RIAEE Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023166, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.16155 1
FORMAÇÃO INICIAL E CONTINUADA: A ELABORAÇÃO DE TAREFAS DE
APRENDIZAGEM PROFISSIONAL PARA O ESTUDO DO CONCEITO DE
FUNÇÃO
FORMACIÓN INICIAL Y CONTINUA: LA ELABORACIÓN DE TAREAS DE
APRENDIZAJE PROFESIONAL PARA EL ESTUDIO DEL CONCEPTO DE FUNCIÓN
INITIAL AND CONTINUING TEACHER EDUCATION: THE DEVELOPMENT OF
PROFESSIONAL LEARNING TASKS FOR THE STUDY OF THE CONCEPT OF
FUNCTION
Caroline Miranda Pereira LIMA1
e-mail: caroll_mpl@hotmail.com
Vinícius PAZUCH2
e-mail: vinicius.pazuch@ufabc.edu.br
Como referenciar este artigo:
LIMA, C. M. P. L.; PAZUCH, V. Formação inicial e continuada: A
elaboração de tarefas de aprendizagem profissional para o estudo do
conceito de função. Revista Ibero-Americana de Estudos em
Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023166, 2023. e-ISSN: 1982-
5587. DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.17242
| Submetido em: 15/08/2023
| Revisões requeridas em: 07/09/2023
| Aprovado em: 11/10/2023
| Publicado em: 28/12/2023
Editor:
Prof. Dr. José Luís Bizelli
Editor Adjunto Executivo:
Prof. Dr. José Anderson Santos Cruz
1
Universidade Federal do ABC (UFABC), Santo André SP Brasil. Mestra em Ensino e História das Ciências
e Matemática.
2
Universidade Federal do ABC (UFABC), Santo André SP Brasil. Doutor em Ensino de Ciências e Matemática
pela ULBRA. Docente do Centro de Matemática, Computação e Cognição da Universidade Federal do ABC.
Formação inicial e continuada: A elaboração de tarefas de aprendizagem profissional para o estudo do conceito de função
RIAEE Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023166, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.17242 2
RESUMO: O presente artigo visa apresentar as Tarefas de Aprendizagem Profissional
elaboradas sobre o conceito de função como um recurso para possibilitar oportunidades de
aprendizagem profissional vinculadas aos conhecimentos matemáticos e didáticos dos
professores e futuros docentes de matemática. Para a elaboração das tarefas foi escolhido o
modelo Professional Learning Opportunities for Teachers, utilizando as componentes da
dimensão conceitual estabelecidas com base nos conceitos fundamentais e nos aspectos de
aprendizagem do conteúdo de funções, definidos pelo material de apoio ao trabalho dos
professores. Nesse aspecto, o instrumento formativo elaborado indica elementos de estruturas
e possibilidades para o desenvolvimento inicial e contínuo da aprendizagem do professor
fundamentada na prática, sendo que, para este artigo, não se apresenta resultados empíricos,
visto que não houve coleta de dados, apenas a elaboração das tarefas.
PALAVRAS-CHAVE: Conceito de função. Tarefas de aprendizagem profissional. Tarefas
matemáticas. Modelo PLOT. Conhecimento do professor.
RESUMEN: Este artículo tiene como objetivo presentar las Tareas de Aprendizaje Profesional
elaboradas sobre el concepto de función como recurso para posibilitar oportunidades de
aprendizaje profesional vinculadas al conocimiento matemático y didáctico de los docentes
que imparten clases de matemática y futuros docentes de esta disciplina. Para la elaboración
de las tareas fue elegido el modelo Professional Learning Opportunities for Teachers, que
utiliza los componentes de la dimensión conceptual establecidos sobre la base de los conceptos
fundamentales y los aspectos de aprendizaje del contenido de funciones, definidos por el
material de apoyo al trabajo de los profesores. En este aspecto, el instrumento formativo
elaborado indica elementos de estructuras y posibilidades para el desarrollo inicial y continuo
del aprendizaje del profesor fundamentada en la práctica, este artículo no presenta resultados
empíricos, pues no hubo recolección de datos, únicamente la elaboración de las tareas.
PALABRAS CLAVE: Concepto de función. Tareas de aprendizaje profesional. Tareas
matemáticas. Modelo PLOT. Conocimiento del profesor.
ABSTRACT: This article aims to present the Professional Learning Tasks elaborated on the
concept of function as a resource to enable professional learning opportunities linked to
mathematical and didactic knowledge for teachers and future teachers of mathematics. For the
elaboration of the tasks was chosen the model Professional Learning Opportunities for
Teachers, that uses the components of the conceptual dimension established based on the
fundamental concepts and learning aspects of the content of functions, defined by the material
to support the work of teachers. In this regard, the training instrument developed indicates
elements of structures and possibilities for the initial and continuous development of teacher
learning grounded in practice, whereas, for this article does not present empirical results,
because there was no data collection, only the preparation of tasks.
KEYWORDS: Concept of function. Professional learning tasks. Mathematical tasks. PLOT
Model. Teacher’s knowledge.
Caroline Miranda Pereira LIMA e Vinícius PAZUCH
RIAEE Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023166, 2023. e-ISSN: 1982-5587
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Introdução
A formação inicial de professores ocorre em cursos de graduação de Licenciatura e
Pedagogia e por meio de outras atividades extracurriculares que compõem momentos de
aprendizagem docente. Tal aprendizagem não pode se dissociar da formação inicial e da
continuada, visto que a prática pedagógica representa o elemento que interliga os processos
formativos docentes através de discussões teóricas e exercícios práticos o que expressa a
indissociabilidade dos distintos períodos de formação do professor (PIMENTA, 2012;
TARDIF, 2014).
Nesse aspecto, estudos com foco na conexão entre a formação inicial e a continuada de
professores têm sido pouco realizados (ROLDÃO, 2007), de modo que não articulam ambos os
campos de investigação, o que diverge da concepção do desenvolvimento profissional como
um continuum
3
(NÓVOA, 1991). À formação inicial do futuro professor de matemática cabe
desenvolver conhecimentos e concepções a respeito dos conceitos matemáticos e dos
conhecimentos pedagógicos para o exercício da docência. Dessa forma, dado que o
desenvolvimento profissional docente se baseia no contínuo, a formação continuada envolve a
experiência docente de maneira que os professores que ensinam matemática possam
aperfeiçoar o seu repertório de conhecimento do conteúdo e do estudante e auxilia na
superação de obstáculos evidenciados no ambiente da sala de aula (ZUFFI; PACCA, 2002).
Pesquisas de Gorzoni e Davis (2017) e de Rangel, Giraldo e Maculan Filho (2015)
evidenciam o estímulo e a proposta de ambientes colaborativos em que professores possam
refletir a respeito de sua prática à luz de um referencial teórico, de maneira que o processo de
formação não seja isolado. É um caminho para estabelecer a colaboração ao longo da formação
de professores e a utilização de Tarefas de Aprendizagem Profissional (TAP) (BALL; COHEN,
1999; SMITH, 2001; SWAN, 2007), que explicitam artefatos da prática, como materiais
curriculares, vídeos, episódios de aula e trabalhos dos estudantes.
As TAP, segundo as concepções sobre aprendizagem profissional de Ball e Cohen
(1999), indicam que as discussões coletivas são a base para a aprendizagem profissional, pois,
pelo diálogo, professores podem ampliar suas próprias oportunidades de aprender ao
compreenderem, compararem e (re)formularem suas próprias incertezas. A utilização das TAP
como recurso didático pedagógico para a formação inicial e continuada de professores
concentra três pilares: os artefatos de prática, os desdobramentos fundamentados nas referidas
3
Segundo Nóvoa (1991), um desenvolvimento continuum implica a formação permanente do professor, a fim de
que ocorra um processo continuado de crescimento do profissional, que envolve a formação inicial e a continuada.
Formação inicial e continuada: A elaboração de tarefas de aprendizagem profissional para o estudo do conceito de função
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TAP e o papel do formador de professores mediador das oportunidades de aprendizagem
profissional e de novas práticas letivas ao longo do processo formativo.
Com a exploração de um conteúdo matemático específico para ser implementado nas
TAP, este artigo tem como foco a apresentação e a discussão das TAP elaboradas para o estudo
do conceito de função na formação inicial e continuada de professores de matemática. Nessa
perspectiva, o elo entre o estudante e o saber é estabelecido através do professor
4
, assim, além
de auxiliar na compreensão do conhecimento que está presente no pensamento dos estudantes,
ancorados em aprender na prática e com a prática, o uso das TAP pode possibilitar a construção
dos conhecimentos de maneira ativa, a fim de estabelecer as mais diversas relações
(desequilíbrios, novas hipóteses e interpretações) que envolvem o conceito função.
Fundamentação teórica
Tarefas Matemáticas (TM) e Tarefas de Aprendizagem Profissional (TAP)
A elaboração das TAP terá suporte nas pesquisas de Ponte (2014), Ball e Cohen (1999)
e Silver et al. (2007) no que diz respeito à sua estruturação. No contexto de sala de aula, a
palavra “tarefa” pode ser entendida como um produto usualmente elaborado pelo professor,
mas não necessariamente. Ponte (2014) com o propósito de mobilizar conhecimentos e
concentrar a atenção dos estudantes para uma ideia matemática (STEIN et al., 2009), que pelo
seu lado, refere-se a uma atividade matemática para resolver (CUNHA, 2000; PONTE, 2014).
Portanto, a tarefa é uma ação exterior ao estudante e a atividade é uma ação efetuada por ele.
Segundo Boavida et al. (2008), o professor pode utilizar diferentes tipos de tarefas ao
considerar o contexto de aprendizagem, sejam aquelas que conduzem à memorização e à prática
procedural ou as orientadas para pensamentos mais elaborados. Com relação a isso, Ponte
(2005) aponta quatro diferentes tipos de tarefas: o exercício, o problema, a exploração e a
investigação, como sugeridas na Figura 1. A estrutura horizontal se refere ao grau de clareza
do conteúdo, isto é, aos tipos de raciocínios requeridos divididos entre o aberto e o fechado,
enquanto a estrutura vertical está relacionada à percepção da dificuldade da tarefa, e os níveis
de demanda cognitiva variam entre o reduzido e o elevado.
4
A relação mencionada entre professor - saber - estudante refere-se ao triângulo da didática de D’Amore (2007).
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Figura 1 Relação entre tipos de tarefas, em termos do seu grau de desafio e de abertura
Fechado
Exercício
Exploração
Aberto
Problema
Investigação
Fonte: adaptado de Ponte (2005)
Essa relação entre diversos tipos de tarefas ajuda a classificar as Tarefas Matemáticas
(TM), entendidas como
[...] tarefas que pedem aos alunos a execução de um procedimento
memorizado, de maneira rotineira, representam um certo tipo de oportunidade
para os alunos pensarem; tarefas que exigem que os alunos pensem
conceptualmente e que os estimulem a fazer conexões representam um tipo
diferente de oportunidade para os alunos pensarem (STEIN; SMITH, 2009, p.
22).
Por outro lado, com objetivo de ampliar os domínios do conhecimento do professor
(BALL; THAMES; PHELPS, 2008), as TAP representam uma oportunidade para a
aprendizagem profissional do professor (BALL; COHEN, 1999; RIBEIRO; PONTE, 2020;
SILVER et al., 2007), pois agregam elementos que proporcionam seu aprimoramento: (Figura
2).
Figura 2 Estrutura e possibilidades das TAP para a formação de professores
Fonte: adaptado de Barboza (2019)
A respeito dos elementos elencados por Barboza (2019), destaca-se que essas tarefas
são voltadas à atividade do professor; envolvem conceitos matemáticos; mobilizam
conhecimentos matemáticos e didáticos; abrangem discussões que podem possibilitar reflexões
TAP
Voltada a
atividade do
professor
Elaborada com
registros de
prática
Envolve
conhecimentos
matemáticos
Mobiliza
conhecimentos
matemáticos
Mobiliza
conhecimentos
didáticos
Possibilita
reflexões sobre
a prática
Envolve
discussões
coletivas
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sobre a prática docente e, por fim, são elaboradas com registros de prática
5
. Assim, as TAP
neste artigo são compostas por TM, destinadas para estudantes da Educação Básica, de maneira
que elas representam registros da prática a serem realizadas pelos estudantes.
Outros componentes que podem oportunizar a aprendizagem profissional para
professores se referem ao papel e às ações do formador (RIBEIRO; PONTE, 2020), de maneira
que a “interação entre os professores e o formador, no uso de TAP, possa ser um fator
importante à promoção de oportunidades de aprendizagem, baseadas na prática” (BARBOZA;
PAZUCH; RIBEIRO, 2021, p. 7). As TAP também permitem visualizar os efeitos dos
planejamentos do formador na construção dos conhecimentos matemáticos e didáticos do
professor.
O estudo de funções na formação de professores
Conceitos matemáticos atuais e mais complexos são elaborados por meio de evoluções
contínuas, uma composição gerada em diferentes períodos históricos por distintas mentes
humanas (ZUFFI; PACCA, 2002). O conceito de função, por exemplo, teve sua primeira
elaboração formal a partir dos estudos de movimentos e de taxas de mudanças de quantidades
variando continuamente, desenvolvidos por Newton (1642-1727) e Leibniz (1646-1716)
(SOUSA; MOURA, 2019).
Todavia, a evolução do conceito de função não se estagnou nos trabalhos de Newton e
Leibniz, pelo contrário, ele expressa significados para além da compreensão de fenômenos
naturais, visto que, em Matemática, esse conceito aplica-se às generalizações, à resolução de
problemas e à formalização de outros conceitos matemáticos mais abstratos (SOUSA;
MOURA, 2019). No que tange ao ensino de Funções em território brasileiro, os
direcionamentos curriculares sobre a orientação do que “deve” ser ensinado pelo professor de
matemática aos seus estudantes na Educação Básica são organizados e estruturados por
intermédio da Base Nacional Comum Curricular (BNCC), já que
[...] currículos tem papéis complementares para assegurar as aprendizagens
essenciais definidas para cada etapa da educação básica, uma vez que tais
aprendizagens se materializam mediante o conjunto de decisões que
caracterizam o currículo em ação (BRASIL, 2017, p. 12).
5
Envolvem artefatos da prática, como materiais curriculares, vídeos, episódios de aula e trabalho dos estudantes
(BALL; COHEN, 1999).
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Em relação ao currículo de Matemática, na BNCC o conteúdo de Funções é apresentado
no campo da Álgebra. Neste documento, é definido o conjunto de conhecimentos e habilidades
essenciais que se espera que os estudantes desenvolvam no processo de aprendizagem.
A compreensão de conceitos matemáticos vinculados ao campo da Álgebra requer o
desenvolvimento do pensamento algébrico, que permite “lidar com outras relações e estruturas
matemáticas e usá-las na interpretação e resolução de problemas matemáticos ou de outros
domínios” (PONTE; BRANCO; MATOS, 2009, p. 10). Para Ribeiro e Cury (2015), o
pensamento algébrico representa um processo de generalização realizado por estudantes, cujas
argumentações apresentadas são ideias matemáticas provenientes de observações de um
conjunto de dados particulares.
