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Versão On-line ISBN 978-85-8015-076-6 Cadernos PDE OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE NA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE Artigos

OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE … · o mesmo que falar da Teoria da Relatividade sem citar Albert Einstein. ... aluno conforme seu contexto social. E, ... criatividade

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Versão On-line ISBN 978-85-8015-076-6Cadernos PDE

OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSENA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE

Artigos

¹ Professor do Programa de Desenvolvimento Educacional do Estado do Paraná 2013.

E-mail: [email protected]

² Professor Mestre do Departamento de Matemática da Universidade Estadual do Cento Oeste-

UNICENTRO- PR. E-mail: [email protected]

MODELAGEM MATEMÁTICA E A CONSTRUÇÃO CIVIL

SILVA, Neoderci Gomes da¹

MASSA, Lindemberg Sousa²

RESUMO Existe uma preocupação muito grande por parte dos educadores, no que diz respeito às práticas pedagógicas em cada disciplina. Por mais que estas sejam aprimoradas a cada dia, parecem que elas não conseguem atingir aos objetivos pelos quais foram criadas. Na disciplina de matemática as orientações de especialistas são de que é necessário trabalhar os conteúdos de forma contextualizada, mas muitos professores sentem dificuldades de executar esse trabalho. Então, esta pesquisa vem de acordo com as orientações. Visa atenuar a tarefa dos professores, propiciando subsídios para trabalhar a matemática de forma contextualizada, fazendo uso de uma tendência da disciplina chamada de Modelagem Matemática, por meio de um Modelo Matemático. Esse modelo foi desenvolvido com os alunos do 3º ano do Ensino Médio do Colégio Estadual Procópio Ferreira Caldas, Município de Pinhão. O modelo consiste em um projeto de construção de uma moradia contendo aproximadamente 42 m², desde o princípio até a conclusão, explorando neste, todos os conteúdos matemáticos que se fizeram necessários. Muitos construtores fazem uso desses conhecimentos matemáticos de forma empírica e, na maioria das vezes nem percebem o uso da matemática. Isso foi relacionado com os alunos mostrando passo a passo, onde esses conteúdos estão contidos e fazendo a relação da teoria com a prática. Dessa maneira foi possível transformar conhecimento empírico em conhecimento científico.

PALAVRAS CHAVE: “Educação; Modelagem; Matemática; Construção Civil”.

1. INTRODUÇÃO

Falar em Ensino da Matemática e não falar em Modelagem Matemática seria

o mesmo que falar da Teoria da Relatividade sem citar Albert Einstein. E falar em

Modelagem, significa falar em matemática aplicada ou contextualizada.

Esta pesquisa vem de encontro aos professores que gostam de ensinar

matemática utilizando-se de modelos matemáticos e de encontro a estudantes, que

querem saber a aplicabilidade da matemática para além da sala de aula. Esta

pesquisa traz um modelo matemático desenvolvido por meio da modelagem

matemática, aplicada na Engenharia Civil.

Neste estudo, o modelo matemático escolhido foi o projeto de uma residência

de aproximadamente 42 m², pois, a quantidade de conteúdos matemáticos que foi

desenvolvido neste projeto é imenso e, ao mesmo tempo riquíssimo, permitindo a

estudantes e professores, uma viagem pela Engenharia Civil e pelos conteúdos

matemáticos existentes na Educação Básica. Fazendo parte de um modelo, esses

conteúdos seguem uma sequência lógica e bem agrupada, não deixando conteúdos

soltos, como em uma aula convencional. Outra razão que leva a escolha desse

Modelo, é que todos precisam de uma casa para morar e cada qual a projeta de

acordo com seu gosto, e isto é próprio de cada um.

