43
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA INVESTIGAÇÕES MATEMÁTICAS E TRIGONOMETRIA: UMA ABORDAGEM NO 1º ANO DO ENSINO MÉDIO Kelly Maria de Campos Fornero Abreu de Lima Melillo (Pós-Graduanda) Profª. Drª. Maria Laura Magalhães Gomes (Orientadora) Belo Horizonte, Setembro de 2009. Minas Gerais – Brasil

Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

  • Upload
    lekiet

  • View
    215

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA

INVESTIGAÇÕES MATEMÁTICAS E TRIGONOMETRIA: UMA

ABORDAGEM NO 1º ANO DO ENSINO MÉDIO

Kelly Maria de Campos Fornero Abreu de Lima Melillo (Pós-Graduanda)

Profª. Drª. Maria Laura Magalhães Gomes (Orientadora)

Belo Horizonte, Setembro de 2009.

Minas Gerais – Brasil

Page 2: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

2

RESUMO

Este trabalho relata a aplicação de uma proposta de ensino sobre o ciclo

trigonométrico baseada em investigações matemáticas a duas turmas de estudantes do 1º

ano do Ensino Médio de uma escola pública federal de Belo Horizonte.

Verificou-se que a maior parte dos alunos realizou corretamente conjecturas a

partir das atividades, justificando-as com base em conteúdos matemáticos conhecidos

anteriormente.

Constatou-se, assim, a possibilidade de sucesso na realização da atividade

investigativa quando se cria adequadamente um ambiente de exploração, se formula um

roteiro e o professor estimula as ideias e propõe questões desafiadoras aos alunos.

Espera-se que esta monografia possa contribuir para o trabalho de outros professores

interessados no tema.

Palavras-chave: Investigações Matemáticas, Círculo Trigonométrico, Atividades

Experimentais.

Page 3: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

3

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ................................................................................................................4

CAPÍTULO 1: INVESTIGAÇÕES MATEMÁTICAS ...................................................6

1.1 A origem da pesquisadora e da pesquisa ..................................................6

1.2 O trabalho ..................................................................................................8

1.3 A escola e o livro....................................................................................10

1.4 Investigações matemáticas .....................................................................11

CAPÍTULO 2: AS ATIVIDADES DE INVESTIGAÇÕES TRIGONOMÉTRICAS... 14

2.1 Atividade 1: Trigonometria no triângulo retângulo ................................15

2.2 Atividade 2: Construção do círculo trigonométrico ................................15

2.3 Atividade 3: Medir a altura de objetos sem a utilização da sombra .......17

CAPÍTULO 3: UMA ANÁLISE DOS RELATÓRIOS PRODUZIDOS PELOS

ALUNOS ........................................................................................................................19

3.1 As questões da atividade 2 e as respostas dos alunos .............................20

3.2 Entrevista com a dupla de alunos F e G ..................................................29

CAPÍTULO 4: CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................32

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...........................................................................36

ANEXOS ........................................................................................................................37

Anexo 1 - Atividade 1: Trigonometria no triângulo retângulo .............................37

Anexo 2 - Atividade 2: Construção do círculo trigonométrico ............................39

Anexo 3 - Atividade 3: Medir a altura de objetos sem a utilização de sombra .....41

Page 4: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

4

INTRODUÇÃO

Os tópicos básicos de trigonometria ensinados no ensino médio são de extrema

importância para que o aluno amplie as suas possibilidades de resolução de problemas,

permitindo relacionar as medidas de lados e de ângulos. No entanto, se em sala de aula

prevalecer uma abordagem “mecânica” da trigonometria, como é comum nos livros

didáticos e nas práticas de alguns professores, frequentemente ocorrerá o não

entendimento, por parte do aluno, dos conceitos chave como seno, cosseno e tangente

de um ângulo. Acreditando na importância que a trigonometria tem no desenvolvimento

e na formação matemática de um estudante, penso que essa falta de compreensão é algo

que deve preocupar o professor de matemática.

Neste estudo, busco descrever como a utilização de ações metodológicas que

incorporam experimentos e instrumentos de medidas pode contribuir para a

aprendizagem da trigonometria na perspectiva da investigação. Para isso, relato como os

alunos de uma turma do ensino médio de uma escola pública aprendem as noções de

trigonometria, quando participam de atividades de investigações matemáticas propostas

pelo professor em sala de aula.

No capítulo 1, denominado Investigações Matemáticas, descrevo minha

origem e minha experiência como professora do Colégio Técnico da UFMG (Coltec),

em Belo Horizonte. Nessa escola, tive meu primeiro contato com o uso de investigações

matemáticas, como estratégia metodológica.

Para compreender melhor essa metodologia de ensino, pesquisei sobre algumas

atividades investigativas, realizadas por Ponte, Brocardo e Oliveira (2006). A partir

desta pesquisa, adaptei atividades para o ensino de Trigonometria, desenvolvidas pelos

professores do setor de Matemática do Coltec, as quais são descritas no capítulo 2.

Além disso, neste capítulo 1, descrevo como foi realizado o trabalho, como é a escola,

alvo da pesquisa, e discorro brevemente a respeito da estruturação e da condução de

uma aula investigativa.

No capítulo 2, intitulado As Atividades de investigação trigonométrica,

apresento as três atividades investigativas, que são adaptações de atividades

desenvolvidas e aplicadas no Coltec, para o ensino da Trigonometria. Embora apenas

uma delas seja objeto de análise neste trabalho, julguei interessante apresentar todas as

três, de modo a torná-las acessíveis ao professor leitor que se interesse em delas fazer

uso em sala de aula.

Page 5: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

5

No Capítulo 3, chamado Uma análise dos relatórios produzidos pelos alunos,

faço uma análise dos relatórios, produzidos pelos alunos, da Atividade 2. Também

comento a entrevista feita com uma dupla desses alunos visando compreender melhor

algumas de suas conjecturas e justificativas.

Nas Considerações finais, relato os procedimentos que considero importantes

na realização de uma investigação matemática e aponto minha satisfação com o

resultado desta proposta de ensino, pois considero que este trabalho foi eficiente.

Manifesto, ainda, a expectativa de esta pesquisa ser útil para o desenvolvimento de

atividades na prática de outros professores.

Page 6: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

6

CAPÍTULO 1

INVESTIGAÇÕES MATEMÁTICAS

Acredito que todo ser tem suas próprias curiosidades e inquietações. Por isso,

como professora, procuro deixar meus alunos livres para fazerem Matemática. Para o

sucesso do processo de ensino-aprendizagem, em sala de aula, considero importante

criar ou selecionar com cuidado as atividades propostas aos estudantes. Penso que as

atividades que levam os alunos a investigar, ou seja, explorar, pesquisar e procurar

regularidades aumentam a sua capacidade de solucionar problemas e pensar

matematicamente.

De acordo com Rocha e Ponte (2006), a realização de investigações matemáticas

pelos alunos pode contribuir na aprendizagem de ideias e conceitos matemáticos. As

investigações desenvolvem conhecimentos transversais, como a capacidade de

comunicação e trabalho em grupo, além de contribuir na formação de novas concepções

e atitudes em relação à Matemática. Para muitos estudantes, a investigação matemática

ainda é novidade, o que causa algumas dificuldades em sua aplicação. É comum, por

exemplo, os alunos usarem as mesmas estratégias que empregam para resolver

exercícios, que os levam rapidamente à organização dos dados e à formulação de

conclusões. Além disso, eles têm a tendência natural de achar que basta testar vários

exemplos para garantir a validade de certa conjectura.

Meu trabalho foi facilitado pelo fato de os estudantes, sujeitos da minha

pesquisa, já estarem acostumados com o trabalho investigativo, como veremos no

capítulo 3, em que apresento uma análise dos resultados.

A partir das atividades propostas sobre trigonometria e das considerações sobre

investigações matemáticas, espero oferecer ao professor leitor deste trabalho uma

contribuição para sua sala de aula, na medida em que poderá fazer uso das atividades,

bem como poderá adquirir maior autonomia para o desenvolvimento de outras.

1.1 A origem da pesquisadora e da pesquisa

Desde que ingressei na Universidade, já atuei como docente em nove

Instituições (quatro Pré-Vestibulares, três escolas regulares e um supletivo) e também

Page 7: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

7

trabalhei com diversos alunos dando aulas particulares em todos os níveis, do início do

Ensino Fundamental ao Ensino Superior.

Quando cursei a disciplina Prática de Ensino de Matemática, no 1° semestre de

2006, durante o curso de licenciatura em Matemática, fiz estágio no Colégio Técnico da

Universidade Federal de Minas Gerais, o Coltec. O estágio foi uma experiência muito

rica e representou meu primeiro contato com o uso de investigações matemáticas em

sala de aula para ensinar Matemática. No ano de 2007, fui selecionada para o cargo de

professora substituta do Coltec. Essa experiência é, sem dúvida, a motivação principal

para esta monografia. No ano letivo de 2007, trabalhei com duas turmas de 1º ano,

enquanto que em 2008 ministrei aulas para duas turmas de 2º ano e uma turma de 1º

ano, todas elas no Ensino Médio.

Durante todo esse período, busquei trabalhar a Matemática na perspectiva da

construção do conhecimento pelo aluno por meio da investigação. Nessa perspectiva, o

aluno não recebe o conteúdo pronto. Ele é convidado a descobrir novos conceitos,

levantar hipóteses, testar conjecturas e propor novas questões. Faço perguntas e levanto

questões aos alunos e, a cada resposta, eles formulam uma conjectura. Conteúdos

revisados recebem novos olhares, enquanto as novidades sempre surgem a partir de

perguntas como: ‘E agora, professora, o que eu faço?’ Essas perguntas são seguidas das

minhas respostas, que são novas perguntas: ‘O que você sugere?’; ‘O que já descobriu

até o momento?’; ‘Consegue ver algum padrão?’; ‘Verificou se funciona?’.

