fase da realização da Engenha

ria

desenvolvida com certa população de alunos. Ela se inicia no momento

que se

dá o contato com o p

esquisador/professor/observador

(es) com a população de

alunos que são parte da investigação. A experimentação supõe:

A explicitação dos objetivos e condições de realização da pesquisa à

população de alunos que participará da experimentação;

a aplicação dos instrumentos de pesquisa;

o registro das observações feitas durante a experimentação (observação

cuidadosa descrita em relatório, transcrição dos registros audiovisuais,

etc.).

Ness

a fase, geralmente, alguns atropelos, de ordem técnica, ocorrem

quando o pesquisador desenvolve seu trabalho pela primeira vez. Daí recomenda

que o experimento seja realizado em outros momentos antes de seguir para análise

a posteriori

e a validação da pesquisa

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Para Artigue (1996), a análise a posteriori e a validação é a fase que se

apo

ia no conjunto de dados produzidos durante a experimentação, que são obtidos

por meio das observações realizadas nas sessões de ensino e também produções

dos dados na sala de aula ou fora dela. Esses dados são

frequente

mente

completados por outros obtidos por intermédio da utilização de metodologias

externas: questionários, testes individuais ou em pequenos grupos, realizados em

diversos momentos do ensino ou no final. Para

autora

, é nessa fase que ocorre o

confronto entre a análise a priori

a posteriori

que se funda essencialmente a

validação das hipóteses ou objetivos da pesquisa.

É importante ressaltar que nossa escolha, pela Engenha

ria Didática, parte

da concepção

que tal proposta metodológica se constitui em organizar pesquisas

em Didática da Matemática a partir da criação de uma

sequência

de aulas

planejadas com a finalidade de obter informações que permitam interpretar

processo

s de ensino-aprendizagem de matemática, esclarecendo o fenômeno

investigado

, além de focar a

sequência

didática dentro do referido processo

envolvendo teoria e prática. Sendo assim, usando os princípios da Engenharia

Didática

, descreve

mos a seguir nossos p

rocedimentos de metodológicos.

4.2. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

Com a intenção de investigar uma

sequência

de ensino para introduzir os

conceitos básicos da Análise Combinatória, por meio de situações didáticas, que

enfatizam a resolução de problemas como ponto de partida, junto a alunos da

segunda série do Ensino Médio, esta pesquisa foi desenvolvida dentro das quatro

fases da Engenharia Didática. Em cada fase

descrito o que foi desenvolvido no

trabalho.

4.2.1. Estudos preliminares

Nesta fase da En

genharia foi:

Realizada uma busca nos principais bancos de teses e dissertações das

Universidades do Brasil e

de algumas do e

xterior, anais de cong

ressos de

Educação Matemática, revistas na área de Educação e livros didáticos e

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

científicos, a fim de

encont

rar

mos

trabalhos voltados para o ensino e

aprend

izagem de Análise Combinatória;

desenvolvida uma consulta a 20 professores de Matemática com o

objetivo de conhecer a prática pedagógica predominante no ensino de

Análise Combinatória, bem como a concepção que eles têm do grau de

dificuldades de alguns tipos de problemas do assunto em quest

ão,

comuns nos livros didáticos;

desenvolvido um estudo acerca da resolução de problema como ponto de

partida e da teoria das situações didáticas, considerados aportes teór

icos

dessa pesquisa;

elaborado um pré-teste que foi aplicado aos alunos que participaram do

experimento em sala de aula.

No Capítulo II, deste trabalho, constam os resultados da consulta aos

docentes e os estudos que realizamos acerca do ensino-

aprendiza

gem de Análise

Combinatória. A parte teórica que fundamenta a pesquisa consta do capítulo III. A

análise dos resultados obtidos dura

nte a fase experimental consta d

o capítulo VII.

4.2.2. Construção da

sequência

didática e análise

a priori

Nesta fase da p

esquisa

, foi construída uma

sequência

didática

de ensino

para ser desenvolvida em 20 aulas, com 90 minutos por aula, em sala

s de aulas das

escolas que tenham Ensino Médio, à luz de três campos teóricos: o

primeiro

referente às sugestões de Sá (2005), direcionadas aos professores que optarem por

desenvolver

sequência

s de ensino por meio da resolução de problemas como ponto

de partida. O segundo é a teoria das Situações Didáticas desenvolvida por

Brousseau (1996), direcionada às pesquisas que se propõem a investigar a

experimentação de sequências didáticas e os seus efeitos no processo de ensino e

aprendizagem dos conceitos de determinado conteúdo matemático; e o terceiro

refere

-se à teoria dos jogos que nesta

sequência

didática tem a finalidade de ser

utiliza

da como fixação do conceito institucionalizado.

O quadro a seguir apresenta: o tema por aula da

sequência

que

elaboramos; a formação dos alunos na sala; o número de situações-problema para

cada aula; os objetivos das aulas e o jogo a ser utilizado.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Quadro

02: Uma

sequência

de ensino de análise combinatória.

TEMA DA

AULA

FORMAÇÃO

DOS

ALUNOS NA

SALA

NÚMERO DE

SITUAÇÕES

PROBLEMA

TEMPO

ESTIMADO

PARA A

AULA

OBJETIVOS

JOGO

UTILIZADO

Princípio

Fundamental

da Contagem

Grupos

90 minutos

Introduzir o conceito do

princípio fundamental da

contagem

PIF

PAF da

Análise

Combinatória

Exercícios

Grupo

90 minutos

Desenvolver as

habilidades de resolver

problemas envolvendo o

PFC

Permutação

Grupos

90 minutos

Introduzir o conceito de

permutação e a noção

de fatorial

ARTAS da

Permutação

Exercícios

Grupo

90 minutos

Desenvolver as

habilidades de resolver

problemas envolvendo a

permutação simples

Diferença

entre Arranjo

Combinação

Grupos

90 minutos

Introduzir o conceito de

arranjo e combinação;

fazer o aluno per

ceber a

diferença entre arranjo e

combinação e

apresentar a

representação A

n,p

DOMINÖ

COMBINATÓRIO

Exercícios

Grupo

90 minutos

Desenvolver as

habilidades de identificar

os problemas que

envolvam arranjo e

combinação

Arranjo

Grupos

minutos

Fazer o aluno perceber

que

(

;

Exercícios

Grupo

90 minutos

Desenvolver as

habilidades de resolver

problemas de Arranjo

simples

Combinação

Grupos

90 minutos

Fazer o aluno perceber

que

;

pnp

Exercícios

Gru

90 minutos

Desenvolver as

habilidades de resolver

problemas que

envolvam a Combinação

simples

Fonte: Pinheiro

2008

Os jogos utilizados em nossa Sequência Didática foram desenvolvidos

com base no trabalho de Pardal e Rocha (2007). O quadro abaixo

apresenta o nome

e o objetivo de cada jogo utilizado na

Sequência

Didática.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Quadro 03: Jogos da

sequência

de ensino.

NOME DO JOGO

OBJETIVO

PIF

PAF da Combinatória

Aprofundar o conceito do princípio fundamental da contagem.

Cartas da Combinatória

Aprof

undar o conceito de permutação e o cálculo com o fatorial.

Dominó Combinatório

Aprofundar o conceito de arranjo e combinação estabelecendo

continuamente a diferença entre os conceitos.

Fonte: Pinheiro

2008

Foi realizada uma análise a priori das situaçõ

-problema usadas na aula

do P.F.C., Permutação, Diferença de Arranjo e Combinação, Arranjo e Combinação.

Na análise, verificamos a forma de resolver corretamente cada situação-

problema,

realizamos uma previsão acerca das possíveis respostas dos alunos e

levantamos

as hipóteses de como alcançar os objetivos de cada aula.

4.2.3. Aplicação de uma

sequência didática

sequência

didáti

ca foi desenvolvida, no mês de junho, ano de 2008, na

Escola de Ensino Fundamental e Médio Deodoro de Mendonça, localizada na

região

central de Belém. Trata-se de uma escola que sofre com acentuados problemas de

infra

estrutura, como, por exemplo: banheiros quebrados, salas de aulas sem portas,

ventiladores com defeitos e outros problemas, reflexos do descaso do poder público.

A escolha pelo referido

lócus

se deu por dois motivos: em primeiro lugar,

nossa prioridade em realizar pesquisas que venham contribuir para a melhoria do

ensino público no Estado do Pará e, em segundo lugar, o pesquisador não pertencia

à rede pública de ensino e precisou contar com a boa vontade da professora Rose

Jucá que, gentilmente, cedeu seus horários de aulas numa turma da segunda série

do Ensino Médio, do turno da tarde. Sendo assim, desenvolvemos a

sequência

didática como parte do conteúdo do ano letivo, pois a Análise Combinatória, a

Probabilidade, a Estatística e a Trigonometria são os conteúdos matemáticos da

segunda

série do Ensino Médio da Secreta

ria de Educação do Estado do Pará.

A escola retornava de um período de 40 dias de greve dos professo

res da

rede pública. Tivemos apenas duas semanas para desenvolver o trabalho. Com o

pouco tempo disponível

foi necessário rever o planejamento da

sequência

e solicitar

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

aos alunos

a participação em alguns horários de aula que não fossem os da

professora

Rose Jucá. É importante ressaltar

mos

que os próprios alunos nos

apontavam os horários que comumente apresentavam falta de professores.

Utilizamos três desses horários, dois para a aula de Combinatória e um,

para

aplicação do pós

teste.

Quanto ao planejamento da

sequência

de ensino, tivemos que sacrificar

as aulas destinadas aos exercícios, reduzindo o período previsto de 20 aulas pela

metade. Levantamos a hipótese

que o curto tempo entre as aulas e o

desenvolvimento dos jogos manteria os alunos envolvidos com o conteúdo em

questão, ao ponto d

os mesmos conseguirem desenvolver as habilidades que

estavam prevista

para cada exercício.

Sendo assim, nessa fase foi aplicado o pré-teste, desenvolvida a

sequência

didática e aplicado um pós-

teste

, nessa ordem, junto aos alunos da

turma 202, no período de 17/06/2008 a 30/06/2008.

Não conseguimos desenvolver os jogos nas aulas para os quais os

mesmos estavam previstos. Ficando, dessa forma, para aula sequencial. De certo

modo

, esse fato veio contribuir para que na aula seguinte nós retornássemos ao

conceito d

esenvolvido no encontro anterior

O quadro abaixo apresenta o que denominamos Encontros da

experimentação , a data de cada encontro, a atividade do dia e a hora que iniciou e

terminou a atividade.

.O pós

teste

apresenta os mesmos problemas de Análise Combinatória do pré

teste.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Quadro 04:

Sequência

de ensino de análise combinatória usada na pesquisa.

ENCONTRO DA

EXPERIMENTAÇÃO

DATA

ATIVIDADE DO DIA

HORA

Primeiro encontro

17/06/2008

Aplicação do pré

teste

Início:

15:00h

Fim:

15:30h

Segundo encontro

18/06/2008

Aula d

o P.F.C.

Início:

17:00h

Fim:

18:30h

Terceiro encontro

19/06/2008

Aula da Permutação e o jogo PIF-

PAF

da combinatória

Início:

16:45h

Fim:

18:15h

Quarto encontro

24/06/2008

Aula da diferença entre arranjo e

combinação

Início:

14:15h

Fim:

17:45h

Quinto encontro

25/06/2008

Aula do Arranjo e Dominó combinatório

Início:

15:15h

Fim:

16:45h

Sexto encontro

26/06/2008

Aula de combinatória

Início:

15:45h

Fim:

17:15h

Sétimo encontro

30/06/2008

Aplicação do pós

teste

Início:

15:00h

Fim:

:00h

Fonte: Pinheiro

2008

Foram utilizados como instrumento de coleta de dados, nessa fase, os

registros dos alunos referentes a cada aula, o pré-teste, o pós-teste e uma câmera

de vídeo. Tivemos a colaboração de um professor de Matemática nos ajudando

como controlador da câmera de vídeo. O uso da câmera e a transcrição dos dados

se fundamentaram nas sugestões de Carvalho (2006), para pesquisas voltadas ao

Ensino de Ciências. A autora destaca o fato d

os pesquisadores poderem ver e

rever as aulas quantas vezes forem necessárias, um aspecto importante da

transformação das gravações de vídeos em dados para as pesquisas. Como

podemos observar na seguinte citação.

Esse ver e rever traz às pesquisas em ensino uma coleção de dados novos,

que não seriam registrados pelo melhor observador na sala de aula. É ver

aquilo que não foi possível observar durante a aplicação do experimento em

sala de aula e, mesmo, descobrir fatos que só se revelam quando

assistimos às fitas várias vezes (CARVALHO, 2006, p. 33)

Sendo

assim, a escolha pelo uso da câmera se deu pela forma como

esse instrumento alcança o fenômeno que está sendo investigado. Pois,

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

acreditamos que para responder nossa questão central de pesquisa precisávamos

ver e rever as falas do professor e as respostas dos alunos durante o processo de

institucionalização de cada conceito desenvolvido na pesquisa. Isso tudo faz parte

da análise

a posteriori

4.2.4. Análise a posteriori

e a validação

Nossas análises se apoiaram na produção dos alunos, tendo como base

os registros produzidos por eles em cada aula da sequência, os resultados do pré e

pós

-testes e a transcrição das gravações de vídeo.

Os dados, para essa fase da análise, produzidos pelas transcrições das

gravações de vídeo, serão apresentados na forma de episódios de ensino . Ess

termo tem sua origem em Carvalho (2006). Segundo a autora:

Para transformar as gravações das aulas em dados para nossas pesquisas

temos de selecionar o que denominamos de episódios de ensino , isto é,

momentos extraídos de uma aula, onde fica evidente uma situação que

queremos investigar . O episódio faz parte do ensino e é, pois um recorte

feito na aula, uma

sequência

selecionada em que situações chaves são

resgatadas (CARVALHO, 2006, p. 33).

Carvalho (2006) considera que uma característica importante das

transcrições é a possibilidade de não se perder informações sobre entonação,

pausa, grau de certeza nas afirmações, entre outros. Nesse mesmo contexto,

autora chama a atenção

para

a importância da conservação das informações nos

registros, visando a uma análise detalhada dos mesmos. Esses registros, segundo a

autora, devem seguir códigos próprios desenvolvidos para pesquisas nas áreas das

Ciências que se utilizam de produção de dados por meio das transcrições das

gravações

de vídeos.

O quadro a seguir apresenta os códigos que utilizamos em nossas

transcrições

seguindo as orientações de Carvalho (2003).

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Quadro 05: Codificação utilizada na transcrição dos dados vídeo gravados.

SINAIS

QUANDO UTILIZAR

...

Para marcar qualquer pausa, deve-se empregar reticências no lugar dos sinais típicos da

língua escrita, como ponto final, vírgula, ponto de exclamação, dois pontos e ponto-e-vírgula. O

único sinal de pontuação a ser mantido é o ponto de interrogação

( )

Para hipótese

do que se ouviu

( ( ) )

Para inserção de comentários do pesquisador

: :

Para indicar prolongamento de vogal ou consoante. Por exemplo, éh::

/ Para indicar truncamento de palavras. Por exemplo: o pro/...o procedi

____

Para quebras de sequências temát

icas com inserção de comentários

__ __

Para silabação. Por exemplo: di-

-ção

Letras maiúsculas para entonação enfática

([ ])

Para falas simultâneas

Para representar a simultaneidade das diversas linguagens, por exemplo, oral e gestual, deve-

e alterar a formatação da fonte utilizando letras em negrito, itálico ou sublinhado

Fonte: Carvalho

2003

Uma questão importante a ser

levantada

, com relação às pesquisas que

utilizam a câmera filmadora, como instrumento de coleta de dados, caminha pel

campo ético. É necessário que todos os participantes permitam o direito do

pesquisador

fazer uso de suas imagens, mesmo que não ocorra interesse de

divulgação das imagens. Dessa forma, elaboramos um instrumento de direito de

imagem (ANEXO

) e solicitamos aos alunos que levassem para casa e

apresentassem aos seus pais. Estes foram responsáveis pelo preenchimento do

documento.

A validação foi realizada em duas etapas: na primeira etapa,

validamos

nossa hipótese de pesquisa utilizando os resultados encontrados na análise

posteriori

, e obtidos por meio das transcrições das gravações e dos registros dos

alunos. Na segunda etapa, utilizamos os resultados encontrados na comparação do

pré e pós-

teste

s que proporcionaram uma possível solução à nossa segunda

questão. Entendemos que, ao confirmar nossa hipótese de pesquisa, alcançamos

uma possível solução para a nossa questão principal. Essa solução da resposta,

juntamente com os resultados do pré e pós-

teste

, serviu para responder à

questão

derivada.

No capítulo seguinte, descrevemos os Encontros da experimentação de

nossa

Sequência

Didática.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

5. SOBRE O PRÉ-TESTE E AS SITUAÇÕES-PROBLEMA UTILIZADAS NA

SEQUÊNCIA

DE ENSINO

Nest

a seção, apresentamos um comentário geral acerca do pré-teste e

das situações

problem

a de nossa

sequência

de ensino.

5.1. SOBRE O PRÉ

TESTE

O pré-teste foi elaborado com o objetivo de sabermos se os alunos

consegui

resolver problemas que envolvesse

m as habilidades básicas do ensino

de Análise Combinatória.

