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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
  CENTRO DE EDUCAÇÃO E CIÊNCIAS HUMANAS
  DEPARTAMENTO DE METODOLOGIA DE ENSINO




           ENSINO DE TRIGONOMETRIA:
               UM ENFOQUE METODOLÓGICO




Disciplina: METODOLOGIA DO ENSINO DE MATEMÁTICA
Docente: Profa. Dra. Maria do Carmo de Sousa
Alunos: Ailton Barcelos da Costa
         Fábio Domingues
         Gabriel Lopes da Rocha
         Marcelo Aguiar Dias


                                                  1
AILTON BARCELOS DA COSTA
      FÁBIO DOMINGUES
   GABRIEL LOPES DA ROCHA
     MARCELO AGUIAR DIAS




ENSINO DE TRIGONOMETRIA:
 UM ENFOQUE METODOLÓGICO




         SÃO CARLOS
             2007
                             2
ÍNDICE




         3
INTRODUÇÃO




             4
1. EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA TRIGONOMETRIA

       A origem da trigonometria é incerta. Entretanto, pode-se dizer que o início do
desenvolvimento da trigonometria se deu principalmente devido aos problemas gerados
pela Astronomia, Agrimensura e Navegações, por volta do século IV ou V a.C., com os
egípcios e babilônios. É possível encontrar problemas envolvendo a cotangente no Papiro
Rhind e também uma notável tábua de secantes na tábua cuneiforme babilônica Plimpton
322.
       Para considerar a gênese, devemos discutir qual o significado que daremos ao termo
Trigonometria. Se o tomarmos como a ciência analítica estudada atualmente, teremos a
origem no século XVII, após o desenvolvimento do simbolismo algébrico. Mas, se o
considerarmos para significar a geometria acoplada à Astronomia, as origens remontarão
aos trabalhos de Hiparco, no século II a.C., embora existam traços anteriores de seu uso. Se
o considerarmos, ainda, para significar literalmente medidas do triângulo, a origem será no
segundo ou terceiro milênio antes de Cristo.

       De acordo com EVES (1997), temos que:

                       “ Um certo número de papiros egípcios de algum modo resistiu ao
                       desgaste do tempo por mais de três milênios e meio. O mais
                       extenso dos de natureza matemática é um rolo de papiro com cerca
                       de 0,30 m de altura e 5 m de comprimento, que está agora no
                       British Museum, exceto uns poucos fragmentos que estão no
                       Brooklin Museum. Foi comprado em 1858 numa cidade à beira do
                       Nilo, por um antiquário escocês, Henry Rhind, que lhe emprestou o
                       nome. Às vezes, é chamado Papiro Ahmes em honra ao escriba que
                       o copiou por volta de 1650 a.C. O escriba conta que o material
                       provém de um protótipo do Reino do Meio, de cerca de 2000 a
                       1800 a.C., e é possível que parte desse conhecimento tenha

                                                                                          5
provindo de Imhotep, o quase lendário arquiteto e médico do
                       Faraó Zoser, que superintendeu a construção de sua pirâmide há
                       cerca de 5000 anos. De qualquer modo, a matemática egípcia
                       parece ter ficado estagnada por cerca de 2000 anos, após um
                       início bastante auspicioso. Talvez a mais notável das tabulas
                       matemáticas babilônias já analisadas. O nome indica tratar-se da
                       tabula da coleção G.A. Plimpton da universidade de Colúmbia,
                       catalogada sob o número 322. A tabula foi escrita no período
                       Babilônico Antigo - aproximadamente entre 1900 e 1600 a.C. - e
                       os primeiros a descrever seu conteúdo foram Neugebauer e Sacs
                       em 1945".


       Então, podemos dizer que os primeiros indícios de rudimentos de trigonometria
surgiram tanto no Egito quanto na Babilônia, a partir do cálculo de razões entre números e
entre lados de triângulos semelhantes.
       No Egito, isto pode ser observado no Papiro Ahmes, conhecido como Papiro Rhind,
que data de aproximadamente 1650 a.C., e contém 84 problemas, dos quais quatro fazem
menção ao seqt de um ângulo.
       Ahmes não foi claro ao expressar o significado desta palavra mas, pelo contexto,
pensa-se que o seqt de uma pirâmide regular seja equivalente, hoje, à cotangente de um
ângulo.
       Na construção das pirâmides era essencial manter uma inclinação constante das
faces, o que levou os egípcios a introduzirem o conceito de seqt, que representava a
razão entre afastamento horizontal e elevação vertical.
       Além da utilização da trigonometria nas medições das pirâmides, apareceu no
Egito (1500 a.C. aproximadamente) a idéia de associar sombras projetadas por uma vara
vertical a seqüências numéricas, relacionando seus comprimentos com horas do dia
(relógios de sol).


                                                                                        6
Poderíamos dizer então que essas idéias estavam anunciando a chegada, séculos
depois, das funções tangente e cotangente. Os predecessores da tangente e da cotangente,
no entanto, surgiram de modestas necessidades de medição de alturas e distâncias.
       Como já mencionamos, os primeiros vestígios de trigonometria surgiram não só no
Egito, mas também na Babilônia. Os babilônios tinham grande interesse pela Astronomia,
tanto por razões religiosas, quanto pelas conexões com o calendário e as épocas de plantio.
       É impossível o estudo das fases da Lua, os pontos cardeais e as estações do ano sem
usar triângulos, um sistema de unidades de medidas e uma escala.
       Os babilônios foram excelentes astrônomos e influenciaram os povos posteriores.
Eles construíram    no século 28 a.C., durante     o reinado de    Sargon, um calendário
astrológico e elaboraram, a partir do ano 747 a.C, uma tábua de eclipses lunares. Este
calendário e estas tábuas chegaram até os nossos dias (Smith, 1958).




                            Papiro Rhind, Museu de Londres.


       Uma trigonometria primitiva foi encontrada no Oriente. Na China, no reinado de
Chóu-pei Suan-king, aproximadamente 1110 a.C., os triângulos retângulos eram
freqüentemente usados para medir distâncias, comprimentos e profundidades. Existem
evidências tanto do conhecimento das relações trigonométricas quanto do conceito de

                                                                                          7
ângulo e a forma de medi-lo mas, infelizmente não temos registro de como eram feitas
as medições e quais as unidades de medida usadas.
          Na literatura chinesa, segundo COSTA, encontramos uma certa passagem que
podemos traduzir por: "O conhecimento vem da sombra, e a sombra vem do gnômon", o
que mostra que a trigonometria plana primitiva já era conhecida na China no segundo
milênio a.C
          Também na China, em 152 a. C., há indícios que Chuan Tsanom sistematizou todo
o conhecimento matemático conhecido na coleção "A Matemática em Nove Livros", a
qual foi modificada mais tarde no século I d. C. por Lin Sing, onde já se usava o π =
3,1547, obtido de maneira semelhante a que Arquimedes (287 – 212 a. C.) conseguiu na
Grécia.
          Ainda na China Antiga, no século III d. C, Lin Hui, fazia aplicações do teorema de
Pitágoras.
          A primeira amostra documentada de contribuição grega para o estudo da
trigonometria apareceu por volta de 180 a.C. quando Hipsícles, influenciado pela cultura
babilônica, dividiu o zodíaco em 360 partes. Essa idéia foi posteriormente generalizada por
Hiparco para qualquer círculo (Eves, 1995).
          O astrônomo Hiparco de Nicéia, por volta de 180 a 125 a.C., ganhou o direito de
ser chamado "o pai da Trigonometria", pois na segunda metade do século II a.C., fez um
tratado em doze livros em que se ocupou da construção do que deve ter sido a primeira
tabela trigonométrica, incluindo uma tábua de cordas. Evidentemente, Hiparco fez esses
cálculos para usá-los em seus estudos de Astronomia. Hiparco foi uma figura de transição
entre a astronomia babilônica e a obra de Ptolomeu. As principais contribuições à
Astronomia, atribuídas a Hiparco se constituíram na organização de dados empíricos
derivados dos babilônios, bem como na elaboração de um catálogo estrelar, melhoramentos
em constantes astronômicas importantes - duração do mês e do ano, o tamanho da Lua, o
ângulo de inclinação da eclíptica - e, finalmente, a descoberta da precessão dos equinócios.




                                                                                           8
Assim, podemos dizer que na Grécia, durante os dois séculos e meio
compreendidos entre Hipócrates e Eratóstenes, a trigonometria esteve engatinhando, o que
nos leva a concordar com a afirmativa de BOYER (1974, p. 118):
                        "De Hipócrates a Eratóstenes os gregos estudaram as relações
                        entre retas e círculos e as aplicaram na Astronomia, mas disso não
                        resultou uma trigonometria sistemática".


       A "Trigonometria" era então baseada no estudo da relação entre um arco arbitrário
e sua corda. Hiparco escreve a respeito do cálculo de comprimentos das cordas. Apesar da
corda de um arco não ser o seno, uma vez conhecido o valor do seu comprimento, pode-se
calcular o seno da metade do arco, pois a metade do comprimento da corda dividido pelo
comprimento do raio do círculo é justamente esse valor, ou seja, para um círculo de raio

                                                                       x
unitário, o comprimento da corda subtendida por um ângulo x é 2 sen      .
                                                                       2
       A palavra cosseno surgiu somente no século XVII, como sendo o seno do
complemento de um ângulo. Os conceitos de seno e cosseno foram originados pelos
problemas relativos à Astronomia, enquanto que o conceito de tangente, ao que parece,
surgiu da necessidade de calcular alturas e distâncias.
       Outro matemático grego, Menelau de Alexandria, por volta de 100 d.C., produziu
um tratado sobre cordas num círculo, em seis livros, porém vários deles se perderam.
Felizmente o seu tratado Sphaerica , em três livros, se preservou numa versão árabe e é o
trabalho mais antigo conhecido sobre trigonometria esférica.
       Entretanto, a mais influente e significativa obra trigonométrica da Antigüidade foi a
Syntaxis mathematica, obra escrita por Ptolomeu de Alexandria que contém 13 livros.
       Este tratado é famoso por sua compacidade e elegância, e para distinguí-lo de
outros foi associado a ele o superlativo magiste ou "o maior". Mais tarde na Arábia o
chamaram de Almajesto, e a partir de então a obra é conhecida por esse nome.




                                                                                          9
Mostrando a mesma influência babilônica apresentada por Hiparco, Ptolomeu

                                                                        377
dividiu a circunferência em 360 partes e o diâmetro em 120 partes. Usou 120 como
aproximação para o número π. Embora não fizesse uso dos termos seno e cosseno, mas das
cordas, utilizou o que pode ser considerado o prenúncio da conhecida relação fundamenta
(sen x)2 + (cos x)2 = 1.
       Semelhantemente, em termos de cordas, Ptolomeu conhecia as propriedades de
seno e cosseno.
       De posse do equivalente dessas fórmulas, Ptolomeu construiu uma tabela de cordas
de uma circunferência, para ângulos que variam de meio em meio grau, entre 0º e 180º.
Calculou comprimentos de cordas, inscrevendo polígonos regulares de 3, 4, 5, 6 e 10 lados
num círculo. Isso lhe possibilitou encontrar a corda subtendida por ângulos de 36º, 60º, 72º,
90º e 120º. Descobriu então, um método para encontrar a corda subtendida pela metade do
arco de uma corda conhecida. Esse fato que, em nossa simbologia, é o mesmo que sen

α
  = 1 − cos α /( 2 ), juntamente com interpolação, permitiu-lhe calcular cordas com um
2
bom grau de precisão.
       Posteriormente, surgiu a necessidade de uma nova unidade de medida para os
ângulos. Foi quando surgiu o radiano, denominado radian, pois os estudiosos discutiam
uma "expressão" do ângulo em termos de         π,    que primeiramente foi chamada " π -
medida", "circular" ou "medida arcual". Nenhum autor explica por que fizeram uso dessa
unidade, mas o seu uso simplificou várias fórmulas matemáticas e físicas.
       Durante seis séculos, O Almajesto, representou a mais importante fonte de consulta
para os astrônomos de todo o mundo. Porém no século VIII é que os cientistas voltariam a
sua atenção para as obras trigonométricas de um povo, que sempre surpreendera o mundo
com sua Matemática original e criativa, os Hindus.
       Sobre a trigonometria na Índia, entre os séculos VIII – VII a. C, onde temos dois
mais antigos monumentos da cultura matemática dos hindus, os livros religiosos Sutras e

                                                                                          10
Vedas, escritos em Sânscrito. Neles encontramos, de acordo com RIBNIKOV (1987),
construções geométricas que constituem parte importante da parte dos rituais na construção
de obras para o culto, como templos e altares. Neles podemos encontrar os primeiros
métodos da quadratura de círculos e aplicações do teorema de Pitágoras.
       Assim, no século IV da nossa era, a Europa Ocidental entrou em crise com as
invasões dos bárbaros germânicos e com a queda do Império Romano. O centro da cultura
começou a se deslocar para a Índia, que revolucionou a trigonometria com um conjunto de
textos denominados Siddhanta, que significa sistemas de Astronomia.
        O que chegou até nós foi o Surya Siddhanta, que quer dizer Sistemas do Sol e é
um texto épico, de aproximadamente 400 d.C, escrito em versos e em sânscrito. Os hindus
diziam que o autor do texto foi Surya, o deus do Sol. Esta obra contém poucas explicações
e nenhuma prova pois, afinal, tendo sido escrita por um Deus, seria muita pretensão exigir
provas. (Boyer, 1974).
       A importância do Surya, para nós, é que ele abriu novas perspectivas para a
Trigonometria por não seguir o mesmo caminho de Ptolomeu, que relacionava as cordas de
um círculo com os ângulos centrais correspondentes. Nas aplicações da .função. corda, na
Astronomia, era necessário dobrar o arco antes de usá-lo na tábua de cordas. Naturalmente,
era mais conveniente ter uma tábua na qual o próprio arco fosse a variável independente.
       No Surya, a relação usada era entre a metade da corda e a metade do ângulo central
correspondente, chamada por eles de jiva. Isto possibilitou a visão de um triângulo
retângulo na circunferência.
       Por volta de 500 d.C., o matemático hindu Aryabhata já calculava semi cordas e
usava também o sistema decimal, desenvolvido aproximadamente em 600 d.C. Ao
surgirem, os numerais hindus continham nove símbolos e não havia símbolo para o zero.
       Quando os hindus introduziram os conceitos de semi corda e de seno,
demonstraram algumas identidades, e encontramos em Varahamihira, no ano 505 d.C., o
equivalente verbal de (sen x)2 + (cos x)2 = 1.




                                                                                           11
O primeiro aparecimento real do seno de um ângulo se deu no trabalho dos hindus.
Aryabhata, por volta do ano 500, elaborou tabelas envolvendo metade de cordas que agora
realmente são tabelas de senos e usou jiva no lugar de seno. Esta mesma tabela foi
reproduzida no trabalho de Brahmagupta, em 628, e um método detalhado para construir
uma tabela de senos para qualquer ângulo foi dado por Bhaskara em 1150.
       Durante algum tempo os matemáticos árabes oscilaram entre o Almajesto e a
Trigonometria de jiva - de origem hindu - o conflito chegou ao final quando, entre 850 e
929, o matemático árabe al-Battani adotou a Trigonometria hindu, introduzindo uma
preciosa inovação - o círculo de raio unitário - surgiu o nome da função seno.
       Após os hindus, foram os árabes e os persas a dar sua contribuição à trigonometria.
       O Império Muçulmano ou Árabe, além da expansão econômica, viveu
extraordinário avanço nos diversos campos das artes e da ciência do fim do século VIII até
o século XI, com destaque ao século IX. A expansão do saber muçulmano deveu-se,
sobretudo, à difusão da língua árabe, que substituiu o grego na condição de língua
internacional. O emprego do árabe permitiu a fixação e a preservação de obras antigas, que
foram traduzidas e assim difundidas entre os intelectuais muçulmanos.
       Podemos dizer que a influência árabe começou com a fundação da Escola de
Bagdad, no século IX, e um dos seus maiores expoentes foi o príncipe da Síria Mohamed-
ben-Geber, conhecido como AL Battani (aproximadamente 850 a 929 d.C.), ou
Albategnius, nas traduções latinas, chamado o Ptolomeu de Bagdad.
       Os estudos de AL Battani ficaram entre o Almagesto e Siddhanta e foi por sua
influência que a trigonometria hindu foi adotada pelos árabes, principalmente a partir de
sua genial idéia de introduzir o círculo de raio unitário e com isso demonstrar que a razão
jiva é válida para qualquer triângulo retângulo, independentemente do valor da medida da
hipotenusa.
       Depois de Al-Battani, digno de nota entre os matemáticos árabes foi Abu'l Wafa
que, em 980, iniciou uma organização, uma sistematização de provas e teoremas de
trigonometria.


                                                                                        12
Os árabes trabalharam com senos e cossenos e, em 980, Abu'l Wafa sabia que
sen2x = senx. Cosx, embora isso pudesse facilmente ter sido deduzido pela fórmula de
Ptolomeu sem(x+y)=senx.cosy+seny.cosx, fazendo x = y.
       De acordo com STRUIK (1992), quando a Escola de Bagdad entrou em declínio, o
centro das atividades intelectuais deslocou-se para o sul da Europa, na Península Ibérica,
e com ele o estudo da trigonometria, particularmente nos triângulos esféricos necessários
aos estudos astronômicos. A cidade de Toledo tornou-se o mais importante centro da
cultura, a partir de 1085, quando foi libertada pelos cristãos do domínio mouro. Isto
ocorreu porque para ela afluíram os estudiosos ocidentais, visando a adquirir o saber
muçulmano. O século XII na História da Matemática foi, então, um século de tradutores
dos quais citamos Platão de Tivoli, Gerardo de Cremona, Adelardo de Bath e Robert de
Chester . Com isso, a Europa teve acesso à matemática árabe e à herança grega que havia
sido conservada, na medida do possível, por eles.
       A palavra hindu jiva - meia corda, dada ao seno foi traduzida para o árabe que
chamou o seno de jiba, uma palavra que tem o mesmo som que jiva. Daí, jiba se tornou
jaib nos escritos árabes. A palavra árabe adequada que deveria ter sido traduzida seria jiba,
que significa a corda de um arco, em vez de jaib, pois foi o estudo das cordas de arcos
numa circunferência que originou o seno.
       O nome seno vem do latim sinus que significa seio, volta, curva, cavidade. Muitas
pessoas acreditam que este nome se deve ao fato de o gráfico da função correspondente ser
bastante sinuoso. Mas, na verdade, sinus é a tradução latina da palavra árabe jaib, que
significa dobra, bolso ou prega de uma vestimenta que não tem nada a ver com o conceito
matemático de seno. Trata-se de uma tradução defeituosa que dura até hoje. Quando os
autores europeus traduziram as palavras matemáticas árabes em latim, eles traduziram jaib
na palavra sinus. Em particular, o uso de Fibonacci do termo sinus rectus arcus
rapidamente encorajou o uso universal de seno.
       Uma justificativa para esse erro de tradução seria o fato de que em árabe, como em
hebraico, é freqüente escrever-se apenas as consoantes das palavras, cabendo ao leitor a


                                                                                          13
colocação das vogais. Além de jiba e jaib terem as mesmas consoantes, a primeira dessas
palavras era pouco comum, pois tinha sido trazida da Índia e pertencia ao idioma sânscrito.


