Nuances Est. Sobre Educ., Presidente Prudente, v. 33, e022030, 2022. e-ISSN: 2236-0441
DOI: https://doi.org/10.32930/nuances.v33i00.9535 1
O ENSINO DE GEOMETRIA COM BASE NO SISTEMA DE CONCEITOS
GEOMÉTRICOS
LA ENSEÑANZA DE LA GEOMETRÍA BASADA EN EL SISTEMA DE CONCEPTOS
GEOMÉTRICOS
THE TEACHING OF GEOMETRY BASED ON THE SYSTEM OF GEOMETRIC
CONCEPTS
Merly FERREIRA
1
Silvia Pereira GONZAGA DE MORAES
2
RESUMO: O presente artigo é resultado da investigação realizada no doutorado, que teve
como objeto a organização do ensino de geometria nos anos iniciais de escolarização, com o
intuito buscarmos subsídios teóricos-metodológicos com vistas a superar a concepção de
ensino presente nas práticas dos professores que lecionam nesta etapa de ensino, em que se
enfatiza, predominante, os aspectos empíricos dos conceitos geométricos. Neste texto,
focalizamos em revelar a unidade essencial para o ensino de geometria, o significado de
conceito e as generalizações teóricas como premissas para a formação do sistema de
conceitos. Para tanto, utilizamos como base teórica e metodológica os princípios da Teoria
Histórico-Cultural e os pressupostos da Atividade Orientadora de Ensino, por meio dos quais
desvelaram que a unidade essencial para a sistematização dos conceitos geométricos se refere
ao controle das variações das dimensões dos objetos e espaços. Concluímos afirmando que
cada dimensão (comprimento, largura, altura/profundidade) representa uma grandeza que
desencadeia as relações de comunalidade e generalidade entre os conceitos inferiores que,
quando generalizados em uma categoria hierarquicamente distinta das demais, se tornam
superiores, contribuindo para o desenvolvimento das bases do pensamento teórico dos
estudantes.
PALAVRAS-CHAVE: Teoria Histórico-Cultural. Atividade Orientadora de Ensino. Sistema
de conceitos geométricos.
1
Universidade Estadual de Maringá (UEM), Maringá PR Brasil. Doutorado pelo Programa de Pós-
Graduação em Educação. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5968-6786. E-mail: merlypf@gmail.com
2
Universidade Estadual de Maringá (UEM), Maringá PR Brasil. Professora Permanente do Programa de
Pós-Graduação em Educação. Doutorado em Educação (USP). ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0937-5581.
E-mail: spgmoraes@uem.br
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DOI: https://doi.org/10.32930/nuances.v33i00.9535 2
RESUMEN: Este artículo es resultado de una investigación realizada en el doctorado, que
tuvo como objeto la organización de la enseñanza de la geometría en los primeros años de
escolaridad, con el fin de buscar subsidios teórico-metodológicos con el fin de superar el
concepto de enseñanza presente en las prácticas del profesorado que imparte docencia en
esta etapa docente, en la que predomina el énfasis en los aspectos empíricos de los conceptos
geométricos. En este texto nos enfocamos en develar la unidad esencial para la enseñanza de
la geometría, el significado de concepto y las generalizaciones teóricas como premisas para
la formación del sistema de conceptos. Para ello, se utilizó como base teórica y metodológica
los principios de la Teoría Histórico-Cultural y los presupuestos de la Actividad Orientadora
Docente, a través de los cuales se reveló que la unidad esencial para la sistematización de los
conceptos geométricos se refiere al control de las variaciones en las dimensiones. de objetos
y espacios. Concluimos afirmando que cada dimensión (largo, ancho, alto/profundidad)
representa una magnitud que desencadena las relaciones de comunalidad y generalidad entre
los conceptos inferiores que, al generalizarse en una categoría jerárquicamente distinta de
los demás, se vuelven superiores, contribuyendo al desarrollo de fundamentos del
pensamiento teórico de los estudiantes.
PALABRAS-CLAVE: Teoría Histórico-Cultural. Actividad de Orientación Docente. Sistema
de conceptos geométricos.
ABSTRACT: This article is the result of research carried out in the doctorate, which had as
its object the organization of geometry teaching in the early years of schooling to seek
theoretical-methodological subsidies to overcome the concept of teaching presence in the
practices of teachers who teach in this teaching stage, in which the practical aspects of
geometric concepts are predominantly emphasized. In this text, we focus on revealing the
essential unit for teaching geometry, the concept's meaning, and theoretical generalizations
as premises for forming the system of ideas. For that, we used as an academic and
methodological basis the principles of the Historical-Cultural Theory and the assumptions of
the Teaching Guiding Activity, through which they revealed that the essential unit for the
systematization of geometric concepts refers to the control of variations in the dimensions of
objects and spaces. We conclude by stating that each dimension (length, width, height/depth)
represents a magnitude that triggers the relations of commonality and generality between the
inferior concepts that, when generalized in a hierarchically distinct category from the others,
become superior, contributing to the development of foundations of students' theoretical
thinking.
KEYWORDS: Historical-Cultural Theory. Teaching Guiding Activity. System of geometric
concepts.
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DOI: https://doi.org/10.32930/nuances.v33i00.9535 3
Introdução
A busca pela superação da concepção de ensino de matemática nos anos iniciais de
escolarização, em especial, de geometria presente nas instituições educativas, foi o objeto de
estudo de diversos autores, dentre os quais destacam-se as investigações realizadas por
Locatelli (2015), Locatelli e Moraes (2016), Ferreira (2017), Assumpção (2018), Santos
(2020) e Ferreira e Moraes (2021), cujas análises apontaram que as tarefas de matemática
mantêm-se na aparência dos conceitos, assumindo uma direção técnica e repetitiva, haja vista
que estes são trabalhados de forma isolada dos determinantes sociais que os envolvem.
Contudo, essa forma de ensino restringi o desenvolvimento psíquico dos estudantes, o
que se analisa diz respeito à qualidade perante a sociedade capitalista que se aspira defrontar.
Diante desse cenário educacional, defende-se a unidade dos conceitos ao invés de sua
fragmentação, a apropriação no lugar da repetição de técnicas desencadeadas pelo trabalho
fragmentado realizado a partir de elementos isolados, ou seja, assume-se um ensino com base
no sistema de conceitos com vistas a formação do teórico que se contrapõe ao pensamento
organizado pela percepção sensorial do aparente.
Os estudos de Davídov (1988, p. 6, tradução nossa), revelam que o pensamento teórico
consiste em “[…] um procedimento especial com que o homem enfoca a compreensão das
coisas e dos acontecimentos por via da análise das condições de sua origem e
desenvolvimento”. Nesse sentido, questiona-se: Como organizar o ensino com base no
sistema de conceitos geométricos com vistas a formação do pensamento teórico?
Para responder essa questão, torna-se necessário realizar o estudo de como o sujeito
aprende e da unidade essencial dos conceitos geométricos para, posteriormente, se pensar na
sistematização de propostas de ensino para essa área do conhecimento dos anos iniciais de
escolarização.
Para isso, o presente texto está organizado em quatro momentos: principalmente, com
a apresentação dos pressupostos de nosso aporte teórico que fundamentam a organização do
ensino, em especial, de geometria. No segundo momento, são apresentados os resultados de
uma síntese sobre como o conceito e a formação de um sistema de conceitos representam a
via adequada para a apropriação dos conhecimentos pelos estudantes.
Em seguida, realizamos uma discussão sobre a relação entre as grandezas como o
fundamento geral para o ensino de matemática, buscando refinar para o nosso objeto,
chegando em sua unidade essencial: o controle da variação das dimensões dos objetos e
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espaços. Por meio dessa unidade desvelamos um sistema de conceitos geométricos que
somará, ao esforço coletivo de muitos, de um ensino que possibilite a apropriação dos
conceitos matemáticos, em especial, os geométricos e a formação do pensamento teórico.
Atividade orientadora de ensino como base teórica e metodológica
Nesta pesquisa utilizamos os princípios sintetizados por Ferreira (2017) da Teoria
Histórico-Cultural e os pressupostos da Atividade Orientadora de Ensino (AOE) como base
teórica e metodológica que subsidiará os elementos didáticos e pedagógicos essenciais que
fundamentam a organização do ensino como atividade. De acordo com Moura e Araujo
(2020), a percepção desse movimento foi evidenciada mais de 30 anos, inicialmente por
Moura (1992) e Lanner de Moura (1995), quando a atividade de ensino foi divulgada, pela
primeira vez, como Atividade Orientadora de Ensino (AOE). Vale observarmos que, ao se
incluir o termo “orientadora” ao conceito de atividade, reforça-se a intencionalidade no
desenvolvimento da atividade de ensino.
Assim, a origem do conceito AOE reside na organização do ensino. Mas,
que ensino? O ensino que condições para os sujeitos apropriarem-se dos
conhecimentos científicos e desenvolverem suas capacidades intelectivas.
