Podemos nos questionar quando e como utilizar Modelagem Matemática na Educação Básica. Blum e Niss (1991), caracterizam diferentes possibilidades de inclusão da Modelagem na escola: separação, combinação, alternativa da integração curricular e alternativa interdisciplinar integrada. Na alternativa de separação, em vez de incluir a Modelagem nas aulas regulares, as atividades são desenvolvidas em cursos separados, em momentos extraclasse. Na combinação, aspectos da Modelagem Matemática são utilizados no decurso das aulas para introduzir ou para aplicar conceitos matemáticos. Quando se fala em alternativa da integração curricular, os problemas vêm em primeiro lugar e a matemática para lidar com eles é desenvolvida de acordo com a necessidade. De todo modo, como o próprio nome sugere, a alternativa trata de atividades cujos conteúdos utilizados são relevantes à série dos alunos que lidam com a situação. Por fim, na alternativa interdisciplinar integrada, há uma integração completa entre as atividades matemáticas e extra-matemáticas num quadro interdisciplinar onde a “matemática” não é um assunto separado. As duas primeiras trabalham de forma a utilizar atividades de Modelagem para desenvolver alguns conteúdos de Matemática. Já as duas últimas defendem a Modelagem como “orientadora” do programa de Matemática (ALMEIDA; SILVA; VERTUAN, 2013, p.21).
Almeida, Silva e Vertuan (2013) afirmam que a inclusão de atividades de Modelagem pode se dar no âmbito da própria aula de Matemática, em horários extraclasse (cursos ou oficinas) ou em uma combinação dessas duas circunstâncias (uma parte é desenvolvida em sala e a outra em encontros extraclasse).
Nesse sentido, entende-se que uma atividade de Modelagem pode ser adaptada de acordo com as especificidades da escola, turma e professor. No entanto, deve-se preservar sua característica fundamental: a investigação, pelos alunos, de um problema da realidade, por meio da Matemática, atividade em que o professor tem a função de orientar, indicar caminhos, perguntar, sugerir procedimentos (ALMEIDA; SILVA; VERTUAN, 2013).
Ao trabalhar Modelagem em cursos regulares, Almeida e Dias (2004), sentiram a necessidade de introduzi-la de forma gradativa, para que os alunos pudessem ir se familiarizando com o “novo jeito” de estudar Matemática. As autoras, então, sugerem três momentos de implementação de atividades de Modelagem.
– Em um primeiro momento, o professor coloca os alunos em contato com uma situação-problema, juntamente com os dados e as informações necessárias. A investigação do problema, a dedução, a análise e a utilização de um modelo matemático são acompanhadas pelo professor, de modo que ações como definição de variáveis e de hipóteses, a simplificação, a transição para linguagem matemática, obtenção e validação do modelo bem como o seu uso para a análise da situação, são em certa medida, orientadas e avalizadas pelo professor.
– Posteriormente, em um segundo momento, uma situação-problema é sugerida pelo professor aos alunos, e estes, divididos em grupos, complementam a coleta de informações para a investigação da situação e realizam a definição de variáveis e a formulação de hipóteses simplificadoras, a obtenção e validação do modelo matemático e seu uso para a análise da situação. O que muda essencialmente, do primeiro momento para o segundo é a independência do estudante no que se refere à definição de procedimentos extra matemáticos e matemáticos adequados para a realização da investigação.
– Finalmente, no terceiro momento, os alunos, distribuídos em grupos, são responsáveis pela condução de uma atividade de modelagem, cabendo a eles a identificação de uma situação-problema, a coleta e análise de dados, as transições de linguagem, a identificação de conceitos matemáticos, a obtenção e validação do modelo e seu uso para a análise da situação, bem como a comunicação desta investigação para a comunidade escolar (ALMEIDA; DIAS, 2004, p.7)
Neste sentido, observa-se que o primeiro momento consiste em um papel mais ativo do professor, no segundo os alunos já assumem a responsabilidade de coleta de dados e no terceiro eles precisam identificar o problema, coletar os dados e chegar ao modelo matemático, neste momento o professor orienta a condução das atividades (ALMEIDA; DIAS, 2004). Isso porque no contexto em que desenvolveram a pesquisa, possivelmente identificaram esta necessidade de implementar as atividades de Modelagem de modo gradativo, principalmente frente ao enfrentamento da tradição escolar que muito difere da dinâmica de uma aula com Modelagem Matemática e ao estranhamento que a transição de um paradigma a outro pode suscitar. No entanto, dependendo da característica da turma em que a atividade será desenvolvida ou do objetivo do trabalho, acredita-se não haver necessidade de seguir fielmente estes momentos, de forma linear.
Na perspectiva de Barbosa (2004), as atividades de Modelagem Matemática não possuem sempre os mesmos encaminhamentos de resolução, tendo em vista a sua proposição e o nível de envolvimento do professor e dos alunos. Barbosa (2004, p.4) chama estes encaminhamentos diferenciados de “regiões de possibilidades” ou simplesmente de “casos”.
Uma atividade se aproxima do caso 1 de Barbosa (2004, p.4) quando “o professor apresenta um problema, devidamente relatado, com dados qualitativos e quantitativos, cabendo aos alunos a investigação”. O caso 2 se caracteriza quando “os alunos se deparam apenas com o problema para investigar, mas têm que sair da sala de aula para coletar dados. Ao professor, cabe apenas a tarefa de formular o problema inicial” (BARBOSA, 2004, p.4). O caso 3, por sua vez, “trata de projetos desenvolvidos a partir de temas ‘não-matemáticos’, que podem ser escolhidos pelo professor ou pelos alunos” (BARBOSA, 2004, p. 4).
Em cada caso há uma distribuição de responsabilidades sobre as tarefas que devem ser desenvolvidas nas atividades de Modelagem. O quadro I ilustra esta distribuição.
É importante destacar que os “momentos” de Almeida e Dias (2004) e os “casos” de Barbosa (2004) são coisas distintas. O primeiro se refere à familiarização gradativa dos alunos com a Modelagem Matemática e o segundo trata das possibilidades de atribuições de alunos e professor no desenvolvimento de uma atividade de Modelagem (ALMEIDA; VERTUAN, 2011).
Apresentamos, a seguir, um quadro síntese das três perspectivas de Modelagem que mais estão alinhadas com nossa pesquisa.
Adaptado de (SETTI, 2017).
Modelagem Matemática 