Intégration STEM dans l’éducation de base par des activités de modélisation mathématique avec expérimentation

Auteurs

DOI :

https://doi.org/10.23925/1983-3156.2022v24i3p323-354

Mots-clés :

Modélisation mathématique, Expérimentation, Éducation STEM, Fonction, 9e année de l’école primaire

Résumé

Dans cet article, nous étudions comment l’enseignement STEM est révélée dans le développement de activités de modélisation mathématique avec expérimentation. Pour cela, nous nous appuyons sur un cadre théorique qui considère des éléments d’expérimentation, de la modélisation mathématique et de l’intégration de l’enseignement STEM. Les activités que nous avons analysées ont été développées par des étudiants d’une classe de 9e année de l’école primaire dans une école privée dans l’état du Paraná, dans la discipline Mathématique, en 2018. Dans lesdites activités, les étudiants réunis en groupes ont choisi le thème de l’expérimentation à réaliser, défini un problème, recueilli des données empiriques, adopté une approche mathématique et trouvé une solution au problème. Pour notre analyse, nous nous appuyons sur des enregistrements audio et vidéo et les comptes rendus écrits des rapports soumis par les étudiants. Par une analyse qualitative inspirée par la Research Design nous avons mis en évidence que l’expérimentation été configuré comme une structure qui a permis l’intégration entre les zones STEM par des études et des recherches sur les phénomènes étudiés, dans la manipulation de logiciels d’ajustement de courbes, dans l’utilisation du matériel de laboratoire et ses implications pour l’expérimentation menée et le contenu mathématique nécessaire pour obtenir une solution au problème.

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Bibliographies de l'auteur

Karina Alessandra Pessoa da Silva, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Departamento Acadêmico de Matemática - Educação Matemática

Paulo Henrique Hideki Araki, Universidade Estadual de Maringá

Doutorando em Educação para a Ciência e a Matemática pela Universidade Estadual de Maringá. Mestre em Ensino de Matemática pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campi Londrina/Cornélio Procópio (2020). Graduado em Tecnologia em Processos Químicos pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Câmpus Apucarana (2013), em Licenciatura em Matemática pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Câmpus Cornélio Procópio (2015) e em Licenciatura em Química pelo Centro Universitário Filadélfia (2016). Especialização em Educação Matemática Inclusiva (2015) e Alfabetização Matemática (2016), ambas pela Faculdade São Braz. Membro do Grupo Interdisciplinar de Estudos em Modelagem e Educação Matemática (GIEMEM)

Adriana Helena Borssoi, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Possui graduação em Matemática, Licenciatura, pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (1997), mestrado em Ensino de Ciências e Educação Matemática pela Universidade Estadual de Londrina (2004) e doutorado em Ensino de Ciências e Educação Matemática pela Universidade Estadual de Londrina (2013). Atualmente é professor efetivo da Universidade Tecnológica Federal do Paraná e docente permanente do Programa de Pós-Graduação em Ensino de Matemática - PPGMAT da instituição. Tem experiência na área de Educação, com ênfase em Métodos e Técnicas de Ensino, atuando principalmente nos seguintes temas: modelagem matemática, aprendizagem significativa, educação matemática, tecnologias educacionais.

Références

Almeida, L. M. W., & Ferruzzi, E. C. (2009). Uma aproximação socioepistemológica para a modelagem matemática. Alexandria, 2(2), 117-134. https://periodicos.ufsc.br/index. php/alexandria/article/view/37952

Almeida, L. M. W., Silva, K. A. P., & Borssoi, A. H. (2021). Um estudo sobre o potencial da experimentação em atividades de modelagem matemática no ensino superior. Quadrante, 30(2), 123–146. https://doi.org/10.48489/quadrante.23605

Almeida, L. W., Silva, K. P., & Vertuan, R. E. (2012). Modelagem Matemática na educação básica. Editora Contexto.

Araki, P. H. H., & Silva, K. A. P. (2022). Experimentação em contexto de atividades de modelagem matemática: uma análise à luz de pesquisas atuais. Revista Dynamis, 28(1), 144-163. http://dx.doi.org/10.7867/1982-4866.2022v28n1p144-163

Baptista, M., & Martins, I. (2019). STEM as a means for students’ science learning. Acta Scientiae, 21(6), 98–115. https://doi.org/10.17648/acta.scientiae.5421

Baker, C. K., & Galanti, T. M. (2017). Integrating STEM in elementary classrooms using model-eliciting activities: responsive professional development for mathematics coaches and teachers. International Journal of STEM Education, 4(1), 1–15. https:// doi.org/10.1186/s40594-017-0066-3

Baioa, A. M., & Carreira, S. (2019). Modelação matemática experimental para um ensino integrado de STEM. Educação e Matemática: Revista da Associação de Professores de Matemática, (152), 11-14. https://em.apm.pt/index.php/em/article/view/2556

Borba, M., & Villarreal, M. (2005). Humans-with-media and the reorganization of mathematical thinking: Information and communication technologies, modeling, visualization and experimentation. Springer. https://doi.org/10.1007/b105001

Borssoi, A. H., Silva, K. A. P., & Ferruzzi, E. C. (2021). Modelagem Matemática e Educação STEM no Ensino Superior. In M. Rosa, & V. Franco Neto (Org.), Anais do Seminário Internacional de Pesquisa em Educação Matemática (pp. 2090-2103). SBEM.

