Investigating mathematical proof and demonstration by high school students: realities and necessities

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-04-25T13:01:50Z No. of bitstreams: 1 PDF - Marconi Coelho dos Santos.pdf: 6386195 bytes, checksum: d5a2921267f673f3f4d5a63a02273ec9 (MD5)Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-21T20:51:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Marconi Coelho dos Santos.pdf: 6386195 bytes, checksum: d5a2921267f673f3f4d5a63a02273ec9 (MD5)Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-21T20:51:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Marconi Coelho dos Santos.pdf: 6386195 bytes, checksum: d5a2921267f673f3f4d5a63a02273ec9 (MD5)Made available in DSpace on 2016-07-21T20:51:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Marconi Coelho dos Santos.pdf: 6386195 bytes, checksum: d5a2921267f673f3f4d5a63a02273ec9 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESThis qualitative research work aimed to design studies which break mathematical proof and demonstration from an abrupt view, based on rigid paradigm by the lack of knowledge on the reveal power of these tools. For that, it was carried out a study case in a state public school in the city of Areia, Paraíba. The anxiety for researching this problematic came from researcher unpleasant moments on mathematical demonstration along his Mathematics Teacher Education Course and from a research done in the conclusion of a lato sensu Mathematics Education Course involving Pitágoras and some of the many demonstration of his Theorem. This master research is into a major network project, sponsored by CAPES, Education Observatory (OBEDUC), among the Federal University of Mato Grosso do Sul (UFMS), State University of Paraíba (UEPB) and Federal University of Alagoas (UFAL). Our research begins discussing authors view on theoretical approaches about mathematical proof and demonstration as a didactical tool in Mathematics classes, as Hanna, Balacheff, Amouloud, Nasser and Tinoco, De Villiers, among others. Our research was done in three moments. In the first moment we did a didactical intervention approaching definitions, theorems, mathematical proof and demonstration with the aim of giving the students the knowledge. It was applied a didactical propose with activities in the second moment exploring the Pitágoras Theorem investigating the third year high school students mathematical knowledge, in pairs, freely conjectures and the demonstrations. This didactical propose was also for chosen. The student pair who had better performance was selected as our case study. In the third moment we applied a questionnaire aiming the students evaluation about the intervention and didactical propose. The data collection were done in two moment, with the application of the didactical propose and the final questionnaire. The data were analyzed by the triangulation technic. From the research results, initially the students could not demonstrate the Pitágoras Theorem. The results showed that the students have difficulties in algebrazing mathematical concepts and, most of the time, recognized the Pitágoras Theorem by the a = b + c formula. The research results also showed the tendency of students in 2 2 2 understanding mathematical statements written in theorem form, highlighting hypotheses and theses. By doing our research, we conclude that if the Mathematics classes contemplate theorems, proofs and demonstrations, according to the school level, would strongly contribute for the Mathematics teaching and learning processes and for the mathematical thinking. Therefore, for sure curricular changes and beliefs changes need to happen.Esta pesquisa qualitativa objetivou delinear estudos que desvinculam provas e demonstrações matemáticas de uma visão abrupta, ancorada em um paradigma enrijecido pela falta do conhecimento do poder revelador dessas ferramentas. Para isto foi feito um estudo de caso em uma escola pública estadual na cidade de Areia, Paraíba. O anseio por pesquisar esta problemática veio matemáticas no caminhar de sua Licenciatura em Matemática e de uma pesquisa realizada na conclusão de um Curso de Especialização em Educação Matemática envolvendo Pitágoras e algumas das diversas demonstrações do seu Teorema. Esta pesquisa de mestrado está inserida em um projeto maior financiado pela agência de fomento CAPES, Observatório da Educação (OBEDUC), em rede entre a Universidade Federal do Mato Grosso do Sul (UFMS), Universidade Estadual da Paraíba (UEPB) e Universidade Federal de Alagoas (UFAL). Nossa pesquisa se inicia discutindo a visão de autores sobre aportes teóricos que nortearam o tema provas e demonstrações matemáticas como ferramenta didática nas aulas Matemática, como Hanna, Balacheff, Amouloud, Nasser e Tinoco, De Villiers, entre outros. Nossa pesquisa se deu em três momentos; no primeiro momento realizamos uma intervenção didática abordando definições, teoremas, provas e demonstrações matemáticas com o objetivo de levar aos alunos esses conhecimentos. Foi aplicada uma proposta didática com atividades no segundo momento explorando o conjecturar e o demonstrar o Teorema de Pitágoras. Essa proposta didática serviu para investigar o conhecimento matemático dos alunos do 3º ano do Ensino Médio, divididos em duplas escolhidas livremente. A dupla de alunos que obteve melhor desempenho foi selecionada como nosso estudo de caso. No terceiro momento aplicamos um questionário com o objetivo de obter, dos alunos, a avaliação da intervenção e da proposta didática. A coleta dos dados se deu em dois momentos: com a aplicação da proposta didática e do questionário final. Os dados foram analisados pela técnica da triangulação. De acordo com os resultados, inicialmente os alunos não conseguem demonstrar o Teorema de Pitágoras. Os resultados apontam que os alunos têm dificuldades em algebrizar conceitos matemáticos e, na maioria das vezes, reconhecem o Teorema de Pitágoras apenas via a fórmula a = b + c . Os resultados também apontam a tendência dos alunos em compreender afirmações matemáticas escritas na forma de teorema, destacando hipótese e tese. Ao realizar nossa pesquisa concluímos que se as aulas de Matemática contemplassem teoremas, provas e demonstrações, de acordo com o nível de escolaridade, contribuiriam fortemente para o processo de ensino e aprendizagem da Matemática e do pensamento matemático. Com isto, certamente mudanças curriculares e de crenças necessitam ocorrer. de vivências desagradáveis do pesquisador com demonstraçõe