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AFINAL, ESTÁ CERTO OU ERRADO? UM ESTUDO SOBRE INDICAÇÕES DE USO DE BLOCOS BASE DEZ EM LIVROS DIDÁTICOS DE MATEMÁTICA NO BRASIL Everaldo Silveira Universidade Federal de Santa Catarina – Brasil derelst@hotmail.com RESUMO O objetivo da pesquisa aqui relatada foi problematizar casos de indicações ao uso de Blocos Base Dez (BBD) para o ensino e a aprendizagem do sistema de numeração Indo-Arábico e operações aritméticas contidas nas cinco coleções de livros didáticos de matemática dos Anos Iniciais do Ensino Fundamental selecionadas no PNLD 1 mais compradas pelo MEC 2 para suprir o sistema público de educação no Brasil no ano de 2017. Observamos e discutimos indicações que julgamos equivocadas em quatro das cinco coleções. PALAVRAS-CHAVE: Materiais Manipulativos; Blocos Base 10; Livros didáticos. ABSTRACT The objective of the research reported here was to problematize cases of indications to the use of Base Blocks Ten (BBD) for teaching and learning the Arabic numeration system and arithmetic operations, contained in the five collections of textbooks of mathematics of the Early Years of Elementary School selected in the PNLD 3 most purchased by the MEC 4 to supply the public education system in Brazil in the year 2017. We observed and discussed indications that we believe are misleading in four of the five collections. KEYWORDS: Manipulatives; Base 10 blocks; Textbooks. INTRODUÇÃO O sistema de numeração que utilizamos é de importância fundamental. Esse sistema, chamado de Indo-Arábico, foi desenvolvido pelos indianos, difundido e divulgado especialmente pelos árabes. Mas o que, principalmente, levou a humanidade a optar pela utilização desse sistema de numeração, e não, por exemplo, pelo Sistema de Numeração Egípcio? Boyer (1996) afirma que os indianos articularam em um mesmo 1 Programa Nacional do Livro Didático. 2 Ministério da Educação. 3 Brazilian Textbook Program. 4 Brazilian Department of Education. 2 sistema três princípios, nenhum deles criado originalmente por eles, mas que formaram uma estrutura altamente coesa e prática. Esses princípios são: 1) base decimal; 2) uma notação posicional; 3) uma forma cifrada ou um símbolo diferente para cada um dos dez primeiros numerais. Percebamos que o sistema usado pelos egípcios congregava a base decimal e, necessariamente, tinha símbolos para as potências de dez, mas, embora organizasse a escrita numérica anotando da direita para a esquerda os símbolos segundo ordem de grandeza, essa organização parece ter sido utilizada no sentido de facilitar a leitura, já que os valores finais de cada símbolo eram convencionados, não se modificando em hipótese alguma. Essa forma de organizar um sistema de numeração foi genial. Com esse sistema passou a ser possível representar qualquer quantidade usando apenas 10 símbolos. Sharma (1993) atribui tamanha vantagem à notação posicional. Para ele as principais características do pensamento matemático, eficiência, elegância e exatidão, estão demonstradas na representação de ―valor de lugar‖. O autor ainda afirma que nossa notação numérica poupa desperdício de trabalho mental (SHARMA, 1993). Isso pode ser um fator de facilitação no trabalho com números, especialmente em se tratando das operações aritméticas. Se esse sistema é tão importante, nos parece indiscutível a necessidade de que ele seja compreendido em sua plenitude pelas crianças (SHARMA, 1993; NURNBERGER-HAAG, 2018). Essa importância também é transparente nos inúmeros aparatos ou mecanismos, ou seja, recursos didáticos, criados ou reciclados por professores e pesquisadores preocupados com o ensino de aprendizagem de matemática objetivando facilitar a compreensão dos números e operações aritméticas. Tais recursos didáticos, especialmente aqueles que são manipuláveis, são constantemente lembrados nos livros didáticos de matemática utilizados no Brasil. Inclusive, segundo alguns autores, os livros didáticos, em sua maioria, apresentam-se como incentivadores à utilização de materiais manipuláveis (NÜHRENBORGER E STEINBRING, 2008; NACARATO, 2005). Dessa forma, nosso objetivo na pesquisa aqui relatada foi problematizar casos de indicações ao uso de Blocos Base Dez 5 (BBD) 5 No Brasil é comumente conhecido como Material Dourado. 