Entre as tendências da disciplina de Matemática, a Modelagem assume um

enorme destaque, pois, consegue trazer a realidade do aluno para o ambiente

escolar e dar um significado para os conteúdos estudados em sala de aula. Os

conteúdos soltos trabalhados em sala de aula torna-se uma tarefa árdua, tanto para

professores, quanto para os alunos, pois, não desperta nos estudantes interesse

algum. Alguns até estudam, mas passando a avaliação logo esquecem. É aquele

saber momentâneo que não se transforma em conhecimento. É comum ouvirmos de

nossos estudantes comentários: Por que tenho que aprender isto, ou ainda, onde

vou usar isso. Para darmos uma resposta a essas reflexões, necessitamos trabalhar

de uma maneira mais contextualizada, principalmente, em se tratando de conteúdos

matemáticos. Os conteúdos matemáticos, que foram abordados neste modelo são

múltiplos e além do mais, podem ser trabalhados com enfoques diferentes. Estes

conteúdos estão atrelados a outros, dentro de uma sequência lógica que foi seguida

para obter o modelo. Dessa maneira, os conteúdos tiveram um significado e os

alunos puderam ver as várias relações que estes podem representar.

Na antiguidade, cada indivíduo tinha que construir sua própria moradia, fosse

caverna, cabana, ou qualquer coisa que servisse de abrigo. Com o modelo da

sociedade atual, não é necessário que cada um precise construir sua moradia, mas

seria interessante se todos soubessem construí-la. Desde os tempos mais remotos

as construções sempre fascinou a humanidade, com inicio nas pirâmides do Egito,

até ao prédio mais alto do mundo que fica em Dubai, nos Emirados Árabes Unidos.

Todas essas maravilhas são criações da mente humana e, cada uma dessas, vem

do interior da alma do idealizador. Para o arquiteto, a construção é uma Arte, como o

quadro é para o pintor ou ainda, a música para o compositor. Nossos alunos

precisam enxergar essas relações. Saber que os conteúdos matemáticos vão muito

além da sala de aula. Analisar que estes conteúdos, quando bem trabalhados,

conseguem fazer coisas maravilhosas e com grande precisão.

Em nosso país existe uma carência muito grande de Engenheiros,

principalmente na área Civil e, foi gratificante, pois, após o desenvolvimento deste

trabalho, muitos estão interessados em fazer o curso de Engenharia na Faculdade.

Dados estatísticos apontam no Brasil, um grande déficit de engenheiros e, para um

país ser competitivo é necessário suprir essa carência. Também no cenário mundial

o país importa tecnologia, então, é necessário um investimento no campo técnico

para dar conta dessa demanda. Com o intuito de mudar esse cenário, se faz

necessário investimento maciço em educação, principalmente nos cursos técnicos

que darão o suporte necessário para alavancar o crescimento do país. Nessa linha,

nossos educandos terão campo para crescer e trabalhar, podendo acompanhar o

crescimento e atuar no desenvolvimento da Nação.

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA/REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Ambiente Escolar

Grande parte de nossas vidas são vividas dentro de um ambiente escolar. E,

é neste ambiente que aprendemos a maioria dos valores humanos. Afinal, uma das

funções da escola é a de Humanizar os indivíduos. Gelati (2008, p. 83), reforça esse

pensamento “A escola atua de forma decisiva e marcante no processo de

humanização, socialização do individuo, não sobrepujando a socialização primária

que este recebeu”.

Sendo assim, a principal função da escola é passar o conhecimento científico

e sistematizado, para que os educandos de hoje possam agir na sociedade de

amanhã. Mas que seja um agir amparado na Ética, na Responsabilidade e no

Conhecimento. Devemos sim, formar um novo cidadão que nas palavras de

Biembengut, (2005, p. 09), “comandará a economia, a produção, o lazer e outras

atividades que ainda surgirão nas próximas décadas”.

E os professores que são responsáveis por meio da arte de ensinar, passar

a seus educandos, Ética, Responsabilidade e Conhecimento. Quesitos mínimos,

mas indispensáveis para todo cidadão que passou por um banco escolar. É dentro

da escola que transformamos o conhecimento empírico em conhecimento científico.

Saviani retrata isso, quando diz que:

Em consequência, o saber metódico, sistemático, científico, elaborado, passa a predominar sobre o saber espontâneo, 'natural', assistemático, resultando que a especificidade da educação passa a ser determinada pela forma escolar. (1991, p. 8).

