A geometria na formação inicial de professores: contributos para a caracterização dos estudantes

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Educação Matemática na Educação Pré-Escolar e nos 1.º e 2.º Ciclos do Ensino Básico

Os alunos surdos e a matemática: um projeto de intervenção em geometria

O presente estudo é um projeto de investigação-ação, que contou com a participação de três alunos surdos do 8º ano, de uma Escola Pública de Lisboa, que se assume vocacionada para o ensino de surdos. Os alunos referidos possuem diferentes graus de surdez e diferentes formas de comunicação. Neste trabalho, procurámos: (i) conhecer as estratégias utilizadas pelos alunos para a resolução de problemas de geometria; (ii) conhecer as formas de comunicação entre professor e alunos para promover a resolução de problemas de geometria, nomeadamente na abordagem do teorema de Pitágoras; (iii) contribuir para o desenvolvimento de competências específicas para a compreensão e resolução de problemas de geometria; (iv) reforçar a noção da utilidade da geometria na vida quotidiana. Após a caracterização inicial da situação pedagógica, elaborámos um plano de de intervenção que implementámos e monitorizámos, procedendo no final à avaliação dos resultados. Os dados foram recolhidos através da observação participante das aulas de Matemática, das entrevistas realizadas aos alunos, das conversas informais e da análise de diversos documentos. A análise dos dados recolhidos durante o processo de intervenção permitiu identificar as formas de comunicação e estratégias de ensino mais utilizadas pela professora, bem como as formas de comunicação e as estratégias de aprendizagem que os alunos usam. A análise dos resultados mostra que os alunos desenvolveram capacidades ao nível da compreensão do conceito de forma das figuras geométricas e da resolução de problemas geométricos através de construções, embora nem todos tenham atingido o mesmo nível.

Contributos de um ambiente de geometria dinâmica (geogebra) e do geoplano na compreensão das propriedades e relações entre quadriláteros: um estudo com alunos do 4.º ano

O estudo insere-se no âmbito da educação matemática, mais especificamente na área da geometria. Com esta investigação pretende-se compreender qual o contributo do Ambiente de Geometria Dinâmica (AGD), GeoGebra, e do material manipulável (geoplano) na identificação das propriedades e relações entre quadriláteros: trapézio, paralelogramo, retângulo, losango e quadrado. De acordo com o objetivo do estudo formularam-se três questões: Qual o papel das representações na identificação das propriedades dos quadriláteros? Que influência tem a visualização na identificação das propriedades dos quadriláteros? Quais os contributos da utilização do AGD, GeoGebra, e do material manipulável (geoplano) na compreensão das propriedades e relações entre os quadriláteros? Atendendo à problemática em estudo, optou-se por uma metodologia de investigação predominantemente qualitativa, baseada em três estudos de caso. A recolha de dados empíricos foi realizada numa turma de 4.º ano do 1.º ciclo do ensino básico onde se implementou uma experiência de ensino, envolvendo todos os alunos e recorrendo ao geoplano e ao GeoGebra. Essa recolha incidiu na observação participante, em sala de aula, no registo de notas da investigadora, nos documentos produzidos pelos alunos e nos registos áudio e vídeo das discussões nos grupos e no coletivo da turma. Em termos de resultados, salienta-se que a utilização de representações evidenciou a compreensão que os alunos têm dos conceitos, facilitou a identificação das propriedades dos quadriláteros e a compreensão das relações entre eles. Os alunos identificaram as propriedades com base nas representações, no entanto focaram-se em casos particulares, de acordo com a imagem mental que têm da figura, especificamente o protótipo, indiciando a influência da visualização. Dos resultados sobressai também a dificuldade que os alunos sentiram em considerar uma figura como representante de uma classe e em distinguir atributos essenciais e não essenciais. Da análise dos dados ressalta também que tanto o geoplano como o GeoGebra foram uma mais-valia na concretização da experiência de ensino deste estudo. Os dois possuem vantagens e limitações e podem ser usados de maneira que um complemente o outro, podendo dessa forma contribuir, favoravelmente, para a aprendizagem da geometria. - ABSTRACT The study falls within the scope of mathematics education, specifically in the area of geometry. This research aims to understand the contribution of the Dynamic Geometry Environment (GeoGebra) and manipulative material (Geoboard) in the identification of properties and relations of quadrilaterals: trapezium, parallelogram, rectangle, diamond and square. According to the purpose of the study three questions were formulated: What is the role of the representations in the identification of the properties of quadrilaterals? What is the influence of visualization on the identification of the properties of quadrilaterals? What are the contributions on the use of Dynamic Geometry Environment (GeoGebra) and manipulative material (Geoboard) to understand the properties and relationships among quadrilaterals? Given the problem under study, it was chosen a predominantly qualitative research methodology based on three case studies. The empirical data collection was carried out on a fourth primary grade class, where it was implemented a teaching experience, involving all students and the use of Geoboard and GeoGebra. This collection was focused on participant observation in the classroom, in the record of the researcher’s notes, the documents produced by the students and the audio and video recordings of group discussions and collective class. In terms of results, it is noted that the use of representations showed the students understanding of the concepts and that it has facilitated the identification of the properties of quadrilaterals and understanding of the relationships between them. The students identified properties based on representations, however they focused in particular cases, according to the mental image that they have of the figure, specifically the prototype, indicating the influence of visualization. Results also highlights the difficulty that students felt in considering a figure as a representation of a group and distinguishing essential and nonessential attributes. Data analysis also highlights that both Geoboard and GeoGebra have been an asset in the delivery of teaching experience in this study. Both have advantages and limitations and they may be used to complement each other and contribute favorably to the learning of geometry.