3 para o ensino e a aprendizagem do sistema de numeração Indo-Arábico e operações aritméticas contidas nas cinco coleções de livros didáticos de matemática dos Anos Iniciais do Ensino Fundamental selecionadas no PNLD 6 mais compradas pelo MEC para suprir o sistema público de educação no Brasil no ano de 2017. MATERIAIS MANIPULATIVOS NO ENSINO DE NÚMEROS E OPERAÇÕES ARITMÉTICAS Materiais manipulativos específicos para auxiliar crianças na compreensão matemática têm sido criados ou readaptados há bastante tempo, tendo como históricos expoentes nesse quesito Maria Montessori e Zoltan Paul Dienes. A utilização desse tipo de material, especialmente em classes dos anos iniciais de escolaridade, é amplamente aceita (Kilpatrick, Swafford & Findell, 2001) e, para além disso, indicada em documentos normativos importantes (NCTM, 2014). Diversos pesquisadores em todo o mundo têm se dedicado a estudar os efeitos e contribuições da utilização de manipulativos para o ensino e aprendizagem de matemática. Encontramos, dentre eles, alguns extremamente otimistas e outros mais comedidos e céticos quanto às potencialidades de tais tipos de materiais. Dentre os mais otimistas, Cope (2015) acredita que estudos que relataram resultados insignificantes ou mesmo negativos referentes ao uso de manipulativos podem não os ter utilizado segundo as recomendações. Em contrário, os resultados seriam positivos. De uma maneira geral, pensando na utilização de manipulativos na educação matemática e na relação concreto/abstrato, observamos as contribuições de diversos autores. Kilpatrick, Swafford & Findell (2001) entendem que manipulativos podem fornecer links para ajudar os estudantes a relacionar seu conhecimento e experiência informal com abstrações matemáticas. Uribe-Flórez & Wilkins (2010) afirmam que eles ajudam os alunos a entender conceitos matemáticos abstratos, pois os auxiliam na conexão entre conceitos e ideias concretas mais informais. Moyer-Packenham & Jones (2004) entendem que esses materiais auxiliam alunos que têm dificuldades na 6 O PNLD ou Programa Nacional do Livro Didático é destinado a avaliar e a disponibilizar obras didáticas, pedagógicas e literárias, entre outros materiais de apoio à prática educativa, de forma sistemática, regular e gratuita, às escolas públicas de educação básica das redes federal, estaduais, municipais e distrital e também às instituições de educação infantil comunitárias, confessionais ou filantrópicas sem fins lucrativos e conveniadas com o Poder Público. 4 compreensão de símbolos abstratos e, dessa forma, ajudam a tornar visíveis os conceitos de matemática invisíveis (GOLAFSHANI, 2013), ou a tornar a matemática mais real para os alunos (BAROODY, 1989). Para Furner, Yahya & Duffy (2005) o uso de manipulativos auxilia as crianças a criarem conexões entre o concreto e o abstrato. Alguns autores defendem veementemente as contribuições do uso de manipulativos para a compreensão de conceitos ligados aos números e operações aritméticas. Sharma (1993), por exemplo, afirma que eles oferecem a melhor maneira de desenvolver habilidades que são pré-requisitos para a compreensão do conceito de valor de lugar. Fraivillig (2017) apresenta resultados positivos em relação à compreensão do conceito de base 10 e valor de lugar por crianças que utilizaram materiais manipulativos. Ladel & Kortenkamp(2016b) entendem que a base para promover processos de aprendizagem matemática está nas operações com manipulativos. Marshal (2008) entende esses materiais como catalisadores para o aprofundamento da compreensão matemática. Por outro lado, muitos pesquisadores apresentam ressalvas e ligam alertas quanto aos limitantes em relação ao uso de manipulativos. Kilpatrick, Swafford & Findell (2001) alertam que os materiais manipulativos não devem ser vistos como um fim em si mesmos. Eles são meios para que, quando utilizados por tempo suficiente, permitam que as crianças construam significados e façam conexões. Nesse mesmo sentido, Ball (1992b) apresenta suas preocupações quanto à noção de que os manipulativos possuem uma capacidade mágica de esclarecer e fazer compreender, fazendo com que o conhecimento matemático surja automaticamente. A autora ainda afirma que os conhecimentos matemáticos não residem na madeira, plástico ou