Neste momento de produção do conceito, a atividade orientadora se
materializava em ações e instrumentos que o professor poderia utilizar para o
desenvolvimento do ensino de determinado conteúdo escolar. Inclusive, no
processo inicial de consolidação da atividade orientadora ela foi
compreendida, por alguns, como o “problema desencadeador da
aprendizagem”. Contudo, é importante considerar que em seu germe já trazia
uma estrutura que ia além desses elementos, revelava a direção mais
generalizada para organização do ensino, visto que contemplava a tríade
essencial da atividade pedagógica: conteúdo a ser ensinado, a forma mais
adequada e os sujeitos-aprendizes (CEDRO; MORETTI; MORAES, 2019, p.
433-434).
Atualmente, o Grupo de Estudo e Pesquisa sobre a Atividade Pedagógica (GEPAPe)
da Universidade de São Paulo (USP), liderado pelo professor Dr. Manoel Oriosvaldo de
Moura e pela professora Dra. Elaine Sampaio Araújo, tem dado continuidade no
desenvolvimento do conceito de AOE a partir da concepção de organização do ensino como
atividade.
As investigações de Moura et al. (2010) apontaram o conceito de atividade
sistematizado por Leontiev (1978) como o caminho para se localizar os elementos
didáticos e pedagógicos essenciais para fundamentar o trabalho do professor ao organizar o
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ensino. Com isso, a AOE fornecerá subsídios teóricos e metodológicos para a superação da
dicotomia entre teoria e prática “[…] de modo que o processo educativo se constitua como
atividade para o estudante e para o professor” (MOURA et al., 2010, p. 96).
A AOE mantém a estrutura de atividade proposta por Leontiev, ao indicar
uma necessidade (apropriação da cultura), um motivo real (apropriação do
conhecimento historicamente acumulado), objetivos (ensinar e aprender) e
propor ações que considerem as condições objetivas da instituição escolar
(MOURA et al., 2010, p. 96).
Uma vez que a AOE busca no conceito de atividade, os seus elementos estruturantes
(necessidade, motivo, ações e operações), assume a qualidade de mediação, dado que a
atividade é a unidade de vida mediatizada pelo reflexo psicológico, que orienta o sujeito no
mundo objetivo (LEONTIEV, 1978). Nas palavras de Moura et al. (2010, p. 97), a AOE
[...] como um processo de aproximação do objeto: o conhecimento de
qualidade nova [...] toma a dimensão de mediação ao se constituir como um
modo de realização de ensino e de aprendizagem dos sujeitos que, ao agirem
num espaço de aprendizagem, se modificam e, assim, também se
constituirão em sujeitos de qualidade nova.
Nesse processo de organização e desenvolvimento do ensino e da aprendizagem, a
AOE toma a dimensão orientadora e executora. Para Araújo (2019), a necessidade, o motivo e
o objeto da AOE constituem sua dimensão orientadora.
Poderíamos, em termos gerais, considerar que o motivo da AOE é
possibilitar que a experiência social da humanidade, objetivada na cultura, se
torne a experiência do sujeito, de tal forma que o objeto da AOE é o
conhecimento teórico historicamente produzido. Todavia, o que relaciona o
motivo com o objeto, nessa perspectiva, é a necessidade social de formação
da personalidade humana [...] (ARAUJO, 2019, p. 132-133).
Na dimensão executora,
[...] entram em cena as ações e operações para que o motivo se realize no
objeto. As ações, em termos gerais, estão voltadas a objetivos específicos
que, no caso da educação escolar, se identificam com a apropriação dos
conceitos científicos; e as operações, para que essas ações se efetivem,
passam por modos de ação que desenvolvam o pensamento teórico
(ARAUJO, 2019, p. 133).
A atividade sempre está ligada a uma necessidade, ao estado carencial do homem de
algo que apresenta caráter objetal, pois o objeto da atividade, seja ela interna ou externa, se
refere àquilo que lhe confere determinada orientação, que se relaciona com o efetivo motivo
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da atividade (LEONTIEV, 1978). Por essa razão, o processo educativo tem de conferir, a
quem ensina e a quem aprende, motivos autênticos e significativos para se ensinar e aprender
determinado conteúdo escolar.
Sob esse ponto de vista, os estudos de Moura et al. (2010, p. 220) revelam que A
qualidade de atividade ao ensino dá-se pela necessidade de proporcionar a apropriação da
cultura que pode mobilizar os sujeitos a agirem para a concretização de um objetivo comum”.
No caso, o professor em atividade de ensino procura organizá-lo adequadamente a fim de que
o escolar se aproprie da cultura historicamente sistematizada e se desenvolva.
Desta forma, visamos desvelar a organização do ensino de geometria, tendo como base
o sistema de conceitos com vistas ao desenvolvimento do pensamento teórico dos escolares
dos anos iniciais do Ensino Fundamental.
Conceitos e sistema de conceitos
Antes de adentrarmos nos conceitos e no sistema de conceitos, não podemos deixar de
mencionar que a compreensão desses resulta do caminho de análise investigativo, defendido
por Vigotski (2001), sobre a relação entre o pensamento e a linguagem. Diferente dos
métodos de investigação desenvolvidos em sua época, que consideravam os estudos das
funções psicológicas separadamente, como processos isolados do todo, Vigotski (2001) utiliza
a análise baseada no estudo por unidades e não elementos. “Quando falamos de unidade nos
referimos a um produto de análise que, contrariamente à dos elementos, conserva todas as
propriedades básicas do todo e não pode ser dividido sem perdê-las” (VIGOTSKI, 2001, p.
25, tradução nossa). Assim, a linguagem e o pensamento, quando analisados separadamente,
fazem perder-se as características resultantes da ligação que entre ambos, essencialmente,
perde-se a relação que os constituiu.
No movimento inverso, mediante o que denominou de unidade de análise, Vigotski
(2001) considera a linguagem o principal fenômeno do pensamento humano, sustenta essa
assertiva com base em sua investigação experimental e análise teórica que revelam o
significado da palavra como a unidade entre as funções da linguagem e do pensamento
(VIGOTSKI, 2001). Por essa razão,
[...] o método que devemos seguir em nossa exploração da natureza do
pensamento verbal é o da análise semântica o estudo do desenvolvimento,
o funcionamento e a estrutura desta unidade que contém pensamento e
linguagem interrelacionados (VIGOTSKI, 2001, p. 26, tradução nossa).
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O entendimento de como a análise semântica se apresenta na formação e
desenvolvimento de conceitos e sistema de conceitos perpassa pela função primeira da
linguagem, isto é, a comunicação, a transmissão racional e intencional da experiência e do
pensamento ao outro, o intercâmbio social originado no e pelo trabalho coletivo. Como
discutimos, o meio para essa transmissão é o signo, (a palavra, o som, os gestos, entre outros),
além disso, para Vigotski (2001, p. 27, tradução nossa), “[…] a verdadeira comunicação
requer significado, ou seja, tanto generalização como signos” que, posteriormente, se
transformam em símbolos.
Para elucidar seu ponto de vista, o autor utiliza-se da explicação do linguista alemão
Eduardo Sapir que discutia “[…] alguns dos problemas e críticas dirigidos ao conceito de
cultura” (GONÇALVES, 2021, p. 26), destacando determinadas dimensões fundamentais da
vida sociocultural, como a sua dimensão da experiência individual:
Segundo a penetrante descrição de Eduardo Sapir, o mundo da experiência
pode ser bastante simplificado e generalizado antes de ser traduzido em
símbolos. assim é possível a comunicação, pois a experiência individual
reside unicamente em sua própria consciência e é, estritamente falando,
incomunicável. Para se tornar transmissível, deve ser incluído em uma
determinada categoria, que por convenção tácita, a sociedade humana
considera como uma unidade. Assim, a verdadeira comunicação
pressupõe uma atitude generalizadora, sendo um estágio avançado no
desenvolvimento do significado das palavras. Formas superiores de troca
humana são possíveis porque o pensamento do homem reflete uma
realidade conceitualizada (VIGOTSKI, 2001, p. 27, tradução e grifos
nossos).
Ao considerarmos o significado da palavra como uma unidade que abarca tanto o
pensamento como o intercâmbio social, temos acesso a uma análise verdadeira (causal-
genética) de sua origem e desenvolvimento. Conforme a citação, compreendemos que uma
palavra, inicialmente simples, como mãe, por exemplo, representa, de modo simplificado,
para a criança pequena, sua experiência com aquela que a alimenta, limpa, coloca para
dormir, cuida, etc. e que, de modo generalizado, se traduz na palavra mãe.
Ao passo que a criança vai crescendo e se desenvolvendo, a palavra mãe ganha novos
significados, representa uma mulher cuidadora, reprodutora, com características próprias, etc.