O desenvolvimento do conceito de área: um estudo com alunos do 3.º ano de escolaridade

O objetivo desta investigação é compreender como é que alunos do 3.º ano de escolaridade desenvolvem o conceito de área com ênfase em conhecimentos sobre figuras e propriedades geométricas. Para melhor objetivar o estudo, formulei três questões que orientaram a investigação. Pretendo (1) compreender como é que os alunos mobilizam conhecimentos sobre as propriedades das figuras geométricas no estudo da área de uma figura plana? A que estratégias recorrem? Que dificuldades sentem? (2) que compreensão é que os alunos têm sobre o processo de medição? e (3) que ideias e/ou experiências são relevantes no desenvolvimento do conceito de área? Este é um estudo que se insere no paradigma interpretativo e que segue uma abordagem qualitativa, pelo que não visa generalização de resultados, mas uma descrição compreensiva dos processos vivenciados, tendo em conta os contextos pessoais e sociais. Optei por realizar dois Estudos de Caso. Os dados foram recolhidos através de fontes diversificadas, donde se destacam a observação participante e a análise de registos audiovisuais e escritos dos alunos. A análise dos dados teve por referência categorias criadas com base em contributos da literatura de referência. As conclusões desta investigação centram-se numa análise acerca das estratégias a que os alunos em estudo tendencialmente mais recorrem, visando também algumas das suas dificuldades mais relevantes e sobre as quais importa refletir. Destaca-se que ambos os alunos foram capazes de recorrer a raciocínios baseados e não baseados na medida, embora seja evidente uma tendência para raciocínios baseados na medida. É igualmente importante referir que os dois alunos revelaram um bom conhecimento acerca do processo de medição, mesmo quando ele implicava a definição de uma unidade de medida adequada e/ou mudança de unidade. É dado, também, destaque às experiências matemáticas que devem ser proporcionadas aos alunos no sentido do desenvolvimento de um conhecimento amplo e flexível do conceito de área. - Abstract The purpose of this investigation is to understand the development of 3rd year students’ concept of area based on their knowledge of geometrical properties and figures. As means to orientate the present study, the following investigation questions were formulated: 1) how do students use their knowledge about geometrical properties in order to understand geometrical shape’s areas? Which strategies do they use? What do they struggle with? (2) What is their understanding about measurement? And (3) what are the most relevant mathematical reasonings and classroom tasks in the development of the concept of area? This is a study that follows a qualitative approach: it does not intend to be a generalization, but a fully comprehensive description of the witnessed learning processes, bearing in mind the social and personal contexts. As such, two study-cases were developed. The data were collected through various sources, such as direct observation and analysis of audiovisual records or written worksheets. The scrutiny of the generated data was undertaken following criteria based on the literature of reference. The conclusions of this investigation are centered on the most used strategies as well as the students’ difficulties upon which it is important to discuss. It was noticed that the two students were able to use both measurement and non measurement thinking – although, preferably, they tend to use the first one. On the other hand, it is equally demonstrated that the two students have shown good acquaintance about measurement, even if obliged to the establishment of a suitable unit of measurement and/or change of units. At last, it is also referred which mathematical classroom tasks are important to develop a sustained and comprehensive concept of area.