Carreira, S. (2019). Modelação matemática e simulação no contexto escolar: conexões entre mundos. In N. Amado et al. (eds.), Livro de Atas do EIEM 2019, Encontro de Investigação em Educação Matemática (pp. 45-62). SPIEM.

Carreira, S., & Baioa, A. M. (2011). Students’ Modelling Routes in the Context of Objects Manipulation and Experimentation in Mathematics. In G. Kaiser, W. Blum, R. Borromeo Ferri, & G. Stillman (eds.). Trends in Teaching and Learning of Mathematical Modelling (pp. 211-220). Springer.

Carreira, S., & Baioa, A. M. (2018). Mathematical modelling with hands-on experimental tasks: On the student’s sense of credibility. ZDM - Mathematics Education, 50(1–2), 201–215. https://doi.org/10.1007/s11858-017-0905-1

Emden, M., & Sumfleth, E. (2014). Assessing students’ experimentation processes in guided inquiry. International Journal of Science and Mathematics Education, 14(1), 29-54. https://doi.org/10.1007/s10763-014-9564-7

English, L. D. (2016). Developing early foundations through modeling with data. In C. Hirsch (Ed), Annual perspectives in mathematics educations: Mathematical Modeling Mathematics (pp. 187-195). NCTM - National Council of Teachers of Mathematics.

English, L. D. (2017). Advancing Elementary and Middle School STEM Education. International Journal of Science and Mathematics Education, 15, 1-20. https://doi. org/10.1007/s10763-017-9802-x

English, L. D., & Mousoulides, N. G. (2015). Bridging STEM in a Real-World Problem. Mathematics Teaching in the Middle School, 20(9), 532-539. https://doi.org/10.5951/ mathteacmiddscho.20.9.0532

Galbraith, P., & Fisher, D. M. (2021). Technology and mathematical modelling: addressing challenges, opening doors. Quadrante, 30(1), 198-218. https://doi.org/10.48489/ quadrante.23710

Hallström, J., & Schönborn, K. J. (2019). Models and modelling for authentic STEM education: reinforcing the argument. International Journal of STEM Education, 6(1), 1-10. https://doi.org/10.1186/s40594-019-0178-z

Halverscheid, S. (2008). Building a local conceptual framework for epistemic actions in a modelling environment with experiments. ZDM - The International Journal on Mathematics, 40(2), 225-234. https://doi.org/10.1007/s11858-008-0088-x

Jonhson, C. C. (2013). Conceptualizing Integrated STEM Education. School Science and Mathematics, 113(8), 367–368. https://doi.org/10.1111/ssm.12043

Klüber, T. E., & Burak, D. (2008). Concepções de modelagem matemática: contribuições teóricas. Revista Educação Matemática Pesquisa, 10(1), 17-34. https://revistas.pucsp. br/index.php/emp/article/view/1642/1058

Lesh, R. A. (2002). Research design in mathematics education: Focusing on design experiments. In Handbook of international research in mathematics education (pp. 27–49). Lawrence Erlbaum Associates. https://doi.org/Lawrence Erlbaum Associates.

Lima, K. E. C., & Teixeira, F. M. (2011). A epistemologia e a história do conceito experimento/experimentação e seu uso em artigos científicos sobre ensino das ciências. Anais do VIII Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências (p. 1-12). Campinas: Congresso Iberoamericano de Investigación en Enseñanza de las Ciencias. http://abrapecnet.org.br/atas_enpec/viiienpec/resumos/R0355-1.pdf

Lorenzato, S. (2010). Para aprender matemática. Autores Associados.

Maiorca, C., & Stohlmann, M. (2016). Inspiring students in integrated STEM Education through modeling activities. In C. Hirsch (Ed), Annual perspectives in mathematics educations: Mathematical Modeling Mathematics (pp. 153-162). NCTM - National Council of Teachers of Mathematics.

Rosa, M., & Orey, D. C. (2021). An Ethnomathematical Perspective of STEM Education in a Glocalized World. Bolema, 35(70), 840-876. https://doi.org/10.1590/1980-4415v35n70a14

Schrenk, M. J., & Vertuan, R. E. (2022). Modelagem Matemática como prática pedagógica: uma possível caracterização em Educação Matemática. Revista Educação Matemática Pesquisa, 24(1), 194-224. https://doi.org/10.23925/1983-3156.2022v24i1p194-224

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Publiée

2022-10-31

Comment citer

PESSOA DA SILVA, K. A.; HIDEKI ARAKI, P. H.; BORSSOI, A. H. Intégration STEM dans l’éducation de base par des activités de modélisation mathématique avec expérimentation. Educação Matemática Pesquisa, São Paulo, v. 24, n. 3, p. 323–354, 2022. DOI: 10.23925/1983-3156.2022v24i3p323-354. Disponível em: https://revistas.pucsp.br/index.php/emp/article/view/58383. Acesso em: 21 nov. 2024.

Numéro

Vol. 24 No 3 (2022): Volume du débit continu

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