Nos dois momentos exemplificados, mãe apresenta diferentes níveis de generalidade, “[…]
uma típica combinação do concreto e do abstrato” (VIGOTSKI, 2001, p. 152, tradução
nossa).
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Agora, vale reportarmos ao que Vigotski (2001), de modo analógico, exemplificou
sobre a localização de um conceito na sua abstração mais elevada e seu lugar objetivo na
realidade. Com base na medição do globo terrestre a partir de suas coordenadas geográficas
a longitude e a latitude , explica que a primeira representa
[...] a natureza do próprio ato do pensamento, do próprio englobamento dos
objetos nos conceitos, do ponto de vista da unidade do concreto e do abstrato
nele contido. A latitude do conceito caracterizará primeiro a relação do
conceito com o objeto, o ponto de aplicação do conceito a um determinado
ponto da realidade (VIGOTSKI, 2001, p. 154, tradução nossa).
Sob essa ótica, podemos compreender que a palavra mãe, no primeiro momento,
refere-se ao ponto de aplicação do conceito à realidade, à latitude, ou seja, trata-se da relação
da criança com a mãe de forma prática, objetiva, direta, como mencionamos: alimenta-a,
limpa-a, veste-a, coloca-a para dormir. A criança poderia prolongar essa série, pois as
palavras novas não apresentam dificuldade. Mas, ela ainda não assimila a palavra “cuidadora”
que, conforme consolidado na longitude, se trata de um conceito mais geral, que engloba as
palavras mencionadas. Assimilar essa nova palavra significa
[...] dominar a relação de comunalidade, adquirir o primeiro conceito
superior, que inclui toda a série de conceitos mais particulares subordinados
a ele, dominar uma nova forma de movimento dos conceitos não só no plano
horizontal [latitude], mas também no plano vertical [longitude] (VIGOTSKI,
2001, p. 154, tradução nossa).
Como no exemplo da palavra mãe, percebemos a concepção de Vigotski (2001) de
que, inicialmente, a palavra é uma generalização do tipo mais elementar. Conforme a criança
vai se desenvolvendo, passa da generalização elementar às formas cada vez mais elevadas de
generalização. Para o autor, esse processo culmina na formação de autênticos e verdadeiros
conceitos (VIGOTSKI, 2001). Logo, corroboramos sua afirmação categórica de que
[...] o significado da palavra não é mais que uma generalização ou um
conceito [...]. Generalização e significado da palavra são sinônimos. Toda
generalização, toda formação de um conceito constitui o mais específico,
mais autêntico e mais indubitável ato do pensamento (VIGOTSKI, 2001, p.
289, tradução nossa).
Diante disso, consideramos que o conceito é o verdadeiro significado da palavra,
um complexo ato do pensamento, uma generalização ligada ao seu desenvolvimento
causal-genético.
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Os estudos de Vigotski (2001, p. 2017, tradução e grifos nossos) apontam que um
sistema de conceitos se revela como as “[…] relações dos conceitos entre si”. Assim sendo,
o sistema apresenta uma relação dialética entrelaçado aos nexos dinâmico-causais” e/ou
“causal genético” que atuam como o elo ou a conexão entre os conceitos, formando uma
estrutura (sistema), em interdependência com a produção criação e desenvolvimento
dos meios para satisfazer as necessidades humanas.
Podemos dizer que o sistema de conceitos se forma no movimento lógico-histórico de
determinado conteúdo objetal, na dinâmica de sua estruturação, desenvolvimento e
transformação dos fenômenos. Nesse sentido, visamos representar esse sistema por meio da
figura a seguir:
Figura 1 Formação do sistema de conceitos pelos sujeitos
Fonte: Elaborado pelas autoras
Conforme temos assinalado, nossas investigações recorreram aos estudos de Vigotski
(2001) para explicar a formação dos conceitos, nos quais mostraram que
[...] o desenvolvimento dos conceitos inicia-se com a relação de
comunalidade percepção dos traços comuns entre os objetos - constituindo
a forma mais sensível entre os significados das palavras (conceitos). A
comunalidade apresenta uma relação estreita com as estruturas de
generalização (agrupamento sincrético, complexo, preconceito, conceito)
que, por sua vez, equivalem ao sistema específico de comunalidade, sua
medida de unidade do abstrato e concreto (FERREIRA, 2017, p. 161).
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Dessa forma, o processo de desenvolvimento dos conceitos ou dos significados das
palavras ocorre com a transição de uma estrutura de generalização à outra, formando um
sistema. Contudo, que se ressaltar que os conceitos não são assimilados de modo simples e
direto. Trata-se de um complexo ato do pensamento porque perpassa por processos psíquicos
complexos ou funções psicológicas superiores (atenção voluntária, memória lógica, abstração,
etc.), diretamente ligado à relação do sujeito com o mundo (VIGOTSKI, 2001).
A partir desses pressupostos, no próximo tópico, analisaremos o objeto de ensino de
matemática e a unidade essencial dos conceitos os geométricos a fim de desvelar seu sistema
de relação conceitual a partir da unidade essencial que o engendra, visando uma adequada
organização do ensino de geometria que possibilita a apropriação e desenvolvimento do
pensamento teórico pelos escolares.
A relação entre as grandezas como o fundamento geral do ensino de matemática
Um dos pressupostos fundamentais da Atividade Orientadora de Ensino (AOE)
corresponde ao estudo do objeto da disciplina a ser ensinada, ou seja, a investigação da
essência do conceito, sua origem e fundamento geral. Esse princípio deve ser considerado no
processo de organização da atividade de ensino do professor para que esta possa conter a
relação de interdependência entre os conceitos, isto é, sua unidade. Nesse sentido, convém
analisarmos como o conceito de grandeza contribui para a organização do ensino de
matemática para chegarmos à unidade essencial do nosso objeto.
Para Davídov (1988, p. 208), o conceito de grandeza está ligado com as relações de
igual, maior e menor: “A multiplicidade de qualquer objeto se converte em grandeza quando
se estabelecem critérios que permitem denominar se A é igual a B, maior que B ou menor que
B”. Para Moura et al. (2018, p. 5-6, grifos dos autores),
[...] a grandeza pode ser definida como uma qualidade de um objeto, ou
fenômeno, que pode ser quantificada. Uma qualidade de um objeto, ou
fenômeno pode ser entendida como o conjunto de relações que
estabelecemos entre estes objetos, ou fenômenos. Assim, a percepção de
uma qualidade é sempre relativa a algo, fruto de comparação e identificação.
A qualidade pode admitir uma variação segundo uma quantidade e essa
variação pode ser traduzida em números ou não. A qualidade coragem de
uma pessoa, por exemplo, admite uma variação segundo a quantidade, mas
essa variação não é traduzível em meros, portanto não pode ser medida.
Faz sentido dizermos que João é mais corajoso que Antônio, mas não que a
coragem de João é o dobro da coragem de Antônio.
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Sob essa lógica, Moura et al. (2018, p. 6) afirmam que para expressarmos as
qualidades de um objeto ou fenômeno de forma numérica é necessário executarmos três
etapas:
Identificar a grandeza (qualidade do objeto, ou fenômeno) que se quer
medir;
Encontrar outro objeto, ou fenômeno, que possua a mesma grandeza para
que seja realizada uma comparação. Isso significa que só podemos comparar
variações da mesma grandeza: comprimento com comprimento, capacidade
com capacidade etc.;
Estabelecer o resultado dessa comparação numericamente.
Num experimento didático realizado presencialmente em 2019 pela pesquisadora
Moya (2020) no Grupo de Pesquisa e Ensino “Trabalho Educativo e Escolarização” da
Universidade Estadual de Maringá, teve o objetivo de “[…] promover a organização do
ensino com base nos princípios elaborados no diálogo entre a teoria histórico-cultural, a
pedagogia histórico-crítica e a atividade orientadora de ensino” (MOYA, 2020, p. 184). Foi
proposto, aos integrantes da oficina, entre os quais nos incluímos, uma tarefa que buscava
identificar, a partir de imagens que remetem aos primeiros registros das necessidades
humanas que mobilizaram a construção de diversas formas de controle de quantidades, os
seguintes aspectos: a ação humana, a qualidade, a grandeza e sua natureza (discreta ou
contínua), a unidade de medida convencional e não convencional, considerando a relação
essencial e universal de determinado conhecimento/ação (DAVÍDOV, 1988). A Imagem 4, a
seguir, representa um dos momentos (tarefa particular) do mencionado experimento.
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Figura 2 Movimento lógico-histórico do controle de quantidades
3
Fonte: Moya (2020, p. 223)
Por meio dessa tarefa, percebemos, além das três etapas anteriormente mencionadas,
como o conceito de grandeza e os demais conceitos matemáticos estão a serviço desta ação de
controle da variação das diferentes grandezas, de modo a possibilitar os seres humanos a vida
em sociedade. Nesse sentido, quanto mais os homens se apropriam destes conceitos e das
relações matemáticas, maior será a possibilidade agir com os objetos e fenômenos sociais.
