Orientador: Ariane Luzia dos Santos / Banca: Renata Zotin Gomes de Oliveira / Banca: Érica Regina Filletti Nascimento / Resumo: Neste trabalho são apresentados os fundamentos da Programação Linear, em especial, da Programação Linear Geométrica, instrumento importante de otimização para problemas de Economia, gestão de empresas, problemas de transportes, obtenção de misturas ótimas, entre outros. Além disso, é apresentada uma proposta didática para os professores de educação básica da escola pública, utilizando o software GeoGebra como instrumento motivador para o estudo de uma situação de aprendizagem proposta no material de apoio idealizado pela Secretaria da Educação do Estado de São Paulo, abordada no caderno do aluno do 3º ano do Ensino Médio / In this work presents the fundamentals of linear programming in particular, of geometric linear programming, important instrument of optimization for economic problems, business management, transport problems, obtaining optimal mixtures, among others. In addition, presents a didactic proposal for teachers of the basic education of public school, using the GeoGebra software as a motivating tool for the study of a learning situation proposed in the support material designed by the Education secretary of the State of São Paulo is presented, adressed in the student notebook of 3rd year of high school / Mestre

Orientador: Jéfferson Luiz Rocha Bastos / Banca: Ligia Laís Femina / Banca: Rita de Cássia Pavan Lamas / Resumo: A matemática é uma matéria considerada difícil por muitos alunos, nesse sentido as tecnologias no ensino podem auxiliar a romper as barreiras com a aprendizagem de matemática, sendo seu uso na área de educação cada vez mais comum. Em especial, a metodologia tradicional não parece ser a melhor opção para o ensino da geometria, sendo necessária uma reformulação do processo educativo, para o desenvolvimento do pensamento crítico dedutível dos discentes. A tecnologia computacional é uma ferramenta a mais para o ensino da matemática, não substituindo os outros materiais utilizados atualmente. Os docentes devem estar preparados para esse processo de transformação, sendo necessário atualização tecnológica e mudanças pedagógicas. Dessa forma, esse trabalho apresenta como foi utilizado o software GeoGebra para o ensino das relações métricas no triângulo retângulo. Foi observado que o uso do software auxiliou no aprendizado dos alunos, facilitando a compreensão do objeto de estudo e tornando o processo de aprendizagem mais prazeroso / Abstract: Mathematics is a subject considered difficult by many students therfore the technologies in teaching can help to break down these barriers of learning, being the use in education more and more common. In particular, traditional methodology does not seem to be the best option for the teaching of geometry, and a reformulation of the educational process is necessary for the development of students' deductible critical thinking. Technology is an added tool for teaching mathematics, not replacing the other materials currently used. Teachers must be prepared for this process of transformation, with the need for technological updating and pedagogical changes. Thus, this work presents the use of GeoGebra, software for the teaching of metric relations in the rectangle triangle. It was observed that different strategies help in student learning, facilitating the understanding of the object of study and making the learning process more pleasant / Mestre

Esta dissertação apresenta, a partir de atividades de construções geométricas no software GeoGebra, uma proposta de desenvolvimento de hábitos do pensamento matemático no Ensino Fundamental. Nos fundamentos teóricos trazemos, de documentos oficiais, recomendações específicas sobre o trabalho escolar com construções geométricas usando régua e compasso, seguidos de alguns recortes que ilustram a presença de tais construções nos livros didáticos; também tratamos das regras de construção com a régua e o compasso, exemplificando com algumas construções clássicas, seguidas de demonstração; e finalmente apresentamos o potencial do software GeoGebra e, no contexto das construções geométricas, identificamos os diferentes hábitos de pensamento propostos no trabalho de Goldenberg. São com estes fundamentos que concebemos a sequência didática que foi colocada sob experimentação e avaliação em uma turma de 9º ano de uma escola de Ensino Fundamental, no município de Porto Alegre. Na análise do experimento, tendo-se como material as produções dos alunos realizadas no GeoGebra, foi possível observar estratégias que revelam raciocínios que fazem parte dos hábitos do pensamento elencados, especialmente aqueles que dizem respeito a visualização, exploração e experimentação geométrica. / Based on geometric constructions activities with GeoGebra software, this dissertation presents a proposal for the development of mathematical thinking in elementary school. The theoretical approach of this work considers three aspects: the recommendations given at official documents about ruler and compass constructions as school activities; principles of the ruler and compass constructions, illustrated with some examples and their mathematical proofs; the potential of the GeoGebra software as a tool for geometric reasoning, in particular as a tool for development of the habits of reasoning proposed by Goldenberg. Based on those theoretical considerations, it was designed a didactic sequence that was placed under experimentation and evaluation in a class of 9th grade of elementary school in the city of Porto Alegre. Using as data base the productions of the students it was possible to observe in their strategies the presence of mathematical reasoning discussed by Goldenberg, especially those concerning to visualization and geometric exploration.