Os resultados, obtidos na pesquisa de Pinheiro e Sá (2007), nos

ajudaram a perceber que os problemas que deveríamos usar no pré-teste seriam

aqueles apontados pelos professores como os mais fáceis. A quantidade de

questões também poderia influenciar na vontade dos alunos. Sendo assim, optamos

por elaborar cinco problemas que envolvessem as habilidades básicas de Princípio

Fundamental da Contagem (P.F.C), Permutação Simples, Arranjo Simples e

Combinação Simples.

Questão 01: Anagramas são palavras formadas pela reordenação das letras de

outra palavra. Sendo assim, calcule o número de anagramas da palavra AMOR?

Comentário

O objetivo dessa questão é saber se o aluno possui habilidade em

resolver problemas de permutação simples.

A questão pode ser resolvida usando P

= 4. 3. 2. 1. Entretanto, esse tipo

de resolução ocorre quando o aluno já teve contato com o ensino de Análise

Combinatória. No caso do pré-

teste

, esse procedimento de resolução talvez não

venha

ocorre

r, mas, se no pós-teste uma boa parte dos alunos conseguirem

resol

ver a questão usando o referido procedimento, podemos considerar que os

alunos desenvolveram a habilidade de resolver problemas de permutação simples.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Outra forma de resolver a questão é por contagem direta.

AMOR

MARO

RAMO

OMAR

AMRO

MAOR

RAOM

OMRA

ROM

MORA

RMOA

ORMA

ARMO

MOAR

RMAO

ORAM

AOMR

MROA

ROMA

OAMR

AORM

MRAO

ROAM

OARM

Talvez os alunos consigam resolver a questão usando esse

procedimento.

Questão 02

Com os algarismos 1, 2 e 3, quantos números de dois algarismos

distintos podemos formar

Comentário

O objetivo da questão é saber se os alunos desenvolveram a habilidade

de resolver problemas de arranjo simples e/ou habilidade de resolver problemas

usando o P.F.C.

Para resolver a questão o aluno pode usar o P.F.C, com

segue:

3possibilidades 2possibilidades 1possibili

dades

x x 6

(1ºalgarismo) (2ºalgarismo) (3ºalgarismo)

Entendemos que essa estratégia talvez não seja a mais utiliz

ada

no pré-

teste. Contudo, no pós-teste isso poderá representar o desenvolvimento da

habilidade de resolver problemas envolvendo o P.F.C.

A intenção da questão é formar os núme

ros

12, 13, 21, 23, 31 e 32 que

representa

m o que chamamos de contagem direta. E

a, talvez, seja a estraté

gia

mais utilizada pel

os alunos

nessa etapa

Outra forma de resolver a questão recai no uso da fórmula do Arranjo

Simples.

3,2

1.2.3

23(

Quando o aluno utiliza essa estratégia de resolução corretamente, isso

implica que ele desenvolveu a habilidade de resolver problemas de arranjo e de

conhecer corretamente o uso da fórmula.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Questão 03: Entre 8 (oito) professores de uma escola, devem ser escolhidos três

para os cargos de diretor, vice-diretor e supervisor pedagógico. De quantas

maneiras a escolha pode ser feita?

Comentário

O objetivo dessa questão é saber se o aluno possui habilidade para

resolver problemas envolvendo arranjo simples.

Para resolver a questão, o aluno pode utilizar como estratégia o uso da

fórmula do arranjo simples, mas para o pré-teste talvez esse não seja o caminho

escolhido

pela maioria dos alunos. No entanto, se ocorrer no pós-teste o uso correto

da fórmula,

podemos

considerar que os alunos desenvolveram a habilidade de

resolver os problemas de arranjo simples.

8 ; 3

336

!5.6.7.8

38(

Outro procedimento de resolução é o uso do P.F.C.

8 7 6

x x 336

Diretor Vice Diretor Supervisor

Esse procedimento, talvez, seja encontrado na exe

cução do problema por

alguns alunos no pré

teste.

O procedimento mais improvável de ocorrer é a contagem direta,

para

alcançar o resultado esperado, pois o número de agrupamentos é muito grande.

Talvez

isso venha

caracterizar um fracasso dos alunos nes

sa fase do pré

teste.

Questão 04: De quantas maneiras diferentes podem se sentar cinco pessoas em um

banco com cinco lugares?

Comentário

Objetivo da questão é saber se os alunos possuem habilidades de

resolver problemas envolvendo permutação simples.

Na resolução da questão,

o aluno pode usar a seguinte estratégia:

= 5.4.3.2.1 =120, mas, acreditamos que não seja a mais utilizada nessa fase do

pré

teste.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Pode ocorrer o fracasso dos alunos, caso a maioria venha

tentar

realizar a contagem direta como estratégia, pois o numero de maneiras de sentar as

pessoas no banco é muito grande.

Questão 05: De quantas maneiras diferentes podemos sortear três passagens

aéreas para Fortaleza entre os sete funcionários de melhor desempenho, no ano de

2007, de uma emp

resa?

Comentário

O objetivo da questão é saber se os alunos possuem habilidades de

resolver problemas envolvendo Combinação Simples.

Para resolver a questão, o aluno pode usar como estratégia a fórmula da

Combinação.

!4.1.2.3

!4.5.6.7

37(!3

3;7

Essa estratégia, também, não é esperada no pré-teste pela maioria dos

alunos. Mas caso venha

ocorrer uma percentagem significativa de alunos que

consiga resolver os problemas usando a fórmula no pós-teste, podemos considerar

que houve desenvolvimento das habilidades p

ara

resolver problemas de

Combinatória.

Apresenta

mos, a seguir, as situações-problemas utilizadas em nossa

sequência

de ensino de Análise Combinatória.

5.2. SOBRE AS SITUAÇÕES

PROBLEMA

objetivo das situações-

problema

01, 02 e 03 é proporcionar condiçõ

a didáticas que contribuam para a institucionalização do Princípio Fundamental da

Contagem.

Sobre a situação

problema 01

Entre as cidades A e B, há 2 (duas) estradas, e entre as cidades B e C,

há 3(três) estradas. Não há estrada ligando diretamente A e

C. De quantas maneiras

diferentes uma pessoa poderá ir da cidade A até a cidade C?

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Possíveis estratégias de resolução para a situação

problema 01.

Árvore de Possibilidades

Princípio Fundamental da Contagem

2possibilidades 2possibilidades

A B C

2 x 3 =

man

eiras

Sobre a situação

problema 02

Juquinha dispõe de 2 (dois) pares de tênis, 3 (três) camisas e 2

(duas)

calças distintas entre si. De quantas maneiras diferentes ele pode se vestir,

usando

(um) par de tênis, 1

(um

) camisa e 1

(um

) calça?

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Poss

íveis procedimentos de resolução

. Árvores de possibilidade

. Princípio Fundamental da Contagem

___________

_______ X _________

________ X _______

____

Escolha dos tênis Escolha da

camisa

Escolha da

calça

MANEIRAS

DIFERENTES

Sobre a Situação

problema 03

Uma senha de banco é formada por 2 (duas) vogais e 2 (dois) algarismos

distintos, escolhidos de 0 a 9. De quantas maneiras diferentes um cliente poderá

cadastrar sua senha?

Possível procedimento de resolução

Princípio Fundamental da Contagem

____5_

_____ X _____

______ X _______

______ X ________

_____

Primeira vogal Segunda

ogal

Primeiro

algarismo Segundo a

lgarismo

2250

SENHAS

DIFERENTES

O objetivo das três situações-problema que seguem é proporcionar

condições a didáticas que contribuam para a institucionalização do conceito de

Permutação e da noção do fatorial.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Sobre a situação

problema 04

De quantas maneiras diferentes Karla, Viviane e Mônica podem se sentar

num banco com apenas 3 (

três) lugares?

Possíveis procedimentos de resolução

Contagem direta

(Karla, Viviane, Mônica)

(Viviane, Karla, Mônica)

(Mônica, Viviane, Karla)

(Karla, Mônica, Viviane)

(Viviane, Mônica, Karla)

(Mônica, Viviane, Karla)

Princípio Fundamental da

Contagem

3 2 1

X X

PRIMEIROLUGAR SEGUNDOLUGAR TERCEIROLUGAR

Totalizando

maneiras

diferentes

Permutação

= 3! = 3 . 2. 1 = 6 maneiras diferentes

Sobre a situação

problema 05

De quantos modos diferentes podemos posicionar 4 (quatro) alunos em

fila para a distribuição da me

renda escolar?

Possíveis procedimentos de resolução

. Contagem direta

Considerando que as iniciais dos nomes dos alunos são: A, B, C e D.

ABCD

ABDC

ADCB

ADBC

ACDB

ACBD

BCAD

BCDA

BDAC

BDCA

BACD

BADC

CBDA

CBAD

CDBA

CDAB

CADB

CABD

DABC

DACB

DCBA

DCAB

DBD

DBCD

Temos 24 maneiras diferentes

Princípio Fundamental da Contagem

4 3 2 1

X X X

PRIMEIROLUGAR SEGUNDOLUGAR TERCEIROLUGAR QU

ARTOLUGAR

Temos

maneiras

diferentes

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Permutação

= 4! = 4. .3 . 2. 1 = 24 maneiras diferentes

Sobre a situação

problema 06

O professor Miranda comprou um CD de Brega, um de Pagode, um de

Rock, um de Musica Popular Brasileira e um de Forró. De quantas maneiras

diferentes ele poderá arrumar os CD S num lugar reservado da estante de forma que

os discos fiquem sempre juntos?

Possíveis procedimentos de resolução

Princípio Fundamental da Contagem

5 4 3 2 1

X X X X

PrimeiroCD SegundoCD TerceiroCD QuartoCD Qui

ntoCD

Totalizando

120

maneiras

diferentes

Permutação

= 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 120

O objetivo das duas situações-problema que seguem é proporcionar

condições a didáticas que contribuam para a introdução do conceito de arranjo

simples e de combinação simples, bem como fazer os alunos perceberem a

diferença entre os dois tipos de problema.

Sobre a Situação

problema 07

Carlos, Karla, Viviane e Felipe concorrem num concurso que premia os

dois primeir

os lugares. Quantos são os resultados possíveis?

O objetivo dessa questão é fazer o aluno perceber que a ordem

que é

feita a escolha das pessoas altera o resultado da premiação, logo, o problema é de

arranjo simples

Possíveis procedimentos de resoluçã

. Utilizando apenas as primeiras letras de cada nome, apresentamos os possíveis

resultados.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

(C, K)

(C, F)

(C, V)

(K, C)

(K, F)

(K, V)

(V, F)

(V, C)

(F, C)

(F, V)

(F, K)

Totalizando 12 resultados diferentes

Princípio Fundamental da Contag

4 3

x 12resultadosdiferentes

Primeirolugar Segundolugar

Fórmula do Arranjo

4,3

3.4

34(

Sobre a situação

problema 08

Um gerente deve formar uma comissão de dois funcionários,

escolhendo

entre Carlos, Karla, Viviane e Felip

e. Quantas comissões diferentes

são po

ssíveis de

serem formadas?

Possíveis procedimentos de resolução

Por contagem direta dos agrupamentos

(C, K)

(C, F)

(C, V)

(K, C)

(K, F)

(K, V)

(V, F)

(V, K)

(V, C)

(F, C)

(F, V)

(F, K)

Como a escolha dos funcionários não altera o resultado da comis

são

dizemos que esse é um problema de Combinação simples

, t

otalizando 6 resultados

Princípio Fundamental da Contagem

4 3

x 12: 2 6maneirasdiferentes

Primeiraescolha Segundaescolha

Fórmula da Combinação

4,2

!2.3.4

!.(

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

O objetivo das três situações-problema que seguem é

proporcionar

condições a didáticas que contribuam para a institucionalização da fórmula do

Arranjo Simples.

Sobre a situação

problema 09

Uma escola tem 4

uatro) professores, entre os quais serão escolhidos 2

(dois), que disputarão os cargos de diretor e vice-diretor . De quantas maneiras

diferentes pode ser o resultado da eleição?

Possíveis procedimentos de resolução

Contagem direta

Suponhamos que os nomes dos professores iniciem com as letras: C, K,

F e V.

(C, K)

(C, F)

(C, V)

(K, C)

(K, F)

(K, V)

(V, F)

(V, C)

(F, C)

(F, V)

(F, K)

Totalizando 12 maneiras diferentes

Princípio Fundamental da Contagem

4 3

x 12maneirasdiferentes

Diretor Vice

Fórmula do Arranjo

4,2

!2.3.4

24(

Sobre a situação

problema 10

É importante ressaltar que nessa situação-problema houve um aumento

no tamanho da amostra e no número de etapas para a realização do evento.

Na final dos jogos estudantis, 6 (seis) escolas disputam os três primeiros

lugares. Determine o número de maneiras diferentes de obter

mos

o resultado dos

jogos?

Possíveis procedimentos de resolução

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Princípio Fundamental da Contagem

6 5 4

x x

Primeirolugar Segundolugar Terceirolugar

Totalizando 120 maneiras diferentes

Fórmula do Arranjo

6, 3

120

!3.4.5.6

36(

Sobre a situação

problema 11

Quantos números

de 3

(três) algarismos distintos podemos formar com os

elementos do conjunto E = { 1, 2, 3, 4,5}.

Possíveis procedimentos de respostas

Princípio Fundamental da Contagem

5 4 3

x x

Primeiroalgarismo Segundoalgarismo Terceir

oalgarismo

Totalizando 60 resultados diferentes

Fórmula do Arran

5 ,3

!2.3.4.5

35(

A seguir, apresentamos as situações-problema 12, 13 e 14, utilizadas na

aula com o objetivo de proporcionar condições a-didáticas que contribuam para a

institucionalização da fórmula da combinação simples.

Sobre a situa

ção

problema 12

O professor Miranda deseja sortear 2

(dois) livros idênt

icos de Matemática

entre 4(quatro) alunos da turma. Quantos são os possíveis resultados do sorteio?

Princípio Fundamental da Contagem

______

_______ x ____

________ = 12 :2 = 6

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Fórmula da Combinação

4,2

24(!2

A seguir,

o protocolo de resolução dos alunos

Sobre a situação

problema 13

Quantas comissões de 3 (três) pessoas podem ser formadas com 4

(quatro)

alunos de uma escola?

Procedimentos de resolução

Pri

ncípio Fundamental da Contagem

____

_____ x ___

____ x____

___ = 24: 6 = 4

Fórmula da Combinação

4,3

!3.4

34(!3

Sobre a situação

problema 14

Uma organização dispõe de 6 (seis) economistas. De quantas maneiras

diferentes os dirigentes podem escolher três economistas para desenvolver um

projeto econômico para o governo?

Possíveis procedimentos de resolução

Princípio Fundamental da Contagem

(6 . 5 . 4) = 120 : 6 = 20

Fórmula da Combinação

6, 3

!3.4.5.6

36(!3

No capítulo que segue, descrevemos a fase de aplicação de nossa

sequência

didática.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

6. ENCONTROS DA EXPERIMENTAÇÃO

O objetivo desta

seção

é descrever os sete encontros que tivemos com

a turma 202, da segunda Série do Ensino Médio, turno da tarde, do colégio Deo

doro

de Mendonça situado no centro de Belém do Pará. A turma possui 25

alunos

matriculados, mas contamos apenas com 15 participaram (10 mulheres e 5

homens).

Os outros 10 alunos

não participaram das aulas

não participaram do

pré

teste.

Com relação aos episódios de ensino, usamos a letra P para referirmos à

fala do professor e a letra A, para referirmos à fala do aluno. Utilizamos as

sugestões de Sá (2005), numeradas de 1 a 11, como no quadro abaixo e, em

seguida, descrevemos os encontros.

Quadro 06:

Sugestões de Sá (2005)

NÚMEROS

SUGESTÕES

Não tente fazer uma aula dentro dessa concepção de maneira improvisada;

Determine qual é o problema mais simples e interessante para turma que uma operação ou

conceito matemático auxiliam a solução;

Descubra u

m processo de resolver o problema sem uso da operação, normalmente o processo

procurado envolve o uso de algum material manipulativo ou uso de algum outro conceito já

conhecido;

Proponha o problema em sala e dê um pouco de tempo para turma pensar numa so

lução;

Solicite à turma que apresente uma solução ao problema ou apresente a solução que você tem;

Faça um registro escrito e detalhado da solução para toda a turma;

Analise com a turma os invariantes que surgiram na resolução do problema;

Solicit

e da turma uma conclusão operacional para resolver o problema apresentado;

Sistematize o conceito o conteúdo que você tinha como objetivo a trabalhar;

10.

Mostre como fica a solução do problema proposto com o uso do conteúdo sistematizado;

11.

Proponha novos

problemas envolvendo o assunto sistematizado.

Fonte: Sá,

2005

Vejamos um exemplo de nossas intenções, considerando a Questão 01

de nosso pré

teste.

Com os algarismos 1, 2 e 3 quantos números de dois algarismos distintos

que podemos formar?

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

A questão poderia ser utilizada como situação-problema para

institucionalizar o conceito do P.F.C., pois a mesma apresenta um

enunciado bastante simples;

Deixaríamos a turma pensar numa proposta de resolução para o

problema;

Os alunos podem resolver o problema por contagem direta (12, 13, 21,

23, 31, 32)

Até este momento temos (sugestões: 2, 4, 5)

6.1. PRIMEIRO ENCONTRO

Este encontro ocorreu no dia 17/06/2008, iniciou-se às 14 h e 45 minutos,

com a professora Rose Jucá apresentando o pesquisador à turma e expondo a

alunos que se tratava de uma pesquisa em nível de mestrado, mas o assunto que

seria abordado fazia parte do conteúdo que deveria ser ministrado no segundo

semestre. A professora ressaltou a importância que eles deveriam conferir ao

trabalho, pois ficaria a cargo do pesquisador uma avaliação qualitativa dos

participantes da pesquisa. Assumimos a turma e

explicamos

aos alunos que as

aulas seriam gravadas por uma câmera de vídeo, mas que eles deveriam ficar

bem

à vontade na sala.