Diante disso, asseveramos as necessidades de mudanças nos conteúdos e, obrigatoriamente,
nas metodologias de ensino consolidadas na prática docente desde a entrada da criança na
escola, como ponto cardeal para o desenvolvimento do pensamento teórico do escolar.
Para Davídov (1988, p. 6, tradução nossa), o pensamento teórico consiste em “[…] um
procedimento especial com que o homem enfoca a compreensão das coisas e dos
acontecimentos por via da análise das condições de sua origem e desenvolvimento”. Dessa
forma, no modo de ensino proposto e desenvolvido pelo autor, uma reorganização das
disciplinas escolares a partir de um novo método de ensino que se baseia em tarefas de estudo,
compostas por seis ações de estudo, que requerem uma variedade de tarefas específicas,
realizadas por meio de operações.
3
Compreendemos que o título ficaria mais adequado se, ao invés de “Movimento lógico-histórico do controle de
quantidades”, fosse “Movimento lógico-histórico das diferentes grandezas”, uma vez que contemplaria as
diferentes relações entre as grandezas.
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O conceito de tarefa é compreendido como a “[…] unidade do objetivo da ação e das
condições para alcançá-lo” (DAVÍDOV, 1988, p. 178, tradução nossa). Logo, entendemos
que a tarefa está ligada ao modo de se obter o objeto, isto é, à unidade das ações e operações
da atividade. Por esse motivo, foi necessário que os membros do grupo de estudos da OPM
retomassem a análise das seis ações de estudos propostas por Davídov (1988, p. 193, tradução
nossa) para melhor compreensão do ensino dos conteúdos escolares:
[...] - transformação dos dados da tarefa com o fim de desvelar a relação
universal do objeto estudado;
- Modelação da relação diferenciada em forma objetal, gráfica ou por meio
de letras;
- Transformação do modelo da relação para estudar suas propriedades em
“forma pura”;
- Construção do sistema de tarefas particulares para resolver por um
procedimento geral;
- Controle do cumprimento das ações anteriores;
- Avaliação da assimilação do procedimento geral como resultado da solução
da tarefa de estudo dada (DAVÍDOV, 1988, p. 181, tradução nossa).
Inicialmente, o maior desafio do grupo foi identificar a grandeza das ações humanas
de cada imagem, pois, até então, não havíamos estabelecido conexões com suas propriedades
particulares. Foi necessário nos debruçarmos nos estudos das obras de autores como Davídov
(1988, 1982), Caraça (1984), Marx (2008) e Moura et al. (2018) para chegarmos à síntese
coletiva de que o conceito de grandeza pode ser definido como uma “qualidade de um objeto,
ou fenômeno, que pode ser quantificada”, seu significado o se esgota ou se determina de
maneira absoluta, mas o oposto, está em movimento, uma vez que “[…] um movimento
dialético imanente às próprias coisas (desenvolvimento das formas sociais, como movimento
do real, no tempo, por exemplo)” (FERNANDES, 2008, p. 27). Desse modo, podemos dizer
que os conceitos, como o de grandeza, sempre se encontram em movimento com o
desenvolvimento das formas sociais permeadas pelas relações de trabalho.
Com essa experiência ficou evidente, para nós, membros do GENTEE-OPM, que o
ensino, a partir da necessidade de produção pela humanidade de determinado conceito, se
estrutura em articulação com o seu movimento lógico-histórico, possibilitando-nos assimilar
suas particularidades, por meio dos nexos conceituais. Para Fernandes (2008, p. 27):
[...] a cadeia de pensamento deve ter início com o que a história começa e o
seu curso subsequente não deve ser outra coisa senão a imagem exata do
curso histórico em uma forma teórica e abstrata, mas corrigida de acordo
com as leis dadas pelo curso real da própria história, em que cada fator deve
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ser considerado na completa maturidade de seu desenvolvimento em sua
forma clássica.
Ao discutirmos sobre a necessidade de o homem realizar a ação de medir um terreno,
por exemplo, percebemos que ela integra determinadas particularidades que, antes de
elaborarmos a proposta didática, ficavam fragmentadas em nosso pensamento, não faziam
parte do sistema unitário de medir: a partir das qualidades das ações e objetos (largo, estreito,
comprido, curto), do conceito de grandeza (comprimento), de sua natureza (contínua) e da
necessidade do estabelecimento de uma unidade de medida padrão com maior precisão
possível do comprimento (corda, metro, centímetro, etc.).
Neste momento da discussão, encaminhamo-nos para a definição da característica
numérica de uma grandeza. Ficou compreensível, ao grupo, que, para medir (quantificar), é
necessário desenvolver a ação mental de comparar grandezas de mesma espécie, em que
uma delas é utilizada como unidade de medida da outra, podendo ser expressa por uma
representação numérica ou mesmo geométrica.
Não podemos afirmar com isso que devemos seguir um caminho linear para o ensino
de matemática, ou que se trata de uma fórmula pronta e acabada. Ao contrário, é dispensável
narrarmos a história dos “esticadores de corda”
4
, por exemplo, para abarcar a necessidade
humana de criação do conceito de medir. Podemos trabalhar com o movimento lógico-
histórico desse conceito e colocar o estudante em tensão criativa por meio de uma Situação
Desencadeadora de Aprendizagem (SDA), que pode ser materializada na forma de jogo
pedagógico, de situações emergentes do cotidiano ou como uma história virtual do conceito.
“Essas situações desencadeadoras de aprendizagem podem propor um problema capaz de
mobilizar o indivíduo ou o coletivo para solucioná-lo” (MOURA; ARAUJO; SERRÃO, 2018,
p. 422), contemplando, assim, o objetivo do ensino: a apropriação e o desenvolvimento da
linguagem em diferentes níveis se colocam como necessidades impulsionadoras de ões em
direção ao objeto de conhecimento, que também se almeja que seja apropriado, pelas novas
gerações, como uma legítima herança cultural
O que queremos destacar é que compreender o objeto de estudo da disciplina a ser
ensinada é condição basilar para a organização do ensino. Nesse sentido, o movimento lógico-
4
A divisão da sociedade em classes e a propriedade privada levam à criação de medidas para regular posse e à
cobrança de impostos. Segundo o historiador grego Heródoto, as inundações do Nilo desmarcavam os limites das
propriedades, gerando a necessidade de remar-las. Isso era feito com o auxílio de medidas e plantas, pelos
chamados “esticadores de corda”. Daí o desenvolvimento dos números fracionários. É a Matemática se
desenvolvendo no Egito antigo e na Babilônia, do mesmo modo que, posteriormente, com os Maias e Astecas”
(ROSA NETO, 1988, p. 10).
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histórico de desenvolvimento dos conceitos viabiliza a conscientização dos sujeitos do seu
processo de aprendizagem desde que o ensino esteja adequadamente organizado; no caso do
ensino de matemática, a relação entre as grandezas como o fundamento geral para a
organização adequada do ensino dessa disciplina.
Diante do que foi apresentado, a seguir, delimitaremos o conhecimento matemático
que se subdivide em eixos estruturantes de conteúdos ao sistema de conceitos do eixo de
geometria, apresentando os principais estudos que contribuíram para a composição da nossa
proposta didática, destacando a tese, outrora assegurada por Lanner de Moura (1995), de que
a necessidade humana de controlar as variações de dimensões [das diferentes grandezas]
motivou o homem a medir o espaço.
Ao considerarmos a relação entre as grandezas, objeto geral do ensino de matemática,
direcionamo-nos ao estudo sobre a sua conexão geneticamente inicial com o desenvolvimento
do pensamento humano, isto é, a atividade objetal-prática. Acreditamos que, a partir do que
engendra o processo de pensamento do homem, encontraremos subsídios teóricos que nos
orientarão na elaboração de propostas didáticas para o ensino de geometria que visa abordar
os conceitos geométricos, como o de polígono, por meio de uma Situação Desencadeadora de
Aprendizagem (SDA).
Nessa direção, Davídov (1988, p. 115, tradução nossa) atesta que “A base de todo
conhecimento humano é a atividade objetal-prática, produtiva: o trabalho”. Ainda em
consonância com Marx (2004) e Lenin (1976), estão na atividade prática a consciência e
universalidade do homem, sendo está, mais ampla que o conhecimento teórico, uma vez que,
além da universalidade, detém a realidade imediata.
