PARECER& Este&texto&contémo&meu&parecerpessoal ... ·...
Transcript of PARECER& Este&texto&contémo&meu&parecerpessoal ... ·...
PARECER Este texto contém o meu parecer pessoal, naturalmente incompleto, sobre os documentos colocados em discussão pelo Ministério da Educação. Com o prazo tão curto que foi dado, é o que consigo apresentar, mas parece-‐me claro que se impõe um alargamento do prazo e uma discussão aprofundada sobre todos os temas que levanto e ainda alguns que deixo de fora. Não consigo, no tempo disponível, elaborar uma proposta alternativa; não seria sério da minha parte elaborar tal em menos de um mês, cumprindo ao mesmo tempo as minhas obrigações profissionais e familiares. Por outro lado, seria totalmente indispensável, na minha opinião, para poder fazer uma proposta séria, elaborar dois estudos prévios para que tal empresa pudesse vir a ter sucesso: i) Qual o retrato da situação atual do ensino secundário de Matemática em Portugal? Já em 1996 foi feito um inquérito a uma amostra de 50 escolas para depois se perceber o que estava a correr mal e o que era possível ajustar no programa vigente. ii) Qual a situação nos países de referência? Aqui incluiria países como Singapura, Coreia do Sul, Finlândia, Canadá, Austrália e Holanda, países muito bem colocados nos estudos internacionais; o estudo teria de incluir a estrutura curricular, os programas, os manuais e os exames nacionais. Só com estes estudos prévios será possível empreender um estudo sério da revisão necessária no atual programa de Matemática A (essa revisão terá ainda necessariamente de ser feita de forma coordenada com os outros programas, Matemática B, MACS, profissional, etc). Nota 1 – O ensino da lógica matemática A lógica matemática que é apresentada logo no início do 10º ano como uma introdução ao Ensino Secundário de Matemática, revela-‐se totalmente desajustada, tanto por repetir fórmulas que já falharam por cá, como por ignorar a experiência de outros países nesta área, sobretudo os países bem colocados nos estudos internacionais. Ao contrário do que afirmam os autores da proposta, esta lógica matemática não é estudada num 10º ano de escolaridade em nenhum país do mundo onde o ensino da matemática tenha atingido um nível elevado. Ouvi falar em "países de referência", mas não sei a que países se possam estar a referir. Serão os países referidos na bibliografia da proposta de programa? Os países referenciados no documento agora em discussão são os seguintes: França, Bélgica (francófona), Itália, Reino Unido e EUA. Se assim é, no que diz respeito à lógica matemática, os documentos do Itália e EUA não lhe fazem qualquer referência.
No que diz respeito à França, berço do estruturalismo bourbakista, os atuais programas do 10º ano ("seconde") determinam o seguinte sobre a lógica matemática [1]: "Les concepts et méthodes relevant de la logique mathématique ne doivent pas faire l’objet de cours spécifiques mais doivent prendre naturellement leur place dans tous les chapitres du programme" Ou seja, não deve haver aulas de lógica matemática. Mais adiante detalham-‐se quais os elementos de lógica a trabalhar e reforça-‐se: "Notations et raisonnement mathématiques (objectifs pour le lycée) Cette rubrique, consacrée à l’apprentissage des notations mathématiques et à la logique, ne doit pas faire l’objet de séances de cours spécifiques mais doit être répartie sur toute l’année scolaire." Ou seja, o que determinam claramente os programas franceses atuais é que a lógica matemática é um tema transversal do programa e deve ir sendo introduzida à medida que for sendo necessária, não devendo ser um tema de estudo em si. Isto é exatamente o que tem o atual programa de Matemática A em Portugal (datado de 2003). Nos programas belgas aparece [2], integrado no capítulo de Geometria e Trigonometria, uma seção denominada "Demonstrar" com a seguinte indicação de conteúdos: "Maitriser quelques démarches logiques qui régissent les démonstrations : -‐ donner la négation, une réciproque d’un énoncé, -‐ établir un raisonnement par l’absurde (contraposition), par disjonction des cas, -‐ distinguer méthodes inductives et raisonnement déductif." Ou seja, mais uma vez alguns aspetos da lógica matemática não são trabalhados por si próprios mas são parte integrante no trabalho com a Geometria. No caso do Reino Unido [3] não há nenhum capítulo que refira a lógica Matemática. Contudo, no 'Key Stage 4' (10º e 11º anos), aparece, integrado no capítulo de Geometria, uma seção chamada "Reasoning", com o seguinte desenvolvimento: "-‐ apply mathematical reasoning, progressing from brief mathematical explanations towards full justifications in more complex contexts -‐ explore connections in geometry; pose conditional constraints of the type ‘If … then …’; and ask questions ‘What if …?’ or ‘Why?’ -‐ show step-‐by-‐step deduction in solving a geometrical problem -‐ state constraints and give starting points when making deductions -‐ understand the necessary and sufficient conditions under which generalisations, inferences and solutions to geometrical problems remain valid."
Mais uma vez observamos que alguns aspetos da lógica matemática são claramente integrados no trabalho com a Geometria. Existe [4] um curriculo de Matemática para o ensino secundário elaborado em Itália em 2003 por uma equipa da 'Unione Matematica Italiana' (UMI), chefiada por Ferdinando Arzarello, o atual presidente do ICMI-‐Comissão Internacional para a Instrução Matemática, que especifica quais os elementos de lógica matemática que devem ser trabalhados no Ensino Secundário. Mas desaconselha que se deva "Trattare la logica come un capitolo separato." Em vez disso aconselha que: "Trovare invece collegamenti con nozioni di logica in diversi momenti e in vari ambiti; sarà anche utile qualche approfondimento specifico per riordinare e organizzare quanto visto." Em conclusão, no que diz respeito à lógica matemática, nenhum dos países referidos a trata como tema separado, quando muito indica elementos a ser tratados em capítulos concretos ou a ser tratado à medida que vai sendo trabalhada a matemática. Concluindo: não há nenhuma base científica ou evidência experimental para as opções tomadas na atual proposta de programa de Matemática A. É inaceitável a manutenção dessas opções na versão final do programa de Matemática A! Nota 2 -‐ O ensino dos vetores A opção feita na proposta de programa para o estudo dos vetores no 10º ano de escolaridade parece-‐me totalmente desajustada. Vou começar por analisar como é que os países referenciados no documento agora em discussão tratam esta questão, isto é: França, Bélgica (francófona), Itália, Reino Unido e EUA. Em França, os vetores aparecem [1] no 10º ano de escolaridade ("seconde") como forma de enriquecer o trabalho em geometria: "Les configurations étudiées au collège, à base de triangles, quadrilatères, cercles, sont la source de problèmes pour lesquels la géométrie repérée et les vecteurs fournissent des outils nouveaux et performants." Não há preocupação com a formalização ou o enquadramento teórico, mas sim com a resolução de problemas geométricos mais ricos: "En fin de compte, l’objectif est de rendre les élèves capables d’étudier un problème d’alignement de points, de parallélisme ou d’intersection de droites, de reconnaissance des propriétés d’un triangle, d’un polygone – toute autonomie pouvant être laissée sur l’introduction ou non d’un repère, l’utilisation ou non de vecteurs." A definição de vetor é feita a partir da utilização intuitiva da translação, sem que esta última seja estudada formalmente:
"La définition proposée des vecteurs permet d’introduire rapidement l’addition de deux vecteurs et la multiplication d’un vecteur par un nombre réel. Cette introduction est faite en liaison avec la géométrie plane repérée. La translation, en tant que transformation du plan, n’est pas étudiée en classe de seconde." O estudo dos vetores começa com a noção de translação, embora não seja estudada em detalhe: "Définition de la translation qui transforme un point A du plan en un point B." Esta noção de translação é introduzida de um modo algo informal: "À tout point C du plan, on associe, par la translation qui transforme A en B, l’unique point D tel que [AD] et [BC] ont même milieu." A partir daqui aparece a noção de vetor, e rapidamente se define a igualdade, a adição e o produto por um número real, assim como se trabalha com as coordenadas do vetor. O vetor AB será exatamente o que está associado à translação que transforma o ponto A no ponto B. Os programas belgas [2] referem o uso dos vetores de uma fora claramente operacional: "Quelques notions constituent les bases des compétences géométriques et trigonométriques (...). Les compétences calculatoires qui s’y rapportent sont amplifiées ensuite par la géométrie vectorielle ou analytique." A noção de vetor é também usada para enriquecer as argumentações geométricas: "Les compétences liées à l’argumentation sont au coeur de toute activité géométrique. Elles sont à l’oeuvre dans la réalisation et la justification de constructions, dans la recherche de propriétés et dans la rédaction de démonstrations, qu’elles soient synthétiques, vectorielles ou analytiques." O programa apenas determina, quanto aos vetores, que se estude: "Le calcul vectoriel dans le plan et dans l’espace, faisant intervenir les composantes des vecteurs, leur égalité et le produit scalaire de deux vecteurs." Em Itália os vetores são estudados [6] no "primeiro biénio" (9º e 10º anos) integrados no capítulo de álgebra e não no de geometria por serem associados às matrizes. A única orientação do programa está expressa na frase: "Studierà i concetti di vettore, di dipendenza e indipendenza lineare, di prodotto scalare e vettoriale nel piano e nello spazio nonché gli elementi del calcolo matriciale. Approfondirà inoltre la comprensione del ruolo fondamentale che i concetti dell’algebra vettoriale e matriciale hanno nella fisica."