Atividades de investigação em Geometria: uma experiência no 2º ano de escolaridade

Dissertação apresentada à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção de grau de mestre em Ciências da Educação, especialidade Educação Matemática na Educação Pré-Escolar e nos 1.º e 2.º Ciclos do Ensino Básico

A geometria na formação inicial de professores: Contributos para a caracterização do conhecimento dos estudantes

Este estudo pretende proporcionar contributos para a caraterização dos conhecimentos factuais e relacionais em geometria dos estudantes da licenciatura em Educação Básica de uma Escola Superior de Educação do centro do país. Tendo como questão central perceber quais os conhecimentos em geometria que os estudantes em formação inicial de professores possuem, o estudo consistiu na criação, implementação e análise de resultados de um teste centrado nos conceitos essenciais para o ensino da geometria na educação básica. A metodologia quantitativa utilizada, permitiu recolher um número elevado de dados e interpretar os resultados obtidos, enquadrando-os na realidade e contexto em que se inserem. Os resultados do estudo revelam que os estudantes possuem conhecimentos errados em diversas áreas da geometria, permitindo levantar hipóteses sobre a sua origem esoluções e conduzindo à necessidade de refletir acerca da formação inicial, tendo em conta os conhecimentos e ideias generalizadas dos estudantes

Ensino e aprendizagem da geometria

Este simpósio tem como objectivo apresentar e discutir estudos incidentes no ensino e na aprendizagem da Geometria Começamos por clarificar alguns dos conceitos essenciais a propósito das orientações curriculares actuais e, em seguida, enquadramos as comunicações deste simpósio nas questões de investigação que presentemente se colocam neste domínio

Conhecimento de geometria de estudantes da licenciatura em Educação Básica

Este estudo quantitativo tem como objetivo avaliar o desenvolvimento do conhecimento de geometria de mais de duas centenas de estudantes do ensino superior a frequentar o curso de Educação Básica em três ESE. Através de um teste com 21 questões, passado antes e após a formação em Geometria, avaliaram-se os estudantes num conjunto de categorias. Os resultados revelam que, embora os estudantes manifestem conhecimentos de conceitos elementares à partida, com percentagens em torno dos 70%, e evolução nas três escolas, com aumentos médios de 5%, revelam, ainda, aspetos críticos relativos a conceitos básicos contemplados no teste.

A arte/expressão plástica numa inter-relação com a matemática/geometria: Um projeto no jardim de infância

Dissertação apresentada à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção de grau de mestre em Educação Artística, na Especialização de Artes Plásticas na Educação

Prática de ensino supervisionado no 1.º e 2.º ciclo do ensino básico: o contributo do GeoGebra para a aprendizagem da geometria

Relatório de Estágio apresentado à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção de grau de mestre em Ensino do 1º e 2º Ciclo do Ensino Básico

Alterações de geometria e sinalização rodoviária em zonas consolidadas no contexto da gestão da mobilidade urbana

Relatório de Estágio para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Vias de Comunicação e Transportes

Conhecimento dos alunos sobre geometria no início do 3.º ciclo

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Educação Matemática na Educação Pré-Escolar e nos 1.º e 2.º Ciclos do Ensino Básico

Projecto de execução: traçado e materiais de via férrea: troço Miranda do Corvo/Serpins