Ao nos direcionarmos à geometria, Lanner de Moura (1995, p. 54, grifos nossos)
complementa que
As primeiras considerações que o homem faz da geometria parecem ter sua
origem em simples observações provenientes da capacidade humana de
reconhecer configurações físicas, comparar formas e tamanhos. Inúmeras
circunstâncias de vida devem ter levado o homem às primeiras elaborações
geométricas como, por exemplo, a noção de distância, a necessidade de
delimitar a terra, a construção de muros e moradias e outras. Podemos
afirmar que na origem de problemas geométricos concretos com os
quais o homem se envolve desde suas atividades práticas, está a
necessidade de controlar as variações de dimensões com as quais se
defronta ao delimitar seu espaço físico para morar e produzir.
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Dessa forma, a necessidade de controlar as variações das dimensões envolve o
movimento da atividade objetal-prática como delimitar a terra, construir muros e moradias,
medir a distância e outras. Lanner de Moura (1995, p. 67, grifos nossos) assegura que:
[...] assim como a necessidade de controlar a variação das quantidades levou
o homem a criar o número, a necessidade de controlar as variações das
dimensões dos objetos levou-o a medir o espaço. Este elemento, que surge
das relações dos homens entre si e com a natureza ao construir a medida,
consideramos como sendo um princípio orientador de como colocar o
problema de medir para a criança.
Tais pressupostos nos leva a inferir que a organização do ensino visa possibilitar, ao
escolar, perceber as propriedades e qualidades da medição para além dos objetos, visto que o
próprio objeto é um nexo bastante complexo (VIGOTSKI, 2000). Para Davídov (1988), a
geometria se apoia na prática que expõe e demonstra, com exatidão, a arte da medição.
Logo, acreditamos que o conceito de polígono compreende uma propriedade particular
em um sistema de conceitos da geometria criado pela necessidade prática de se controlar
as variações das dimensões dos objetos e espaços.
Assim, a organização de ensino, nesta pesquisa, está subsidiada pelos pressupostos
teórico-metodológicos da AOE para a introdução do conceito de grandeza, considerando as
relações maior, menor e igual, por meio de ações objetais práticas. Vale observarmos que:
Perante o homem, o concreto real aparece ao começo como dado
sensorialmente. A atividade sensorial em suas formas peculiares de
contemplação e representação é capaz de captar a integridade do objeto, a
presença, nele, de conexões que no processo de conhecimento conduzem à
universalidade. Mas a contemplação e a representação não podem
estabelecer o caráter interno destas conexões (DAVÍDOV, 1988, p. 142,
tradução nossa).
O autor sustenta que o homem consegue contemplar e representar os fenômenos da
realidade sob a forma de conceito através do pensamento teórico, o que lhes permite
reproduzir o sistema de conexões internas que originaram o concreto dado, descobrindo sua
essência. Desse modo, o trabalho do professor tem o concreto pensado como ponto de partida
e de chegada (MARX, 1978).
Nesse sentido, consideramos que as conexões genuínas que criaram os conceitos
geométricos ocorrem mediante sua relação nuclear, isto é, a atividade objetal-prática: a
necessidade humana de controlar as variações das dimensões dos objetos e espaços na ação de
medir, isso é o que lhes confere unidade.
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Sistema de conceitos geométricos: O controle das variações das dimensões dos objetos e
espaços
Neste momento, abordaremos sobre como o sistema de conceitos geométricos se
forma considerando o lugar funcional dos conceitos, em especial, o de polígono por se tratar
do motivo de estudo realizado por Ferreira (2022). Na identificação do movimento lógico-
histórico do conceito de polígono, verificamos que este se caracteriza como uma propriedade
particular em um sistema de conceitos da geometria engendrado pela necessidade prática de
se controlar as variações das dimensões de diferentes grandezas, seja nas medições de
terrenos, de construções ou em outras situações. O que se coloca como desafio, neste
momento, diz respeito ao lugar funcional do polígono no sistema de conceitos geométricos,
isto é, como ele se relaciona com essa necessidade humana.
No âmbito do conceito histórico-social, a “[…] categoria filosófica de atividade é a
abstração teórica de toda a prática humana universal […], ou seja, a atividade laboral coletiva,
adequada, sensório-objetal, transformadora, das pessoas” (DAVÍDOV, 1988, p. 27, tradução
nossa, grifos do autor).
Atividade transformadora de pessoas no sentido de que, no processo de trabalho
coletivo, desenvolvem-se as Funções Psíquicas Superiores (FPS), dentre as quais, Vigotski
(2001) destaca a linguagem refletida na palavra e expressão do pensamento. Para o autor, com
o desenvolvimento das relações de comunalidade, o conceito torna-se mais independente da
palavra, “[…] do sentido de sua expressão, resultando numa liberdade crescente nas próprias
operações semânticas e em sua expressão verbal” (VIGOTSKI, 2001, p. 266, tradução nossa).
Podemos citar, como exemplo, a relação de comunalidade entre quadrado, círculo, retângulo,
triângulo, etc. Se indagarmos: O que essas palavras ou conceitos têm em comum? A resposta
pode revelar que se trata de figuras planas. A terminologia, figuras planas, expressa todo um
sistema unitário de relações recíprocas entre as variações das figuras geométricas
bidimensionais sem a necessidade de discriminá-las.
Se estudarmos a relação comum de qualquer conceito e sua medida de
comunalidade, obteremos o critério mais seguro da estrutura de
generalização dos conceitos reais. Ser um significado é o mesmo que
manter-se em certas relações comuns com outros significados, ou seja, ter
uma medida de comunalidade específica.
Por consequência, a natureza do conceito, sincrética, em complexo, pré-
conceitual, se descobre mais amplamente nas relações específicas do
conceito em questão em relação a outros conceitos (VIGOTSKI, 2001, p.
266, tradução nossa).
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Nossos estudos sobre a geometria nos levam ao entendimento de que a relação comum
entre os conceitos geométricos é assegurada pelo movimento de controle das variações das
dimensões dos objetos e espaços. As dimensões apresentam diferentes estruturas de
generalização: adimensional (ponto), unidimensional (comprimento linhas),
bidimensional (comprimento e largura polígono) e tridimensional (comprimento,
largura e altura ou profundidade poliedros e não poliedros) que variam conforme as
relações de comunalidade estabelecidas entre os conceitos geométricos em determinado
grau de aplicação na realidade. As variações na estrutura de generalização das dimensões
são consubstanciadas por determinado sistema de conceitos que se apresentam em categorias
conceituais inferiores e superiores.
Assim, por meio da necessidade social de controlar as variações das dimensões dos
objetos e espaços na ação de medir, o homem teve de realizar “Todas as operações
intelectuais comparações, juízos, conclusões […]”, apontadas por Vigotski (2001, p. 153,
tradução nossa), sobre os objetos tridimensionais, em um movimento interno de coordenadas
que determina não apenas a equivalência dos conceitos, mas sua medida de generalidade.
Consideramos que o controle das variações das dimensões dos objetos tenha sido
engendrado, histórica e dialeticamente, pela necessidade humana de planificar um objeto ou
espaço tridimensional em determinado plano. Vale notar que “[…] este ponto de partida deve
manter a identidade durante todo o curso do raciocínio, visto que ele constitui a única garantia
de que o pensamento não se perderá no seu caminho” (KOSIK, 1976, p. 29).
O concreto sensível e perceptível, constituído pelo conceito tridimensional dos
objetos, refere-se ao ponto de partida ainda na visão caótica da representação do todo; o
pensamento chegará às abstrações conceituais mediante o retorno ao concreto, todavia como
concreto pensado, articulado e compreendido (MARX, 2004).
O movimento inicial que identificamos no processo de planificação de um objeto
tridimensional refere-se à determinação de sua posição no espaço: o ponto. Por não apresentar
volume, comprimento, área ou qualquer outra dimensão semelhante, dizemos que o ponto é
adimensional. Para Wong (2001, p. 42), “[…] ponto é o elemento geométrico primordial,
adimensional que indica localização, posição. Não ocupa área nem espaço. É o início e o fim
de uma linha e está onde duas linhas se encontram ou se cruzam”.
Na representação preliminar da forma ou do contorno do objeto, dimensionam-se o
plano, a posição inicial do objeto com o ponto e a direção e o comprimento com linhas
simples que seguem uma mesma direção, seja ela horizontal, vertical ou inclinada. Ou, ainda,
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com linhas que apresentam mudança de direção de forma suave e constante, com abertura
para “fora” do plano (côncava) ou para “dentro” do plano (convexa).
Nesse processo, outras relações em comum podem ser estabelecidas e generalizadas
quando as linhas retas se tornam mais complexas ao se encontrarem com outras que
apresentam começo e fim (segmento). Uma sequência de segmentos de retas que apresentam
direções diferentes é denominada de linhas poligonais, “polilinhas” ou linhas “quebradas”,
pois, quando um segmento de reta se une a outro, formam-se, no nimo, dois ângulos,
conforme os exemplos a seguir.