Este estudo é enquadrado pelos objetivos de aprendizagem do programa do seguinte modo: "Nel primo biennio si inizia a costruire il linguaggio della fisica classica (grandezze fisiche scalari e vettoriali e unità di misura), abituando lo studente a semplificare e modellizzare situazioni reali, a risolvere problemi e ad avere consapevolezza critica del proprio operato." Observamos assim que em Itália a resolução de problemas e as aplicações são o mote principal do estudo dos vetores. No Reino Unido os vetores são estudados no Key Stage 4 (10º e 11º anos) [3] com as seguintes orientações oficiais: "Vectors understand and use vector notation; calculate, and represent graphically the sum of two vectors, the difference of two vectors and a scalar multiple of a vector; calculate the resultant of two vectors; understand and use the commutative and associative properties of vector addition; solve simple geometrical problems in 2-‐D using vector methods." Mais uma vez encontramos uma visão prática do uso dos vetores associada à resolução de problemas. Nos Estados Unidos os vetores são estudados [5] na "High School" (anos 9 a 12) juntamente com as matrizes: "Vector and Matrix Quantities • Represent and model with vector quantities. • Perform operations on vectors. • Perform operations on matrices and use matrices in applications." Nas orientações para o estudo dos vetores e matrizes há uma grande preocupação pela ligação às aplicações e pela visualização gráfica, sempre num contexto de resolução de problemas. Qual a opção da atual proposta de novos programas de Matemática A em Portugal? Na introdução pode ler-‐se: "Com o intuito de dar continuidade ao estudo dos vetores iniciado no 8.º ano, e tendo em vista apresentar finalmente uma definição coerente e rigorosa de vetor, introduzem-‐se as relações binárias de equivalência e os respetivos conjuntos quociente, contexto que é igualmente utilizado para definir de forma mais rigorosa outros conceitos previamente abordados de modo menos formal, como, por exemplo, os conceitos de comprimento, de amplitude de ângulos ou de forma geométrica e que permite exprimir de modo preciso em que sentido um vetor se pode identificar com a translação que determina."
Ou seja, ao contrário de todos os outros programas referidos, o objetivo é "apresentar finalmente uma definição coerente e rigorosa de vetor". E para quê? Para fazer avançar as questões matemáticas? Não! Só para presentar uma definição rigorosa de vetor e de mais outros conceitos. A palavra "finalmente" neste contexto é curiosa. Não se pode terminar o secundário sem definir "tudo" rigorosamente. Para aplicar melhor? Não, simplesmente para se chegar a uma estrutura formalizada. E não é verdade que só com a definição rigorosa de vetor se possa associar um vetor com uma translação; tudo isso pode ser feito eficazmente de forma mais ou menos intuitiva, como é feito nos outros programas referidos. A Matemática, tal como é apresentada neste contexto, é esterilizadora; passa-‐se muito tempo com as teorizações e o que sobra para a resolução de problemas, o coração da matemática, é reduzido a uma mera aplicação de definições e teoremas! E qual a abordagem teórica apresentada na proposta de programa de Matemática A para o estudo dos vetores? A das pesadíssimas "relações de equivalência" e "classes de equivalência": "Relações de equivalência, partições e vetores -‐ Produtos cartesianos de conjuntos; -‐ Relações binárias e relações de equivalência; classes de equivalência, conjuntos-‐quociente e partições; -‐ Formas geométricas, comprimentos, direções, amplitudes e vetores enquanto classes de equivalência; vetores e translações; -‐ Resolução de problemas envolvendo relações de equivalência e partições de conjuntos." As Metas curriculares associadas a estes conteúdos confirmam a profundidade teórica pretendida: "Relações de equivalência, partições e vetores 3. Interpretar os vetores como classes de equivalência (...) 4. Identificar, fixado um conjunto A, uma «relação de equivalência» em A como uma relação binária R, em A, reflexiva, simétrica e transitiva, e elementos x e y de A como «R-‐equivalentes» (ou simplesmente como «equivalentes» se esta designação não for ambígua) quando xRy. 5. Identificar, dado um conjunto A, uma «partição» em A como um conjunto de partes de A não vazias, duas a duas disjuntas e cuja união é igual a A. 6. Identificar, dados um conjunto A, uma relação de equivalência R em A e a€A, a «classe de equivalência de a para a relação R» como o conjunto Ra = {x: xRa} dos elementos de A que estão na relação R com a, designando cada um deles por «representante» de Ra. 7. +Provar, dado um conjunto A e uma relação de equivalência R em A, que o conjunto A/R = {Ra: a € A} das classes de equivalência dos elementos de A para a relação R é uma partição de A e designá-‐lo por «conjunto quociente de A pela relação R»." (...)