Assim, Ribeiro e Cury (2015) retomam as concepções sobre pensamento funcional e
referem-se a ele através do ato de generalizar a variação de duas grandezas relacionadas e
explorar a ideia fundamental do conceito matemático de função. Sendo assim, a configuração
do ensino de Função como uma dimensão da Álgebra reforça a articulação entre os campos de
conhecimento, determinados por equivalência, ordem, proporcionalidade, interdependência,
representação, variação e aproximação (BRASIL, 2017).
A construção do conceito de função e respectivos conhecimentos a ele vinculados inicia-
se na Educação Básica, e é ampliado e formalizado na formação inicial de professores. Porém,
é necessário dar seguimento à construção do conceito por meio de processos de formação
continuada, dado que muitos dos conhecimentos profissionais emergem na prática (LAMPERT,
2010). O professor detém um papel significativo para envolver conceitos matemáticos, aspectos
curriculares, pedagógicos e didáticos na sua prática, visto que “os conhecimentos profissionais
se constroem na ação e na interação e são realmente úteis se forem mobilizáveis na ão”
(PONTE, 1999, p. 16).
Com isso, entende-se que a aprendizagem do docente continua e está fundamentada na
prática dos professores que se encontram no ambiente de trabalho da sala de aula e dos futuros
professores, que (re)significam seus conhecimentos ao entrarem em contato com experiências
práticas profissionais. A proposta de trabalho do conceito de função com o uso de TAP reforça
a perspectiva de aprender na prática e com a prática, de investigar o ensino no próprio ensino,
de modo a oportunizar momentos de aprendizagem profissional, seja na formação inicial ou na
continuada.
Formação inicial e continuada: A elaboração de tarefas de aprendizagem profissional para o estudo do conceito de função
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Procedimentos metodológicos
Elaboração de um quadro de referência
Para a elaboração de um quadro de referência, optou-se por utilizar o modelo
Professional Learning Opportunities for Teachers (PLOT)
6
, desenvolvido por Ribeiro e Ponte
(2020) para o planejamento e a execução de programas de formação de professores. Esse
modelo foi estabelecido pelos pesquisadores para unificar três domínios presentes nas pesquisas
de formação de professores no campo da Educação Matemática que envolvem o Papel e as
Ações do Formador (PAF), as TAP e as Interações Discursivas entre os Participantes (IDP).
O modelo PLOT, ao associar oportunidades de aprendizagem do professor em sua
estrutura, visa conceber uma perspectiva interativa e interconectada aos processos de formação
de professores (RIBEIRO; PONTE, 2020). A estrutura de cada domínio do modelo PLOT é
composta por quatro componentes divididas entre a dimensão conceitual, caracterizada pela
estrutura e bases teóricas, e a dimensão operacional, que manifesta as orientações para a forma
de aplicação do modelo, como pode ser verificado no Quadro 1. A ação conjunta de ambas as
dimensões tem como viés a organização de um processo de formação de professores, a
identificação e a compreensão de como surgem oportunidades de aprendizagem profissional
para os professores e se elas aparecem (RIBEIRO; PONTE, 2020).
Quadro 1 Dimensões, componentes e características do modelo PLOT em três domínios
Dimensão conceitual
Dimensão operacional
Componente
Característica
Componente
Característica
Papel e Ações do
Formador (PAF)
Aproximação
Favorecer a aproximação da
Matemática Acadêmica
(MA) à Matemática Escolar
(ME) e vice-versa.
Gestão
Promover o gerenciamento de
um ambiente de ensino-
aprendizagem exploratório,
com as diferentes fases dessa
abordagem.
Articulação
Estimular a articulação entre
as dimensões matemática e
didática do conhecimento
profissional para ensinar.
Orquestração
Preparar e desenvolver a
orquestração de discussões
matemáticas e didáticas entre
todos os participantes.
Tarefas de
Aprendizagem
Profissional (TAP)
Conhecimento
profissional
Explorar os conhecimentos
matemáticos e didáticos dos
professores, relacionados à/s
TME.
Tarefa
Matemática
Contemplar tarefa/s
matemática/s dos estudantes
(TME), de alto nível
cognitivo.
Ensino
Exploratório
Possuir estrutura que
propicie um ambiente de
ensino-aprendizagem
exploratório.
Registros de
Prática
Envolver diferentes tipos de
registros de prática,
organizados em forma de
Vignettes.
6
O modelo PLOT foi concebido a fim de atender à demanda de desenvolvimento de estruturas compartilhadas
para o estudo da aprendizagem dos professores mediante uma perspectiva interativa e interconectada.
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Interações
Discursivas entre
os Participantes
(IDP)
Discussões
Matemáticas e
Didáticas
Contemplar, de forma
articulada, as discussões
matemáticas e didáticas
relacionados às TME.
Linguagem
mobilizada
Contemplar a utilização de
linguagem matemática e
didática adequada e pertinente
ao nível de ensino das TME.
Argumentação
e
Justificação
Envolver argumentação e
justificação matemáticas e
didáticas válidas.
Comunicação
dialógica
Promover a comunicação
dialógica e integrativa entre
todos os participantes.
Fonte: Ribeiro e Ponte (2020)
Neste artigo, foi considerado exclusivamente o domínio de TAP com suas respectivas
componentes, com abordagem da dimensão conceitual através do conhecimento profissional e
do ensino exploratório e da dimensão operacional por meio das tarefas matemáticas e dos
registros de prática.
Quadro 2 Dimensões, componentes e características no domínio da TAP com foco no
ensino do conceito de função para diferentes níveis de ensino da Educação Básica
Dimensão Conceitual
Dimensão operacional
Componente
Característica
Componente
Característica
Anos Iniciais
do Ensino
Fundamental
Conhecimento
profissional
Trabalho com sequências de
funções de variável natural.
Tarefa
matemática
Identificação e
seguimento de um
padrão de sequência.
Ensino
exploratório
A cada número (ordem)
realizar uma correspondência
com um dado termo, que pode
ser um número, um objeto
geométrico ou outro objeto
qualquer.
Registro de
prática
Tarefa matemática a ser
fornecida para os
estudantes dos Anos
Iniciais.
Anos Finais
do Ensino
Fundamental
Conhecimento
profissional
Correspondências entre duas
variáveis, representadas em
tabelas, gráficos e diagramas.
Não se aborda a definição
formal do conceito de função.
Tarefa
matemática
Resolução de um
problema com foco na
variação da área de um
polígono em função de
uma dada distância.
Ensino
exploratório
Ênfase na resolução de
problemas relativos a situações
de proporcionalidade direta,
que envolvem relações
funcionais.
Registro de
prática
Tarefa matemática a ser
fornecida para os
estudantes dos Anos
Finais, com um roteiro,
para a construção do
polígono do problema no
software Geogebra.
Ensino
Médio
Conhecimento
profissional
Abordagem do conceito de
função de forma explícita, além
da transição entre distintas
representações de uma função.
Tarefa
matemática
Análise de domínio e
imagem de uma função a
partir de seu gráfico e
expressão algébrica.
Ensino
exploratório
Os estudantes podem:
- Definir o que é uma função
Registro de
prática
Tarefa matemática a ser
fornecida para os
estudantes do Ensino
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(conceito e noção7);
- Identificar relações definidas
como funções e não funções;
- Indicar domínio, imagem e
contradomínio;
- Reconhecer as representações
tabular, diagrama, algébrica,
generalização de padrões,
gráfica e formal;
- Usar o conceito na resolução
de problemas e modelagem de
situações reais.
Médio, com duas
resoluções incorretas
mais comuns entre os
estudantes.
Fonte: Elaborado pelos autores
O Quadro 2 apresenta a estruturação da TAP com foco no ensino do conceito de função
para cada nível de ensino da Educação Básica, sintetizando direcionamentos curriculares e
didáticos para o ensino. A caracterização de cada componente foi estabelecida através da análise
do capítulo “Funções”, da obra Álgebra no Ensino Básico
8
, de Ponte, Branco e Matos (2009).
De acordo com as fundamentações conceituais e os aspectos de aprendizagem, apresentados
em Ponte, Branco e Matos (2009), foram determinados os conhecimentos profissionais a serem
mobilizados na ação e os direcionamentos do ensino exploratório, assim, as características das
componentes de dimensão operacional foram estipuladas consoante as componentes da
dimensão conceitual.
Elaboração de um quadro de referência
Totalizando três TAP, elas são identificadas como: TAP ‒ EFI, que é composta de duas
TM (TM1 e TM2) para os Anos Iniciais do Ensino Fundamental; TAP ‒ EFF, que detém uma
TM (TM3) para os Anos Finais do Ensino Fundamental; e TAP EM que apresenta a TM4,
cujo conhecimento matemático vincula-se ao currículo do Ensino Médio.
Seguindo as orientações do Quadro 2, foram selecionadas e adaptadas TM cujos
objetivos vinculam-se às características das componentes da dimensão conceitual e, a partir do
uso das cores apresentadas na Figura 2, o Quadro 3 representa uma legenda para os elementos
da TAP presentes (direta ou indiretamente) em sua estrutura.
Objetivo(s) TM1: Identificar e desenvolver o padrão da sequência de cores de
uma centopeia;
7
Relação entre variáveis e correspondência unívoca entre dois conjuntos.
8
Material de apoio ao trabalho dos professores no âmbito do Programa de Matemática do Ensino Básico.
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Objetivo(s) TM2: Identificar e analisar o padrão de sequência de peões por meio
de uma imagem;
Objetivo(s) TM3: Analisar a variação da área do polígono BCDP, em função da
distância do segmento AP = x, a fim de determinar o gráfico que descreve esse comportamento;
Objetivo(s) TM4: Analisar o domínio e a imagem da função f(x) = ax+3 a partir
da sua expressão algébrica e de seu gráfico.
Quadro 3 Legenda de cores dos elementos de estrutura e possibilidades da TAP
Cor do elemento
Estrutura e
elementos da TAP
Atividade do
professor
Envolvimento de conceitos
matemáticos
Mobilização de conhecimentos
didáticos
Cor do elemento
Estrutura e
elementos da TAP
Registros de
prática
Mobilização de
conhecimentos matemáticos
Possibilidade
de reflexão
Discussão coletiva
Fonte: Elaborado pelos autores
Em relação à sua estrutura, as TAP foram divididas em duas partes: Parte 1 composta
por um registro de prática (TM e/ou registro de estudante), e nela cabe ao formador orientar a
respeito dos conhecimentos matemáticos e didáticos que podem ser mobilizados nessa seção;
Parte 2 faz referência à prática dos professores, e a análise da Parte 1 é feita em paralelo às
discussões e reflexões mediadas pelo professor formador. As discussões são essenciais para que
ocorram mudanças na comunicação matemática no que diz respeito ao estudo de um conceito
por meio de sua definição (TABACH; NACHLIELI, 2015), e é importante frisar que nem todas
as discussões apresentam potencial para uma mudança relativa na prática (BARBOZA;
PAZUCH; RIBEIRO, 2021; TABACH, NACHLIELI, 2015).
A discussão se desenvolve a partir da apresentação das TAP elaboradas, que se
enquadram como materiais para a coleta de dados. Neste artigo não será feita uma descrição
sobre o processo de execução de uma TAP em sala de aula. Portanto, não haverá inclusão de
elementos empíricos, apesar de representar um recurso em potencial para desenvolver
momentos formativos colaborativos.
Formação inicial e continuada: A elaboração de tarefas de aprendizagem profissional para o estudo do conceito de função
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Discussão e apresentação das TAP
As TAP são apresentadas em duas figuras, a Parte 1 (Figura 3) referente às TM e a Parte
2 (Figura 4) com as questões para análise e reflexão. Ressalta-se que elas podem abordar o
conceito de função de diferentes maneiras, a depender das discussões e reflexões realizadas
pelos professores e futuros professores e da ação do professor formador (BARBOZA;
PAZUCH; RIBEIRO, 2021; RIBEIRO; PONTE, 2020).
Figura 3 Parte 1: TAP EFI / TAP EFF / TAP EM
TM1: Cores da centopeia
Material necessário: Massa de modelar, pedaço de barbante (ou similar) e miçangas ou contas de diferentes cores.
Desenvolvimento:
Etapa 1: Criar uma centopeia com massa de modelar para que os estudantes, em roda, identifiquem como as
cores se repetem no corpo da centopeia, ou seja, o padrão da sequência. Em seguida, solicita aos estudantes
que continuem a desenvolver o padrão, aumentando o corpo da centopeia.
Etapa 2: Em duplas, os estudantes criam centopeias com um motivo de repetição para o colega descobrir e
continuar.
Etapa 3: As crianças poderão fazer o registro de uma das sequências elaboradas por elas.
Fonte: ADAPTADO de http://www.educacao.pe.gov.br/portal/
TM2: As estripulias de Pedrinho
Material necessário: Pode-se fornecer objetos aos estudantes de modo que estes representem os piões.
Desenvolvimento:
Pedrinho é um garoto muito esperto e brincalhão. Ele também gosta de inventar mistérios para os amigos descobrirem. Vejam a ideia que
ele teve:
Apresentar as perguntas abaixo aos estudantes para que comentem e registrem conclusões a respeito da
ideia de Pedrinho:
a) Nessas imagens, o que observam?
b) Os piões são todos iguais?
c) Os piões se repetem em alguma ordem? O que você descobriu?
d) Qual foi esse segredo que Pedrinho usou?
e) Usando o segredo que você descobriu, quais seriam as próximas figuras?
Fonte: ADAPTADO da Coleção SBEM (Volume 12, 2018)
TM3: QUESTÃO OBMEP 2007:
Qual dos gráficos abaixo descreve a variação da área do polígono BCDP em função da distância x=AP?
Para a realização desta tarefa matemática será utilizado
o software dinâmico Geogebra. Abaixo segue o roteiro
para a construção do polígono BCDP, elaborado por um
professor:
Fonte: http://www.obmep.org.br/provas.htm
ROTEIRO:
Os alunos devem trabalhar
em duplas ou trios para
realizarem a construção e,
em seguida, explorarem a
construção e registrarem
suas conclusões para
encontrar a resposta.
- Criar os pontos A e B, sobre uma mesma horizontal, e depois determinar o segmento AB.
- Traçar duas perpendiculares ao segmento AB, pelos pontos A e B.
- Marcar um ponto C sobre a perpendicular por B, utilizando a ferramenta “Ponto em objeto”.
- Por C, traçar uma perpendicular à reta BC e criar o ponto D, com a ferramenta “Interseção de dois
objetos”, na interseção com a outra perpendicular.
- Ocultar as retas e construir os segmentos BC, CD e DA.
- Construir a diagonal AC e inserir um ponto P sobre ela.
- Com a ferramenta “Polígono”, construir BCDP: clicar seguidamente em B, C, D, P e novamente em B
para fechar o ciclo.
- Ao clicar com o botão direito do mouse sobre o polígono, em “Propriedades”, alterar para “Exibir
Rótulo Valor”, para exibir na tela o valor numérico da área do polígono.
- Construir o segmento AP e nomear como “x” a legenda e exibi-la (através do menu “Propriedades").
- Clicar na Janela de Visualização 2 (para que o ponto Q, a ser construído, apareça nesta nova janela) e
entrar com o seguinte comando na barra de entrada: Q = (n, pol1), onde n é o nome do segmento AP
e pol1 é a identificação da área do polígono BCDP.