       Diversos dos astrônomos árabes se deslocaram para a Espanha para trabalhar e
passaram a difundir o saber. Os mais importantes escritores foram os astrônomos
Ibrâhîm ibn Yahyâ al Naqqâsh, (conhecido como Abû Ishâq ou Ibn al-Zarqâla ou, nas
traduções latinas como Arzachel, e que viveu em Córdoba) autor de um conjunto de tábuas
trigonométricas em 1050, e Jabir ibn Aflah (conhecido como Jeber ibn Aphla, tendo
vivido em Sevilha), cujos estudos astronômicos de 1145 se mostraram tão interessantes
que, séculos mais tarde (1543), foram publicados em Nuremberg.
       O matemático europeu mais habilidoso do século XIII foi Fibonacci (1170-1250).
Ele estudou no norte da África e depois viajou pelo Oriente como mercador, com isso
sofreu grande influência dos árabes. Sua obra .Practica Geometriae., de 1220, é uma
aplicação da trigonometria árabe na Agrimensura.
        O rei Alfonso X de Castela ordenou, no ano 1250, a estudiosos (cristãos, mouros e
judeus) de Toledo que traduzissem os livros de Astronomia e modernizassem as tábuas
trigonométricas árabes. Em 1254 foram concluídas as Tábuas Afonsinas, que             junto
com Os Libros del Saber de Astronomia foram considerados de grande valia.
       Na Europa do século XIV alguns importantes passos foram dados para o
desenvolvimento da Matemática. Pela primeira vez, as noções de quantidades variáveis e
de função são expressas e, tanto na Escola de Filosofia Natural do Merton College de
Oxford quanto na Escola de Paris, chega-se à conclusão de que a Matemática é o principal
instrumento para o estudo dos fenômenos naturais. Com o início do estudo da velocidade
instantânea ou pontual e a atenção especial dada ao movimento, tornou-se necessário
desenvolver um suporte matemático.
       Paralelamente ao desenvolvimento da trigonometria, que já vinha ocorrendo na
Europa desde o século XI com a retomada do conhecimento árabe, ocorreu o
desenvolvimento das funções. Neste campo surgiu Nicole Oresme (1323 – 1382) com seu


                                                                                         14
Treatise on theconfiguration of Qualities and Motions., no qual introduziu a representação
gráfica que explicita a noção de funcionalidade entre variáveis (no caso velocidade por
tempo). Seu trabalho influenciou Galileu (1564-1642) e Descartes         (1596-1650) nos
séculos XVI e XVII. Com os estudos de Oresme, começou a se consolidar o conceito de
função.
         No século XIV, Purbach, na Inglaterra, retomou a obra de Ptolomeu e computou
uma nova tábua de senos, muito difundida entre os estudiosos europeus. Purbach foi
o mestre de Regiomontanus (1436-1475), um dos maiores matemáticos do século XV,
cujo trabalho teve grande importância, estabelecendo a Trigonometria como uma ciência
independente da Astronomia.
         Regiomontanus escreveu um Tratado sobre triângulos., em cinco livros, contendo
uma trigonometria completa. A invenção posterior dos logaritmos e alguns dos teoremas
demonstrados por Napier (1550-1617) mostram que a Trigonometria de Regiomontanus
não diferia basicamente da que se faz hoje em dia. No .Tratado. ele calculou novas
tábuas trigonométricas, aperfeiçoando a de senos de Purbach, e introduziu na trigonometria
européia o uso das tangentes, incluindo-as em suas tábuas. Podemos dizer que foi ele
quem lançou as fundações para os futuros trabalhos na trigonometria plana e esférica.
         Copérnico (1473-1543) também contribuiu ao completar, em 1520, alguns trabalhos
de Regiomontanus, que incluiu em um capítulo de seu De Lateribus et Angulis
Triangulorum., publicado separadamente por seu discípulo Rhaeticus em 1542, e este
também produziu tabelas importantes de senos e cossenos que foram publicadas após a sua
morte.
         O primeiro trabalho impresso em trigonometria provavelmente foi a Tabula
Directionum. de Regiomontanus, publicado em Nuremberg certamente antes de 1485, pois
a segunda edição data deste ano, em Veneza.
         As seis funções trigonométricas foram definidas como funções do ângulo, em
vez de funções do arco, e subentendidas como razões, pela primeira vez, no .Canon




                                                                                        15
DoctrinaeTtriangulorum. De Joachim Rhaeticus em Leipzig, 1551, embora ele não tenha
dado nomes para seno, cosseno ou cossecante, exceto perpendiculum, basis e hypotenusa.
         O termo seno certamente não foi aceito imediatamente como a notação padrão por
todos os autores em tempos, quando a notação matemática era por si mesma uma nova
idéia, muitos usaram a sua própria notação. Edmund Gunter foi o primeiro a usar a
abreviação sen em 1624 em um desenho. O primeiro uso de sen em um livro foi em 1634
pelo matemático francês Hérigone, enquanto Cavalieri usava Si e Oughtred S.
         Por sua vez, o cosseno seguiu um curso semelhante no que diz respeito ao
desenvolvimento da notação. Viète usou o termo sinus residuae para o cosseno, Gunter em
1620, sugeriu co-sinus.
         A próxima figura notável na trigonometria foi Pitiscus que publicou um tratado,
em 1595, no qual corrigiu as tábuas de Rhaeticus e modernizou o tratamento do assunto. A
palavra trigonometria aparece pela primeira vez, como título de um livro seu.
         Seguindo Pitiscus, destacamos o britânico Napier, que estabeleceu regras para
triângulos esféricos, que foram amplamente aceitas, enquanto sua maior contribuição,
os logaritmos, ainda estavam sendo analisados e não eram reconhecidos como válidos por
todos.
         Suas considerações sobre os triângulos esféricos foram publicadas postumamente
no .Napier Analogies., do .Constructio. no ano de 1619, em Edinburgh.
         Outro grande expoente em trigonometria foi Oughtred. Em seu trabalho, de 1657,
preocupou-se em desenvolvê-la do ponto de vista simbólico. No entanto, como o
simbolismo algébrico estava pouco avançado para tornar isto possível, a idéia não foi
aceita até que Euler exercesse sua influência neste sentido no século XVIII.
         John Newton (1622-1678) publicou em 1658 o tratado Trigonometria Britannica
que, embora baseado nos trabalhos de Gellibrand e outros escritores, era o mais completo
livro do tipo que havia surgido em seu tempo. Newton e Gellibrand anteciparam a
tendência atual de introduzir divisões centesimais do ângulo nas tábuas trigonométricas.




                                                                                           16
O próximo importante passo em trigonometria foi dado por John Wallis (1616-
1703) ao expressar fórmulas usando equações em vez de proporções, e por trabalhar com
séries infinitas.
        Sir Isaac Newton (1642-1727) também deu sua contribuição à trigonometria pois,
paralelamente aos seus estudos de cálculo infinitesimal apoiados fortemente na geometria
do movimento, trabalhou com séries infinitas, tendo expandido arcsen x em séries e, por
reversão, deduzido a série para sen x. Além disso, comunicou a Leibniz a fórmula geral
para sen (nx) e cos(nx) tendo, com isso, aberto a perspectiva para o sen x e o cos x
surgirem como números e não como grandezas, sendo Kastner, em 1759, o primeiro
matemático a definir as funções trigonométricas de números puros.
        A trigonometria toma a sua forma atual quando Euler (1707-1783) adota a medida
do raio de um círculo como unidade e define funções aplicadas a um número e não mais a
um ângulo como era feito até então, em 1748. A transição das razões trigonométricas para
as funções periódicas começou com Viète no século XVI, teve novo impulso com o
aparecimento do Cálculo Infinitesimal no século XVII e culminou com a figura de Euler.
        O tratamento analítico das funções trigonométricas está no livro .Introductio in
Analysin Infinitorum., de 1748, considerado a obra chave da Análise Matemática. Nele, o
seno deixou de ser uma grandeza e adquiriu o status de número obtido pela ordenada de um
ponto de um círculo unitário.
        Assim, a trigonometria, no início uma auxiliar da Agrimensura e da Astronomia,
tornou-se primeiramente autônoma e por fim transformou-se em uma parte da Análise
Matemática, expressando relações entre números complexos, sem necessidade de recorrer a
arcos ou ângulos.
        Para encerrar, fica a nossa mensagem ao professor para que, ao ensinar
trigonometria, de alguma forma se discuta com os alunos questões que os levem a perceber
que o conhecimento matemático não "caiu do céu" ou surgiu pronto e acabado e que de
alguma forma a evolução possa ser acompanhada e alguma parte do caminho feita com
eles.


                                                                                           17
2. ANÁLISE DOS LIVROS DIDÁTICOS


   (i)       Década de 1960


             a) Introdução
          A análise dos livros didáticos da década 60 traz um grande clássico dos livros
didáticos, que é o “CURSO DE MATEMÁTICA”, de MANUEL JAIRO BEZERRA, e
mostra bem a característica da matemática antes do advento da chamada “Matemática
Moderna”.
          Em geral, segundo LOMAS, podemos dizer que o livro didático é visto muitas
vezes como instrumento de trabalho para o professor ou como material de estudo para os
alunos, tem muito mais a nos mostrar historicamente, pois ele esteve presente em vários
momentos importantes para o ensino, com todas as mudanças e adaptações, sejam essas
mudanças pelo interesse de grupos, seja por modismos ou fatores políticos. Sendo
fundamental no processo de ensino-aprendizagem de matemática, o livro didático pode se
constituir na mais forte referência para a prática docente, como ressaltado por MANSUTTI
(1993).
          De acordo com MIORIM (2005), podemos situar a década de 1950 como aquela em
que são iniciadas ações que provocariam mudanças significativas relacionadas ao ensino de
matemática brasileiro.
          Durante a década de 1950, ao lado de livros didáticos mais recentes, que estavam de
acordo com as orientações da Portaria Ministerial nº 966, de 1951, tal como o de Jairo
Bezerra, que continuou a ser editado e utilizado.
          Apesar de algumas modificações terem sido realizadas em edições mais recentes de
alguns desses livros, MIORIM (2005) afirma que essa permanência de livros de períodos
anteriores parece apontar para a existência de uma certa estabilidade da matemática
escolar, apesar das reformas e mudanças oficiais.


                                                                                          18
Este cenário começa a mudar a partir dos congressos de nacionais de ensino de
matemática, de 1955, 1957 e 1959, que será tema para os capítulos seguintes.
       Então, vamos ao livro de BEZERRA (1962), propriamente dito.




           b) Análise
       Então, vamos ao livro de BEZERRA (1962), propriamente dito. Resumindo,
pretendemos colocar em evidência as semelhanças e diferenças dos conteúdos
programáticos para a trigonometria com o passar de cada década, observando as variações
que aparecem tanto no conteúdo, como na forma de ser “transmitida”. Para tanto,
deixaremos exposto o que cada um dos livros das décadas de 60, 70, 80 e 90 traz para o
professor aplicar em cada um dos ciclos, sempre vertendo para o assunto que interessa, e
também levando em consideração o livro Matemática Moderna Para o Ensino Secundário,
que em 1965 foi o marco da transição do conteúdo clássico para o moderno.
       Em sua oitava edição, em 1962, o livro traz os seguintes temas para o primeiro ano:
Retas e Planos, Poliedros, Seções Cônicas, Progressões, Equações Exponenciais, entre
outros temas. Para o segundo ano: Determinantes Sistemas lineares, Relações
Trigonométricas, Transformações Trigonométricas, Equações trigonométricas, Vetores,
entre outros. Finalmente o terceiro ano, onde além de Geometria Analítica, o aluno era
apresentado aos Limites, Derivadas e Primitivas, conteúdos hoje vistos apenas na
graduação de cursos da área de ciências exatas e tecnológicas.
       A princípio, nota-se que este livro ainda não se enquadra na chamada matemática
moderna, apesar de MIORIM (2005) constar que Curso de Matemática se encaixou na
portaria ministerial nº 966, de 1951 que apresentava os programas para o curso secundário,
e continuou a ser editado e usado. Deve-se considerar em segundo lugar o contexto da
época e levar em consideração que movimentos para a mudança no ensino da matemática
eram muito recentes e por isso os conteúdos didáticos ainda eram complexos, sendo que
aos olhos atuais, exagerados para o que hoje é o ensino médio.


                                                                                       19
Isso vai ser notado com relação à trigonometria, quando já eram ensinados aos
alunos do segundo ano conceitos de geometria que estão longe de serem vistos nas nossas
escolas atuais. Além das teorias e conceitos de trigonometria, podemos observar os
exercícios, que exigem apenas aplicação das fórmulas e as mesmas são dadas de forma
sintética e sem aplicação clara com o cotidiano. Ainda com relação aos exercícios, fica
evidente que muitos estudantes deviam ter muitas dificuldades na resolução dos mesmos,
pois eram de alto grau de dificuldade. No livro constam muitos exercícios que eram
retirados de testes e provas de escolas militares, de engenharia e técnicas, como a E. N.
Engenharia, E. Aeronáutica, E. Fluminense de Engenharia, Escola Militar, Escola Naval e
Escola Técnica do Exercito, com problemas datados de 1938 até 1959.
       Além disso, na própria apresentação, BEZERRA (1962, sem pg.), mostra que:
                               “Esperamos que este nosso trabalho, contendo todo o
                       programa de matemática do segundo ciclo, venha facilitar aos
                       nossos colegas e ajudar aos estudantes. Além de estar menos
                       sujeito às modificações de programas, facilitará a revisão da
                       matéria nas vésperas dos vestibulares, auxiliará ao professor
                       quando (numa série mais adiantada) desejar recordar um assunto
                       da série anterior e possibilitará ao estudante a compra dos livros
                       do segundo ciclo por um preço mais acessível.”


       Visualizando todo conteúdo de trigonometria do livro, observa-se que Curso de
Matemática deve ser considerado como um didático como muito que vê atualmente em
cursos técnicos e de pré-vestibular, com um conteúdo extenso, porém pobre nas origens e
aplicações, mas com características típicas do que o ensino da década de 60 exigia.
       Poderemos fazer uma comparação mais detalhada após a análise dos livros da
matemática moderna, e para isso colocaremos os temas que estão inclusos nesse programa.




                                                                                      20
Trigonometria para o segundo colegial – Tabela 1
Noções       sobre Grandezas        Classificação      Resultante entre Teorema          de
vetores:           escalares     e dos vetores,        dois vetores,       Chasles.
                   vetoriais,
Projeções:         Projeção         Projeção           Projeção        de Teorema        de
                   ortogonal    de ortogonal        de vetores             Carnot.
                   um ponto sobre um vetor sobre eqüipolentes,
                   um eixo,         um eixo,
Relações           Arcos            Expressão geral Generalização          Expressões das
trigonométricas: côngruos,          da         medida da    noção      de funções
                                    algébrica de um ângulo,         Seno, trigonométricas
                                    arco,              cosseno,            de um arco em
                                                       tangente,           função do seno
                                                       cotangente,         desse arco.
                                                       cosecante,
                                                       secante,



       Agora iremos ao segundo livro, de 1965, “Matemática Moderna Para o Ensino
Secundário”, do Grupo de Estudos do Ensino da Matemática (G. E. E. M.).
       No ano de 1965, o G.E.E.M lançou a segunda edição do livro em questão, no qual
será feita a análise sobre os aspectos da trigonometria, para comparação com as técnicas e
peculiaridades da forma clássica do ensino-aprendizagem.
       De início, o livro nos informa que a sua primeira edição foi feita em 1962, mesma
data da publicação da edição do livro de BEZERRA (1962), e sabe-se que daí em diante
todos os livros começaram a usar a forma da era modernista do ensino matemático e tão
importante foi essa mudança, que achamos importantes colocar duas das frases encontradas
no prefácio G.E.E.M. (1963, sem p.) ditas por participantes da Conferencia Internacional
do Ensino da Matemática que foi realizada em Atenas, em 1963:


                                                                                         21
“... depois de 50 anos os matemáticos resolveram introduzir, não
                       somente conceitos novos, mas essencialmente uma linguagem nova
                       que satisfaz as necessidades atuais dos jovens alunos de hoje e
                       recebe a aprovação universal dos educadores.” (J.Dieudonné do
                       Grupo Bourbaki).


                       “... é necessário, incontinenti, que os jovens alunos da escola
                       secundária possam ainda crer na Matemática recebendo o espírito
                       que caracteriza a Matemática contemporânea.” (A. Lichnerowicz
                       –   Presidente   da   Comissão    Internacional   de    Educação
                       Matemática.).


       Tais opiniões demonstram que era realmente preciso uma mudança no conteúdo
programático da escola secundaria e isso foi feito, como também é dito no prefácio: “Pela
oportunidade, constará dessa segunda edição a publicação das sugestões para um roteiro de
Programa para a cadeira de Matemática...”, sugestões essas que serão citadas mais para
frente, mas antes colocaremos o que deve ser entendido como Matemática Moderna,
explicada também pelos próprios autores.
       O que se deve entender por Matemática Moderna nas escolas secundárias.
       Em um dos capítulos iniciais de G.E.E.M. (1963), é dito que o que se entende por
modernização da matemática é a mudança nas linguagens dos assuntos, uma vez que o
conteúdo da matemática clássica possuía uma metodologia difícil específica para “adultos
acostumados com rígidos pensamentos lógicos” e assim brecar uma herança de mais de 50
anos que deixava a entender que a disciplina era para poucos privilegiados e que, segundo
está escrito no próprio livro, estava longe de atender as exigências de muitos tempos de
ciência que tinham sido atravessados.
       Portanto, não se esperava que se abrisse mão de tudo que já tinha sido usado antes
das discussões sobre a mudança das metodologias e dos objetos de estudo e sim que se


                                                                                      22
achasse uma forma de abranger esse conhecimento para os ciclos primários e
conseqüentemente superar a situação de desenvolvimento que nosso país se encontra.
       Para isso, foi posto em G.E.E.M. (1963, p. 97) os assuntos que teriam que ser
considerados mínimos para um moderno programa de matemática para o colégio, cujo
enfoque nosso será na trigonometria, e novamente para facilitar as comparações, será
colocada uma tabela citando o que se vê como matéria essencial seguido das sugestões
dadas pelo G.E.E.M para o segundo ciclo.


Tabela 2
Assuntos Minimos            Sugestões
Identidades, equações     e Discussão       das   soluções,
inequações trigonométricas levando em consideração a
simples.                periodicidade e simetria.
Coordenadas de um ponto Ressaltar a significação das
da    circunferência   com medidas de arco e de ângulo
centro na origem.Aplicações em radianos,. No estudo das
das relações trigonométricas funções, destacar as relações
nos triângulos.               entre elas e as propriedades
                              da simetria e periodicidade.
                              Introduzir a noção de vetor
                              no estudo do teorema das
                              projeções.Examinar os casos
                              simples de resolução de
                              triângulos.

       O livro também trás considerações sobre as sugestões que vão além dos assuntos
mínimos já citados aqui, que vão desde o primeiro ano do ginasial até o terceiro ano
colegial. Como colocamos aqui as disciplinas que eram aplicadas no curso do livro de
BEZERRA (1962) do primeiro até o terceiro ciclo do colégio, colocaremos aqui também o


                                                                                     23
que se sugere nesses 3 anos, dando ênfase ao primeiro ano, onde aparece o objeto de nosso
estudo.


Tabela 3 - Primeiro ano colegial e o estudo das funções trigonométricas
Funções                Seqüências         Funções trigonométricas      Introdução       à
                                                                      geometria espacial.
Noções gerais;         Exemplos       de Estudo      das      funções Axiomas e teoremas
                       seqüências;        trigonométricas,             fundamentais;
                                          periodicidade, simetria,
                                         representação gráfica;
Função         Linear; Princípios     da Relações fundamentais, Perpendicularismo e
representação          indução;           funções do tipo a(+ou-), paralelismo;
gráfica, estudo da                        2 a, a/2 onde a e b projeção e distancia;
reta;                                     representam medidas de
                                          arcos;
Função                 Progressões        Transformações          de Diedros.
exponencial         e aritmétrica      e sem(a)(+ou)sen(b),cos(a)
logarítmica;           Geométrica.        (     +ou-)cos(b)       em
                                          produto;
Função trinomial.                         Equações
                                          trigonométricas
                                          elementares.



          Para o 2º ano colegial, propõe-se Análise Combinatória e Binômio de Newton,
Sistemas de Equações Lineares, Ângulos Poliédricos e Poliedros, Superfícies e Sólidos
Redondos e finalmente Áreas e Volumes dos Principais Sólidos.
          Para o 3º ano colegial, Conjunto dos Números Complexos, Polinômios e Equações
Algébricas, Geometria Analítica, Introdução ao calculo infinitesimal e finalmente
Transformações Geométricas.

                                                                                       24
(ii)     Década de 70


            a) Introdução
              Na analise da década de 70 utilizamos o livro de Gelson Iezzi, autor muito
conhecido inclusive para graduandos em exatas, uma vez que seus livros são de agrado
para muitos professores. No nosso caso, pegamos o Matemática: 1 a série, 2o grau – V. 1,
data de 1973, da ATUAL EDITORA LTDA., São Paulo.
          Importante dizer que mais autores ajudaram na criação do material didático, e eles
escrevem alguns pontos interessantes também no prefácio (sem página) no qual
destacamos:
                                   “Ao escrever um livro para determinada população,
                        necessita-se fazer uma escolha quanto ao tratamento a ser dado à
                        matéria. Alunos do 2o grau que dominam todos os conceitos
                        incluídos no programa do 1o grau e gostam de matemática ou
                        estão     suficientemente    motivados     para     ela    existem,
                        indubitavelmente. São muitos? Não acreditamos.”
                                 “Decidimos escrever um livro acessível para o aluno
                        normal do curso colegial, na maioria dos casos com deficiência de
                        formação. Para atingirmos nossos objetivos optamos por um
                        tratamento onde a formalização, necessária, foi reduzida ao
                        mínimo.”


          Neste em especial, poderemos fazer uma comparação sobre o que é dito pelos
autores e o que realmente acaba acontecendo, levando em consideração que muito se
comenta contra o livro didático como único apoio para os professores, com o argumento de
que todos trazem sempre o mesmo conteúdo, mudando apenas a capa.