9. Interpretar como relações binárias as relações de semelhança e de congruência de figuras geométricas no espaço e reconhecer que se trata de relações de equivalência, designando as classes de equivalência para a relação de semelhança por «formas geométricas» ou simplesmente «formas». (...) 14. Interpretar como relação binária a relação de equipolência de segmentos orientados num plano e reconhecer que se trata de uma relação de equivalência, designando as classes de equivalência por «vetores» desse plano. 15. Justificar, fixado um plano e um vetor v desse plano, que o gráfico GTv da translação Tv coincide, enquanto conjunto de pares ordenados, com o próprio vetor v enquanto classe de equivalência de segmentos orientados." Esta é uma abordagem totalmente inadequada para um 10º ano de escolaridade (ou qualquer outro ano do ensino secundário), está condenada ao fracasso e afastará da Matemática A a grande maioria dos estudantes portugueses. Porque é que os programas portugueses se afastam de todos os outros programas que o próprio programa refere? Porque é que insiste em fórmulas que já falharam em Portugal e em todos os outros países onde foram aplicados? Vamos ter de repetir o desastre do passado para poder passar a uma outra fase? Nota 3 -‐ A resolução de problemas A proposta de Programas e Metas de Matemática para o secundário atualmente em discussão não peca apenas por incluir conteúdos que são em quantidade e em nível de abstração desajustados para os nossos alunos do ensino secundário e para as condições de trabalho atualmente existentes em Portugal, como também diverge do que atualmente se faz pelo mundo fora, incluindo nos países que são citados na própria proposta de programa. E essa divergência não diz respeito apenas aos conteúdos escolhidos mas também diz respeito ao tipo de trabalho a ter na sala de aula. Apesar de poder citar muitos outros países, nomeadamente da Ásia, vou concentrar-‐me nos países referenciados no documento agora em discussão, isto é: França, Bélgica (francófona), Itália, Reino Unido e EUA. Como encaram estes países o trabalho na aula de Matemática, nomeadamente no que diz respeito à resolução de problemas? Os objetivos definidos no 10º ano de escolaridade ("seconde") em França [1], são muito claros: "L’objectif de ce programme est de former les élèves à la démarche scientifique sous toutes ses formes pour les rendre capables de : -‐_ modéliser et s’engager dans une activité de recherche ; _-‐ conduire un raisonnement, une démonstration ; _-‐ pratiquer une activité expérimentale ou algorithmique ;
-‐_ faire une analyse critique d’un résultat, d’une démarche ; -‐_ pratiquer une lecture active de l’information (critique, traitement), en privilégiant les changements de registre (graphique, numérique, algébrique, géométrique) ; _-‐ utiliser les outils logiciels (ordinateur ou calculatrice) adaptés à la résolution d’un problème ; _-‐ communiquer à l’écrit et à l’oral." Obviamente que isto implica que os problemas a trabalhar na sala de aula são muito mais do que meros exercícios de aplicação das matérias estudadas. A recomendação dos programas é que considere também a autonomia e o espírito de iniciativa dos alunos: "Dans la mesure du possible, les problèmes posés s’inspirent de situations liées à la vie courante ou à d’autres disciplines. Ils doivent pouvoir s’exprimer de façon simple et concise et laisser dans leur résolution une place à l’autonomie et à l’initiative des élèves. Au niveau d’une classe de seconde de détermination, les solutions attendues sont aussi en général simples et courtes." Em França os programas dão extrema importância a atividades diversificadas na sala de aula e existe um parágrafo no programa com esse título: "Diversité de l’activité de l’élève La diversité des activités mathématiques proposées : _ -‐ chercher, expérimenter – en particulier à l’aide d’outils logiciels ; _ -‐ appliquer des techniques et mettre en oeuvre des algorithmes ; _ -‐ raisonner, démontrer, trouver des résultats partiels et les mettre en perspective ; _ -‐ expliquer oralement une démarche, communiquer un résultat par oral ou par écrit ; doit permettre aux élèves de prendre conscience de la richesse et de la variété de la démarche mathématique et de la situer au sein de l’activité scientifique. Cette prise de conscience est un élément essentiel dans la définition de leur orientation. Il importe donc que cette diversité se retrouve dans les travaux proposés à la classe." Em Portugal a tecnologia é olhada com desconfiança, em França é considerada uma ferramenta fundamental para a abordagem dos problemas. Mas também não é esquecido o cálculo mental: "Il est important en classe de seconde de poursuivre l’entraînement des élèves dans ce domaine par la pratique régulière du calcul mental, du calcul numérique et du calcul littéral. L’utilisation d’outils logiciels de calcul – sur calculatrice ou sur ordinateur – contribue à cet entraînement." Na proposta de programas em discussão em Portugal não aparece qualquer referência ao cálculo mental!
No documento belga [2] a resolução de problemas é um dos objetivos definidos para o referencial de "competências terminais e saberes requeridos" oficial. Em cada um dos capítulos aparece uma seção intitulada "3.Appliquer, analyser, résoudre des problèmes" onde se referem o tipo de problemas pretendidos e se recomenda por exemplo: "Présenter les résultats oralement ou par écrit dans une expression claire, concise, exempte d’ambiguïté". E a importância dos problemas é finalmente frisada na ligação com a História da Matemática: "Pour enseigner des mathématiques qui ont un sens et lutter ainsi contre une vision dogmatique des mathématiques, il y a lieu d’insister sur le rôle des problèmes dans l’émergence des concepts." Os programas italianos [4] salientam igualmente a resolução de problemas, sendo uma das competências a adquirir, muito ligada à modelação e até alertam contra o tecnicismo excessivo: "verranno evitate dispersioni in tecnicismi ripetitivi o casistiche sterili che non contribuiscono in modo significativo alla comprensione dei problemi. L'approfondimento degli aspetti tecnici, sebbene maggiore nel liceo scientifico che in altri licei, non perderà mai di vista l’obiettivo della comprensione in profondità degli aspetti concettuali della disciplina. L’indicazione principale è: pochi concetti e metodi fondamentali, acquisiti in profondità." Os programas italianos também salientam o papel da informática na resolução de problemas: "anche utilizzando strumenti informatici di rappresentazione geometrica e di calcolo" Na Inglaterra o programa do Key Stage 4 [3], tem a resolução de problemas como uma das competências centrais a desenvolver: "At key stage 4, young people should see how their studies will lead to further education and employment and be helped to develop competence in skills such as analysis, problem solving, reasoning and communication." Mais adiante esta competência de resolução de problemas é devidamente detalhada: "Problem solving The key skill of problem solving involves pupils developing the skills and strategies that will help them to solve the problems they face in learning and in life. Problem solving includes the skills of identifying and understanding a problem, planning ways to solve a problem, monitoring progress in tackling a problem and reviewing solutions to problems. All subjects provide pupils with opportunities to respond to the challenge of problems and to plan, test, modify and review the progress needed to achieve particular outcomes." É muito relevante a referência a "developing the skills and strategies that will help them to solve the problems". Desenvolver estratégias, é o que se pretende. A resolução de problemas é repetidamente enfatizada e detalhada em cada capítulo. Por exemplo, no capítulo de Geometria podemos ler:
"Problem solving -‐ select problem-‐solving strategies and resources, including ICT tools, to use in geometrical work, and monitor their effectiveness -‐ select and combine known facts and problem-‐solving strategies to solve complex problems -‐ identify what further information is needed to solve a geometrical problem; break complex problems down into a series of tasks" Estes conselhos são muito semelhantes aos de George Polya (uma referência sonoramente ausente na proposta de programas em Portugal). Podemos também identificar a influência de Goerge Polya nos novos programas/metas americanos [5]. Podemos até dizer que estes são os que mais enfatizam a resolução de problemas, visto que a consideram como um tema transversal do programa/metas para todos os anos de escolaridade: "Make sense of problems and persevere in solving them. Mathematically proficient students start by explaining to themselves the meaning of a problem and looking for entry points to its solution. They analyze givens, constraints, relationships, and goals. They make conjectures about the form and meaning of the solution and plan a solution pathway rather than simply jumping into a solution attempt. They consider analogous problems, and try special cases and simpler forms of the original problem in order to gain insight into its solution. They monitor and evaluate their progress and change course if necessary. Older students might, depending on the context of the problem, transform algebraic expressions or change the viewing window on their graphing calculator to get the information they need. Mathematically proficient students can explain correspondences between equations, verbal descriptions, tables, and graphs or draw diagrams of important features and relationships, graph data, and search for regularity or trends. Younger students might rely on using concrete objects or pictures to help conceptualize and solve a problem. Mathematically proficient students check their answers to problems using a different method, and they continually ask themselves, “Does this make sense?” They can understand the approaches of others to solving complex problems and identify correspondences between different approaches." Mais uma vez se nota a preocupação de desenvolver diferentes tipos de estratégias, onde se inclui o uso de ferramentas informáticas, para resolver problemas. E temas como "conjeturas" e "considerar casos especiais", "analisar casos análogos", que estão no âmago do método de Polya, aparecem como essenciais neste programa/metas. Em contraste, a proposta de programas portuguesa é muita lacónica sobre a resolução de problemas, na realidade reduzida a simples aplicação de técnicas e procedimentos: "Resolução de problemas – A resolução de problemas envolve, da parte dos alunos, a leitura e interpretação de enunciados, a mobilização de conhecimentos de factos, conceitos e relações, a seleção e aplicação adequada de regras e
procedimentos, previamente estudados e treinados, a revisão, sempre que necessária, da estratégia preconizada e a interpretação dos resultados finais." Não aparecem aqui conjeturas, nem diferentes representações, nem o suporte da tecnologia. Pelo contrário, só se usam "regras e procedimentos, previamente estudados e treinados". Como aspeto mais surpreendente, a proposta portuguesa é a única a usar uma técnica descritiva negativa: "Assim, a resolução de problemas não deve confundir-‐se com atividades vagas de exploração e de descoberta que, podendo constituir estratégias de motivação, não se revelam adequadas à concretização efetiva de uma finalidade tão exigente." Esta posição redutora da proposta de programa portuguesa é reforçada pela frase seguinte da proposta agora em discussão: "a conveniência de uma progressiva utilização das técnicas e princípios que vão sendo adquiridos, procurando-‐se um equilíbrio entre a adequação das questões propostas a essa aquisição progressiva e uma ilustração, nem sempre possível, de situações inteiramente inspiradas na vida corrente." Esta perspetiva pobre ainda se torna mais estranha, se compararmos com a perspetiva dos países asiáticos de melhor desempenho, como a Coreia do Sul e de Singapura. Na Coreia do Sul o programa oficial [7] indica que: "The intense understanding and application of mathematical concepts, including practical problem solving activity, are essential in learning diverse subjects successfully and are also necessary to increase one's professional skills and ability to solve problems as a democratic citizen." No detalhe do program aparecem muitas recomendações que reforçam esta ideia. Por exemplo: "If possible, ask open questions to encourage students' creative responses" (p. 62) e "Problem solving should be reflected in all areas of the Mathematics Curriculum" e ainda "Students should investigate situations related to nonmathematical or mathematical problems, and with their acquired mathematical knowledge and thinking methods, use appropriate methods to solve problems." (pg. 63). De entre os objetivos da disciplina final do alunos do Ensino Secundário que em Singapura estudam mais Matemática podemos encontrar mesmo a expressão "resolução criativa de problemas"[8]: "develop rigorous habits of mind through mathematical reasoning and proof, creative mathematical problem solving, and use of mathematical models" O que escreveu o célebre matemático George Polya sobre a resolução de problemas? "Um professor de matemática tem, assim, uma grande oportunidade. Se preenche o tempo de que dispõe a exercitar os seus alunos em operações
rotineiras, aniquila o interesse e tolhe o desenvolvimento intelectual dos estudantes, desperdiçando, dessa forma, aquela oportunidade. Mas se desafia a curiosidade dos alunos, apresentando-‐lhes problemas adequados aos seus conhecimentos e ajudando-‐os com interpelações estimulantes, poderá despertar neles o gosto pelo pensamento independente e proporcionar-‐lhes alguns meios para o concretizarem." [9] Ou seja, todos os países se aproximam das ideias de Polya. É mesmo muito difícil encontrar um País que tenha uma visão tão restritiva da resolução de problemas como em Portugal. Porquê? Nota 4 -‐ Conteúdos adicionados Tentarei nesta nota passar em revista os conteúdos incluídos na proposta de Programas e Metas de Matemática para o secundário atualmente em discussão, relacionando-‐os com a presença (ou não) nos programas dos países referenciados nessa proposta (isto é, França, Bélgica (francófona), Itália, Reino Unido e EUA) e ainda em Singapura e na Coreia do Sul. No caso de Inglaterra usamos o documento [3] para o Key Stage 4 (KS4, correspondente ao 10º e 11º anos) e o documento [12] para o A-‐level (A, correspondente ao 12º e 13º anos). Eis os itens de conteúdos/temas novos nesta proposta de Programa (não foram analisados os itens das Metas mas são obviamente muito mais numerosos), divididos por anos de escolaridade: 10º ano Introdução à Lógica bivalente e à Teoria dos conjuntos 10.1-‐ Reflexividade e transitividade da implicação e da equivalência; simetria da equivalência 10.2-‐ Propriedades comutativa, associativa, de existência de elemento neutro e de elemento absorvente e da idempotência da disjunção e da conjunção e propriedades distributivas da conjunção em relação à disjunção e da disjunção em relação à conjunção; 10.3-‐ Leis de De Morgan; 10.4-‐ Resolução de problemas envolvendo operações lógicas sobre proposições. 10.5-‐ Expressão proposicional ou condição; quantificador universal, quantificador existencial e segundas Leis de De Morgan; 10.6-‐ Propriedades comutativa, associativa, de existência de elemento neutro e elemento absorvente e da idempotência da união e da interseção e propriedades distributivas da união em relação à interseção e da interseção em relação à união; 10.7-‐ Resolução de problemas envolvendo operações sobre condições e sobre conjuntos Radicais 10.8-‐ Racionalização de denominadores;