Na escola projetamos nosso futuro, então, precisamos nos embasar em

fatos que estejam em consonância com a realidade, pois, conteúdos soltos na

maioria das vezes não são assimilados nem fixados por nossos educandos. Mas,

aqueles trabalhados em uma base real, dentro de um contexto, são melhores

aproveitados. Problemas que estão a nossa volta, em nosso meio, não são

escassos, basta saber identificá-los e aproveitá-los para trabalhar de maneira

atrelada com a realidade de nossos alunos.

A Matemática não deve ser diferente. É uma das principais disciplinas da

grade curricular e, que nos permite trabalhar a realidade do aluno dentro de seus

conteúdos. É senso comum de que este trabalho envolvendo a realidade do aluno

deve ser encarado por professores, a fim de melhorar o desempenho destes de

forma natural e espontânea. Segundo Biembengut:

Desafios como esse têm tornado crescente o movimento em prol da educação matemática, em especial, nas últimas décadas. Têm gerado reestruturação no currículo e nos métodos de ensino que forneçam elementos que desenvolvam potencialidades, propiciando ao aluno a

capacidade de pensar crítica e independentemente. Não é difícil perceber que o futuro da civilização e da própria sobrevivência dependem da qualidade de imaginação criadora dos homens e das mulheres do nosso tempo e das futuras gerações. (BIEMBENGUT & HEIN, 2005, p. 09).

É comum ouvir muitas queixas de que a Matemática é demais abstrata, mas,

essa abstração está apenas na maneira inerente de se trabalhar a disciplina. Não

devemos deixar que esses mitos tomem maiores proporções.

Diante deste contexto, se faz necessário trabalhar a Matemática de forma

contextualizada e voltada à realidade dos alunos, para que conteúdos que são

essenciais em seu aprendizado não fiquem soltos ou desconexos. Isso vem de

encontro com uma Tendência metodológica, estudada e pesquisada dentro do

campo de estudo da Educação Matemática que chamamos de Modelagem

Matemática.

2.2 Modelagem Matemática

Uma tendência que propõe exatamente isso, trabalhar a valorização do

aluno conforme seu contexto social. E, não trabalhar somente conteúdos

matemáticos, mas, por meio dessa tendência e, usando conhecimentos

matemáticos, podem-se trabalhar outros conteúdos da grade curricular, envolvendo

as demais disciplinas ou mesmo, uma situação prática que necessite de um

entendimento, ou seja, desenvolver os conteúdos dentro da interdisciplinaridade.

Pois, Barbosa afirma que:

“[...] um ambiente de aprendizagem no qual os alunos são convidados a indagar e/ou investigar, por meio da Matemática, situações oriundas de outra área da realidade. Essas se constituem como integrantes de outras disciplinas do dia-a-dia; os seus atributos e dados quantitativos existem em determinadas circunstâncias (BARBOSA, 2001, p. 06).

Ainda, de acordo com as DCE’s do Estado do Paraná 2008, p. 64 e 65 “Por

meio da Modelagem Matemática, fenômenos diários sejam eles físicos, biológicos e

sociais, constituem elementos para análises críticas e compreensões diversas do

mundo”. Dessa maneira, os conteúdos, sejam de qualquer área, são trabalhados de

acordo a um modelo matemático, ficando ajustados dentro de um contexto,

propiciando aos alunos um significado real.

Podemos trazer mais uma definição de Modelagem Matemática para melhor

entendermos essa tendência:

Modelagem matemática é o processo que envolve a obtenção de um modelo. Este, sob certa óptica, pode ser considerado um processo artístico, visto que, para se elaborar um modelo, além do conhecimento da Matemática, o modelador precisa ter uma dose significativa de intuição e criatividade para interpretar o contexto, saber discernir que conteúdo matemático melhor se adapta e também ter senso lúdico para jogar com as variáveis envolvidas (BIEMBENGUT & HEIN, 2005, p. 12).

É exatamente o que este trabalho propiciou: Partir da realidade do aluno;

depois ser um artista, pois, construir uma moradia sempre vai ser uma arte; e usar

os conhecimentos matemáticos adequados para a situação, com aprendizado por

meio da ludicidade.

O fato de ser um modelo, não está dizendo que é um processo feito e

acabado, mas, é um processo que permite explorar infinitas variáveis. Pois, nas

palavras de Biembengut:

A arte de modelar uma situação caracterizada por modelagem é uma arte, ao formular, resolver e elaborar expressões que valham não apenas para uma solução particular, mas que também sirvam, posteriormente, como suporte para outras aplicações e teorias (BIEMBENGUT, 1999, p. 20).