papelão do material manipulativo, como imaginam alguns professores que já conhecem os conceitos que desejam ensinar. Não basta que os alunos apalpem ou manipulem materiais para que cheguem às conclusões corretas. Para Ball (1992b), as maneiras de se trabalhar com o material, os propósitos da utilização e os diálogos e interações nas atividades são tão importantes quanto o próprio manipulativo em uso. Nessa perspectiva, Uttal, Scudder & DeLoache (1997) também criticam a forma de pensar que os manipulativos são capazes de auxiliar de forma mágica aos professores. Para eles, o 5 uso de manipulativos pode até ser positivo, mas tais objetos não contêm na sua concretude a chave para ―desbloquear os mistérios da matemática‖. Outros pesquisadores também aderem à noção de que os manipulativos não carregam em si o significado à ideia matemática (CLEMENTS & MCMILLEN, 1996). Nessa direção Moyer-Packenham (2001) afirma que esses materiais não são inerentemente portadores de significado ou insight. É a reflexão dos alunos sobre suas ações com os manipulativos que pode ajudá-los na construção de significados. McNeil & Jarvin (2007), McNeil et al (2009) e Brown, McNeil & Glenberg (2009) entendem que manipulativos só serão úteis se não forem utilizados como brinquedos. Esses autores, baseados em diversos estudos, afirmam que os professores deveriam utilizar com menor frequência materiais manipulativos que são muito ricos em detalhes perceptivos ou muito familiares às crianças em seus contextos extraescolares (brinquedos, por exemplo). Segundo eles, os alunos podem decidir apenas brincar com esses materiais e não desenvolver o conhecimento desejado pelo professor. Alinhadas a essa perspectiva, Kaminski & Sloutsky (2013) afirmam que projetistas de materiais didáticos devem limitar a inserção de ―informações perceptivas estranhas‖ em suas criações, evitando que esses materiais funcionem para desviar a atenção dos aprendizes da informação que se deseja ensinar. Para Laski, et all (2015), manipulativo ―despojado de características perceptivas ou atributos irrelevantes‖ ajudam as crianças a concentrar melhor sua atenção na relação com o conceito matemático que representa. Esses são considerados os melhores tipos de manipulativos também por Uttal, Scudder & DeLoache (1997). Uttal, Scudder & DeLoache (1997) vão além. Para esses autores, pode ser contraproducente utilizar materiais manipuláveis sem ter certeza de que os alunos entendem a relação entre eles e o conceito matemático a ser ensinado. Se não houver essa sintonia, pode ser que as crianças se sintam sobrecarregadas ante a necessidade de aprender separadamente dois sistemas - o sistema de funcionamento dos manipulativos e o sistema de funcionamento da regra e convenção matemática - ao mesmo tempo. Brown, McNeil & Glenberg (2009), na mesma linha, entendem que os alunos precisam compreender, ao usar manipulativos, que não estão adentrando a um novo sistema isolado da matemática. Ao contrário, precisam ter claro que estão usando materiais 6 concretos para auxiliar na compreensão do sistema simbólico – matemático – que estão estudando. Baroody (1989) parece ter uma clara preocupação com a noção de que o simples uso de materiais manipulativos é suficiente (ou necessária) para que ocorra a aprendizagem significativa de matemática. Para ele, deveria haver um aviso nas embalagens de manipulativos levantando essa problemática. Willingham (2017) também entende que a eficácia da aprendizagem com determinado manipulativo depende de como o professor encoraja seu uso. Em consonância com essa ideia, Uttal (2003) afirma que o papel do professor é determinante para definir se os materiais manipulativos ajudarão, prejudicarão ou não farão diferença às crianças na tarefa de compreender matemática. Para o autor, é papel do professor fazer essa orientação de forma eficaz. Se usados de forma rotineira, mesmo que executem as etapas corretamente, a aprendizagem das crianças pode não ser potencializada (CLEMENTS & MCMILLEN, 1996). Por fim, McNeil & Jarvin (2007) fazem um importante alerta ao afirmar que não necessariamente porque um estudo com um determinado manipulativo, com um grupo específico de crianças, apresentou bons resultados, é possível generalizá-lo amplamente. Ante a todo esse aparato de