Geometria analítica no plano 10.9-‐ elipse: relação entre eixo maior, eixo menor e distância focal; Relações de equivalência, partições e vetores 10.10-‐ Relações binárias e relações de equivalência; classes de equivalência, conjuntos-‐quociente e partições; 10.11-‐ Formas geométricas, comprimentos, direções, amplitudes e vetores enquanto classes de equivalência 10.12-‐ Resolução de problemas envolvendo relações de equivalência e partições de conjuntos Cálculo vetorial no plano 10.13-‐ Equações paramétricas de uma reta; Generalidades acerca de funções 10.14-‐ Restrições de uma função; 10.15-‐ Imagem de um conjunto por uma função 10.16-‐ Funções sobrejetivas 10.17-‐ Sinal de somatório; tradução no formalismo dos somatórios das propriedades associativa e comutativa generalizadas da adição e distributiva generalizada da multiplicação em relação à adição; 10.18-‐ Percentil de ordem k; propriedades do percentil de ordem k; Simulação Monte Carlo 10.19-‐ Simulação de experiências aleatórias por recurso a algoritmos geradores de números pseudo-‐aleatórios; 10.20-‐ Propriedades inferenciais da média com recurso à simulação Monte Carlo; 10.21-‐ Resolução de problemas envolvendo sequências de números pseudo-‐aleatórios. 11º ano Extensão da Trigonometria 11.1-‐Lei dos cossenos Ângulos orientados 11.2-‐Rotações; 11.3-‐Orientação de um plano; 11.4-‐Ângulos generalizados e rotações. Funções trigonométricas 11.5-‐Inequações trigonométricas com domínio num intervalo limitado; 11.6-‐Funções trigonométricas inversas; Aplicações aos osciladores harmónicos
11.7-‐ Osciladores harmónicos: amplitude, pulsação, período, frequência e fase; 11.8-‐ Resolução de problemas envolvendo osciladores harmónicos. Produto escalar de vetores 11.9-‐ Desigualdade de Cauchy-‐Schwarz; 11.10-‐ Simetria e bilinearidade do produto escalar; Equações de planos no espaço 11.11-‐ Equações paramétricas de planos; Vocabulário da otimização 11.12-‐ Função objetivo; região admissível e pontos admissíveis; 11.13-‐ Conjunto de nível de uma função numérica. Conjunto dos majorantes e conjunto dos minorantes de uma parte não vazia de R 11.14-‐ Conjuntos minorados, majorados e limitados; 11.15-‐ Máximo, mínimo, supremo e ínfimo de um conjunto; 11.16-‐ Princípio do supremo; caracterização do conjunto dos majorantes e do conjunto dos minorantes de um conjunto não vazio de números reais; 11.17-‐ Caracterização do supremo e do ínfimo de um conjunto não vazio de números reais. Limites segundo Heine de funções reais de variável real 11.18-‐ Pontos aderentes a um conjunto de números reais; 11.19-‐ Limite de uma função composta; Diferenciabilidade 11.20-‐Teorema de Lagrange e de Rolle; interpretação geométrica; Cinemática do ponto 11.21-‐ Aplicação da noção de derivada à cinemática do ponto: funções posição, velocidade média e velocidade instantânea de um ponto material que se desloca numa reta; unidades de medida de velocidade; 11.22-‐ Resolução de problemas envolvendo funções posição, velocidades médias e velocidades instantâneas e mudanças de unidades de velocidade. 12º ano Limites e Continuidade 12.1-‐ Vizinhanças de menos infinito e de mais infinito; 12.2-‐ Teoremas de comparação envolvendo desigualdades entre funções e os respetivos limites; 12.3-‐ Teorema das funções enquadradas; 12.4-‐ Utilização dos teoremas de comparação e do teorema das funções enquadradas para determinar limites de funções reais de variável real;
12.5-‐ Bijetividade das funções monótonas e contínuas num dado intervalo; continuidade da função inversa; 12.6-‐ Teorema de Weierstrass; Diferenciabilidade 12.7-‐ Derivada da função inversa; aplicação à derivada de raiz indice n de x. Derivada de segunda ordem 12.8-‐ Interpretação cinemática da derivada de segunda ordem de uma função posição: aceleração média e aceleração; unidades de medida de aceleração; Aplicações aos osciladores harmónicos 12.9-‐ Relação Fundamental da Dinâmica e lei de Hooke; 12.10-‐ Os osciladores harmónicos como soluções de equações diferenciais da forma f''=-‐w^2 f; 12.11-‐ Resolução de problemas envolvendo osciladores harmónicos. Modelos exponenciais 12.12-‐ A equação f'=kf, keR, enquanto modelo para o comportamento da medida de grandezas cuja taxa de variação é aproximadamente proporcional à quantidade de grandeza presente num dado instante (evolução de uma população, da temperatura de um sistema ou do decaimento de uma substância radioativa); 12.13-‐ Soluções da equação f'=kf, keR ; 12.14-‐ Resolução de problemas de aplicação, envolvendo a equação f'=kf, keR . Primitivas 12.15-‐ Definição de primitiva de uma função num intervalo; família das primitivas de uma dada função num intervalo; linearidade da primitivação; 12.16-‐ Primitivas de funções da forma u'(x)f(u(x)). Cálculo Integral 12.17-‐ Aditividade e monotonia da medida de área; 12.18-‐ Definição intuitiva da noção de integral de funções contínuas não negativas num intervalo limitado e fechado; 12.19-‐ Origem histórica do símbolo de integral; 12.20-‐ Noção de integral definido para funções contínuas num intervalo limitado e fechado que alternam de sinal um número finito de vezes; 12.21-‐ Teorema fundamental do cálculo integral, Fórmula de Barrow e Teorema da média; 12.22-‐ Linearidade e monotonia do integral definido; aditividade do integral em relação ao domínio; 12.23-‐ Referência a extensões da noção de integral; existência de primitivas para funções contínuas em intervalos. Resolução de problemas 12.24-‐ Resolução de problemas envolvendo o cálculo de medidas de área de regiões do plano;
12.25-‐ Resolução de problemas envolvendo a primitivação e a integração de funções contínuas; 12.26-‐ Resolução de problemas envolvendo funções posição, velocidade e aceleração e a primitivação e integração de funções. Observamos que há 21+22+26=69 novos itens de conteúdo nos 3 anos deste programa. Estes itens de conteúdo correspondem a dezenas de itens nas Metas. Em que outros países são lecionados estes conteúdos? Por um lado a comparação não é fácil de fazer porque os programas seguem orientações diferentes e a estrutura do sistema educativo é diferente. Em Inglaterra o sistema vai até ao 13º ano (foi considerado todo o programa citado na referência) e em Singapura há 3 disciplinas sequenciais no 11º e 12º anos. Por outro lado, alguns itens poderiam ter uma correspondência diferente da apresentada, mas como os itens são transcritos, a ambiguidade é clara. 10º ano Introdução à Lógica bivalente e à Teoria dos conjuntos -‐ Itália: "Relazioni e funzioni Obiettivo di studio sara` il linguaggio degli insiemi e delle funzioni (dominio, composizione, inversa, ecc.), anche per costruire semplici rappresentazioni di fenomeni e come primo passo all’introduzione del concetto di modello matematico." 10.1-‐ 10.2-‐ 10.3-‐ 10.4-‐ 10.5-‐ 10.6-‐ 10.7-‐ Radicais 10.8-‐ Singapura: "Indices and surds: rationalising the denominator" Geometria analítica no plano 10.9-‐ Itália: "Le sezioni coniche saranno studiate sia da un punto di vista geometrico sintetico che analitico. Inoltre, lo studente approfondira` la comprensione della specificita` dei due approcci (sintetico e analitico) allo studio della geometria." Bélgica: "Une conique déterminée par foyer, directrice et excentricité. une conique centrée :définition bifocale. Les caractéristiques (le type de représentation) d’une conique à partir d’une équation." EUA: "Derive the equations of ellipses and hyperbolas given the foci, using the fact that the sum or difference of distances from the foci is constant." 10.10-‐ 10.11-‐ 10.12-‐