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Obs: verificar a Janela de Álgebra para certificar-se que o nome está correto.
- Movimentar o ponto P na Janela 1 e verificar o ponto Q percorrer uma trajetória na Janela 2.
- Com o botão direito sobre o ponto Q, clicar em “Habilitar Rastro” e com o botão direito sobre o ponto
P, clicar em “Animar”.
TM4: Teste de múltipla escolha
Seja uma função com domínio e imagem
reais dada por f(x) = ax+3. Qual é o valor
de f(9)?
a) 6
b) 9
c) 10
d) 15
e) 18
Abaixo são apresentados os dois tipos mais
frequentes de resoluções incorretas dos
estudantes:
R1:
f(x) = a.x + 3
f(3) = 3a + 3
f(3) = 3.5 + 3
f3 = 15 + 3 = 18
f = 18/3
f = 6
R2:
f(x) = a.x + 3
f(9) = a. -3 + 3
f(9) = a
f = 9/a
f = 9
Fonte: Adaptada de Bortoli (2011, p. 45-46)
Figura 4 Parte 2: TAP EFI / TAP EFF / TAP EM
Parte 2: Análise das Tarefas Matemáticas (TM1, TM2, TM3 e TM4)
1) Resolvam as tarefas propostas e registrem todos os procedimentos utilizados.
2) Para qual ano indicariam a aplicação da TM1, TM2, TM3 e TM4? O que está sendo estudado (conteúdo)?
3) Qual(is) a(s) dificuldade(s) os estudantes podem apresentar ao realizarem esta tarefa?
4) Qual(is) o(s) objetivo(s) matemático(s) podem ser considerados para a utilização da TM1 e TM2?
5) Considerando o que responderam nos itens anteriores, utilizariam esta tarefa em uma aula de matemática? Como podem desenvol-la?
Fariam modificações/adaptações?
Análise exclusiva para TM3)
6) Considerando os itens abaixo:
- Apresentar correspondências entre duas variáveis que se podem representar em tabelas, gráficos e diagramas.
- Proporcionar a resolução de problemas.
Tomando os itens como objetivos didáticos, como tais objetivos poderiam ser trabalhados em sala de aula?
7) Em outra perspectiva de abordagem do problema, o professor detém do arquivo Obmep_2007.ggb, representado na Figura abaixo.
Figura - Obmep_2007.ggb. / Fonte: a autora.
7a) Como avaliam o roteiro elaborado pelo professor
no que diz respeito a compreensão dos alunos sobre o
passo a passo apresentado?
7b) Como utilizariam o arquivo Obmep_2007.ggb
nas suas aulas?
7c) Como podem realizar a abordagem e discussão da
resolução do problema, caso não fosse fornecido o
roteiro aos estudantes e eles tivessem de utilizar o
Geogebra para encontrar a solução?
Análise exclusiva para TM4)
6) Expliquem sobre o que pode ter levado os estudantes a cometerem tais equívocos em suas respostas? Comentem e dêem uma devolutiva
para as respostas equivocadas, pontuando quais as semelhanças e diferenças entre as resoluções.
Explicação sobre as respostas incorretas
Semelhanças
Diferenças
Devolutiva
R1
R2
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7) Como a utilização de recursos tecnológicos, mais especificamente o Geogebra, pode auxiliar na resolução do problema e na compreensão
da definição de função?
Fonte: Elaborado pelos autores
A TAP‒ EFI possibilita a utilização de materiais manipuláveis diversificados, como
massas de modelar, blocos lógicos, barras Cuisenaire, blocos de encaixe, coleções diversas,
entre outros. O recurso dos materiais manipuláveis pode ser usado para compor sequências
fisicamente. Segundo Murari (2011), a utilização desses recursos permite um movimento mais
dinâmico ao ser acompanhada da discussão entre estudantes e professores, e a representação
visual de padrões de sequências, nesse caso é a ilustração da resolução de um problema.
A TM1 e a TM2 na TAP‒EFI trabalham com sequências por meio da disposição do
corpo de uma centopeia e da posição em que se encontram peões. O desenvolvimento do
pensamento algébrico e funcional é favorecido tendo em vista que as atividades realizadas pelos
estudantes potencializam a capacidade de reconhecer padrões de uma sequência pela
percepção de sua regularidade, pela continuação a uma sequência repetitiva, pela
correspondência de uma sequência de objetos a uma dada posição e a análise do seu discurso
matemático, que é revelado ao longo do processo de ensino e aprendizagem (RIBEIRO; CURY,
2015).
A TAP EFF estabelece uma conexão entre o conteúdo de Função do campo da
Álgebra e o do campo da Geometria, pois elenca aspectos históricos do surgimento do conceito
de função (GONÇALVES, 2015; SOUSA; MOURA, 2019), sem abordar sua definição
explicitamente (PONTE; BRANCO; MATOS, 2009). A proposta de utilização da ferramenta
do Geogebra para resolução da TM3 também proporciona a conexão entre a Álgebra e a
Geometria ao “relacionar as informações dadas algebricamente com as representações gráfica
e em tabela e apresentam os objetos matemáticos numa representação mais próxima da usual”
(PONTE; BRANCO; MATOS, 2009, p. 16).
Através da análise da TM3, proposta pela TAP EFF, professores podem ser instigados
a debater sobre a compreensão do conceito de função através de diversas representações, como
a transição entre gráficos cartesianos, a linguagem algébrica e a linguagem geométrica. Ao
vincular o objetivo de associar o conceito de funções ao estudo das propriedades das diversas
representações, é preciso que o conceito (de função) e seu caráter integrador (a várias
representações) sejam compreendidos por quem vai ensiná-lo, e desenvolvidos de formas
diversificadas no âmbito da sala de aula (GONÇALVES, 2015).
Caroline Miranda Pereira LIMA e Vinícius PAZUCH
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As TAP oportunizam a reflexão sobre problemas pedagógicos. A TAP‒EM agrega
discussões a respeito das resoluções incorretas dos estudantes, com o intuito de caracterizar a
origem das dificuldades de compreensão conceitual que levaram o aluno ao erro. Para a
compreensão da TM4, é essencial entender a definição do conceito de função para a resolução
do problema e percepção dos equívocos cometidos pelo estudante. Possíveis soluções para os
problemas na prática pedagógica podem ser evidenciadas com a utilização das TAP, pois elas
proporcionam um processo de reflexão, de compartilhamento e de construção de
conhecimentos coletivos (SILVER et al., 2007).
Ao analisar as três TAP que foram elaboradas, destaca-se que em todas as TAP
questões que pedem a resolução das TM e a sua adequação a um dado ano de ensino com o
propósito de determinar os conhecimentos matemáticos e os conhecimentos didáticos do
professor, respectivamente. A partir da identificação por cores das estruturas e possibilidades
da TAP, ressalta-se que pela cor roxa, todas as TAP são passíveis de discussão coletiva, a
depender do modo como o professor formador conduz a aprendizagem profissional do professor
(BALL; COHEN, 1999; SMITH, 2001).
Os registros de práticas (cor laranja) expressam parte essencial dos objetivos da TAP,
pois concentram a temática das possíveis discussões e as consequentes reflexões, que são a base
para a aprendizagem profissional (BALL; COHEN, 1999; BARBOZA, 2019; SILVER et al.,
2007). Referências à atividade do professor (cor verde), às mobilizações de conhecimentos
matemáticos (cor azul) e didáticos (cor cinza) e à possibilidade de reflexão (cor rosa)
concentram-se em sua maioria na segunda parte da TAP, que direciona para a análise de
registros de prática (cor laranja) e da abordagem dos conceitos matemáticos por meio das TM
(cor amarela).
Acerca disso, Barboza (2019) revela que a escolha da estrutura da TAP é central no
processo de aprendizagem do professor, de maneira que este experiencie a “formação de novas
estruturas de conhecimento, combinando várias de suas esferas e potencialmente algum novo
conhecimento, seja individual ou coletivamente” (p. 23). Por outro lado, a autora destaca que
as TAP, intrinsecamente, não detêm a capacidade para (re)significar e mobilizar conhecimentos
matemáticos e didáticos, sendo fundamental o reconhecimento às reflexões do professor que
trabalha com elas, por intermédio dos questionamentos do formador e das discussões
desencadeadas.
Considerando que a dificuldade no ensino e na aprendizagem de funções pelos alunos e
pelos professores é verificada na formalização do conceito de função e nas relações com as
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representações, a elaboração de tarefas pode representar um desafio (GONÇALVES, 2015).
Com isso, elencar oportunidades para que professores evidenciem nas TAP os objetivos
matemáticos e as estratégias didáticas para a aplicação das TM podem ampliar as possibilidades
de desenvolvimento inicial e contínuo da aprendizagem do professor fundamentada na prática.
Considerações finais
Este artigo teve como objetivo apresentar e discutir as TAP elaboradas para o estudo
do conceito de função. Nele foram identificados os elementos da TAP e foi evidenciado que as
discussões e as reflexões sobre a prática ocorrem mediante a análise do registro dessa prática
(BARBOZA, 2019) e sob os questionamentos cujos desdobramentos são orientados pelo
formador (BARBOZA; PAZUCH; RIBEIRO, 2021). A abordagem didática do conceito de
função é, então, adaptada para cada nível de ensino, em busca do desenvolvimento gradativo
do pensamento funcional, da familiaridade com as diferentes representações e da apresentação
formal da definição (PONTE; BRANCO; MATOS, 2009).
A tentativa de estabelecer uma aproximação entre as componentes da dimensão
conceitual e da dimensão operacional, presentes no Quadro 1, por meio das TAP, visa sanar a
demanda por estruturas compartilhadas de desenvolvimento de estudo da aprendizagem dos
professores. Nesse aspecto, as TAP estabelecem oportunidades para a formação inicial e
continuada de professores ao (re)significarem conhecimentos matemáticos e didáticos mediante
uma perspectiva interativa e interconectada da prática.
A proposta de desenvolver a aprendizagem profissional em um ambiente com perfis
divergentes visa promover a formação do professor de matemática por meio do planejamento
de tarefas, do ensino pela prática e da produção de conhecimento (GUMIERO; PAZUCH,
2019). Para maior compreensão da aprendizagem profissional e efetividade da utilização das
TAP, é necessário utilizá-las como instrumentos de coleta de dados empíricos com um grupo
heterogêneo. Por esta razão, ressalta-se que estabelecer estratégias para a aprendizagem
profissional do professor de matemática exige renovações e novas alternativas à prática do
professor, e a TAP é um meio de refletir, conjuntamente, a respeito da escolha dos recursos
associados aos objetivos e às ideias matemáticas com as quais se deseja trabalhar.
Caroline Miranda Pereira LIMA e Vinícius PAZUCH
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DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.17242 20
CRediT Author Statement
Reconhecimentos: Gostaríamos de agradecer ao Programa de Pós-Graduação em Ensino e
História das Ciências e da Matemática da Universidade Federal do ABC, juntamente com
seus docentes, em especial à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível
Superior (CAPES), pelos investimentos realizados e pela oportunidade de realização do
curso. Assim como aos colegas e professores do grupo de pesquisa “Formação de
Professores e Tecnologias Digitais em Educação Matemática” (FORTEMAT), pelas
experiências de aprendizagem, críticas construtivas e discussões benéficas partilhadas.
Financiamento: Esta pesquisa foi financiada pela Coordenação de Aperfeiçoamento de
Pessoal de Nível Superior Brasil (CAPES) Código de Financiamento 001.
Conflitos de interesse: Não há conflitos de interesse.
Aprovação ética: Como a pesquisa não envolve coleta de dados empíricos, tratando-se
apenas de uma pesquisa teórica e bibliográfica, não houve a necessidade de submissão da
mesma a um comitê de ética.
Disponibilidade de dados e material: A presente pesquisa faz parte de uma dissertação
em formato multipaper, intitulada “O CONCEITO DE FUNÇÃO E A FORMAÇÃO DE
PROFESSORES: UM ESTUDO DA LITERATURA ESPECIALIZADA”, de autoria de
um dos autores deste artigo. Logo, os dados e materiais utilizados estão parcialmente
disponíveis, a fim de garantir a originalidade às revistas nas quais os artigos foram
submetidos.
Contribuições dos autores: A elaboração da pesquisa responsável pelo desenvolvimento
de Tarefas de Aprendizagem Profissional (TAP) com foco no conceito de função para
formação inicial e continuada de professores que ensinam matemática, assim como este
artigo, foram desenvolvidos de maneira colaborativa entre os autores. Neste aspecto, a
autora Caroline M. P. Lima foi responsável por realizar a revisão sistemática de literatura
e estabelecer os procedimentos metodológicos para a realização da pesquisa e construção
das TAP. Enquanto o autor Vinícius Pazuch atuou na orientação da escolha de
procedimentos e metodologias, assim como na organização da pesquisa. Por fim, ambos
auxiliaram nos direcionamentos e avaliação das considerações finais no que tange aos
aspectos teóricos, metodológicos e didáticos das discussões apresentadas.
Processamento e editoração: Editora Ibero-Americana de Educação.
Revisão, formatação, normalização e tradução.
RIAEE Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023166, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.16155 1
FORMACIÓN INICIAL Y CONTINUA: LA ELABORACIÓN DE TAREAS DE
APRENDIZAJE PROFESIONAL PARA EL ESTUDIO DEL CONCEPTO DE
FUNCIÓN
FORMAÇÃO INICIAL E CONTINUADA: A ELABORAÇÃO DE TAREFAS DE
APRENDIZAGEM PROFISSIONAL PARA O ESTUDO DO CONCEITO DE FUNÇÃO
INITIAL AND CONTINUING TEACHER EDUCATION: THE DEVELOPMENT OF
PROFESSIONAL LEARNING TASKS FOR THE STUDY OF THE CONCEPT OF
FUNCTION
Caroline Miranda Pereira LIMA1
e-mail: caroll_mpl@hotmail.com
Vinícius PAZUCH2
e-mail: vinicius.pazuch@ufabc.edu.br
Cómo hacer referencia a este artículo:
LIMA, C. M. P. L.; PAZUCH, V. Formación inicial y continua: La
elaboración de tareas de aprendizaje profesional para el estudio del
concepto de función. Revista Ibero-Americana de Estudos em
Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023166, 2023. e-ISSN: 1982-
5587. DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.17242
| Enviado en: 15/08/2023
| Revisiones requeridas el: 07/09/2023
| Aprobado el: 11/10/2023
| Publicado en: 28/12/2023
Editor:
Prof. Dr. José Luís Bizelli
Editor Adjunto Ejecutivo:
Prof. Dr. José Anderson Santos Cruz
1
Universidad Federal del ABC (UFABC), Santo André SP Brasil. Máster en Magisterio e Historia de la Ciencia
y las Matemáticas.
2
Universidad Federal del ABC (UFABC), Santo André SP Brasil. Doctor en Ciencias y Didáctica de las
Matemáticas por la ULBRA. Profesor del Centro de Matemáticas, Computación y Cognición de la Universidad
Federal del ABC.