                                                                                         25
Além disso, durante nossa busca pelas bibliografias da pesquisa vimos o volume 3
deste mesmo livro, que deveria ser para o terceiro ano do colegial, também de 1973 e assim
como o clássico de BEZERRA (1962), apresenta em seu programa noções de Limite,
Derivada e técnicas de encontrar as primitivas, deixado claro que o autor ainda traz
vestígios da Matemática Clássica.
       Podemos antes da análise em si, por fim, colocar outro fato curioso encontrado na
folha introdutória desta quinta edição do livro do IEZZI (1973), o que indica que o
conteúdo do livro que será analisado a seguir vem pelo menos em parte, da época mais
tradicional do ensino da Matemática.
       A intenção do mesmo é tratar a trigonometria já no primeiro ano do colegial, talvez
porque nesse caso haja mesmo uma síntese nas formalizações e a aplicação também seja
menos formal. Em todo caso, no índice a trigonometria é encontrada em último lugar, o
que nos leva a crer que seria no final do primeiro ano, passando antes por Conjuntos,
Números, Relações e Funções, Função do 1o grau, Função Quadrática, Função Modular,
Função Exponencial, Função Logarítmica e finalmente Funções Circulares, onde esta
enquadrada a trigonometria, em IEZZI (1973, p. 199).




           b) Análise
       Quando buscamos, desde o inicio, as semelhanças e diferenças entre as décadas em
relação ao ensino da trigonometria observamos principalmente como é apresentado cada
tópico, em qual proporção aparecem os exemplos com relação ao número de exercícios e
principalmente quais disciplinas foram acrescentadas e/ou retiradas ao longo do tempo.
       Nota-se que a década de 70 é também um marco importante uma vez que foi a
década seguinte a mudança aconselhada pelo G.E.E.M, para melhoria na qualidade do

                                                                                         26
ensino, ampliando o conhecimento para camadas antes não atingidas e com isso
percebemos sim, uma significativa melhora no que diz respeito ao linguajar usado na
elaboração dos conceitos e teoremas, além de darem maior importância para a Matemática
Concreta, tentando levar figuras que mostram o que esta sendo pedido ou demonstrado.
       Um exemplo disso esta no trabalho de fundamentar a função seno, em IEZZI (1973,
p. 200):
                       "A idéia fundamental do que vamos estudar está sugerida na
                       ilustração que segue: uma escada de 15 m de comprimento esta
                       encostada a uma parede num ponto B e ao solo num ponto C. Em
                       A temos um ângulo reto."


       Após é colocada a figura, com cada medida destacada ao lado, e após as
considerações do autor, é colocada a generalização da fórmula nos triângulos retângulos.
       Imaginamos que as próximas décadas serão muito mais semelhantes a de 70 do que
as de antes, e possivelmente por isso nossas análises não abrangeram detalhes que
acreditarmos serem menos importantes. Entretanto, colocaremos, como já pusemos, tabelas
que ajudaram na conclusão final. Esta que segue será a das disciplinas de trigonometria que
estão no programa do livro de G. IEZZI




Introdução       A 1.Noções       2.Seno          3.Cosseno          4.Relações 5.Tangente.
Trigonometria.     Fundamentais                                      entre Seno
                                                                     e Cosseno
As         Funções Arcos       e A         função Propriedades       A função Outras Funções
Circulares.        ângulos        Seno            das    funções tangente         trigonométricas/
                                                  seno           e                Redução           ao
                                                  cosseno                         primeiro
                                                                                  quadrante.

                                                                                               27
Relações             As         cinco Relações       Identidade
Fundamentais.        relações         decorrentes
                     fundamentais
Transformações       Formulas de Conseqüência Formulas            de
Trigonométricas. adição               das formulas transformação
                                 de Adição.  em produto.
Equações             Equação sen Equação cos Equação tg x Equações                   Equações
Trigonométricas. x = a                x=a            =a                redutíveis    fatoraveis.
                                                                       a      uma
                                                                       equação
                                                                  do 2o grau
Inequações           Inequação        Inequação      Inequação tg Inequações
Trigonométricas. sen x>a ou cos x > a ou x > a ou tg x que
                     sem x<a          cos x < a      <a                recaem nas
                                                                       anteriores.
Funções              Função Arco Função arco- Função Arco-
Circulares           Seno             cosseno        tangente.
Inversas.
Resolução       de        Triângulos Triângulos
triângulos.          retângulos       quaisquer.
   (iii)      Década de 80.


              a) Introdução
       O quarto livro que foi analisado, Matemática por Assunto 3, trigonometria, de
Fernando do Coltro Antunes da editora Scipione, tem na sua 2 a edição em seu conteúdo
exclusivamente trigonometria. Segundo o autor, na Apresentação, temos:
                             “A seqüência proposta para este volume de Trigonometria visa
                            tornar o assunto menos abstrato.




                                                                                                   28
Iniciamos o estudo das razões trigonométricas mostrando como
                        foram formulados os conceitos de seno, cosseno e tangente a partir
                        de ângulos dos triângulos retângulos.
                        No segundo capítulo, os conceitos já estudados são entendidos
                        para ângulos entre 0o e 360o. Para tanto, abordamos inicialmente
                        arcos e ângulos de uma circunferência, apresentando a seguir a
                        circunferência trigonométrica.
                        Desenvolvemos então, em maior detalhe, o estudo das razões
                        trigonométricas na circunferência e das relações trigonométricas.
                        O capítulo é complementado com uma seção que trata de algumas
                        das aplicações dos conhecimentos trigonométricos na Geometria e
                        na Topografia. No terceiro capítulo retomamos a circunferência
                        trigonométrica, agora para estudos das funções trigonométricas,
                        bem como as funções trigonométricas inversas.”


       Pelo depoimento do autor, observamos que o livro não possui mais vestígios da era
clássica do ensino da matemática, mas iremos agora a análise do conteúdo propriamente
para visualizamos melhor as características da década.




           b) Análise
       Por se tratar de um livro que traz somente o assunto da trigonometria, fica mais
difícil de relatar as possíveis mudanças ocorridas nessa década em comparação com os
outros, por não existirem outros assuntos que também auxiliam no embasamento teórico
que deixa notável para todas as novas e antigas características. Como exemplo, no livro de
BEZERRA (1962), os limites, derivadas e técnicas de encontrar as primitivas nos deixou
perceber que a época exigia conteúdos mais amplos para estudantes que naquele tempo se




                                                                                       29
formavam e iam continuar o estudo na Europa, e conseqüentemente a trigonometria seguiu
a tendência e era aplicada naquela forma abstrata e de difícil linguagem.
       De qualquer forma, logo de início, ANTUNES (1987, pg. 7), se vê algo que não era
muito comum aparecer nos didáticos pesquisados anteriormente:
                        “A origem da palavra Trigonometria (do grego trígonon,
                        ‘triângulo’, e metria, ‘medição’, nos indica que uma das
                        aplicações mais comuns dessa área da matemática consiste no
                        cálculo de medidas de triângulos. Entre os Egípcios e os
                        babilônios, povos que primeiro desenvolveram esse ramo de
                        estudo, os conhecimentos trigonométricos eram empregados
                        basicamente na determinação de distância, recorrendo-se, para
                        isso, à proporcionalidade entre os lados paralelos de dois
                        triângulos semelhantes.”


       Esta demonstração histórica da utilização da trigonometria pode ser considerada um
avanço, apesar de que hoje só isso não basta, pois envolve de certa forma os alunos na
curiosidade e na percepção de que a matemática não surgiu do nada e para tudo nós
usamos.
       Como foi feito anteriormente, colocaremos em forma de tabela os principais temas.
Na década de 70, em função do livro que esta sendo usado, será colocada três tabelas, por
se tratarem de muitos assuntos.


Capitulo 1 Trigonometria no Triangulo Retângulo.
Introdução                 ------------------------------- ------------------------------
Trigonometria no Triangulo Razões trigonométricas no Ângulos Notáveis.
Retângulo.                     triangulo retângulo.

Capítulos 2 Trigonometria na circunferência.
Introdução.

                                                                                            30
Arcos e Ângulos na Unidades de medida.
Circunferência.
Trigonometria        na Seno      e   Cosseno, Cotangente, Secante, Extensão               do
Circunferência.      Tangente.                    Cossecante.         Conceito de Arco.
Relações Trigono. na Relações                     Razões Trig.     Da Arcos Dobro e Arco
Circunferência.           Fundamentais.           soma e diferença de metade.
                                                  dois arcos.
Resolução            de
Triângulos
quaisquer.

Capítulo 3 Funções Trigonométricas.
Introdução.
Representação
dos     Números
Reais           na
Circunferência
Trigonométrica.
Funções         A função Seno.         A           função A            função Funções
Trigonométricas.                       Cosseno.            Tangente.         Cotangente,
                                                                             Cossecante     e
                                                                             Secante.
Funções              Arco-seno.        Arco-cosseno        Arco-tangente.
Trigonométricas
Inversas.



        Novamente, em uma rápida comparação com o primeiro livro analisado, observou-
se que há notória diferença nos exercícios exigidos com relação principalmente no que diz
respeito aos tipos de escola que os exigiram. Parece óbvio, já que muitas das escolas já
comentadas nem existem mais, porém quando colocamos em foco a dificuldade de cada

                                                                                           31
questão, percebe-se mais uma vez que o que se exige hoje, após a publicação do livro do
G.E.E.M., é bem menos severo do que antigamente. Alguns exemplos de faculdades e
escolas são: FGV-SP, ITA-SP, AMAN-RJ, FUVEST-SP (os problemas não são datados).
         Para concluir, na apresentação do livro (sem pág), aparece:
                         “Os nove volumes desta coleção tratam de assuntos básicos da
                         Matemática, usualmente desenvolvidos ao longo das três séries do
                         2o grau. Ao optar pela subdivisão dos assuntos de cada série,
                         consideramos a possibilidade de o professor compor um currículo
                         conveniente seus propósitos e aos de seus alunos.”


         Isso, citado acima, é com certeza é um progresso significativo, levando em
consideração o fato de que poucas décadas atrás era tudo programado em um rígido
esquema, onde o professor seguia a risca o conteúdo e a forma, na hora que eles apareciam.
         O docente tendo mais controle de sua aula pode ensinar mais e melhor.




   (iv)     Década de 90



   (v)      Década de 2000.




                                                                                       32
3. ANÁLISE DAS PROPOSTAS CURRICULARES


          a) A Matemática no Brasil: De 1900 a 1960
       De acordo com PARANÁ (2007), no inicio do século XX, surgiram preocupações
relativas ao ensino da matemática, resultado de discussões realizadas em encontros
internacionais de Matemática, onde começaram a ser elaboradas propostas pedagógicas
para o ensino da matemática.
       Com o advento da era industrial, e a mudança do cenário sócio-político-econômico,
em conjunto com as ciências modernas, fez surgir uma nova forma de produção de bens.
       Agora os matemáticos até antes pesquisadores, tornaram-se também professores e
passaram a preocupar-se com as questões do ensino. Para isso os docentes, procuraram

                                                                                       33
fundamentações nas teorias matemáticas e nos estudos psicológicos, filosóficos e
sociológicos para produzirem um guia curricular para o ensino da matemática.
       Surgiram então discussões sobre a Educação Matemática, que deveria orientar as
ações didáticas pedagógicas para o Ensino da Matemática.
       As primeiras idéias foram obtidas nos congressos internacionais, entre 1900 e 1914,
vindas ao Brasil por intermédio do Imperial Colégio D. Pedro II. O ensino da Matemática
era divido em outras disciplinas, cujo programa garantiu o ensino de Aritmética,
Geometria, Álgebra e Matemática. A disciplina de Matemática incorporava a
Trigonometria e a Mecânica.
       O professor Euclides de Medeiros Guimarães Roxo se destacou nas discussões do
Ensino de Matemática no Colégio D. Pedro II.
       Felix Klein professor da Universidade de Erlangen, Leipzig e Göttingen, defendeu,
didática e pedagogicamente, que fazia sentido criar uma única disciplina que agregasse o
objeto de estudo abordado pela Matemática.
       Assim com base nas discussões internacionais, Euclides Roxo solicitou ao Governo
Federal a junção das disciplinas aritmética, álgebra, geometria e trigonometria numa única,
denominada Matemática.
       O início da modernização do ensino da Matemática no país aconteceu, segundo
PARANÁ (2007), num contexto de mudanças que promoviam a expansão da indústria
nacional, do desenvolvimento da agricultura, do aumento da população nos centros
urbanos e das idéias que agitavam o cenário político internacional, após a Primeira Guerra
Mundial.
       As idéias reformadoras do ensino da Matemática estavam ligadas ao movimento da
Escola Nova, que propunha um ensino norteado por concepções empírico-ativistas, ao
valorizar os processos da aprendizagem e o envolvimento do estudante em atividades de
pesquisa, atividades lúdicas, resolução de problemas, jogos e experimentos.
       Além de caracterizar a Matemática como disciplina, esta tendência orientou a
formulação da metodologia de ensino na Reforma.


                                                                                        34
Além de contribuir para a caracterização da Matemática como disciplina, esta
tendência do escolanovismo orientou a formulação da metodologia do ensino da
Matemática na Reforma Francisco Campos, em 1931.
        A proposta básica da tendência escolanovista era o desenvolvimento da criatividade
e das potencialidades e interesses individuais. O estudante era considerado o centro do
processo    e   o    professor,   o   orientador   da   aprendizagem.   Outras   tendências,
concomitantemente a empírico-ativista (escolanovista), influenciaram o ensino da
Matemática em nosso país. FIORENTINI (1995) destacou as seguintes tendências:
formalista clássica, formalista moderna, tecnicista, construtivista, sócio-etno-cultural,
histórico-crítica.
        A tendência formalistica clássica permaneceu no ensino da Matemática no Brasil
até o fim da década de 1950. Esta tendência baseava-se no "modelo euclidiano e na
concepção platônica de Matemática", a qual se caracteriza pela sistematização lógica e pela
visão estática, a-histórica e dogmática do conhecimento matemático.
        Nesta tendência, a aprendizagem era centrada no professor e no seu papel de
transmissor e expositor do conteúdo, pelos desenvolvimentos teóricos em sala de aula. O
ensino livresco e conteudista e a aprendizagem consistia na memorização e na repetição
precisa de raciocínios e procedimentos.
        Após a década de 1950, a tendência formalista moderna que valorizava a lógica
estrutural da idéias matemáticas, foi então reformulando o currículo escolar, pelo
Movimento da Matemática Moderna.
        O ensino era centrado no professor que demonstrava os conteúdos em sala de aula.
Enfatizava-se o uso preciso da linguagem Matemática, o rigor e as justificativas das
transformações algébricas por meio das propriedades estruturais.
        Com o movimento da Matemática Moderna, acreditava-se que o rigor e a precisão
da linguagem matemática facilitariam o seu ensino.




                                                                                         35
Tal abordagem não respondeu às propostas de ensino, e, em contrapartida, as
críticas se intensificaram e as discussões no campo da Educação Matemática se
fortaleceram.




           b) Década de 60: A proposta da Matemática Moderna
       Em 1964, segundo PARANÁ (2007), foi instaurado o regime militar brasileiro,
trazendo a tendência pedagógica tecnicista. FIORENTINI (1995) afirmou que a escola, na
concepção tecnicista, tinha a função de manter e estabilizar o sistema de produção
capitalista, cujo objetivo era preparar o indivíduo para ser útil e servir ao sistema.
       Até a década de 60, era focado essencialmente o domínio do conhecimento
específico, sendo que os de ordem pedagógica eram pouco valorizados. É marcado nesta
época, no ambiente escolar brasileiro, pelo movimento da matemática moderna.
       Eram distinguidos dois tipos de livros didáticos editados que circulavam nos meios
escolares: os formalistas clássicos e os formalistas modernos.
       Ambos têm em comum a concepção platônica de matemática e como fundamento
metodológico euclidiano.
       Segundo BÚRIGO (2006), tanto formalismo clássico quanto o moderno têm em
comum a concepção platônica de matemática e como fundamento metodológico o modelo
euclidiano. Vale lembrar que a Matemática – concepção platônica – é entendida como
entidades que têm existência objetiva, independente da mente do matemático e do mundo
empírico. Se nos reportarmos à clássica antinomia filosófica entre objetivismo e
subjetivismo referente à natureza da Matemática para saber se o homem a descobre ou a
cria, a concepção platônica diz que ela não é inventada ou construída. Tem existência
absoluta, independente do pensamento. As idéias matemáticas existem em um mundo ideal
e estão adormecidas na mente do homem.
       A análise do livro didático, no período determinado, toma como ponto de partida a
concepção formalista clássica de matemática como o conhecimento reprodutivo, uma das


                                                                                         36
categorias anteriormente mencionada. Tal afirmação pode ser ilustrada com a definição de
potenciação em dois livros didáticos que circularam nos meios escolares.
       Os autores, no prefácio ou apresentação de seus livros, chamam a atenção dos
alunos e professores para a necessidade de se apoiar numa linguagem concisa como
condição para o rigor científico e o entendimento exato e preciso da lógica matemática de
cada conceito. A linguagem, o rigor e as justificativas dos procedimentos adotados pelas
propriedades das operações garantiriam as definições das estruturas matemáticas (ordem,
algébrica e topológica). Entretanto, essa preocupação passa a ser periférica, pois os autores
referidos não apresentam em seus livros um estudo sobres as estruturas algébricas. De
antemão, vale destacar que em nenhum dos livros adotados nas escolas estudadas na
presente pesquisa trata-se das referidas estruturas.




           c) Proposta Curricular da década de 70
       Segundo PARANÁ (2007), o desenvolvimento do caráter mecanicista e pragmático
do ensino da Matemática foi marcante no decorrer da década de 1970. O método de
aprendizagem enfatizado era a memorização de princípios e fórmulas, o desenvolvimento e
as habilidades de manipulação de algoritmos e expressões algébricas e de resolução de
problemas. A pedagogia tecnicista não se centrava no professor ou no estudante mas, sim,
nos objetivos instrucionais, nos recursos e nas técnicas de ensino. Os conteúdos eram
organizados por especialistas, muitas vezes em kits de ensino, e ficavam disponíveis em
livros didáticos, manuais, jogos pedagógicos e recursos audiovisuais.
       Nos anos 1970, segundo DAMAZIO (2006), algumas obras mais adotadas foram de
Name, Zambuzzi e Ens, novos autores que não descartam nem o brilhantismo de seus


                                                                                          37
antecessores como também o formalismo matemático. Entretanto, fazem uma crítica sutil à
aridez como, até então, eram tratados os conteúdos e à finalidade implícita do ensino de
Matemática: desenvolvimento do espírito, da disciplina mental e do rigor lógico. A
preocupação é de traduzir a matemática para uma linguagem mais simples e concisa, com a
finalidade de se tornar acessível aos alunos. Também, há um esforço de fazer uma
aproximação mais estreita do formalismo moderno ao clássico.
       Essa preocupação e tentativa de aproximação explicitam um elemento criativo
reprodutor dos novos livros: os aspectos didático-metodológicos, isto é, os conteúdos
matemáticos permanecem os mesmos, porém muda seu enfoque e sua forma de
apresentação. Os autores recorrem ao estudo dirigido como metodologia para “lecionar”
Matemática sem as tradicionais aulas expositivas que cansam os alunos e principalmente os
professores atarefados, segundo ZAMBUZZI (1973). A crença explicitada pelos autores é
que o estudo dirigido aumenta a capacidade de reflexão dos alunos, pois dá a oportunidade
de, por si mesmos, chegarem à conclusões e elaborar deduções das questões propostas.
Concorrem para a aprendizagem: a simplicidade da apresentação dos assuntos e os
exemplos dos exercícios tirados da própria vivência do aluno, isto é, o conhecimento de
domínio dos alunos aprendido anteriormente.
       Segundo DAMAZIO (2006), o pressuposto de que o aluno teria a oportunidade de
concluir e generalizar, explicitado na apresentação dos livros, se restringe, no caso da
potenciação, à observação de duas multiplicações: uma de fatores diferentes e a outra de
fatores iguais. Da mesma forma, a pergunta - “O que você observou nas multiplicações
dadas?” - admite que ambas as alternativas sejam consideradas, o que de modo algum
levaria os alunos às conclusões e soluções próprias do conceito de potenciação, sem a
intervenção do professor. É ilusório que, ao sugerir apenas duas multiplicações seguidas de
uma pergunta, o aluno chegaria à definição de potenciação, pois são restritas as
possibilidades de estabelecer relações, de filtrar informações, de evidenciar aspectos
essenciais e de perceber regularidades, consideradas fundamentais no processo de
aprendizagem de qualquer noção matemática e de elaboração conceitual.