10.13-‐ França: "Représentation paramétrique d’une droite." Inglaterra (A): "Parametric equations of curves and conversion between Cartesian and parametric forms." 10.14-‐ 10.15-‐ 10.16-‐ 10.17 10.18-‐ 10.19-‐ 10.20-‐ 10.21-‐ 11º ano Extensão da Trigonometria 11.1-‐ Itália: "Saranno inoltre studiate (…) i teoremi che permettono la risoluzione dei triangoli e e il loro uso nell’ambito di altre discipline, in particolare nella fisica." EUA: "The Pythagorean Theorem is generalized to nonright triangles by the Law of Cosines. Together, the Laws of Sines and Cosines embody the triangle congruence criteria for the cases where three pieces of information suffice to completely solve a triangle. Furthermore, these laws yield two possible solutions in the ambiguous case, illustrating that Side-‐Side-‐Angle is not a congruence criterion.", "Prove the Laws of Sines and Cosines and use them to solve problems. Understand and apply the Law of Sines and the Law of Cosines to find unknown measurements in right and non-‐right triangles (e.g., surveying problems, resultant forces)." Coreia: "Applications to triangles: Understand the sine and cosine rules." Singapura: "use of sine rule and cosine rule for any triangle" Ângulos orientados 11.2-‐ Inglaterra (KS4): "understand that rotations are specified by a centre and an (anticlockwise) angle; use any point as the centre of rotation; measure the angle of rotation, using right angles, fractions of a turn or degrees" 11.3-‐ 11.4-‐ Funções trigonométricas 11.5-‐ Coreia: "Solve simple trigonometric equations and trigonometric inequalities.", "The general solution of trigonometric equations and triangle inequalities are not dealt with." 11.6-‐ Inglaterra (A): "Knowledge of secant, cosecant and cotangent and of arcsin, arccos and arctan; their relationships to sine, cosine and tangent; understanding of their graphs and appropriate restricted domains " Singapura: "principal values of the inverses of sine, cosine and tangent" Aplicações aos osciladores harmónicos 11.7-‐ 11.8-‐
Produto escalar de vetores 11.9-‐ 11.10-‐ Equações de planos no espaço 11.11-‐ Vocabulário da otimização 11.12-‐ 11.13-‐ Conjunto dos majorantes e conjunto dos minorantes de uma parte não vazia de R 11.14-‐ 11.15-‐ 11.16-‐ 11.17-‐ Limites segundo Heine de funções reais de variável real 11.18-‐ 11.19-‐ Diferenciabilidade 11.20-‐ Cinemática do ponto 11.21-‐ Singapura: "concepts of speed, uniform speed and average speed" 11.22-‐ Singapura: "problems involving speed, uniform speed and average speed" 12º ano Limites e Continuidade 12.1-‐ 12.2-‐ 12.3-‐ 12.4-‐ 12.5-‐ 12.6-‐ Diferenciabilidade 12.7-‐ Derivada de segunda ordem 12.8-‐ Aplicações aos osciladores harmónicos 12.9-‐ Itália (5º ano do "LICEO SCIENTIFICO" -‐ 13º ano): "Altro importante tema di studio sara` il concetto di equazione differenziale, cosa si intenda con le sue soluzioni e le loro principali proprieta`, noncheÅL alcuni esempi importanti e
significativi di equazioni differenziali, con particolare riguardo per l’equazione della dinamica di Newton." Singapura: "Mathematical models of population dynamics (including logistic growth equation, equilibrium points and their stability, harvesting and bifurcation) and of vibrating springs (including damped vibrations, damping constant, over-‐damping, critical damping and under-‐damping, frictional force, restoring force and damping force, equilibrium position, Hooke’s Law and Newton’s Second Law of motion)" 12.10-‐ 12.11-‐ Modelos exponenciais 12.12-‐ Singapura: "formulating a differential equation from a problem situation", "interpretation of a solution in terms of the problem situation" 12.13-‐ Inglaterra (A): "Analytical solution of simple first order differential equations with separable variables" Singapura: "use of a family of solution curves to represent the general solution of a differential equation" 12.14-‐ Primitivas 12.15-‐ França: "Primitive d’une fonction continue sur un intervalle. Déterminer des primitives des fonctions usuelles par lecture inverse du tableau des dérivée". Inglaterra (A): "Indefinite integration as the reverse of differentiation" Singapura: "integration as the reverse of differentiation" 12.16-‐ França: "Connaître et utiliser les primitives de u′ e^u, …", Inglaterra (A): "Integration of x^n. Integration of e^x, 1/x, sinx, cosx " Singapura: "integration of x^n for any rational n, sin x , cos x , sec^2 x and e^x , together with constant multiples, sums and differences", "integration of (ax + b)^n for any rational n , sin(ax + b) , cos(ax + b) and e^(ax+b)" Cálculo Integral -‐ Bégica: "La signification de l’intégrale. Les éléments caractéristiques liés à une fonction (limites, dérivées, intégrales,…). Appliquer la dérivation, l’intégration pour résoudre des problèmes issus des mathématiques, des sciences, de l’économie : aires, volumes, longueurs, détermination de tangentes, croissance, optimisation. Modéliser des problèmes de manière à les traiter au moyen des fonctions de référence (y compris les fonctions logarithmique et exponentielle), des outils dérivées et intégrales." 12.17-‐ 12.18-‐ França: "Définition de l’intégrale d’une fonction continue et positive sur [a,b] comme aire sous la courbe." Singapura: "definite integral as area under a curve" 12.19-‐ 12.20-‐ França: "Intégrale d’une fonction continue de signe quelconque." 12.21-‐ França: "Théorème : si f est une fonction continue et positive sur [a,b], la fonction F définie sur [a,b] par F(x) = Int(a,b) f(t)dt est dérivable sur [a, b] et a pour dérivée f. Il est intéressant de présenter le principe de la démonstration du théorème dans le cas où f est positive et croissante." 12.22-‐ França: "Linéarité, positivité, relation de Chasles."
12.23-‐ França: "Théorème : toute fonction continue sur un intervalle admet des primitives." Resolução de problemas 12.24-‐ Inglaterra (A): "Approximation of area under a curve using the trapezium rule; interpretation of the definite integral as the area under a curve; evaluation of definite integrals", "Numerical integration of functions" 12.25-‐ Singapura: "evaluation of definite integrals", "finding the area of a region bounded by a curve and lines parallel to the coordinate axes", "finding areas of regions below the x-‐axis" 12.26-‐ Singapura: "application of differentiation and integration to problems involving displacement, velocity and acceleration of a particle moving in a straight line with variable or constant acceleration" Tentei verificar cargas horárias da disciplina mas tal tarefa não se revela exequível no tempo de que disponho, devido a diferenças de estrutura escolar, de duração do ano letivo e de combinações com outras componentes escolares. Note-‐se que desapareceram alguns conteúdos atualmente presentes no programa de Matemática A do secundário, mas estes são muito poucos. Desapareceu o módulo inicial que pretendia fazer a ponte entre o Ensino Básico e o Ensino Secundário e onde se estudavam vários problemas importantes de que os mais frequentes eram: desenvolvimento decimal de números racionais e irracionais e propriedades do período, seções em sólidos geométricos e o problema dos sólidos platónicos. Desapareceu o estudo de uma axiomática (a axiomática das probabilidades) e desapareceu o estudo de domínios planos com números complexos. Desapareceram ainda os temas opcionais do programa (cónicas, interpolação polinomial e demonstrações de geometria com os números complexos). Em conclusão, verificamos que em nenhum dos 7 países considerados estão presentes os itens mais teóricos que estão propostos para o programa de Matemática A em Portugal. Em que se baseia então a ideia de colocar tantas formulações abstratas e tantos teoremas neste programa? Não é na experiência internacional!!! Em vários países são tratados temas de cónicas, trigonometria, integração e equações diferenciais, mas normalmente a um nível mais intuitivo e aplicado do que a tónica proposta para Matemática A, como é fácil concluir pela listagem apresentada. Teremos de concluir que a proposta de programa de Matemática A é completamente inadequada e não tem nenhuma fundamentação na experiência internacional. Precisará pois de ser seriamente revista.