No estudo de funções, por exemplo, quando convidamos os alunos a pensar

sobre situações cotidianas que os levam a trabalhar com modelos de funções, podemos

perceber mais nitidamente como a perspectiva da investigação é diferente de uma

abordagem mais convencional do tema. Participando de investigações matemáticas,

uma atividade já conhecida de criar relações entre conjuntos aparece gerando várias leis

e, a partir daí, novas funções. Um grupo de alunos, por exemplo, plantou grãos de feijão

e avaliou o crescimento do feijão em função do tempo. Outro grupo variou a quantidade

de fermento em uma receita de bolo e estudou a altura atingida pelo bolo, em um

mesmo tabuleiro, em função da quantidade de fermento utilizado. Houve um grupo que

observou a variação do comprimento da sombra de um objeto em relação ao tempo.

Para gerar a expressão algébrica que representava a função, por eles criada, os alunos

Page 8: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

8

utilizaram softwares do laboratório de Física, que possibilitam encontrar a lei que mais

se adapta ao conjunto dos pontos obtidos experimentalmente.1

Historicamente, nas escolas, tem sido utilizada uma abordagem “tradicional” de

ensino, segundo a qual se apresentam aos alunos exposições orais dos conteúdos pelo

professor, e em seguida, os estudantes trabalham com exercícios selecionados. Muitos

livros didáticos reforçam essa prática de sala de aula que, por sua vez, reforça o estilo

dos livros.

Professores que adotam essse tipo de abordagem parecem acreditar que o

sucesso na aprendizagem dos alunos está ligado diretamente à boa qualidade das aulas

expositivas apresentadas. Entretanto, a meu ver, em vez de se centrar o ensino na

memorização e na aplicação de técnicas, com base nas exposições dos professores, é

preciso conferir ênfase à apropriação, pelos estudantes, de aspectos essenciais de

números e suas relações. Desse modo, os alunos passam da posição de meros

espectadores para a de criadores ativos, construtores do conhecimento. O professor,

nesse último caso, assume um papel de regulador da atividade investigativa.

Mobilizada pelo desejo de romper com a abordagem tradicional de ensino,

esperava encontrar na investigação matemática um modo de melhorar o entendimento

das noções de trigonometria pelos alunos, além de estimular a interação, aumentar a

motivação e a criatividade dos mesmos. Foi com essas preocupações que realizei o

trabalho relatado nesta monografia.

1.2 O trabalho

De acordo com os PCNEM – Parâmetros Curriculares Nacionais – Ensino

Médio (BRASIL, 1998), apesar de sua importância, tradicionalmente a trigonometria é

apresentada de maneira desconectada das aplicações, investindo-se muito tempo no

cálculo algébrico das identidades e equações em detrimento dos aspectos importantes

das funções trigonométricas e análise de seus gráficos. Além disso, há o fato, já

mencionado, de os livros didáticos apresentarem as noções de trigonometria de maneira

“mecânica” e com grande destaque para as fórmulas.

1 Este trabalho sobre o estudo de funções envolve um processo de investigações diferente da atividade analisada nesta monografia. Neste caso, a pesquisa dos alunos levou-os a modelar matematicamente algum experimento.

Page 9: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

9

Escolhi, portanto, trabalhar com investigações na resolução de problemas de

Trigonometria, em uma turma de 1º ano do Ensino Médio. Apesar de trabalhar na

escola, com turmas deste nível, optei por aplicar e avaliar uma atividade investigativa n

turma de outra professora, que cedeu alguns horários para a minha pesquisa. A

professora contribuiu no sentido de propiciar um ambiente adequado, entre os alunos,

para a realização do trabalho, e também por auxiliar a orientação das propostas contidas

nas atividades. Os sujeitos, estudantes do 1° ano do Ensino Médio, têm idade média de

15 anos.

Em particular, meu trabalho destinou-se a pesquisar como os alunos concebem

os conceitos de Trigonometria em situações de investigação matemática, utilizando

instrumentos de desenho e medição, como régua, compasso e transferidor.

Ainda segundo os PCNEM, é preciso, no ensino, assegurar as aplicações da

trigonometria na resolução de problemas que envolvem medições, em especial o cálculo

de distâncias inacessíveis e para construir modelos que correspondem a fenômenos

periódicos. Dessa forma, o estudo deve se ater às funções seno, cosseno e tangente, com

ênfase no seu estudo na primeira volta do círculo trigonométrico e destaque para a

perspectiva histórica das aplicações das relações trigonométricas. Outro aspecto

importante do estudo deste tema é o fato de os conhecimentos a ele relacionados terem

sido responsáveis pelo avanço tecnológico em diferentes épocas, como é o caso do

período das navegações ou, atualmente, na agrimensura, o que permite aos alunos

perceberem o conhecimento matemático como forma de resolver problemas que os

homens se propuseram e continuam se propondo.

Nesse trabalho adaptei o roteiro utilizado no Coltec e questões para que os

alunos investigassem. Utilizamos as atividades que o Colégio já praticava e inserimos

algumas idéias sugeridas por Brighenti (2003). Essa autora sugere ações para serem

desenvolvidas em sala de aula que possibilitem ao aluno construir os conceitos

trigonométricos e realizar a aprendizagem dos mesmos, por meio de questionamentos,

de reflexões e considerando o conhecimento aprendido no cotidiano do aluno. Os alunos

têm que sugerir métodos para essas atividades utilizando a Trigonometria. Ao propor as

atividades, meu interesse era que eles descobrissem as diversas utilidades práticas da

Trigonometria e construíssem os conceitos em seguida, fazendo investigações

matemáticas.

Para avaliação do trabalho que realizei, a professora exigiu a produção escrita de

um relatório que poderia ser feita por um aluno ou por um grupo de alunos. Na

Page 10: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

10

orientação para a produção desse relatório, além da solicitação da apresentação das

conclusões originais de investigação, foi explicitada a importância dos registros de

todas as questões levantadas, do modo como os alunos organizaram os dados, das

conjecturas provadas ou não provadas, etc. Tendo os estudantes seguido as orientações,

consegui ter conhecimento não só das conclusões tiradas, como também do processo

utlizado por eles. Este também foi um momento de outro tipo de aprendizagem para os

estudantes, já que eles estão acostumados a escrever, em geral, somente respostas

sintéticas em Matemática.

A partir dos trabalhos coletados na turma, utilizei as principais respostas e

dúvidas para analisar e procurar compreender como se deram, nessa experiência, aa

investigações matemáticas dos sujeitos. Os resultados dessa análise são apresentados no

capítulo 3.

1.3 A escola e o livro

Apresento, nesta seção, algumas informações sobre a escola em que realizei o

meu trabalho.

A escola técnica, COLTEC, situada em Belo Horizonte, tem um excelente

espaço físico. As aulas são, na maioria, em salas ambiente, ou seja, os alunos se

deslocam para as salas das disciplinas de acordo com o horário da turma. No caso das

aulas de Matemática, 1° ano, a sala possuía mesas com quatro cadeiras para que os

alunos trabalhassem em grupo. A escola conta com uma boa cantina, que oferece, entre

outras coisas, almoço, já que o curso é fornecido em período integral. A biblioteca e os

laboratórios ficam à disposição dos professores e estudantes a maior parte do dia,

contribuindo para o estudo e pesquisa dos alunos. A instituição não exige uso de

uniformes pelos alunos, e não impede a sua entrada e saída da escola no período de

aulas.

Como disse anteriormente, o desenvolvimento das aulas, no Coltec, prioriza a

construção do conhecimento pelo estudante, sobretudo pelo trabalho frequente com

investigações matemáticas. Algumas vezes, o cronograma “apertado” não permite que

os professores sistematizem todo o conteúdo envolvido nas atividades de investigação

realizadas pelos estudantes e, por isso, a escola considera importante, como

complementação às práticas pedagógicas em sala de aula, a consulta ao material de

Page 11: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

11

apoio. Desse modo, o Coltec adotou um livro didático como auxiliar no processo de

ensino-aprendizagem.

O livro adotado pela escola é Matemática Ensino Médio, de Kátia Stocco Smole

e Maria Ignez Diniz, publicado pela editora Saraiva. De acordo com o chefe do Setor de

Matemática da escola, foi difícil a escolha do livro didático. Segundo ele, é raro

encontrar livros que estimulem a investigação matemática. A escola opta, portanto, por

confeccionar material próprio (apostilas) e utilizar o livro adotado para complementá-lo,

de modo que os alunos tenham disponibilidade de mais exercícios e uma outra fonte de

consulta ao conteúdo.

Assim como a escola, o livro incentiva atividades em grupo, o uso de

calculadoras e softwares matemáticos durante o ensino e a aprendizagem.

Além disso, as autoras afirmam que procuraram elaborar o livro de acordo com

as indicações dos Parâmetros Curriculares do Ensino Médio (PCNEM) do MEC. Isso

pode ser observado pela ênfase no desenvolvimento de competências e habilidades que

permitam aos alunos ler e interpretar a realidade. O aluno precisa analisar e

compreender a situação por inteiro, decidir sobre a melhor estratégia para resolvê-la,

tomar decisões, argumentar, expressar-se e fazer registros. Assim, segundo as autoras, o

estudante desenvolve capacidades necessárias para atuação efetiva na sociedade e na

sua vida profissional.