Neste trabalho discutimos a inserção de tópicos básicos de Programação Linear em duas variáveis no ensino médio e apresentamos os resultados da aplicação de uma sequência didática abordando este tema. A aplicação da sequência foi realizada ao longo de oito encontros semanais no Centro de Ensino Médio Pastor Dohms – Unidade Camaquã – na modalidade de oficinas no turno inverso às aulas. Nossa sequência didática priorizou atividades que objetivaram levar os alunos a interpretar resultados e estabelecer conjecturas em detrimento à resolução mecanizada de exercícios. Elaboramos, para a aplicação da sequência, cinco problemas e através deles, desenvolvemos toda a teoria necessária para o entendimento e resolução das atividades. Usamos o software GeoGebra como meio facilitador para que os alunos conjecturassem sobre o teorema básico da Programação Linear. A elaboração e as análises dos resultados da aplicação da sequência didática basearam-se na Teoria de Registros de Representação Semióticas, de Raymond Duval, que trata dos aspectos cognitivos relacionados às representações semióticas e à aquisição de conhecimentos matemáticos. A coleta de dados foi feita através de anotações, filmagens dos encontros e do material produzido pelos alunos durante as aulas. Ao final, da pesquisa concluímos que a abordagem do conteúdo Programação Linear na educação básica pode dar significado a conteúdos que, para os estudantes parecem desconexos, além de aumentar o espectro de problemas passíveis de resolução pelos alunos do ensino médio. / In this paper we discuss the integration of basic topics of Linear Programming in two variables in to high school and we present the results of applying a sequence of didactic addressing this theme. The Mathematics application of the sequence was accomplished with eight weekly meetings at the Pastor Dohms High School in Camaquã, in workshops dummy the opposite shift. Our didactic sequence prioritized activities that were designed to take the student to interpret results, and not merely through mechanic exercises. To apply the sequence, we developed five exercises and through them develop all necessary theory for solving the problems. We used the GeoGebra software to facilitate the learning of the basic linear programming theorem. This program was based on the theory of representation registers due to Raymond Duval the addresses he cognitive aspects of knowledge acquisition. The data was collected from notes, filmed meetings and work produced by students in class. At the end of the study conclude that the linear programming approach of content in basic education can give meaning to the contents that seem unconnected to students in addition to increasing the range of problems solvable by students.