Ainda, podemos reforçar de acordo com o pensamento de Bassanezi (2002),

“A modelagem aplicada ao ensino pode ser um caminho para despertar maior

interesse, ampliar o conhecimento do aluno e auxiliar na estruturação de sua

maneira de pensar e agir”. Sendo assim, escolhemos um modelo matemático pelo

qual podemos desenvolver diversos conteúdos, contemplados na Educação Básica.

2.3 Modelo Matemático

Qualquer situação que para ser resolvida necessita de expressões numéricas

ou algébricas, diagramas, gráficos e tabelas podem ser entendida e classificada

como um Modelo matemático. Nas palavras de Biembengut e Hein (2005): “Nessa

perspectiva, um conjunto de símbolos e relações matemáticas que procura traduzir,

de alguma forma, um fenômeno em questão ou problema de situação real,

denomina-se: modelo matemático”.

A seguir, podemos observar um esquema de modelagem matemática que

relaciona matemática e realidade, agrupando modelagem matemática, situação real,

matemática e modelo, também proposto por Biembengut e Hein (2005, p. 13).

Fonte: Adaptado de Biembengut & Hein (2005).

Neste estudo, o modelo matemático escolhido foi o projeto para a construção

de uma moradia de aproximadamente 42 m², pois, a quantidade de conteúdos

matemáticos que foi desenvolvido é imenso e ao mesmo tempo riquíssimo,

permitindo aos educandos e professores uma viagem pelos conteúdos matemáticos

componentes da Educação Básica.

E por fazer parte de um modelo, esses conteúdos seguem uma sequência

lógica e bem agrupada, não deixando conteúdos soltos, como em uma aula

convencional.

Outra razão que levou a escolha desse Modelo, é que todos precisam de uma

casa para morar e cada qual a projeta de acordo com seu gosto e, isto é próprio de

cada um. Apesar de existirem empresas especializadas em construção civil, elas

sempre seguirão a orientação do proprietário desde a elaboração do projeto,

passando pela escolha de materiais e formas de acabamento.

Modelagem

matemática

Situação real Matemática

Modelo

3. A IMPORTÂNCIA DA ENGENHARIA PARA O DESENVOLVIMENTO DO PAÍS

Em nosso país, existe uma carência muito grande de Engenheiros,

principalmente na área Civil. Dados estatísticos apontam no Brasil, um grande déficit

de engenheiros e para um país ser competitivo é necessário suprir essa carência.

Existe no Brasil, um enorme problema relativo à importação e exportação.

Geralmente, é exportada matéria prima e importado produtos industrializados,

gerando lá fora, os empregos que deveriam ser gerados aqui. Também no cenário

mundial o país importa tecnologia, então, é necessário um investimento no campo

técnico para dar conta dessa demanda. No intuito de mudar esse cenário, se faz

necessário investimento maciço em educação, principalmente nos cursos técnicos

que darão o suporte necessário para alavancar o crescimento do país.

Nessa linha, nossos educandos terão campo para crescer e trabalhar,

podendo acompanhar o crescimento e atuar no desenvolvimento da Nação.

O projeto que foi elaborado, não possui o mesmo mistério das Grandes

Pirâmides da antiguidade, nem tampouco a beleza do Burge Khalifa (prédio mais

alto do mundo), nos Emirados Árabes Unidos, mas com certeza, pudemos reproduzir

nele, vários princípios da Engenharia, usados nesses outros. Bem como, os

conteúdos Matemáticos que dão suporte a Engenharia.

3.1 Nosso Modelo

Os conteúdos que foram abordados nesse projeto são riquíssimos e de rara

beleza, assim como é, toda a Matemática. Esses conteúdos foram atrelados a um

projeto. Isso que chamamos de Matemática aplicada ou contextualizada. Com isso a

capacidade de fixação de conteúdos por parte dos alunos foi melhorada. Para

nossos alunos, é essencial enxergar essas relações. Saber que os conteúdos

matemáticos vão muito além da sala de aula. Analisar que estes conteúdos, quando

bem trabalhados, conseguem fazer coisas maravilhosas e com grande precisão.