O presente Trabalho Final de Mestrado reporta-se ao desenvolvimento de um Projecto de Execução na especialidade de Via Férrea, no âmbito do SMM - Sistema de Mobilidade do Mondego. Este projecto consiste na modernização do actual Ramal da Lousã, considerando o aproveitamento do espaço canal da actual infra-estrutura ferroviária em bitola ibérica (1668mm) para adaptação à bitola europeia (1435mm), para circulação de um novo material circulante do tipo “tram-train”. O actual Ramal da Lousã tem aproximadamente uma extensão de 35km, e assegura a ligação entre a cidade de Coimbra e a freguesia de Serpins. O presente projecto remete-se à modernização de um troço do actual ramal, localizado entre a vila de Miranda do Corvo e Serpins, e apresenta uma extensão aproximada de 17km. Com base em elementos de projecto previamente definidos foi determinada a geometria de traçado de via tendo em consideração as normas europeias vigentes, com as devidas adaptações para o tipo de infra-estrutura em causa, e com algum apoio de processos de cálculo automático, concretamente, o software Civil 3D da Autodesk. Definida a geometria de traçado caracterizaram-se os tipos e materiais de via a implementar na superstrutura da via, devidamente quantificados no Armamento de Via e nas MD - Medições Detalhadas. No âmbito deste trabalho foram ainda identificados os trabalhos de via necessários a desenvolver na materialização do projecto, encontrando-se quantificados e definidos, respectivamente nas MD, MQT - Mapa de Quantidades de Trabalho e DPU – Definição de Preços Unitários.

Análise estática e dinâmica de painéis corrugados construídos em materiais compósitos

Os painéis corrugados têm cada vez maior aplicabilidade em engenharia. São frequentemente utilizados em estruturas sandwich, em telhados e têm muitas outras aplicações nas indústrias civil, mecânica, aeronáutica e naval. Esta crescente aplicação deve-se ao facto de as suas corrugações conferirem maior rigidez ao painel devido ao aumento do rácio resistência/peso, evitando-se assim o recurso a reforços estruturais. Este facto, associado às características dos materiais compósitos laminados, que comparativamente com os materiais “tradicionais”, evidenciam uma relação rigidez/peso, bem como um comportamento mecânico; no mesmo sentido, contribui para uma potencial utilização deste tipo de solução, em variadíssimas situações na área das engenharias. Este tipo de painéis é particularmente adequado em situações de carga em que se verificam esforços de compressão e torção. Com o presente trabalho, pretende-se efectuar um estudo de análise do comportamento mecânico, quer em termos de análise estática linear, quer de vibrações livres de um painel corrugado em material compósito, sendo analisadas várias variáveis, nomeadamente: o tipo de material, a geometria da corrugação, a sequência de empilhamento das camadas de fibra, entre outras. Para este efeito, e após o enquadramento do tipo de problema que se possui, é utilizado o software comercial de análise por elementos finitos, Ansys®.

Estudo das tensões interlaminares e rotura de elementos curvos em materiais compósitos

Este trabalho aborda o comportamento mecânico de elementos curvos em materiais compósitos aquando sujeitos a forças e momentos nas extremidades. Os modos de falha mais comuns são estudados em detalhe: falha transversal na matriz devido a tensões de flexão (tensões circunferenciais), ou falha por delaminagem devido as tensões interlaminares de tracção verificadas ao longo da espessura na região curva (tensões radiais). Inicialmente, faz-se uma abordagem sobre a influência de Z-Pins na resistência interlaminar, uma abordagem sobre os efeitos de bordo, e sobre tensões interlaminares com base em teorias Layerwise de ordem superior. Salienta-se, ainda, a importância do estudo feito com o World-Wide Failure Exercise (WWFE) (Hinton et al. 2004) na comunidade científica relacionada com o tema dos materiais compósitos. O presente trabalho, é essencialmente dividido em duas partes: modelos analíticos e modelos numéricos. São estudados provetes curvos, em forma de C (semicircular), geometria analisada por Ko e Jackson (1989); e em forma de L (cantoneira de abas iguais), analisados por Sun e Kelly (1988). Começa-se por fazer uma análise teórica, através da Teoria Multicamada, ao trabalho Ko e Jackson, autores da mesma. Analisou-se também, através desta teoria, a parte em quarto de círculo da viga estudada por Sun e Kelly. Após ter a solução analítica bem compreendida, essa teoria é aplicada ao principal estudo deste trabalho, um provete semicircular, usando os empilhamentos de Sun e Kelly. É ainda estudado, e aplicado a este último, o critério de falha em três dimensões (3D) proposto por Hashin (1980). Na segunda parte, é feita uma validação numérica dos três casos anteriores, com recurso ao software comercial de elementos finitos (EF), ANSYS. Estes estudos de EF têm a diferença, relativamente aos originais, de serem em 3D, podendo assim ser retiradas todas as tensões necessárias para se aplicar o critério de falha. No final, é feita uma comparação geral entre os resultados analíticos e numéricos.