                                                                                        38
Um aspecto ainda a ressaltar é a fuga do referido autor da definição de potência
dada pela Matemática Moderna que outros livros didáticos, lançados nesse período e que
adotam a modalidade de estudo dirigida. Há autores que seguem as mesmas noções iniciais
dadas por ZAMBUZZI (1973), porém destacam a definição envolvendo a linguagem da
teoria dos conjuntos.




           d) Proposta Curricular da década de 80
       Embora estivessem em vigor às diretrizes gerais do currículo estabelecido pela Lei
5.692/71, iniciou-se um movimento no governo, a fim de revisar e reformular os guias
curriculares em vários estados. O poder público federal durante está época não tinha muito
poder sobre os guias curriculares dos estados.
       Segundo SOUZA (2006), a reestruturação curricular no Estado de São Paulo
iniciou-se com a implantação, em 1983, do ciclo básico (Decreto 21.833, de 21.12.1983),
ponto de partida para a reorganização da escola pública de 1º grau.
       Este decreto do ponto de vista político visava diminuir a seletividade escolar, para
cumprir metas do governo de São Paulo para a democratização do ensino, com essa
iniciativa, grandes transformações ocorreram na prática da alfabetização nas séries iniciais.
       O segundo passo da reestruturação paulista foi à elaboração das propostas
curriculares para o ensino de 1º grau que ocorreu a partir de 1985. As versões preliminares
das propostas curriculares contemplaram as sugestões de novas abordagens teóricas e
metodológicas das diferentes áreas do conhecimento que eram produzidas ou divulgadas
nas principais universidades paulistas.
       A maior parte das propostas curriculares foi construída entre 1986 e 1987 e
distribuídas à rede de ensino público a partir de 1988.
       Ao iniciar a década de 1980, a CENP continuava a executar o projeto de elaboração
dos Subsídios para a implementação dos guias curriculares. Os subsídios foram construídos
com uma linguagem bem coloquial; apresentavam-se sob a forma de manuais para o


                                                                                           39
professor, como um “receituário” indicando a distribuição do conteúdo, do tempo, a
avaliação e até palavras que o professor deveria usar. A implantação do ciclo básico, a
partir de 1984, exigiu da Secretaria de Educação de São Paulo iniciativas de capacitação de
professores, uma vez que a proposta de ciclo significou não apenas uma reordenação da
organização pedagógica, união da 1ª e 2ª séries e dissertação, mas, essencialmente, uma
nova forma de trabalhar a aprendizagem da leitura e da escrita.
          Segundo SOUZA (2006), no final da década de 1980, a Cenp passou a investir na
produção de outro tipo de material, com novas características em relação à composição
gráfica e configuração lingüística. O ideal da articulação teoria-prática, mencionado
insistentemente nos textos do início da década de 80, era viabilizado mediante nova forma
de elaboração e produção dos textos em que os conteúdos, mais simplificados, falavam ao
professor de uma prática fundamentada teoricamente, cuja teoria era, porém, mostrada
implicitamente. Outra mudança dizia respeito ao suporte material do texto (o livro)
trazendo maior número de ilustrações, com o intuito de tornar o material mais agradável ao
leitor.
          A Matemática era vista como uma construção constituída por estruturas e relações
abstratas entre formas e grandezas. Por este motivo, o construtivismo dava mais ênfase ao
processo e menos ao produto do conhecimento. A interação entre os estudantes e o
professor era valorizada e o espaço de produção individual se traduzia como um momento
de interiorização das ações e reflexões realizadas coletivamente. A Psicologia era o núcleo
central da orientação pedagógica.
          A tendência pedagógica socioetnocultural surgiu a partir da discussão sobre a
ineficiência do Movimento Modernista. Valorizou aspectos socioculturais da Educação
Matemática e tinha sua base teórica e prática na Etnomatemática.
          O conhecimento matemático passou a ser visto como saber prático, relativo, não
universal e dinâmico, produzido histórico-culturalmente nas diferentes práticas sociais e
podia aparecer sistematizado ou não. A relação professor-estudante, nesta concepção, era a




                                                                                        40
dialógica, isto é, privilegiava a troca de conhecimentos entre ambos e atendia sempre à
iniciativa dos estudantes e problemas significativos no seu contexto cultural.
        A tendência histórico-crítica, por sua vez, concebe a Matemática como um saber
vivo, dinâmico, construído historicamente para atender às necessidades sociais e teóricas.
        Nesta tendência, a aprendizagem da Matemática não consiste apenas em
desenvolver habilidades, como calcular e resolver problemas ou fixar conceitos pela
memorização ou listas de exercícios, mas criar estratégias que possibilitam ao aluno
atribuir sentido e construir significado às idéias matemáticas de modo a tornar-se capaz de
estabelecer relações, justificar, analisar, discutir e criar.
        A ação do professor é articular o processo pedagógico, a visão de mundo do aluno,
suas opções diante da vida, da história e do cotidiano. O auge das discussões da tendência
histórico-crítica aconteceu num momento de abertura política no país, na década de 1980.
        No final da década de 1980, a Cenp passou a investir na produção de outro tipo de
material, com novas características em relação à composição gráfica e configuração
lingüística. O ideal da articulação teoria-prática, mencionado insistentemente nos textos do
início da década de 80, era viabilizado mediante nova forma de elaboração e produção dos
textos em que os conteúdos, mais simplificados, falavam ao professor de uma prática
fundamentada teoricamente, cuja teoria era, porém, mostrada implicitamente. Outra
mudança dizia respeito ao suporte material do texto (o livro) trazendo maior número de
ilustrações, com o intuito de tornar o material mais agradável ao leitor.




            e) Propostas Curriculares da década de 90
        A aprovação da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (N° 9.394, de 20
de dezembro de 1996 – LDBEN) introduziu novas interpretações sobre o ensino da
Matemática.




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Desde a vigência de tal, as escolas trabalham com certa autonomia no seu projeto
político-pedagógico. Oferecendo aspectos curriculares tanto na oferta de disciplinas quanto
no elenco de conteúdos das disciplinas da Base Nacional Comum.
       A partir de 1998, iniciou-se a distribuição dos Parâmetros Curriculares Nacionais
(PCN) através do Ministério da Educação, ao qual a crítica contemporânea se concentra na
defesa da concepção neoliberal de homem, mundo e sociedade.
       Quanto ao avanço nas pesquisas de Educação Matemática, pode-se dizer que os
PCN são as sínteses das tendências metodológicas na Educação Matemática e os
procedimentos de avaliação.
       A crítica ao PCN de 1998 é pelo fato, da forte indicação do ensino de Matemática
voltada o para a aplicação no trabalho, minimizando o valor científico da disciplina.
       Nos últimos anos acentuou-se, visivelmente, a atuação do governo federal no
âmbito das prescrições curriculares em todos os níveis de ensino que passou a assumir,
inclusive, competências que vinham sendo historicamente exercidas no âmbito dos
governos estaduais, tais como a produção de materiais de orientação curricular para o
ensino fundamental e médio.
       No final da década de 1990, atenção da Secretaria da Educação voltou-se para a
compra de material didático (jogos e livros) e para a formação de professores mediante a
educação à distância, investindo na aquisição de antenas parabólicas e equipamentos
necessários a esse tipo de formação.
       A promulgação da Lei Federal nº 9.394/96 - Lei de Diretrizes e Bases da Educação
Nacional e da Legislação Complementar trouxe a necessidade de reelaborarão dos
currículos dos cursos formais, desde a educação infantil até o nível universitário. Como
resultado pode-se observar que ocorreu uma aproximação aos princípios norteadores dos
currículos referidos, propiciando ainda uma socialização da terminologia específica e
melhoria da comunicação intra-grupal.


           f) Proposta Curricular da primeira década de 2000.


                                                                                        42
Segundo PORTANOVA (2007), os grandes temas a serem trabalhados nas três
séries do ensino médio são: Geometria, Álgebra e Análise de Dados.
       Inicialmente, fazemos uma análise de como esses temas são abordados nos
Parâmetros Curriculares Nacionais (1999) e nos chamados PCN+ (2002). A partir dos
tópicos apresentados nos referidos documentos, estabelecemos critérios para a elaboração
de uma proposta de abordagem dos referidos temas.
       Para estabelecer esses critérios, relativamente à Geometria, promovemos um breve
estudo teórico sobre cada item que consideramos importante para ser trabalhado no ensino
médio: geometria euclidiana, geometrias não-euclidianas e dimensionalidade, localizando-
os na História da Matemática, a fim de verificar a sua importância para o desenvolvimento
de conhecimentos, habilidades e competências através do ensino de Matemática.
       Analisando os PCN+, BRASIL (2002, p.111), relativos ao ensino médio,
considerado como etapa final da escolaridade básica, verifica-se que:
                       “[...] a Matemática deve ser compreendida como uma parcela do
                       conhecimento humano essencial para a formação de todos os
                       jovens, que contribui para a construção de uma visão de mundo,
                       para ler e interpretar a realidade e para desenvolver capacidades
                       que deles serão exigidas ao longo de sua vida social e
                       profissional”.


       Inserir diferentes geometrias nos currículos é, antes de tudo, trabalhar com estilos
de raciocínios que desenvolvem variadas formas de pensar, o que dá mobilidade ao
pensamento do homem, qualidade essencial para o sujeito do século XXI.
       Segundo PORTNOVA (2007), a Álgebra pode-se entender como a generalização da
aritmética. Pode-se, ainda, encará-la como um meio eficaz na resolução de problemas. No
entanto, é no desenvolvimento e análise de relações e na compreensão das estruturas
matemáticas que a álgebra assume, hoje, um papel de destaque no estudo das matemáticas,
nos diferentes graus de ensino, em especial, no ensino médio. Isso fica mais evidente, se


                                                                                        43
considerarmos que a sociedade de hoje e, principalmente a do futuro onde viverão nossos
alunos, passa por um período de intensa matematização. É necessário que a álgebra seja
compreendida de forma ampla, pois fornece recursos para analisar e descrever relações em
vários contextos, matemáticos e não matemáticos. Pretendemos destacar a importância de
uma metodologia de ensino da álgebra que permita ao aluno construir significados, lidando
com diferentes contextualizações.
       Também consideramos que a abordagem no contexto geométrico para questões
algébricas possibilita expressivamente que se estabeleçam conexões em vários tópicos da
Matemática, não por desconsiderarmos a importância de outras significações, inclusive
não-matemáticas, pois é possível lermos e interpretarmos argumentos matemáticos
valendo-nos do raciocínio geométrico.
       A Álgebra, no ensino médio, segundo os PCN+, é um dos eixos estruturadores do
ensino da Matemática, sendo desenvolvida concomitantemente com a Geometria e a
Análise de Dados.
       A Análise de Dados foi dividida em três grandes temas: Combinatória, Estatística e
Probabilidade. Analisamos através de um estudo das Orientações Educacionais
Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCN+), a
forma como esses assuntos são abordados, se são viáveis e se têm condições de serem
aplicados nas escolas. Buscamos, ainda, descrever a melhor maneira para o
desenvolvimento desses temas, tendo um olhar especial para tecnologias como a
calculadora e o computador, buscando qual a melhor forma pela qual elas podem ser
inseridas na sala de aula para contribuírem com o seu desenvolvimento. O contexto
histórico, a estrutura e a forma dada a cada um dos temas é o ponto de partida para
entendê-los e, também, uma forma de verificar o que eles têm para contribuir com o
desenvolvimento do pensamento matemático e do raciocínio lógico trabalhado nas escolas.
       Não conseguimos vislumbrar nenhuma desvantagem em abordar no Ensino Médio,
o ensino da Estatística e da Probabilidade, pois nossa preocupação é com a formação de
alunos críticos, reflexivos e capazes de avaliar a consistência das informações que recebem


                                                                                        44
tanto na escola como na sociedade, através da mídia e, para isso, o tema Análise de Dados
é um conteúdo formador valioso.
       Conclui-se que abordando os referidos temas, de uma forma integrada e
contextualizada, nas três séries do ensino médio, os alunos poderão completar a educação
básica, tendo desenvolvido as competências esperadas para um cidadão capaz de viver
neste novo século.




4. ANÁLISE METODOLÓGICA DO ENSINO DE
TRIGONOMETRIA

   a) Metodologia de História da Matemática
       Antes de começar a análise metodológica, nos vem uma questão em mente: como as
informações geradas pela história da matemática podem ser utilizadas no ensino de
matemática?
       Mendes nos diz que a investigação em história da matemática atualmente pode ser
considerada uma alternativa metodológica para o ensino de matemática escolar e baseia-se
em pressupostos que defendem o uso dessas informações através de atividades de


                                                                                      45
aprendizagem para o aluno. Assim, podemos buscar na história fatos, descobertas e
revoluções que nos mostrem a criatividade do homem quando se dispõe a elaborar e
disseminar a ciência matemática no seu meio sócio-cultural.
       Mendes ainda diz que o aluno tem mais condições de construir a matemática como
um conjunto de idéias que são não somente inter-relacionadas, mas também relacionadas a
outros aspectos da conjuntura que as deu origem. Assim, será facilitada tanto a sua
compreensão da própria matemática quanto as suas aplicações.
       De acordo com um estudo realizado por MENDES & FOSSA (1996), citado por
MENDES, procurando verificar as concepções, atitudes e experiências dos professores de
Matemática com relação ao uso da história em sala de aula, pode ser detectada que os
professores investigados apontam para a necessidade de um aprofundamento acerca do
conteúdo histórico de alguns tópicos matemáticos como a trigonometria, justificando ser
possível e necessária a utilização do mesmo durante as suas atividades de ensino. Desse
modo buscamos desenvolver um estudo que procurasse apresentar a eles um
aprofundamento teórico acerca do conteúdo histórico de trigonometria para que se torne
possível utilizá-lo como alternativa de aprendizagem de conceitos trigonométricos básicos
no ensino secundário.
       Bem, agora falando um pouco sobre as relações metodológicas na história do
ensino de matemática, podemos dizer que a busca de estabelecer possíveis relações
metodológicas entre a história da matemática e o ensino desta disciplina, tem se
apresentado cada vez mais presente em vários estudos realizados atualmente por um
número cada vez crescente de educadores matemáticos.
       Segundo MENDES, com relação ao uso da história como recurso de ensino de
matemática, há na literatura referente a esse tema, um estudo exaustivo, realizado por
MIGUEL (1993), ele caracteriza diversas fontes de utilização na história da matemática,
dentre as quais destacamos a de motivação da aprendizagem, a de seleção de objetivos de
ensino, a de recreação através de atividades lúdicas e heurísticas, a de desmistificação, para
mostrar a matemática acessível às atividades educativas do homem; a de formalização de


                                                                                           46
conceitos, a de dialética, a de unificação de vários campos da matemática, a de
conscientização epistemológica e de significação, a de cultura e a de epistemologia. Além
disso, seu trabalho culmina com a apresentação de um estudo histórico-pedagógico-
temático voltado para o ensino-aprendizagem dos números irracionais, material este
bastante útil para o trabalho dos professores que atuam no ensino secundário.
       O ensino de matemática baseado em atividades pressupõe a aprendizagem como
uma construção constante das noções matemáticas a partir da experimentação, discussão
posterior dos resultados obtidos e elaboração final dos conceitos em construção. Cabe,
porém, ao professor preocupar-se com a elaboração das atividades e com as orientações
dadas aos estudantes durante a realização das mesmas, pois isso poderá ser decisivo no
processo de aprendizagem. Essa abordagem de ensino prevê a experiência direta do
aprendiz, com situações reais vivenciadas onde a abordagem instrucional é centrada no
aluno e em seus interesses espontâneos.
       Assim, MENDES encerra, dizendo que para que se efetive um ensino-
aprendizagem significativo, é proposto uso da história através de atividades centradas na
aprendizagem por descoberta, pois o material histórico servirá de referencial para a
elaboração e testagem das atividades de ensino de trigonometria. Essa forma de abordagem
de ensino pressupõe uma colaboração mútua entre professor e alunos durante o ato de
construção do saber, pois a característica essencial desse modo de encaminhar as atividades
de ensino está no fato de que os tópicos a serem aprendidos estão por ser (re)descobertos
pelo próprio aluno durante o processo de busca que é conduzido pelo professor até que ele
seja incorporado à estrutura cognitiva do aprendiz. Além disso, esse modo de atividade
conduz o aprendiz através de experiências semelhantes às etapas vivenciadas pelos
matemáticos do passado e por isso o material histórico torna-se imprescindível para o
desenvolvimento desse tipo de ação docente.
       Uma atividade que pode ser sugerida diz respeito à medição de altura de objetos
sem a utilização de sombras, cujos objetivos são; relacionar ângulos e lados de dois ou




                                                                                        47
mais triângulos retângulos semelhante, visando determinar a razão entre os lados desses
triângulos através dos processos de medição desses objetos.
Essa atividade suscita fatos históricos ligados às experiências de Tales e ao conhecimento
sobre a construção de tábuas trigonométricas realizadas na antigüidade, através da
determinação da tangente de um ângulo agudo.




   b) Uma proposta alternativa para o ensino e aprendizagem de trigonometria


           (i)    Principais aspectos da teoria de David Ausubel


       Segundo BRIGUENTI (1998), Ausubel define aprendizagem como organização e
integração do novo conhecimento com conceitos já existentes na estrutura cognitiva do
aprendiz e a estrutura cognitiva é entendida como um corpo de conhecimento estabelecido,
organizado e adquirido de forma cumulativa, e sempre ancorado em conhecimentos já
existentes, a qual é chamada de aprendizagem significativa.




                                                                                       48
A aprendizagem significa é ponto alto da teoria de Ausubel, pois para ele esse tipo
de aprendizagem só ocorre se, alem de se ter proporcionado ao aluno a conexão entre o eu
ele já sabe e o novo conhecimento, o conteúdo lhe for significativo, originando uma
curiosidade em aprender.
       Também temos o conceito de diferenciação progressiva, que é o de se oferecer aos
alunos as idéias mais gerais em primeiro lugar, para depois detalhá-las. Já outro conceito
defendido por Ausubel para facilitar a aprendizagem do conteúdo é o conceito de
reconciliação integrativa que envolve uma aprendizagem superordenada ou combinatória,
pois engloba varias ideais, integrando o novo conhecimento aos outros já existentes.




           (ii)   A nova proposta
       BRIGUENTI (1998) diz que as praticas de ensino vem sendo realizadas em nossas
escolas na concepção segundo a qual se acredita ser suficiente apresentar aos alunos os
conceitos já sistematizados.
       Nessa concepção, os alunos são meros espectadores e o professor como aquele
indicado para apresentar as definições e regras já sistematizadas. Assim, segundo
BRIGUENTI (1998), não é dada ao aluno a oportunidade de ser co-produtor do seu
conhecimento.
       Dessa forma podemos considerar que o aluno deve participar da construção do
conhecimento, ou seja, que a aquisição do saber historicamente acumulado adquirido na
escola só se dá quando o aluno é objeto e também sujeito da educação, o que nos leva a
considerar a sala de aula um espaço importante para a formação do aluno.
       Ao elaborar atividades de ensino de trigonometria diferenciadas, BRIGUENTI
(1998), apoiou-se no conceito de aprendizagem significativa de AUSUBEL (1968), onde
estas forneçam momentos através de reflexões e de discussões das idéias pertinentes ao
problema proposto, do desenvolvimento da criatividade e do pensamento hipotético ao
elaborar hipóteses na tentativa de encontrar a solução do problema, e ainda promover a


                                                                                       49
interação social entre os alunos e o bom relacionamento entre professor e alunos. Então, as
atividades oferecem modos de ações para ajudar o aluno a construir os conceitos estudos,
possibilitando a aprendizagem significativa dos conceitos, favorecendo e estimulando o
pensamento reflexivo.
       Durante o desenvolvimento da atividade, segundo BRIGUENTI (1998), procura-se
estabelecer conceitos relevantes e inclusivos que o aluno já possui, apoiando-se na
estrutura cognitiva do aluno.
       Então, a dinâmica utilizada influi nos aspectos afetivos e lúdicos, considerando que
a maneira de trabalhar motiva fortemente o aluno ao possibilitar que este manipule
materiais concretos.
       Bem, agora vamos passar à idéia da hierarquização dos conceitos, onde em
matemática alguns conceitos relevantes, pois serve de ancora desde os primeiros contatos
com o assunto, o que é o caso de semelhança de triângulos, segundo BRIGUENTI (1998).
       Aqui podemos chegar à conclusão que os livros didáticos apresentam os conteúdos
em trigonometria numa ordem que não proporciona hierarquização dos conceitos e nem
aprendizagem significativa.
       Outro fator importante a ser considerado são as condições para a aprendizagem
significativa, ou seja, que segundo AUSUBEL (1968), o conteúdo a ser aprendido deve ser
significativo para o aluno, originando as condições que desperte no aluno a curiosidade e
uma pré-disposição para aprender.
       Assim, BRIGUENTI (1998), diz que antes de iniciar-se a apresentação de um novo
conceito na aula de matemática, o professor deveria utilizar-se de filmes envolvendo os
conceitos a ser iniciado, o que pode motivar os alunos para a aquisição de novo
conhecimento.
       A seguir um mapa conceitual, mostrando relações entre ensino de trigonometria
tradicional e a nova proposta de ensino diferenciada:




                       ENSINO DE TRIGONOMETRIA
                                                                                        50
LIVROS DIDÁTICOS




            DEFINIÇÕES E FÓRMULAS




PROPOSTA SUGERIDA:
POSSIBILITA AÇÕES METODOLÓGICAS DIFERENCIADAS POR MATERIAL
CONCRETO.




NOVO CONHECIMENTO ANCORADO EM CONCEITOS BÁSICOS E
RELEVANTES.




          O ALUNO TRABALHARÁ APENAS NA 1a VOLTA, COM OS
          VALORES DOS PRIMEIROS ARCOS EM TODOS OS QUADRANTES.




          ALUNOS CONSTROEM CONCEITOS DAS RAZÕES
          TRIGONOMÉTRICAS NO TRIANGULO RETÂNGULO, POR AÇÕES
          CONCRETAS.