Nota 5 -‐ Contrastes Vou escolher apenas alguns pontos de dissonância com o conteúdo dos programas dos países já mencionados em notas anteriores: França, Bélgica (francófona), Itália, Reino Unido e EUA, Singapura e Coreia do Sul. a) França: recomendações sobre o uso da tecnologia Os programas franceses [1] são enfáticos sobre a importância do uso da tecnologia na sala de aula preconizando uma "utilisation régulière" de softwares, referindo mesmo que o seu uso "change profondément la nature de l’enseignement" e "ouvre largement la dialectique entre l’observation et la démonstration". Uma das secções é mesmo dedicada ao uso de software: "Utilisation d’outils logiciels L’utilisation de logiciels (calculatrice ou ordinateur), d’outils de visualisation et de représentation, de calcul (numérique ou formel), de simulation, de programmation développe la possibilité d’expérimenter, ouvre largement la dialectique entre l’observation et la démonstration et change profondément la nature de l’enseignement. L’utilisation régulière de ces outils peut intervenir selon trois modalités : -‐ par le professeur, en classe, avec un dispositif de visualisation collective adapté; -‐ par les élèves, sous forme de travaux pratiques de mathématiques ; -‐ dans le cadre du travail personnel des élèves hors du temps de classe (par exemple au CDI ou à un autre point d’accès au réseau local)." A visão dos programas portugueses é redutora pois, se é verdade que aconselha a aproveitar os recursos existentes nas escolas, considera que pode "comprometer gravemente" o ensino da matemática: "A tecnologia no Ensino Secundário deve portanto ser aproveitada para ajudar os alunos a compreender certos conteúdos e relações matemáticas e para o exercício de certos procedimentos; essa utilização deve, no entanto, ser criteriosa, já que, caso contrário, pode condicionar e comprometer gravemente a aprendizagem e a avaliação." Esta "salvaguarda" está ausente dos programas de todos os países considerados. Justifica-‐se? Os programas franceses não descuram o cálculo, pelo contrário, até continuam a insistir no cálculo mental, aspeto ausente nesta proposta portuguesa de programa e metas para o ensino secundário: "Le calcul est un outil essentiel pour la pratique des mathématiques dans la résolution de problème. Il est important en classe de seconde de poursuivre l’entraînement des élèves dans ce domaine par la pratique régulière du calcul mental, du calcul numérique et du calcul littéral. L’utilisation d’outils logiciels de calcul – sur calculatrice ou sur ordinateur – contribue à cet entraînement."
E observamos mais, que os programas franceses consideram que a tecnologia ajuda a desenvolver o cálculo, enquanto os programas portugueses acham que não: "os alunos devem dominar procedimentos como operar com polinómios, efetuar representações de gráficos de funções, resolver equações, calcular limites e derivadas sem necessitarem de utilizar recursos tecnológicos (calculadoras, computadores, etc.) que substituam algumas das capacidades matemáticas inerentes a esses procedimentos." É aqui apresentada uma oposição entre a tecnologia e a memorização que não aparece fundamentada e diverge de todos os outros programas. Em particular os estudos da OCDE baseados nos resultados do PISA [18] permitem concluir que uma utilização regular da tecnologia (curiosamente, mais em casa do que na escola) está associada a melhores resultados escolares, mesmo quando se retira o fator socio-‐económico: "With the right skills and background, more frequent computer use can lead to better performance. The analysis of PISA data shows that for educational performance, computer use amplifies a student’s academic skills and competences." b) Itália, EUA: a modelação matemática A proposta de programa em discussão contém alguma referência à modelação matemática e às aplicações; contudo, é uma proposta virada essencialmente para as aplicações pré-‐elaboradas: "O Programa dá especial relevância a diversas aplicações da Matemática, prescrevendo, por exemplo, explicitamente, a aplicação do cálculo diferencial à cinemática do ponto ou das progressões geométricas ao cálculo de juros." Nos programas italianos [6], as aplicações são mais do que isso, são também um método, um método que os alunos devem aprender a dominar em todas as ocasiões: "Relazioni e funzioni Obiettivo di studio sara` il linguaggio degli insiemi e delle funzioni (dominio, composizione, inversa, ecc.), anche per costruire semplici rappresentazioni di fenomeni e come primo passo all’introduzione del concetto di modello matematico. In particolare, lo studente apprendera` a descrivere un problema con un’equazione, una disequazione o un sistema di equazioni o disequazioni; a ottenere informazioni e ricavare le soluzioni di un modello matematico di fenomeni, anche in contesti di ricerca operativa o di teoria delle decisioni." A ênfase colocada na noção de "modelo matemático" aparece também nos "CCS-‐Common Core Standards" americanos [5]:
"Modeling is the process of choosing and using appropriate mathematics and statistics to analyze empirical situations, to understand them better, and to improve decisions. Quantities and their relationships in physical, economic, public policy, social, and everyday situations can be modeled using mathematical and statistical methods. When making mathematical models, technology is valuable for varying assumptions, exploring consequences, and comparing predictions with data." Infelizmente a maior preocupação do programa em discussão é afirmada pela negativa: "A este propósito, é importante referir que a modelação matemática não consiste em associar de forma arbitrária -‐ e sem qualquer critério ou justificação razoável -‐ uma dada função matemática a uma dada grandeza." Quem vai seguir cominhos "sem qualquer critério ou justificação razoável"? Em contraste com isto, os CCS americanos encorajam pela positiva os professores a trabalharem a modelação na sala de aula: "One of the insights provided by mathematical modeling is that essentially the same mathematical or statistical structure can sometimes model seemingly different situations. Models can also shed light on the mathematical structures themselves, for example, as when a model of bacterial growth makes more vivid the explosive growth of the exponential function." E terminam com a recomendação de um trabalho permanente com a modelação matemática, em todos os capítulos: "Making mathematical models is a Standard for Mathematical Practice, and specific modeling standards appear throughout the high school standards" Ao longo do texto aparecem muitos exemplos em que a própria modelação faz parte do trabalho, como: "Construct and compare linear, quadratic, and exponential models and solve problems" "Use inverse functions to solve trigonometric equations that arise in modeling contexts; evaluate the solutions using technology, and interpret them in terms of the context" c) Singapura, Inglaterra: estratégias para a resolução de problemas A proposta de programa e Metas em discussão inclui uma referência à resolução de problemas:
"A resolução de problemas envolve, da parte dos alunos, a leitura e interpretação de enunciados, a mobilização de conhecimentos de factos, conceitos e relações, a seleção e aplicação adequada de regras e procedimentos, previamente estudados e treinados, a revisão, sempre que necessária, da estratégia preconizada e a interpretação dos resultados finais." Contudo esta é uma descrição rígida da resolução de problemas que aparece mais como um exercício de aplicação de temas previamente estudados do que um verdadeiro trabalho de estudo de um problema. Não há indicações sobre estratégias a usar, muito menos uma referência a heurísticas. Mas nos programas de Singapura [13] tal é uma constante: "Skill proficiencies include the ability to use technology confidently, where appropriate, for exploration and problem solving. It is important also to incorporate the use of thinking skills and heuristics in the process of the development of skills proficiencies." Há mesmo uma secção do programa dedicada à explicação do que se entende por heurística: "Thinking skills and heuristics Students should use various thinking skills and heuristics to help them solve mathematical problems. Thinking skills are skills that can be used in a thinking process, such as classifying, comparing, sequencing, analysing parts and wholes, identifying patterns and relationships, induction, deduction and spatial visualisation." Em Inglaterra (Key Stage 4) [3] aparecem conselhos idênticos: "select and use suitable problem-‐solving strategies and efficient techniques to solve numerical and algebraic problems" ou "break down a complex calculation into simpler steps before attempting to solve it" E estas estratégias não são meras ideias genéricas, mas são mesmo objetos de estudo na sala de aula ("Students should be taught to"), além de serem repetidas no início de cada tema, de forma adaptada a esse tema. Não há qualquer referência a estratégias de resolução de problemas na proposta portuguesa embora, noutro contexto, se leia que "Os alunos devem ser capazes de estabelecer conjeturas". Mas aí é apenas a propósito de mais uma referência pela negativa ao "raciocínio indutivo". d) França, Itália, Singapura e Inglaterra: A estimação Todo o trabalho com estimativas está ausente da proposta dos programas e Metas do Secundário (como já estava no Básico). Não se percebe a razão para tal escolha, mas deve dizer-‐se que praticamente todos os outros programas se lhe referem de um modo ou outro.