Figura 3 Formação de linhas poligonais
Fonte: Ferreira (2022)
A palavra poligonal deriva do grego polygonos, que significa “muitos ângulos”,
porque é formada por polys, “muitos”, mais gonos, “ângulos”. Ao observarmos a primeira
linha poligonal formada por dois segmentos de retas, compreendemos essa assertiva
constatando a existência de um ângulo de 90º e outro de 270º. Além disso, diz linhas
“quebradas”, por aparentarem quebras, e “polilinhas” por apresentarem muitas linhas.
As linhas complexas podem ser classificadas em poligonais, sinuosas ou onduladas
(quando apresentam apenas curvas) e mistas ou mistilíneas (quando têm curvas e retas). Nesse
movimento, o que unifica e estrutura essas relações é a dimensão da grandeza comprimento.
Para Vigotski (2001, p. 263, tradução e grifos nossos),
Este é o princípio geral. Essa é a chave para estudar as relações genéticas e
psicológicas do geral e o particular nos conceitos infantis. Cada fase da
generalização tem seu próprio sistema de relações e comunalidade. De
acordo com a estrutura desse sistema, conceitos gerais e particulares são
distribuídos em ordem genética, de modo que no desenvolvimento de
conceitos o movimento do geral para o particular e do particular ao
geral é geralmente diferente em cada estágio de desenvolvimento dos
significados, em função da estrutura de generalização que predomina nessa
fase. Quando você passa de uma fase para outra, o sistema de comunalidade
varia, assim como toda a ordem genética de desenvolvimento dos conceitos
superiores e inferiores.
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Acreditamos que o controle das variações das dimensões dos objetos e espaços, no
ensino de geometria, constitui o conceito geral, unificador, em que cada dimensão apresenta
uma estrutura de generalização, composta por conceitos inferiores que, conforme seu
desenvolvimento, ou captação dos significados, são generalizados em conceitos superiores.
Nos traçados unidimensionais, quando as linhas poligonais (quebradas) ou onduladas
(curvas) se fecham, generalizam-se, agora fazendo parte de uma nova estrutura de
generalização, com um novo nível de relações em comum: as relações bidimensionais, com
duas grandezas: o comprimento e a largura. As linhas fechadas poligonais ou onduladas são
munidas de interior e exterior, de perímetro e área. As linhas poligonais fechadas, formadas
por segmentos de reta que representam os lados da figura, recebem o nome de polígonos
que, como vimos, significa muitos lados ou muitos ângulos.
Uma nova generalização ocorre quando nos atentamos para os traços comuns
presentes nas regularidades da soma do perímetro e da área, no número de segmentos e
ângulos que compõem os polígonos. Nesse caso, dependendo do número de lados e ângulos,
há um formato e nomenclatura própria do polígono, como, por exemplo, o quadrado, formado
por quatro lados iguais, do mesmo modo ocorre com o triângulo, o retângulo, o losango, entre
outros.
Uma análise igualmente sensível sobre a natureza desses conceitos manifesta-se de
forma mais completa ao realizarmos comparações entre os polígonos. A comunalidade entre
eles expressa uma relação equivalente, e, nas diferentes combinações de posições, estabelece-
se a congruência dos polígonos generalizando-os como polígonos regular e irregular.
Como sabemos, os conceitos não se limitam a uma definição, mas desenvolvem-se.
Do mesmo modo, consideramos que as figuras bidimensionais, na geometria, não se limitam
ao conceito de polígono que apresentamos. Traremos apenas as conexões iniciais, todavia,
novas relações estabelecidas desenvolvem novas comunalidades e novos conceitos, com
infinitas possibilidades de generalizações. Limitamo-nos ao conceito de polígono por se tratar
do conceito que está se aprofundando para pensar a organização do ensino de geometria. A
investigação sobre o desenvolvimento dos demais conceitos geométricos demandaria maior
estudo para desvelarmos a inter-relação entre os sistemas de conceitos.
Desse modo, avançaremos do sistema de conceitos geométricos bidimensionais para o
tridimensional no intuito de evidenciarmos que a necessidade de representação mais próxima
do objeto no espaço motivou o homem a aperfeiçoar seu desenho no plano. Com o nível de
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generalidade alcançado com as relações bidimensionais, o homem pode aprofundar a
representação do objeto por meio do estabelecimento de uma nova grandeza, a altura,
compondo as três dimensões.
A necessidade de identificar a diferença de nível que entre um ponto e outro
mobilizou o indivíduo a buscar uma referência na base. A base, já desvelada nas relações
bidimensionais com os polígonos, com a inserção da altura ou profundidade (dependendo do
ponto de referência) possibilitou, ao homem, descobrir a dimensão total do objeto,
estabelecendo o elo necessário para desenvolver um novo sistema, isto é, uma nova estrutura
de generalização no desenvolvimento dos conceitos geométricos.
Nessa nova estrutura de generalização do pensamento, outras relações de
comunalidade começam a tomar forma com a representação das figuras tridimensionais: o
dado passa a ser representado pelo cubo, a bola, pela esfera, o tijolo, pelo paralelepípedo, etc.
Ao analisarmos os traços comuns entre os objetos ou representações deles, são realizadas
novas generalizações.
Por exemplo: ao observarmos as representações dos objetos, é possível verificarmos
que algumas apresentam duas bases poligonais iguais e faces laterais paralelas, denominadas
de prismas. Ao examinarmos outras representações, percebemos que algumas têm apenas uma
base poligonal e faces laterais triangulares que se encontram em um único ponto,
denominadas de pirâmides. De modo geral, algumas representações que possuem as faces, as
arestas e os vértices iguais são conhecidas como poliedros regulares; outros não apresentam
todos esses elementos iguais, denominadas de poliedros irregulares. A terminologia
“poliedro”, de origem grega, significa várias/muitas faces. A maioria dos poliedros são
designados pelo número de faces que possuem, como o tetraedro (4 faces), hexaedro (6 faces),
entre outros, representando uma generalização das figuras tridimensionais com faces planas.
De igual natureza ocorre com as figuras geométricas tridimensionais que apresentam alguma
superfície curva, cognominadas de corpos redondos.
Vale destacarmos que, como indicamos, nessa relação dialética entre os conceitos
geométricos, retornamos ao concreto (objetos no espaço) que foi nosso ponto de partida e que,
neste momento, configura-se como nosso ponto de chegada, compreendido e articulado como
síntese de múltiplas determinações. Como defende Kosik (1976, p. 29), “Da vital, caótica,
imediata representação do todo, o pensamento chega aos conceitos, às abstratas determinações
conceituais, cuja formação se opera o retorno ao ponto de partida”. Nesta mesma direção
Kopnin (1978, p. 162) afirma que
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O movimento do conhecimento do sensorial-concreto através do abstrato
ao concreto, que reproduz o objeto no conjunto de abstrações é uma
manifestação da lei da negação da negação. O abstrato é a negação do
sensorial-concreto. O concreto no pensamento é a negação do abstrato, mas
o concreto mental não é a retomada do concreto inicial, sensorial, mas o
resultado da ascensão a um concreto novo, mais substancial.
O concreto, nesse sentido, opera como um resultado da ascensão a um concreto novo,
em sua expressão universal das leis de seu movimento e desenvolvimento. Nas relações
internas genéticas e dinâmicas do objeto no interior de um todo em desenvolvimento,
inicialmente, o concreto aparece “[…] como ponto de partida da contemplação e da
representação, reelaboradas no conceito, e como resultado mental da reunião das abstrações”
(DAVIDOV, 1988, p. 150, tradução nossa).
Em vista disso, na tentativa de expor relações iniciais de comunalidade e generalidade
do conceito de polígono, aprimoramos a Figura 2, “Analogia às relações de generalidade entre
os conceitos”, apresentada em Ferreira (2017, p. 48), evidenciando, agora, “um” sistema de
conceitos geométricos e não “o” sistema de conceitos geométricos por entendermos que este
estudo não se apresenta acabado, mas em movimento. Compreendemos que as relações
entre as dimensões conferem unidade à geometria, em que cada dimensão apresenta uma
grandeza que agencia as relações de comunalidade e generalidade presentes entre os conceitos
inferiores que, ao serem generalizados em uma categoria hierarquicamente distinta das
demais, se tornam superiores. Destacamos que a nossa atividade de ensino envolve o conceito
de polígono, por isso focamos nossa reflexão no conceito bidimensional da geometria.
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Figura 4 Relações iniciais de comunalidade e generalidade dos conceitos geométricos
Fonte: Ferreira (2022)
Nessa rica totalidade de relações e determinações, representaremos as relações iniciais
dos conceitos geométricos a fim de identificarmos a unidade lógica-histórica do conceito de
polígono. Observamos que este tem nas dimensões comprimento e largura a relação essencial
que o caracteriza como uma propriedade particular no sistema de conceitos geométricos,
diante da necessidade prática de controlarmos as variações das dimensões dos objetos e
espaços na ação de medir.