Formación inicial y continua: La elaboración de tareas de aprendizaje profesional para el estudio del concepto de función
RIAEE Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023166, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.17242 2
RESUMEN: Este artículo tiene como objetivo presentar las Tareas de Aprendizaje Profesional
elaboradas sobre el concepto de función como recurso para posibilitar oportunidades de
aprendizaje profesional vinculadas al conocimiento matemático y didáctico de los docentes que
imparten clases de matemática y futuros docentes de esta disciplina. Para la elaboración de las
tareas fue elegido el modelo Professional Learning Opportunities for Teachers, que utiliza los
componentes de la dimensión conceptual establecidos sobre la base de los conceptos
fundamentales y los aspectos de aprendizaje del contenido de funciones, definidos por el
material de apoyo al trabajo de los profesores. En este aspecto, el instrumento formativo
elaborado indica elementos de estructuras y posibilidades para el desarrollo inicial y continuo
del aprendizaje del profesor fundamentada en la práctica, este artículo no presenta resultados
empíricos, pues no hubo recolección de datos, únicamente la elaboración de las tareas.
PALABRAS CLAVE: Concepto de función. Tareas de aprendizaje profesional. Tareas
matemáticas. Modelo PLOT. Conocimiento del profesor.
RESUMO: O presente artigo visa apresentar as Tarefas de Aprendizagem Profissional
elaboradas sobre o conceito de função como um recurso para possibilitar oportunidades de
aprendizagem profissional vinculadas aos conhecimentos matemáticos e didáticos dos
professores e futuros docentes de matemática. Para a elaboração das tarefas foi escolhido o
modelo Professional Learning Opportunities for Teachers, utilizando as componentes da
dimensão conceitual estabelecidas com base nos conceitos fundamentais e nos aspectos de
aprendizagem do conteúdo de funções, definidos pelo material de apoio ao trabalho dos
professores. Nesse aspecto, o instrumento formativo elaborado indica elementos de estruturas
e possibilidades para o desenvolvimento inicial e contínuo da aprendizagem do professor
fundamentada na prática, sendo que, para este artigo, não se apresenta resultados empíricos,
visto que não houve coleta de dados, apenas a elaboração das tarefas.
PALAVRAS-CHAVE: Conceito de função. Tarefas de aprendizagem profissional. Tarefas
matemáticas. Modelo PLOT. Conhecimento do professor.
ABSTRACT: This article aims to present the Professional Learning Tasks elaborated on the
concept of function as a resource to enable professional learning opportunities linked to
mathematical and didactic knowledge for teachers and future teachers of mathematics. For the
elaboration of the tasks was chosen the model Professional Learning Opportunities for
Teachers, that uses the components of the conceptual dimension established based on the
fundamental concepts and learning aspects of the content of functions, defined by the material
to support the work of teachers. In this regard, the training instrument developed indicates
elements of structures and possibilities for the initial and continuous development of teacher
learning grounded in practice, whereas, for this article does not present empirical results,
because there was no data collection, only the preparation of tasks.
KEYWORDS: Concept of function. Professional learning tasks. Mathematical tasks. PLOT
Model. Teacher’s knowledge.
Caroline Miranda Pereira LIMA y Vinícius PAZUCH
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Introducción
La formación inicial de los profesores se da a través de los cursos de pregrado de
Licenciatura y Pedagogía y a través de otras actividades extracurriculares que conforman
momentos de aprendizaje docente. El aprendizaje docente no puede disociarse de la formación
inicial y continua, ya que la práctica pedagógica representa el elemento que interconecta los
procesos de formación docente a través de discusiones teóricas y ejercicios prácticos, lo que
expresa la inseparabilidad de los diferentes períodos de formación docente (PIMENTA, 2012;
TARDIF, 2014).
En este aspecto, los estudios con un enfoque central en la conexión entre la formación
inicial y continua docente han sido muy poco realizados (ROLDÃO, 2007), por lo que no
articulan ambos campos de investigación, lo que difiere de la concepción del desarrollo
profesional como un continuum
3
(NÓVOA, 1991). La formación inicial del futuro profesor de
matemáticas es desarrollar conocimientos y concepciones sobre conceptos matemáticos y
conocimientos pedagógicos para el ejercicio de la docencia. Así, dado que el desarrollo
profesional docente se basa en la continuidad, la educación continua implica experiencia
docente -para que los docentes que enseñan matemáticas puedan mejorar su repertorio de
conocimiento del contenido y del alumno- y ayude a superar los obstáculos evidenciados en el
entorno del aula (ZUFFI; PACCA, 2002).
La investigación de Gorzoni y Davis (2017) y Rangel, Giraldo y Maculan Filho (2015)
muestra el estímulo y la propuesta de entornos colaborativos en los que los docentes pueden
reflexionar sobre su práctica a la luz de un marco teórico, de manera que el proceso de
formación no quede aislado. Es un camino para establecer la colaboración a lo largo de la
formación docente y el uso de las Tareas de Aprendizaje Profesional (TAP) (BALL; COHEN,
1999; SMITH, 2001; SWAN, 2007), que explican artefactos prácticos, como materiales
curriculares, videos, episodios de clase y trabajos de los estudiantes.
De acuerdo con las concepciones de Ball y Cohen (1999) sobre el aprendizaje
profesional, el TAP indica que las discusiones colectivas son la base del aprendizaje
profesional, ya que a través del diálogo los docentes pueden ampliar sus propias oportunidades
de aprender comprendiendo, comparando y (re)formulando sus propias incertidumbres. El uso
de la TAP como recurso didáctico pedagógico para la formación inicial y continua de los
docentes concentra tres pilares: los artefactos de la práctica, los desarrollos basados en el
3
De acuerdo con Nóvoa (1991), un desarrollo continuo implica la formación permanente del docente, de manera
que exista un proceso continuo de crecimiento profesional, que involucra la formación inicial y continua.
Formación inicial y continua: La elaboración de tareas de aprendizaje profesional para el estudio del concepto de función
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mencionado TAP y el papel del formador de profesores, mediador de las oportunidades de
aprendizaje profesional y de las nuevas prácticas docentes a lo largo del proceso de formación.
Con la exploración de un contenido matemático específico para ser implementado en el
TAP, este artículo se centra en la presentación y discusión del TAP elaborado para el estudio
del concepto de función en la formación inicial y continua de profesores de matemáticas
etiqueta. Desde esta perspectiva, el vínculo entre el estudiante y el conocimiento se establece a
través del profesor
4
, por lo que, además de ayudar en la comprensión del conocimiento que está
presente en el pensamiento de los estudiantes, anclado en el aprendizaje en la práctica y con la
práctica, el uso del TAP puede posibilitar la construcción del conocimiento de manera activa,
con el fin de establecer las más diversas relaciones (desequilibrios, nuevas hipótesis e
interpretaciones) que involucran el concepto de función.
Fundamentación teórica
Tareas Matemáticas (TM) y Tareas de Aprendizaje Profesional (TAP)
La elaboración de TAP se apoyará en las investigaciones de Ponte (2014), Ball y Cohen
(1999) y Silver et al. (2007) en cuanto a su estructuración. En el contexto del aula, la palabra
"tarea" puede entenderse como un producto generalmente elaborado por el profesor, pero no
necesariamente. Ponte (2014) con el propósito de movilizar el conocimiento y centrar la
atención de los estudiantes en una idea matemática (STEIN et al., 2009), que, a su vez, se refiere
a una actividad matemática a resolver (CUNHA, 2000; PONTE, 2014). Por lo tanto, la tarea es
una acción externa al alumno, y la actividad es una acción realizada por el alumno.
De acuerdo con Boavida et al. (2008), el docente puede utilizar diferentes tipos de tareas
a la hora de considerar el contexto de aprendizaje, ya sean aquellas que conducen a la
memorización y la práctica procedimental o aquellas orientadas hacia pensamientos más
elaborados. Al respecto, Ponte (2005) señala cuatro tipos diferentes de tareas: ejercicio,
problema, exploración e investigación, como se sugiere en la Figura 1. La estructura horizontal
se refiere al grado de claridad del contenido, es decir, a los tipos de razonamiento requeridos
divididos entreabierto y cerrado, mientras que la estructura vertical se relaciona con la
percepción de la dificultad de la tarea, y los niveles de exigencia cognitiva varían entre bajos y
altos.
4
La relación entre profesor - conocimiento - alumno remite al triángulo de la didáctica de D'Amore (2007).
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Figura 1 Relación entre los tipos de tareas, en términos de su grado de desafío y apertura
Cerrado
Ejercicio
Explotación
Abierto
Problema
Investigación
Fuente: adaptado de Ponte (2005)
Esta relación entre diferentes tipos de tareas ayuda a clasificar las Tareas Matemáticas
(TM), entendidas como
[...] Las tareas que piden a los estudiantes que realicen un procedimiento
memorizado de manera rutinaria representan un cierto tipo de oportunidad
para que los estudiantes piensen; Las tareas que requieren que los estudiantes
piensen conceptualmente y que los alientan a hacer conexiones representan un
tipo diferente de oportunidad para que los estudiantes piensen (STEIN;
SMITH, 2009, p. 22, nuestra traducción).
Por otro lado, con el objetivo de ampliar los dominios de conocimiento del profesor
(BALL; THAMES; PHELPS, 2008), las TAP representan una oportunidad para el aprendizaje
profesional de los profesores (BALL; COHEN, 1999; RIBEIRO; PONTE, 2020; SILVER et
al., 2007), ya que agregan elementos que aportan su mejora: (Figura 2).
Figura 2 Estructura y posibilidades del TAP para la formación del profesorado
Fuente: adaptado de Barboza (2019)
En cuanto a los elementos enumerados por Barboza (2019), se destaca que estas tareas
se centran en la actividad del docente; involucran conceptos matemáticos; movilizan
conocimientos matemáticos y didácticos; abarcan discusiones que pueden posibilitar
reflexiones sobre la práctica docente y, finalmente, se elaboran con registros de prácticas
5
. Así,
5
Involucran artefactos de práctica, como materiales curriculares, videos, episodios de clase y trabajos de los
estudiantes (BALL; COHEN, 1999).
TAP
Centrado en la
actividad del
profesor
Elaborado con
registros de
práctica
Implica
conocimientos
matemáticos
Moviliza el
conocimiento
matemático
Moviliza el
conocimiento
didáctico
Permite
reflexiones
sobre la
práctica
Implica
discusiones
colectivas
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las TAP de este artículo están compuestos por TM, destinados a estudiantes de Educación
Básica, de manera que representan registros de la práctica a realizar por los estudiantes.
Otros componentes que pueden proporcionar oportunidades de aprendizaje profesional
para los docentes se refieren al papel y las acciones del formador (RIBEIRO; PONTE, 2020),
por lo que la "interacción entre los docentes y el formador, en el uso de la TAP, puede ser un
factor importante en la promoción de oportunidades de aprendizaje basadas en la práctica"
(BARBOZA; PAZUCH; RIBEIRO, 2021, p. 7, nuestra traducción). Las TAP también permite
visualizar los efectos de los planes del formador en la construcción del conocimiento
matemático y didáctico del profesor.
El estudio de las funciones en la formación del profesorado
Los conceptos matemáticos actuales y más complejos se elaboran a través de
evoluciones continuas, una composición generada en diferentes períodos históricos por
diferentes mentes humanas (ZUFFI; PACCA, 2002). El concepto de función, por ejemplo, tuvo
su primera elaboración formal a partir de los estudios de movimientos y tasas de cambio de
cantidades continuamente variables, desarrollados por Newton (1642-1727) y Leibniz (1646-
1716) (SOUSA; MOURA, 2019).
Sin embargo, la evolución del concepto de función no se estancó en los trabajos de
Newton y Leibniz, por el contrario, expresa significados más allá de la comprensión de los
fenómenos naturales, ya que, en Matemáticas, este concepto se aplica a las generalizaciones, la
resolución de problemas y la formalización de otros conceptos matemáticos más abstractos
(SOUSA; MOURA, 2019). En lo que se refiere a la enseñanza de las Funciones en el territorio
brasileño, las directrices curriculares sobre la orientación de lo que "debería" ser enseñado por
los profesores de matemática a sus alumnos en la Educación Básica están organizadas y
estructuradas a través de la Base Nacional Común Curricular (BNCC), ya que
[...] Los currículos tienen funciones complementarias para asegurar los
aprendizajes esenciales definidos para cada etapa de la educación básica, ya
que dichos aprendizajes solo se materializan a través del conjunto de
decisiones que caracterizan al currículo en acción (BRASIL, 2017, p. 12,
nuestra traducción).
En relación con el currículo de Matemáticas, en el BNCC se presenta el contenido de
Funciones en el campo de Álgebra. En este documento se define el conjunto de conocimientos
y habilidades esenciales que se espera que los estudiantes desarrollen en el proceso de
aprendizaje.
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La comprensión de conceptos matemáticos vinculados al campo del Álgebra requiere el
desarrollo del pensamiento algebraico, que permite "tratar con otras relaciones y estructuras
matemáticas y utilizarlas en la interpretación y resolución de problemas matemáticos u otros
dominios" (PONTE; BRANCO; MATOS, 2009, p. 10, nuestra traducción). Para Ribeiro y Cury
(2015), el pensamiento algebraico representa un proceso de generalización llevado a cabo por
estudiantes, cuyos argumentos son ideas matemáticas derivadas de observaciones de un
conjunto particular de datos.
Así, Ribeiro y Cury (2015) retoman las concepciones del pensamiento funcional y se
refieren a él a través del acto de generalizar la variación de dos cantidades relacionadas y
explorar la idea fundamental del concepto matemático de función. Así, la configuración de la
enseñanza de la Función como dimensión del Álgebra refuerza la articulación entre los campos
de conocimiento, determinada por la equivalencia, el orden, la proporcionalidad, la
interdependencia, la representación, la variación y la aproximación (BRASIL, 2017).
La construcción del concepto de función y de los respectivos saberes vinculados a ella
comienza en la Educación Básica, y se amplía y formaliza en la formación inicial de los
docentes. Sin embargo, es necesario continuar la construcción del concepto a través de procesos
de educación continua, dado que gran parte del conocimiento profesional emerge en la práctica
(LAMPERT, 2010). El profesor tiene un papel significativo para involucrar conceptos
matemáticos, aspectos curriculares, pedagógicos y didácticos en su práctica, ya que "el
conocimiento profesional se construye en la acción y la interacción y solo es realmente útil si
es movilizable en la acción" (PONTE, 1999, p. 16, nuestra traducción).
Con esto, se entiende que el aprendizaje del docente continúa y se basa en la práctica de
los docentes que ya están en el ambiente de trabajo en el aula y de los futuros docentes, quienes
(re)significan sus conocimientos cuando entran en contacto con experiencias profesionales
prácticas. La propuesta de trabajar el concepto de función con el uso del PAT refuerza la
perspectiva del aprendizaje en la práctica y con la práctica, de investigar la enseñanza en la
enseñanza misma, con el fin de brindar oportunidades de aprendizaje profesional, ya sea en la
educación inicial o continua.
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Procedimientos metodológicos
Elaboración de un cuadro de referencia
Para la elaboración de un marco de referencia, se decidió utilizar el Professional
Learning Opportunities for Teachers (PLOT),
6
desarrollado por Ribeiro y Ponte (2020) para la
planificación y ejecución de programas de formación docente. Este modelo fue establecido por
los investigadores para unificar tres dominios presentes en la investigación de la formación
docente en el campo de la Educación Matemática que involucran el Papel y las Acciones del
Formador (PAF), la TAP y las Interacciones Discursivas entre Participantes (IDP).