Este trabalho traz uma pesquisa feita com alunos do 3º ano do Ensino Médio de uma escola da rede privada da região metropolitana de Porto Alegre, na qual o objetivo foi analisar as contribuições do software GeoGebra no estudo da circunferência, transitando entre diferentes registros de representações semióticas, algébrica e geométrica, e utilizando parâmetros para chegar a raciocínios generalizados. Para a realização desta pesquisa, foi utilizado o estudo de caso como metodologia. A coleta de dados se deu por meio de observações da professora/pesquisadora, questionamentos sobre as atividades trabalhadas no GeoGebra, registros escritos feitos pelos alunos e dos arquivos com extensão .ggb. Foi criado um website com a sequência das atividades aplicadas em sala de aula e os trabalhos finais produzidos pelos alunos, nos quais o uso de parâmetros foi utilizado no GeoGebra, com o intuito de levar os alunos a compreenderem os elementos da equação da circunferência, generalizar o raciocínio e reconhecer as representações gráfica e algébrica do mesmo objeto matemático. A análise dos dados coletados aponta a importância desta ferramenta ao ter instigado reflexões nos alunos que os levaram à compreensão da circunferência e das relações existentes entre os registros geométrico e algébrico, desencadeando o processo de conversão entre estes registros, e assim, proporcionando aos alunos o conhecimento global do objeto de estudo. / This work presents a survey carried out with 3rd year high school students from a private school in the metropolitan area of Porto Alegre, in which the objective was to analyze the contributions of GeoGebra software in the study of circumference, passing between different registers of semiotic representations, Algebraic and geometric, and using parameters to arrive at generalized reasoning. In order to carry out this research, the case study was used as methodology. Data collection was done through teacher/researcher observations, questions about the activities worked on GeoGebra, written records made by the students and the files with extension .ggb. A website was created with the sequence of activities applied in the classroom and the final works produced by the students, in which the use of parameters was used in GeoGebra, in order to get students to understand the elements of the circumference equation, generalize the reasoning and recognize the graphical and algebraic representations of the same mathematical object. The analysis of the collected data points out the importance of this tool in having instigated reflections in the students that led them to understand the circumference and the existing relations between the geometric and algebraic registers, triggering the process of conversion between these registers, and thus, knowledge of the object of study.

Esta pesquisa reporta-se ao problema descrito na literatura científica como o “fracasso do ensino do cálculo”. Propusemos conhecer as noções que alunos da disciplina Cálculo Diferencial e Integral apresentam sobre limite, e também como a qualidade dessa noção ou conceito afeta a elaboração de noções sobre derivadas e integrais. Para obter essas noções, objetos de aprendizagem foram criados e disponibilizados online, em páginas de um site com domínio privado, mas de acesso aberto. Cada objeto de aprendizagem foi elaborado contendo uma situação-problema referente aos applets de cada página e um espaço de registro de respostas. Os applets abordam situações que permitem o estudo de limites, derivadas e integrais; foram elaborados no Geogebra. Os espaços de registro de respostas foram elaborados com tecnologia Google e incorporados à página do site. A