Considerações finais
Conforme mencionamos, fomos desafiadas a buscar a superação do modelo de ensino
constatado por Ferreira (2017) por meio de uma nova organização e materialização do ensino
de geometria com vistas a possibilitar o desenvolvimento dos conceitos geométricos. Para
tanto, foi preciso compreendermos como se forma um sistema de conceitos para, em seguida,
desvelarmos as conexões geneticamente iniciais dos conceitos geométricos.
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Realizamos com base em um dos pressupostos da AOE, o estudo do movimento
lógico-histórico de criação e desenvolvimento dos conceitos matemáticos, em direção aos
geométricos, isto é, a sua relação nuclear que confere unidade aos conceitos, marcamos a
relação entre as grandezas como o fundamento geral do ensino de matemática, pois, na
expressão numérica, para se medir (quantificar), é necessário desenvolver a ação mental de
comparar grandezas de mesma qualidade, em que uma delas é utilizada como unidade de
medida da outra.
Ao delimitar essa questão à geometria, identificamos que sua relação nuclear está na
necessidade humana de controlar as variações das dimensões dos objetos e espaços na ação de
medir, ou seja, na dinâmica da atividade objetal-prática, como na delimitação da terra,
construção de muros e moradias, medição de distância entre outras. Consideramos que o
controle das variações das dimensões das diferentes grandezas engendrou-se (histórica e
dialeticamente) pela necessidade do homem de planificar um objeto ou espaço tridimensional
em determinado plano.
Diante disso, analisando o movimento de constituição do sistema de conceitos
geométricos, voltamo-nos para as suas relações iniciais, a partir das relações de comunalidade
e generalidade, para, assim, caminharmos para a organização adequada do ensino de
geometria.
Verificamos que as dimensões geométricas apresentam diferentes estruturas de
generalização: adimensional (ponto), unidimensional com o comprimento (linhas abertas),
bidimensional com o comprimento e a largura (linhas fechadas) e tridimensional com o
comprimento, a largura e a altura e/ou profundidade (representação dos objetos). Essas
estruturas variam em consonância com as relações de comunalidade entre os conceitos
geométricos em determinado grau de aplicação na realidade.
Com base nesta análise, destacamos as relações sociais, encarnadas na atividade
laboral, como próprias do desenvolvimento humano, o eixo motor das leis gerais do
desenvolvimento da racionalidade e, primeiramente, da consciência “[...] como capacidade
para conhecer as coisas, alcançando o conceito ou a essência delas” (CHAUÍ, 2000, p. 45).
Por esse motivo, não se esgotam as relações do sujeito e do objeto com o contexto
sociocultural que os circunscreve, mas desenvolvem-se (ou retrocedem-se), entrelaçadas à
dinâmica das próprias coisas, à visão de mundo coletiva que se expressa em ideias, valores e
práticas da sociedade.
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Por isso, não temos a pretensão de esgotar uma análise histórico-dialética desse objeto,
mas apresentar contribuições que se somem ao esforço coletivo de favorecer o ensino de
geometria sob a ótica do método materialista histórico-dialético articulado com os princípios
gerais de organização do ensino mediado pela AOE, com o intuito de que seja um ensino que
possibilita a apropriação dos conceitos matemáticos e a formação do pensamento teórico.
REFERÊNCIAS
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Como referenciar este artigo
FERREIRA, M.; GONZAGA DE MORAES, S. P. O ensino de geometria com base no
sistema de conceitos geométricos. Nuances Est. Sobre Educ., Presidente Prudente, v. 33,
e022030, 2022. e-ISSN: 2236-0441. DOI: https://doi.org/10.32930/nuances.v33i00.9535
Submetido em: 01/09/2022
Revisões requeridas: 09/10/2022
Aprovado em: 12/11/2022
Publicado em: 31/12/2022
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THE TEACHING OF GEOMETRY BASED ON THE SYSTEM OF GEOMETRIC
CONCEPTS
O ENSINO DE GEOMETRIA COM BASE NO SISTEMA DE CONCEITOS
GEOMÉTRICOS
LA ENSEÑANZA DE LA GEOMETRÍA BASADA EN EL SISTEMA DE CONCEPTOS
GEOMÉTRICOS
Merly FERREIRA
1
Silvia Pereira GONZAGA DE MORAES
2
ABSTRACT: This article is the result of research carried out in the doctorate, which had as
its object the organization of geometry teaching in the early years of schooling to seek
theoretical-methodological subsidies to overcome the concept of teaching presence in the
practices of teachers who teach in this teaching stage, in which the practical aspects of
geometric concepts are predominantly emphasized. In this text, we focus on revealing the
essential unit for teaching geometry, the concept's meaning, and theoretical generalizations as
premises for forming the system of ideas. For that, we used as an academic and
methodological basis the principles of the Historical-Cultural Theory and the assumptions of
the Teaching Guiding Activity, through which they revealed that the essential unit for the
systematization of geometric concepts refers to the control of variations in the dimensions of
objects and spaces. We conclude by stating that each dimension (length, width, height/depth)
represents a magnitude that triggers the relations of commonality and generality between the
inferior concepts that, when generalized in a hierarchically distinct category from the others,
become superior, contributing to the development of foundations of students' theoretical
thinking.
KEYWORDS: Historical-Cultural Theory. Teaching Guiding Activity. System of geometric
concepts.
1
State University of Marin(UEM), Maringá PR Brazil. Doctoral degree from the Graduate Program in
Education. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5968-6786. E-mail: merlypf@gmail.com
2
State University of Maringá (UEM), Maringá PR Brazil. Permanent Professor of the Graduate Program in
Education. Doctorate in Education (USP). ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0937-5581. E-mail:
spgmoraes@uem.br
Nuances Est. Sobre Educ., Presidente Prudente, v. 33, e022030, 2022. e-ISSN: 2236-0441
DOI: https://doi.org/10.32930/nuances.v33i00.9535 2
RESUMO: O presente artigo é resultado da investigação realizada no doutorado, que teve
como objeto a organização do ensino de geometria nos anos iniciais de escolarização, com o
intuito buscarmos subsídios teóricos-metodológicos com vistas a superar a concepção de
ensino presente nas práticas dos professores que lecionam nesta etapa de ensino, em que se
enfatiza, predominante, os aspectos empíricos dos conceitos geométricos. Neste texto,
focalizamos em revelar a unidade essencial para o ensino de geometria, o significado de
conceito e as generalizações teóricas como premissas para a formação do sistema de
conceitos. Para tanto, utilizamos como base teórica e metodológica os princípios da Teoria
Histórico-Cultural e os pressupostos da Atividade Orientadora de Ensino, por meio dos quais
desvelaram que a unidade essencial para a sistematização dos conceitos geométricos se
refere ao controle das variações das dimensões dos objetos e espaços. Concluímos afirmando
que cada dimensão (comprimento, largura, altura/profundidade) representa uma grandeza
que desencadeia as relações de comunalidade e generalidade entre os conceitos inferiores
que, quando generalizados em uma categoria hierarquicamente distinta das demais, se
tornam superiores, contribuindo para o desenvolvimento das bases do pensamento teórico
dos estudantes.
PALAVRAS-CHAVE: Teoria Histórico-Cultural. Atividade Orientadora de Ensino. Sistema
de conceitos geométricos.
RESUMEN: Este artículo es resultado de una investigación realizada en el doctorado, que
tuvo como objeto la organización de la enseñanza de la geometría en los primeros años de
escolaridad, con el fin de buscar subsidios teórico-metodológicos con el fin de superar el
concepto de enseñanza presente en las prácticas del profesorado que imparte docencia en
esta etapa docente, en la que predomina el énfasis en los aspectos empíricos de los conceptos
geométricos. En este texto nos enfocamos en develar la unidad esencial para la enseñanza de
la geometría, el significado de concepto y las generalizaciones teóricas como premisas para
la formación del sistema de conceptos. Para ello, se utilizó como base teórica y metodológica
los principios de la Teoría Histórico-Cultural y los presupuestos de la Actividad Orientadora
Docente, a través de los cuales se reveló que la unidad esencial para la sistematización de los
conceptos geométricos se refiere al control de las variaciones en las dimensiones. de objetos
y espacios. Concluimos afirmando que cada dimensión (largo, ancho, alto/profundidad)
representa una magnitud que desencadena las relaciones de comunalidad y generalidad entre
los conceptos inferiores que, al generalizarse en una categoría jerárquicamente distinta de
los demás, se vuelven superiores, contribuyendo al desarrollo de fundamentos del
pensamiento teórico de los estudiantes.
PALABRAS-CLAVE: Teoría Histórico-Cultural. Actividad de Orientación Docente. Sistema
de conceptos geométricos.