1.4 Investigações matemáticas

Segundo Ponte, Brocardo e Oliveira (2006), para os matemáticos, investigar é

descobrir relações entre objetos matemáticos conhecidos ou desconhecidos, procurando

identificar as respectivas propriedades.

Uma investigação matemática desenvolve-se, usualmente, em torno de um

problema, cujo objetivo é, naturalmente, resolvê-lo. No primeiro momento, a

investigação abrange o reconhecimento da situação, a sua exploração preliminar e a

formulação de questões. Muitas vezes, a tarefa é fornecida aos alunos por escrito, mas,

mesmo assim, o professor deve ler os textos cuidadosamente com os alunos, para que

eles compreendam a tarefa proposta e sintam-se motivados e desafiados. O segundo

momento refere-se ao processo de formulação de conjecturas. O terceiro inclui a

realização de testes para verificar estas conjecturas. E, finalmente, o último diz respeito

Page 12: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

12

à argumentação, à tentativa de demonstração e à avaliação do trabalho realizado.

(PONTE, BROCARDO E OLIVEIRA, 2006)

O sucesso da aprendizagem depende, também, como em qualquer outra

atividade, de um ambiente de aprendizagem. É fundamental que os alunos se sintam à

vontade para fazer perguntas, levantar questões e dividir suas ideias com o professor e

com os colegas.

De maneira complementar à idéia das investigações matemáticas, tornou-se

importante a construção de um cenário para investigações durante as aulas. Um cenário

para investigação é aquele que convida os alunos a formular questões e procurarem

explicações. O convite é simbolizado pelo ‘ O que acontece se...?’do professor. O aceite

dos alunos ao convite é simbolizado em seus ‘Sim, o que acontece se...?’. Dessa forma,

os alunos se envolvem no processo de exploração. O “Por que isso...?”, do professor,

representa um desafio e os “Sim, por que isso...?”. dos alunos indicam que eles estão

encarando o desafio e que estão procurando explicações. Quando os alunos assumem o

processo de exploração e explicação, o cenário para investigação passa a constituir um

novo ambiente de aprendizagem. No cenário para investigação, os alunos são

responsáveis pelo processo (SKOVSMOSE, 2000, p.6) 2.

Ao iniciar a investigação, é importante também que o aluno compreenda a

proposta a ser desenvolvida, em termos de produto final. Espera-se, no final, que ele

explore e formule questões, formule conjecturas, teste e reformule suas conjecturas e

ainda, seja capaz de justificar suas conjecturas (PONTE, BROCARDO; OLIVEIRA,

2006).

Na condução da aula, o professor tem que apoiar os alunos, sugerindo questões

abertas que levem a reflexões e os façam recordar informações relevantes. Neste

momento, é comum os alunos esperarem aprovação dos seus resultados. Por isso, é

importante que o professor apoie o trabalho deles e não se preocupe em validá-lo

(PONTE, BROCARDO E OLIVEIRA, 2006).

2 Ole Skovsmose participa ativamente da comunidade brasileira de Educação Matemática, ministrando disciplinas, participando de conferências e interagindo com estudantes e docentes do Programa de Pós-Graduação em Educação Matemática da UNESP, Rio Claro, bem como de aulas investigativas.

Skovsmose pesquisa sobre a Educação Matemática Crítica, que se refere a uma variedade de perspectivas e atividades que requerem algumas preocupações educacionais com: os aspectos sociais e políticos do saber matemático; com o acesso às idéias matemáticas; com o uso e a função da matemática na prática; com a dinâmica da sala de aula; com o desenvolvimento da cidadania crítica.

Diferentemente de Ponte, Skovsmose não se dedica às investigações matemáticas, mas à importância da qualidade do diálogo em sala de aula, enfatizando que o incentivo ao diálogo é importante para o sucesso da investigação. (SKOVSMOSE, 2000)

Page 13: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

13

No próximo capítulo, descrevo as três atividades de investigação trigonométrica

que elaborei, a partir de adaptações das atividades desenvolvidas e utilizadas por

professores do Coltec, e propus aos estudantes das turmas por mim pesquisadas durante

o 2° semestre de 2008.

Page 14: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

14

CAPÍTULO 2

AS ATIVIDADES DE INVESTIGAÇÕES TRIGONOMÉTRICAS

Desenvolvi, juntamente com os professores do setor de Matemática do Coltec,

três atividades no estudo de trigonometria (Ver anexos).

A atividade 1 sofreu poucas modificações em relação à utilizada no colégio nos

anos anteriores. Inserimos apenas novas questões investigativas. Porém, por se tratar da

introdução ao contéudo, muitos alunos já conheciam os resultados. Com isso, a tarefa

não foi exploratória. Os alunos não procuraram padrões, pois já conheciam as

conjecturas esperadas no exercício. Incentivamos, portanto, que eles fizessem as

demonstrações dos resultados conhecidos. Entretanto, concluí que esta não foi uma

atividade investigativa, segundo Ponte, Brocardo e Oliveira (2006), uma vez que já

eram conhecidos os padrões, as relações e as generalizações a respeito da situação

proposta.

A atividade 2 é uma adaptação da atividade sugerida por Brighenti (2003), em

seu livro. Por meio de uma sequência de perguntas, tentamos avaliar a compreensão dos

conceitos de trigonometria já conhecidos pelos alunos ao aplicá-los na construção do

ciclo trigonométrico.

Conseguimos que a atividade 2 atendesse à concepção de investigação

matemática, segundo Ponte, Brocardo e Oliveira (2006), apresentada anteriormente,

pois envolveu os quatro momentos descritos por eles: o reconhecimento da situação e

exploração preliminar, a formulação de conjecturas e o eventual refinamento das

conjecturas. Por isso, escolhi-a para análise das respostas dos alunos (Capítulo 3).

A atividade 3 também é uma adaptação de uma aplicação das razões

trigonométricas no triângulo retângulo, sugerida por Brighenti (2003). Além disso, com

o propósito de enriquecermos esta tarefa com contextos históricos que geraram esta

aplicação, incluímos, na proposta, relatos escritos por Mendes (2005).

No entanto, esta atividade não requer formulação de conjecturas ou padrões. O

que se espera do aluno é que ele observe que a Matemática não surgiu como é

apresentada hoje, ou seja, ela foi construída a partir de necessidades humanas originadas

no cotidiano de povos do passado.

Apesar de esta monografia basear-se no estudo da atividade 2, considero

interessante a aplicação de todas as atividades. Devido aos bons resultados que obtive

Page 15: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

15

com a utilização dessas três propostas, pensando em torná-las disponíveis a professores

interessados, optei por descrevê-las neste capítulo e apresentar a forma como foram

propostas aos alunos.

A seguir apresento, então, as três propostas de atividades investigativas em

trigonometria. (As atividades, na forma como foram aplicadas, encontram-se no Anexo)

2.1 Atividade 1: Trigonometria no triângulo retângulo

Com o objetivo de consolidar as ideias já conhecidas sobre triângulos

retângulos, propus esta atividade. Os alunos, inicialmente, desenhariam, com o uso de

um transferidor, triângulos retângulos com ângulos de 30°, 45° e 60° e tamanhos dos

lados à escolha de cada aluno.

Em seguida, no preenchimento de uma tabela e com o uso de régua, foi pedido

que eles calculassem as razões entre os pares de lados: cateto oposto e hipotenusa,

cateto adjacente e hipotenusa e, por último, cateto oposto e cateto adjacente, dos

triângulos desenhados por eles.

Eu esperava que, com esta atividade, os alunos percebessem que as razões entre

os lados de triângulos de mesmos ângulos independem do tamanho dos lados, ou seja,

são constantes. E eu destacaria para eles que as razões: seno, cosseno e tangente, no

triângulo retângulo, são as mais utilizadas.

No final da atividade, outros exercícios e problemas foram propostos com o

intuito de fixar o conteúdo revisado ou, em alguns casos, estudado pela primeira vez.

2.2 Atividade 2: Construção do círculo trigonométrico

Não se sabe bem quando penetrou na matemática o uso sistemático do círculo de

360°, mas parece dever-se em grande parte a Hiparco (c. 180-125 a.C.), através de suas

construções de tábuas trigonométricas com valores correspondentes ao seno, cosseno,

tangente e cotangente de um ângulo ou arco de circunferência, supostamente originadas

na matemática babilônica, através dos valores relativos aos calendários elaborados.

Esses valores foram incorporados posteriormente ao principal trabalho de Ptolomeu, “O

Almagesto”, contribuindo assim com a representação dos elementos básicos da

determinação numérica das chamadas razões trigonométricas, a partir de triângulos

retângulos determinados pelas cordas da circunferência (MENDES, 2005).

Page 16: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

16

Após a aprendizagem dos conceitos básicos das razões trigonométricas, percebi

que os estudantes estavam preparados para a atividade de relacionar os valores do seno

e do cosseno de um ângulo ao valor unitário do raio do círculo trigonométrico. Propus,

então, que a partir de um segmento AB, de um decímetro, os alunos formassem

triângulos retângulos de hipotenusas AC 1 , AC 2 , AC 3 ,..., variando de 10 em 10 graus

(utilizando transferidor), até 80°, os ângulos B 1 ÂC 1 , B 2 ÂC 2 , ... .

Figura 1: Representação do que se pretendia que os alunos construíssem na

“questão 1”, da atividade 2.

Em seguida, solicitei a eles que coletassem, utilizando régua, as medidas dos

catetos de cada triângulo desenhado, e encontrassem os valores das razões seno, cosseno

e tangente dos ângulos B 1 ÂC 1 , B 2 ÂC 2 , etc. Resolvendo esses problemas, o aluno

poderia observar a relação entre ângulos complementares, compreender a variação do

seno e do cosseno de 0° a 90° e os valores encontrados para estas razões quando o

ângulo está muito próximo de 0° e de 90°.

