CONTRIBUTIONS OF CONCEPTUAL FIELD THEORY TO THE DEVELOPMENT OF THE CONCEPT OF CYLINDER VOLUME

Authors

DOI:

https://doi.org/10.26571/reamec.v13.18284


Keywords:

Operational Invariants, Problem Solving, Volume, Cylinder, Conceptual Fields Theory

Abstract

The present work aims to analyze the operational invariants mobilized by 3rd grade high school students in problem situations involving the concept of volume of the solid geometric cylinder. This is research with a qualitative and participatory approach. Data collection was carried out in a state school, in the city of Manaus in Amazonas, in the second half of 2023. The didactic event, proposed by Vergnaud and adopted by researchers at the field school to study the research object, was organized in three meetings, in which a problem situation was presented in each, on the concept of solid cylinder volume so that participants could explore and present their solutions. In this study, an excerpt from the research referring to the first meeting developed with the participants is presented. For this purpose, observation, the logbook, the recording of the dialogues carried out by the participants and the photographic record of the resolutions presented were adopted as instruments. Among the results, a constant need for the participant to resort to the use of algorithms was observed (leaving the conceptualization process in the background), the difficulty of expressing thoughts was made explicit in questions that asked for an organization of the steps adopted, implying the operational form of the thought. We point out that there are true and false operational invariants, however, what draws attention is the number of pertinent concepts in action that show obstacles in the consolidation of the concept of volume and other concepts of plane geometry.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

  • Alzenira da Silva Leão, Rede de escolas da Universidade Luterana do Brasil (ULBRA), Santarém, Pará, Brasil

    Mestra em Ensino de Ciências e Matemática (PPGECIM) pela Universidade Federal do Amazonas (UFAM) na linha de pesquisa Processos de Ensino-Aprendizagem em Ciências e Matemática. Graduada em Matemática e Física pela Universidade Federal do Oeste do Pará (UFOPA). Especialista em Tópicos Especiais de Matemática pela Faculdade Única de Ipatinga (Única) e Especialista em Ensino de Ciências e Matemática pelo Instituto Federal do Pará - (IFPA) - Campus Santarém. Faz parte do Grupo de Ensino, Aprendizagem e Educação na linha Didática das ciências e da matemática vinculado a UFOPA.

  • Yuri Expósito Nicot, Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, Amazonas, Brasil

    Possui pós doutoramento na área de Ensino de Física pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, Portugal, no Departamento de Física e Astronomia, ano 2017. Doutorado em Educação (Ciências Pedagógicas) pela Universidade de Oriente, Santiago de Cuba, Cuba (ano 2001), Diploma de doutorado revalidado no Brasil pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), ano 2011. Mestrado em Ciências da Educação Superior pela Universidade de Oriente, Cuba (ano 1995). Graduação em Licenciatura, especialidade Física e Astronomia pela Universidade de Oriente, Faculdade de Estudos Pedagógicos Frank País Garcia, Santiago de Cuba, Cuba (ano 1984), Atuação no Ensino Superior a través dos seguintes temas: Componentes didáticos e curriculares do Processo de Ensino e Aprendizagem da Educação Superior, Didática Geral e Especial do Processo de Ensino e Aprendizagem da Física, Aplicações da Física na resolução de problemas e experimentos didáticos no Laboratório de Ensino Básico. Processos Cognitivos através dos conhecimentos teóricos e práticos em Ciências, Metodologia da Pesquisa Científica, Práticas de Ensino de Física Geral para a formação de professores. Física Aplicada: Física Geral, Mecânica Clássica, Mecânica Teórica e Resistência de materiais, Física Molecular, Termodinâmica e Calor, Electromagnetismo e Ondas, Óptica, Física Quântica, Física do Estado Sólido e Física Moderna. Tópicos de Física no Ensino de Ciências. Professor da Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Departamento de Física (DF), Instituto de Ciências Exatas (ICE), Professor credenciado no programa de Pós - Graduação, Mestrado Acadêmico em Ensino de Ciências e Matemática (PPGECIM) da Universidade Federal do Amazonas (UFAM). Professor credenciado do Programa Pós - Graduação Rede Amazônica de Ensino de Ciências (REAMEC) para a formação de Doutores em Ciências e Matemática na Amazônia (Polo Manaus/UEA), UFAM, UFMG, UFPA. Membro da Comissão Nacional Assessora de Área (CAA) do ENADE 2024. 

  • Glauco Cohen Ferreira Pantoja, Universidade Federal do Oeste do Pará (UFOPA), Santarém, Pará, Brasil.