Em França [17], a estimativa aparece naturalmente associada ao desenvolvimento das capacidades de cálculo, para controlar a fiabilidade dos cálculos efetuados: "Calculer Effectuer un calcul automatisable à la main ou à l’aide d’un instrument (calculatrice, logiciel). Mettre en oeuvre des algorithmes simples. Exercer l’intelligence du calcul : organiser les différentes étapes d’un calcul complexe, choisir des transformations, effectuer des simplifications. Contrôler les calculs (au moyen d’ordres de grandeur, de considérations de signe ou d’encadrement)." Em Itália [6], o cálculo aproximado é referido de forma notória: "un’occasione per affrontare il tema dell’approssimazione" ou "Sara` anche affrontato il tema del calcolo approssimato, sia dal punto di vista teorico sia mediante l’uso di strumenti di calcolo.". Em Inglaterra [3], encontramos inúmeras referências à estimação, por exemplo: "make mental estimates of the answers to calculations; use checking procedures, including use of inverse operations; work to stated levels of accuracy" ou "estimate answers to problems involving decimals" ou "make mental estimates of the answers to calculations; understand how errors are compounded in certain calculations" ou ainda "check and estimate answers to problems; select and justify appropriate degrees of accuracy for answers to problems; recognise limitations on the accuracy of data and measurements" Em Singapura [13] o programa inclui a estimação nas capacidades matemáticas a desenvolver: "Mathematical skills include procedural skills for numerical calculation, algebraic manipulation, spatial visualisation, data analysis, measurement, use of mathematical tools, and estimation." d) Itália, Singapura: Radicais Enquanto a proposta em discussão se desdobra em inúmeras propriedades com radicais e manipulação de expressões, como "Para além dos casos mais usuais de racionalização de denominadores, é possível considerar, mais geralmente, frações com denominadores da forma c*raiz indice k de a + d*raiz indice l de b" Noutros países este tema não tem tão grande expressão. Por exemplo, em Itália [6] até se faz um aviso limitativo:
"L’acquisizione dei metodi di calcolo dei radicali non sara` accompagnata da eccessivi tecnicismi manipolatori." Nos outros programas não aparecem mais do que simples manipulações com raízes quadráticas e cúbicas, havendo nos programas de Singapura uma mera referência a "rationalising the denominator". e) Bélgica: Competências transversais Em quase todos os países são explicitadas "competências" matemáticas de índole geral que são transversais aos temas de conteúdos. Em Portugal não só o termo "competência" foi banido, como não há rasto de qualquer transversalidade no programa, havendo um rigidez sequencial absoluta. A única vez em que o termo "transversal" é usado é na realidade para justificar a escolha do capítulo "lógica e teoria de conjuntos" como o primeiro capítulo do programa proposto. Como elemento de contraste vou apenas citar as competências transversais definidas no programa belga [2]: "1. S’approprier une situation comprendre un message, en analyser la structure et repérer les idées centrales ; rechercher des informations utiles et exprimées sous différentes formes. 2. Traiter, argumenter, raisonner traduire une information d’un langage dans un autre, par exemple passer du langage courant au langage graphique ou algébrique et réciproquement ; observer à partir des acquis antérieurs et en fonction du but à atteindre ; formuler une conjecture, dégager une méthode de travail ; rassembler des arguments et les organiser en une chaîne déductive ; choisir une procédure adéquate et la mener à son terme ; utiliser certains résultats pour traiter des questions issues d’autres branches (sciences, sciences sociales, sciences économiques.). 3. Communiquer maîtriser le vocabulaire, les symboles et les connecteurs «si…alors », « en effet », « par ailleurs », « ainsi » ; rédiger une explication, une démonstration ; présenter ses résultats dans une expression claire, concise, exempte d’ambiguïté; produire un dessin, un graphique ou un tableau qui éclaire ou résume une situation. 4. Généraliser, structurer, synthétiser reconnaître une propriété commune à des situations différentes ; étendre une règle, un énoncé ou une propriété à un domaine plus large ; formuler des généralisations et en contrôler la validité ; organiser des acquis dans une construction théorique. "
Em conclusão, verificamos que a proposta agora em discussão diverge, em inúmeros pontos, das práticas internacionais. Infelizmente a única motivação que, ao contrário de todos os outros países, parece animar o documento, é a de "definir um padrão coerente que imprima rigor ao que é ensinado nas escolas". Em termos internacionais os objetivos, como vimos, são muito mais ricos e variados. A perspetiva portuguesa corre assim o risco de perturbar seriamente o trabalho matemático nas escolas, criando rejeições generalizadas e levando os estudantes a fugir para outras vias; o exemplo negativo de outros países, nomeadamente o inglês [19], mostra-‐nos que os alunos podem ser realmente afastados das vias científicas por causa dos excessos de um programa de Matemática do Secundário, com graves prejuízos para a formação dos cientistas e engenheiros de que Portugal necessita. Esta análise reforça a ideia de que a proposta de programa de Matemática A é completamente inadequada e não tem nenhuma fundamentação na experiência internacional. Precisará pois de ser seriamente revista. Referências: [1] Mathématiques, classe de seconde, Bulletin Officiel, n.º 30, Ministère de L’Éducation Nationale, 2009. [2] Compétences Terminales et savoirs requis en Mathématiques, Humanités générales et technologiques, Ministère de la Communauté Française, Bélgica, 1999. [3] Mathematics – The National Curriculum for England, Department for Education and Employment, London, 1999. [4] Il curricolo di matematica Ciclo Secondario (primo e secondo biennio) “Matematica 2003”, UMI, 2003. [5] Common Core State Standards for Mathematics, Common Core State Standards Initiative, Preparing America’s students for college & Career, 2011. [6] Curricula Liceo Scientifico – Indicazioni, Ministero dell’Instuzione, dell’Università e della Ricerca, Itália, 2010. (http://www.indire.it/lucabas/lkmw_file/licei2010///indicazioni_nuovo_impaginato/_Liceo%20scientifico.pdf) [7] Mathematics Curriculum, KICE. Ministry of Education and Human Resources Development, Korea. 2007. [8] MATHEMATICS -‐ HIGHER 3 (Syllabus 9824), Singapore Examinations and Assessment Board, 2013. [9] George Polya, COMO RESOLVER PROBLEMAS, col. CIÊNCIA ABERTA, Gradiva, 2003. [10] MATHÉMATIQUES, CYCLE TERMINAL DE LA SÉRIE SCIENTIFIQUE, CLASSE DE PREMIÈRE, Bulletin Officiel, n.º 9, Ministère de L’Éducation Nationale, 2010. [11] Programme de l’enseignement spécifique et de spécialité de mathématiques, Classe terminale de la série scientifique, Bulletin Officiel, n.º 8, Ministère de L’Éducation Nationale, 2011.
[12] GCE AS and A Level Subject Criteria for Mathematics, OFQUAL -‐ Office of Qualifications and Examinations Regulation, Coventry, September 2011. [13] Secondary Mathematics Syllabuses, Ministry of Education, Singapore, 2006. [14] MATHEMATICS -‐ HIGHER 3 (Syllabus 9824), Singapore Examinations and Assessment Board, 2013. [15] MATHEMATICS -‐ HIGHER 2 (Syllabus 9740), Singapore Examinations and Assessment Board, 2014. [16] MATHEMATICS -‐ HIGHER 1 (Syllabus 8864), Singapore Examinations and Assessment Board, 2014. [17] Les compétences mathématiques au lycée, Ministère de l'éducation nationale, Éduscol, MEN/DGESCO-‐IGEN, Novembre 2013. [18] Educational Research and Innovation: Are the New Millennium Learners Making the Grade?: Technology Use and Educational Performance in PISA 2006, OECD Publishing , Publication date: 11 Mar 2010. [19] Making Mathematics Count, The report of Professor Adrian Smith’s Inquiry into Post-‐14 Mathematics Education, February 2004. Coimbra, 3 de dezembro de 2013 Jaime Carvalho e Silva Departamento de Matemática Universidade de Coimbra