El modelo PLOT, al asociar en su estructura las oportunidades de aprendizaje docente,
pretende concebir una perspectiva interactiva e interconectada a los procesos de formación de
profesores (RIBEIRO; PONTE, 2020). La estructura de cada dominio del modelo PLOT está
compuesta por cuatro componentes divididos entre la dimensión conceptual, caracterizada por
la estructura y bases teóricas, y la dimensión operativa, que manifiesta los lineamientos para la
aplicación del modelo, como se puede observar en el Cuadro 1. La acción conjunta de ambas
dimensiones tiene como sesgo la organización de un proceso de formación docente, la
identificación y comprensión de cómo surgen las oportunidades de aprendizaje profesional para
los docentes y si aparecen (RIBEIRO; PONTE, 2020).
Cuadro 1 Dimensiones, componentes y características del modelo PLOT en tres dominios
Dimensión conceptual
Dimensión operativa
Componente
Característica
Componente
Característica
Papel y Acciones del
Formador (PAF)
Acercamiento
Promover la
aproximación de la
Matemática Académica
(MA) a la Matemática
Escolar (ME) y
viceversa.
Gestión
Promover la gestión de un
entorno de enseñanza-
aprendizaje exploratorio,
con las diferentes fases de
este enfoque.
Articulación
Estimular la articulación
entre las dimensiones
matemática y didáctica
del conocimiento
profesional para enseñar.
Orquestación
Preparar y desarrollar la
orquestación de
discusiones matemáticas y
didácticas entre todos los
participantes.
Tareas de
Aprendizaje
Profesional
(TAP)
Conocimiento
profesional
Explorar los
conocimientos
matemáticos y didácticos
de los docentes
relacionados con la TME.
Tarea
Matemática
Contemplar la(s) tarea(s)
matemática(s) del
alumnado TME, de alto
nivel cognitivo.
6
El modelo PLOT fue concebido con el fin de satisfacer la demanda de desarrollo de estructuras compartidas para
el estudio del aprendizaje docente a través de una perspectiva interactiva e interconectada.
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Enseñanza
exploratoria
Contar con una estructura
que proporcione un
entorno exploratorio de
enseñanza-aprendizaje.
Registros de
práctica
Involucran diferentes tipos
de registros de práctica,
organizados en forma de
Vignettes.
Interacciones discursivas
entre participantes (IDP)
Discusiones
Matemáticas y
Enseñanza
Contemplar, de manera
articulada, las discusiones
matemáticas y didácticas
relacionadas con las
TME.
Lenguaje
Movilizado
Contemplar el uso de un
lenguaje matemático y
didáctico adecuado y
pertinente al nivel de
enseñanza de las TME.
Argumentación
y
Justificación
Implicar una
argumentación y
justificación matemática
y didáctica válida.
Comunicación
Dialógica
Promover la comunicación
dialógica e integradora
entre todos los
participantes.
Fuente: Ribeiro e Ponte (2020)
En este artículo, consideramos exclusivamente el dominio de la TAP con sus respectivos
componentes, con un abordaje de la dimensión conceptual a través del conocimiento
profesional y la enseñanza exploratoria y la dimensión operativa a través de tareas matemáticas
y registros de prácticas.
Cuadro 2 Dimensiones, componentes y características en el campo de la TAP con enfoque
en la enseñanza del concepto de función para los diferentes niveles de la Educación Básica
Dimensión Conceptual
Dimensión operativa
Componente
Característica
Componente
Característica
Primeros
años de la
escuela
primaria
Conocimiento
profesional
Trabajo con secuencias de
funciones variables naturales.
Tarea
matemática
Identificación y
seguimiento de un patrón
de secuencia.
Enseñanza
exploratoria
Cada número (orden)
corresponde a un término
determinado, que puede ser un
número, un objeto geométrico
o cualquier otro objeto.
Registro de
Práctica
Tarea matemática que se
proporcionará a los
estudiantes de Años
Iniciales.
Últimos años
de la escuela
primaria
Conocimiento
profesional
Correspondencias entre dos
variables, representadas en
tablas, gráficos y diagramas.
No se discute la definición
formal del concepto de
función.
Tarea
matemática
Se resolvió un problema
centrado en la variación
del área de un polígono
en función de una
distancia dada.
Enseñanza
exploratoria
Énfasis en la resolución de
problemas relacionados con
situaciones de proporcionalidad
directa, que involucran
relaciones funcionales.
Registro de
Práctica
Tarea matemática a
proporcionar a los
estudiantes de los
Últimos Años, con un
guión, para la
construcción del
polígono del problema
en el software Geogebra.
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Secundaria
Conocimiento
profesional
Aproximación al concepto de
función de forma explícita,
además de la transición entre
diferentes representaciones de
una función.
Tarea
matemática
Análisis de dominio e
imagen de una función a
partir de su grafo y
expresión algebraica.
Enseñanza
exploratoria
Los estudiantes pueden:
- Definir qué es una función
(concepto y noción7);
- Identificar las relaciones
definidas como funciones y no
funciones;
- Indicar dominio, imagen y
nombre de dominio;
- Reconocer representaciones
tabulares, diagramas,
algebraicas, de generalización
de patrones, gráficas y
formales;
- Utilizar el concepto en la
resolución de problemas y
modelado de situaciones reales.
Registro de
Práctica
Tarea de matemáticas
que se proporcionará a
los estudiantes de
secundaria, con dos
resoluciones incorrectas
más comunes entre los
estudiantes.
Fuente: Elaborado por los autores
En el Cuadro 2 se presenta la estructuración del TAP con un enfoque en la enseñanza
del concepto de función para cada nivel educativo en la Educación Básica, sintetizando las
orientaciones curriculares y didácticas para la enseñanza. La caracterización de cada
componente se estableció a través del análisis del capítulo "Funciones" del libro Álgebra en
Educación Básica
8
, de Ponte, Branco y Matos (2009). De acuerdo con los fundamentos
conceptuales y aspectos de aprendizaje presentados en Ponte, Branco y Matos (2009), se
determinaron los saberes profesionales a movilizar en la acción y las direcciones de la
enseñanza exploratoria, así, se estipularon las características de los componentes de la
dimensión operativa de acuerdo con los componentes de la dimensión conceptual.
Elaboración de un cuadro de referencia
Con un total de tres TAP, se identifican como: TAP - EFI, que se compone de dos TM
(TM1 y TM2) para los primeros años de la escuela primaria; TAP - EFF, que tiene un TM
(TM3) para los últimos años de la escuela primaria; y TAP - MS que presenta TM4, cuyos
conocimientos matemáticos están vinculados al currículo de la Enseñanza Media.
Siguiendo los lineamientos del Cuadro 2, se seleccionaron y adaptaron TMs cuyos
objetivos están vinculados a las características de los componentes de la dimensión conceptual
7
Relación entre variables y correspondencia unívoca entre dos conjuntos.
8
Material de apoyo para el trabajo de los docentes en el ámbito del Programa de Matemática de Educación Básica.
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y, a partir del uso de los colores presentados en la Figura 2, el Gráfico 3 representa una leyenda
para los elementos del TAP presentes (directa o indirectamente) en su estructura.
Objetivo(s) TM1: Identificar y desarrollar el patrón de secuencia de colores de
un ciempiés;
Objetivo(s) TM2: Identificar y analizar el patrón de secuencia de peones a través
de una imagen;
Objetivo(s) TM3: Analizar la variación del área del polígono BCDP, en función
de la distancia del segmento AP = x, con el fin de determinar la gráfica que describe este
comportamiento;
Objetivo(s) TM4: Analizar el dominio y la imagen de la función f(x) = ax+3 a
partir de su expresión algebraica y su gráfica.
Cuadro 3 Leyenda de color de los elementos estructurales de TAP y posibilidades
Color del elemento
Estructura y
elementos del TAP
Actividad del
profesor
Implicación de conceptos
matemáticos
Movilización del conocimiento
didáctico
Color del elemento
Estructura y
elementos del TAP
Registros de
práctica
Movilización del
conocimiento matemático
Posibilidad de
reflexión
Discusión colectiva
Fuente: Elaboración propia
En cuanto a su estructura, el TAP se dividió en dos partes: Parte 1 que consiste en un
registro de prácticas (TM y/o registro de estudiante), y en ella corresponde al formador orientar
respecto a los conocimientos matemáticos y didácticos que se pueden movilizar en esta sección;
La Parte 2 se refiere a la práctica docente, y el análisis de la Parte 1 se realiza en paralelo a las
discusiones y reflexiones mediadas por el formador docente. Las discusiones son esenciales
para que se produzcan cambios en la comunicación matemática con respecto al estudio de un
concepto a través de su definición (TABACH; NACHLIELI, 2015), y es importante señalar
que no todas las discusiones tienen el potencial de un cambio relativo en la práctica
(BARBOZA; PAZUCH; RIBEIRO, 2021; TABACH, NACHLIELI, 2015).
La discusión se desarrolla a partir de la presentación de los TAP elaborados, los cuales
se enmarcan como materiales para la recolección de datos. En este artículo, no describiremos
el proceso de ejecución de una TAP en el aula. Por lo tanto, no habrá inclusión de elementos
empíricos, a pesar de representar un recurso potencial para desarrollar momentos formativos
colaborativos.
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Discusión y presentación de las TAP
Las TAP se presentan en dos figuras, la Parte 1 (Figura 3) referida a la MT y la Parte 2
(Figura 4) con las preguntas para el análisis y la reflexión. Cabe destacar que pueden acercarse
al concepto de función de diferentes maneras, dependiendo de las discusiones y reflexiones que
lleven a cabo los docentes y futuros docentes y de la acción del formador de docentes
(BARBOZA; PAZUCH; RIBEIRO, 2021; RIBEIRO; PONTE, 2020).
Figura 3 Parte 1: TAP EFI / TAP EFF / TAP EM
TM1: Colores ciempiés
Materiales necesarios: Plastilina, trozo de cuerda (o similar) y cuentas o abalorios de diferentes colores.
Desarrollo:
Paso 1: Crea un ciempiés con plastilina para que los alumnos, en círculo, identifiquen cómo se repiten los
colores en el cuerpo del ciempiés, es decir, el patrón de la secuencia. Luego les pide a los estudiantes que
continúen desarrollando el patrón aumentando el cuerpo del ciempiés.
Paso 2: En parejas, los estudiantes crean ciempiés con un motivo repetitivo para que su compañero de clase
los descubra y continúe.
Paso 3: Los niños podrán grabar una de las secuencias que han diseñado.
Fuente: ADAPTADO de http://www.educacao.pe.gov.br/portal/
TM2: Las travesuras de Pedrinho
Materiales necesarios: Se pueden entregar objetos a los alumnos para que representen las peonzas.
Desarrollo:
Pedrinho es un chico muy inteligente y juguetón. También le gusta inventar misterios para que sus amigos los descubran. Mira la idea que
tuvo:
Presente las siguientes preguntas a los estudiantes para que puedan comentar y registrar conclusiones
sobre la idea de Pedrinho:
a) En estas imágenes, ¿qué observas?
b) ¿Todas las peonzas son iguales?
c) ¿Se repiten las peonzas en algún orden? ¿Qué descubriste?
d) ¿Cuál era este secreto que Pedro usaba?
e) Usando el secreto que descubriste, ¿cuáles serían las siguientes cifras?
Fuente: ADAPTADO de la Colección SBEM (Volumen 12, 2018)
TM3: OBMEP 2007 EDICIÓN:
¿Cuál de los gráficos a continuación describe la
variación del área del polígono BCDP en función de la
distancia x = AP?
Para llevar a cabo esta tarea matemática, se utilizará el
software dinámico Geogebra. A continuación, se
muestra la hoja de ruta para la construcción del polígono
BCDP, elaborada por un profesor:
Fuente: http://www.obmep.org.br/provas.htm
GUIÓN:
Los estudiantes deben
trabajar en parejas o tríos
para completar la
construcción y luego
explorar la construcción y
registrar sus conclusiones
para encontrar la respuesta.
- Cree los puntos A y B, en el mismo horizontal, y luego determine el segmento AB.
- Dibuja dos perpendiculares al segmento AB, por los puntos A y B.
- Marque un punto C en la perpendicular por B usando la herramienta "Punto en el objeto".
- Usando C, dibuja una perpendicular a la línea BC y crea el punto D, con la herramienta "Intersección
de dos objetos", en la intersección con la otra perpendicular.
- Oculte las líneas y construya los segmentos BC, CD y DA.
- Construye la diagonal AC e inserta un punto P en ella.
- Usando la herramienta "Polígono", construye BCDP: luego haz clic en B, C, D, P y nuevamente en B
para cerrar el bucle.
- Al hacer clic con el botón derecho en el polígono, en "Propiedades", cámbielo a "Mostrar etiqueta
Valor", para mostrar el valor numérico del área del polígono en la pantalla.
- Construya el segmento PA y asigne al título el nombre "x" y muéstrelo (a través del menú
"Propiedades").
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- Haga clic en Vista previa de la ventana 2 (para que el punto Q, que se va a construir, aparezca en esta
nueva ventana) e ingrese el siguiente comando en la barra de entrada: Q = (n, in1), donde n es el nombre
del segmento PA y pol1 es la identificación del área del polígono BCDP.
Nota: Revise la ventana de álgebra para asegurarse de que el nombre sea correcto.
- Mueva el punto P en la Ventana 1 y marque el punto Q para seguir una trayectoria en la Ventana 2.
- Haga clic con el botón derecho en el punto Q, haga clic en "Habilitar ruta" y haga clic con el botón
derecho en el punto P, haga clic en "Animar".
TM4: Prueba de opción múltiple
Sea una función con dominio real e imagen
dada por f(x) = ax+3. ¿Cuál es el valor de
f(9)?
a) 6
b) 9
c) 10
d) 15
e) 18
A continuación, se presentan los dos tipos más
comunes de resoluciones incorrectas de los
estudiantes:
R1:
f(x) = a.x + 3
f(3) = 3a + 3
f(3) = 3.5 + 3
f3 = 15 + 3 = 18
f = 18/3
f = 6
R2:
f(x) = a.x + 3
f(9) = a. -3 + 3
f(9) = a
f = 9/a
f = 9
Fuente: Adaptado de Bortoli (2011, p. 45-46)
Figura 4 Parte 2: TAP EFI / TAP EFF / TAP EM
Parte 2: Análisis de Tareas Matemáticas (TM1, TM2, TM3 y TM4)
1) Resolver las tareas propuestas y registrar todos los procedimientos utilizados.
2) ¿Para qué año recomendaría la aplicación de TM1, TM2, TM3 y TM4? ¿Qué se está estudiando (contenido)?
3) ¿Qué dificultad(es) pueden presentar los estudiantes al realizar esta tarea?
4) ¿Qué objetivo(s) matemático(s) se puede considerar para el uso de TM1 y TM2?
5) Teniendo en cuenta lo que respondiste en los ítems anteriores, ¿usarías esta tarea en una clase de matemáticas? ¿Cómo pueden
desarrollarlo? ¿Harías modificaciones/adaptaciones?