Entregamos o documento de

dire

ito do uso da imagem para que eles

levassem para casa e o trouxessem com a autorização dos pais. Sugerimos que

eles se organizassem corretamente em fila para que fosse realizado um teste com o

objetivo de procurar conhecer o raciocínio combinatório de

cada um. Solicitamos que

eles procurassem um caminho qualquer para resolver as cinco questões do teste.

Ess

e momento iniciou-

às 15h. O clima na sala foi de muita seriedade

compromisso com o teste. Após 30 minutos, com o primeiro aluno entregando seu

teste, os demais imediatamente passaram a entregar seus respectivos testes.

A seguir, descrevemos o segundo encontro cujo objetivo foi introduzir o

conceito do Princípio Fundamental da Contagem. É importante ressaltar

mos

que

desse encontro a

té

o sexto,

pude

mos contar com a colaboração de um professor de

Matemática que manipulou a câmera de vídeo.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

6.2. SEGUNDO ENCONTRO

Este encontro iniciou-se às 17h do dia 18/06/2008, e terminou às

18h30min. Logo nos primeiros momentos da aula, conta

mos

com

a presença da

professora Rose Jucá, que nos ajudou na formação dos grupos de trabalho dos

alunos. A professora separou um grupo com quatro alunos que estavam em

dependência em Matemática, os quais já tinham estudado Análise Combinatória no

ano anterior. O grupo

identif

icado neste trabalho como grupo 04.

No total, cinco grupos foram

formado

s, cada um com uma média de três

alunos. A partir dessa aula, os grupos passaram a ser reconhecidos como grupo 01,

grupo 02, grupo 03, grupo 04 e grupo 05. Foi entregue a cada grupo um envelop

devidamente identificado com o número, contendo três folhas de papel, em cada

folha constava uma

situação

-problema. Solicitamos aos alunos que tentassem

resolver as situações-problema do envelope. Podemos considerar que nos quarenta

e cinco min

utos

de atividade,

os grupos apresentaram uma intensa interação.

Dividimos o quadro em três partes e reservamos cada uma das partes

para uma situação-problema. Solicitamos que um integrante do grupo 01 viesse ao

quadro e apresentasse a resolução encontrada pelo grupo para a situação-

problema

01. E depois, em ordem, todos os grupos fizeram a socialização das suas respostas,

sempre por intermédio de um integrante escolhido pelo próprio grupo.

Consideramos nessa etapa da aula, do P.F.C., as seguintes sugestõ

es de

Sá (2005): (Sugestões: 2, 3, 4,5).

O quadro abaixo apresenta o extrato de protocolo de cada grupo para a

situação

problema 01.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Quadro

: Resolução situação

problema 01

GRUPOS

RESOLUÇÃO SITUAÇÃO

PROBLEMA 01

Fonte:

rotocolo de registro dos alunos na aula do P.F.C.

Como já expusemos

anteriormente

, cada grupo apresentou sua resolução

no quadro branco da sala de aula. No entanto, não paramos para discutir a solução

correta da situação-problema. Pois, nosso interesse era formalizar o conceito do

Princípio Fundamental da Contagem, para que depois os alunos fizessem uma

revisão em suas respostas. Logo em seguida, solicitamos a resolução da situação-

problema 02.

O quadro abaixo apresenta o extrato de protocolo de cada grupo para a

situação

problema 02.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Quadro

: Resolução situação

problema 02

GRUPOS

RESOLUÇÃO DA SITUAÇÃO-

PROBLEMA 02

Fonte:

rotocolo de registro dos alunos na aula do P.F.C.

Em seguida foi

resolvid

a a

situação

-problema 03. É importante ressaltar

mos

que a ordem de apresentação correspondia ao número de cada grupo. Outra

questão

que devemos deixar clara é que os alunos de cada grupo procuravam se

revezar a cada apresentação.

O quadro a seguir apresenta o extrato de protocolo de cada grupo para a

situação

problema 03.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Quadro

: Resolução situação

problema 03

Grupos

Resolução da situação

problema 03

Fonte:

rotocolo de registro dos alunos na aula do P.F.C.

Continuamos a aula procurando esclarecer aos alunos o significado de

evento para a Análise Combinatória. Explicamos que, na situação-problema 01, o

evento era formar um caminho para ir de A para C; na segunda, o evento era vestir

uma pessoa com um par de tênis, uma camisa e uma calça; e na situação-

problema

o evento era formar uma senha.

Seguindo com a aula, tivemos que expor à turma que a realização de um

evento ocorre por meio de etapas. A nossa intenção foi fazer com que os alunos

percebessem os invariantes das três situações-problema importantes à

institucionalização do conceito do P.F.C.

A seguir, apresentamos alguns episódios de ensino que ocorreram

nest

a fase da aula, seguimos as seguintes sugestões de Sá: (Sugestões: 7, 8, 9,

10,11)

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

((0 )) me digam uma coisa... na primeira situação-problema... Quantas são as

etapas?... não respondam verbalmente respondam primeiro no papel((neste

momento o professor espera alguns segundos e inicia novamente)) Grupo número

um... Quantas são as etapas para ir de da cidade A

para cidade B?

duas etapas

DUAS ETAPAS.... grupo número dois.... Quantas são as etapas?

duas etapas.

Grupo três?

duas etapas

Grupo quatro?

duas etapas?

Grupo cinco?

duas etapas

Duas etapas....é um consenso geral do grupo... Não é isso aí?...então de A pra B

é uma etapa.. e de B pra C tem outra etapa...então teu evento tem duas

etapas...certo?...me diga uma coisa.... na segunda situação-problema...na segunda

situação

problema...Quantas são as etapas para vestir uma pessoa?

Levam

os esse diálogo com os grupos até a situação-problema 03, tendo

o retorno esperado. Fizemos os alunos perceberem o número de etapas em cada

situação

-problema. O passo

seguinte

foi

fazer os alunos perceberem que o produto

das possibilidades de cada etapa do evento resulta no número de maneiras

diferentes d

o evento ocorrer. Como veremos no próximo episódio de ensino .

((0 )) me digam uma coisa...respondam aí pra mim..na aí..(referindo-

se ao caderno

dos alunos)...na primeira situação-problema...na primeira etapa...Qual é a primeira

etapa?.. na primeira situação

problema.

([de A para B])

Quantos caminhos diferentes eu tenho pra ir de A pra B?

dois

respondam aí..(professor espera alguns segundos)... Quantos caminhos

diferentes eu tenho pra ir de B

pra C?

três

respondam aí...três...tá certo aí?

tá

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

tá... então pensem comigo agora...se eu escolher o primeiro caminho de A pra

B...primeiro caminho...vamo lá comigo agora tá...escolhi o primeiro caminho... então

eu...((professor virou para o quadro e escreveu a letra A afastou a mão escreveu a

letra B afastou a mão escreveu a letra C))...se eu escolher o primeiro caminho para

cada

...eu

tenho quantas possibilidades de escolha

três ((alunos respondendo ao número de possibilidades, da segunda etapa, que

formarão agrupamentos com o primeiro caminho escolhido))

então o primeiro caminho forma caminho com este

...

como este

...

com

este.

..((professor procura apresentar a árvore de possibilidades))...Tá certo ou não...

então só aqui eu vou ter quan

tos caminhos diferentes?

três

grupos respondam...quantos caminhos diferentes?

três

se eu escolher o segundo caminho aqui por favor

...

com este

...

com este

...

com

este

... só aí eu tenho quantos caminhos diferentes?

três

três...não é isso aí.

com este aqui quantos caminhos?

três

com este aqui quantos caminhos?

mais três

então... me diga grupos... na primeira situação-problema número um...quantos

são os caminhos diferentes pra eu ir de A pra C?

seis

grupo número um responde...quantos são?...quantos caminhos diferentes eu vou

de A pra C? na solução...

seis

SEIS...grupo número dois...

seis

grupo número três?

seis

grupo número quatro?

seis

grupo número cinco?

seis

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Como é que eu poderia otimizar essa questão do seis...de que forma eu poderia

chegar mais rápido no seis?

Isto aqui é uma etapa?

...((professor olha para o lado da

porta e observa a presença do professor do próximo horário de aula)) têm quantas

possibilidades de escolha?

duas

esta aqui

é uma etapa

éh::

têm quantas possibilidades de escolha?

três

três...quantos caminhos diferentes eu tenho?

seis

então como é que eu chego nesse seis...é isso que eu quero saber... como que

eu chego nesse seis...((novamente o professor olha para a direção da porta))...como

é que chego nesse número seis?

duas vezes três... é só multiplicar

multiplica duas vezes três...é isso consenso do grupo....

Ao observamos que os alunos haviam percebido que o resultado da

situação

-problema era obtido pela multiplicação do número dois pelo número três,

continuamos as perguntas, mas para as outras situações-problema. E com isso,

fomos proporcionando condições favoráveis para os alunos chegarem aos

resultados das situações-problema. E,

finalmente

, institucionalizamos o conceito do

Princípio Fundamental da contagem.

A seguir, apresentamos o terceiro encontro, que tem como objetivo a

introdução do conceito de permutação simples e a noção do fatorial.

6.3. TERCEIRO ENCONTRO

Ess

e encontro foi realizado no dia 19/06/2008, iniciou-

às 16h 45min e

terminou às 18h 15minutos. Foi mantida a mesma formação dos grupos da aula

anterior. Iniciamos a aula, aplicando o jogo PIF-PAF da Análise Combinatória. A

aceitação dos alunos foi acima dos que nós esperávamos. Pois, acreditávamos que

nem todos gostariam de participar da brincadeira em função da idade e por estarem

no Ensino Médio. Fizemos um constate trabalho de visita aos grupos para verificar

se eles tinham compreendido as regras do jogo. Éramos chamados sempre que um

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

aluno batia o jogo, para verificar se o procedimento de resolução e a solução final

eram os mesmos da carta-problema. Essa atividade foi desenvolvida em 30 minutos

de aula. Observamos que o grupo

foi o que mais se destacou. Pois, o grupo

alizou mais partidas que os demais. Por fim, é importante ressaltar que essa fase,

direcionada à fixação do P.F.C.,

foi conduzida pela sugestão

de Sá (20

05).

Após recolhermos todos os jogos, fizemos a distribuição para cada grupo

de um envelope contendo as situações-problema 04, 05 e 06. O procedimento foi o

mesmo da aula anterior.

Todos os grupos tiveram um tempo, que correspondeu aproximadamente

20 minutos, para a resolução das referidas situações

problema.

Dividimos o quadro branco da sala de aula em três partes,

especificando

as situações-problema. Em seguida, solicitamos que um aluno do grupo 01

resolvesse a situação

problema 04 e

sequência,

os alunos dos demais grupos.

Ness

a fase da aula, nos apoia

mos

nas seguintes sugestões de Sá:

2,3,4,5,6.

O quadro a seguir apresenta o extrato de protocolo de cada grupo para a

situação

problema 04.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

QUAD

: Resolução situação

problema 04

GRUPOS

RESOLUÇÃO DA SITUAÇÃO-

PROBLEMA 04

Fonte:

rotocolo de registro dos alunos na aula d

Permutação.

Em seguida

solicitamos a resolução da situação

problema 05 e, seguindo

a ordem dos grupos, um integrante de cada grupo

apresentou

a resolução

encontrada pelo grupo.

O quadro que segue apresenta o extrato de protocolo de cada grupo para

a situação

problema 05.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

QUATRO 1

: Resolução situação

problema 05

GRUPOS

RESOLUÇÃO DOS ALUNOS

Fonte:

rotocolo de registro dos alunos na aula d

e P

ermutação.

Logo em seguida, os alunos apresentaram a resolução da situação-

problema 06. O quadro que segue apresenta o extrato de protocolo de cada grupo

para a situação

problema 06.

QUAD

RO 1

: Resolução situação

problema 06

GRUPOS

RESOLUÇÃO DOS ALUNOS

Fonte:

rotocolo de regi

stro dos alunos na aula d

Permutação.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

Passamos para a segunda fase da aula de permutação. Essa foi

conduzida pelas seguintes sugestões

de Sá (2005): 6, 7, 8, 9 10

Inicialmente

, levantamos algumas perguntas acerca do número de etapas

de cada situação

pro

blema e depois sobre o nú

mero de possibilidades de ocorrência

cada etapa. O nosso objetivo foi fazer os alunos perceberem que o número de

etapas é igual ao número de elementos do problema.

Apó

s todos os grupos terem chegado a essa conclusão, solicitamos ao

grupo número um que anunciasse a resolução da situação-

problema

e depois os

outros grupos. Vejamos o que foi exposto no seguinte episódio de ensino .

((0 )) me diga uma coisa... o evento não é sentar as pessoas no banco?

(( profe

ssor referindo

se à situação

problema quatro))

éh::

esse evento passa por quantas etapas?

Três

Três etapas.

isso

então respondam aí..é isso mesmo... não sei...quantas etapas são necessárias

para concluir esse evento?

três

então coloquem aí... todo mundo concorda.. vamo lá...grupo número um..

concorda?

três

grupo número dois?

três

grupo número três?

sim

quatro?

sim

cinco?

três

legal...muito bem... agora nos sabemos que o agrupamento passa por

três...((p

rofessor consegue fazer os alunos perceberem as etapas))

etapa

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

muito bem... nós vimos no trabalho de ontem.. que é importantíssimo identificar

esse número de etapas...certo?...tá...a primeira etapa...A PRIMEIRA ETAPA...a

segunda etapa...a terceira eta/..pra cada uma dessas etapas...há um número de

possibilidades... não há?...certo ou não?

certo

tudo bem...então eu pergunto...presta atenção por favor...Quantas etapas são

necessárias para a situação-problema número cinco?...Pra situação-

problema

cinco?

quatro

a situação-problema cinco...não é colocar as pessoas em fila...é isso aí..na fila

né?...então... para formar uma fila eu preciso de quantas etapas?

quatro

quatro etapas não é isso aí?...Vocês concordam... ou não?

quatro

há

algum grupo que ainda não conseguiu entender?...grupo dois vocês já

conseguiram entender que é quatro etapas?

sim

então...na situação-problema cinco que é organizar os CD s...quantas etapas são

necessárias?

cinco((apenas um grupo respondeu duas etapas. As alunas consideraram que os

CD s o processo de compra dos discos, mas isso não fazia parte do contexto da

situação

-problema, mas logo depois com a manifestação dos outros alunos ela

observou que eram quatro etapas))

Vamos agora retomar a situaç

ão

-problema quatro...VAMOS RETOMAR A

SITUAÇÃO PROBLEMA QUATRO...na situação-problema quatro são três etapas...

sim ou não? Tá... a primeira etapa é a escolha de uma pessoa não é isso

aí?...Quantas pessoas eu tenho para a primeira etapa?

três

Para seg

unda etapa?

três...duas...quatro...((momento de dúvidas na turma))

vamos repetir...é a situação-problema quatro...A situação-problema 04.. têm..três

pessoas..Mônica..Viviane..e a Karla...pra primeira etapa é a escolha de quantas

pessoas?

Três

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

ra segunda etapa?

duas..três

quero saber dos grupo...eu não sei..((professor permite que os alunos iniciem um

processo de debate acerca do número de pessoa, não fazendo nenhuma

intervenção))

duas..duas...uma saiu..UMA SAIU

e pra última etapa...quantas possibilidades?... o que vocês acham?... o que esse

grupo acha?

uma

e esse grupo aqui?

uma também

então vamos repetir de novo...na situação-problema quatro.. eu tenho a

Mônica...a Karal.. e a Viviane..pra montar um agrupamento é preciso de quantas

etapas?

três

na segunda etapa...são quantas possibilidades?

duas

e na última etapa?

uma

então...por favor...registrem isso aí...o número de maneiras diferentes que você

vai poder sentar essa pessoas..não é sentar no banco es

sa questão?

éh::

Dê quantas maneiras diferentes?...por favor...registrem isso aí agora...eu acho

Que vocês chegaram num resultado...Dê quantas maneiras diferentes?

seis

então registrem aí...procedimento...lembra do procedimento((professor faz

referencias ao jogo PIF-PAF da Combinatória que utilizava procedimento e resultado

para o aluno bater uma rodada do jogo))...e resultado..tá legal...entenderam...então

olha lá...essa é a situação

problema número um...agora os grupos...vamos lá...grupo

núm

ero um...GRUPO NÚMERO UM...situação-problema quatro...que vocês

apontaram isto como resposta

...qual é a resposta agora pra vocês?

seis

grupo numero dois...qual é a resposta pra vocês?

seis

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

número três?

seis

número quatro?

seis

núme

ro cinco?

seis

perfeito

Conseguimos fazer os alunos perceberem que o número de elementos do

conjunto é igual ao número de etapas. Com isso, estabelecemos condições

favoráveis para a formalização do conceito de Permutação Simples.

No quadro branco da sala de aula foi escrito o conceito de permutação,

em seguida, foi exposta a forma como representar matematicamente uma

permutação (Escrevemos no quadro: P

e P

Solicitamos aos alunos que nos dissessem como calcular P

. Eles

responderam: 3 vezes 2vezes 1 . Logo depois, como calcular P

e a resposta foi 4

vezes 3vezes 2 vezes 1 . Observamos que estava tudo pronto para

anunciarmos

que 5. 4. 3. 2. 1 é igual a 5!