De posse da variação dos valores de seno e do cosseno quando o ângulo varia,

podendo chegar a 0° ou a 90°, foi possível apontar para a necessidade de se utilizar um

Page 17: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

17

sistema de eixos cartesianos ortogonais que tem como unidade a medida do raio

(BRIGHENTI, 2003). Além disso, neste momento é possível explora os números

racionais e irracionais existentes no intervalo de 0º a 90º.

As atividades propostas propiciaram aos alunos a descoberta de algumas ideias,

favorecendo a aplicação prática dos conceitos trigonométricos na resolução de

problemas e o estímulo a sua participação e exploração dos conceitos existentes,

encorajando e fortalecendo discussões e troca de opiniões entre os colegas. Assim, por

possibilitar essas ações em salas de aula, diferentemente do que normalmente se faz, as

atividades foram capazes de motivar os alunos, que revelaram interesse pelo assunto.

2.3 Atividade 3: Medir a altura de objetos sem a utilização de sombra

A trigonometria surgiu no séc V a. C. para resolver problemas práticos oriundos

das necessidades humanas. Os gregos realizavam medições de altura de objetos a partir

de sua sombra. Os egípcios utilizavam esses conhecimentos para resolver problemas

cotidianos, por exemplo, determinar a altura de um barranco utilizando-se da medida de

sua sombra, quando o sol estivesse a 45º do horizonte. Entretanto, um dos problemas

que os egípcios enfrentavam para efetuar essa medição era o fato de haver apenas dois

dias do ano em que o sol ficasse a 45º do horizonte, naquela região. Um problema

prático que marca o encontro de duas grandes civilizações que influenciaram o

desenvolvimento da geometria e consequentemente da trigonometria - egípcios e

gregos, cada um com seus costumes, valores, problemas econômicos, políticos e sociais

– foi o cálculo da altura da pirâmide de base quadrada - a Pirâmide de Quéops

(MENDES, 2005).

Com o passar do tempo, a estratégia desenvolvida por Tales de Mileto, filósofo

grego que viveu por volta do século VI a.C, de utilizar a sombra do objeto, foi sendo

aperfeiçoada, e a altura do objeto passou a ser calculada a partir das relações entre os

lados e ângulos de dois ou mais triângulos retângulos (MENDES, 2005).

Para que os alunos pudessem compreender melhor essa estratégia, realizei uma

atividade em que eles deveriam determinar a altura de árvores, de pilares, do prédio da

escola, etc., utilizando um procedimento que envolvesse semelhança de triângulos e

proporcionalidade.

Com o auxílio de um transferidor, um canudinho de plástico, um clipe, trena ou

fita métrica, eles foram solicitados a construir um instrumento de medição de ângulos.

Page 18: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

18

Como esta atividade já havia sido proposta, para a turma do ano anterior, levei um

instrumento como modelo, para que os alunos confeccionassem, fora do horário de aula,

este material.

Os alunos deveriam colocar o instrumento confeccionado na direção do objeto a

ser medido, de modo a ver o topo do objeto através do orifício do canudinho (ver figura

2). Em seguida, deveriam observar e anotar o ângulo marcado pelo canudinho do

transferidor e representar geometricamente a situação em uma folha de papel. Após a

representação do triângulo observado, os alunos deveriam desenhar outro triângulo

retângulo semelhante ao anterior e que tivesse um ângulo agudo igual ao encontrado no

instrumento usado pelo grupo. Então, estabeleceriam a relação entre os lados e ângulos

dos triângulos retângulos construídos para determinar a altura do objeto (o triângulo em

que um dos lados representa a altura do objeto e o outro triângulo desenhado no papel

semelhante ao triângulo construído com a medida do objeto).

Figura 2: Instrumento confeccionado com canudo de plástico, barbante,

clipe e transferidor. Utilizado pra medição de ângulos.

A atividade 2 foi desenvolvida pelos alunos em dupla, e cada dupla produziu um

relatório sobre como a tinha realizado.

No próximo capítulo, apresento minhas análises desses relatórios.

Page 19: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

19

CAPÍTULO 3

UMA ANÁLISE DOS RELATÓRIOS PRODUZIDOS PELOS ALUNOS

O que vocês observaram? Quais os resultados encontrados durante a realização

do experimento? Como vocês explicam os resultados encontrados?

Foram essas questões as que foram propostas aos alunos para que eles

discutissem e registrassem suas respostas nos relatórios que lhes solicitei.

Como já foi dito, decidi analisar somente a produção dos alunos na segunda

atividade: Construção do círculo trigonométrico, pois a consideramos mais de acordo

com a proposta investigativa de Ponte, Brocardo e Oliveira (2006).

Recolhi todos os trabalhos produzidos pelas duas turmas e selecionei 23,

aparentemente mais completos e legíveis, para essa análise.

Já no início da proposta escrita da atividade eu havia colocado o seguinte

comentário: “IMPORTANTE: Esta atividade tem caráter investigativo. Durante a

realização anote tudo o que julgar necessário. Cada dupla deverá elaborar um relatório

com base nas anotações, contendo as discussões e conclusões da dupla.”

Por se tratar de uma escola técnica, as práticas pedagógicas de outras disciplinas,

como Física experimental, já têm o hábito de cobrar dos alunos a escrita de relatórios,

nos quais devem constar introdução, desenvolvimento e conclusão. Essa circunstância

facilitou a minha pesquisa, pois o que solicitei aos alunos fazia parte, desde o início do

ano letivo, das tarefas que eles estavam acostumados a realizar.

Além disso, o ambiente de aprendizagem investigativa já estava criado e, como

poderemos perceber, os alunos têm consciência de que o meu papel, como professora, é

de apoiá-los. A familiaridade dos estudantes com a escrita de relatórios fica clara a

partir do texto de algumas introduções dos relatórios:

“Este trabalho busca promover uma sistematização do conteúdo de

trigonometria, além de levar a um mundo de questões e hipóteses, o qual exploramos o

máximo que pudemos, embora o nosso campo de alcance seja bem restrito. A partir do

roteiro dado a nós, procuramos observar minuciosamente cada detalhe do que acontecia.

Dessa forma, apresentaremos não só dados e fenômenos, mas também hipóteses

e questões, e buscaremos explicá-los de forma concisa, porém, sem estabelecer isso

Page 20: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

20

como explicação, já que não pudemos comprovar o que propusemos. Assim, a questão

ainda está aberta.” (F e G)3

“Devíamos aprender a tirar nossas próprias conclusões a partir de experiências e

práticas desenvolvidas em sala de aula.” (I e N)

“Esta atividade tinha como objetivo a investigação e extrapolação das razões

seno e cosseno, antes já conhecidas no triângulo retângulo, agora em ângulos agudos.”

(T e J)

Foi possível perceber que todos entenderam o sentido da tarefa proposta e o que

eu esperava deles no decurso da atividade. A seguir, apresento os enunciados das

questões propostas aos alunos na atividade, acompanhados de comentários sobre suas

respostas.

3.1 As questões da atividade 2 e as respostas dos alunos

Nesta seção, vou apresentar todas as questões referentes à atividade 2 e

comentários sobre algumas respostas dos estudantes. Como se poderá observar, agrupei

algumas perguntas, pois algumas delas eram semelhantes e traziam questionamentos

parecidos. Ou ainda, porque os alunos deram respostas diretas, com poucas

justificativas, e, por isso, não havia muito o que comentar.

QUESTÃO 1: A partir do segmento AB que mede 1 dm (10 cm), dado

abaixo, construa triângulos retângulos A C1 D1, A C2 D2, ... (D1, D2, ... são pontos

do segmento AB e CD são perpendiculares a AB), sobre o segmento AB mantendo

a hipotenusa AC constante igual a 1 dm, variando o ângulo (CÂD) de 10 em 10

graus

Como vimos, a primeira questão do roteiro solicitava uma construção. Percebi,

neste momento, que a descrição desta tarefa não estava muito clara (vide Anexo 2). Fiz

alguns exemplos no quadro e os alunos conseguiram traçar os vários triângulos

retângulos sugeridos. Esses triângulos possuíam a hipotenusa medindo 1 decímetro e 3 Aqui e ao longo do resto da monografia, os estudantes serão identificados pelas iniciais de seus nomes.

Page 21: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

21

um vértice comum a todos, como podemos observar na reprodução4 do desenho

incluído no trabalho de uma das duplas:

Figura 3: Reprodução da construção elaborada pelas alunas C e B.

Em seguida, com o uso da régua, os estudantes realizaram as medições dos

catetos e preencheram a tabela do roteiro.

Nesse momento, eu esperava que eles utilizassem o decímetro como unidade de

medida. No entanto, eles fizeram as medições em centímetros, o que não proporcionou

uma visualização rápida dos valores solicitados na questão 4, como veremos a seguir.

QUESTÃO 2: Meça e anote a medida dos catetos de cada triângulo

desenhado, preenchendo a tabela:

Cateto oposto a α Cateto adjacente a α

°= 10α

°= 20α

°= 30α

°= 40α

4 Já que, embora alguns trabalhos tenham sido realizados no computador, os grupos anexaram as construções, feitas a lápis, durante as aulas. Como não consegui obter boas imagens digitalizadas dos desenhos dos alunos, optei por apresentá-los por meio de reproduções.

Page 22: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

22

°= 50α

°= 60α

°= 70α

°= 80α

Com o uso da régua, os alunos efetuaram com facilidade as medições sugeridas

acima e preencheram adequadamente a tabela.