Análisis exclusivo para TM3)
6) Teniendo en cuenta los siguientes elementos:
- Presentar correspondencias entre dos variables que puedan ser representadas en tablas, gráficos y diagramas.
- Proporcionar resolución de problemas.
Tomando los ítems como objetivos didácticos, ¿cómo se podrían trabajar dichos objetivos en el aula?
7) Desde otra perspectiva de abordaje del problema, el profesor tiene en sus manos el
archivo Obmep_2007.ggb, representado en la siguiente figura.
Figura - Obmep_2007.ggb. / Fuente: elaboración propia.
7a) ¿Cómo evalúa el guión preparado por el
profesor con respecto a la comprensión por
parte de los estudiantes del paso a paso
presentado?
7b) ¿Cómo usarías el archivo
Obmep_2007.ggb en tus clases?
7c) ¿Cómo pueden abordar y discutir la
resolución del problema, si el guión no fue
proporcionado a los estudiantes y tuvieron
que usar Geogebra para encontrar la
solución?
Análisis exclusivo para TM4)
6) Explique qué puede haber llevado a los estudiantes a cometer tales errores en sus respuestas. Comenta y da retroalimentación a las
respuestas incorrectas, señalando las similitudes y diferencias entre las resoluciones.
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Explicación de las respuestas
incorrectas
Similitudes
Diferencias
Devolutiva
R1
R2
7) ¿Cómo puede el uso de recursos tecnológicos, más específicamente Geogebra, ayudar en la resolución del problema y la comprensión
de la definición de la función?
Fuente: Elaborado por los autores
TAP - EFI permite el uso de materiales manipulables diversificados, como arcillas de
modelar, bloques lógicos, barras Cuisenaire, bloques entrelazados, diversas colecciones, entre
otros. El recurso de los materiales manipulables se puede utilizar para componer secuencias
físicamente. De acuerdo con Murari (2011), el uso de estos recursos permite un movimiento
más dinámico cuando se acompaña de una discusión entre estudiantes y docentes, y la
representación visual de patrones de secuencia, en este caso es la ilustración de la
resolución de un problema.
TM1 y TM2 en TAP - EFI trabajan con secuencias a través de la disposición del cuerpo
de un ciempiés y la posición en la que se encuentran los peatones. Se favorece el desarrollo del
pensamiento algebraico y funcional, considerando que las actividades realizadas por los
estudiantes potencian la capacidad de reconocer patrones en una secuencia por la percepción
de su regularidad, por la continuación de una secuencia repetitiva, por la correspondencia de
una secuencia de objetos a una posición dada y el análisis de su discurso matemático, que se
revela a lo largo del proceso de enseñanza y aprendizaje (RIBEIRO; CURY, 2015).
La TAP ‒ EFF establece una conexión entre el contenido de la Función en el campo del
Álgebra y el del campo de la Geometría, ya que enumera aspectos históricos del surgimiento
del concepto de función (GONÇALVES, 2015; SOUSA; MOURA, 2019), sin abordar
explícitamente su definición (PONTE; BLANCO; MATOS, 2009). La propuesta de utilizar la
herramienta Geogebra para resolver TM3 también proporciona la conexión entre el Álgebra y
la Geometría al "relacionar la información dada algebraicamente con las representaciones
gráficas y de tablas y presentar los objetos matemáticos en una representación más cercana a la
habitual" (PONTE; BRANCO; MATOS, 2009, p. 16, nuestra traducción).
A través del análisis de TM3, propuesto por TAP EFF, se puede animar a los
profesores a discutir la comprensión del concepto de función a través de varias
representaciones, como la transición entre grafos cartesianos, lenguaje algebraico y lenguaje
geométrico. Al vincular el objetivo de asociar el concepto de funciones al estudio de las
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propiedades de las diversas representaciones, es necesario que el concepto (de función) y su
carácter integrador (a diversas representaciones) sean comprendidos por quienes lo enseñarán,
y desarrollados de manera diversificada en el contexto del aula (GONÇALVES, 2015).
Las TAP brindar la oportunidad de reflexionar sobre problemas pedagógicos. La TAP‒
EM agrega discusiones sobre las resoluciones incorrectas de los estudiantes, con el fin de
caracterizar el origen de las dificultades en la comprensión conceptual que llevaron al estudiante
al error. Para comprender la TM4 es fundamental comprender la definición del concepto de
función para la resolución de problemas y la percepción de los errores cometidos por el alumno.
Con el uso de los PAT se pueden evidenciar posibles soluciones a problemas en la práctica
pedagógica, ya que proporcionan un proceso de reflexión, intercambio y construcción de
conocimiento colectivo (SILVER et al., 2007).
Al analizar los tres TAP que se elaboraron, se destaca que en todos los TAP existen
cuestiones que requieren la resolución de la MT y su adecuación a un determinado año de
educación con el propósito de determinar el conocimiento matemático y el conocimiento
didáctico del profesor, respectivamente. A partir de la identificación cromática de las
estructuras y posibilidades del TAP, se enfatiza que, debido al color morado, todos los TAP son
objeto de discusión colectiva, dependiendo de la forma en que el formador docente conduce el
aprendizaje profesional del docente (BALL; COHEN, 1999; SMITH, 2001).
Los registros de prácticas (naranja) expresan una parte esencial de los objetivos del TAP,
ya que concentran el tema de las posibles discusiones y las consecuentes reflexiones, que son
la base para el aprendizaje profesional (BALL; COHEN, 1999; BARBOZA, 2019; SILVER et
al., 2007). Las referencias a la actividad del profesor (color verde), a la movilización del
conocimiento matemático (color azul) y del conocimiento didáctico (color gris) y a la
posibilidad de reflexión (color rosa) se concentran mayoritariamente en la segunda parte del
TAP, que se dirige al análisis de los registros de prácticas (color naranja) y al acercamiento a
los conceptos matemáticos a través de la TM (color amarillo).
Al respecto, Barboza (2019) revela que la elección de la estructura de la TAP es central
en el proceso de aprendizaje del docente, de modo que experimenta la "formación de nuevas
estructuras de conocimiento, combinando varias de sus esferas y potencialmente algunos
nuevos conocimientos, ya sea individual o colectivamente" (p. 23, nuestra traducción). Por otro
lado, la autora señala que las TAP, intrínsecamente, no tienen la capacidad de (re)significar y
movilizar el conocimiento matemático y didáctico, y es fundamental reconocer las reflexiones
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del docente que trabaja con ellos, a través de las preguntas del formador y las discusiones
desencadenadas.
Considerando que la dificultad en la enseñanza y aprendizaje de funciones por parte de
alumnos y docentes se verifica en la formalización del concepto de función y en las relaciones
con las representaciones, la elaboración de tareas puede representar un desafío (GONÇALVES,
2015). De esta manera, enumerar las oportunidades para que los docentes destaquen en el TAP
los objetivos matemáticos y las estrategias didácticas para la aplicación de la TM puede ampliar
las posibilidades de desarrollo inicial y continuo del aprendizaje del docente a partir de la
práctica.
Consideraciones finales
Este artículo tiene como objetivo presentar y discutir Las desarrollado para el estudio
del concepto de función. En él se identificaron los elementos de la TAP y se evidenció que las
discusiones y reflexiones sobre la práctica se dan a través del análisis del registro de esta
práctica (BARBOZA, 2019) y bajo las preguntas cuyos desarrollos son guiados por el formador
(BARBOZA; PAZUCH; RIBEIRO, 2021). El abordaje didáctico del concepto de función se
adapta a cada nivel educativo, buscando el desarrollo gradual del pensamiento funcional, la
familiaridad con las diferentes representaciones y la presentación formal de la definición
(PONTE; BRANCO; MATOS, 2009).
El intento de establecer una aproximación entre los componentes de la dimensión
conceptual y la dimensión operativa, presentes en el Cuadro 1, a través de la PAT, tiene como
objetivo resolver la demanda de estructuras compartidas para el desarrollo del estudio del
aprendizaje de los docentes. En este aspecto, la TAP establece oportunidades para la formación
inicial y continua de los docentes al (re)significar el conocimiento matemático y didáctico a
través de una perspectiva interactiva e interconectada de la práctica.
La propuesta de desarrollar el aprendizaje profesional en un entorno con perfiles
divergentes tiene como objetivo promover la formación de profesores de matemática a través
de la planificación de tareas, la enseñanza a través de la práctica y la producción de
conocimiento (GUMIERO; PAZUCH, 2019). Para una mejor comprensión del aprendizaje
profesional y de la efectividad del uso de las TAP, es necesario utilizarlos como instrumentos
de recolección de datos empíricos con un grupo heterogéneo. Por esta razón, se enfatiza que el
establecimiento de estrategias para el aprendizaje profesional de los profesores de matemáticas
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requiere renovaciones y nuevas alternativas a la práctica del profesor, y la TAP es un medio
para reflexionar, en conjunto, sobre la elección de los recursos asociados a los objetivos e ideas
matemáticas con los que se desea trabajar.
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CRediT Author Statement
Reconocimientos: Agradecemos al Programa de Posgrado en Enseñanza e Historia de la
Ciencia y las Matemáticas de la Universidad Federal del ABC, junto a sus profesores,
especialmente a la Coordinación de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior
(CAPES), por las inversiones realizadas y por la oportunidad de realizar el curso. Así como
a los colegas y docentes del grupo de investigación "Formación del Profesorado y
Tecnologías Digitales en Educación Matemática" (FORTEMAT), por las experiencias de
aprendizaje, la crítica constructiva y las discusiones beneficiosas compartidas.
Financiación: Esta investigación fue financiada por la Coordinación de Perfeccionamiento
del Personal de Nivel Superior Brasil (CAPES) Código de Financiamiento 001.
Conflictos de intereses: No hay conflictos de intereses.
Aprobación ética: Como la investigación no implica la recolección de datos empíricos,
siendo solo una investigación teórica y bibliográfica, no hubo necesidad de someterla a un
comité de ética.
Disponibilidad de datos y material: La presente investigación forma parte de una
disertación en formato multipaper, titulada "EL CONCEPTO DE FUNCIÓN Y
FORMACIÓN DOCENTE: UN ESTUDIO DE LA LITERATURA ESPECIALIZADA",
de autoría de uno de los autores de este artículo. Por lo tanto, los datos y materiales
utilizados están parcialmente disponibles, con el fin de garantizar la originalidad de las
revistas en las que se enviaron los artículos.
Contribuciones de los autores: La elaboración de la investigación responsable del
desarrollo de las Tareas Profesionales de Aprendizaje (TAP) centrándose en el concepto de
función para la formación inicial y continua de los docentes que enseñan matemáticas, así
como este artículo, se desarrollaron de manera colaborativa entre los autores. En este
aspecto, la autora Caroline M. P. Lima fue la encargada de realizar la revisión sistemática
de la literatura y establecer los procedimientos metodológicos para llevar a cabo la
investigación y construcción del TAP. Mientras que el autor Vinícius Pazuch actuó en la
orientación de la elección de procedimientos y metodologías, así como en la organización
de la investigación. Finalmente, ambos ayudaron en la dirección y evaluación de las
consideraciones finales respecto a los aspectos teóricos, metodológicos y didácticos de las
discusiones presentadas.
Procesamiento y edición: Editora Iberoamericana de Educación - EIAE.
Corrección, formateo, normalización y traducción.
RIAEE Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023166, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.16155 1
INITIAL AND CONTINUING TEACHER EDUCATION: THE DEVELOPMENT OF
PROFESSIONAL LEARNING TASKS FOR THE STUDY OF THE CONCEPT OF
FUNCTION
FORMAÇÃO INICIAL E CONTINUADA: A ELABORAÇÃO DE TAREFAS DE
APRENDIZAGEM PROFISSIONAL PARA O ESTUDO DO CONCEITO DE FUNÇÃO
FORMACIÓN INICIAL Y CONTINUA: LA ELABORACIÓN DE TAREAS DE
APRENDIZAJE PROFESIONAL PARA EL ESTUDIO DEL CONCEPTO DE FUNCIÓN
Caroline Miranda Pereira LIMA1
e-mail: caroll_mpl@hotmail.com
Vinícius PAZUCH2
e-mail: vinicius.pazuch@ufabc.edu.br
How to reference this article:
LIMA, C. M. P. L.; PAZUCH, V. Initial and continuing teacher
education: The development of professional learning tasks for the
study of the concept of function. Revista Ibero-Americana de
Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023166, 2023. e-
ISSN: 1982-5587. DOI:
https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.17242
| Submitted: 15/08/2023
| Revisions required: 07/09/2023
| Approved: 11/10/2023
| Published: 28/12/2023
Editor:
Prof. Dr. José Luís Bizelli
Deputy Executive Editor:
Prof. Dr. José Anderson Santos Cruz
1
Federal University of ABC (UFABC), Santo And SP Brazil. Master in Teaching and History of Science
and Mathematics.
2
Federal University of ABC (UFABC), Santo André SP Brazil. PhD in Science and Mathematics Teaching
from ULBRA. Professor at the Center for Mathematics, Computing and Cognition at the Federal University of
ABC.
Initial and continuing teacher education: The development of professional learning tasks for the study of the concept of function
RIAEE Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023166, 2023. e-ISSN: 1982-5587
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ABSTRACT: This article aims to present the Professional Learning Tasks elaborated on the
concept of function as a resource to enable professional learning opportunities linked to
mathematical and didactic knowledge for teachers and future teachers of mathematics. For the
elaboration of the tasks was chosen the model Professional Learning Opportunities for
Teachers, that uses the components of the conceptual dimension established based on the
fundamental concepts and learning aspects of the content of functions, defined by the material
to support the work of teachers. In this regard, the training instrument developed indicates
elements of structures and possibilities for the initial and continuous development of teacher
learning grounded in practice, whereas, for this article does not present empirical results,
because there was no data collection, only the preparation of tasks.
KEYWORDS: Concept of function. Professional learning tasks. Mathematical tasks. PLOT
Model. Teacher’s knowledge.
RESUMO: O presente artigo visa apresentar as Tarefas de Aprendizagem Profissional
elaboradas sobre o conceito de função como um recurso para possibilitar oportunidades de
aprendizagem profissional vinculadas aos conhecimentos matemáticos e didáticos dos
professores e futuros docentes de matemática. Para a elaboração das tarefas foi escolhido o
modelo Professional Learning Opportunities for Teachers, utilizando as componentes da
dimensão conceitual estabelecidas com base nos conceitos fundamentais e nos aspectos de
aprendizagem do conteúdo de funções, definidos pelo material de apoio ao trabalho dos
professores. Nesse aspecto, o instrumento formativo elaborado indica elementos de estruturas
e possibilidades para o desenvolvimento inicial e contínuo da aprendizagem do professor
fundamentada na prática, sendo que, para este artigo, não se apresenta resultados empíricos,
visto que não houve coleta de dados, apenas a elaboração das tarefas.
PALAVRAS-CHAVE: Conceito de função. Tarefas de aprendizagem profissional. Tarefas
matemáticas. Modelo PLOT. Conhecimento do professor.