          GENERALIZANDO OS PRINCIPAIS CONCEITOS
          TRIGONOMÉTRICOS, PODE-SE APRESENTAR FUNÇÕES
          TRIGONOMETRICAS UTILIZANDO –SE PROGRAS
          COMPUTACIONAIS.
                                                        51
(iii)   Aprendizagem receptiva x aprendizagem por descoberta


       Segundo BRIGUENTI (1998), a grande preocupação de Ausubel era que a
aprendizagem do novo conhecimento esteja relacionada com os conceitos estabelecidos na
estrutura cognitiva do aluno, portanto que esta aprendizagem seja feita através da
descoberta do conceito. Para ele a aprendizagem significativa de um conceito pode se der
através de uma aula expositiva, pois a principal condição para acontecer à aprendizagem
não está na descoberta das propriedades de um conceito, mas na interação entre o novo
conceito e os já conhecidos pelos alunos.
       Segue um mapa conceitual das aprendizagens:




                                 PROPOSTA SUGERIDA



                           APRENDIZAGENS DOS ALUNOS



MANIPULAÇÃO DE
                                   RETOMADA DOS               DESENVOLVIMENTO
MATERIAIS
                                   CONCEITOS                  DO RACIOCÍNIO
CONCRETOS



                                                                                     52
INDÍCIOS DE DESENV. DE
APRENDIZAGEM                                                     AUTONOMIA
SIGNIFICATIVA DOS
CONCEITOS




           (iv)    Relação entre teoria de Ausubel e atividades
       Neste item, segundo BRIGUENTI (1998), vamos apresentar o relacionamento entre
as ações propostas nas atividades com a teoria de AUSUBEL (1968).
       Antes de entrarmos nas atividades, vale ressaltar BRIGUENTI (1998), que não se
trata de oferecer aos professores de Matemática “fórmulas mágicas” ou “receitas” para o
desenvolvimento dos conceitos trigonométricos, com a intenção de substituir os livros
didáticos, mas sim de sugerir ações que poderão ajudar o aluno na construção dos
conceitos trigonométricos.
       Segue abaixo a analise das dezesseis atividades, retirados de BRIGUENTI (1998).


       ATIVIDADE I: MEDINDO ALTURAS
       Esta atividade envolve dois conceitos relevantes – semelhança de triângulos e
proporcionalidade – que tem por objetivo que os alunos determinem alturas de árvores, de
pilares, etc., utilizando-se de dois procedimentos diferentes.
        Como já citado anteriormente, recomenda-se que o professor deveria recorrer a
fatos históricos que se relacionam com os conceitos matemáticos abordados nessa
atividade (semelhança de triângulos).
       Apoiado e um conceito fundamental – medida - acabam esclarecendo para os
alunos como foi que Thales de Mileto determinou a altura da pirâmide mais alta do mundo,
Queops, sem escalá-la. Aqui, para reforçar o desenvolvimento da atividade, poderá ser
exibido o filme “Teorema de Thales de Mileto”, da TV Escola, produzido pela
Coordenadoria de Ensino e Normas Pedagógicas (CENP), encontrado nas Delegacias de
Ensino que retrata Thales de Mileto (600 a.C.) determinou a altura dessa pirâmide.


                                                                                     53
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Ensino trigonometria método