Muitos destes alunos, já trabalhavam na construção civil com seus pais e a maioria

destes, já utilizavam conteúdos matemáticos de forma empírica e, por meio da

escola, esse conhecimento empírico pôde ser transformado em conhecimento

cientifico.

Desta forma, o presente trabalho viabilizou mostrar aos alunos onde estão

esses conteúdos, quando e para que utilizá-los, sempre aliando a teoria de sala de

aula com a prática vivenciada pelos mesmos.

Projeto que foi desenvolvido com

turma de aplicação do PDE

Fig. 5.3.1 Autoria própria

4 ESTRATÉGIAS DE AÇÃO

As estratégias de ação, foram seguidas de acordo com as etapas propostas

por Biembengut e Hein (BIEMBENGUT & HEIN, 2005, p. 13). Essas etapas são

conhecidas como: Interação, Matematização e Modelo matemático.

A princípio, o professor fez uma explanação para a turma, da maneira como

seria desenvolvido o trabalho e sua forma de condução. Essa parte foi bem

elaborada, pois, serviu de motivação para o desenvolvimento do tema. Esse

princípio é conhecido como Interação.

A parte sequencial foi o levantamento de questões, instigando os alunos a

exporem suas sugestões. O professor foi propondo e instigando os alunos a

descobrirem a resposta. Nessa descontração, os conteúdos matemáticos foram

surgindo, alocados em cada etapa da construção. Nesta etapa, foi trazido um

profissional da área para palestras e demonstrações. Este meio termo é conhecido

como Matematização.

E finalmente, após o desenvolvimento de todos os conteúdos necessários

para elaboração da moradia, foram abordados exemplos análogos, afim de que os

conteúdos não se restrinjam apenas ao Modelo matemático, mas, que sejam

validados para outras situações.

4.1 Interação

Na interação com a turma, foi feito a apresentação do trabalho e seus

objetivos, também foi assumido um compromisso de ambas as partes, de doação ao

máximo para a realização do mesmo.

Nas primeiras aulas, foi demonstrado o Mercado promissor da Engenharia,

não deixando de citar que o país seria sede da Copa do Mundo em 2014 e, das

Olimpíadas em 2016. A Ascenção na carreira, possibilidades de um salário

satisfatório e o enorme prestigio que o Engenheiro tem perante a sociedade.

Também as formas de ingresso na Faculdade.

Nas aulas seguintes, foram abordadas, as maravilhas da Construção Civil.

Desde as pirâmides do Egito, nas quais ainda perdura o mistério em sua construção,

até ao Burge Khalifa (prédio mais alto do mundo), localizado nos Emirados Árabes Unidos.

Que é um exemplo da aplicação da Engenharia moderna.

4.2 Matematização

Na sequência, foi trabalhado com os alunos, um projeto padrão de uma

residência (aproximadamente 42 m²), na qual foi desenvolvido com eles, todo o

cálculo de materiais, tanto quantitativos, como financeiros, fazendo toda a

associação dos conteúdos utilizados, com os conteúdos estudados na Educação

Básica.

4.3 Modelo Matemático

Dando continuidade ao trabalho, a turma foi separada em grupos. A cada

grupo foi dada a incumbência por uma fase da construção de outro modelo com

medidas diferentes. Desde a coleta de dados, até a explanação para os demais

colegas da turma.

4.4 Divisão dos Grupos

Os grupos ficaram assim divididos:

- 1º grupo: Responsável pela Estrutura (blocos, vigas e pilares), isso inclui ferragem

e concreto, juntamente com seus respectivos materiais;

- 2º grupo: Responsável pelas paredes (tijolos e argamassa);

- 3º grupo: Responsável pelas aberturas (portas e janelas);

- 4º grupo: Responsável pelo piso e forro, isso inclui concreto argamassa cerâmica e

madeira;

- 5º grupo: Responsável pela Estrutura da cobertura e cobertura, que inclui madeira

e telhas;

- 6º grupo: Responsável pela pintura, inclusive das telhas;

A parte hidráulica e elétrica foi elaborada por todos os grupos, juntamente

com o professor responsável, nas lojas de material de construção. O preço unitário

dos materiais também foi pego nas lojas e o cálculo de quantitativos foi realizado

pelos alunos. Também foi visitada uma construtora para orçar o preço da mão de

obra.