metodologia consistiu na aplicação de atividades na disciplina Cálculo Diferencial e Integral. Nelas interagiram alunos e OA. As aplicações foram realizadas nas três unidades da disciplina. Para a complementação e investigação, foram feitas entrevistas inspiradas no método clínico piagetiano. Tanto os registros de respostas, quanto as entrevistas, foram autorizadas com a assinatura do termo de consentimento livre e esclarecido. Fundamenta-se a análise das respostas na Epistemologia Genética; em especial, na abstração reflexionante. A escolha deu-se devido ao caráter explicativo dessa teoria da gênese do conhecimento matemático. Os resultados demonstram que conhecimentos foram construídos em situação de interação entre alunos e OA. Várias noções foram registradas. Constatou-se, inclusive, conceituação de limite, de derivada e integral definida. Foi possível, a partir dos conhecimentos e noções apresentadas, estabelecer relações lógicas entre esses conhecimentos e, posteriormente, observar grupos com desenvolvimento cognitivo compatíveis com as relações lógicas apresentadas. O OA, com tecnologia Geogebra e Google, mostrou-se como um importante instrumento nos processos de desenvolvimento e aprendizagem do conceito de limite e dos demais conceitos da disciplina Cálculo Diferencial e Integral. Mostrou-se também como um importante instrumento para a avaliação no ambiente escolar a partir dos registros coletados. / This research refers to the problem described in the scientific literature as the "failure of calculus teaching". We propose to know the notions that students of the discipline Differential and Integral Calculus present on limit, and also how the quality of this notion or concept affects the elaboration of notions about derivatives and integrals. To get these notions, learning objects were created and made available online, on pages of a privately-owned, but open-access site. Each learning object was elaborated containing a problem situation regarding the applets of each page and a space of record of answers. The applets approach situations that allow the study of boundaries, derivatives and integrals; Were developed in Geogebra. Response log spaces were crafted using Google technology and embedded into the site page. The methodology consisted of the application of activities in the discipline Differential and Integral Calculus. In them they interacted students and OA. The applications were carried out in the three units of the discipline. For the complementation and investigation, interviews were made inspired by the Piagetian clinical method. Both the response records and the interviews were authorized with the signing of the informed consent form. It is based the analysis of the answers in the Genetic Epistemology; In particular, in reflective abstraction. The choice was due to the explanatory character of this theory of the genesis of mathematical knowledge. The results demonstrate that knowledge was built in a situation of interaction between students and OA. Several notions were recorded. It was also found a concept of limit, derivative and definite integral. It was possible, based on the knowledge and notions presented, to establish logical relations between these knowledges and, later, to observe groups with cognitive development compatible with the presented logical relations. The OA, with Geogebra and Google technology, proved to be an important instrument in the development and learning processes of the concept of boundary and other concepts of the Differential and Integral Calculus discipline. It was also shown as an important instrument for the evaluation in the school environment from the collected records.