QUESTÃO 3: Que representação geométrica será obtida se ligarmos todos

os pontos da trajetória dos vértices C1,C2,...?

Na terceira questão, durante a realização da atividade, vários alunos sugeriram

que ao ligarmos todos os pontos da trajetória dos vértices C1, C2,..., obteríamos um

polígono. Porém, nos relatórios, que foram entregues na aula seguinte, encontrei várias

respostas do tipo: “Será obtida uma parte, praticamente 4

1, de uma circunferência”.

Suponho que esta diferença de análises deve-se a sistematizações futuras e outras

conjecturas posteriores, nas questões seguintes. Apenas uma dupla escreveu: “meia

parábola”.

QUESTÃO 4: Encontre os valores das razões (seno e cosseno) solicitadas,

preenchendo a tabela:

°= 10α °= 20α

°= 30α

°= 40α

°= 50α

°= 60α

°= 70α

°= 80α

Senα

Cos α

Assim que observei que os alunos estavam realizando as medições em

centímetros, sugeri aos outros grupos que ainda estavam fazendo a construção da

questão 1 que utilizassem o decímetro como unidade.

Assim, na questão 4, aqueles que utilizaram o decímetro conseguiram perceber

que quando se tem hipotenusa unitária, o valor do seno coincide com o valor do cateto

Page 23: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

23

oposto, enquanto o valor do cosseno coincide com o valor do cateto adjacente. E, com

isso, o preenchimento da tabela acima foi simples.

No entanto, parte dos alunos percebeu que, para encontrar os valores de seno e

cosseno, eles precisariam dividir as medidas dos catetos em centímetros por 10, a

medida da hipotenusa em centímetros.

Expliquei neste momento, a todos, que era por este motivo que eu havia

escolhido 1 decímetro para a medida das hipotenusas e não 10 centímetros.

QUESTÃO 5: Determine o valor da αtg , utilizando o quociente

αα

αtg

sen=

cos. (Acrescente na tabela anterior mais uma linha para os valores de

αtg ).

Nesta questão, a número 5, sugeri que os alunos preenchessem totalmente a

tabela, utilizada na QUESTÃO 4, agora com os valores das tangentes. Para estes

cálculos, eles usaram a identidade já conhecida: α

αα

cos

sentg = .

Para algumas duplas, fiz a pergunta: “Vocês conseguem encontrar, na figura da

questão 1, a representação geométrica da tangente?”. Mas nenhum grupo soube

responder.

Uma exploração mais detalhada do círculo trigonométrico poderia envolver

medições da tangente, com régua. Neste caso, não haveria tempo para tal abordagem.

QUESTÃO 6: Observe a tabela e responda: O que você concluiu com

relação aos valores de sen 10° e cos 80°? E com relação aos de sen 20° e cos 70°?

Por quê?

A questão 6 foi a primeira a exigir uma observação e uma conjectura. Perguntei

o que eles concluíram com relação aos valores de sen 10º e cos 80º e com relação aos

valores de sen 20º e cos 70º. Pedi, ainda, que justificassem suas respostas.

Quanto aos valores, obtive 3 tipos de respostas:

Page 24: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

24

RESPOSTA A) Os valores de sen 10º e cos 80º, sen 20º e cos 70º tem uma

semelhança, são praticamente iguais, se levarmos em consideração a imprecisão dos

aparelhos de medição e os números significativos.

RESPOSTA B) Os valores de sen 10º e cos 80º, sen 20º e cos 70º são iguais.

RESPOSTA C) Não responderam.

Quanto às justificativas e conjecturas, houve 5 tipos de resposta:

RESPOSTA 1) Os triângulos AC1D1 e os triângulos AC8D8 são iguais, porém

invertidos, logo, conservam as medidas dos catetos.

RESPOSTA 2) Quanto maior o ângulo é maior o seno e menor o cosseno.

RESPOSTA 3) Isto ocorre devido a uma propriedade: Se α e β são

complementares, então, βα cos=sen .

RESPOSTA 4) Os triângulos AC1D1 e os triângulos AC8D8 são semelhantes.

RESPOSTA 5) Não justificaram.

Como vimos, alguns alunos realizaram conjecturas, como a do tipo da

RESPOSTA 3, porém, sem justificativa. Outros já alcançaram uma justificativa com

demonstração geométrica, enquanto outros conseguem identificar um padrão, mas não

sabem explicá-lo.

Além disso, vemos pela RESPOSTA 2 que os alunos estão restritos ao 4

1do

círculo, proposto. E não conseguem extrapolar para ângulos maiores do que º90 .

QUESTÃO 7: Pode-se afirmar que cos 2α = 2.cos α ? Por quê?

Das 22 duplas que responderam à questão, pude classificar as respostas da

seguinte maneira:

RESPOSTA I) O aluno respondeu “não” e justificou sua resposta com um contra-

exemplo. Veja-se a resposta das alunas I e N:

2 x º30cos = 2 x 0,87 = 1,37, que não é igual ao º60cos = 0,5.

Page 25: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

25

RESPOSTA II) “ αα cos22cos ≠ , pois, no α2cos nós primeiro multiplicamos o

ângulo por dois, para depois encontrar o cosseno desse valor. Já no αcos2 primeiro

achamos o cosseno e depois multiplicamos por dois”.

RESPOSTA III) Chegamos a esta conclusão pois quanto maior o ângulo, menor

seu cosseno. Dessa forma inferimos que α2cos é menor que αcos , mesmo antes de

multiplicarmos αcos por 2, logicamente, multiplicando, a diferença entre os valores

aumentá ainda mais.

RESPOSTA IV) Não. Sem justificativa.

As frequências nas respostas acima foram: 11 duplas justificaram com a

RESPOSTA I), 5 optaram pela RESPOSTA II), 1 dupla justificou com a RESPOSTA

III) e outras 5 responderam não, porém, sem justificar sua resposta.

Como a construção exigida, até o momento, restringia o trabalho ao 1º

quadrante, os alunos realizam suas conjecturas a partir desta fração do círculo

trigonométrico.

As questões 8, 9 e 10 se referem à variação do seno e do cosseno, em relação ao

ângulo; por isso, decidi analisá-las juntamente.

QUESTÃO 8: Quando α varia, o que acontece com os valores de sen α e

cos α ?

QUESTÃO 9: Se αβ > , pode-se afirmar que αβ sensen > ? Por quê?

QUESTÃO 10: Se αβ > , pode-se afirmar que αβ coscos > ? Por quê?

Nas questões 8, 9 e 10 as respostas foram semelhantes, baseadas na mesma

conjectura:

Quanto maior o ângulo, maior o valor do seno. E quanto maior o ângulo, menor

o valor do cosseno.

Apenas duas duplas justificaram suas respostas de maneira diferente:

Uma delas afirmou: “se αβ > , pode-se afirmar que αβ sensen > , porque o

cateto oposto de um ângulo em um triângulo é tanto maior quanto for o ângulo para

uma mesma hipotenusa; dessa forma, o valor do seno será maior”. E de forma análoga

para cosseno: “se αβ > , pode-se afirmar que αβ coscos > , porque o cateto adjacente

a um ângulo em um triângulo é cada vez menor, de acordo com o aumento do valor do

ângulo, para uma mesma hipotenusa”. (Resposta dada pela dupla A e D)

Page 26: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

26

Outra dupla, F e G, curiosamente, avaliou αsen e α como sendo grandezas

diretamente proporcionais. Analogamente, a dupla considerou que αcos e α são

grandezas inversamente proporcionais. Para comprovar a afirmativa, construíram o

gráfico de seno e cosseno em função de α e o anexaram ao trabalho. Encontraram uma

reta ascendente no caso do seno e outra descendente no caso do cosseno (para isso eles

encontraram o coeficiente linear e o coeficiente angular). Embora o gráfico esteja

correto, em suas análises eles se referem ao gráfico de “cos xα " e “sen xα ” e

encontram a seguinte lei para a função “cos xα ”: “cos = - 0,1α + 1”. Ou seja, eles

fazem uma interpretação indevida a respeito do ângulo e seu cosseno. Apesar disso, é

interessante valorizarmos estas tentativas.

Esta resposta, da dupla F e G, me intrigou muito e, por isso, decidi entrevistar os

seus componentes. A entrevista encontra-se no final deste capítulo.

As questões a seguir, por estarem relacionadas ao uso da calculadora, foram

analisadas em conjunto.

QUESTÃO 11: Consulte uma tabela trigonométrica ou utilize uma

calculadora e preencha os dados:

3° 2° 1° 0,5°

sen α

cos α

QUESTÃO 12: Quanto será o valor de sen α , para α próximo de 0°? E o

valor de cos α ?

QUESTÃO 13: Qual será o valor de sen α e cos α , para α próximos de

90°?

85° 88° 89° 90°

sen α

cos α

QUESTÃO 14: Fazendo α variar de 0° a 90° qual a variação do sen α e do

cosα ?

Page 27: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

27

Nas questões 11 a 14, com o uso da calculadora, os estudantes encontraram

valores de seno e cosseno, primeiro para ângulos próximos de º0 e º90 , concluindo que

para ângulos cada vez mais próximos de º0 , os valores do seno e do cosseno são

próximos de 0 e 1, respectivamente. Para valores próximos de º90 , os valores de seno

e cosseno são cada vez mais próximos de 1 e 0, respectivamente.

Com algumas ideias construídas a respeito do círculo trigonométrico, nossa

etapa final era construí-lo com o uso de um compasso e destacar alguns elementos

importantes. Por isso, introduzi o grupo de questões abaixo cujas respostas serão

analisadas simultaneamente.