    Licenciado em Física pela Universidade Federal do Pará (2009), Bacharel em Psicologia pelo Centro Universitário da Amazônia (2024), Mestre e Doutor em Ensino de Física pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2011/2015). É professor associado I da Universidade Federal do Oeste do Pará, membro da comissâo de pós-graduação do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF), editor adjunto da Revista de Enseñanza de la Física e atua no Programa de Pós-graduação em Educação (PPGE). Atuou na comissâo para assuntos de Ensino da Sociedade Brasileira de Física (2017-2021). Foi docente orientador da Residência Pedagógica. Tem interesse em Didática e Currículo das Ciências e Matemática.

References

ALLEVATO, N. S. G.; ONUCHIC, L. R. Ensino-Aprendizagem-Avaliação de Matemática: por que através da Resolução de Problemas. In: ONUCHIC et al (orgs.) Resolução de Problemas: Teoria e Prática. – Jundiaí: Paco Editorial, 2014.

ANTAR NETO A. Et al. Geometria. São Paulo: Editora Moderna, 1982.

BARDIN, L. Análise de conteúdo. São Paulo: Edições 70, 2011.

BRASIL. Ministério da Educação e do Desporto. Pesquisas Estatísticas e Indicadores Educacionais. Disponível em: <https://www.gov.br/inep/pt-br/areas-de-atuacao/pesquisas-estatisticas-e-indicadores/ideb/resultados>. Acesso em: 10 de dezembro de 2022.

DANTE, L. R. Matemática Ensino Médio. - Volume único. pp. 768. Editora Ática. São Paulo, 2005.

FIORENTINI, D.; LORENZATO, S. Investigação em educação matemática: percursos teóricos e metodológicos. - Campinas : Autores Associados, 2006.

FREIRE, P. Pedagogia da autonomia: saberes necessários à prática educativa. São Paulo: Paz e Terra, 2011.

GARCIA, D. E. S. Aprendizagem a partir do trabalho colaborativo baseado na resolução de problemas. In: Damiani, M. F; Porto, T. M. E; Schlemmer, E. (Orgs.) Trabalho Colaborativo/Cooperativo em educação: uma possibilidade para ensinar e aprender. - Sao Leopoldo : Oikos; Brasília : Liber Livro, 2009.

GIL, A. C. Como elaborar projetos de pesquisa. – 6. ed. – São Paulo : Atlas, 2017.

GITIRANA, V. et al. Repensando multiplicação e divisão: contribuições da teoria dos campos conceituais. - 1. ed. - São Paulo : PROEM, 2014.

GONÇALVES, R.; ALLEVATO, N. S. G. Resolução de Problemas como metodologia de ensino e aprendizagem significativa das funções definidas por várias sentenças. - 1. ed. - Curitiba : CRV, 2020.

LIBÂNEO, J. C. Didática. – 2. ed. – São Paulo: Cortez, 2013.

LIMA, E. Medidas e Formas em Geometria, comprimento, Área, volume e semelhança. Rio de Janeiro: SBM, 1998.

MARTINS, W. da S. A resolução de problemas de geometria espacial sob a perspectiva dos conceitos Vygotskyanos. Dissertação (Mestrado) – Ensino de ciências, Universidade Cruzeiro do Sul. São Paulo, 176 f. 2019. Disponível em: <https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=7670239>. Acesso em: 09 de agosto de 2024.

MORAIS, R. S.; ONUCHIC, L. R. Uma abordagem histórica da Resolução de Problemas. In: ONUCHIC et al (orgs.) Resolução de Problemas: Teoria e Prática. – Jundiaí: Paco Editorial, 2014.

MOREIRA, M. A. Teorias de Aprendizagem. - 3. ed. ampl. - Rio de Janeiro : LTC, 2022.

ONUCHIC, L. R. Ensino-Aprendizagem de Matemática através da Resolução de Problemas. In: Bicudo, M. A. V. (Org.) Pesquisa em Educação Matemática: concepções e perspectivas. - São Paulo : Editora UNESP, 1999.

ONUCHIC, L. R.; ALLEVATO, N. S. G. Formação de Professores: Mudanças Urgentes na Licenciatura em Matemática. In: FROTA, M. C. R.; NASSER, L. (org.) Educação Matemá,tica no Ensino Superior: pesquisas e debates. Recife: SBEM, 2009.

ONUCHIC, L. R.; ALLEVATO, N. S. G. Pesquisa em resolução de problemas: caminhos, avanços e novas perspectivas. Bolema. Rio Claro, SP, v. 25, n. 41, p. 73-98, 2011.

RIVIÈRE, A. Problemas e dificuldades na aprendizagem da matemática. Uma perspectiva cognitiva. In: Coll, Cesar et al. (Orgs.) Desenvolvimento psicológico e educação. Necessidades educativas especiais e aprendizagem escolar. Vol. 3. - Porto Alegre: Artes Médicas, 1995.