Podemos utilizar na disciplina de Matemática vários softwares que auxiliam a constr uir, desconstr ui r, visualizar conceitos, experimenta r e sim ular a partir da manipulação dessas fe rramentas, o que instiga à concepção de ferramentas que também proporcionem tàci I idades aos educado res no acompa nhamento do trabalho dos aprendizes. Nessa pe rspectiva, o objetivo geral desse trabalho é desenvolver um corretor automático de exercícios gerados por um software matemático, que apresente em tela o gabari to e o resultado com o percentual de erros e acertos, na tentativa de co ntrib ui r com uma nova possi bi I idade de aval i ação da aprendizagem. O co rretor au tomá ti co o bjeto desse trabalh o, recebeu o nome de SACAEM- Sistema de Avaliação e Correção de Atividades no Ens ino de Matemática, este fará a leitura das atividades geradas pelo GeoGebra, escolh ido porque além de ser um software li vre, possibilita a conversão de seus resultados no fo rmato XM L - eXtensih/e Mar!atp Language - Linguagem de Marcação Extensível. Para tanto, a pesquisa desenvolvida no presente trabalh o, quanto a sua natu reza, é c lassificada como tecno lógica quanto aos seus objetivos , à pesquisa é descri tiva, pois são feitas observações, análises e registros a respeito do desenvolvimento do corretor automático, quanto aos procedimentos técnicos pode ser c lassificada como bibliográfica e experimental, pois visa elaborar e fo rmular novos e lementos , simular eventos, fazer estudos em laborató rio utilizando protótipos. Após a descrição do desenvolvimento do corretor automático proposto, detalhando sua a rq uitetu ra, os diagramas de processo de leitura, a rmazenamento e correção, as ferramentas uti lizadas pa ra a construção deste, bem como a modelagem do banco de dados, fo ram elaboradas seis atividades uti lizando para realização dos testes. A eficiência do co rretor automático fo i medida nestas atividades e para demonstra r a aceitação do SACAEM, sete professores de Matemática responderam ao questionário de avaliação da ferramenta, deixando c lara a receptividade da ferramenta por estes. O grande diferencial do SACA EM é a possibi I idade da correção de atividades livremente desenvolvidas pelo aluno , sem que o professo r envie um arquivo inicialmente respondido pelo professor. Além de ser uma ferramenta acessível mesmo ao professor que não possua conexão com a Internet e que pode auxiliar no árduo tra balho de corrigir questôes subjetivas de Matemática, analisando as diferentes fo rmas que os alunos têm de expressar o caminho percorrido no alcance da aprendizagem. / We can use in Mathematics various software that help build , deconstruc t , visualize concepts, ex periment and simulate from the handling of these tools, which instigates the des ign tools also provide fac ilities to educators in monitoring the work of appre ntices. Tn th is perspecti ve, the aim o f this study is to develop an automatic broker exerc ises generated by a mathematical software, to present on screen feedback and results with the percentage of tri al and error in an attempt to contribute to a new possib ility of assessment of learning. Automatic broker was named SACAEM - Evaluation System and Activities Correction in Teaching of Mathematics, this will read the activities generated by GeoGebra, as this enables the conversion of its results in XML fonnat - eXtensible Markup Lang uage - Markup Language Extens ible. Therefore, the research develo ped in this work, as to its nature, is classified as technological as its objectives, the research is descriptive, because observati ons are made, anal yzes and records regard ing the development of the auto broker, as the technical procedures can Tt is class if ied as bibl iographic and ex perimental. Tt is the description of the development of the pro posed autocorrect made, detail ing its architecture, the reading process diagrams, storage and correcti on, the tools used to build this, and database modeling. For the tests, six activities have been prepared whe re the autocorrect effic ie ncy was measured and to demonstrate accepta nce seven mathematics teachers answered the questi onn aire assessment tool. Fin ally, the great advantage of SACAEM is the possib ility of correcti on activities freely developed by th e student, not the teacher senda fi le initially answered by the teacher. Bes ides being a handy tool even the teacher who does not h ave T nternet connection and can assist in the hard work to correct subjective questi ons of mathematics.

A Teoria dos Registros de Representação, de Duval, compreende e analisa a peculiaridade dos objetos matemáticos, acessíveis através de suas diferentes representações. Fischbein e Hershkowitz, entre outros teóricos, desenvolveram as noções de Imagem Mental e Imagem Conceitual como a interpretação de um dado conceito matemático por um sujeito. Esta dissertação estabelece conexões entre estas duas discussões teóricas e, a partir disto, faz uma proposta de ensino para alguns conceitos de Geometria Analítica através do uso dos registros dinâmicos no software GeoGebra. A proposta, na forma de sequência didática, foi implementada em turma do terceiro ano do Ensino Médio de uma escola da rede particular de ensino do município de Porto Alegre. A análise da produção dos estudantes estabelece diálogo constante com os referenciais teóricos escolhidos. É uma pesquisa, sob a forma de estudo de caso, que busca investigar como ocorre o processo de aprendizagem de Geometria Analítica através utilização do software GeoGebra no ensino e aprendizagem de matemática, apresentando e discutindo os resultados obtidos de modo a contribuir para esta área de pesquisa. / The Registers of Representation Theory, from Duval, understands and analysis the peculiarity of mathematics objects, accessible through its different representations. Fischbein and Hershkowitz, among others researchers, developed the notions of Mental Image and Conceptual Image to explain the construction process of mathematical concepts by the subject. This dissertation establishes connections between these theories and uses this approach to propose a didactic sequence for teaching some concepts of Analytic Geometry using dynamic representation offered by the GeoGebra software. The proposal was implemented in a 3rd grade private high school. The research is a case study. The analysis of students’ production establishes constant dialog with the theoretical approach and presents results that can be a contribution to research in the area of dynamic representations and learning of school mathematics.