QUESTÃO 15: Construa o círculo de centro A e raio 1 dm (10 cm).

QUESTÃO 16: Insira os eixos cartesianos no círculo posicionando o centro

do círculo no ponto (0,0). Quais são as coordenadas dos pontos de interseção do

círculo com os eixos cartesianos?

QUESTÃO 17: Coloque nomes nesses pontos usando as letras A, A’, B, B’.

Sugeri, então, que eles construíssem o restante do círculo e daí, realizamos

conjecturas para ângulos maiores do que º90 , como por exemplo:

“Variando α de º0 a º90 o seno aumenta e cosseno vai diminuindo. Variando

α de º91 a º180 , o seno diminui até chegar a zero o cosseno continua diminuindo, até

chegar a -1. Variando α de º181 a º270 , o seno diminui até chegar a –1 e cosseno

aumenta até chegar a zero. Variando α de º271 a º360 , o seno aumenta até chegar a

zero e o cosseno aumenta até 1.” (Resposta dada pelas alunas A e C)5

Fica assim definido o círculo trigonométrico, para o qual o ponto B é a origem

de todos os arcos, a medida do raio da circunferência é a unidade do eixo cartesiano, o

ponto (0,0) do sistema cartesiano coincide com o centro da circunferência e cada ponto

(x, y) pertencente a esta circunferência tem também coordenadas ( αα sen,cos ) .

Os alunos conseguiram chegar à definição de ciclo trigonométrico através da

aplicação de conceitos já concebidos, ou seja, da variação dos valores das razões

trigonométricas, sem que isto tivesse sido apresentado por meio de definição formal,

isolada e desconectada do contexto.

5 Observe-se, através desta resposta, que os alunos restringiram seu raciocínio a valores inteiros de α .

Page 28: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

28

Após a escrita do relatório, fui ao quadro, construí o círculo trigonométrico, e

pedi aos alunos que relatassem suas conclusões. No momento de sistematização dos

conteúdos abordados, questionei a justificativa de algumas conjecturas e procurei

apresentar uma justificativa mais completa. Uma das discussões foi sobre o uso do raio

unitário, e nessa discussão os alunos questionaram:

“E se o raio fosse 2?” ou “E se utilizássemos como unidade 5 centímetros?”.

Essas perguntas foram seguidas da minha resposta: “Você teria que fazer as

proporções adequadas. Se o cateto oposto medisse (4,2), faríamos uma regra de três, de

modo que o valor de seno seria (4,2) : 5.6

Além disso, pude concluir com as turmas que no círculo trigonométrico o ponto

de extremidade de um arco se associa a um ângulo ou a um arco. E levantar questões

para discussões futuras e continuidade dos estudos: “Será que existe outro ponto no

círculo trigonométrico que se associa ao mesmo arco?” Os alunos tiveram assim, ainda,

seus primeiros contatos com o comportamento das funções trigonométricas.

Apesar da grande quantidade de tempo utilizada para o desenvolvimento das

atividades propostas, percebi que os alunos que participam da investigação tornam-se

motivados e participativos. Enquanto o método favorece a compreensão dos conceitos

por meio do manuseio de materiais de desenho, estimula o desenvolvimento do

pensamento reflexivo e o relacionamento entre os alunos.

Ao examinar os relatórios produzidos pelas várias duplas de alunos, notei que

um deles se destacava entre os demais. A dupla F e G elaborou um ótimo relatório, que

incluía capa, sumário, introdução, a resolução das questões separadamente,

considerações finais e anexo, em um total de 15 páginas. Através desse relatório,

percebi que a dupla compreendia a intenção das atividades que envolviam investigações

matemáticas. Este fato foi evidenciado na introdução7 e nas considerações finais8 do

relatório da dupla. Além disso, a dupla apresentou uma solução curiosa na questão 8,

citada acima. Por isso, decidi entrevistar a dupla para compreender melhor algumas

respostas destes alunos e a sua opinião sobre este tipo de atividade.

6 Note-se que, neste momento, eu poderia ter aproveitado para incentivar outra investigação para que os alunos solucionassem sua questão. Entretanto, como pretendia encerrar uma etapa naquela ocasião, optei por dar o resultado pronto, contrariando a proposta inicial. 7 A introdução da dupla encontra-se na primeira página deste capítulo. 8 As considerações finais desta dupla serão apresentadas no último capítulo desta monografia.

Page 29: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

29

Além disso, como relatado anteriormente, nos comentários sobre as questões 8 a

10, essa dupla tentou linearizar as funções trigonométricas seno e cosseno e essa

tentativa me chamou a atenção.

3.2 Entrevista com a dupla de alunos F e G

A seguir, apresento as perguntas que fiz na entrevista com os alunos F e G, bem

como apresento suas respostas.

Pesquisadora: Na questão 1 vocês realizaram corretamente a construção dos

vários triângulos retângulos, figura 3. Por que escreveram que a medida do cateto

oposto, referente ao ângulo de 10º, era de 10 cm?

Eles disseram que na verdade iriam corrigir, pois, perceberam que era próximo

de 10 cm, mas não poderia ser 10 cm: “se for 10, a soma dos outros dois vai ser maior

que o outro (apontando para a hipotenusa)”.

Sobre a questão 6, perguntei: Como vocês concluíram que as medidas são iguais

e que o erro se deve a falhas nas medições?

Olhando para a figura, G disse: A gente pensou que esse cateto era do tamanho

desse, porque aqui tá o 10º e no outro tá aqui (apontando para os triângulos

congruentes).

Figura 4: Reprodução da figura desenhada pela dupla F e G, destacando os

triângulos apontados por eles.

Page 30: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

30

Pesquisadora: Vocês querem dizer que os triângulos são iguais?

Alunos: Sim, como se diz, eles estão invertidos. Vira o triângulo.

Pesquisadora: Pode-se afirmar que αα cos22cos = ? Por quê?

Alunos: Como os ângulos são diferentes, os cossenos são diferentes. Pelos

triângulos formados.

Pesquisadora: Sempre?

Alunos: Não. De 0º até 90º.

Pesquisadora: Se αβ > , pode-se afirmar que αβ sensen > ? Por quê?

Alunos: É, de 0º até 90º.

Pesquisadora: Vocês concordam que um exemplo não é suficiente para

comprovar este fato?

Alunos: Sim.

G: Já aconteceu de um exemplo dar certo mas com os outros exemplos dá

errado. F: Às vezes você dá sorte de pegar um número que funciona.

Depois, os alunos citaram a primeira atividade desenvolvida no Coltec: “A mesa

de Snooker”, que foi trabalhada em sua turma no início do ano letivo e encontra-se no

livro: “Investigações Matemáticas na Sala de Aula”. (PONTE, BROCARDO E

OLIVEIRA, 2006, p.56).

Alunos: A gente achava que era uma coisa, aí a Professora falou que não dava.

Pesquisadora: No ciclo todo, tem como αβ coscos > e βα > ?

Alunos: Aí tem. (apontando para um ângulo no segundo quadrante e outro no

primeiro)

Pesquisadora: O seno de 90º é igual a 1?

Alunos: A gente viu que ia chegando cada vez mais próximo de 1.

Pesquisadora: Como vocês poderiam medir seno de 90º, já que não tem como

construir este triângulo?

Alunos: É, não existe, por isso, a gente pegou o extremo.

G: Teve também aquela outra situação... (o aluno pede para escrever). A gente

viu que equações do tipo: 54122 =+ xx , se a gente colocasse tudo na mesma base,

dava pra cortar as bases e fazer com os expoentes.

Pesquisadora: Como assim? Desenvolva:

E o aluno G escreve:

Page 31: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

31

54122 =+ xx

02223 22222 +=++ x

02223 +=++ x

2

3−=x

G continua a dizer: Aí na prova, a gente fez e a professora disse que estava

errado, que não funcionava com todas. Mas a gente disse que sabia quando dava certo.

Aquele que tem que substituir outra letra não dá. É porque eu já tinha feito muitos

exercícios do livro e testado.

Pesquisadora: O que vocês acharam desta atividade de trigonometria?

Alunos: Muito bacana! Bacana mesmo!

Pela entrevista, percebo que os alunos são conscientes da importância de uma

demonstração geral, já que disseram: “Às vezes você dá sorte de pegar um número que

funciona”. No entanto, consideram, no último exemplo apresentado, que é possível

aplicar um método, já que o testaram várias vezes.

É bastante natural o aluno explorar um problema, encontrar um padrão, definir

uma conjectura, mas não conseguir prová-la. Para ele, certo número de casos que

funcionam já é suficiente. Por isso, o professor precisa preparar a atividade e, se

possível, encontrar contra-exemplos para as diferentes possibilidades de respostas

previsíveis. Assim, o aluno sente-se questionado sobre sua solução, desafiado, e procura

uma solução geral. Algumas vezes é necessária a participação do professor nesse

momento de demonstração.

Fiquei satisfeita com este diálogo e, embora tenha conversado informalmente

com outras duplas, decidi por não realizar outra entrevista.

A seguir, apresento minhas considerações finais a respeito do trabalho relatado

nesta monografia.

Page 32: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

32

CAPÍTULO 4

CONSIDERAÇÕES FINAIS

No trabalho aqui relatado, aprimorei uma atividade desenvolvida e utilizada por

professores do Coltec, implementei e analisei uma proposta de ensino de conceitos

trigonométricos em duas turmas do 1º ano do Ensino Médio.

A partir da minha experiência como docente e do contato com outros

professores, percebia um excesso de formalismo e tecnicismo no ensino e aprendizagem

do círculo trigonométrico e a consequente dificuldade dos alunos em interpretar

problemas envolvendo conceitos associados a ele.