  • 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CENTRO DE EDUCAÇÃO E CIÊNCIAS HUMANAS DEPARTAMENTO DE METODOLOGIA DE ENSINO ENSINO DE TRIGONOMETRIA: UM ENFOQUE METODOLÓGICO Disciplina: METODOLOGIA DO ENSINO DE MATEMÁTICA Docente: Profa. Dra. Maria do Carmo de Sousa Alunos: Ailton Barcelos da Costa Fábio Domingues Gabriel Lopes da Rocha Marcelo Aguiar Dias 1
  • 2. AILTON BARCELOS DA COSTA FÁBIO DOMINGUES GABRIEL LOPES DA ROCHA MARCELO AGUIAR DIAS ENSINO DE TRIGONOMETRIA: UM ENFOQUE METODOLÓGICO SÃO CARLOS 2007 2
  • 5. 1. EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA TRIGONOMETRIA A origem da trigonometria é incerta. Entretanto, pode-se dizer que o início do desenvolvimento da trigonometria se deu principalmente devido aos problemas gerados pela Astronomia, Agrimensura e Navegações, por volta do século IV ou V a.C., com os egípcios e babilônios. É possível encontrar problemas envolvendo a cotangente no Papiro Rhind e também uma notável tábua de secantes na tábua cuneiforme babilônica Plimpton 322. Para considerar a gênese, devemos discutir qual o significado que daremos ao termo Trigonometria. Se o tomarmos como a ciência analítica estudada atualmente, teremos a origem no século XVII, após o desenvolvimento do simbolismo algébrico. Mas, se o considerarmos para significar a geometria acoplada à Astronomia, as origens remontarão aos trabalhos de Hiparco, no século II a.C., embora existam traços anteriores de seu uso. Se o considerarmos, ainda, para significar literalmente medidas do triângulo, a origem será no segundo ou terceiro milênio antes de Cristo. De acordo com EVES (1997), temos que: “ Um certo número de papiros egípcios de algum modo resistiu ao desgaste do tempo por mais de três milênios e meio. O mais extenso dos de natureza matemática é um rolo de papiro com cerca de 0,30 m de altura e 5 m de comprimento, que está agora no British Museum, exceto uns poucos fragmentos que estão no Brooklin Museum. Foi comprado em 1858 numa cidade à beira do Nilo, por um antiquário escocês, Henry Rhind, que lhe emprestou o nome. Às vezes, é chamado Papiro Ahmes em honra ao escriba que o copiou por volta de 1650 a.C. O escriba conta que o material provém de um protótipo do Reino do Meio, de cerca de 2000 a 1800 a.C., e é possível que parte desse conhecimento tenha 5
  • 6. provindo de Imhotep, o quase lendário arquiteto e médico do Faraó Zoser, que superintendeu a construção de sua pirâmide há cerca de 5000 anos. De qualquer modo, a matemática egípcia parece ter ficado estagnada por cerca de 2000 anos, após um início bastante auspicioso. Talvez a mais notável das tabulas matemáticas babilônias já analisadas. O nome indica tratar-se da tabula da coleção G.A. Plimpton da universidade de Colúmbia, catalogada sob o número 322. A tabula foi escrita no período Babilônico Antigo - aproximadamente entre 1900 e 1600 a.C. - e os primeiros a descrever seu conteúdo foram Neugebauer e Sacs em 1945". Então, podemos dizer que os primeiros indícios de rudimentos de trigonometria surgiram tanto no Egito quanto na Babilônia, a partir do cálculo de razões entre números e entre lados de triângulos semelhantes. No Egito, isto pode ser observado no Papiro Ahmes, conhecido como Papiro Rhind, que data de aproximadamente 1650 a.C., e contém 84 problemas, dos quais quatro fazem menção ao seqt de um ângulo. Ahmes não foi claro ao expressar o significado desta palavra mas, pelo contexto, pensa-se que o seqt de uma pirâmide regular seja equivalente, hoje, à cotangente de um ângulo. Na construção das pirâmides era essencial manter uma inclinação constante das faces, o que levou os egípcios a introduzirem o conceito de seqt, que representava a razão entre afastamento horizontal e elevação vertical. Além da utilização da trigonometria nas medições das pirâmides, apareceu no Egito (1500 a.C. aproximadamente) a idéia de associar sombras projetadas por uma vara vertical a seqüências numéricas, relacionando seus comprimentos com horas do dia (relógios de sol). 6
  • 7. Poderíamos dizer então que essas idéias estavam anunciando a chegada, séculos depois, das funções tangente e cotangente. Os predecessores da tangente e da cotangente, no entanto, surgiram de modestas necessidades de medição de alturas e distâncias. Como já mencionamos, os primeiros vestígios de trigonometria surgiram não só no Egito, mas também na Babilônia. Os babilônios tinham grande interesse pela Astronomia, tanto por razões religiosas, quanto pelas conexões com o calendário e as épocas de plantio. É impossível o estudo das fases da Lua, os pontos cardeais e as estações do ano sem usar triângulos, um sistema de unidades de medidas e uma escala. Os babilônios foram excelentes astrônomos e influenciaram os povos posteriores. Eles construíram no século 28 a.C., durante o reinado de Sargon, um calendário astrológico e elaboraram, a partir do ano 747 a.C, uma tábua de eclipses lunares. Este calendário e estas tábuas chegaram até os nossos dias (Smith, 1958). Papiro Rhind, Museu de Londres. Uma trigonometria primitiva foi encontrada no Oriente. Na China, no reinado de Chóu-pei Suan-king, aproximadamente 1110 a.C., os triângulos retângulos eram freqüentemente usados para medir distâncias, comprimentos e profundidades. Existem evidências tanto do conhecimento das relações trigonométricas quanto do conceito de 7
  • 8. ângulo e a forma de medi-lo mas, infelizmente não temos registro de como eram feitas as medições e quais as unidades de medida usadas. Na literatura chinesa, segundo COSTA, encontramos uma certa passagem que podemos traduzir por: "O conhecimento vem da sombra, e a sombra vem do gnômon", o que mostra que a trigonometria plana primitiva já era conhecida na China no segundo milênio a.C Também na China, em 152 a. C., há indícios que Chuan Tsanom sistematizou todo o conhecimento matemático conhecido na coleção "A Matemática em Nove Livros", a qual foi modificada mais tarde no século I d. C. por Lin Sing, onde já se usava o π = 3,1547, obtido de maneira semelhante a que Arquimedes (287 – 212 a. C.) conseguiu na Grécia. Ainda na China Antiga, no século III d. C, Lin Hui, fazia aplicações do teorema de Pitágoras. A primeira amostra documentada de contribuição grega para o estudo da trigonometria apareceu por volta de 180 a.C. quando Hipsícles, influenciado pela cultura babilônica, dividiu o zodíaco em 360 partes. Essa idéia foi posteriormente generalizada por Hiparco para qualquer círculo (Eves, 1995). O astrônomo Hiparco de Nicéia, por volta de 180 a 125 a.C., ganhou o direito de ser chamado "o pai da Trigonometria", pois na segunda metade do século II a.C., fez um tratado em doze livros em que se ocupou da construção do que deve ter sido a primeira tabela trigonométrica, incluindo uma tábua de cordas. Evidentemente, Hiparco fez esses cálculos para usá-los em seus estudos de Astronomia. Hiparco foi uma figura de transição entre a astronomia babilônica e a obra de Ptolomeu. As principais contribuições à Astronomia, atribuídas a Hiparco se constituíram na organização de dados empíricos derivados dos babilônios, bem como na elaboração de um catálogo estrelar, melhoramentos em constantes astronômicas importantes - duração do mês e do ano, o tamanho da Lua, o ângulo de inclinação da eclíptica - e, finalmente, a descoberta da precessão dos equinócios. 8
  • 9. Assim, podemos dizer que na Grécia, durante os dois séculos e meio compreendidos entre Hipócrates e Eratóstenes, a trigonometria esteve engatinhando, o que nos leva a concordar com a afirmativa de BOYER (1974, p. 118): "De Hipócrates a Eratóstenes os gregos estudaram as relações entre retas e círculos e as aplicaram na Astronomia, mas disso não resultou uma trigonometria sistemática". A "Trigonometria" era então baseada no estudo da relação entre um arco arbitrário e sua corda. Hiparco escreve a respeito do cálculo de comprimentos das cordas. Apesar da corda de um arco não ser o seno, uma vez conhecido o valor do seu comprimento, pode-se calcular o seno da metade do arco, pois a metade do comprimento da corda dividido pelo comprimento do raio do círculo é justamente esse valor, ou seja, para um círculo de raio x unitário, o comprimento da corda subtendida por um ângulo x é 2 sen . 2 A palavra cosseno surgiu somente no século XVII, como sendo o seno do complemento de um ângulo. Os conceitos de seno e cosseno foram originados pelos problemas relativos à Astronomia, enquanto que o conceito de tangente, ao que parece, surgiu da necessidade de calcular alturas e distâncias. Outro matemático grego, Menelau de Alexandria, por volta de 100 d.C., produziu um tratado sobre cordas num círculo, em seis livros, porém vários deles se perderam. Felizmente o seu tratado Sphaerica , em três livros, se preservou numa versão árabe e é o trabalho mais antigo conhecido sobre trigonometria esférica. Entretanto, a mais influente e significativa obra trigonométrica da Antigüidade foi a Syntaxis mathematica, obra escrita por Ptolomeu de Alexandria que contém 13 livros. Este tratado é famoso por sua compacidade e elegância, e para distinguí-lo de outros foi associado a ele o superlativo magiste ou "o maior". Mais tarde na Arábia o chamaram de Almajesto, e a partir de então a obra é conhecida por esse nome. 9
  • 10. Mostrando a mesma influência babilônica apresentada por Hiparco, Ptolomeu 377 dividiu a circunferência em 360 partes e o diâmetro em 120 partes. Usou 120 como aproximação para o número π. Embora não fizesse uso dos termos seno e cosseno, mas das cordas, utilizou o que pode ser considerado o prenúncio da conhecida relação fundamenta (sen x)2 + (cos x)2 = 1. Semelhantemente, em termos de cordas, Ptolomeu conhecia as propriedades de seno e cosseno. De posse do equivalente dessas fórmulas, Ptolomeu construiu uma tabela de cordas de uma circunferência, para ângulos que variam de meio em meio grau, entre 0º e 180º. Calculou comprimentos de cordas, inscrevendo polígonos regulares de 3, 4, 5, 6 e 10 lados num círculo. Isso lhe possibilitou encontrar a corda subtendida por ângulos de 36º, 60º, 72º, 90º e 120º. Descobriu então, um método para encontrar a corda subtendida pela metade do arco de uma corda conhecida. Esse fato que, em nossa simbologia, é o mesmo que sen α = 1 − cos α /( 2 ), juntamente com interpolação, permitiu-lhe calcular cordas com um 2 bom grau de precisão. Posteriormente, surgiu a necessidade de uma nova unidade de medida para os ângulos. Foi quando surgiu o radiano, denominado radian, pois os estudiosos discutiam uma "expressão" do ângulo em termos de π, que primeiramente foi chamada " π - medida", "circular" ou "medida arcual". Nenhum autor explica por que fizeram uso dessa unidade, mas o seu uso simplificou várias fórmulas matemáticas e físicas. Durante seis séculos, O Almajesto, representou a mais importante fonte de consulta para os astrônomos de todo o mundo. Porém no século VIII é que os cientistas voltariam a sua atenção para as obras trigonométricas de um povo, que sempre surpreendera o mundo com sua Matemática original e criativa, os Hindus. Sobre a trigonometria na Índia, entre os séculos VIII – VII a. C, onde temos dois mais antigos monumentos da cultura matemática dos hindus, os livros religiosos Sutras e 10
  • 11. Vedas, escritos em Sânscrito. Neles encontramos, de acordo com RIBNIKOV (1987), construções geométricas que constituem parte importante da parte dos rituais na construção de obras para o culto, como templos e altares. Neles podemos encontrar os primeiros métodos da quadratura de círculos e aplicações do teorema de Pitágoras. Assim, no século IV da nossa era, a Europa Ocidental entrou em crise com as invasões dos bárbaros germânicos e com a queda do Império Romano. O centro da cultura começou a se deslocar para a Índia, que revolucionou a trigonometria com um conjunto de textos denominados Siddhanta, que significa sistemas de Astronomia. O que chegou até nós foi o Surya Siddhanta, que quer dizer Sistemas do Sol e é um texto épico, de aproximadamente 400 d.C, escrito em versos e em sânscrito. Os hindus diziam que o autor do texto foi Surya, o deus do Sol. Esta obra contém poucas explicações e nenhuma prova pois, afinal, tendo sido escrita por um Deus, seria muita pretensão exigir provas. (Boyer, 1974). A importância do Surya, para nós, é que ele abriu novas perspectivas para a Trigonometria por não seguir o mesmo caminho de Ptolomeu, que relacionava as cordas de um círculo com os ângulos centrais correspondentes. Nas aplicações da .função. corda, na Astronomia, era necessário dobrar o arco antes de usá-lo na tábua de cordas. Naturalmente, era mais conveniente ter uma tábua na qual o próprio arco fosse a variável independente. No Surya, a relação usada era entre a metade da corda e a metade do ângulo central correspondente, chamada por eles de jiva. Isto possibilitou a visão de um triângulo retângulo na circunferência. Por volta de 500 d.C., o matemático hindu Aryabhata já calculava semi cordas e usava também o sistema decimal, desenvolvido aproximadamente em 600 d.C. Ao surgirem, os numerais hindus continham nove símbolos e não havia símbolo para o zero. Quando os hindus introduziram os conceitos de semi corda e de seno, demonstraram algumas identidades, e encontramos em Varahamihira, no ano 505 d.C., o equivalente verbal de (sen x)2 + (cos x)2 = 1. 11
  • 12. O primeiro aparecimento real do seno de um ângulo se deu no trabalho dos hindus. Aryabhata, por volta do ano 500, elaborou tabelas envolvendo metade de cordas que agora realmente são tabelas de senos e usou jiva no lugar de seno. Esta mesma tabela foi reproduzida no trabalho de Brahmagupta, em 628, e um método detalhado para construir uma tabela de senos para qualquer ângulo foi dado por Bhaskara em 1150. Durante algum tempo os matemáticos árabes oscilaram entre o Almajesto e a Trigonometria de jiva - de origem hindu - o conflito chegou ao final quando, entre 850 e 929, o matemático árabe al-Battani adotou a Trigonometria hindu, introduzindo uma preciosa inovação - o círculo de raio unitário - surgiu o nome da função seno. Após os hindus, foram os árabes e os persas a dar sua contribuição à trigonometria. O Império Muçulmano ou Árabe, além da expansão econômica, viveu extraordinário avanço nos diversos campos das artes e da ciência do fim do século VIII até o século XI, com destaque ao século IX. A expansão do saber muçulmano deveu-se, sobretudo, à difusão da língua árabe, que substituiu o grego na condição de língua internacional. O emprego do árabe permitiu a fixação e a preservação de obras antigas, que foram traduzidas e assim difundidas entre os intelectuais muçulmanos. Podemos dizer que a influência árabe começou com a fundação da Escola de Bagdad, no século IX, e um dos seus maiores expoentes foi o príncipe da Síria Mohamed- ben-Geber, conhecido como AL Battani (aproximadamente 850 a 929 d.C.), ou Albategnius, nas traduções latinas, chamado o Ptolomeu de Bagdad. Os estudos de AL Battani ficaram entre o Almagesto e Siddhanta e foi por sua influência que a trigonometria hindu foi adotada pelos árabes, principalmente a partir de sua genial idéia de introduzir o círculo de raio unitário e com isso demonstrar que a razão jiva é válida para qualquer triângulo retângulo, independentemente do valor da medida da hipotenusa. Depois de Al-Battani, digno de nota entre os matemáticos árabes foi Abu'l Wafa que, em 980, iniciou uma organização, uma sistematização de provas e teoremas de trigonometria. 12
  • 13. Os árabes trabalharam com senos e cossenos e, em 980, Abu'l Wafa sabia que sen2x = senx. Cosx, embora isso pudesse facilmente ter sido deduzido pela fórmula de Ptolomeu sem(x+y)=senx.cosy+seny.cosx, fazendo x = y. De acordo com STRUIK (1992), quando a Escola de Bagdad entrou em declínio, o centro das atividades intelectuais deslocou-se para o sul da Europa, na Península Ibérica, e com ele o estudo da trigonometria, particularmente nos triângulos esféricos necessários aos estudos astronômicos. A cidade de Toledo tornou-se o mais importante centro da cultura, a partir de 1085, quando foi libertada pelos cristãos do domínio mouro. Isto ocorreu porque para ela afluíram os estudiosos ocidentais, visando a adquirir o saber muçulmano. O século XII na História da Matemática foi, então, um século de tradutores dos quais citamos Platão de Tivoli, Gerardo de Cremona, Adelardo de Bath e Robert de Chester . Com isso, a Europa teve acesso à matemática árabe e à herança grega que havia sido conservada, na medida do possível, por eles. A palavra hindu jiva - meia corda, dada ao seno foi traduzida para o árabe que chamou o seno de jiba, uma palavra que tem o mesmo som que jiva. Daí, jiba se tornou jaib nos escritos árabes. A palavra árabe adequada que deveria ter sido traduzida seria jiba, que significa a corda de um arco, em vez de jaib, pois foi o estudo das cordas de arcos numa circunferência que originou o seno. O nome seno vem do latim sinus que significa seio, volta, curva, cavidade. Muitas pessoas acreditam que este nome se deve ao fato de o gráfico da função correspondente ser bastante sinuoso. Mas, na verdade, sinus é a tradução latina da palavra árabe jaib, que significa dobra, bolso ou prega de uma vestimenta que não tem nada a ver com o conceito matemático de seno. Trata-se de uma tradução defeituosa que dura até hoje. Quando os autores europeus traduziram as palavras matemáticas árabes em latim, eles traduziram jaib na palavra sinus. Em particular, o uso de Fibonacci do termo sinus rectus arcus rapidamente encorajou o uso universal de seno. Uma justificativa para esse erro de tradução seria o fato de que em árabe, como em hebraico, é freqüente escrever-se apenas as consoantes das palavras, cabendo ao leitor a 13
  • 14. colocação das vogais. Além de jiba e jaib terem as mesmas consoantes, a primeira dessas palavras era pouco comum, pois tinha sido trazida da Índia e pertencia ao idioma sânscrito. Diversos dos astrônomos árabes se deslocaram para a Espanha para trabalhar e passaram a difundir o saber. Os mais importantes escritores foram os astrônomos Ibrâhîm ibn Yahyâ al Naqqâsh, (conhecido como Abû Ishâq ou Ibn al-Zarqâla ou, nas traduções latinas como Arzachel, e que viveu em Córdoba) autor de um conjunto de tábuas trigonométricas em 1050, e Jabir ibn Aflah (conhecido como Jeber ibn Aphla, tendo vivido em Sevilha), cujos estudos astronômicos de 1145 se mostraram tão interessantes que, séculos mais tarde (1543), foram publicados em Nuremberg. O matemático europeu mais habilidoso do século XIII foi Fibonacci (1170-1250). Ele estudou no norte da África e depois viajou pelo Oriente como mercador, com isso sofreu grande influência dos árabes. Sua obra .Practica Geometriae., de 1220, é uma aplicação da trigonometria árabe na Agrimensura. O rei Alfonso X de Castela ordenou, no ano 1250, a estudiosos (cristãos, mouros e judeus) de Toledo que traduzissem os livros de Astronomia e modernizassem as tábuas trigonométricas árabes. Em 1254 foram concluídas as Tábuas Afonsinas, que junto com Os Libros del Saber de Astronomia foram considerados de grande valia. Na Europa do século XIV alguns importantes passos foram dados para o desenvolvimento da Matemática. Pela primeira vez, as noções de quantidades variáveis e de função são expressas e, tanto na Escola de Filosofia Natural do Merton College de Oxford quanto na Escola de Paris, chega-se à conclusão de que a Matemática é o principal instrumento para o estudo dos fenômenos naturais. Com o início do estudo da velocidade instantânea ou pontual e a atenção especial dada ao movimento, tornou-se necessário desenvolver um suporte matemático. Paralelamente ao desenvolvimento da trigonometria, que já vinha ocorrendo na Europa desde o século XI com a retomada do conhecimento árabe, ocorreu o desenvolvimento das funções. Neste campo surgiu Nicole Oresme (1323 – 1382) com seu 14
  • 15. Treatise on theconfiguration of Qualities and Motions., no qual introduziu a representação gráfica que explicita a noção de funcionalidade entre variáveis (no caso velocidade por tempo). Seu trabalho influenciou Galileu (1564-1642) e Descartes (1596-1650) nos séculos XVI e XVII. Com os estudos de Oresme, começou a se consolidar o conceito de função. No século XIV, Purbach, na Inglaterra, retomou a obra de Ptolomeu e computou uma nova tábua de senos, muito difundida entre os estudiosos europeus. Purbach foi o mestre de Regiomontanus (1436-1475), um dos maiores matemáticos do século XV, cujo trabalho teve grande importância, estabelecendo a Trigonometria como uma ciência independente da Astronomia. Regiomontanus escreveu um Tratado sobre triângulos., em cinco livros, contendo uma trigonometria completa. A invenção posterior dos logaritmos e alguns dos teoremas demonstrados por Napier (1550-1617) mostram que a Trigonometria de Regiomontanus não diferia basicamente da que se faz hoje em dia. No .Tratado. ele calculou novas tábuas trigonométricas, aperfeiçoando a de senos de Purbach, e introduziu na trigonometria européia o uso das tangentes, incluindo-as em suas tábuas. Podemos dizer que foi ele quem lançou as fundações para os futuros trabalhos na trigonometria plana e esférica. Copérnico (1473-1543) também contribuiu ao completar, em 1520, alguns trabalhos de Regiomontanus, que incluiu em um capítulo de seu De Lateribus et Angulis Triangulorum., publicado separadamente por seu discípulo Rhaeticus em 1542, e este também produziu tabelas importantes de senos e cossenos que foram publicadas após a sua morte. O primeiro trabalho impresso em trigonometria provavelmente foi a Tabula Directionum. de Regiomontanus, publicado em Nuremberg certamente antes de 1485, pois a segunda edição data deste ano, em Veneza. As seis funções trigonométricas foram definidas como funções do ângulo, em vez de funções do arco, e subentendidas como razões, pela primeira vez, no .Canon 15
  • 16. DoctrinaeTtriangulorum. De Joachim Rhaeticus em Leipzig, 1551, embora ele não tenha dado nomes para seno, cosseno ou cossecante, exceto perpendiculum, basis e hypotenusa. O termo seno certamente não foi aceito imediatamente como a notação padrão por todos os autores em tempos, quando a notação matemática era por si mesma uma nova idéia, muitos usaram a sua própria notação. Edmund Gunter foi o primeiro a usar a abreviação sen em 1624 em um desenho. O primeiro uso de sen em um livro foi em 1634 pelo matemático francês Hérigone, enquanto Cavalieri usava Si e Oughtred S. Por sua vez, o cosseno seguiu um curso semelhante no que diz respeito ao desenvolvimento da notação. Viète usou o termo sinus residuae para o cosseno, Gunter em 1620, sugeriu co-sinus. A próxima figura notável na trigonometria foi Pitiscus que publicou um tratado, em 1595, no qual corrigiu as tábuas de Rhaeticus e modernizou o tratamento do assunto. A palavra trigonometria aparece pela primeira vez, como título de um livro seu. Seguindo Pitiscus, destacamos o britânico Napier, que estabeleceu regras para triângulos esféricos, que foram amplamente aceitas, enquanto sua maior contribuição, os logaritmos, ainda estavam sendo analisados e não eram reconhecidos como válidos por todos. Suas considerações sobre os triângulos esféricos foram publicadas postumamente no .Napier Analogies., do .Constructio. no ano de 1619, em Edinburgh. Outro grande expoente em trigonometria foi Oughtred. Em seu trabalho, de 1657, preocupou-se em desenvolvê-la do ponto de vista simbólico. No entanto, como o simbolismo algébrico estava pouco avançado para tornar isto possível, a idéia não foi aceita até que Euler exercesse sua influência neste sentido no século XVIII. John Newton (1622-1678) publicou em 1658 o tratado Trigonometria Britannica que, embora baseado nos trabalhos de Gellibrand e outros escritores, era o mais completo livro do tipo que havia surgido em seu tempo. Newton e Gellibrand anteciparam a tendência atual de introduzir divisões centesimais do ângulo nas tábuas trigonométricas. 16
  • 17. O próximo importante passo em trigonometria foi dado por John Wallis (1616- 1703) ao expressar fórmulas usando equações em vez de proporções, e por trabalhar com séries infinitas. Sir Isaac Newton (1642-1727) também deu sua contribuição à trigonometria pois, paralelamente aos seus estudos de cálculo infinitesimal apoiados fortemente na geometria do movimento, trabalhou com séries infinitas, tendo expandido arcsen x em séries e, por reversão, deduzido a série para sen x. Além disso, comunicou a Leibniz a fórmula geral para sen (nx) e cos(nx) tendo, com isso, aberto a perspectiva para o sen x e o cos x surgirem como números e não como grandezas, sendo Kastner, em 1759, o primeiro matemático a definir as funções trigonométricas de números puros. A trigonometria toma a sua forma atual quando Euler (1707-1783) adota a medida do raio de um círculo como unidade e define funções aplicadas a um número e não mais a um ângulo como era feito até então, em 1748. A transição das razões trigonométricas para as funções periódicas começou com Viète no século XVI, teve novo impulso com o aparecimento do Cálculo Infinitesimal no século XVII e culminou com a figura de Euler. O tratamento analítico das funções trigonométricas está no livro .Introductio in Analysin Infinitorum., de 1748, considerado a obra chave da Análise Matemática. Nele, o seno deixou de ser uma grandeza e adquiriu o status de número obtido pela ordenada de um ponto de um círculo unitário. Assim, a trigonometria, no início uma auxiliar da Agrimensura e da Astronomia, tornou-se primeiramente autônoma e por fim transformou-se em uma parte da Análise Matemática, expressando relações entre números complexos, sem necessidade de recorrer a arcos ou ângulos. Para encerrar, fica a nossa mensagem ao professor para que, ao ensinar trigonometria, de alguma forma se discuta com os alunos questões que os levem a perceber que o conhecimento matemático não "caiu do céu" ou surgiu pronto e acabado e que de alguma forma a evolução possa ser acompanhada e alguma parte do caminho feita com eles. 17
  • 18. 2. ANÁLISE DOS LIVROS DIDÁTICOS (i) Década de 1960 a) Introdução A análise dos livros didáticos da década 60 traz um grande clássico dos livros didáticos, que é o “CURSO DE MATEMÁTICA”, de MANUEL JAIRO BEZERRA, e mostra bem a característica da matemática antes do advento da chamada “Matemática Moderna”. Em geral, segundo LOMAS, podemos dizer que o livro didático é visto muitas vezes como instrumento de trabalho para o professor ou como material de estudo para os alunos, tem muito mais a nos mostrar historicamente, pois ele esteve presente em vários momentos importantes para o ensino, com todas as mudanças e adaptações, sejam essas mudanças pelo interesse de grupos, seja por modismos ou fatores políticos. Sendo fundamental no processo de ensino-aprendizagem de matemática, o livro didático pode se constituir na mais forte referência para a prática docente, como ressaltado por MANSUTTI (1993). De acordo com MIORIM (2005), podemos situar a década de 1950 como aquela em que são iniciadas ações que provocariam mudanças significativas relacionadas ao ensino de matemática brasileiro. Durante a década de 1950, ao lado de livros didáticos mais recentes, que estavam de acordo com as orientações da Portaria Ministerial nº 966, de 1951, tal como o de Jairo Bezerra, que continuou a ser editado e utilizado. Apesar de algumas modificações terem sido realizadas em edições mais recentes de alguns desses livros, MIORIM (2005) afirma que essa permanência de livros de períodos anteriores parece apontar para a existência de uma certa estabilidade da matemática escolar, apesar das reformas e mudanças oficiais. 18