(fatorial de cinco) e poderia ser escrito como

= 5! = 5. 4. 3.

2. 1 = 120. Com isso, encerramos a aula.

A seguir

apresenta

mos o quarto encontro que tem como objetivo

introduzir o conceito de Arranjo simples e combinação simples; fazer os alunos

perceberem a diferença entre os tipos de problemas que envolvem o Arranjo e a

Combinação

;

e apresentar a representação A

n , p

e C

n , p

6.4. QUARTO ENCONTRO

No dia 24/06/2008, realizamos o terceiro encontro

A aula iniciou às

14h15min e finalizou às 17h45min. A primeira fase desse encontro foi

aplicação do

go cartas da combinatória . Ess

jogo

teve como o

bjetivo

aprofundar os conceitos

da permutação e do cálculo com fatorial. Todos os grupos participaram

intensamente da atividade. Esta fase da aula seguiu a seguinte sugestão de Sá

(2005):

Proporcionamos aos alunos

um tempo de aproximadamente 30min para a

realização do jogo. Entre as cartas-problema do jogo havia uma que se referia ao

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

número de anagramas da palavra SOL. Escrevemos o enunciado da carta problema

no quadro e convidamos os alunos a participarem da construção dos anagramas,

utilizando as árvores de possibilidades. Nesse momento, observamos que a

participação dos alunos foi muito boa. Dessa forma, partimos para a segunda fase

da aula.

Entregamos um envelope para cada grupo

contendo a situação

problema

, a situação-problema 08 e duas perguntas focadas na ordem dos agrupamentos

em cada situação

problema. (sugestões: 1, 2, 3, 4, 5)

O quadro a seguir apresenta os extratos de protocolos da situação-

problema 07.

Quadro 1

: Resolução situação

problema 07

GRUP

RESOLUÇÃO DA SITUAÇÃO

PROBLEMA 07

Fonte: protocolo de registro dos alunos na aula da diferença Arranjo e Combinação

O quadro a seguir apresenta o protocolo de resolução da situação-

problema 08

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

100

Quadro 1

: Resolução situação

oblema 08

GRUPOS

RESOLUÇÃO DA SITUAÇÃO-

PROBLEMA 08

Não Fez

Fonte: protocolo de registro dos alunos na aula da diferença Arranjo e Combinação.

Dividimos o quadro branco da sala de aula e escrevemos ambas as

situações

-problema. Em seguida, montamos todos os agrupamentos formados com

as iniciais dos nomes que constam nas situações-problema. Vale ressaltar que

nessa fase seguimos as seguintes suge

stões de Sá (2005): 6, 7,8,9,10.

As perguntas que acompanham as situações-problema foram el

aboradas

com a finalidade de fazer os alunos perceberem a diferença existente nos problema

que envolve

o arranjo e a combinação.

Referindo

-se à QUESTÃO 07, responda: os resultados Felipe e Karla (F,

K) e Karla e Felipe (K, F) são iguais? Justifique.

ideia

foi fazer os alunos perceberem que os agrupamentos são

diferentes. Vejamos um episódio de ensino que trata dessa fase da aula.

((o )) Vamos lá para a terceira ficha de vocês....

(( uma aluna faz a leitura da pergunta que se refere a situação-p

roblema 07))

Os resultados Karla...Felipe....e....Felipe....e....Karla....São iguais ou diferentes?

iguais....

pra está situação...são iguais ou diferentes

diferentes

por que vocês acham que são diferentes? ... justificaram o porque que são

diferentes...coloquem no papel porque são diferentes.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

101

A seguir, apresentamos os extratos de protocolos com as justificativas

dos alunos.

Quadro 1

: Justificativas a situação

problema 07

GRUPOS

JUSTIFICATIVA DOS ALUNOS NA QUESTÃO REFERENTE A SITUAÇÃO

PROBL

EMA 07

Fonte: protocolo de registro dos alunos na aula da diferença Arranjo e Combinação.

((o )) vou perguntar uma coisa a vocês... a ordem do problema altera ou não o

agrupamento?

altera

pessoal presta atenção... sempre que num problema a ordem dos elementos

venha alterar o agrupamento...você passa a dizer que é um problema de arranjo

simples(( professor formaliza o conceito))..então neste caso aqui...você tem...arranjo

de quatro elementos..tomados..dois a dois (( neste momento o professor apresenta

a notação matemática A

4,2

))... o que seria esse quatro aqui...o número de elementos

do problema...dois a dois..porque vocês estão trabalhando com duas etapas...a

escolha do primeiro lugar...e..a escolha do segundo lugar...então

vem cá...este

problema agora ... que é a situação-problema número oito...leiam a situação-

problema número oito...é importantíssimo...agora..leiam a situação-

problema

número oito...pensem comigo agora...Karla e Felipe...foi uma escolha...Felipe e

Karla...

foi outra escolha...agora eu pergunto...está escolha...e está escolha...para

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

102

está situação-problema...é..a mesma comissão ou é outra comissão?..o que você

acham...respondam aí na apostila de vocês.

Solicitamos que os alunos respondessem a interrogativa que

segue:

Referindo

-se a Questão 08 responda: a comissão Felipe e Karla (F, K) é a mesma

que a comissão que (K, F)?

ideia

foi fazer os alunos perceberem que a ordem dos elementos não

altera os agrupamentos. Vejamos os extratos dos protocolos dos alunos.

UADRO 1

: Justificativas a situação

problema 08

GRUPOS

JUSTIFICATIVA DOS ALUNOS NA QUESTÃO REFERENTE A SITUAÇÃO

PROBLEMA 08

Fonte: protocolo de registro dos alunos na aula da diferença Arranjo e Combinação.

((o )) vocês acham q

ue isso aqui é doze?.... o que que vocês acham?

não

o que é agora?

seis

então isso aqui...é um problema de combinação simples...aqui nos temos...uma

combinação...de quatro..elementos..tomados..dois a dois.((o professor apresenta a

notação matem

ática C

4,2

))

Alcançados nossos objetivos e encerramos a aula, solicitando aos alunos

que não esquecessem que quando a ordem for importante é um problema de arranjo

e quando não for

é um problema de combinação.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

103

6.5. QUINTO ENCONTRO

encontro

iniciou às 15h15min e finalizou às 16h45min do dia

25/06/2008.

objetivo foi fazer o alunos perceberem que A

n,p

(

. Iniciamos o

experimento desse dia com a aplicação do Dominó Combinatório. Cada grupo

recebeu um pacote contendo um Dominó; a atividade foi desenvolvida durante 30

minutos, aproximadamente. O objetivo do jogo foi aprofundar os conceitos de arranjo

e combinação, estabelecendo continuamente a diferença entre tais conceitos. No

início, os alunos ficaram um pouco atrapalhados com as regras do jogo e, também,

com os problemas que foram construídos para ele estabelecerem

a diferença entre o

Arranjo e o de Combinação. Ess

a fase seguiu a sugestão 11

de Sá (2005)

Após os 30 minutos de jogo, recolhemos os pacotes contendo os

Dominós e iniciamos a fase de institucionalização da fórmula do Arranjo simples.

Ess

a fase foi conduzida pelas sugestões 2,3,4,5,6

de Sá (2005)

Entregamos a cada grupo um envelope contendo as situações-

problema

09, 10 e 11. Proporcionamos um tempo para a resolução das

situações

-p

roblema.

Apresenta

mos as situações-problema, os possíveis procedimentos de

resolução e os extratos dos protocolos dos alunos.

O quadro a seguir apresenta o extrato de protocolo dos grupos na

situação

problema 09.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

104

Quadro 1

: Grupo

s na situação

problema 09

GRUPOS

RESOLUÇÃO DOS GRUPOS NA SITUAÇÃO-

PROBLEMA 09

Fonte: protocolo de registro dos alunos na aula da diferença Arranjo

Em seguida

foi apresentada por cada grupo a situação

problema 10.

O quadro,

que

segue,

apresenta o extrato de protocolo dos grupos na

situação

problema 10.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

105

Quadro 1

: Grupos na situação

problema 10

GRUPO

RESOLUÇÃO DA SITUAÇÃO-

PROBLEMA 10

Fonte: protocolo de registro dos alunos na aula da diferença Ar

ranjo.

por fim, os alunos apresentaram a situação

problema 11.

O quadro abaixo apresenta o extrato de protocolo dos grupos na situação

problema 11.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

106

Quadro

: Grupos na situação

problema 11

GRUPOS

RESOLUÇÃO DA SITUAÇÃO-

PROBLEMA 11

Fonte: protocolo de registro dos alunos na aula da diferença Arranjo.

Em seguida, iniciamos o processo de institucionalização da fórmula do

Arranjo Simples. Esta fase foi conduzida pelas sugestões 6,7,8,9,10 de Sá (2005)

Inicialmente

, procuramos fazer com que os alunos percebessem que os problemas

am de Arranjo simples. Vejamos

o seguinte episódio de ensino .

((0

`)) Agora presta atenção...o que que nós vamos formar aqui? Você tem um

conjunto um... dois... três... quatro e cinco... certo ou não? Agora, vem cá... um...

dois... três tem na primeira etapa o um... na segunda etapa... quem pessoal? ([o

dois])... e na terceira etapa o ([três])... Se eu fizer isto aqui? Trezentos e vinte e um...

mudei ou não mudei a ordem dos elementos?

: Mudou::

É o mesmo ou é outro?

É outro::

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

107

É outro, né outro?

É outro::

É cento e vinte e três?

É::

E aqui quanto é que vai?

Trezentos e vinte e um.

Tudo bem até aí? Tá...

Então eu pergunto... as três situações-problema que tão aqui... você considera

que seja arranjo ou combinação?

([Dois arranjos e uma combinação])

([Arranjo])

Olha... todos arranjos?

E uma combinação...

Qual é que é a combinação pra ti?

A última

A última é combinação?

Isso.

Então...

vamos lá... cento e vinte e três... é um agrupamento não é?

Trezentos e vinte e um... é o mesmo agrupamento ou é outro agrupamento?

É outro::

Pode ser combinação?

Se alterar... um número aí não vai mexer em nada.

Vai sim::

Trezentos

e vinte e oito é diferente de cento e vinte e três.

Não... mas tá com outro número... vamos lá... vamos trabalhar... vá lá...vamos lá

ao que está valendo... Afinal de contas tu perguntas... Ah:: mas tu falas assim... se

colocar um outro número quatro aq

ui...

Isso...

Mas aí você tem que perceber que você tem que usar sempre... montar um

agrupamento... tem que montar um AGRUPAMENTO... centro e vinte e três... e

mudar a ordem desses mesmos números... não pode colocar outro... senão você

não vai conseguir chegar naquilo que você tem em mente... Já te entendi onde tu

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

108

quer chegar... mas eu sempre falei... não ponha outro número... coloque cento e

vinte e três e com esse tente mudar... eu te pergunto... é o mesmo agrupamento ou

é outro agrupamento?

É ou

tro.

E aí... é arranjo ou combinação?

([Arranjo])

Conseguimos fazer os alunos perceberem que os problemas eram de

Arranjo Simples. O próximo passo foi fazer com que os alunos escrevessem a

notação matemática do arranjo em cada problema, igualando com os procedimentos

e respostas, apresentados nos quadros acima. Por exemplo: Na situação-

problema

11, a notação do arranjo é A

5, 3

e o grupo 01 apresentou a solução do problema

como 5 . 4. 3 = 60. Então, nosso objetivo foi fazer os alunos escreverem A

5, 3

= 5. 4.

3 = 60. Com isso, conseguimos os primeiros passos para a construção da fórmula

do A

rranjo Simples. Vejamos o episódio de ensino referente a ess

a fase.

((0 ))Ei... pessoal... olha pra cá... isto aqui é um arranjo?

Éh::

É um ARRANJO ou n

ão é?

Éh::

Quantos elementos tem aqui?

Quatro.

Quatro... como é que posso ESCREVER... vocês lembram da aula de ontem?

Como é que eu escrevo um arranjo? Aquela notação matemática de ontem? Como é

que fica? Na ordem... vamo lá... ARRANJO... de qu

anto? vai...

de quatro

De quatro

Tomada dois a dois

Tomada dois a dois... não seria isso?

Isso::

Então... presta atenção todo mundo... Seria ARRANJO... não é assim? Arranjo de

quatro dois a dois...

Como é que eu faria a notação matemá

tica desse problema?

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

109

Arranjo::

Arranjo... de quanto vai?

Arranjo de seis tomado três a três.

Não é assim?

Éh::

Como é que eu faria a notação matemática desse problema? Vamo lá... vai?

Arranjo::

De quanto?

De cinco...

Quanto é

Tomado três a três

Então me faça um favor... aí na apostila... nesse papel que vocês estão aí... me

digam... como calcular o arranjo de quatro dois a dois? Como é que se calcula o

arranjo de quatro dois a dois?

Calcular?

Vocês já fizeram isso... já fizeram isso... coloquem lá...vou cobrar de vocês

aí..vamo lá...lá naquela última apostila... como é que se calcula o arranjo de quatro

dois a dois? Vocês já fizeram... tá feito no caderno de vocês... como é que vocês

fizeram?

Fatorial de quatro.

Não... aqui... vamo lá devagar... bem aqui... com o que nós temos no

quadro...com o que nós temos no quadro... como é que eu calculo o arranjo de

quatro dois a dois? Tá no quadro... como é que faz? Como é que faz? Né? Como é

que ficaria? Façam logo no papel de vocês... Como é que calcula o arran/... olha...

vocês acabaram de dizer que esse problema é um problema de arranjo... não

acabaram de dizer pra mim? certo ou não? Vocês já calcularam o problema não foi?

Como foi que vocês calcularam o problema?

Multiplicando

Isso... aí vocês acabaram de fazer uma notação matemática pra mim... qual é a

notação matemática? ARRANJO de quatro dois a dois... tá certo ou não?

Tá.

O que eu quero de vocês é... com esta notação matemática... como é que eu

calc

ulo esta notação matemática? Façam aí... vai...

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

110

Alcançamos os objetivos dessa fase e agora estávamos com o ambiente

de aprendizado completamente aquecido. Nunca havíamos experimentado, em 16

anos ministrando aulas de Matemática, um momento igual. Esse fato nos

proporcionou certo desequilíbrio emocional, mas não deixamos transparecer aos

alunos. Sendo assim, caminhamos elaborando novas interrogativas para fazer os

alunos construírem a fórmula do Arranjo Simples. Vejamos no seguinte episódio de

ensino .

P:((0 )) Agora... presta atenção... agora eu vou querer assim... presta bem atenção

todo mundo... é muito importante... vamo lá... vamo lá vamo lá... por favor é muito

importante... eu sei que vocês estão cansadinhos... vamo lá que agora é muito

importante.

.. quanto dá essa resposta?

Doze::

Doze... Vamo fechar... Vamo fechar... vamo fechar... Vamo lá? E quanto dá esta

resposta aqui?

Doze::

E quanto dá esta resposta aqui?

Cento e vinte::

Veja bem... vamos produzir algumas alterações aqui... mas no final o resultado

tem que dar sempre o mesmo... qual é o final do mesmo? Doze... e aqui tem que ser

quanto?

Cento e vinte::

Porque ninguém pode alterar isso... Entendeu como é que é? Como é que eu

faço pra sair daqui e chegar no FATORIAL DE QUATRO? O que é que é preciso

aqui pra chegar no fatorial de quatro? O quê que ta faltando aqui pra chegar no

fatorial de quatro? O que é que vocês acham? Cadê o papel de vocês... Então vamo

lá... coloquem lá... o que falta pra chegar no fatorial de quatro? Ponham aí no papel

de vocês... o que falta pra chegar no fatorial de quatro? Nós já temos o quatro e já

temos o três... o que falta pra chegar no fatorial de quatro lá... o quê que falta?

Dois e um

É isso aí? Ponha no papel...

O quê que falta? Multiplicar por dois e por um? Deixou de ser doze? Não deixou

de ser doze?

Deixou::

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

111

Não deixou de ser doze? Mas eu não posso deixar de ser doze... não é a

resposta? Tem que continuar sendo quem pessoal?

Doze::

Doze... o quê que vocês acham que eu preciso fazer aqui para a minha resposta

continuar sendo doze? O quê que vocês acham que eu preciso fazer?

Cortar o dois e o um

Cortar o dois e o um? É isso? Vocês acham que seria isso? Vocês acham que é

cortar o dois e o um? Porque o quê que foi que vocês acrescentaram aqui? Dois e

um... não foi? Eu quero que volte a ser quatro e três... não é verdade? Como é que

se corta na matemática? O quê que é o cortar na matemática? É cortar no papel é?

Não

Simplifica o...

Simplifica o quatro

Sim

plifica o quatro? Simplifica o dois? O quê que nós tínhamos antes? Não era o

quatro e o três?

O quê que vocês colocaram?

Dois e um

Dois e um...não foi isso que vocês colocaram? Na mate/... Veja bem... vocês

colocaram dois e um... como é que eu faço pra retirar esse dois e um sem alterar o

quatro e o três? O quê que você faria? O que você faria?((professor pretende

conduzir os alunos a perceberem que há uma necessidade de colocar no

denominador o que foi acrescentado no denominado)) Tudo bem... pera aí... vamo

lá... olha o que ela fez... com o que ela fez aqui... eu pergunto pra vocês... dá doze?