Iniciei, então, um estudo da literatura acerca desse assunto, no sentido de

identificar os principais obstáculos, de forma a poder enfrentá-los melhor. Foi a partir

dessa pesquisa bibliográfica que percebi nas investigações matemáticas uma excelente

ferramenta para o ensino de Trigonometria, já que, por meio delas, os alunos poderiam

explorar e construir vários conhecimentos.

É importante destacar que o sucesso dessas atividades depende da criação de um

ambiente de exploração, desafios e investigações. Felizmente, como já foi comentado,

os alunos do Coltec trabalharam com atividades investigativas desde o início do ano

(2008). E somente no final do ano, em outubro, os alunos realizaram as atividades

propostas por mim, na realização desta pesquisa.

Sugiro que os professores que desejarem utilizar as investigações matemáticas,

iniciem o trabalho com atividades investigativas simples, para que os alunos,

acostumados com atividades “tradicionais”, sintam-se à vontade para levantar questões

e propor conjecturas.

No Coltec, por exemplo, os alunos que ingressam na instituição apresentam

resistência quando são convidados a explorar conteúdos matemáticos por meio de

atividades diferenciadas das aulas expositivas, pois estão acostumados a ver as

atividades “prontas” apresentadas pelo professor em suas aulas. Nesse momento é que o

professor deve intervir proporcionando atividades interessantes e desafiadoras.

Estimular o trabalho em conjunto também pode proporcionar muitos benefícios

aos alunos. Eles podem trocar ideias uns com os outros e aprender a trabalhar

coletivamente.

Page 33: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

33

Para que a atividade realizada alcançasse o seu objetivo e fosse satisfatória,

também foi importante desenvolver cuidadosamente um roteiro e ideias para propor aos

alunos. Dessa forma, foi possível dar uma boa sequência à discussão quando eles

propunham questões.

Essas questões foram importantes para desencadear a investigação e, em minha

avaliação, de grande relevância para a aprendizagem dos alunos.

Ao professor, além da realização deste roteiro, também caberá o papel de

incentivar os alunos a interpretar, criar estratégias, acompanhar o trabalho dos grupos

questionando suas conjecturas, apoiá-los, dando-lhes autonomia e valorizando suas

ideias, bem como avaliar seu progresso. Cada roteiro deve ser criado de maneira a se

adequar aos conhecimentos que os alunos já têm até o momento. A atividade deve

retomar conceitos matemáticos e estimular a aquisição de novos conhecimentos

construídos pela investigação. A atividade I, por exemplo, não atingiu o caráter

investigativo, de acordo com Ponte, Brocardo e Oliveira (2006), pois a maioria dos

alunos já conhecia o conteúdo estudado. Foi preciso criar a atividade II, com conteúdos

novos, para que os alunos sentissem interesse e investigassem as questões propostas. Na

questão 6, por exemplo, são feitas as seguintes perguntas: “O que você concluiu com

relação aos valores de sen 10º e cos 80º? “E com relação aos de sem 20º e cos 70º? Por

quê?”e uma dupla inferiu que cos 10º é igual ao sen 80º quando os ângulos são

complementares, e isso ocorre porque os triângulos são congruentes. Para que esses

alunos fizessem estas conjecturas, era preciso conhecer a definição de ângulos

complementares e as condições para que dois triângulos sejam congruentes.

Além disso, considero importante recolher e ler os relatórios dos alunos, já que

essa atividade estimula a sua escrita e a síntese das ideias. É também um bom

instrumento para avaliação da atividade.

Após a aplicação da atividade e a obtenção de seus relatórios, das discussões

geradas durantes as aulas e das observações feitas durante toda a pesquisa, analisei os

dados procurando associar minhas observações com as referências obtidas através das

leituras realizadas sobre investigações matemáticas.

A partir dessa análise, considero que a atividade proposta oferece grandes

contribuições para o ensino e a aprendizagem de Trigonometria, já que os alunos foram

capazes de compreender as razões seno e cosseno no círculo trigonométrico por meio de

explorações gradativas indicadas pelo roteiro. Observemos as conclusões de uma dupla,

que comprovam a aprendizagem dos estudantes:

Page 34: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

34

“Concluímos com essa atividade que quando obtemos e sabemos utilizar com

aptidão os cálculos para descobrir o seno e/ou o cosseno de um ângulo no círculo

trigonométrico, é possível descobrir qualquer outro. Vimos também que não só seno,

cosseno e tangente de ângulos entre 0º e 90º podendo ser calculados, podemos calcular

além destes, os valores em ângulos, maiores que 90º, maiores que 360º e até negativos,

apenas com o círculo que aprendemos.” (Conclusão retirada do relatório da dupla I e J)

Também pude perceber que os alunos que mais se adaptam às propostas

investigativas revelam gostar, compreendê-las e aprender o conteúdo ensinado.

Vejamos as considerações finais da dupla formada pelos alunos F e G:

“Esta atividade teve um papel muito produtivo no aprendizado sobre

trigonometria, pois permitiu que discutíssemos e chegássemos a conclusões que não

chegaríamos se não tivéssemos um roteiro que “guiasse” o nosso raciocínio. Dessa

forma, creio que a atividade foi muito produtiva, até mesmo pelo fato de fazer com que

levantássemos questões e formulássemos hipóteses, além de buscarmos meios para

comprová-los.

Pudemos perceber que um dos objetivos dessa atividade era instigar e

trabalharmos com o método e pensamento científico de modo que, assim como os

cientistas fazem, formulamos hipóteses, a partir de dados coletados, e depois

comprovamos se essas hipóteses eram corretas ou não – embora em alguns casos a

questão ainda esteja em aberto.

Dessa forma, embora estejamos encerrando este relatório não encerramos

nossa busca por respostas algumas delas para hipóteses já formuladas, e outra para

evidências apenas, que são apenas questões formuladas em nossa mente, e que iremos

buscar explicações.”

Essas considerações reforçam, ainda, a necessidade de validar ou não as

conjecturas dos alunos, prová-las quando possível, e formalizar/sintetizar os conteúdos

vistos. Por isso, fui ao quadro, no final da atividade, levantar questões, provocar

discussões e sistematizar os conteúdos vistos. Foi neste momento que algumas duplas

conseguiram assimilar as questões e as conjecturas esperadas. Na aula seguinte os

alunos entregaram os relatórios.

Page 35: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

35

Outro trecho retirado do relatório de uma dupla também reforça a importância

dessa sistematização e comprova que algumas duplas podem compreender os conteúdos

somente após a sistematização do professor:

“Depois a professora nos explicou sobre o círculo. Desenhamos os triângulos

da primeira figura dentro do círculo e a professora nos mostrou que a partir desse

círculo podemos encontrar o seno (eixo y) ou o cosseno (eixo x) de qualquer valor, que

não se limita a 0º ou a 90º”.

(Trecho retirado do relatório da dupla J e Y)

Espero, com este trabalho, ter conseguido apontar os benefícios das

investigações matemáticas para o ensino de Trigonometria e disponibilizar meu relato e

minhas reflexões para que outros professores possam realizar as mesmas atividades ou

uma adaptação delas de acordo com a realidade de seus alunos.

Almejo, também, que este trabalho possa ajudar o professor interessado na

criação de outras atividades, em conteúdos diferentes, como eu fiz ao criar o roteiro para

a atividade descrita nesta pesquisa a partir de leituras teóricas sobre investigações e

atividades investigativas.

Page 36: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

36

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BRASIL. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros curriculares nacionais

Ensino Médio: Matemática. MEC /SEF, 1998. 148 p.

BRIGHENTI, Maria José Lourenção. Alterando o Ensino da Trigonometria em Escolas

Públicas de Nível Médio: A Representação de Algumas Professoras. Zetetiké –

CEMPEM – FE/UNICAMP – v.8 – nº 13/14, p. 51-79 – Jan./Dez. de 2000.

BRIGHENTI, Maria José Lourenção. Representações gráficas: atividades para o

ensino e a aprendizagem de conceitos trigonométricos – Bauru, SP : EDUSC, 2003.

150 p.; 21 cm. (Coleção Educar)

FIORENTINI, Dario. Investigação em educação matemática: percursos teóricos e

metodológicos / Dario Fiorentinni, Sergio Lorenzato. – Campinas, SP: Autores

Associados, 2006. (Coleção formação de professores).

MENDES, I.A. Atividades Históricas para o Ensino da Trigonometria. In: BRITO,A.J.

et.al.(ORG.) História da Matemática em atividades didáticas. Natal, RN: EDUFRN

Editora da UFRN, 2005, p. 53-87.

PONTE, João Pedro da, BROCARDO, Ivana; OLIVEIRA, Hélio. Investigações

matemáticas na sala de aula. – 1ª ed. – Belo Horizonte: Autêntica, 2006. 152 p. –

(Tendências em educação matemática, 7).

ROCHA, Alexandra; PONTE, João Pedro da. Aprender matemática investigando.

Zetetiké – CEMPEM – FE – UNICAMP – v. 14 – n. 26 – jul./dez. – 2006.

SKOVSMOSE, O., Cenários para investigação. Bolema, Rio Claro, n.14, p. 66-91,

2000.

SMOLE, Kátia Cristina Stocco. Matemática – Volume 1 – 1ª série – ensino médio/Kátia

Cristina Stocco Smole, Maria Ignez de Souza Vieira Diniz. – 3. Ed. Reform. – São

Paulo: Saraiva, 2003.