Esta pesquisa foi regida pela seguinte questão: quais são as contribuições do uso de software de matemática dinâmica para a compreensão e solução de questões de geometria e contagem da OBMEP? Em termos pedagógicos, o objetivo foi trabalhar com questões desafiadoras com apelo ao dinamismo, assim o banco de questões da OBMEP1 foi escolhido por possuir questões bem elaboradas e com enunciados claros e desafiadores. Pretendeu-se, portanto, apresentar o software GeoGebra2 como recurso para resolver questões de geometria e de contagem e, analisar a produção dos alunos, avaliando como o GeoGebra contribuiu para a construção do conhecimento matemático. A metodologia utilizada foi a pesquisa qualitativa para produzir um Experimento de Ensino. As atividades foram desenvolvidas no contra turno com alunos do 7º e 8º ano do Ensino Fundamental em uma escola municipal de Gravataí, no ano de 2017. A sequência didática produzida nesta pesquisa é o produto didático da dissertação. A coleta de registros foi feita a partir de gravações de áudio e vídeo, diário de campo e arquivos de GeoGebra que contribuíram para o desenvolvimento do trabalho. A análise dos dados coletados demonstrou que o GeoGebra é interessante para desenvolver o raciocínio em questões em que a prova do arrastar (BORBA, DA SILVA, GADANIDIS, 2015, p.23) seja necessária. Assim, o software contribuiu para a construção de conceitos e compreensão de propriedades em figuras geométricas sendo possível verificar o comportamento dessas figuras conforme a utilização dos recursos do software. O GeoGebra também demonstrou ser útil para organização de ideias em problemas de contagem. No entanto, deve-se cuidar para que não haja a domesticação do software, ou seja, para não o utilizar no lugar de outras tecnologias que já são satisfatórias. / This research was conducted by the following question: What are the contributions of the use of dynamic mathematic software for understanding and solving OBMEP geometry and counting questions? In pedagogical terms, the objective was to work with challenging questions with a call for dynamism, so the OBMEP3 questions database was chosen because it has well elaborated math problems with clear and challenging statements. It was intended, therefore, to present GeoGebra4 software as a resource to solve geometry and counting questions and to analyze the students' production, evaluating how did GeoGebra contribute to the construction of mathematical knowledge. The methodology used was the qualitative research to produce a Teaching Experiment. The activities were developed in the inverse shift with students of the 7th and 8th years of elementary school in a municipal public school in Gravataí, in the year 2017. The didactic sequence produced in this research is the didactic product of the dissertation. The collection of records was made from audio and video recordings, field notes and GeoGebra files that contributed to the development of the work. The analysis of collected data showed that GeoGebra is interesting to develop the reasoning in questions where the drag test (BORBA, DA SILVA, GADANIDIS, 2015, p.23) is necessary. Thus, software contributes to the construction of concepts and understanding of properties in geometric figures and it is possible to verify their behavior according to the use of software resources. GeoGebra has also been shown to be useful for organizing ideas into counting problems. However, care must be taken that there is no domestication of the software, in other words, software should not be used in place of other technologies that are already satisfactory.

Esta pesquisa tratou de investigar o papel dos registros de representação semiótica na construção do conceito de função, em particular daquelas do tipo afim e quadrática. Parte da pesquisa também foi investigar de que forma o uso de um software de matemática dinâmica, o GeoGebra, pode ajudar o processo de aprendizagem do tópico em questão. A metodologia de pesquisa utilizada é inspirada nos moldes da Engenharia Didática de Artigue. É através das atividades da sequência didática projetada e implementada em 2013, com turma de alunos do primeiro ano do Ensino Médio de uma escola estadual de Porto Alegre, que vamos mostrar como aconteceu o desenvolvimento de conexões múltiplas entre as diversas representações de uma função (algébrica, gráfica e numérica), bem como a importância do software GeoGebra como recurso pedagógico quando se quer trabalhar com múltiplas representações. As respostas apresentadas, pelos alunos, foram analisadas tendo como referência a Teoria dos Registros de Representação Semiótica de Duval. A observação de relações entre variáveis a partir da manipulação de pontos em uma construção no Geogebra propiciou a compreensão do conceito de função e gráfico, através de constante processo de conversão de registros. / This research aims to investigate the role of semiotic representation registers in the construction of the concept of function, in particular those of the affine and quadratic type. Part of the research was also to investigate how the use of a dynamic mathematics software GeoGebra can help the learning process. The research methodology is inspired by the lines of Didactic Engineering. Through a instructional sequence designed and implemented in 2013, with a group of students of the first year of high school to a state school in Porto Alegre, it is shown how they developed the connections between different registers of representations (algebraic , graphical and numerical). The experience has also shown the importance of GeoGebra as a tool to explore the different registers of representation. The production of students were analyzed taking into acount the theory of semiotic representations of Duval and it was posible to identify their understanding of the concept of variable, function and graph, through the an active process of conversion of registers.