  • 19. Este cenário começa a mudar a partir dos congressos de nacionais de ensino de matemática, de 1955, 1957 e 1959, que será tema para os capítulos seguintes. Então, vamos ao livro de BEZERRA (1962), propriamente dito. b) Análise Então, vamos ao livro de BEZERRA (1962), propriamente dito. Resumindo, pretendemos colocar em evidência as semelhanças e diferenças dos conteúdos programáticos para a trigonometria com o passar de cada década, observando as variações que aparecem tanto no conteúdo, como na forma de ser “transmitida”. Para tanto, deixaremos exposto o que cada um dos livros das décadas de 60, 70, 80 e 90 traz para o professor aplicar em cada um dos ciclos, sempre vertendo para o assunto que interessa, e também levando em consideração o livro Matemática Moderna Para o Ensino Secundário, que em 1965 foi o marco da transição do conteúdo clássico para o moderno. Em sua oitava edição, em 1962, o livro traz os seguintes temas para o primeiro ano: Retas e Planos, Poliedros, Seções Cônicas, Progressões, Equações Exponenciais, entre outros temas. Para o segundo ano: Determinantes Sistemas lineares, Relações Trigonométricas, Transformações Trigonométricas, Equações trigonométricas, Vetores, entre outros. Finalmente o terceiro ano, onde além de Geometria Analítica, o aluno era apresentado aos Limites, Derivadas e Primitivas, conteúdos hoje vistos apenas na graduação de cursos da área de ciências exatas e tecnológicas. A princípio, nota-se que este livro ainda não se enquadra na chamada matemática moderna, apesar de MIORIM (2005) constar que Curso de Matemática se encaixou na portaria ministerial nº 966, de 1951 que apresentava os programas para o curso secundário, e continuou a ser editado e usado. Deve-se considerar em segundo lugar o contexto da época e levar em consideração que movimentos para a mudança no ensino da matemática eram muito recentes e por isso os conteúdos didáticos ainda eram complexos, sendo que aos olhos atuais, exagerados para o que hoje é o ensino médio. 19
  • 20. Isso vai ser notado com relação à trigonometria, quando já eram ensinados aos alunos do segundo ano conceitos de geometria que estão longe de serem vistos nas nossas escolas atuais. Além das teorias e conceitos de trigonometria, podemos observar os exercícios, que exigem apenas aplicação das fórmulas e as mesmas são dadas de forma sintética e sem aplicação clara com o cotidiano. Ainda com relação aos exercícios, fica evidente que muitos estudantes deviam ter muitas dificuldades na resolução dos mesmos, pois eram de alto grau de dificuldade. No livro constam muitos exercícios que eram retirados de testes e provas de escolas militares, de engenharia e técnicas, como a E. N. Engenharia, E. Aeronáutica, E. Fluminense de Engenharia, Escola Militar, Escola Naval e Escola Técnica do Exercito, com problemas datados de 1938 até 1959. Além disso, na própria apresentação, BEZERRA (1962, sem pg.), mostra que: “Esperamos que este nosso trabalho, contendo todo o programa de matemática do segundo ciclo, venha facilitar aos nossos colegas e ajudar aos estudantes. Além de estar menos sujeito às modificações de programas, facilitará a revisão da matéria nas vésperas dos vestibulares, auxiliará ao professor quando (numa série mais adiantada) desejar recordar um assunto da série anterior e possibilitará ao estudante a compra dos livros do segundo ciclo por um preço mais acessível.” Visualizando todo conteúdo de trigonometria do livro, observa-se que Curso de Matemática deve ser considerado como um didático como muito que vê atualmente em cursos técnicos e de pré-vestibular, com um conteúdo extenso, porém pobre nas origens e aplicações, mas com características típicas do que o ensino da década de 60 exigia. Poderemos fazer uma comparação mais detalhada após a análise dos livros da matemática moderna, e para isso colocaremos os temas que estão inclusos nesse programa. 20
  • 21. Trigonometria para o segundo colegial – Tabela 1 Noções sobre Grandezas Classificação Resultante entre Teorema de vetores: escalares e dos vetores, dois vetores, Chasles. vetoriais, Projeções: Projeção Projeção Projeção de Teorema de ortogonal de ortogonal de vetores Carnot. um ponto sobre um vetor sobre eqüipolentes, um eixo, um eixo, Relações Arcos Expressão geral Generalização Expressões das trigonométricas: côngruos, da medida da noção de funções algébrica de um ângulo, Seno, trigonométricas arco, cosseno, de um arco em tangente, função do seno cotangente, desse arco. cosecante, secante, Agora iremos ao segundo livro, de 1965, “Matemática Moderna Para o Ensino Secundário”, do Grupo de Estudos do Ensino da Matemática (G. E. E. M.). No ano de 1965, o G.E.E.M lançou a segunda edição do livro em questão, no qual será feita a análise sobre os aspectos da trigonometria, para comparação com as técnicas e peculiaridades da forma clássica do ensino-aprendizagem. De início, o livro nos informa que a sua primeira edição foi feita em 1962, mesma data da publicação da edição do livro de BEZERRA (1962), e sabe-se que daí em diante todos os livros começaram a usar a forma da era modernista do ensino matemático e tão importante foi essa mudança, que achamos importantes colocar duas das frases encontradas no prefácio G.E.E.M. (1963, sem p.) ditas por participantes da Conferencia Internacional do Ensino da Matemática que foi realizada em Atenas, em 1963: 21
  • 22. “... depois de 50 anos os matemáticos resolveram introduzir, não somente conceitos novos, mas essencialmente uma linguagem nova que satisfaz as necessidades atuais dos jovens alunos de hoje e recebe a aprovação universal dos educadores.” (J.Dieudonné do Grupo Bourbaki). “... é necessário, incontinenti, que os jovens alunos da escola secundária possam ainda crer na Matemática recebendo o espírito que caracteriza a Matemática contemporânea.” (A. Lichnerowicz – Presidente da Comissão Internacional de Educação Matemática.). Tais opiniões demonstram que era realmente preciso uma mudança no conteúdo programático da escola secundaria e isso foi feito, como também é dito no prefácio: “Pela oportunidade, constará dessa segunda edição a publicação das sugestões para um roteiro de Programa para a cadeira de Matemática...”, sugestões essas que serão citadas mais para frente, mas antes colocaremos o que deve ser entendido como Matemática Moderna, explicada também pelos próprios autores. O que se deve entender por Matemática Moderna nas escolas secundárias. Em um dos capítulos iniciais de G.E.E.M. (1963), é dito que o que se entende por modernização da matemática é a mudança nas linguagens dos assuntos, uma vez que o conteúdo da matemática clássica possuía uma metodologia difícil específica para “adultos acostumados com rígidos pensamentos lógicos” e assim brecar uma herança de mais de 50 anos que deixava a entender que a disciplina era para poucos privilegiados e que, segundo está escrito no próprio livro, estava longe de atender as exigências de muitos tempos de ciência que tinham sido atravessados. Portanto, não se esperava que se abrisse mão de tudo que já tinha sido usado antes das discussões sobre a mudança das metodologias e dos objetos de estudo e sim que se 22
  • 23. achasse uma forma de abranger esse conhecimento para os ciclos primários e conseqüentemente superar a situação de desenvolvimento que nosso país se encontra. Para isso, foi posto em G.E.E.M. (1963, p. 97) os assuntos que teriam que ser considerados mínimos para um moderno programa de matemática para o colégio, cujo enfoque nosso será na trigonometria, e novamente para facilitar as comparações, será colocada uma tabela citando o que se vê como matéria essencial seguido das sugestões dadas pelo G.E.E.M para o segundo ciclo. Tabela 2 Assuntos Minimos Sugestões Identidades, equações e Discussão das soluções, inequações trigonométricas levando em consideração a simples. periodicidade e simetria. Coordenadas de um ponto Ressaltar a significação das da circunferência com medidas de arco e de ângulo centro na origem.Aplicações em radianos,. No estudo das das relações trigonométricas funções, destacar as relações nos triângulos. entre elas e as propriedades da simetria e periodicidade. Introduzir a noção de vetor no estudo do teorema das projeções.Examinar os casos simples de resolução de triângulos. O livro também trás considerações sobre as sugestões que vão além dos assuntos mínimos já citados aqui, que vão desde o primeiro ano do ginasial até o terceiro ano colegial. Como colocamos aqui as disciplinas que eram aplicadas no curso do livro de BEZERRA (1962) do primeiro até o terceiro ciclo do colégio, colocaremos aqui também o 23
  • 24. que se sugere nesses 3 anos, dando ênfase ao primeiro ano, onde aparece o objeto de nosso estudo. Tabela 3 - Primeiro ano colegial e o estudo das funções trigonométricas Funções Seqüências Funções trigonométricas Introdução à geometria espacial. Noções gerais; Exemplos de Estudo das funções Axiomas e teoremas seqüências; trigonométricas, fundamentais; periodicidade, simetria, representação gráfica; Função Linear; Princípios da Relações fundamentais, Perpendicularismo e representação indução; funções do tipo a(+ou-), paralelismo; gráfica, estudo da 2 a, a/2 onde a e b projeção e distancia; reta; representam medidas de arcos; Função Progressões Transformações de Diedros. exponencial e aritmétrica e sem(a)(+ou)sen(b),cos(a) logarítmica; Geométrica. ( +ou-)cos(b) em produto; Função trinomial. Equações trigonométricas elementares. Para o 2º ano colegial, propõe-se Análise Combinatória e Binômio de Newton, Sistemas de Equações Lineares, Ângulos Poliédricos e Poliedros, Superfícies e Sólidos Redondos e finalmente Áreas e Volumes dos Principais Sólidos. Para o 3º ano colegial, Conjunto dos Números Complexos, Polinômios e Equações Algébricas, Geometria Analítica, Introdução ao calculo infinitesimal e finalmente Transformações Geométricas. 24
  • 25. (ii) Década de 70 a) Introdução Na analise da década de 70 utilizamos o livro de Gelson Iezzi, autor muito conhecido inclusive para graduandos em exatas, uma vez que seus livros são de agrado para muitos professores. No nosso caso, pegamos o Matemática: 1 a série, 2o grau – V. 1, data de 1973, da ATUAL EDITORA LTDA., São Paulo. Importante dizer que mais autores ajudaram na criação do material didático, e eles escrevem alguns pontos interessantes também no prefácio (sem página) no qual destacamos: “Ao escrever um livro para determinada população, necessita-se fazer uma escolha quanto ao tratamento a ser dado à matéria. Alunos do 2o grau que dominam todos os conceitos incluídos no programa do 1o grau e gostam de matemática ou estão suficientemente motivados para ela existem, indubitavelmente. São muitos? Não acreditamos.” “Decidimos escrever um livro acessível para o aluno normal do curso colegial, na maioria dos casos com deficiência de formação. Para atingirmos nossos objetivos optamos por um tratamento onde a formalização, necessária, foi reduzida ao mínimo.” Neste em especial, poderemos fazer uma comparação sobre o que é dito pelos autores e o que realmente acaba acontecendo, levando em consideração que muito se comenta contra o livro didático como único apoio para os professores, com o argumento de que todos trazem sempre o mesmo conteúdo, mudando apenas a capa. 25
  • 26. Além disso, durante nossa busca pelas bibliografias da pesquisa vimos o volume 3 deste mesmo livro, que deveria ser para o terceiro ano do colegial, também de 1973 e assim como o clássico de BEZERRA (1962), apresenta em seu programa noções de Limite, Derivada e técnicas de encontrar as primitivas, deixado claro que o autor ainda traz vestígios da Matemática Clássica. Podemos antes da análise em si, por fim, colocar outro fato curioso encontrado na folha introdutória desta quinta edição do livro do IEZZI (1973), o que indica que o conteúdo do livro que será analisado a seguir vem pelo menos em parte, da época mais tradicional do ensino da Matemática. A intenção do mesmo é tratar a trigonometria já no primeiro ano do colegial, talvez porque nesse caso haja mesmo uma síntese nas formalizações e a aplicação também seja menos formal. Em todo caso, no índice a trigonometria é encontrada em último lugar, o que nos leva a crer que seria no final do primeiro ano, passando antes por Conjuntos, Números, Relações e Funções, Função do 1o grau, Função Quadrática, Função Modular, Função Exponencial, Função Logarítmica e finalmente Funções Circulares, onde esta enquadrada a trigonometria, em IEZZI (1973, p. 199). b) Análise Quando buscamos, desde o inicio, as semelhanças e diferenças entre as décadas em relação ao ensino da trigonometria observamos principalmente como é apresentado cada tópico, em qual proporção aparecem os exemplos com relação ao número de exercícios e principalmente quais disciplinas foram acrescentadas e/ou retiradas ao longo do tempo. Nota-se que a década de 70 é também um marco importante uma vez que foi a década seguinte a mudança aconselhada pelo G.E.E.M, para melhoria na qualidade do 26
  • 27. ensino, ampliando o conhecimento para camadas antes não atingidas e com isso percebemos sim, uma significativa melhora no que diz respeito ao linguajar usado na elaboração dos conceitos e teoremas, além de darem maior importância para a Matemática Concreta, tentando levar figuras que mostram o que esta sendo pedido ou demonstrado. Um exemplo disso esta no trabalho de fundamentar a função seno, em IEZZI (1973, p. 200): "A idéia fundamental do que vamos estudar está sugerida na ilustração que segue: uma escada de 15 m de comprimento esta encostada a uma parede num ponto B e ao solo num ponto C. Em A temos um ângulo reto." Após é colocada a figura, com cada medida destacada ao lado, e após as considerações do autor, é colocada a generalização da fórmula nos triângulos retângulos. Imaginamos que as próximas décadas serão muito mais semelhantes a de 70 do que as de antes, e possivelmente por isso nossas análises não abrangeram detalhes que acreditarmos serem menos importantes. Entretanto, colocaremos, como já pusemos, tabelas que ajudaram na conclusão final. Esta que segue será a das disciplinas de trigonometria que estão no programa do livro de G. IEZZI Introdução A 1.Noções 2.Seno 3.Cosseno 4.Relações 5.Tangente. Trigonometria. Fundamentais entre Seno e Cosseno As Funções Arcos e A função Propriedades A função Outras Funções Circulares. ângulos Seno das funções tangente trigonométricas/ seno e Redução ao cosseno primeiro quadrante. 27
  • 28. Relações As cinco Relações Identidade Fundamentais. relações decorrentes fundamentais Transformações Formulas de Conseqüência Formulas de Trigonométricas. adição das formulas transformação de Adição. em produto. Equações Equação sen Equação cos Equação tg x Equações Equações Trigonométricas. x = a x=a =a redutíveis fatoraveis. a uma equação do 2o grau Inequações Inequação Inequação Inequação tg Inequações Trigonométricas. sen x>a ou cos x > a ou x > a ou tg x que sem x<a cos x < a <a recaem nas anteriores. Funções Função Arco Função arco- Função Arco- Circulares Seno cosseno tangente. Inversas. Resolução de Triângulos Triângulos triângulos. retângulos quaisquer. (iii) Década de 80. a) Introdução O quarto livro que foi analisado, Matemática por Assunto 3, trigonometria, de Fernando do Coltro Antunes da editora Scipione, tem na sua 2 a edição em seu conteúdo exclusivamente trigonometria. Segundo o autor, na Apresentação, temos: “A seqüência proposta para este volume de Trigonometria visa tornar o assunto menos abstrato. 28
  • 29. Iniciamos o estudo das razões trigonométricas mostrando como foram formulados os conceitos de seno, cosseno e tangente a partir de ângulos dos triângulos retângulos. No segundo capítulo, os conceitos já estudados são entendidos para ângulos entre 0o e 360o. Para tanto, abordamos inicialmente arcos e ângulos de uma circunferência, apresentando a seguir a circunferência trigonométrica. Desenvolvemos então, em maior detalhe, o estudo das razões trigonométricas na circunferência e das relações trigonométricas. O capítulo é complementado com uma seção que trata de algumas das aplicações dos conhecimentos trigonométricos na Geometria e na Topografia. No terceiro capítulo retomamos a circunferência trigonométrica, agora para estudos das funções trigonométricas, bem como as funções trigonométricas inversas.” Pelo depoimento do autor, observamos que o livro não possui mais vestígios da era clássica do ensino da matemática, mas iremos agora a análise do conteúdo propriamente para visualizamos melhor as características da década. b) Análise Por se tratar de um livro que traz somente o assunto da trigonometria, fica mais difícil de relatar as possíveis mudanças ocorridas nessa década em comparação com os outros, por não existirem outros assuntos que também auxiliam no embasamento teórico que deixa notável para todas as novas e antigas características. Como exemplo, no livro de BEZERRA (1962), os limites, derivadas e técnicas de encontrar as primitivas nos deixou perceber que a época exigia conteúdos mais amplos para estudantes que naquele tempo se 29
  • 30. formavam e iam continuar o estudo na Europa, e conseqüentemente a trigonometria seguiu a tendência e era aplicada naquela forma abstrata e de difícil linguagem. De qualquer forma, logo de início, ANTUNES (1987, pg. 7), se vê algo que não era muito comum aparecer nos didáticos pesquisados anteriormente: “A origem da palavra Trigonometria (do grego trígonon, ‘triângulo’, e metria, ‘medição’, nos indica que uma das aplicações mais comuns dessa área da matemática consiste no cálculo de medidas de triângulos. Entre os Egípcios e os babilônios, povos que primeiro desenvolveram esse ramo de estudo, os conhecimentos trigonométricos eram empregados basicamente na determinação de distância, recorrendo-se, para isso, à proporcionalidade entre os lados paralelos de dois triângulos semelhantes.” Esta demonstração histórica da utilização da trigonometria pode ser considerada um avanço, apesar de que hoje só isso não basta, pois envolve de certa forma os alunos na curiosidade e na percepção de que a matemática não surgiu do nada e para tudo nós usamos. Como foi feito anteriormente, colocaremos em forma de tabela os principais temas. Na década de 70, em função do livro que esta sendo usado, será colocada três tabelas, por se tratarem de muitos assuntos. Capitulo 1 Trigonometria no Triangulo Retângulo. Introdução ------------------------------- ------------------------------ Trigonometria no Triangulo Razões trigonométricas no Ângulos Notáveis. Retângulo. triangulo retângulo. Capítulos 2 Trigonometria na circunferência. Introdução. 30
  • 31. Arcos e Ângulos na Unidades de medida. Circunferência. Trigonometria na Seno e Cosseno, Cotangente, Secante, Extensão do Circunferência. Tangente. Cossecante. Conceito de Arco. Relações Trigono. na Relações Razões Trig. Da Arcos Dobro e Arco Circunferência. Fundamentais. soma e diferença de metade. dois arcos. Resolução de Triângulos quaisquer. Capítulo 3 Funções Trigonométricas. Introdução. Representação dos Números Reais na Circunferência Trigonométrica. Funções A função Seno. A função A função Funções Trigonométricas. Cosseno. Tangente. Cotangente, Cossecante e Secante. Funções Arco-seno. Arco-cosseno Arco-tangente. Trigonométricas Inversas. Novamente, em uma rápida comparação com o primeiro livro analisado, observou- se que há notória diferença nos exercícios exigidos com relação principalmente no que diz respeito aos tipos de escola que os exigiram. Parece óbvio, já que muitas das escolas já comentadas nem existem mais, porém quando colocamos em foco a dificuldade de cada 31
  • 32. questão, percebe-se mais uma vez que o que se exige hoje, após a publicação do livro do G.E.E.M., é bem menos severo do que antigamente. Alguns exemplos de faculdades e escolas são: FGV-SP, ITA-SP, AMAN-RJ, FUVEST-SP (os problemas não são datados). Para concluir, na apresentação do livro (sem pág), aparece: “Os nove volumes desta coleção tratam de assuntos básicos da Matemática, usualmente desenvolvidos ao longo das três séries do 2o grau. Ao optar pela subdivisão dos assuntos de cada série, consideramos a possibilidade de o professor compor um currículo conveniente seus propósitos e aos de seus alunos.” Isso, citado acima, é com certeza é um progresso significativo, levando em consideração o fato de que poucas décadas atrás era tudo programado em um rígido esquema, onde o professor seguia a risca o conteúdo e a forma, na hora que eles apareciam. O docente tendo mais controle de sua aula pode ensinar mais e melhor. (iv) Década de 90 (v) Década de 2000. 32
  • 33. 3. ANÁLISE DAS PROPOSTAS CURRICULARES a) A Matemática no Brasil: De 1900 a 1960 De acordo com PARANÁ (2007), no inicio do século XX, surgiram preocupações relativas ao ensino da matemática, resultado de discussões realizadas em encontros internacionais de Matemática, onde começaram a ser elaboradas propostas pedagógicas para o ensino da matemática. Com o advento da era industrial, e a mudança do cenário sócio-político-econômico, em conjunto com as ciências modernas, fez surgir uma nova forma de produção de bens. Agora os matemáticos até antes pesquisadores, tornaram-se também professores e passaram a preocupar-se com as questões do ensino. Para isso os docentes, procuraram 33
  • 34. fundamentações nas teorias matemáticas e nos estudos psicológicos, filosóficos e sociológicos para produzirem um guia curricular para o ensino da matemática. Surgiram então discussões sobre a Educação Matemática, que deveria orientar as ações didáticas pedagógicas para o Ensino da Matemática. As primeiras idéias foram obtidas nos congressos internacionais, entre 1900 e 1914, vindas ao Brasil por intermédio do Imperial Colégio D. Pedro II. O ensino da Matemática era divido em outras disciplinas, cujo programa garantiu o ensino de Aritmética, Geometria, Álgebra e Matemática. A disciplina de Matemática incorporava a Trigonometria e a Mecânica. O professor Euclides de Medeiros Guimarães Roxo se destacou nas discussões do Ensino de Matemática no Colégio D. Pedro II. Felix Klein professor da Universidade de Erlangen, Leipzig e Göttingen, defendeu, didática e pedagogicamente, que fazia sentido criar uma única disciplina que agregasse o objeto de estudo abordado pela Matemática. Assim com base nas discussões internacionais, Euclides Roxo solicitou ao Governo Federal a junção das disciplinas aritmética, álgebra, geometria e trigonometria numa única, denominada Matemática. O início da modernização do ensino da Matemática no país aconteceu, segundo PARANÁ (2007), num contexto de mudanças que promoviam a expansão da indústria nacional, do desenvolvimento da agricultura, do aumento da população nos centros urbanos e das idéias que agitavam o cenário político internacional, após a Primeira Guerra Mundial. As idéias reformadoras do ensino da Matemática estavam ligadas ao movimento da Escola Nova, que propunha um ensino norteado por concepções empírico-ativistas, ao valorizar os processos da aprendizagem e o envolvimento do estudante em atividades de pesquisa, atividades lúdicas, resolução de problemas, jogos e experimentos. Além de caracterizar a Matemática como disciplina, esta tendência orientou a formulação da metodologia de ensino na Reforma. 34
  • 35. Além de contribuir para a caracterização da Matemática como disciplina, esta tendência do escolanovismo orientou a formulação da metodologia do ensino da Matemática na Reforma Francisco Campos, em 1931. A proposta básica da tendência escolanovista era o desenvolvimento da criatividade e das potencialidades e interesses individuais. O estudante era considerado o centro do processo e o professor, o orientador da aprendizagem. Outras tendências, concomitantemente a empírico-ativista (escolanovista), influenciaram o ensino da Matemática em nosso país. FIORENTINI (1995) destacou as seguintes tendências: formalista clássica, formalista moderna, tecnicista, construtivista, sócio-etno-cultural, histórico-crítica. A tendência formalistica clássica permaneceu no ensino da Matemática no Brasil até o fim da década de 1950. Esta tendência baseava-se no "modelo euclidiano e na concepção platônica de Matemática", a qual se caracteriza pela sistematização lógica e pela visão estática, a-histórica e dogmática do conhecimento matemático. Nesta tendência, a aprendizagem era centrada no professor e no seu papel de transmissor e expositor do conteúdo, pelos desenvolvimentos teóricos em sala de aula. O ensino livresco e conteudista e a aprendizagem consistia na memorização e na repetição precisa de raciocínios e procedimentos. Após a década de 1950, a tendência formalista moderna que valorizava a lógica estrutural da idéias matemáticas, foi então reformulando o currículo escolar, pelo Movimento da Matemática Moderna. O ensino era centrado no professor que demonstrava os conteúdos em sala de aula. Enfatizava-se o uso preciso da linguagem Matemática, o rigor e as justificativas das transformações algébricas por meio das propriedades estruturais. Com o movimento da Matemática Moderna, acreditava-se que o rigor e a precisão da linguagem matemática facilitariam o seu ensino. 35
  • 36. Tal abordagem não respondeu às propostas de ensino, e, em contrapartida, as críticas se intensificaram e as discussões no campo da Educação Matemática se fortaleceram. b) Década de 60: A proposta da Matemática Moderna Em 1964, segundo PARANÁ (2007), foi instaurado o regime militar brasileiro, trazendo a tendência pedagógica tecnicista. FIORENTINI (1995) afirmou que a escola, na concepção tecnicista, tinha a função de manter e estabilizar o sistema de produção capitalista, cujo objetivo era preparar o indivíduo para ser útil e servir ao sistema. Até a década de 60, era focado essencialmente o domínio do conhecimento específico, sendo que os de ordem pedagógica eram pouco valorizados. É marcado nesta época, no ambiente escolar brasileiro, pelo movimento da matemática moderna. Eram distinguidos dois tipos de livros didáticos editados que circulavam nos meios escolares: os formalistas clássicos e os formalistas modernos. Ambos têm em comum a concepção platônica de matemática e como fundamento metodológico euclidiano. Segundo BÚRIGO (2006), tanto formalismo clássico quanto o moderno têm em comum a concepção platônica de matemática e como fundamento metodológico o modelo euclidiano. Vale lembrar que a Matemática – concepção platônica – é entendida como entidades que têm existência objetiva, independente da mente do matemático e do mundo empírico. Se nos reportarmos à clássica antinomia filosófica entre objetivismo e subjetivismo referente à natureza da Matemática para saber se o homem a descobre ou a cria, a concepção platônica diz que ela não é inventada ou construída. Tem existência absoluta, independente do pensamento. As idéias matemáticas existem em um mundo ideal e estão adormecidas na mente do homem. A análise do livro didático, no período determinado, toma como ponto de partida a concepção formalista clássica de matemática como o conhecimento reprodutivo, uma das 36
  • 37. categorias anteriormente mencionada. Tal afirmação pode ser ilustrada com a definição de potenciação em dois livros didáticos que circularam nos meios escolares. Os autores, no prefácio ou apresentação de seus livros, chamam a atenção dos alunos e professores para a necessidade de se apoiar numa linguagem concisa como condição para o rigor científico e o entendimento exato e preciso da lógica matemática de cada conceito. A linguagem, o rigor e as justificativas dos procedimentos adotados pelas propriedades das operações garantiriam as definições das estruturas matemáticas (ordem, algébrica e topológica). Entretanto, essa preocupação passa a ser periférica, pois os autores referidos não apresentam em seus livros um estudo sobres as estruturas algébricas. De antemão, vale destacar que em nenhum dos livros adotados nas escolas estudadas na presente pesquisa trata-se das referidas estruturas. c) Proposta Curricular da década de 70 Segundo PARANÁ (2007), o desenvolvimento do caráter mecanicista e pragmático do ensino da Matemática foi marcante no decorrer da década de 1970. O método de aprendizagem enfatizado era a memorização de princípios e fórmulas, o desenvolvimento e as habilidades de manipulação de algoritmos e expressões algébricas e de resolução de problemas. A pedagogia tecnicista não se centrava no professor ou no estudante mas, sim, nos objetivos instrucionais, nos recursos e nas técnicas de ensino. Os conteúdos eram organizados por especialistas, muitas vezes em kits de ensino, e ficavam disponíveis em livros didáticos, manuais, jogos pedagógicos e recursos audiovisuais. Nos anos 1970, segundo DAMAZIO (2006), algumas obras mais adotadas foram de Name, Zambuzzi e Ens, novos autores que não descartam nem o brilhantismo de seus 37