Não

Nossa resposta era doze... não era?

Era

Dá doze isso aqui?

Não

Dá quanto isso aqui?

Seis

Então... ela tava quase chegando lá... não tava? O quê que eu preciso fazer na...

no... O quê que eu precisaria fazer... na sugestão da colega de vocês... pra

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

112

realmente melhorar a sugestão dela... pra me/... realmente dar doze? O quê que

precisaria fazer?

Pegar o resultado... cortá

e dividir por dois

Não... veja bem... vamos pegar a sugestão da colega de vocês... ta aqui a

sugestão dela... certo? Vamo tentar melhorar isto aqui que ela fez pra dar realmente

doze... o quê que vocês acham?

Divide o dois e o um

Vocês acham que p

recisa dividir de novo alguma coisa?

Não

Veja bem... vocês acham que precisa dividir de novo alguma coisa? O quê que

vocês acham?

Precisa só tirar o número

Vamo lá... não... o que você fez... o que ela fez... o que a colega de voes fez foi

impo

rtantíssimo... olha lá... ela pegou o quatro... três... ela percebeu que ela deve

dividir por dois e um...

E se eu colocar três... três... três?

Só o quê?

Três... três... três...

Três... três... três... mas se eu colocar três... três... três p

ra dividir... vai voltar a ser

doze?

Não... inverte o dois com o um

Mas se eu inverter o dois com o um... mudaria alguma coisa?

Não...professor... basta tirar aquele dois que tá embaixo do dois...

Então... venha aqui fazer o que você quer...

Tira tudo e bota só o dois.

Vá lá... ((Neste momento a aluna percebeu que não era necessária a presença de

um segundo número dois no denominador)) Vocês acham que é necessário ter tudo

isto de um no trabalho? Tudo isso de um é importante?

Não.

Nã

o? O quê que vocês acham? Vocês acham que esse um tem algum efeito

no trabalho?

Não::

Este aqui tem?

Não::

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

113

O que vocês acham que eu devo fazer?

Divide por dois

Vocês acham que só por dois? Tudo bem ou não? Vocês acham que esse bando

de um aqui faz alguma importância? O quê que vocês acham? Então deixa eu fazer

uma pergunta pra vocês agora... uma pergunta pra vocês... quanto ficaria isto

aqui?

Seis::

Não... isto aqui tudinho?

Quatro::

Isto aqui não é um fatorial?

É::

É ou

não é um fatorial?

P: Esse é o fatorial de quanto?

De quatro::

De quatro... não é o fatorial de quatro?

Isso

Então vá lá e coloque aqui... fatorial de quatro... FATORIAL DE QUATRO...

((Neste momento a aluna vai ao quadro e escreve a representação matemática do

fatorial de quatro e o professor sugere que a mesma passe o traço de divisão abaixo

do quatro fatorial)) quanto é que dá? Quatro fatorial... sobre... agora me diga

comé/...

isto aqui que está aqui embaixo...

é o fatorial de dois?

Não:: ((o aluno percebeu que a quantidade de número um que estava sendo

representada abaixo não subentendia o fatorial de dois)).

Tudo aquilo é o fatorial de dois? O quê que seria o fatorial de dois aí embaixo?

Duas vezes uma... duas vezes uma...

Vocês acham que duas vezes uma é o fatorial de dois? Todo mundo concorda?

Sim::

Fatorial de dois... é preciso ter esse um e um aqui?

Não::

Então vamos tirar esse um aqui?

Não precisa mais de nada::

P: Vou tirar... o quê que eu tenho agora a

qui embaixo?

Fatorial de dois.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

114

O quê que é na divisão?

Dois::

Agora eu pergunto...

isto aqui dá doze?

Dá::

Dá? E aqui embaixo o quê que tem? Duas vezes uma... E o quê que é dois

multiplicado por um?

Dois::

Em termos de fatorial o qu

e seria isso?

Fatorial de dois

FATORIAL DE?

Dois

Coloque lá fatorial de dois... ((o professor solicita que a aluna vá ao quadro e

escreva a representação matemática do fatorial de dois)) Vamos lá... estamos

chegando lá... vocês estão chegando lá... muito bem... então olha aonde nós

chegamos...

nós chegamos numa representação matemática de que... o arranjo de

quatro dois a dois é o fatorial de quanto?

De quatro::

Dividido pelo fatorial de quanto?

De dois::

Vamos tentar fazer essa construção aqui? Vamos ver se vai dar? Vamos lá...

façam no caderno de vocês... eu quero que apareça um fatorial aqui em cima e

quero que apareça um fatorial aqui embaixo... vamos lá... façam aí... como é que

fica esse fatorial? ((o professor pede aos alunos que façam a representação do

exemplo seguinte)) Eu estou muito feliz com vocês...

Pra alterar esses três números para que eu não possa alterar o número... o

resultado do final que é cento e vinte... se vai fazer o fatorial dos números

restantes embaixo e dividir um pelo outro que vai dar cento e vinte como

resultado.

Vocês concordam com o colega de vocês?

([Sim:: com certeza::])

Hein?...Mas aqui é fatorial... não é o fatorial? Tá legal? Vocês concordam com o

colega de vocês?

Sim

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

115

Então vem cá... me diz uma coisa... deixa aqui por enquanto...quanto foi aquela

outra? Arranjo de quanto? A última ali? A última?

De cinco::

Arranjo de quanto? De cinco... tomado de dois a dois ou tomado três a três?

Três a três::

Três a três? É ou não é

pessoal? Então me diga...

Éh::

Então me diga... Arranjo de cinco três a três?

Éh::

Quanto é o arranjo de cinco três a três na forma de fatorial? Cinco três a três em

forma de fatorial... ponha lá pra mim...não... vamo lá... deixa ela fazer...

pense... olhe

e me diga como é que fica em forma de fatorial... ((neste momento a aluna dirigiu-

ao quadro e escreveu como representação o fatorial de cinco sobre o fatorial de três

para o arranjo de cinco três a três)) então aí... o arranjo de cinco três a três fica o

fatorial de cinco sobre o fatorial de quanto pessoal?

De três

É isso aí?

Fatorial de cinco sobre o fatorial de três...

Tá certo ou não?

Tá::

Tá tudo bem? Tá certo isso aí?

Não... pra mim não tá

Eu também acho que está mei

o esquisito... não está? O quê que tu acha que está

esquisito? Vamo lá verificar... ((o aluno se dirige ao quadro, apaga a parte do

denominador que corresponde ao fatorial de três e coloca o dois multiplicado por

um))

Se o três já apareceu... só precisa

colocar o dois e o um... e fica fatorial de dois

Entenderam o colega de vocês? O arranjo de cinco três a três era quanto? Vai...

o arranjo de cinco três a três...

([Cinco... quatro...três...]) ((nesta fala, professor e alunos respondem juntos))

í faltou ela acrescentar o que pessoal?

Dois e um

Dois e um... foi o que ela acrescentou... O que faltou ser acrescentado...

precisava ser o que aqui? Di

vi/...

([Dido]) ((nesta fala, professor e alunos respondem juntos))

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

116

Então ficou cinco fat

orial sobre dois fatorial... entendeu o que ele fez?

Após este momento,

apontamos

um aluno na sala de aula para fazer a

representação fatorial do arranjo de sete três a três.

Foi assim que deu? Muito bom... Então vamos lá agora... presta atenção... ag

ora

sim... eu quero que vocês... agora vocês vão pensar bem... antes de responder...

mas primeiro vão responder no papel... todo mundo pra cá... olha lá... todo mundo

olhando pra cá que eu vou fazer uma pergunta... vocês fizeram conquistas

maravilhosas...

o que eu quero saber de vocês agora é o seguinte... veja bem...

você ta vendo esse três que surgiu aqui? Ele não faz parte desses dois

momentos... vocês estão vendo? Não é verdade?

Éh::

É verdade ele não faz parte... eu gostaria de buscar uma expressão aqui

embaixo ainda com fatorial... quer dizer o fatorial tem que ficar... eu gostaria de

buscar uma expressão aqui embaixo que apareça o sete e o quatro...

lembrem

que eu não posso alterar o que eu já tenho... qual é o número que está aqui

embaixo?

Três::

P: Eu tenho que buscar uma expressão aqui embaixo que apareça o sete e o

quatro... AQUI EMBAIXO... agora eu tenho que buscar uma expressão aqui

embaixo que apareça o cinco e o três... ainda mantendo quem aqui pessoal? O

Dois

P: ... fatorial... fatorial... ta legal? Eu tenho que buscar aqui embaixo uma

expressão que apareça o quatro e o dois... mas lembrando que aqui é... dois

fatorial e aqui... é três fatorial... vocês estão entendendo o que eu estou

tentando buscar? Tentem fazer essa expressão... é só embaixo... qual seria a

expressão aqui embaixo usando os elementos sete e quatro? Essa é a etapa

final do nosso trabalho...

Você... faça pra mim por favor o que você descobriu nessa sua expressão aqui?

Como é que você vai usar o quatro e o dois no seu trabalho? Viu o que ela fez? Só

tem um detalhe... deixa eu explicar aqui o detalhe... o detalhe... que este grupo

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

117

conseguiu fazer...esse detalhezinho... aqui ta legal... foi a primeira

ideia

que ela

teve... diminuir o quatro do dois... ta legal... só que esse grupo conseguiu uma coisa

especial... ponha lá... vamos lá ver... ou seja... olha o que eles alcançaram de

especial...

você percebendo esta realidade com esta realidade aqui... o quê que

está acontecendo? Como ela faz aqui... olha... seis menos três... dá o três...

não é verdade? Aqui o fatorial ta no dois ou o fatorial ta no quatro menos

dois? O FATORIAL AQUI TA NO DOIS OU O FATORIAL TA NO QUATRO

MENOS DOIS?

Só no dois.

Só no dois... Aqui o fatorial ta só no dois... certo ou não? Aqui o fatorial ta só no

dois... mas eu quero que o fatorial esteja onde pessoal? No quatro menos dois... não

é isso aí? Como é que eu deveria fazer pra ficar no quatro menos dois o fatorial? ((o

professor solicita ao aluno que vá ao quadro para responder esta pergunta)) Como é

que seria pra colocar? Perceberam o que o colega fez vocês aí? Pessoal agora

vamo lá comigo...arranjo de cinco três a três era cinco fatorial sobre dois fatorial...

não é verdade? Que é a mesma coisa que quanto? Vamo lá vai? Cinco fatorial

sob

re... agora... vamo lá...

([Cinco menos três fatorial])::

Agora eu estou usando os elementos do arranjo... então... eu quero agora que

vocês venham comigo... e me digam agora... veja bem... olha lá... agora... agora

pessoal... nós chegamos na nossa... descoberta... quanto é que dá o arranjo?

Comigo agora... vai... de dez tomado três a três de acordo com a nossa descoberta?

Vamo lá...

Dez...

Vamo lá... vamo lá...

([Dez fatorial sobre::])

É isso aí gente?

Abre parêntese... dez menos três

fatorial])::

Perceberam? E quanto é o arranjo de nove dois a dois... vá lá...

Nove fatorial::

Sobre quanto?

Abre parêntese... nove menos dois fatorial...

então..quanto é o arranjo de n tomado p a p?

n fatorial sobre... entre parêntese...

n menos p fatorial...

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

118

Arranjo de n p a p... esta é a fórmula que nos dá o número de arranjo num

determinado problema de combinação... n fatorial sobre n menos p fatorial...

Os alunos chegaram à fórmula do fatorial. Consideramos que esse fato,

venha ser um diferencial no campo das investigações no ensino-aprendizagem de

Análise Combinatória. Contudo, nos faltava ainda verificar a possibilidade de ocorrer

o mesmo na aula de Combinação Simples. Para isso, descrevemos, a seguir, o que

aconteceu no sexto enc

ontro.

6.6. SEXTO ENCONTRO

O encontro ocorreu no dia 26/06/2008, com início às 15h45min e término

às 17h e 15min. Entregamos um envelope para cada grupo

com

três situações-

problema

, envolvendo Combinação Simples. Foi proporcionado um tempo de

aproxi

madamente 40 minutos para o início das apresentações. Essa fase já não

seguiu o mesmo percurso das outras aulas, pois, procuramos otimizar o nosso

tempo, porque estávamos preocupados com a fase de institucionalização da fórmula

da combinação.

Nossa intenç

ão

i caminhar pela fórmula do arranjo para alcançar a da

combinação

. Sendo assim, avaliamos o tempo que levamos na aula do arranjo e

percebemos que tínhamos que reservar um tempo maior para a combinação.

Dessa

forma, evitamos a etapa que todos os grupos deveriam socializar suas soluções.

Nest

a fase,

seguimos as orientações de Sá: sugestões: 2,3,4,5,6.

O quadro abaixo apresenta o extrato de protocolo dos grupos na situação

problema 12.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

119

Quadro 2

: Grupos na situação

problema 12

GRUPO

RESOLUÇÃO DA

SITUAÇÃO

PROBLEMA 12

Fonte: protocolo dos registros dos alunos na aula de Combinação

A seguir

, apresenta

mos a situação

problema 13

O quadro abaixo apresenta o extrato de protocolo dos grupos na situação

problema 13.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

120

Qua

dro 2

: Grupos na situação

problema 13

GRUPO

RESOLUÇÃO DAS SITUAÇÕES

PROBLEMA 13

Fonte: protocolo dos registros dos alunos na aula de Combinação

Os grupos perceberam que resolveram a situação-problema 13 de forma

errada. Sendo assim, não apresentaram resolução para a situação-problema 14.

Com isso, partimos para a fase de institucionalização da fórmula da combinação.

A seguir, descrevemos os episódios de ensino que apresentam o

referido processo de institucionalização. É importante ressaltar que nos apoiamos

nas segui

ntes orientações de Sá (2005): sugestões: 7, 8, 9,10

Escrevemos no quadro uma das situações-problema para inicializar o

processo de institucionalização da combinação.

((0`)) Vamo lá comigo agora... fazer um trabalho conjunto... tá legal? vamo lá

comigo vai... presta atenção... presta atenção... ((a turma apresenta-se um pouco

desconcentrada)) vamo nomear os alunos igual como vocês fizeram... vamo lá...

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

121

quem são nossos alunos? Lá vai... R... L... V... e K... ta bom? ((iniciais dos nomes

que o professor está usando como exemplo no quadro)) são quatro alunos... ta legal

até aí? Ta... então vamo fazer assim... vamos fazer com que ... pensar em todas as

possibilidades de escolha sem levar em consideração ordem... sem levar em

consideração or/... todas as possibilidades de escolha... como vocês fizeram... vamo

fazer assim... vamo lá... ((Os alunos estão sincronizados com o professor, no

momento em que ele escreve no quadro as contagens diretas envolvendo as iniciais

dos

nomes dados no exemplo)) agora.pera aí... vem cá... me diz uma coisa...presta

atenção...

vamo olhar pra cá... o R e o L... e o L e o R... O R E O L... E O L E O

R...

o quê que isso quer dizer? Imagine uma situação... imagine uma situação... em

que um livro seja... um livro seja de análise combinatória e o outro livro seja de

trigonometria... que assuntos que vocês estão estudando... não é verdade? Então o

R ganhou livro de análise combinatória e o L de trigonometria... o L ganhou análise

combinatória e o R trigonometria... gente... preciso muito da atenção de vocês...

dentro dessas condições que eu estou expondo pra vocês em que os livros não são

idênticos... são de tipos diferentes... você acha que esses dois agrupamentos são

iguais ou diferentes?

(

Iguais

::)

Vamo lá de novo.

(Diferentes::)

P: Se eu disser que o R é de análise combinatória e o L é de Trigonometria...

aqui é trigonometria e aqui é análise combinatória... aqui é análise

combinatória... aqui é trigonometria...

igual ou diferente?

Dife

rente

Aí... dentro dessa situação... dessas condições... nós estaríamos diante de um

problema de arranjo ou de combinação?

Arranjo::

Então... considerando um problema sen/... pera aí... calma... considerando meu

problema como de arranjo...

isto e

isto são agrupamentos o quê pessoal?

Diferentes...

Diferentes... não são diferentes? Quantos seriam esses agrupamentos? ((o

professor, neste momento, juntamente com a turma refaz a contagem dos

agrupamentos para enfatizar que o resultado é correspondente à quantidade de

arranjos)) certo... seria então... de que forma pra você calcular isso aí? Seria como?

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

122

Seria exatamente... doze maneiras diferentes... verdade ou não? Sim ou não? Se

fosse o quê? A

ideia

de? Arranjo... Não é verdade? E se fosse um arranjo como é

que você calcularia esse arranjo?

Arranjo de quatro tomado a dois::

Como é que seria?

Arranjo::

De quanto pessoal?

De quatro::

tomado::

dois a dois::

Solicitamos aos alunos a última ficha para dar

mos

continuidade aos

trabal

hos. Nessa ficha, havia uma pergunta que procurava saber dos alunos se as

situações

-problema eram de arranjo ou de combinação. A maioria resp

ondeu

combinação, mas não sabia calcular o número das maneiras solicitadas em cada

problema.

P: Nesta última ficha... eu quero que você faça assim... veja bem... considerando

que tudo isso aqui fosse agrupamento diferente... como calcularia isso como se

fosse agrupamento diferente? Como é que eu calcularia? Como é que você

calcularia isso considerando que fosse agrupamento diferente? Faça aí pra mim...

como é que seria? Se fosse diferente... faça aí na última ficha pra mim...