Cada grupo foi composto por três alunos que elaboraram o cálculo de

quantitativos de sua etapa. Depois, com os valores unitários dos materiais foi

elaborada uma planilha no Calc, onde demostrou o custo por etapa e o custo final,

incluindo a mão de obra. No cálculo dos quantitativos os alunos foram utilizando os

conteúdos matemáticos com a maior normalidade, pois eles estavam motivados e

tinham visto no projeto exemplo como os cálculos tinham sido realizados. A cada

momento, foi imprescindível aos grupos voltar-se para o todo, pois as fases de uma

construção são intrinsicamente ligadas.

Durante o desenvolvimento do trabalho, os alunos foram contemplados com a

palestra de um Engenheiro Civil que estudou neste mesmo colégio. Na palestra o

engenheiro discorreu sobre a carreira de estudante de Engenharia e da profissão de

Engenheiro pós-formado. Também foram contemplados com visitas a obras em

construção, acompanhados do Professor e do Engenheiro. Nessas obras foi

possível visualizar, praticamente todas as fases de uma construção, ou seja, cada

grupo conseguiu visualizar a etapa que lhes caberia calcular.

4.5 Resultados

Ao término dos trabalhos, foi discutido, o quanto a construção fica mais cara

se tudo for entregue a uma construtora. Em algumas situações pode dar uma

diferença de 80% mais cara, no preço final.

Este trabalho foi apresentado aos responsáveis pelo NRE (Núcleo Regional

de Educação), direção do Colégio e a Equipe Pedagógica. Esse projeto também foi

compartilhado com professores de todo o Paraná, por meio do GTR (Grupo de

Trabalho em Rede), onde recebeu muitas contribuições desses professores e

também foi muito elogiado pelos mesmos. Nessas apresentações, os alunos

demonstravam muita segurança, pois sabiam o que estavam fazendo.

Os conteúdos matemáticos utilizados na elaboração, de cada etapa foram

sendo absorvido de uma maneira muito natural pelos alunos, pois eles não estavam

em busca só de conteúdos, mas em busca de algo maior e centrados em um

objetivo.

Podemos afirmar sem medo de errar, que os alunos se apropriaram de todo

conhecimento necessário para elaboração de um projeto de construção civil, como

também, todo o conhecimento matemático usado para a elaboração desse projeto.

Também ficaram motivados a cursar Engenharia nas faculdades da região. Na

elaboração deste trabalho, eles puderam ter uma noção da função desempenhada

por um Engenheiro, de seu Mercado promissor e de sua enorme importância para a

sociedade.

5. Considerações Finais

Caros Estudantes

Caríssimos Professores

Tendo em vista o trabalho que ora estamos em fase de conclusão, sobre a

aplicabilidade da Matemática na Engenharia Civil, vale frisar que estamos na escola

não para fazer o que gostamos e o que é de nosso interesse, mas sim, o que

realmente é importante e necessário, para que aconteça um aprendizado

significativo.

Nosso objetivo foi alcançado, pois conseguimos despertar em nossos

educandos o gosto pela Matemática, e propiciar a eles, uma noção de sua

aplicabilidade em muitas tarefas diárias. Também era objetivo subsidiar professores,

com sugestões de se trabalhar a Matemática de forma contextualizada. Esperamos

que também tenhamos conseguido colaborar com nossos Mestres.

Estamos longe de ter demonstrado toda a Matemática aplicada à Engenharia

Civil, mas, o objetivo maior foi de colocá-los diante de uma matemática significativa,

que instigue a todos e, que os leves a busca incessante por novos conhecimentos.

Não existem milagres que ajude nossos educandos a aprenderem do banco

escolar para a vida. O que é necessário existir é um trabalho sério por parte dos

professores, que motivem nossos jovens e mostrem os significados e os objetivos

desses conteúdos estarem sendo ensinados em nossas escolas.

A Grande diferença se faz na MOTIVAÇÃO, o resto acontece naturalmente.

REFERÊNCIAS

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