  • 38. antecessores como também o formalismo matemático. Entretanto, fazem uma crítica sutil à aridez como, até então, eram tratados os conteúdos e à finalidade implícita do ensino de Matemática: desenvolvimento do espírito, da disciplina mental e do rigor lógico. A preocupação é de traduzir a matemática para uma linguagem mais simples e concisa, com a finalidade de se tornar acessível aos alunos. Também, há um esforço de fazer uma aproximação mais estreita do formalismo moderno ao clássico. Essa preocupação e tentativa de aproximação explicitam um elemento criativo reprodutor dos novos livros: os aspectos didático-metodológicos, isto é, os conteúdos matemáticos permanecem os mesmos, porém muda seu enfoque e sua forma de apresentação. Os autores recorrem ao estudo dirigido como metodologia para “lecionar” Matemática sem as tradicionais aulas expositivas que cansam os alunos e principalmente os professores atarefados, segundo ZAMBUZZI (1973). A crença explicitada pelos autores é que o estudo dirigido aumenta a capacidade de reflexão dos alunos, pois dá a oportunidade de, por si mesmos, chegarem à conclusões e elaborar deduções das questões propostas. Concorrem para a aprendizagem: a simplicidade da apresentação dos assuntos e os exemplos dos exercícios tirados da própria vivência do aluno, isto é, o conhecimento de domínio dos alunos aprendido anteriormente. Segundo DAMAZIO (2006), o pressuposto de que o aluno teria a oportunidade de concluir e generalizar, explicitado na apresentação dos livros, se restringe, no caso da potenciação, à observação de duas multiplicações: uma de fatores diferentes e a outra de fatores iguais. Da mesma forma, a pergunta - “O que você observou nas multiplicações dadas?” - admite que ambas as alternativas sejam consideradas, o que de modo algum levaria os alunos às conclusões e soluções próprias do conceito de potenciação, sem a intervenção do professor. É ilusório que, ao sugerir apenas duas multiplicações seguidas de uma pergunta, o aluno chegaria à definição de potenciação, pois são restritas as possibilidades de estabelecer relações, de filtrar informações, de evidenciar aspectos essenciais e de perceber regularidades, consideradas fundamentais no processo de aprendizagem de qualquer noção matemática e de elaboração conceitual. 38
  • 39. Um aspecto ainda a ressaltar é a fuga do referido autor da definição de potência dada pela Matemática Moderna que outros livros didáticos, lançados nesse período e que adotam a modalidade de estudo dirigida. Há autores que seguem as mesmas noções iniciais dadas por ZAMBUZZI (1973), porém destacam a definição envolvendo a linguagem da teoria dos conjuntos. d) Proposta Curricular da década de 80 Embora estivessem em vigor às diretrizes gerais do currículo estabelecido pela Lei 5.692/71, iniciou-se um movimento no governo, a fim de revisar e reformular os guias curriculares em vários estados. O poder público federal durante está época não tinha muito poder sobre os guias curriculares dos estados. Segundo SOUZA (2006), a reestruturação curricular no Estado de São Paulo iniciou-se com a implantação, em 1983, do ciclo básico (Decreto 21.833, de 21.12.1983), ponto de partida para a reorganização da escola pública de 1º grau. Este decreto do ponto de vista político visava diminuir a seletividade escolar, para cumprir metas do governo de São Paulo para a democratização do ensino, com essa iniciativa, grandes transformações ocorreram na prática da alfabetização nas séries iniciais. O segundo passo da reestruturação paulista foi à elaboração das propostas curriculares para o ensino de 1º grau que ocorreu a partir de 1985. As versões preliminares das propostas curriculares contemplaram as sugestões de novas abordagens teóricas e metodológicas das diferentes áreas do conhecimento que eram produzidas ou divulgadas nas principais universidades paulistas. A maior parte das propostas curriculares foi construída entre 1986 e 1987 e distribuídas à rede de ensino público a partir de 1988. Ao iniciar a década de 1980, a CENP continuava a executar o projeto de elaboração dos Subsídios para a implementação dos guias curriculares. Os subsídios foram construídos com uma linguagem bem coloquial; apresentavam-se sob a forma de manuais para o 39
  • 40. professor, como um “receituário” indicando a distribuição do conteúdo, do tempo, a avaliação e até palavras que o professor deveria usar. A implantação do ciclo básico, a partir de 1984, exigiu da Secretaria de Educação de São Paulo iniciativas de capacitação de professores, uma vez que a proposta de ciclo significou não apenas uma reordenação da organização pedagógica, união da 1ª e 2ª séries e dissertação, mas, essencialmente, uma nova forma de trabalhar a aprendizagem da leitura e da escrita. Segundo SOUZA (2006), no final da década de 1980, a Cenp passou a investir na produção de outro tipo de material, com novas características em relação à composição gráfica e configuração lingüística. O ideal da articulação teoria-prática, mencionado insistentemente nos textos do início da década de 80, era viabilizado mediante nova forma de elaboração e produção dos textos em que os conteúdos, mais simplificados, falavam ao professor de uma prática fundamentada teoricamente, cuja teoria era, porém, mostrada implicitamente. Outra mudança dizia respeito ao suporte material do texto (o livro) trazendo maior número de ilustrações, com o intuito de tornar o material mais agradável ao leitor. A Matemática era vista como uma construção constituída por estruturas e relações abstratas entre formas e grandezas. Por este motivo, o construtivismo dava mais ênfase ao processo e menos ao produto do conhecimento. A interação entre os estudantes e o professor era valorizada e o espaço de produção individual se traduzia como um momento de interiorização das ações e reflexões realizadas coletivamente. A Psicologia era o núcleo central da orientação pedagógica. A tendência pedagógica socioetnocultural surgiu a partir da discussão sobre a ineficiência do Movimento Modernista. Valorizou aspectos socioculturais da Educação Matemática e tinha sua base teórica e prática na Etnomatemática. O conhecimento matemático passou a ser visto como saber prático, relativo, não universal e dinâmico, produzido histórico-culturalmente nas diferentes práticas sociais e podia aparecer sistematizado ou não. A relação professor-estudante, nesta concepção, era a 40
  • 41. dialógica, isto é, privilegiava a troca de conhecimentos entre ambos e atendia sempre à iniciativa dos estudantes e problemas significativos no seu contexto cultural. A tendência histórico-crítica, por sua vez, concebe a Matemática como um saber vivo, dinâmico, construído historicamente para atender às necessidades sociais e teóricas. Nesta tendência, a aprendizagem da Matemática não consiste apenas em desenvolver habilidades, como calcular e resolver problemas ou fixar conceitos pela memorização ou listas de exercícios, mas criar estratégias que possibilitam ao aluno atribuir sentido e construir significado às idéias matemáticas de modo a tornar-se capaz de estabelecer relações, justificar, analisar, discutir e criar. A ação do professor é articular o processo pedagógico, a visão de mundo do aluno, suas opções diante da vida, da história e do cotidiano. O auge das discussões da tendência histórico-crítica aconteceu num momento de abertura política no país, na década de 1980. No final da década de 1980, a Cenp passou a investir na produção de outro tipo de material, com novas características em relação à composição gráfica e configuração lingüística. O ideal da articulação teoria-prática, mencionado insistentemente nos textos do início da década de 80, era viabilizado mediante nova forma de elaboração e produção dos textos em que os conteúdos, mais simplificados, falavam ao professor de uma prática fundamentada teoricamente, cuja teoria era, porém, mostrada implicitamente. Outra mudança dizia respeito ao suporte material do texto (o livro) trazendo maior número de ilustrações, com o intuito de tornar o material mais agradável ao leitor. e) Propostas Curriculares da década de 90 A aprovação da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (N° 9.394, de 20 de dezembro de 1996 – LDBEN) introduziu novas interpretações sobre o ensino da Matemática. 41
  • 42. Desde a vigência de tal, as escolas trabalham com certa autonomia no seu projeto político-pedagógico. Oferecendo aspectos curriculares tanto na oferta de disciplinas quanto no elenco de conteúdos das disciplinas da Base Nacional Comum. A partir de 1998, iniciou-se a distribuição dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) através do Ministério da Educação, ao qual a crítica contemporânea se concentra na defesa da concepção neoliberal de homem, mundo e sociedade. Quanto ao avanço nas pesquisas de Educação Matemática, pode-se dizer que os PCN são as sínteses das tendências metodológicas na Educação Matemática e os procedimentos de avaliação. A crítica ao PCN de 1998 é pelo fato, da forte indicação do ensino de Matemática voltada o para a aplicação no trabalho, minimizando o valor científico da disciplina. Nos últimos anos acentuou-se, visivelmente, a atuação do governo federal no âmbito das prescrições curriculares em todos os níveis de ensino que passou a assumir, inclusive, competências que vinham sendo historicamente exercidas no âmbito dos governos estaduais, tais como a produção de materiais de orientação curricular para o ensino fundamental e médio. No final da década de 1990, atenção da Secretaria da Educação voltou-se para a compra de material didático (jogos e livros) e para a formação de professores mediante a educação à distância, investindo na aquisição de antenas parabólicas e equipamentos necessários a esse tipo de formação. A promulgação da Lei Federal nº 9.394/96 - Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional e da Legislação Complementar trouxe a necessidade de reelaborarão dos currículos dos cursos formais, desde a educação infantil até o nível universitário. Como resultado pode-se observar que ocorreu uma aproximação aos princípios norteadores dos currículos referidos, propiciando ainda uma socialização da terminologia específica e melhoria da comunicação intra-grupal. f) Proposta Curricular da primeira década de 2000. 42
  • 43. Segundo PORTANOVA (2007), os grandes temas a serem trabalhados nas três séries do ensino médio são: Geometria, Álgebra e Análise de Dados. Inicialmente, fazemos uma análise de como esses temas são abordados nos Parâmetros Curriculares Nacionais (1999) e nos chamados PCN+ (2002). A partir dos tópicos apresentados nos referidos documentos, estabelecemos critérios para a elaboração de uma proposta de abordagem dos referidos temas. Para estabelecer esses critérios, relativamente à Geometria, promovemos um breve estudo teórico sobre cada item que consideramos importante para ser trabalhado no ensino médio: geometria euclidiana, geometrias não-euclidianas e dimensionalidade, localizando- os na História da Matemática, a fim de verificar a sua importância para o desenvolvimento de conhecimentos, habilidades e competências através do ensino de Matemática. Analisando os PCN+, BRASIL (2002, p.111), relativos ao ensino médio, considerado como etapa final da escolaridade básica, verifica-se que: “[...] a Matemática deve ser compreendida como uma parcela do conhecimento humano essencial para a formação de todos os jovens, que contribui para a construção de uma visão de mundo, para ler e interpretar a realidade e para desenvolver capacidades que deles serão exigidas ao longo de sua vida social e profissional”. Inserir diferentes geometrias nos currículos é, antes de tudo, trabalhar com estilos de raciocínios que desenvolvem variadas formas de pensar, o que dá mobilidade ao pensamento do homem, qualidade essencial para o sujeito do século XXI. Segundo PORTNOVA (2007), a Álgebra pode-se entender como a generalização da aritmética. Pode-se, ainda, encará-la como um meio eficaz na resolução de problemas. No entanto, é no desenvolvimento e análise de relações e na compreensão das estruturas matemáticas que a álgebra assume, hoje, um papel de destaque no estudo das matemáticas, nos diferentes graus de ensino, em especial, no ensino médio. Isso fica mais evidente, se 43
  • 44. considerarmos que a sociedade de hoje e, principalmente a do futuro onde viverão nossos alunos, passa por um período de intensa matematização. É necessário que a álgebra seja compreendida de forma ampla, pois fornece recursos para analisar e descrever relações em vários contextos, matemáticos e não matemáticos. Pretendemos destacar a importância de uma metodologia de ensino da álgebra que permita ao aluno construir significados, lidando com diferentes contextualizações. Também consideramos que a abordagem no contexto geométrico para questões algébricas possibilita expressivamente que se estabeleçam conexões em vários tópicos da Matemática, não por desconsiderarmos a importância de outras significações, inclusive não-matemáticas, pois é possível lermos e interpretarmos argumentos matemáticos valendo-nos do raciocínio geométrico. A Álgebra, no ensino médio, segundo os PCN+, é um dos eixos estruturadores do ensino da Matemática, sendo desenvolvida concomitantemente com a Geometria e a Análise de Dados. A Análise de Dados foi dividida em três grandes temas: Combinatória, Estatística e Probabilidade. Analisamos através de um estudo das Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCN+), a forma como esses assuntos são abordados, se são viáveis e se têm condições de serem aplicados nas escolas. Buscamos, ainda, descrever a melhor maneira para o desenvolvimento desses temas, tendo um olhar especial para tecnologias como a calculadora e o computador, buscando qual a melhor forma pela qual elas podem ser inseridas na sala de aula para contribuírem com o seu desenvolvimento. O contexto histórico, a estrutura e a forma dada a cada um dos temas é o ponto de partida para entendê-los e, também, uma forma de verificar o que eles têm para contribuir com o desenvolvimento do pensamento matemático e do raciocínio lógico trabalhado nas escolas. Não conseguimos vislumbrar nenhuma desvantagem em abordar no Ensino Médio, o ensino da Estatística e da Probabilidade, pois nossa preocupação é com a formação de alunos críticos, reflexivos e capazes de avaliar a consistência das informações que recebem 44
  • 45. tanto na escola como na sociedade, através da mídia e, para isso, o tema Análise de Dados é um conteúdo formador valioso. Conclui-se que abordando os referidos temas, de uma forma integrada e contextualizada, nas três séries do ensino médio, os alunos poderão completar a educação básica, tendo desenvolvido as competências esperadas para um cidadão capaz de viver neste novo século. 4. ANÁLISE METODOLÓGICA DO ENSINO DE TRIGONOMETRIA a) Metodologia de História da Matemática Antes de começar a análise metodológica, nos vem uma questão em mente: como as informações geradas pela história da matemática podem ser utilizadas no ensino de matemática? Mendes nos diz que a investigação em história da matemática atualmente pode ser considerada uma alternativa metodológica para o ensino de matemática escolar e baseia-se em pressupostos que defendem o uso dessas informações através de atividades de 45
  • 46. aprendizagem para o aluno. Assim, podemos buscar na história fatos, descobertas e revoluções que nos mostrem a criatividade do homem quando se dispõe a elaborar e disseminar a ciência matemática no seu meio sócio-cultural. Mendes ainda diz que o aluno tem mais condições de construir a matemática como um conjunto de idéias que são não somente inter-relacionadas, mas também relacionadas a outros aspectos da conjuntura que as deu origem. Assim, será facilitada tanto a sua compreensão da própria matemática quanto as suas aplicações. De acordo com um estudo realizado por MENDES & FOSSA (1996), citado por MENDES, procurando verificar as concepções, atitudes e experiências dos professores de Matemática com relação ao uso da história em sala de aula, pode ser detectada que os professores investigados apontam para a necessidade de um aprofundamento acerca do conteúdo histórico de alguns tópicos matemáticos como a trigonometria, justificando ser possível e necessária a utilização do mesmo durante as suas atividades de ensino. Desse modo buscamos desenvolver um estudo que procurasse apresentar a eles um aprofundamento teórico acerca do conteúdo histórico de trigonometria para que se torne possível utilizá-lo como alternativa de aprendizagem de conceitos trigonométricos básicos no ensino secundário. Bem, agora falando um pouco sobre as relações metodológicas na história do ensino de matemática, podemos dizer que a busca de estabelecer possíveis relações metodológicas entre a história da matemática e o ensino desta disciplina, tem se apresentado cada vez mais presente em vários estudos realizados atualmente por um número cada vez crescente de educadores matemáticos. Segundo MENDES, com relação ao uso da história como recurso de ensino de matemática, há na literatura referente a esse tema, um estudo exaustivo, realizado por MIGUEL (1993), ele caracteriza diversas fontes de utilização na história da matemática, dentre as quais destacamos a de motivação da aprendizagem, a de seleção de objetivos de ensino, a de recreação através de atividades lúdicas e heurísticas, a de desmistificação, para mostrar a matemática acessível às atividades educativas do homem; a de formalização de 46
  • 47. conceitos, a de dialética, a de unificação de vários campos da matemática, a de conscientização epistemológica e de significação, a de cultura e a de epistemologia. Além disso, seu trabalho culmina com a apresentação de um estudo histórico-pedagógico- temático voltado para o ensino-aprendizagem dos números irracionais, material este bastante útil para o trabalho dos professores que atuam no ensino secundário. O ensino de matemática baseado em atividades pressupõe a aprendizagem como uma construção constante das noções matemáticas a partir da experimentação, discussão posterior dos resultados obtidos e elaboração final dos conceitos em construção. Cabe, porém, ao professor preocupar-se com a elaboração das atividades e com as orientações dadas aos estudantes durante a realização das mesmas, pois isso poderá ser decisivo no processo de aprendizagem. Essa abordagem de ensino prevê a experiência direta do aprendiz, com situações reais vivenciadas onde a abordagem instrucional é centrada no aluno e em seus interesses espontâneos. Assim, MENDES encerra, dizendo que para que se efetive um ensino- aprendizagem significativo, é proposto uso da história através de atividades centradas na aprendizagem por descoberta, pois o material histórico servirá de referencial para a elaboração e testagem das atividades de ensino de trigonometria. Essa forma de abordagem de ensino pressupõe uma colaboração mútua entre professor e alunos durante o ato de construção do saber, pois a característica essencial desse modo de encaminhar as atividades de ensino está no fato de que os tópicos a serem aprendidos estão por ser (re)descobertos pelo próprio aluno durante o processo de busca que é conduzido pelo professor até que ele seja incorporado à estrutura cognitiva do aprendiz. Além disso, esse modo de atividade conduz o aprendiz através de experiências semelhantes às etapas vivenciadas pelos matemáticos do passado e por isso o material histórico torna-se imprescindível para o desenvolvimento desse tipo de ação docente. Uma atividade que pode ser sugerida diz respeito à medição de altura de objetos sem a utilização de sombras, cujos objetivos são; relacionar ângulos e lados de dois ou 47
  • 48. mais triângulos retângulos semelhante, visando determinar a razão entre os lados desses triângulos através dos processos de medição desses objetos. Essa atividade suscita fatos históricos ligados às experiências de Tales e ao conhecimento sobre a construção de tábuas trigonométricas realizadas na antigüidade, através da determinação da tangente de um ângulo agudo. b) Uma proposta alternativa para o ensino e aprendizagem de trigonometria (i) Principais aspectos da teoria de David Ausubel Segundo BRIGUENTI (1998), Ausubel define aprendizagem como organização e integração do novo conhecimento com conceitos já existentes na estrutura cognitiva do aprendiz e a estrutura cognitiva é entendida como um corpo de conhecimento estabelecido, organizado e adquirido de forma cumulativa, e sempre ancorado em conhecimentos já existentes, a qual é chamada de aprendizagem significativa. 48
  • 49. A aprendizagem significa é ponto alto da teoria de Ausubel, pois para ele esse tipo de aprendizagem só ocorre se, alem de se ter proporcionado ao aluno a conexão entre o eu ele já sabe e o novo conhecimento, o conteúdo lhe for significativo, originando uma curiosidade em aprender. Também temos o conceito de diferenciação progressiva, que é o de se oferecer aos alunos as idéias mais gerais em primeiro lugar, para depois detalhá-las. Já outro conceito defendido por Ausubel para facilitar a aprendizagem do conteúdo é o conceito de reconciliação integrativa que envolve uma aprendizagem superordenada ou combinatória, pois engloba varias ideais, integrando o novo conhecimento aos outros já existentes. (ii) A nova proposta BRIGUENTI (1998) diz que as praticas de ensino vem sendo realizadas em nossas escolas na concepção segundo a qual se acredita ser suficiente apresentar aos alunos os conceitos já sistematizados. Nessa concepção, os alunos são meros espectadores e o professor como aquele indicado para apresentar as definições e regras já sistematizadas. Assim, segundo BRIGUENTI (1998), não é dada ao aluno a oportunidade de ser co-produtor do seu conhecimento. Dessa forma podemos considerar que o aluno deve participar da construção do conhecimento, ou seja, que a aquisição do saber historicamente acumulado adquirido na escola só se dá quando o aluno é objeto e também sujeito da educação, o que nos leva a considerar a sala de aula um espaço importante para a formação do aluno. Ao elaborar atividades de ensino de trigonometria diferenciadas, BRIGUENTI (1998), apoiou-se no conceito de aprendizagem significativa de AUSUBEL (1968), onde estas forneçam momentos através de reflexões e de discussões das idéias pertinentes ao problema proposto, do desenvolvimento da criatividade e do pensamento hipotético ao elaborar hipóteses na tentativa de encontrar a solução do problema, e ainda promover a 49
  • 50. interação social entre os alunos e o bom relacionamento entre professor e alunos. Então, as atividades oferecem modos de ações para ajudar o aluno a construir os conceitos estudos, possibilitando a aprendizagem significativa dos conceitos, favorecendo e estimulando o pensamento reflexivo. Durante o desenvolvimento da atividade, segundo BRIGUENTI (1998), procura-se estabelecer conceitos relevantes e inclusivos que o aluno já possui, apoiando-se na estrutura cognitiva do aluno. Então, a dinâmica utilizada influi nos aspectos afetivos e lúdicos, considerando que a maneira de trabalhar motiva fortemente o aluno ao possibilitar que este manipule materiais concretos. Bem, agora vamos passar à idéia da hierarquização dos conceitos, onde em matemática alguns conceitos relevantes, pois serve de ancora desde os primeiros contatos com o assunto, o que é o caso de semelhança de triângulos, segundo BRIGUENTI (1998). Aqui podemos chegar à conclusão que os livros didáticos apresentam os conteúdos em trigonometria numa ordem que não proporciona hierarquização dos conceitos e nem aprendizagem significativa. Outro fator importante a ser considerado são as condições para a aprendizagem significativa, ou seja, que segundo AUSUBEL (1968), o conteúdo a ser aprendido deve ser significativo para o aluno, originando as condições que desperte no aluno a curiosidade e uma pré-disposição para aprender. Assim, BRIGUENTI (1998), diz que antes de iniciar-se a apresentação de um novo conceito na aula de matemática, o professor deveria utilizar-se de filmes envolvendo os conceitos a ser iniciado, o que pode motivar os alunos para a aquisição de novo conhecimento. A seguir um mapa conceitual, mostrando relações entre ensino de trigonometria tradicional e a nova proposta de ensino diferenciada: ENSINO DE TRIGONOMETRIA 50
  • 51. LIVROS DIDÁTICOS DEFINIÇÕES E FÓRMULAS PROPOSTA SUGERIDA: POSSIBILITA AÇÕES METODOLÓGICAS DIFERENCIADAS POR MATERIAL CONCRETO. NOVO CONHECIMENTO ANCORADO EM CONCEITOS BÁSICOS E RELEVANTES. O ALUNO TRABALHARÁ APENAS NA 1a VOLTA, COM OS VALORES DOS PRIMEIROS ARCOS EM TODOS OS QUADRANTES. ALUNOS CONSTROEM CONCEITOS DAS RAZÕES TRIGONOMÉTRICAS NO TRIANGULO RETÂNGULO, POR AÇÕES CONCRETAS. GENERALIZANDO OS PRINCIPAIS CONCEITOS TRIGONOMÉTRICOS, PODE-SE APRESENTAR FUNÇÕES TRIGONOMETRICAS UTILIZANDO –SE PROGRAS COMPUTACIONAIS. 51
  • 52. (iii) Aprendizagem receptiva x aprendizagem por descoberta Segundo BRIGUENTI (1998), a grande preocupação de Ausubel era que a aprendizagem do novo conhecimento esteja relacionada com os conceitos estabelecidos na estrutura cognitiva do aluno, portanto que esta aprendizagem seja feita através da descoberta do conceito. Para ele a aprendizagem significativa de um conceito pode se der através de uma aula expositiva, pois a principal condição para acontecer à aprendizagem não está na descoberta das propriedades de um conceito, mas na interação entre o novo conceito e os já conhecidos pelos alunos. Segue um mapa conceitual das aprendizagens: PROPOSTA SUGERIDA APRENDIZAGENS DOS ALUNOS MANIPULAÇÃO DE RETOMADA DOS DESENVOLVIMENTO MATERIAIS CONCEITOS DO RACIOCÍNIO CONCRETOS 52
  • 53. INDÍCIOS DE DESENV. DE APRENDIZAGEM AUTONOMIA SIGNIFICATIVA DOS CONCEITOS (iv) Relação entre teoria de Ausubel e atividades Neste item, segundo BRIGUENTI (1998), vamos apresentar o relacionamento entre as ações propostas nas atividades com a teoria de AUSUBEL (1968). Antes de entrarmos nas atividades, vale ressaltar BRIGUENTI (1998), que não se trata de oferecer aos professores de Matemática “fórmulas mágicas” ou “receitas” para o desenvolvimento dos conceitos trigonométricos, com a intenção de substituir os livros didáticos, mas sim de sugerir ações que poderão ajudar o aluno na construção dos conceitos trigonométricos. Segue abaixo a analise das dezesseis atividades, retirados de BRIGUENTI (1998). ATIVIDADE I: MEDINDO ALTURAS Esta atividade envolve dois conceitos relevantes – semelhança de triângulos e proporcionalidade – que tem por objetivo que os alunos determinem alturas de árvores, de pilares, etc., utilizando-se de dois procedimentos diferentes. Como já citado anteriormente, recomenda-se que o professor deveria recorrer a fatos históricos que se relacionam com os conceitos matemáticos abordados nessa atividade (semelhança de triângulos). Apoiado e um conceito fundamental – medida - acabam esclarecendo para os alunos como foi que Thales de Mileto determinou a altura da pirâmide mais alta do mundo, Queops, sem escalá-la. Aqui, para reforçar o desenvolvimento da atividade, poderá ser exibido o filme “Teorema de Thales de Mileto”, da TV Escola, produzido pela Coordenadoria de Ensino e Normas Pedagógicas (CENP), encontrado nas Delegacias de Ensino que retrata Thales de Mileto (600 a.C.) determinou a altura dessa pirâmide. 53