Page 37: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

37

ANEXOS

Anexo 1 - Atividade 1: Trigonometria no triângulo retângulo

TRIGONOMETRIA NO TRIÂNGULO RETÂNGULO

1) Desenhe triângulos retângulos que tenha um ângulo de:

a) 30o

b) 45o

c) 50o

2) Dê as medidas dos lados de cada triângulo. Lembre que os lados do triângulo

retângulo são nomeados da seguinte maneira:

3) Para cada triângulo calcule:

a) a razão entre o cateto oposto e a hipotenusa

b) a razão entre o cateto adjacente e a hipotenusa

c) a razão entre o cateto oposto e o cateto adjacente

4) Compare os seus resultados, do triângulo com ângulo de 30o, com mais três grupos e

preencha o quadro:

Razão Meu grupo Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

cateto oposto e a hipotenusa

cateto adjacente e a hipotenusa

cateto oposto e o cateto adjacente

5) Preencha o quadro para os seguintes triângulos:

Sabendo que:

α cateto oposto

cateto adjacente

hipotenusa

α

O E

F

D

C

B

A

Page 38: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

38

AO = 10

AB = 6

CO = 15

CD = 9

EO = 20

EF = 12

Razão ∆ OAB ∆ OCD ∆ OEF

oposto e a hipotenusa

cateto adjacente e a hipotenusa

cateto oposto e o cateto adjacente

Como se pode perceber, as razões observadas são constantes para um mesmo ângulo. A

essas constantes daremos os nomes de:

hipotenusa

oposto cateto=αsen

hipotenusa

adjacente catetocos =α

adjacente cateto

oposto cateto=αtg

Exercícios

1) Dado um quadrado de lado 1, tome o triângulo retângulo formado por dois dos seus

lados e a diagonal e determine seno, cosseno e tangente do ângulo de 45o

2) Dado um triângulo eqüilátero de lado 1 determine os seno, cosseno e tangente dos

ângulos de 30o e 60o

3) Um homem está exatamente na direção de uma árvore, porém, na margem oposta do

rio. Ele nota que ao caminhar 10m, em linha reta na margem do rio, a árvore fica em

uma direção que faz 45o com a da margem. Determine a largura do rio.

4) Um prédio, com 30m de altura, às 10 horas da manhã faz uma sombra de 330 m.

Determine o ângulo de inclinação do sol em relação ao horizonte.

5) Um poste deverá ser sustentado por um cabo que liga sua extremidade ao solo.

Sabendo que este cabo deve fazer ângulo de 30o com o solo e que o poste tem 5m de

altura, determine o comprimento do cabo.

Page 39: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

39

Anexo 2 - Atividade 2: Construção do círculo trigonométrico

ATIVIDADE: SISTEMATIZAÇÃO DOS CÁLCULOS DAS RAZÕES SENO E

COSSENO DE UM ÂNGULO AGUDO

Importante: Esta atividade tem caráter investigativo. Durante sua realização anote tudo

o que julgar necessário. Cada dupla deverá elaborar um relatório, com base nas

anotações, contendo as discussões e conclusões da dupla.

1-A partir do segmento AB que mede 1 dm (10 cm), dado abaixo, construa triângulos

retângulos A C1 D, A C2 D, ... (D é um ponto do segmento AB e CD é perpendicular a

AB), sobre o segmento AB mantendo a hipotenusa AC constante igual a 1 dm, variando

o ângulo (CÂD) de 10 em 10 graus.

2-Meça e anote a medida dos catetos de cada triângulo desenhado, preenchendo a

tabela:

Cateto oposto a α Cateto adjacente a α

°= 10α

°= 20α

°= 30α

°= 40α

°= 50α

°= 60α

°= 70α

°= 80α

3-Que representação geométrica será obtida se ligarmos todos os pontos da trajetória do

vértice C1, C2,...?

4-Encontre os valores das razões (seno e cosseno) solicitadas, preenchendo a tabela:

°= 10α °= 20α °= 30α °= 40α °= 50α °= 60α °= 70α °= 80α

Sem

Page 40: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

40

α

Cós

α

5-Determine o valor da αtg , utilizando o quociente αα

αtg

sen=

cos. (Acrescente na

tabela anterior mais uma linha para os valores de αtg .)

6-Observe a tabela e responda: O que você concluiu com relação aos valores de sen 10°

e cos 80°? E com relação aos de sen 20° e cos 70°? Por quê?

7-Pode-se afirmar que cos 2α = 2.cos α ? Por quê?

8-Quando α varia, o que acontece com os valores de sen α e cos α ?

9-Se αβ > , pode-se afirmar que αβ sensen > ? Por quê?

10-Se αβ > , pode-se afirmar que αβ coscos > ? Por quê?

11-Consulte uma tabela trigonométrica ou utilize uma calculadora e preencha os dados:

3° 2° 1° 0,5°

sen α

cos α

12-Quanto será o valor de sen α , para α próximo de 0°? E o valor de cos α ?

13-Qual será o valor de sen α e cos α , para α próximos de 90°?

85° 88° 89° 90°

sen α

cos α

14-Fazendo α varia de 0° a 90° qual a variação do sen α e do cosα ?

15- Construa o círculo de centro A e raio 1 dm (10 cm).

Page 41: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

41

16- Insira os eixos cartesianos no círculo posicionando o centro do círculo no ponto

(0,0). Quais são as coordenadas dos pontos de interseção do círculo com os eixos

cartesianos?

17-. Coloque nomes nesses pontos usando as letras A, A’,B, B’.

18- No círculo trigonométrico o ponto da extremidade de um arco se associa a um

ângulo ou a um arco, porém será que existe outro ponto no círculo trigonométrico que

se associa ao mesmo arco?

Anexo 3 - Atividade 3: Medir a altura de objetos sem a utilização de sombra

TRABALHO DE TRIGONOMETRIA

Escreva e registre as suas observações, discussões entre os colegas, ordem de suas

idéias e conclusões.

A trigonometria surgiu no séc V a. C. para resolver problemas práticos oriundos

das necessidades humanas. Os gregos realizavam medições de altura de objetos a partir

de sua sombra. Os egípcios utilizavam oesses conhecimentos para resolver problemas

cotidianos, por exemplo, determinar a altura de um barranco utilizando-se da medida de

sua sombra, quando o sol estivesse a 45º do horizonte. Entretanto, um dos problemas

que os egípcios enfrentavam para efetuar essa medição era o fato de haver apenas dois

dias do ano que o sol ficasse a 45º do horizonte, naquela região. Um problema prático

que marca o encontro de duas grandes civilizações que influenciaram o

desenvolvimento da geometria e conseqüentemente da trigonometria - egípcios e

gregos, cada um com seus costumes, valores, problemas econômicos, políticos e sociais

– foi o cálculo da altura da pirâmide de base quadrada - a Pirâmide de Quéops.

Com o passar do tempo, a estratégia desenvolvida por Tales de Mileto, filósofo grego

que viveu por volta do século 6 a.C, de utilizar a sombra do objeto, foi sendo

aperfeiçoada e a altura do objeto passou a ser calculada a partir das relações entre os

lados e ângulos de dois ou mais triângulos retângulos.

Exercício 1: Para compreender melhor esta estratégia propomos a realização de um

experimento a ser realizado de acordo com as instruções abaixo:

Page 42: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

42

MATERIAL:

Um transferidor; um canudinho de plástico; um clips, trena ou fita métrica.

Construa um instrumento de medição de ângulos (Astrolábio) de acordo com a figura.

PROCEDIMENTOS:

1) Escolha um dos prédios do campus da UFMG para ser medido.

2) Procure ficar aproximadamente a 4,0 m de distância do prédio, de modo a observá-

lo por inteiro.

3) Coloque o instrumento confeccionado na direção do prédio a ser medido, de modo

que você possa ver o topo do prédio através do orifício do canudinho.

4) Observe e anote o ângulo marcado pelo canudinho do transferidor e represente

geometricamente em uma folha de papel. Após a representação do triângulo observado,

desenhe outro triângulo retângulo semelhante ao anterior e que tenha um ângulo agudo

igual ao encontrado no instrumento usado pelo grupo.

5) Estabeleça a relação entre os lados e ângulos dos triângulos retângulos construídos

para determinar a altura do prédio (o triângulo em que um dos lados representa a altura

do prédio e o outro triângulo desenhado no papel semelhante ao triângulo construído

com a medida do prédio).

6) Faça um relatório completo sobre o experimento e aponte: O que você observou?

Quais os resultados encontrados durante a realização do experimento? O triângulo

desenhado pelo grupo pode ter lados maiores ou menores? Quando alteramos as

medidas dos lados desse triângulo o que acontece com a razão entre os lados e ângulos

dos triângulos retângulos? Como o grupo explica o resultado encontrado?

Resolva os problemas abaixo usando as relações que o grupo encontrou no experimento

da atividade 1.

Exercício 2: Uma pessoa se localiza a 6,30 m da base de um poste. Num determinado

instante, a sombra projetada por ela é de 2,70 m e coincide com a extremidade da

sombra do poste. Sabendo que essa pessoa mede 1,80 m, determine a altura do poste.

Page 43: Investigações Matemáticas e Trigonometria: Uma Abordagem no 1º

43

Exercício 3: Uma canoa atravessa um rio em um trecho onde a largura é de 100 m,

seguindo uma direção que forma 60º com a margem:

a) Qual a distância percorrida pela canoa?

b) Quantos metros desvia-se rio abaixo em relação ao ponto de partida?

Referência: MENDES, I.A. Atividades Históricas para o Ensino da Trigonometria. In:

BRITO,A.J. et.al.(ORG.) História da Matemática em atividades didáticas. Natal, RN:

EDUFRN Editora da UFRN, 2005, p. 53-87.