: Arranjo?

Vamo lá... Façam aí pra mim...

Após esse momento, pedimos aos alunos que comparassem o contexto

que criamos com as informaçõ

da situação-problema que estava no quadro,

objetivando a percepção, por parte dos alunos, de que o texto

não

constituía

problema de arranjo.

Por que não são diferentes? Porque aqui ele diz que os livros são idênticos...

então... se os livros são idênticos... fala pra mim... vai sair um desse...

((o

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

123

professor, com a ajuda dos alunos, retira os agrupamentos idênticos expostos na

contagem direta)) vamo lá... quantos agrupamentos sobraram por favor?

Seis:: ((logo depois da resposta dos alunos, o professor fez a contagem para

enfatizar que a resposta dada por eles estava correta))

Então aí na ficha... me diga uma coisa... aí na ficha... pra vocês chegarem nesse

resultado seis... o que vocês teriam que fazer com o que vocês acabaram de contar?

O que vocês teriam que fazer... pra chegar nesse resultado seis... aí no que vocês

acabaram de contar?... o que vocês teriam que fazer? Pra chegar nesse resultado

seis... o que... vocês não montaram o modelo aí agora? O que vocês teriam que

fazer?... vejam lá... o que vocês teriam que fazer?... conta pra mim o que tu tinhas

feito anteriormente... isso aqui oh... conta pra mim lá... vai lá pra mim... esse que

você fez antes... ponha lá isso pra mim... ponha só essa parte... esta parte

aqui...

prestem bem atenção no que ela vai fazer... ((neste momento, a aluna

escreve no quadro a representação matemática do arranjo de quatro tomado dois a

dois e o professor solicita que a aluna se mantenha próximo ao quadro)) Isto aqui

valeria... se nós tivéssemos quantos aqui? ((o professor conta os agrupamentos

totalizando doze)) o resultado desta operação aqui... vai ter que ser quanto... o

resultado desta operação aqui vai ter que ser quanto... vamo lá...

Doze::

Desta operação aqui...

Doze

Desta aqui que eu estou apon

tando...

Não é doze? Do arranjo quatro dois a

dois?

Éh::

Um... dois... três... quatro... Não é doze?

Éh::

Ta... mas o resultado final... não é doze...

É seis

O resultado final é quanto?

Seis

Seis o resultado final... então o quê que você teria que fazer com isto... pra poder

alcançar o seu resultado final?

Simplifica doze por dois

Tem que fazer o quê?

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

124

Simplifica doze por dois pra dar seis

Mas simplifica quanto?

DOZE POR DOIS::

O quê que vocês acham? Vocês concorda

m com ele?

Sim... ou divide... é faz a subtração... vai dar dois... vai dar fatorial de quatro

sobre fatorial de dois... depois... multiplica... aí dá doze

Multiplica por... não... mas veja bem... eu não... o doze eu já sei... que isto aqui é

doze...

não é doze isto aqui?

É isso que eu tô falando.

Não é isso aqui? Agora eu quero chegar nesse resultado que eu tenho... de

seis... o quê que eu tenho que fazer? Mostra lá pros teus colegas o que tem que

fazer... ((O aluno apresenta no quadro a divisão doze por dois e o resultado seis))

Olha aí... vocês acham que seria isso aí gente?... ((Momento de distração entre

alunos)) Vocês acham que... veja bem... basta dividir por dois... dá seis? O quê que

vocês acham?

([Não::]) ((esta resposta partiu de um aluno brincando com o colega que estava

no quadro apresentando a resolução))

Mas não deu seis a resposta do colega de vocês?...

Deu::

ão deu seis?

Deu

Como é que ela che/... você chegaria no seis de outra forma?... ((Respostas por

parte

dos alunos, brincando com o colega que está no quadro)) Não... pera aí...

espera aí... Eu quero saber... isso aqui eu já sei que é doze... Não é doze? Não é

doze isso aqui? Então... se isto aqui é doze... e eu quero chegar no seis... há um

outro caminho pa

ra eu sair daqui e chegar no seis sem dividir por dois?

Eu acho que sim

Então... qual seria? Vá lá... mostre lá... ((o aluno foi ao quadro apresentar um

resultado que não correspondia com o que estava sendo perguntado e o professor

interveio pedindo que apagasse o que o mesmo havia escrito)) Pegaste o quatro...

somaste com o dois... deu seis...

ideia

é pegar exatamente o que tu tens... que é

isto aqui... aonde nós sabemos que esse resultado todo vai dar quanto

pessoal?

Doze::

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

125

Doze...

e eu quero chegar no seis... a proposta do colega de vocês é... pegar o

doze e dividir por quanto?

Dois::

Vocês concordam com o seu colega? Sim ou não?

Sim::

Então... vamo fazer assim olha... venha cá agora...

então pegue tudo isto aqui e

divida por dois como o colega fez... Divida tudo isso aqui por dois vai... passa

um traço grandão e divide por dois... põe o dois embaixo... ta certo ou não isso

aí? Ou seja quanto dá isto aqui?

Doze::

Doze... dividido por dois vai dar quanto?

Seis::

Seis nã

o é o resultado de vocês?

Éh::

é o resultado de vocês... agora me diga uma coisa... como é que eu faço com o

dois... esse dois se tornar um fatorial? Como é que faz? Como é que eu saio do dois

pra chegar no fatorial? Como é que faz? Pensem... como é que do dois eu posso

transformar aqui em fatorial?

Dois vezes um::

Então faça aí pra gente... faça lá... ((o aluno escreveu no quadro dois multiplicado

por um que equivale ao fatorial de dois, no entanto houve uma má colocação no

sinal de igualdade, precisando da intervenção do professor para organizar a

expressão)) Por que o fatorial de dois? Porque dois multiplicado por um dá o fatorial

de quanto pessoal?... de dois... agora presta atenção... presta atenção... só que isto

aqui é o teu arranjo... não é o teu arranjo isso aqui? Não é o teu arranjo? Poderia

fazer isto? Vê se tá certo? Posso fazer isso? Vocês concordam comigo? Sim ou

não? Então... quanto é o arranjo de quatro dois a dois?

Doze::

Doze... e quanto é o fatorial de dois?

Dois::

ois... quanto é doze dividido por dois?

Seis::

Seis... então esta operação aqui todinha... dá quanto... por favor?

Seis::

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

126

Dá seis... agora me diga uma coisa... quando vocês cortaram isto... o teu

problema deixou de ser um problema de arranjo... não deixou? Passou a ser um

problema de quê pessoal?

Combinação::

De combinação... e como é que a gente escreve uma combinação desse

problema... escreve aqui pra mim a combinação... como é que se escreve...

bem

aqui pra mim... como é que se escreve... vocês já aprenderam... o problema tem

quantos elementos tomado quanto a quanto? Quantos são os elementos?

Quatro::

P: Que é igual::... a combinação de quatro dois a dois vocês acabaram de provar

que é quanto pessoal?

Seis::

Seis...

e quanto é que dá isso aqui tudinho?

Tudo isso aqui?

Seis::

Então eu posso pegar... vejam bem... eu posso pegar isto aqui e colocar bem

aqui? Eu posso pegar isto aqui e colocar bem aqui?

Pode::

Posso ou não posso? Eu pergunto pra vocês? Posso ou não posso?

Pode::

Então faça... percebam...o quê que a colega de vocês construiu com vocês... a

combinação de quatro dois a dois... é igual a quem?... vamo lá...

O arranjo de quatro dois a dois::

Sobre quem pessoal?

Fatorial de dois::

A COMBINAÇÃO DE QUATRO DOIS A DOIS SOBRE O FATORIAL DE DOIS...

A COMBINAÇÃO DE QUATRO DOIS A DOIS SOBRE O FATORIAL DE DOIS... eu

quero que vocês façam pra mim agora... quanto seria a combinação... quanto seria a

combinação de cinco tomado três a três... quanto é a combinação de cinco três a

três... façam aí pra mim...vendo aquilo que você acabou de construir... quanto é a

combinação de cinco três a três?... vocês acabaram de montar... vamo lá... alguém

quer vir aqui no quadro... tenta vamos... combinação de cinco três a três... ((o aluno

vai ao quadro e faz a representação correta do arranjo de cinco três a três sobre o

fatorial de três)) tudo bem pessoal?

: Tudo::

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

127

Tá legal? Ta... Então agora comigo de novo... vamo lá... de novo agora... quanto

é a combinação de sete tomado quatro a quatro? Quem é que vem agora?

Combinação de sete quatro a quatro... faz aí agora... combinação de sete quatro a

quatro... ((agora uma aluna vai ao quadro e faz novamente a representação correta))

agora eu quero que vocês façam o quê? Vocês já sabem calcular o arranjo né? Faz

aí pra mim... só o arranjo... ((no início, o aluno tenta responder o valor do arranjo,

mas o professor solicita que o mesmo apresente a expressão na forma de fatorial))

ta faz... vai fazendo... só o arranjo... só o arranjo... não... eu quero que você faça em

forma de fatorial... tá... vai fazendo... só o arranjo... ISSO::

Ness

e momento, o aluno conseguiu fazer a representação da combinação

de cinco três a três com todos os elementos em forma de fatorial. Isso implicava

que

a fórmula estava

quase pronta.

Tá

legal? Agora vem cá

gente? Isso aqui não é uma divisão de frações?

Éh::

A parte de cima é uma fração?

Éh::

A parte de baixo é uma fração?

Éh::

Como é que seria essa divisão de fração? Como é que tu farias essa divisão

de fração? Sem mexer com o fatorial? ((Inicialmente, o aluno que foi convidado

pelo professor para ir ao quadro faz a operação da divisão corretamente, mas se

atrapalha no final. Com isso, a turma se mobiliza e outros alunos participam da

construção final da fórmula)) Isso::... ((o professor retoma a expressão e anuncia,

passo a passo, o que fora construído pelos alunos e solicita que uma aluna escreva

a representação da combinação de sete tomado quatro a quatro em forma de

fatorial))

vamo lá com o mesmo pensamento... a combinação de n tomado dois a

dois... como é que fica? Vocês já fizeram a última parte... eu quero o resultado

final aqui... como é que eu posso agora... sair daqui e chegar direto aqui?

Como é que seria? Combinação de

n dois a dois? Como é que fica?

Fatorial de n::

Isso... vá lá... pode fazer... ((a aluna vai ao quadro e escreve corretamente a

combinação de n dois a dois em função do fatorial. Observa-se que a turma está

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

128

pronta para a institucionalização da fórmula)) E agora... por fim... eu quero que

vocês agora... eu vou dar um minutinho pra vocês pensarem... combinação de n... p

a p... ((uma aluna vai ao quadro, faz a representação da combinação e a turma

institucionaliza a expressão, enquanto a aluna escreve no

quadro))

n fatorial sobre p fatorial... n menos p fatorial::

Esta é a fórmula que resolve qualquer problema de combinação simples... pra

encerrar... pra encerrar... peguem o último problema... o décimo terceiro... vai... e

agora vocês já têm uma fór

mula pra fazer o problema...

A seguir, apresenta

mos o extrato dos protocolos dos alunos.

Quadro 2

: Resolução da situação

problema 13

GRUPO

RESOLUÇÃO DA SITUAÇÃO-

PROBLEMA 13

Fonte: protocolo dos registros dos alunos na aula de Co

mbinação

Observando que os alunos haviam conseguido resolver o problema,

escrevemos no quadro branco da sala C

n,n

e pedimos que eles apresentassem um

resultado para a combinação de n,

toma

n. O objetivo foi alcançar o 0!

atorial de zero),

que

ralmente

, é dado pronto aos alunos, sem que eles

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

129

compreendam o seu significado. Como resultado, os alunos conseguiram chegar ao

valor correto.

6.7 SÉTIMO ENCONTRO

O sétimo encontro foi desenvolvido no dia 30/06/2008, com início às 1

e término às 16h. N

ess

e, aplicamos um pós-teste aos alunos da turma 202. Cada

aluno realizou seu teste individualmente. O andamento do instrumento diagnóstico

ocorreu em condições normais.

A seguir apresentamos uma análise dos resultados de nossa

experimentação.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

130

7. SOBRE

OS RESULTADOS

Est

seção

foi dividida em duas etapas: na primeira etapa, valida

mos

nossa hipótese de pesquisa, utilizando as transcrições das gravações e os registros

dos alunos. Na segunda etapa, utilizamos os resultados do pré-teste e do pós-

teste

com o intuito de encontrar solução às nossas questões de pesquisa. Entendemos

que

, ao confirmar nossa hipótese de pesquisa, alcançamos uma possível solução

par

a a nossa questão principal. Essa solução da resposta, juntamente com os

resultados do pré e pós

teste, serviu para responder à

questão derivada.

Antes de realizarmos a análise e validação de nossa sequência didática,

apresenta

mos novamente nossa hipótese de pesquisa, juntamente como as

questões que nortearam este trabalho. Pois, acreditamos que isso prop

orciona

uma

melhor compreensão de nossas intenções neste capítulo.

Neste trabalho, levantamos a hipótese

que é possível produzir

condições favoráveis de aprendizagem à institucionalização dos conceitos básicos

de Análise Combinatória, por meio de situações didáticas que enfatizem a resolução

de problemas como ponto de partida.

Sendo assim, encontramos possíveis respostas às seguintes questões de

pesquisa: Uma

sequência

de ensino, enfatizando a resolução de problemas como

ponto de partida, proporciona condições favoráveis para que sejam

institucionalizados conceitos básicos de Análise Combinatória? e como questão

derivada da primeira

, É possível,

a partir do ensino oferecido, que os alunos tenham

desenvolvido habilidades básicas para resolverem os problemas de Análise

Combinatória?

7.1. PRIMEIRA ETAPA

Observamos que na aula do Princípio Fundamental da Contagem,

grupo 01, nas três situações-problema, não conseguiu alcançar nenhum racio

cínio

combinatório. O grupo 03 já apresentava alguns indícios de raciocínio combinatório

por apresentar em algumas situações-problemas os desenhos que poderiam ajudá-

los a montar os agrupamentos, utilizando assim o método da contagem direta. Os

grupos

02 e 05

apresentar

, em alguns momentos, um desenvolvimento

combi

natório nas situações-problema. Mas, nenhum desses grupos conseguiu

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

131

perceber, de forma geral, que na realização de um evento é necessária

identificação das etapas do evento e o número de possibilidades para cada etapa.

Contudo, o grupo 04 (alunos que estão estudando combinatória pela segunda vez)

apresentou, nas situações-

problema

, 01 e 02, uma boa linha de raciocínio

combinatório. Mas, o referido grupo demonstrou a sua fragilidade na situação-

pro

blema 03. Dessa forma, acreditamos que o grupo ainda não tinha consolidado a

questão das etapas do evento e o número de possibilidades para cada etapa.

Na aula de permutação, observamos que o grupo 04 foi o que teve melhor

desempenho. Com relação às situações-problema dessa aula, observamos que os

grupos já haviam percebido a necessidade do uso da operação multiplicação, mas

não estavam ainda consolidadas as questões relacionadas com as etapas dos

eventos e as possibilidades de cada etapa. Acreditamos que se tivessem

ocorrido,

durante a experimentação, as aulas de

exercícios

, cujo objetivo era desenvolver as

habilidades de resolver os problemas dos assuntos que haviam sido

institucionalizados,

os alunos apresentariam melhor desempenho nas situações-

problema da aula de permutação

Observamos que, na aula de arranjo

simples

, os grupos já estavam

conseguindo perceber as etapas de cada evento e o número de possibilidades de

cada etapa. Fato esse

consi

derado positivo à pesquisa, uma vez que, s

compararmos o que apresentaram os episódios de ensino com os extratos do

protocolos da aula do arranjo, associado ao fato de não ter sido possível o

desenvolvimentos das aulas dos exercícios, podemos dizer que a

sequência

ensino produziu condições favoráveis de aprendizagem à institucionalização dos

conceitos básicos de Análi

se Combinatória.

7.2. SEGUNDA ETAPA

7.2.1. O pré

teste

No dia da realização do pré-

teste

, solicitamos a cada aluno que criassem

o seu apelido. Nossa preocupação era no sentido de haver, por parte de algum pai

e/ou mãe de um dos alunos, proibição no direito do uso de imagem que solicitamos

a eles. No entanto, isso não ocorreu.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

132

A seguir, apresentamos o resultado do pré-teste por questão,

categorizando as respostas como: (A) acertou, (E) errou e (N) não fez. E o quadro

geral da quantidade de acertos, e

rros e não fez por questão

Acertou: quando houvesse uma resolução para questão e o resultado

obtido estava correto.

Acertou: quando houvesse uma resolução para questão e o resultado

obtido estava incorreto.