PLAISANCE, É.; VERGNAUD, G. As ciências da educação. Tradução: Nadyr de Salles Penteado, Odila Aparecida de Queiroz. Revisão: Maurício Balthazar Leal. Edições Loyola, São Paulo, 2003.

SANTOS, R. A. dos et al. Estratégia de resolução de situações-problema ancorada na teoria dos campos conceituais. REAMEC - Rede Amazônica de Educação em Ciências e Matemática, online, v. 9, n. 3, p. e21095, set./dez. 2021. https://doi.org/10.26571/reamec.v9i3.13030

SOUZA, C. V. D. de. Geometria espacial sob a metodologia de ensino-aprendizagem avaliação de matemática através da resolução de problemas. Dissertação (Mestrado em Matemática em Rede Nacional) - Centro de Ciência e Tecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro. Campos dos Goytacazes, RJ, 168 f. 2019. Disponível em: <https://uenf.br/posgraduacao/matematica/wp-content/uploads/sites/14/2020/02/160461086_CARLA_VALERIA_DIONIZIO_DE_SOUZA.pdf>. Acesso em: 09 de agosto de 2024.

TEIXEIRA, C. J.; MOREIRA, G. E. Ensino-Aprendizagem da Matemática por meio da Proposição de Problemas: uma proposta metodológica. RIDEMA, Juiz de Fora, v. 6, n. 1, p. 1-20, 2022.

VERGNAUD, G. Conceitos e Esquemas em uma Teoria Operatória da Representação. Psychologie Française, 30, p. 245 – 252. Tradução de Maria Lucia Faria Moro com revisão de Luca Rischbieter e Maria Tereza Carneiro Soares, 1985.

VERGNAUD, G. L’enfant, la mathématique et la realité. Berne, Francfort/M, Peter Lang, 1982.

VERGNAUD, G. Par quelles compétences mathématiques l’école maternelle est-elle concernée? In: Vivre à l’Ecole Maternelle, apprendre, grandir. Actes du 6ème Congrès de l’AGIEM, Toulouse, p. 51-55, 1988.

VERGNAUD, G. Catégories logiques et invariants opératoires. In: Archives de Psychologie, N° 58, p.145-149, 1990.

VERGNAUD, G. Teoria dos Campos Conceituais. In: Anais do 1º Seminário Internacional de Educação Matemática do Rio de Janeiro. UFRJ. Projeto Fundão - Instituto de Matemática - p. 1-26, 1993.

VERGNAUD, G. A teoria dos campos conceituais. In: Brun, Jean. Didática das Matemáticas. Tradução: Maria José Figueiredo. Lisboa: Instituto Piaget - Horizontes Pedagógicos, p. 155-191, 1996.

VERGNAUD, G. On n’a jamais fini de relire Vygotsky et Piaget (Colloque Vygotsky, mai 1998). In: Y. Clot (Ed.), Avec Vygotsky. Paris: La Dispute/SNEDIT. Traduzido por Camila Rassi, com revisão de Luca Rischbieter, Maria Lucia Faria Moro e Maria Tereza Carneiro Soares, 1999.

VERGNAUD, G. L’ explication est-elle autre chose que la conceptusalisaton? In: M. Saada-Robert (Éd.), Expliquer et comprendre en Sciences de l’Éducation, p. 31-44. Traduzido por Camila Rassi, com revisão de Luca Rischbieter, Maria Lucia Faria Moro e Maria Tereza Carneiro Soares, 2002.

VERGNAUD, G. A criança, a Matemática e a Realidade: Problemas do Ensino da Matemática na Escola Elementar. Tradução de Maria Lucia Faria Moro; Revisão técnica Maria Tereza Carneiro Soares. Curitiba: Editora da UFPR, 2009a.

VERGNAUD, G. O que é aprender? In: Bittar, M.; Muniz, C. A. (orgs.) A aprendizagem matemática na perspectiva da Teoria dos Campos Conceituais. – 1. Ed. – Curitiba: Editora CRV, 2009b.

ZANELLA, M. S.; BARROS, R. M. O. Teoria dos Campos Conceituais: situações problemas da estrutura aditiva e multiplicativa de naturais. - 1. ed. - Curitiba: CRV, 2014.

Published

2025-05-18

How to Cite

LEÃO, Alzenira da Silva; NICOT, Yuri Expósito; PANTOJA, Glauco Cohen Ferreira. CONTRIBUTIONS OF CONCEPTUAL FIELD THEORY TO THE DEVELOPMENT OF THE CONCEPT OF CYLINDER VOLUME. REAMEC Journal - Amazonian Network of Mathematical Education, Cuiabá, v. 13, p. e25023, 2025. DOI: 10.26571/reamec.v13.18284. Disponível em: https://periodicoscientificos.ufmt.br/ojs/index.php/reamec/article/view/18284. Acesso em: 12 aug. 2026.

Share

Most read articles by the same author(s)