pesquisas, algo nos pareceu evidente: não encontramos nenhuma pesquisa que afirme veementemente que materiais manipuláveis são dispensáveis para a aprendizagem em matemática. Ao contrário, nos parece que sua eficiência e eficácia foram sempre relacionadas a duas variáveis: a escolha do material correto e a clara e participativa instrução do professor. METODOLOGIA DE TRABALHO Embora tenhamos optado por discutir neste texto apenas as situações em que os Blocos Base Dez (BBD) aparecem, essa decisão está relacionada às questões de limitação de espaço. Nossa pesquisa, que vem sendo desenvolvida desde 2012, tem uma abrangência bem mais ampla, identificando e problematizando diversos outros tipos de materiais manipulativos ou iconográficos que são utilizados com a finalidade de ensinar 7 elementos do campo dos números e operações. Dentre eles citamos: ábacos, dinheirinho, quadros de pregas, amarradinhos de palitos ou canudos e material iconográfico. O primeiro passo da pesquisa, portanto, foi identificar quais seriam as coleções eleitas para a pesquisa. Em consulta ao MEC, recebemos uma planilha com informações que subsidiaram a elaboração do quadro abaixo: Tabela 1 - número de exemplares de cada coleção adquiridos pelo MEC em 2017 Nome da coleção N° de exemplares adquiridos pelo MEC Ápis – Matemática 1.383.907 Projeto Coopera Matemática 878.334 Porta Aberta (Edição Renovada) Matemática 753.279 Projeto Buriti Matemática 736.583 Novo Bem-Me-Quer Matemática 507.616 Fonte: documento fornecido pelo MEC. Tomadas essas cinco coleções, passamos a consultar, página a página, as indicações ao uso de BBD para auxiliar no ensino e aprendizagem de números e operações. A seguir serão apresentados e problematizados alguns casos em que essas indicações foram identificadas. APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS DADOS Os BBD são geralmente confeccionados em madeira e têm origem ligada aos Blocos de Dienes. Alguns pesquisadores (MCNEIL & JARVIN, 2007) os consideram um bom material para o ensino e aprendizagem de números e operações por não serem ricos em detalhes perceptuais interessantes, sendo mais fácil para que os alunos se concentrem nos conceitos matemáticos subjacentes. Bartolini Bussi (2011) afirma que eles são considerados ―livres de distrações‖. Tal material é amplamente apresentado em todas as coleções analisadas nessa pesquisa e, em alguns casos, quando os valores não envolvem unidades de milhar, há tabelas nas páginas finais do livro com um modelo ―plano‖ do material para que seja recortado e utilizado nas atividades.Os manuais do professor indicam a possibilidade de se utilizar o material original, ou seja, de madeira, na resolução dos exercícios. As indicações de uso dos BBD para auxiliar no ensino e aprendizagem de números e operações encontradas por nós nos livros analisados, tanto no corpo do livro 8 quanto nos manuais de orientações ao professor, resumem-se a três tipos básicos apresentados na figura 1. No tipo 1, os BBD são apresentados de forma ―solta‖ e, embora estejam, via de regra, organizados por ordem de grandeza, não estão inseridos no interior de nenhum tipo de tabela ou quadro. No tipo 2, os blocos (cubos, placas, barras e cubinhos), aparecem inseridos no interior de um Quadro Valor de Lugar (QVL), que aparece, ora com os nomes das posições escritas (centena, dezena e unidade), ora com as iniciais desses nomes (C, D, U). Ainda há o tipo 3, em que esses mesmos blocos aparecem inseridos no interior de um quadro cujas colunas são nomeadas segundo os nomes dos blocos (placas, barras, cubinhos). A imagem seguinte apresenta os três tipos: Figura 1 - Tipos de indicação de utilização de BBD nos livros didáticos pesquisados Fonte: as duas primeiras imagens da coleção Novo Bem-Me-Quer Matemática e a terceira imagem da coleção Ápis – Matemática. Na Tabela 2 apresentamos as indicações a usos de materiais encontrados em cada coleção. Nome da coleção Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Ápis – Matemática X X Projeto Coopera Matemática X Porta Aberta (Edição Renovada) Matemática X X Projeto Buriti Matemática X X Novo Bem-Me-Quer Matemática X X Tabela 2 - tipo de material indicado em cada coleção Embora em todas as coleções de livros apresentem-se diversas imagens indicando corretamente a