RESUMEN: Este artículo tiene como objetivo presentar las Tareas de Aprendizaje Profesional
elaboradas sobre el concepto de función como recurso para posibilitar oportunidades de
aprendizaje profesional vinculadas al conocimiento matemático y didáctico de los docentes
que imparten clases de matemática y futuros docentes de esta disciplina. Para la elaboración
de las tareas fue elegido el modelo Professional Learning Opportunities for Teachers, que
utiliza los componentes de la dimensión conceptual establecidos sobre la base de los conceptos
fundamentales y los aspectos de aprendizaje del contenido de funciones, definidos por el
material de apoyo al trabajo de los profesores. En este aspecto, el instrumento formativo
elaborado indica elementos de estructuras y posibilidades para el desarrollo inicial y continuo
del aprendizaje del profesor fundamentada en la práctica, este artículo no presenta resultados
empíricos, pues no hubo recolección de datos, únicamente la elaboración de las tareas.
PALABRAS CLAVE: Concepto de función. Tareas de aprendizaje profesional. Tareas
matemáticas. Modelo PLOT. Conocimiento del profesor.
Caroline Miranda Pereira LIMA and Vinícius PAZUCH
RIAEE Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 18, n. 00, e023166, 2023. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v18i00.17242 3
Introduction
Initial teacher education takes place in undergraduate Teaching and Pedagogy courses
and through other extracurricular activities that make up moments of teaching learning. Such
learning cannot be dissociated from initial and continued education, since pedagogical practice
represents the element that interconnects teacher education processes through theoretical
discussions and practical exercises which expresses the inseparability of the different periods
of teacher education (PIMENTA, 2012; TARDIF, 2014).
In this aspect, studies focusing on the connection between initial and continuing teacher
education have been little carried out (ROLDÃO, 2007), so they do not articulate both fields of
investigation, which diverges from the conception of professional development as a continuum
3
(NÓVOA, 1991). The initial education of future mathematics teachers involves developing
knowledge and conceptions regarding mathematical concepts and pedagogical knowledge for
teaching. Thus, given that teaching professional development is based on continuous education,
continuing education involves teaching experience so that teachers who teach mathematics
can improve their repertoire of content and student knowledge and helps in overcoming
evident obstacles in the classroom environment (ZUFFI; PACCA, 2002).
Research by Gorzoni and Davis (2017) and Rangel, Giraldo and Maculan Filho (2015)
highlights the encouragement and proposal of collaborative environments in which teachers can
reflect on their practice in light of a theoretical framework, so that the education process is not
isolated. It is a way to establish collaboration throughout teacher education and the use of
Professional Learning Tasks (TAP) (BALL; COHEN, 1999; SMITH, 2001; SWAN, 2007),
which explain artifacts of practice, such as curricular materials, videos, class episodes and
student work.
TAP, according to the conceptions of professional learning by Ball and Cohen (1999),
indicates that collective discussions are the basis for professional learning, because, through
dialogue, teachers can expand their own opportunities to learn by understanding, comparing
and (re)formulate their own uncertainties. The use of TAP as a pedagogical didactic resource
for the initial and continuing education of teachers focuses on three pillars: the artifacts of
practice, the developments based on said TAP and the role of the teacher trainer mediator of
professional learning opportunities and new teaching practices throughout the education
process.
3
According to Nóvoa (1991), continuous development implies the ongoing training of the teacher, so that a
continuous process of professional growth occurs, which involves initial and continued training.
Initial and continuing teacher education: The development of professional learning tasks for the study of the concept of function
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With the exploration of specific mathematical content to be implemented in TAP, this
article focuses on the presentation and discussion of TAP designed to study the concept of
function in the initial and continuing education of mathematics teachers . From this perspective,
the link between the student and knowledge is established through the teacher
4
, thus, in addition
to helping to understand the knowledge that is present in the students' thoughts, anchored in
learning in practice and with practice, the use of TAP can enable the construction of knowledge
in an active way, in order to establish the most diverse relationships (imbalances, new
hypotheses and interpretations) that involve the concept of function.
Theoretical foundation
Mathematical Tasks (TM) and Professional Learning Tasks (TAP)
The development of the TAP will be supported by research by Ponte (2014), Ball and
Cohen (1999) and Silver et al. (2007) with regard to its structuring. In the classroom context,
the word “task” can be understood as a product usually prepared by the teacher, but not
necessarily. Ponte (2014) with the purpose of mobilizing knowledge and focusing students'
attention on a mathematical idea (STEIN et al., 2009), which in turn refers to a mathematical
activity to solve (CUNHA, 2000; PONTE, 2014). Therefore, the task is an action external to
the student and the activity is an action carried out by him.
According to Boavida et al. (2008), the teacher can use different types of tasks when
considering the learning context, whether those that lead to memorization and procedural
practice or those oriented towards more elaborate thoughts. In this regard, Ponte (2005) points
out four different types of tasks: the exercise, the problem, the exploration and the investigation,
as suggested in Figure 1. The horizontal structure refers to the degree of clarity of the content,
that is, the types of reasoning required divided between open and closed, while the vertical
structure is related to the perception of the difficulty of the task, and the levels of cognitive
demand vary between low and high.
4
The aforementioned relationship between teacher - knowledge - student refers to D'Amore's triangle of didactics
(2007).
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Figure 1 Relationship between types of tasks, in terms of their degree of challenge and
openness
Closed
Exercise
Exploration
Open
Problem
Investigation
Source: adapted from Ponte (2005)
This relationship between different types of tasks helps to classify Mathematical Tasks
(TM), understood as
[...] tasks that ask students to perform a memorized procedure, in a routine
way, represent a certain type of opportunity for students to think; Tasks that
require students to think conceptually and encourage them to make
connections represent a different type of opportunity for students to think
(STEIN; SMITH, 2009, p. 22, our translation).
On the other hand, with the aim of expanding the teacher's domains of knowledge
(BALL; THAMES; PHELPS, 2008), TAP represent an opportunity for the teacher's
professional learning (BALL; COHEN, 1999; RIBEIRO; PONTE, 2020; SILVER et al ., 2007),
as they add elements that provide improvement: (Figure 2).
Figure 2 Structure and possibilities of TAP for teacher education
Source: adapted from Barboza (2019)
Regarding the elements listed by Barboza (2019), it is highlighted that these tasks are
focused on the teacher's activity; involve mathematical concepts; mobilize mathematical and
didactic knowledge; they cover discussions that can enable reflections on teaching practice and,
finally, are prepared with records of practice
5
. Thus, the TAP in this article are composed of
5
They involve artifacts of practice, such as curricular materials, videos, class episodes and student work (BALL;
COHEN, 1999).
TAP
Focused on the
teacher's
activity
Prepared with
practice records
Involves
mathematical
knowledge
Mobilizes
mathematical
knowledge
Mobilizes
didactic
knowledge
Enables
reflections on
practice
Involves
collective
discussions
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TM, intended for Basic Education students, so that they represent records of the practice to be
carried out by the students.
Other components that can provide opportunities for professional learning for teachers
refer to the role and actions of the trainer (RIBEIRO; PONTE, 2020), so that the “interaction
between teachers and the trainer, in the use of TAP, can be an important factor promoting
learning opportunities, based on practice” (BARBOZA; PAZUCH; RIBEIRO, 2021, p. 7, our
translation). TAP also allows you to visualize the effects of the trainer's planning on the
construction of the teacher's mathematical and didactic knowledge.
The study of functions in teacher education
Current and more complex mathematical concepts are elaborated through continuous
evolution, a composition generated in different historical periods by different human minds
(ZUFFI; PACCA, 2002). The concept of function, for example, had its first formal elaboration
from the studies of movements and rates of change of continuously varying quantities,
developed by Newton (1642-1727) and Leibniz (1646-1716) (SOUSA; MOURA, 2019).
However, the evolution of the concept of function did not stagnate in the works of
Newton and Leibniz, on the contrary, it expresses meanings beyond the understanding of
natural phenomena, since, in Mathematics, this concept applies to generalizations, to problem
solving and the formalization of other more abstract mathematical concepts (SOUSA;
MOURA, 2019). Regarding the teaching of Functions in Brazilian territory, the curricular
guidelines on what “should” be taught by mathematics teachers to their students in Basic
Education are organized and structured through the National Common Curricular Base
(BNCC), already what
[...] curricula have complementary roles to ensure the essential learning
defined for each stage of basic education, since such learning only materializes
through the set of decisions that characterize the curriculum in action
(BRASIL, 2017, p. 12, our translation).
In relation to the Mathematics curriculum, at BNCC the Functions content is presented
in the field of Algebra. This document defines the set of essential knowledge and skills that
students are expected to develop in the learning process.
Understanding mathematical concepts linked to the field of Algebra requires the
development of algebraic thinking, which allows “dealing with other mathematical
relationships and structures and using them in the interpretation and resolution of mathematical
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problems or problems in other domains” (PONTE; BRANCO; MATOS, 2009, p. 10, our
translation). For Ribeiro and Cury (2015), algebraic thinking represents a process of
generalization carried out by students, whose arguments presented are mathematical ideas
arising from observations of a set of particular data.
Thus, Ribeiro and Cury (2015) revisit the concepts of functional thinking and refer to it
through the act of generalizing the variation of two related quantities and exploring the
fundamental idea of the mathematical concept of function. Therefore, the configuration of
Function teaching as a dimension of Algebra reinforces the articulation between the fields of
knowledge, determined by equivalence, order, proportionality, interdependence,
representation, variation and approximation (BRASIL, 2017).
The construction of the concept of function and the respective knowledge linked to it
begins in Basic Education, and is expanded and formalized in initial teacher education.
However, it is necessary to continue the construction of the concept through continuing
education processes, given that much of the professional knowledge emerges in practice
(LAMPERT, 2010). The teacher plays a significant role in involving mathematical concepts,
curricular, pedagogical and didactic aspects in his practice, since “professional knowledge is
built in action and interaction and is only really useful if it can be mobilized in action” (PONTE,
1999, p. 16, our translation).
With this, it is understood that the teacher's learning continues and is based on the
practice of teachers who are already in the classroom work environment and future teachers,
who (re)signify their knowledge when coming into contact with practical experiences
professionals. The working proposal of the concept of function with the use of TAP reinforces
the perspective of learning in practice and with practice, of investigating teaching in teaching
itself, in order to provide opportunities for professional learning, whether in initial or continued
education.
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Methodological procedures
Preparation of a reference framework
To develop a reference framework, we chose to use the Professional Learning
Opportunities for Teachers (PLOT) model
6
, developed by Ribeiro and Ponte (2020) for
planning and implementing teacher education programs. This model was established by
researchers to unify three domains present in teacher education research in the field of
Mathematics Education that involve the Role and Actions of the Trainer (PAF), TAP and
Discursive Interactions between Participants (IDP).
The PLOT model, by associating teacher learning opportunities in its structure, aims to
conceive an interactive and interconnected perspective to teacher education processes
(RIBEIRO; PONTE, 2020). The structure of each domain of the PLOT model is composed of
four components divided between the conceptual dimension, characterized by the structure and
theoretical bases, and the operational dimension, which expresses the guidelines for how to
apply the model, as can be seen in Table 1 The joint action of both dimensions is aimed at
organizing a teacher education process, identifying and understanding how professional
learning opportunities arise for teachers and whether they appear (RIBEIRO; PONTE, 2020) .
Table 1 Dimensions, components and characteristics of the PLOT model in three domains
Conceptual dimension
Operational dimension
Component
Feature
Component
Feature
Role and Actions of the
Trainer (PAF)
Approximation
Favor the approximation of
Academic Mathematics
(MA) to School
Mathematics (ME) and vice
versa.
Management
Promote the management of
an exploratory teaching-
learning environment, with
the different phases of this
approach.
Articulation
Stimulate the articulation
between the mathematical
and didactic dimensions of
professional knowledge for
teaching.
Orchestration
Prepare and develop the
orchestration of mathematical
and didactic discussions
among all participants.
Professional Learning
Assignments (TAP)
Professional
knowledge
Explore teachers’
mathematical and didactic
knowledge related to
TME/s.
Math Task
Contemplate students'
mathematical task/s (TME),
with a high cognitive level.
Exploratory
Teaching
Have a structure that
provides an exploratory
teaching-learning
environment.
Practice
Records
Involve different types of
practice records, organized in
the form of Vignettes .
6
The PLOT model was designed to meet the demand for the development of shared structures for the study of
teacher learning through an interactive and interconnected perspective.
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Discursive
Interactions between
Participants (IDP)
Discussions
Mathematics
and
Didactics
Contemplate, in an
articulated way,
mathematical and didactic
discussions related to TME.
Language
mobilized
Consider the use of
appropriate mathematical and
didactic language relevant to
the teaching level of the
TME.
Argumentation
and
Justification
Involve valid mathematical
and didactic argumentation
and justification.
Communication
dialogical
Promote dialogical and
integrative communication
between all participants.
Source: Ribeiro e Ponte (2020)
In this article, the TAP domain with its respective components was exclusively
considered, approaching the conceptual dimension through professional knowledge and
exploratory teaching and the operational dimension through mathematical tasks and practice
records.
Table 2 Dimensions, components and characteristics in the TAP domain with a focus on
teaching the concept of function for different teaching levels in Basic Education
Conceptual Dimension
Operational dimension
Component
Feature
Component
Feature
Early Years
of
Elementary
School
Professional
knowledge
Work with sequences of natural
variable functions.
Mathematica
l task
Identification and
tracking of a sequence
pattern.
Exploratory
teaching
Each number (order)
corresponds to a given term,
which can be a number, a
geometric object or any other
object.
Practice
record
Mathematical task to be
provided for Early Years
students.
Final Years
of
Elementary
School
Professional
knowledge
Correspondences between two
variables, represented in tables,
graphs and diagrams. The
formal definition of the concept
of function is not addressed .
Mathematica
l task
Solving a problem
focusing on the variation
in the area of a polygon
as a function of a given
distance.
Exploratory
teaching
Emphasis on solving problems
related to situations of direct
proportionality, which involve
functional relationships.
Practice
record
Mathematical task to be
provided to Final Year
students, with a script,
for constructing the
polygon of the problem
in the Geogebra software
.
High school
Professional
knowledge
Addressing the concept of
function explicitly, in addition
to the transition between
different representations of a
function.
Mathematica
l task
Domain and image
analysis of a function
from its graph and
algebraic expression.
Exploratory
teaching
Students can:
- Define what a function is
Practice
record
Mathematical task to be
provided to high school
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(concept and notion 7);
- Identify relationships defined
as functions and non-functions;
- Indicate domain, image and
range;
, pattern generalization, graphic
and formal representations;
- Use the concept in problem
solving and modeling real
situations.
students, with two
incorrect solutions most
common among
students.
Source: Prepared by the authors
Table 2 presents the structuring of TAP with a focus on teaching the concept of function
for each level of teaching in Basic Education, summarizing curricular and didactic directions
for teaching. The characterization of each component was established through the analysis of
the chapter “Functions”, from the work Álgebra no Ensino Básico
8
, by Ponte, Branco and
Matos (2009). According to the conceptual foundations and learning aspects, presented in
Ponte, Branco and Matos (2009), the professional knowledge to be mobilized in action and the
directions of exploratory teaching were determined, thus, the characteristics of the operational
dimension components were stipulated according to the components of the conceptual
dimension.