Não Fez: quando a questão não foi resolvida.

adro 2

: Acertos(A), Erros(E) e Não Fez(N) do pré

teste

QUESTÕES

Apelidos

Anjinhah

N A E A A

Isa

N N N N N

Ferreira

E E E E E

Tatá

N N N N N

Adri

N N N N N

Eli

N N N N N

2791

N E E N N

Drica

N N N N N

Tazz

N E E E N

MYKlove

N E N N N

Sndo

N N N N N

Sedeia

N E N N N

Juju

N N N N N

Brunilda

N N N N N

Peteca

N N N N N

Fonte:

pesquisa de campo

2008

Quadro 2

: Quantidade de Acertos, Erros e Não fez por questão do pré

teste

QUESTÕES

ACERTOS

ERROS

NÃO FEZ

0 1

1 5 9

0 4

1 2

1 1

Fonte:

pesquisa de campo

2008

A seguir, apresentamos o gráfico 11, que permite uma melhor

visualização dos dados apresentados nos quadros 23 e 24.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

133

Gráfico 11: Número de alunos por questões no pré

teste.

número de alunos

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

TOTAL

Questões

número de alunos por questão pré-teste

Acertos

Erros

Não Fez

Fonte:

esquisa de campo, 2008

Observando o gráfico, podemos afirmar que a maioria dos sujeitos da

pesquisa não fez as questões do pré

teste. A média de erros ficou aproximadamente

em três alunos, ou seja, um quinto dos alunos procurou fazer as questões, mas

erro

Esses resultados vão além dos que foram encontrados em Fichbein e

Gazit (1988 apud Batanero, 1996), em suas pesquisas. Segundo os autores, na

realização do pré-teste, antes do ensino, os alunos apresentavam acentuados erros

nos problemas que envolveram as operações de permutação e arranjos repetidos,

seguidos dos erros de arranjo sem repetição e as combinações. Dizemos que os

resu

ltados que encontramos vão além porque a maioria dos alunos não apres

entou

erros nas questões e, antes, não fez

as questões.

7.2.2. O pós

teste

Apresenta

mos o resultado do p

ós

-teste por questão, categorizando as

respostas como: (A) acertou, (E) errou e (N) não fez. E o quadro geral da quantidade

de acertos, erros e não fez por questão

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

134

Quadro 2

: Acertos(A), Erros(E

) e Não Fez(N) do pós

teste

QUESTÕES

Apelidos

Anjinhah

A A A A E

Isa

A A A A E

Ferreira

A A A A E

Tatá

E N E E E

Adri

E E E A E

Eli

E E E N N

2791

A A A A E

Drica

A E E A E

Tazz

A E A A A

MYKlove

A A A A A

Sndo

E A E A A

Sedeia

A A A A E

Juju

A A A A E

Brunilda

E A A E E

Peteca

A A E A E

Fonte:

pesquisa de campo

2008

Quadro 2

: Quantidade de Acertos, Erros e Não fez por questão do pós

teste

QUESTÕES

ACERTOS

ERROS

NÃO FEZ

5 0

4 1

9 6 0

3 0

Fonte:

pesquisa de campo

2008

Apresentamos o gráfico 12, que proporciona uma melhor visualização dos

dados apresentados nos quadros 25 e 26.

Gráfico 12: Número de alunos por questões no pós

teste.

Número de alunos

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

Total

Questões

número de alunos por questões no pós-teste

Acertos

Erros

Não fez

Fonte:

Pesquisa de campo, 2008

No gráfico, podemos observar que o número de alunos que não fizeram

as questões é muito pequeno, isso implica que houve mais intenção em acertar as

questões por parte dos alunos. Comparando o número de acertos com o de erros,

podemos observar que os alunos acertaram mais do

que erraram.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

135

A seguir, apresentamos um quadro geral comparando os resultados do

pré e pós

teste.

Quadro 27: Acertos (A), Erros (E) e Não Fez(N) do Pré/Pós-

testes

Q1 Q2 Q3 Q4

Apelidos

Pré

Pós

Pré

Pós

Pré

Pós

Pré

Pós

Pré

Pós

Anjinhah

N A A A E A A A A E

Isa

Ferreira

E A E A E A E A E E

Tatá

N E N N N E N E N E

Adri

Eli

N E N E N E N N N N

2791

N A E A E A N A N E

Drica

N A N E N E N A N E

Tazz

N A E E E A E A N A

MYKlove

N A E A N A N A N A

Sndo

N E N A N E N A N A

Sedeia

Juju

N A N A N A N A N E

Brunilda

N E N A N A N E N E

Peteca

Fonte:

Pré

teste e Pós

teste dos alunos, 2008

Podemos observar no quadro 28 que há uma forte predominância de

alunos que não fizeram as questões no pré-teste. Mas, esse fato se reduz

consideravelmente no pós-teste, pois apenas a Tatá, na questão 2, e o Eli, nas

questões 4 e 5, apresentam a categoria não fez .

É perceptível a acentuada melhora dos alunos nas questões 1, 2, 3 e 4

pois a quantidade de acertos supera a de erros. Acreditamos que esses resultados

poderiam ter sido melhores se tivéssemos realizado as aulas destinadas ao

desenvolvimento das habilidades para resolver problemas de contagem.

No que se refere à questão 05, devemos ressaltar que entre os alunos

que realizaram o pós-teste, houve aqueles que apresentaram corretamente o

procedimento de resolução, mas erraram o resultado final. Podemos observar no

quadro a seguir os extratos dos protocolos dos alunos que acertaram o

procedimento e o valor final, juntamente com os alunos que acertaram o

procedimento, mas erram o valor final.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

136

Quadro 28: Alunos que acertaram o procedimento da questão 05.

Apelidos

Resposta dos alunos

Sedeia

Brunilda

Snob

Tazz

Myk

love

Fonte: Pós

teste dos alunos

, 2008

No quadro acima, podemos observar que a Sedeia e a Brunilda

conseguiram perceber o procedimento correto de resolução da questão que envolve

a combinação simples. Sendo assim, entendemos que mais dois alunos

conseg

uiram alcançar o objetivo da questão. Com isso, o quadro que segue

apresenta os resultados do pré/pós-teste com uma melhora no desempenho dos

alunos, também, na questão 5.

Quadro 29: Acertos (A), Erros (E) e Não Fez(N) do Pré/Pós-

testes relativo

Q1 Q2 Q3 Q4

Apelidos

Pré

Pós

Pré

Pós

Pré

Pós

Pré

Pós

Pré

Pós

Anjinhah

N A A A E A A A A E

Isa

N A N A N A N A N E

Ferreira

E A E A E A E A E E

Tatá

Adri

N E N E N E N A N E

Eli

N E N E N E N N N N

2791

Drica

N A N E N E N A N E

Tazz

N A E E E A E A N A

MYKlove

Sndo

N E N A N E N A N A

Sedeia

N A E A N A N A N A

Juju

N A N A N A N A N E

Brunilda

N E N A N A N E N A

Peteca

N A N A N E N A N E

Fonte:

Pré

teste e Pós

teste dos alunos, 2008

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

137

Entre os alunos que erraram o procedimento e o resultado final da

questão 5, destacamos os que apresentaram erro de ordem (Batanero et al.

(1997);

Correia e Fernandes (2007); Esteves (2001); Pacheco (2001)), ou seja, resolveram o

problema como se fosse de arranjo quando a operação correta é de combinação

(cf.quadro 30)

Quadro 30: Alunos que trocaram o procedimento de resolução da questão 5.

Apelidos

Resolução dos alunos

Isa

Anjinhah

Juju

2791

Fonte: Pós

teste dos alunos, 2008

Acreditamos que por não ter havido a possibilidade de desenvolver as

aulas destinadas aos exercícios de cada assunto ministrado, os resultados do

quadro acima são bastante positivos, pois observamos que os referidos alunos

apresentam condições favoráveis de um melhor desenvolvimento das habilidades

para resolver os problemas de combinação simples. Esses resultados confirmam

que houve um avanço considerável do pós

teste em relação ao pré

teste.

A seguir, procedemos a uma análise nos resultados do pré-teste e pós-

teste

grupo.

O objetivo dessa análise é procurar conhecer a evolução dos grupos

, uma

vez que, durante a realização da análise, dos extratos dos protocolos, foi observado

que o grupo 04 apresentava melhor desempenho nas resoluções das situações-

problema. Esse grupo já

tinh

a algumas habilidades desenvolvidas porque seus

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

138

integrantes estavam em regime de dependência da disciplina Matemática. No

entanto, se os demais grupos apresentassem desempenho igual ou melhor que o

grupo 04, isso demonstraria que ocorreram,

sequência

de ensino,

condições

favoráveis de aprendizagem, ocasionando, assim, um possível desenvolvimento das

habilidades básicas da Análise Combinatória.

Quadro

: Desempenho dos alunos do grupo01 no pré e pós

teste

Apelidos

pré

pós

pré

pós

pré

pós

pré

pós

pré

pós

Eli

N E N E N E N N N N

2791

N A E A E A N A N E

Brunilda

N E N A N A N E N E

Peteca

N A N A N E N A N E

Fonte:

Pré

teste e Pós

teste dos alunos, 2008

Observando os resultados do pós-

teste

, foi-nos possível considerar que o

grupo 01 apresentou:

resultado mediano nas questões 01, 03 e 04;

um bom resultado na questão 02

um resultado insuficiente na questão 05.

Ess

e grupo, como já foi descrito anteriormente, não conseguia apresentar

nenhuma forma de raciocínio combinatório. Então, diante desses resultados,

podemos afirmar que ocorreu um bom desenvolvimento das habilidades básicas da

Análise Combinatória.

Quadro

: Desempenho dos alunos do grupo02 no pré e pós

teste.

Apelidos

pré

pós

pré

PÓS

pré

POS

pré

POS

pré

POS

Sedeia

N A E A N A N A N E

Drica

N A N E N E N A N E

Tatá

N E N N N E N E N E

Fonte:

Pré

teste e Pós

teste dos alunos, 2008

Podemos observar que no p

ós

teste:

O grupo obteve um resultado mediano nas questões 02 e 03;

grupo obteve um resultado insuficiente na questão 05;

grupo obteve um bom resultado na questão 01.

Os extratos dos protocolos desse grupo apresentavam algumas

manifestações acerca do raciocínio Combinatório.

No entanto, em alguns momentos,

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

139

foi observado que o grupo não conseguia identificar as etapas dos eventos e as

possibilidades para cada etapa. Entendemos que os resultados apontam que o

grupo obteve um desenvolvimento regular das habilidades combinatórias.

Quadro 3

: Desempenho dos alunos do grupo 03 no pré e pós

teste

Apelidos

pré

pós

pré

PÓS

pré

POS

pré

POS

pré

POS

MYKLOVE

N A E A N A N A N A

TAZZ

N A E E E A E A N A

Fonte:

Pré

teste e Pós

teste dos alunos, 2008

Observando os resultados do pós-teste, podemos afirmar que o grupo

obteve um bom desenvolvimento das habilidades básicas da Análise Combinatória.

Quadro 3

: Desempenho dos alunos do grupo 04 no pré e pós

teste.

Apelidos

pré

pós

Pré

PÓS

pré

POS

pré

POS

pré

POS

SNDO

N E N A N E N A N A

ANJINHA

N A A A E A A A A E

Fonte:

Pré

teste e Pós

teste dos alunos, 2008

Em se tratando do grupo 04, os resultados do pós-

teste

nos levam a

considerar que o grupo aprese

ntou:

resultado mediano nas questões 01, 03 e 04;

um bom resultado na questão 04

No geral, podemos considerar que o grupo 04 apresentou um bom

resultado.

Quadro 3

: Desempenho dos alunos do grupo05 no pré e pós

teste.

Fonte:

Pré

teste e Pós

teste dos alunos, 2008

demos considerar que o grupo 05

apre

sentou um bom resultado no

pós

-teste e, também, afirmar que ocorreu um bom desenvolvimento das habilidades

básicas da Análise Combinatória.

Como considerações gerais para essa análise, acreditamos que somente

o grupo 02 não apresentou desenvolvimento de ha

bilidades

iguais ao do grupo 04.

Apelidos

pré

pós

PÓS

pré

POS

pré

POS

pré

POS

ISA

N A N A N A N A N E

FERREIRA

E A E A E A E A E E

ADRI

N E N E N E N E N E

JUJU

N A N A N A N A N E

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

140

Tal fato não ocorreu com relação

aos

demais grupos. Acreditamos que os grupos 01

e 05 apresentaram desenvolvimento de habili

dades iguais ao do grupo 04. Ess

sua vez, também

evoluiu

sua habilidade. Mas, é no grupo 03 que identificamos

um desenvolvimento das habilidades básicas da Análise Combinatória superior ao

do grupo 04.

Para uma compreensão melhor acerca do desenvolvimento das

habilidades básicas,

aprese

nta

mos outra forma de análise dos dados obtidos no

pós

test

Como uma das finalidades da

sequência

de ensino foi conduzir os alunos

a perceber o uso do Princípio Fundamental da Contagem, o uso da fórmula da

Permutação, o uso da fórmula do Arranjo e da Combinação. Acreditamos que, se a

estratégia mais usada pelos

aluno

s na resolução dos problemas foi uso de cálculo/

fórmulas, a

sequência

de ensino alcançou seus objetivos.

Sendo assim, utilizamos como categorias de análise as estratégias de

diagrama de árvore, de contagem direta, baseadas em cálculo/fórmula e

aquel

que são meras estimativas.

No caso das estratégias de contagem direta, consideramos os resultados

que foram obtidos pela contagem direta dos agrupamentos.

Para a estratégia do diagrama de árvores, consideramos os resultados

que apresentaram alguma representação que se aproximassem do uso da árvore de

possibilidade

No caso das estratégias do cálculo/fórmula, consideramos os resultados

que usaram o P.F.C, ou usaram a fórmula da Permutação, ou usaram a fórmula do

arranjo ou a da combinação.

Por fim, no caso das estratégias estimativas, consideramos os resultados

que não apresentaram

qualquer

procedimento de resolução.

A seguir

, analisamos os resultados encontrados no pós

teste.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

141

Gráfico 13: Número de alunos que acertaram as questões.

Número de alunos

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

TOTAL

Questões

Diagrama de árvore

Contagem direta

Cálculo/fórmula

Estimativa subjetiva

Font

e: Pesquisa de campo, 2008.

Podemos observar que a estratégia mais usa pelos alunos, que acertaram

as questões, foi o cálculo/fórmula.

Gráfico 14: Número de alunos que erraram as questões.

Número de alunos

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

TOTAL

Questões

Diagrama de árvore

Contagem direta

Cálculo/fórmula

Estimativa subjetiva

Fonte: Pesquisa de campo, 2008.

Podemos observar que a estratégia mais usada pelos alunos que erraram

as questões foi o cálculo/fórmula.

Na questão número 05 aproximadamente 67% dos alunos utilizaram

como estratégia de resolução a fórmula do arranjo ou da combinação. Contudo, a

maior parte desses alunos apresentou alguma forma de erro no resultado final

Acreditamos que essa situação poderia não ter ocorrido se tivéssemos realizado as

aulas de exercícios em nossa

sequência

didática. Por fim, consideramos que os

argumentos aqui expostos nos proporcionam condições de afirmar que u

sequência

de ensino, enfatizando a resolução de problemas como ponto de partida,

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

142

proporciona condições favoráveis para que sejam institucionalizados conceitos

básicos de Análise Combinatória.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

143

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Este trabalho procurou investigar a viabilidade de uma sequência de

ensino para introduzir os conceitos básicos de Análise Combinatória, por meio de

Situações Didáticas que enfatizem a resolução de problemas como ponto de partida,

junto aos alunos da segunda série do Ensino Médio.

A sequência de ensino teve como participantes 15 alunos da segunda

série do Ensino Médio, da Escola de Ensino Fundamental e Médio Deodoro de

Mendonça. Os alunos foram divididos em grupos, sendo respeitadas as suas

preferências, exceto no caso de alguns alunos que estavam em regime de

dependência. Esses formaram um único grupo e foram nomeados como grupo 04.

No total, cinco grupos participaram da pesquisa e, entre eles, o grupo 02 foi o que

menos apresentou desenvolvimento das habilidades básicas para o ensino de

Análise Combinatória.

O planejamento inicial da sequência de ensino apresentava um total de

20 horas/aula para que fossem desenvolvidas e aprofundadas as habilidades

básicas da Análise Combinatória. Entretanto, por ter ocorrido uma greve de

profess

ores que só teve seu fim três semanas antes de encerrar o semestre, fomos

obrigados a reduzir o número de aulas à metade do que estava previsto. Dessa

forma, foram sacrificadas as aulas de aprofundamento dos conceitos básicos.

Em nossas análises, observamos que as aulas de aprofundamento são

muito importantes e devem ser planejadas com seus objetivos bem consolidados.

Consideramos, também, que após a aula de aprofundamento deve ser realizado um

pós

-teste. Com isso, o professor pode avaliar o desenvolvimento das habilidades

básicas da Combinatória.

No que tange ao campo teórico, vale ressaltar que este estudo conseguiu

validar as sugestões de Sá (2005), pois, do planejamento até a realização da

sequência de ensino, estivemos dialogando com suas 11 sugestões. Cabe, então,

considerar a importância desse campo teórico para o desenvolvimento de aulas por

meio da resolução de problema como ponto de partida.

Uma questão muito importante, intrínseca a este trabalho, refere-se à

relação existente entre a Didática da Matemática e a formação inicial dos

professores de Matemática. Para Varizo (2006), a necessidade de tornar o

conhecimento matemático acessível às novas gerações faz com que os estudos

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

144

referentes à Didática da Matemática sejam inseridos nos currículos dos cursos de

licenciatura.

Segundo Costa (2004), a maioria dos professores de matemática estuda

Análise Combinatória como pré-requisito para as aulas de probabilidade. Com isso,

dois fatos são evidenciados na formação dos professores: o primeiro é que eles não

adquirem domínio do conteúdo e o segundo é a falta de discussões acerca do

ensino de Análise Combinatória desenvolvido nas escolas. Sendo assim,

entendemos que nosso estudo e os trabalhos que foram descritos na seção 2

apresentam um vasto campo de di

scussão acerca do objeto matemático em questão

e podem contribuir para a formação inicial de professores de Matemática.

