Integração STEM na Educação Básica veiculada por atividades de modelagem matemática com experimentação

Autores

DOI:

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

Palavras-chave:

Modelagem matemática, Experimentação, Educação STEM, Funções, 9º ano do ensino fundamental

Resumo

Este artigo investiga como a educação STEM é mobilizada no desenvolvimento de atividades de modelagem matemática com experimentação. Para isso, fundamentou-se em um quadro teórico que considera elementos da experimentação, da modelagem matemática e da integração da educação STEM. As atividades analisadas foram desenvolvidas por três grupos de alunos de uma turma de 9º ano do ensino fundamental de uma escola particular do estado do Paraná, na disciplina de matemática, no ano de 2018. Nas referidas atividades, os alunos, reunidos em grupos, escolheram a temática da experimentação a ser realizada, definiram um problema, coletaram dados empíricos, realizaram uma abordagem matemática e obtiveram uma solução para o problema. Para realizar as análises, utilizaram-se as gravações em áudio e vídeo e os registros escritos dos relatórios entregues pelos alunos. Por meio de análise qualitativa, inspirada na research design, evidenciou-se que a experimentação se configurou como uma estrutura que permitiu a integração entre as áreas STEM por meio de estudos e pesquisas sobre os fenômenos estudados, da manipulação de softwares para ajustes de curvas, do uso de equipamentos laboratoriais e suas implicações para a experimentação realizada, e dos conteúdos matemáticos necessários para a obtenção de uma solução para o problema.

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Biografia do Autor

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.

Referências

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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Publicado

2022-10-31

Como Citar

PESSOA DA SILVA, K. A.; HIDEKI ARAKI, P. H.; BORSSOI, A. H. Integração STEM na Educação Básica veiculada por atividades de modelagem matemática com experimentação. Educação Matemática Pesquisa Revista do Programa de Estudos Pós-Graduados em Educação Matemática, 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.