Preparation of a reference framework
Totaling three TAP, they are identified as: TAP EFI, which is made up of two TM
(TM1 and TM2) for the Initial Years of Elementary School; TAP EFF, which has a TM (TM3)
for the Final Years of Elementary School; and TAP EM which presents TM4, whose
mathematical knowledge is linked to the High School curriculum.
Following the guidelines in Table 2, TMs were selected and adapted whose objectives
are linked to the characteristics of the components of the conceptual dimension and, based on
the use of the colors presented in Figure 2, Table 3 represents a legend for the TAP elements
present (directly or indirectly) in its structure.
Objective(s) TM1: Identify and develop the color sequence pattern of a
centipede;
Objective(s) TM2: Identify and analyze the pedestrian sequence pattern through
an image;
7
Relationship between variables and unique correspondence between two sets.
8
Material to support teachers' work within the scope of the Basic Education Mathematics Program.
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Objective(s) TM3: Analyze the variation in the area of the BCDP polygon, as a
function of the distance from the segment AP = x, in order to determine the graph that describes
this behavior;
Objective(s) TM4: Analyze the domain and image of the function f(x) = ax+3
based on its algebraic expression and its graph.
Table 3 Color legend of TAP structure elements and possibilities
Element color
TAP structure and
elements
Teacher activity
Involvement of
mathematical concepts
Mobilization of didactic knowledge
Element color
TAP structure and
elements
Practice
Records
Mobilization of
mathematical knowledge
Possibility of
reflection
Collective
discussion
Source: Prepared by the authors
Regarding its structure, the TAP were divided into two parts: Part 1 composed of a
practice record (TM and/or student record), and in this it is up to the trainer to provide guidance
regarding the mathematical and didactic knowledge that can be mobilized in this section; Part
2 refers to the teachers' practice, and the analysis in Part 1 is carried out in parallel to the
discussions and reflections mediated by the teacher trainer. Discussions are essential for
changes to occur in mathematical communication with regard to the study of a concept through
its definition (TABACH; NACHLIELI, 2015), and it is important to emphasize that not all
discussions present the potential for a relative change in practice (BARBOZA; PAZUCH;
RIBEIRO, 2021; TABACH, NACHLIELI, 2015).
The discussion develops from the presentation of the prepared TAP, which are
considered materials for data collection. This article will not describe the process of
implementing a TAP in the classroom. Therefore, there will be no inclusion of empirical
elements, despite representing a potential resource for developing collaborative education
moments.
Discussion and presentation of TAP
The TAP are presented in two figures, Part 1 (Figure 3) referring to TM and Part 2
(Figure 4) with questions for analysis and reflection. It is noteworthy that they can approach
the concept of function in different ways, depending on the discussions and reflections carried
out by teachers and future teachers and the action of the teacher trainer (BARBOZA; PAZUCH;
RIBEIRO, 2021; RIBEIRO; PONTE, 2020).
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Figure 3 Part 1: TAP EFI / TAP EFF / TAP EM
TM1: Centipede Colors
Required material: Modeling clay, piece of string (or similar) and beads or beads of different colors.
Development:
Step 1: Create a centipede with modeling clay so that students, in a circle, identify how the colors are repeated
on the centipede's body, that is, the pattern of the sequence. Then, ask students to continue developing the
pattern, enlarging the centipede's body.
Step 2: In pairs, students create centipedes with a repeating motif for their partner to discover and continue.
Step 3: Children will be able to record one of the sequences they created.
Source: ADAPTED from http://www.educacao.pe.gov.br/portal/
TM2: Pedrinho's antics
Necessary material: You can provide objects to students so that they represent spinning tops.
Development:
Pedrinho is a very smart and playful boy. He also likes to invent mysteries for his friends to discover. Look at the idea he had:
Present the questions below to students so that they can comment and record conclusions regarding
Pedrinho’s idea:
a) In these images, what do you observe?
b) Are all spinning tops the same?
c) Are the tops repeated in any order? What did you discover?
d) What was this secret that Pedrinho used?
e) Using the secret you discovered, what would be the next figures?
Source: ADAPTED from the SBEM Collection (Volume 12, 2018)
TM3: OBMEP 2007 QUESTION:
Which of the graphs below describes the variation in the area of the BCDP polygon as a function of the distance x=AP?
To carry out this mathematical task, the dynamic
software Geogebra will be used . Below is the script for
the construction of the BCDP polygon, prepared by a
professor:
Source: http://www.obmep.org.br/provas.htm
ROAD MAP:
Students must work in pairs
or trios to complete the
construction and then
explore the construction and
record their conclusions to
find the answer.
- Create points A and B, on the same horizontal, and then determine the segment AB.
- Draw two perpendiculars to the segment AB, through points A and B.
- Mark a point C on the perpendicular through B, using the “Point on object” tool.
- Through C, draw a perpendicular to the line BC and create point D, with the “Intersection of two
objects” tool, at the intersection with the other perpendicular.
- Hide the straight lines and construct the segments BC, CD and DA.
- Build the diagonal AC and insert a point P on it.
- Using the “Polygon” tool, build BCDP: click on B, C, D, P and again on B to close the cycle.
- When right-clicking on the polygon, in “Properties”, change to “Display Label – Value”, to display the
numerical value of the polygon area on the screen.
- Build the AP segment and name the legend “x” and display it (through the “Properties” menu).
- Click on Viewing Window 2 (so that the point Q, to be constructed, appears in this new window) and
enter the following command in the input bar: Q = (n, in1), where n is the name of the AP segment and
pol1 is the identification of the BCDP polygon area.
Note : check the Algebra Window to make sure the name is correct.
- Move point P in Window 1 and check point Q moves along a trajectory in Window 2.
- With the right button on point Q, click on “Enable Trace” and with the right button on point P, click
on “Animate”.
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TM4: Multiple Choice Test
Let be a function with real domain and
range given by f(x) = ax+3. What is the
value of f( 9)?
a) 6
b) 9
c) 10
d) 15
e) 18
Below are the two most frequent types of
incorrect student resolutions:
A1:
f(x) = ax + 3
f( 3) = 3a + 3
f( 3) = 3.5 + 3
f3 = 15 + 3 = 18
f = 18/3
f = 6
A2:
f(x) = ax + 3
f( 9) = a. -3 + 3
f( 9) = a
f = 9/a
f = 9
Source: Adapted from Bortoli (2011, p. 45-46)
Figure 4 Part 2: TAP EFI / TAP EFF / TAP EM
Part 2: Analysis of Mathematical Tasks (TM1, TM2, TM3 and TM4)
1) Solve the proposed tasks and record all the procedures used.
2) For which year would you indicate the application of TM1, TM2, TM3 and TM4? What is being studied (content)?
3) What difficulty (s) might students present when carrying out this task?
4) What mathematical objective(s) can be considered for the use of TM1 and TM2?
5) Considering what you answered in the previous items, would you use this task in a mathematics class? How can they develop it? Would
you make changes/adaptations?
Exclusive analysis for TM3)
6) Considering the items below:
- Present correspondences between two variables that can be represented in tables, graphs and diagrams.
- Provide problem resolution.
Taking the items as teaching objectives, how could such objectives be worked on in the classroom?
7) In another perspective of approaching the problem, the teacher has the file Obmep_2007.ggb, represented in the Figure below.
Figure - Obmep_2007.ggb. / Source: the author.
7a) How do you evaluate the script prepared by the
teacher in terms of students’ understanding of the
step-by-step instructions presented?
7b) How would you use the Obmep_2007.ggb file in
your classes?
7c) How can they approach and discuss solving the
problem if the script was not provided to the students
and they had to use Geogebra to find the solution?
Exclusive analysis for TM4)
6) Explain what could have led students to make such mistakes in their answers? Comment and give feedback on the wrong answers,
pointing out the similarities and differences between the resolutions.
Explanation of incorrect answers
Similarities
Differences
Return
R1
R2
7) How can the use of technological resources, more specifically Geogebra, help in solving the problem and understanding the definition
of function?
Source: Prepared by the authors
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TAP‒ EFI allows the use of diverse manipulable materials, such as modeling clay, logic
blocks, Cuisenaire bars, plug-in blocks, various collections, among others. The resource of
manipulable materials can be used to physically compose sequences. According to Murari
(2011), the use of these resources allows for a more dynamic movement when accompanied by
discussion between students and teachers, and the visual representation of sequence patterns,
in this case is the illustration of the resolution of a problem.
TM1 and TM2 in TAP‒EFI work with sequences through the arrangement of a
centipede's body and the position in which pawns are located. The development of algebraic
and functional thinking is favored considering that the activities carried out by students enhance
the ability to recognize patterns in a sequence through the perception of their regularity,
through the continuation of a repetitive sequence, through the correspondence of a sequence
of objects to a given position and the analysis of their mathematical discourse, which is
revealed throughout the teaching and learning process (RIBEIRO; CURY, 2015).
TAP EFF establishes a connection between the content of Function in the field of
Algebra and that in the field of Geometry, as it lists historical aspects of the emergence of the
concept of function (GONÇALVES, 2015; SOUSA; MOURA, 2019), without explicitly
addressing its definition (PONTE; BRANCO; MATOS, 2009). The proposal to use the
Geogebra tool to solve TM3 also provides the connection between Algebra and Geometry by
“relating the information given algebraically with graphical and table representations and
presenting mathematical objects in a representation closer to the usual one” (PONTE;
BRANCO; MATOS, 2009, p. 16, our translation).
Through the analysis of TM3, proposed by TAP EFF, teachers can be encouraged to
discuss the understanding of the concept of function through different representations, such as
the transition between Cartesian graphics, algebraic language and geometric language. By
linking the objective of associate the concept of functions with the study of the properties of
different representations, it is necessary that the concept (of function) and its integrative
character (to various representations) are understood by those who will teach it, and developed
in different ways within the classroom (GONÇALVES, 2015).
TAP provide opportunities for reflection on pedagogical problems. TAP‒EM brings
together discussions regarding students' incorrect resolutions, with the aim of characterizing the
origin of the difficulties in conceptual understanding that led the student to error. To understand
TM4, it is essential to understand the definition of the concept of function to solve the problem
and perceive mistakes made by the student. Possible solutions to problems in pedagogical
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practice can be highlighted with the use of TAP, as they provide a process of reflection, sharing
and construction of collective knowledge (SILVER et al., 2007).
When analyzing the three TAPs that were prepared, it is highlighted that in all TAPs
there are questions that ask for the resolution of the MTs and their adequacy to a given year of
teaching with the purpose of determining the teacher's mathematical knowledge and didactic
knowledge, respectively. From the identification by color of the structures and possibilities of
TAP, it is highlighted that due to the color purple, all TAP are subject to collective discussion,
depending on the way in which the teacher trainer conducts the teacher's professional learning
(BALL; COHEN, 1999; SMITH, 2001).
The records of practices (orange color) express an essential part of TAP's objectives, as
they concentrate the theme of possible discussions and the consequent reflections, which are
the basis for professional learning (BALL; COHEN, 1999; BARBOZA, 2019; SILVER et al.,
2007). References to the teacher's activity (green color), the mobilizations of mathematical
(blue color) and didactic knowledge (gray color) and the possibility of reflection (pink color)
are mostly concentrated in the second part of the TAP, which directs to the analysis of practice
records (orange color) and the approach to mathematical concepts through TM (yellow color).
Regarding this, Barboza (2019) reveals that the choice of the TAP structure is central in
the teacher's learning process, so that he or she experiences the “formation of new knowledge
structures, combining several of its spheres and potentially some new knowledge, whether
individually or collectively” (p. 23, our translation). On the other hand, the author highlights
that TAP, intrinsically, do not have the capacity to (re)signify and mobilize mathematical and
didactic knowledge, and it is essential to recognize the reflections of the teacher who works
with them, through questions from the trainer and the discussions triggered.
Considering that the difficulty in teaching and learning functions by students and
teachers is verified in the formalization of the concept of function and in the relationships with
representations, the elaboration of tasks can represent a challenge (GONÇALVES, 2015).
Therefore, listing opportunities for teachers to highlight mathematical objectives and teaching
strategies for the application of MT in TAP can expand the possibilities for initial and
continuous development of teacher learning based on practice.
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Final remarks
This article aimed to present and discuss the TAP designed to study the concept of
function. In it, the elements of TAP were identified and it was evident that discussions and
reflections on the practice occur through the analysis of the record of this practice (BARBOZA,
2019) and through questions whose developments are guided by the trainer (BARBOZA;
PAZUCH; RIBEIRO, 2021). The didactic approach to the concept of function is then adapted
for each level of education, in search of the gradual development of functional thinking,
familiarity with the different representations and the formal presentation of the definition
(PONTE; BRANCO; MATOS, 2009).
The attempt to establish a rapprochement between the components of the conceptual
dimension and the operational dimension, present in Table 1, through TAP, aims to resolve the
demand for shared structures for developing the study of teacher learning. In this aspect, TAPs
establish opportunities for the initial and continuing education of teachers by (re)signifying
mathematical and didactic knowledge through an interactive and interconnected perspective of
practice.
The proposal to develop professional learning in an environment with divergent profiles
aims to promote the education of mathematics teachers through task planning, teaching through
practice and the production of knowledge (GUMIERO; PAZUCH, 2019). For a greater
understanding of professional learning and the effectiveness of using TAP, it is necessary to
use them as instruments for collecting empirical data with a heterogeneous group. For this
reason, it is noteworthy that establishing strategies for the professional learning of mathematics
teachers requires renewals and new alternatives to the teacher's practice, and TAP is a means
of jointly reflecting on the choice of resources associated with the objectives and mathematical
ideas you want to work with.
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CRediT Author Statement
Acknowledgments: We would like to thank the Postgraduate Program in Teaching and
History of Science and Mathematics at the Federal University of ABC, together with its
teachers, especially the Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel
(CAPES), for the investments made and for the opportunity to take the course. As well as
colleagues and teachers from the research group “Teacher Training and Digital
Technologies in Mathematics Education” (FORTEMAT), for the learning experiences,
constructive criticism and beneficial discussions shared.
Funding: This research was funded by the Coordination for the Improvement of Higher
Education Personnel Brazil (CAPES) Financing Code 001.
Conflicts of interest: There are no conflicts of interest.
Ethical approval: As the research does not involve the collection of empirical data, being
only theoretical and bibliographical research, there was no need to submit it to an ethics
committee.
Availability of data and material: This research is part of a dissertation in multipaper
format , entitled “THE CONCEPT OF FUNCTION AND TEACHER TRAINING: A
STUDY OF SPECIALIZED LITERATURE”, written by one of the authors of this article.
Therefore, the data and materials used are partially available, in order to guarantee the
originality of the journals in which the articles were submitted.
Author contributions: The elaboration of the research responsible for the development of
Professional Learning Tasks (TAP) focusing on the concept of function for initial and
continuing training of teachers who teach mathematics, as well as this article, were
developed collaboratively between the authors. In this aspect, the author Caroline MP
Lima was responsible for carrying out the systematic literature review and establishing the
methodological procedures for carrying out the research and construction of the TAP. While
the author Vinícius Pazuch helped guide the choice of procedures and methodologies, as
well as the organization of the research. Finally, both helped guide and evaluate the final
considerations regarding the theoretical, methodological and didactic aspects of the
discussions presented.
Processing and editing: Editora Ibero-Americana de Educação.
Review, formatting, standardization, and translation.