utilização dos BBD, classificados aqui como ―Tipo 1‖, há casos, Tipos 2 e 3, em que essas indicações podem ser problematizadas e é exatamente delas que passaremos a falar. Os autores parecem ignorar que os BBD possuem, em cada modelo de bloco, um determinado valor agregado e que esses valores já estão estruturados em agrupamentos de 10. A quantidade de unidades que compõe cada bloco está gravada no 9 modelo do bloco e, especialmente nos cubinhos, barras e placas (no cubo as 1000 unidades não estão claramente visíveis), pode ser contada pelas crianças sem grandes dificuldades. Em todos os livros analisados, o número de unidades correspondente a cada bloco é relembrado repetidas vezes. O Quadro Valor de Lugar (QVL) é a máquina de calcular que põe em evidência os princípios multiplicativo e aditivo regentes de qualquer sistema de numeração posicional. Dessa forma, quando blocos são introduzidos no seu interior, cria-se um conflito evidente. Se um bloco que vale 100 unidades (placa) é inserido na ordem das centenas em um QVL, o que deveria acontecer? Das duas, uma: ou passa-se a considerar que seu valor absoluto agora é 1 unidade, o que é absolutamente incoerente, dado que insistentemente os alunos são lembrados que uma placa vale 100 unidades, ou seu valor relativo passa a ser 10.000 unidades, pois 100 (valor agregado da placa) vezes 100 (fator multiplicativo da ordem das centenas) é igual a 10.000. Figura 2 - BBD utilizado em um QVL Fonte: produção do autor Silveira (2014, 2016), Ladel and Kortenkamp (2016) afirmam que essas formas de representação são enganosas, pois, no momento que uma criança compreende o valor posicional, e é exatamente isso que desejamos que ela compreenda, tais representações se tornam falsas. Os autores ainda afirmam que esse é um erro muito recorrente quando são utilizados materiais com valor agregado. Ladel e Kortenkamp (2016) sugerem que os blocos não sejam utilizados em QVL. Já Silveira (2014, 2016), entende que os blocos de unidades (cubinhos), e apenas esses, podem ser utilizados como contadores no QVL, pois resultam em uma estrutura semelhante a um ábaco. Nas coleções ―Ápis Matemática‖, ―Projeto Buriti Matemática‖ e ―Porta Aberta Matemática‖, aparecem configurações do Tipo 3, em que os BBD são colocados em 10 tabelas cujas colunas são tarjadas com os nomes dos modelos de peças que devem ser colocadas em seu interior. Embora as tabelas não sejam QVLs, nelas também ocorre o problema da desconsideração do valor agregado nos modelos de objetos inseridos em cada categoria. Por exemplo, na imagem em que aparecem 4 barras dentro de um espaço cuja designação é ―Barras‖, o que isso quer dizer? Para nós, se o valor agregado em cada barra é de 10 unidades, 4 barras equivalem a 40 unidades. Dessa forma a resposta seria 40 unidades de barras? Podemos perceber que tal confusão poderia, perfeitamente, ser evitada se não existissem rótulos para cada coluna da tabela utilizada. Para nós, a maneira mais adequada para se trabalhar com os BBD seria aquela apresentada no Tipo 1, em que se manipula o material de forma ―solta‖ e se registram os valores com algarismos no QVL. PALAVRAS FINAIS Os livros didáticos costumam servir de guias fiéis à maioria dos professores que ensinam matemática. As indicações para se utilizarem materiais manipulativos feitas pelos livros didáticos podem, portanto, ecoar entre esses profissionais. Dessa forma, é importante que se lance um olhar mais criterioso sobre os materiais manipuláveis e sobre o que se deseja a partir deles. Thompson & Lambdin (1994) afirmam que não é fácil usar manipulativos de forma profícua e, ao contrário, é muito fácil utilizá-los inadequadamente. Por outro lado, Nacarato (2005) entende que nenhum material, manipulável ou não, representa a salvação para a aprendizagem de matemática, porém, todo material pode ser eficaz, a depender da forma como é utilizado. Essas observações parecem nos indicar a necessidade de um maior cuidado em relação à seleção, indicação e uso de manipulativos para o ensino e aprendizagem de números e operações fundamentais. REFERÊNCIAS BALL, D. L. Magical hopes: manipulatives and the reform of mathematics education. American Educator, Washington DC/USA, v.16, n. 2, p. 14–18. 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