No que se refere à formação do professor de Matemática, devemos

considerar a imensa transformação que essa experiência nos trouxe. Desco

brimos a

riqueza existente numa aula bem planejada, apoiada num campo teórico e

desenvolvida com a participação intensa dos alunos. Em alguns momentos nas

aulas, deixávamos transparecer a alegria de ver os alunos alcançarem, por meio de

nossas perguntas, os resultados que esperávamos. Podemos observar esse fato na

seguinte fala:

Foi assim que deu? Muito bom... Então vamos lá agora... presta

atenção... agora sim... eu quero que vocês... agora vocês vão pensar

bem... antes de responder... mas primeiro vão responder no papel... todo

mundo pra cá... olha lá... todo mundo olhando pra cá que eu vou fazer

uma pergunta... vocês fizeram conquistas maravilhosas... o que eu quero

saber de vocês agora é o seguinte... veja bem... você ta vendo esse três

que surgiu aqui? Ele não faz parte desses dois momentos... vocês estão

vendo? Não é verdade?

No momento acima descrito, estávamos passando por um processo

emocional que reunia felicidade, nervosismo, angústia e outros fatores que, durante

todos esses anos ministrando

aulas de Matemática, ainda não nos haviam ocorrido.

Quando optamos por utilizar a câmera de vídeo como instrumento de

coleta de dados, não tínhamos dimensão do que iríamos encontrar na fase de

transcrição dos dados. Nessa fase, pudemos observar uma série de fatos que

ocorreram com nossas falas, durante as aulas, como por exemplo: Não... mas tá

com outro número... vamos lá... vamos trabalhar... vá lá...vamos lá ao que está

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

145

valendo... Afinal de contas tu perguntas... Ah:: mas tu falas assim... se colocar u

outro número quatro aqui . Esse fato nos levou a levantar a seguinte interrogativa:

Será que a fala do professor influencia de forma negativa na aprendizagem de

alguns alunos durante o processo de institucionalização dos conceitos de análise

Combinatóri

a? Essa é uma questão para futuros trabalhos nesse campo de

investigação. No que se refere ao campo de investigações no ensino-

aprendizagem

de Análise Combinatória, entendemos que as transcrições dos dados da aula do

arranjo simples e da combinação simples revelaram que conseguimos fazer com

que os alunos participassem intensamente da construção das fórmulas.

Numa análise geral, observamos que os objetivos de cada aula da

sequência

de ensino foram alcançados com a maioria dos alunos que participaram

da pesquisa e que a resolução de problemas como ponto de partida viabiliza

condições favoráveis para introduzir os conceitos básicos de Análise combinatória.

Sendo assim, esperamos que nossos esforços venham contribuir com

futuras pesquisas no campo de investigação do ensino-aprendizagem da Análise

Combinatória.

PINHEIRO, C. A. M. O ensino de Análise Combinatória a partir de situações

problema

146

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2006.

ANEXO

DIREITO DE IMAGEM

AUTORIZAÇÃO PARA USO DE IMAGEM (A título gratuito)

Nome com

pleto da mãe: ..................................................................................................

Nacionalidade: ..............................................................................................................

....

Profissão: ..

........................................................................................................................

RG: ................................................ CPF/MF ............................................................

Endereço: ....

............................................................................... Tel.: ...........................

Nome Completo do filho (a): .............................................................................................

Nacionalidade: .....

....................................................Idade: ..............................................

Objeto: Imagens do filho(a) desenvolvendo atividades de aprendizagem em sala de

aula.

Neste ato, a título gratuito, autorizo, por prazo indeterminado e sem limites de território, ao

senhor Carlos Alberto de Miranda Pinheiro, professor, casado, portador da carteira de

identidade N

462378 do Ministério da Defesa, com domicilio na travessa Enéas Pinheiro N

1043, Bairro da Pedreira, Cidade de Belém do Pará. O direito de reproduzir a imagem de

meu filho (a), objeto desta autorização em trabalhos acadêmicos, na produção de livros

voltados à área de Educação Matemática, nos periódicos impressos, em CD

ROM, em DVD,

aulas teóricas de cursos de graduação, pós

-g

raduação e aperfeiçoamento profissional e nos

materiais impressos ou eletrônicos distribuídos aos alunos, em palestras, em trabalhos a

serem apresentados em eventos científicos e para todos os fins científicos e educacionais

aqui não expressamente menciona

dos. Somente não autorizo a inclusão da imagem do meu

filho em qualquer circunstancia que não sejam as que acima foram citadas.

...................................., ..............de ............................de 2............. .

Assinatura:

...........

...........................................................................................................

Testemunhas:

1)Nome: .................................................................Assinatura:.........................................

.....

RG:

....................................................

2)Nome: ...............................................................Assinatura:..........................................

....

RG: .....................................................

ANEXO

Dom

inó Combinatório

Este jogo consiste em 30 cartas. Algumas contêm um par de situações que

representam COMBINAÇÃO/ARRANJO, COMBINAÇÃO/COMBINAÇÃO,

ARRANJO/ARRANJO, que serão associadas às demais cartas nas quais estão os seguintes

pares de palavras: COMBINAÇÃO/COMBINAÇÃO, ARRANJO/ARRANJO,

COMBINAÇÃO/ARRANJO.

Participantes: no mínimo dois.

Objetivo: Livrar-se de todas as suas cartas, deitando-as na mesa, uma em cada

rodada, associando uma situação de combinação (texto) à palavra COMBINAÇÃO; ou uma

situação de

arranjo (texto) à palavra ARRANJO.

Regras:

As cartas devem ser distribuídas em quantidades iguais para cada participante.

Para definir quem dará início à partida sugerimos a maior jogada no dado, zerinho -

um,

par ou ímpar, enfim o que melhor convier a

os participantes.

As cartas deverão ser despejadas na mesa formando uma seqüência de cartas que

deverão sempre ser associadas da seguinte forma: um texto de combinação à palavra

COMBINAÇÃO, um texto de arranjo à palavra ARRANJO.

Caso um participante associe uma carta errada, este terá sua carta de volta e perderá a

chance de despejar outra carta.

O participante que primeiro conseguir despejar todas as suas cartas de forma correta,

será o vencedor.

Veja o exemplo a seguir:

Quantas diagonais tem o

dodecágono

Alfredo, Arnaldo, Ricardo,

Renato e Ernesto querem

formar uma sigla com 5

símbolos, em que cada

símbolo é a primeira letra

de cada nome. Qual é o nº

total de siglas possíveis?

Numa reunião de

congresso, em que cada

professor cumprimenta

todos os seus colegas,

registraram-se 210 apertos

de mãos. Qual é o número

de professores presentes à

reunião?

A seguir as peças do Dominó Combinado;

Um examinador dispõe de 6

questões de Álgebra e 4 de

Geometria para montar uma

prova de 4 questões.

Quantas

provas diferentes

ele pode montar usando 2

questões de Álgebra e 2 de

Geom

tria?

Entre quatro alunos de uma

turma será escolhida a

diretoria do grêmio, formada

por presidente, secretário e

tesoureiro. De quantas

maneiras tal diretoria pode

ser formad

a com esses

elementos?

Numa reunião de

congresso, em que cada

professor cumprimentou

todos os seus colegas,

registraram

se 210 apertos

de mãos. Qual o número de

professores presentes à

reunião?

Alfredo, Otavio, Ricardo,

Sergio e Luiz querem formar

a sigla com 3 símbolos,

em que cada símbolo é a

primeira letra de cada nome.

Qual é o numero total se

siglas possíveis?

Quantas comissões de 5

pessoas podem ser

form

das com 7 alunos de

uma escola?

Uma empres

a quer

constituir uma comissão de

empregados. Dentre os dez

mais cotados e atuantes

devem ser escolhidos três.

De quantas maneiras essa

comissão pode ser

const

tuída?

Quantas palavras de três

vogais não repetidas

pod

mos formar com as

vogais a, e

, i, o, u?

Com os algarismos 1, 2, 3 e

4, quantos números três

algarismos distintos podem

ser formados?

Uma empresa possui 8

sócios, dos quais serão

escolhidos 2 para os cargos

de presidente e vice

presidente. De quantas

maneiras diferentes pode

ser

feita a escolha?

Dez pessoas disputam uma

corrida. Quantos são os

possíveis resultados para as

três primeiras colocações,

sabendo que não pode

haver empates?

Um fiscal do Ministério do

Trabalho faz uma visita

mensal a cada uma das

cinco empresas de

cons

trução civil existentes

no município. Para evitar

que os donos dessas

empresas saibam quando o

fiscal as inspecion

rá, ele

varia a ordem de suas

Você faz parte de um grupo

de 12 pessoas, 5 das quais

deverão ser selecionadas

para formar um grupo de

trabalho. De quantos modos

você poderá fazer parte do

grupo a ser formado?

Dispomos de 7 frutas para

fazer uma salada de frutas.

quantas maneiras

dif

rentes podemos

preparar a sala com apenas

5 frutas?

Em um colégio, há três

estudantes concorrendo à

presidência ou vice-

presidência do grêmio: Bia,

Cláudia e David. De quantas

formas esses dois cargos

podem s

er preenchidos?

Duas pessoas entram num

ônibus que tem 7 lugares

vagos. De quantas

maneiras diferentes as 2

pessoas podem ocupar

esses lug

res?

Dispomos de 8 cores e

queremos pintar uma

deira de 5 listas, cada

lista com um cor. De

quantas formas

isso pode

ser feito?

Em um campeonato de boxe

há doze inscritos. Quantas

lutas podem ser realizadas?

Num determinado setor de

um hospital trabalha 10

enfermeiras. De quantas

maneiras diferentes

podemos escolher três

enferme

ras

para um plantão

extra no hospital?

Quantas comissões de 6

pessoas podem ser

form

das a partir de um

grupo de 10 pessoas?

Numa urna existem 100

cartelas numeradas de 1 a

100. São extraídas, ao

acaso, três cartelas para

serem distribuíd

os três

prêmios diferentes. Quantas

maneiras diferentes existem

para distribuir os prêmios

entre as 100 pessoas

Dispondo de 5 latas de tinta

de cores diferentes e

necessitando pintar três

paredes de um quarto, cada

uma com cor diferente,

quantas escolha

s são

poss

veis?

Uma prova consta de 10

questões, dais quais o aluno

deve resolver 5. De quantas

formas diferente ele poderá

escolher as 5 questões?

Quantas palavras de três

letras podemos formar com

as letras da palavra

ESC

LA?

Em um c

ampeonato de

futebol, participam 20 times.

Quantos resultados são

possíveis para os três

primeiros lug

res?

Uma organização dispõe de

10 economistas. De quantas

maneiras diferentes os

dirigentes podem escolher

três economistas para

desenvolver um projeto

econômico para o gove

no?

Com 15 jogadores, quantos

times de futebol de salão

podem ser formados,

bendo

se que qualquer

jogador poderá ocupar a

posição do goleiro?

Formam

se comissões de

três professores escolh

dos

entre os sete de uma

escola.

O númer

o de comi

sões

distintas que podem, assim,

ser formadas é:

Uma papelaria tem 8

cadernos de cores

diferentes, e quero comprar

3 de cores diferentes.

Quantas poss

bilidades de

escolha eu tenho?

Uma empresa possui 16

funcionários administrativ

os,

entre os quais serão

escolh

dos 3, que disputarão

para os cargos de diretor,

vice

diretor e tesoureiro. De

quantas maneiras pode ser

feita a escolha?

Uma agência de publicidade

necessita de 2 rapazes

e 3

moças para fazer um

comercial para a TV.

Dispondo de 4 rapazes e 5

moças, quantas opções a

agência tem para formar o

grupo nece

sário?

ANEXO

PIF

PAF DA COMBINAT

ÓRIA

Participantes: de dois a quatro participantes;

Regras:

Inicia o jogo quem sortear por primeiro entre todas as cartas um enunciado, quem sortear

por segundo um enunciado será o segundo a jogar e assim, sucessivamente, até o último

participante;

O participante que sortear por último o enunciado distribuirá, aleatoriamente e

alternadamente, nove cartas a cada um dos participantes;

O jogo começa quando o primeiro participante tira uma das cartas restantes, tendo as

opções de trocar por outra que ele já possua ou descartá-la, passando a vez para o

próximo participante que poderá pegar a carta descartada ou pegar outra no lote das

cartas restantes e sucessivamente;

Vence o jogo o participante que conseguir formar primeiro as triplas contendo em cada uma

las um enunciado, um processo e um resultado. Veja os exemplos a seguir:

Exemplo 01

Exemplo 02:

Sabendo que um

salã

o tem 5 portas,

determine o

número de

maneiras distintas

de entrar nele e sair

dele sem usar a

mesma porta?

5 . 4

Uma moça

possui 3 blusas e 2

saias. De quantas

formas ela p

ode se

vestir?

3 . 2

Eis as cartas:

CARTA PROBLEMA 01

Com os números 1, 2,

3, 4 e 5 quantos

números naturais de

três algarismo

distintos podem ser

escrito

s ?

345

CARTA PROBLEMA 02

Miranda deseja formar

um conjunto calça

blusa para vestir

se.

se ele dispõe de 7

calças e 8 blusas para

escolher, de quantos

modos pode formar o

conjunto?

CARTA PROBLEMA 03

No campo do

Combinatória

Esporte Clube há 10

portas de entrada.

Quantas maneiras

diferentes existem de um

torcedor entrar por uma

porta e sair por outra

diferente?

910

CARTA PROBLEMA 04

Dionísio vai a um

restaurante disposto a

comer um prato de

carne e uma só

sobremesa. o cardápio

oferece dez pratos

distintos de carne e

seis diferentes Tipos

de sobremes

a. de

quantas maneiras

diferentes Dionísio

pode fazer seu

pedido?

610

CARTA PROBLEMA 05

Um "Shopping Center"

possui 8 portas de

entrada para o andar

térreo, 5 escadas

rolantes ligando o

térreo

ao primeiro pavimento e

2 elevadores que

conduzem do primeiro

para o segundo

pavimento.

De quantas maneiras

diferentes uma pessoa,

partindo de fora do

"Shopping Center" pode

atingir o segundo

pavimento usando os

acessos mencionados?

258

CARTA PROBLEMA 06

Uma fechadura de

segredo possui 3

contadores que podem

assumir valores de 0 a 9

cada um, de tal sorte

que, ao girar os

contadores, esses

números podem ser

combinados, para

formar o

segredo e abrir

a fechadura. De quantos

modos esses números

podem ser combinados

para se tentar encontrar

o segredo?

101010

1000

CARTA PROBLEMA 07

Uma sorveteria oferece

uma taça de sorvete que

pode vir coberto com

calda de chocolate ou de

morango ou de

caramelo. Se o sorvete

pode ser escolhido entre

10 sabores diferentes,

quantos são as opções

para um cliente escolher

a taça com cobertura?

310

Carta problema 08

De quantas maneiras

podemos classificar os

4 empregados de uma

micro

empresa nas

categorias A ou B, se

um mesmo

empregado pode

pertencer às duas

categorias?

333

Carta problema 09

Num concurso de 12

participantes, se

nenhum puder ganhar

mais de um prêmio, de

quantas maneiras

poderão ser

distribuídos um

primeiro e um segundo

prêmios?

132

Carta problema 10

Dez atletas

participam de uma

corrida. Quantos

resultados existem

para o 1

, 2

e 3

lugares?

8910

720

ANEXO

Cartas da Combinatória

Participantes: de dois a qu

atro participantes;

Objetivo desse jogo é fixar o conceito de permutação e a noção de fatorial têm suas regras

iguais ao do Pif

Paf da Combinatória, no entanto possui um número menor de cartas e como

já foi citada objetivo diferente.

Regras:

Inicia o jogo

quem sortear por primeiro entre todas as cartas um enunciado, quem sortear

por segundo um enunciado será o segundo a jogar e assim, sucessivamente, até o último

participante;

O participante que sortear por último o enunciado distribuirá, aleatoriamente e

alternadamente, nove cartas a cada um dos participantes;

O jogo começa quando o primeiro participante tira uma das cartas restantes, tendo as

opções de trocar por outra que ele já possua ou descartá-la, passando a vez para o

próximo participante que poderá pegar a carta descartada ou pegar outra no lote das

cartas restantes e sucessivamente;

Vence o jogo o participante que conseguir formar primeiro as triplas contendo em cada

uma delas um enunciado, um processo e um resultado. Veja os exemplos a seguir:

De quantas maneiras

diferentes cinco pessoas

A, B, C, D e E, podem ser

dispostas em fila indiana.

120

4 . 3. 2. 1

6. 5 . 4. 3. 2.

720

( 3

1 )! 2. 1 2

Anagramas são palavras

formadas pela reordenação

das letras de uma de

outra

palavra. Sendo assim,

calcule o número de

anagramas da palavra

SOL?

3. 2. 1

(6 + 1)! P

7.6.5.4.3.2.1

5.4.3.2.1

6.5.4.3.2.1

( 1)! 4.3.2.1

( 1)! 4!

De quantas maneiras

diferentes podemos dispor,

numa mesma prateleira de

uma estante, três livros de

Matemática e Quatro de

física, de modo que os de

mesma matéria

permaneçam juntos?

. P

288

( 1)!

.( 1)!

( 1)!

n n

Universidade do Estado do Pará

Centro de Ciências Sociais e Educação

Programa de Pós

Graduação em Educação

Travessa Djalma

Dutra, s/n

Telégrafo

66113

200 Belém

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