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Introduction
The search for overcoming the conception of mathematics teaching in the early years
of schooling, especially geometry present in educational institutions, was the object of study
of several authors, among which we highlight the investigations conducted by Locatelli
(2015), Locatelli and Moraes (2016), Ferreira (2017), Assumpção (2018), Santos (2020), and
Ferreira and Moraes (2021), whose analyses pointed out that mathematics tasks remain in the
appearance of concepts, assuming a technical and repetitive direction, given that these are
worked in isolation from the social determinants that surround them.
However, this form of teaching restricts the students' psychic development, which is
analyzed in terms of quality in the face of the capitalist society we aspire to confront. In this
educational scenario, we defend the unity of concepts instead of their fragmentation, the
appropriation instead of the repetition of techniques triggered by the fragmented work
performed from isolated elements, that is, we assume an education based on the system of
concepts aiming at the formation of the theoretician that opposes to the thought organized by
the sensorial perception of the apparent.
Davídov's studies (1988, p. 6, our translation) reveal that theoretical thinking consists
of "[...] a particular procedure with which man focuses on the understanding of things and
events through the analysis of the conditions of their origin and development. In this sense,
the question arises: How to organize teaching based on the system of geometric concepts with
a view to the formation of theoretical thinking?
It is necessary to study how the subject learns and the essential unity of geometric
concepts so that, later, teaching proposals can be systematized for this area of knowledge in
the early years of schooling.
To this end, the present text is organized into four parts: first, the presentation of the
assumptions of our theoretical support that underlie teaching organization, especially
geometry. Then, in the second moment, we present the results of a synthesis of how the
concept and the formation of a system of concepts represent the appropriate way for the
appropriation of knowledge by students.
Next, we discuss the relationship between magnitudes as the general foundation for
teaching mathematics, seeking to refine it for our object, arriving at its fundamental unit: the
control of the variation of the dimensions of objects and spaces. Through this unit, we
unveiled a system of geometric concepts that will add, to the collective effort of many,
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teaching that enables the appropriation of mathematical concepts, especially geometric ones,
and the formation of theoretical thinking.
Guiding Teaching Activity as a Theoretical and Methodological basis
In this research, we use the principles synthesized by Ferreira (2017) of the Cultural-
Historical Theory and the assumptions of the Guiding Teaching Activity (AOE) as a
theoretical and methodological basis that will subsidize the essential didactic and pedagogical
elements that underlie the organization of teaching as an activity. According to Moura and
Araujo (2020), the perception of this movement was evidenced more than 30 years ago,
initially by Moura (1992) and Lanner de Moura (1995), when the teaching activity was first
publicized as Guiding Teaching Activity (Guiding Teaching Activity). It is worth noting that
including the term "guiding" in the concept of activity reinforces intentionality in the
development of the teaching activity.
Thus, the AOE concept's origin lies in teaching organization. But what kind
of teaching? Teaching provides conditions for subjects to appropriate
scientific knowledge and develop their intellectual capacities. At this
moment of the concept's production, the guiding activity materialized in
actions and instruments that the teacher could use to teach certain school
content. Even in the initial consolidation process of the guiding activity,
some understood it as the "learning triggering problem". However, it is
essential to consider that in its germ, it already carried a structure that went
beyond these elements, it revealed the most generalized direction for the
organization of teaching since it contemplated the essential triad of
pedagogical activity: content to be taught, the most appropriate form and the
subjects-learners (CEDRO; MORETTI; MORAES, 2019, p. 433-434, our
translation).
Currently, the Study and Research Group on Pedagogical Activity (GEPAPe) of the
University of São Paulo (USP), led by Professor Dr. Manoel Oriosvaldo de Moura and
Professor Dr. Elaine Sampaio Araújo, has continued the development of the concept of AOE
from the conception of the organization of teaching as activity.
The investigations of Moura et al. (2010) pointed to the concept of activity -
systematized by Leontiev (1978) - as the way to locate the essential didactic and pedagogical
elements to support the teacher's work when organizing teaching. Thus, AOE will provide
theoretical and methodological subsidies to overcome the dichotomy between theory and
practice "[...] so that the educational process is constituted as an activity for the student and
the teacher" (MOURA et al., 2010, p. 96, our translation).
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AOE maintains the activity structure proposed by Leontiev by indicating a
need (appropriation of culture), a real reason (appropriation of historically
accumulated knowledge), objectives (teaching and learning), and proposing
actions that consider the objective conditions of the school institution
(MOURA et al., 2010, p. 96, our translation).
Since AOE seeks the concept of activity and its structuring elements (necessity,
reason, actions, and operations), it assumes the quality of mediation, given that the activity is
the unit of life mediated by the psychological reflex, which guides the subject in the objective
world (LEONTIEV, 1978). In the words of Moura et al. (2010, p. 97, our translation), AOE
[...] as a process of approaching the object: the knowledge of new quality
[...] takes the dimension of mediation when constituting itself as a mode of
realization of teaching and learning of the subjects that, when acting in a
learning space, are modified and, thus, will also constitute themselves in
subjects of new quality.
AOE takes the guiding and executing dimension in organizing and developing
teaching and learning. For Araújo (2019), the need, the motive, and the object of AOE
constitute its guiding dimension.
In general terms, AOE's motive is to enable the social experience of
humanity, objectified in culture, to become the subject's experience, such
that the object of AOE is the historically produced theoretical knowledge.
However, what relates the motive to the object, in this perspective, is the
social need for the formation of the human personality [...] (ARAUJO, 2019,
p. 132-133, our translation).
In the execution dimension,
[...] entram em cena as ações e operações para que o motivo se realize no
objeto. As ações, em termos gerais, estão voltadas a objetivos específicos
que, no caso da educação escolar, se identificam com a apropriação dos
conceitos científicos; e as operações, para que essas ações se efetivem,
passam por modos de ação que desenvolvam o pensamento teórico
(ARAUJO, 2019, p. 133, our translation).
The activity is always linked to a need, to the man's needy state of something that
presents an objective character, because the object of the action, whether internal or external,
refers to what gives it a particular orientation, which is related to the practical motive of the
activity (LEONTIEV, 1978). For this reason, the educational process must provide those who
teach and those who learn with authentic and meaningful motives for teaching and learning
certain school content.
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From this point of view, the studies by Moura et al. (2010, p. 220, our translation)
reveal that "The quality of activity to teaching is given by the need to provide the
appropriation of culture that can mobilize subjects to act towards the achievement of a
common goal. In this case, the teacher in the teaching activity tries to organize it properly so
that the student can appropriate the historically systematized culture and develop it.
Thus, we aim to unveil the organization of geometry teaching based on the system of
concepts to develop students' theoretical thinking in the early elementary school years.
Concepts and system of concepts
Before going into the concepts and the concept system, we cannot mention that their
understanding results from the investigative analysis path that Vygotsky (2001) advocated on
the relationship between thought and language. Unlike the investigative methods developed in
his time, which considered the studies of psychological functions separately as processes
isolated from the whole, Vygotsky (2001) uses the analysis based on the study by units, not
elements. "When we speak of the unit, we refer to a product of analysis which, unlike that of
elements, retains all the basic properties of the whole and cannot be divided without losing
them." (VIGOTSKI, 2001, p. 25, our translation). Thus, when analyzed separately, language
and thought cause the characteristics resulting from the connection between them to be lost;
essentially, the relationship that constituted them is lost.
In the opposite movement, through what he called the unit of analysis, Vygotsky
(2001) considers language as the main phenomenon of human thought. He supports this
assertion based on his experimental research and theoretical analysis that reveals the word's
meaning as the unit between the functions of language and thought (VIGOTSKI, 2001). For
this reason,
[] the method we must follow in our exploration of the nature of verbal
thought is that of semantic analysis - the study of the development,
functioning, and structure of this unit that contains interrelated thought and
language (VIGOTSKI, 2001, p. 26, our translation).
The understanding of how semantic analysis presents itself in the formation and
development of concepts and concept systems goes through the primary function of language,
that is, communication, the rational and intentional transmission of experience and thought to
the other, the social exchange originated in and through collective work. As we have already
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discussed, the means for this transmission is the sign (the word, the sound, the gestures,
among others), moreover, for Vygotsky (2001, p. 27, our translation), "[...] true
communication requires meaning, that is, both generalization and signs" that, later, become
symbols.
To elucidate his point of view, the author uses the explanation of the German linguist
Eduardo Sapir who discussed "[...] some of the problems and criticisms directed at the
concept of culture" (GONÇALVES, 2021, p. 26, our translation), highlighting certain
fundamental dimensions of sociocultural life, such as its dimension of individual experience:
According to Eduardo Sapir's penetrating description, the world of
experience can be significantly simplified and generalized before being
translated into symbols. Communication is possible only in this way, for
individual experience resides solely in one's consciousness and is, strictly
speaking, incommunicable. To become communicable, it must be included
in a specific category, which by tacit convention, human society regards as a
unit. Thus, true communication presupposes a generalizing attitude, an
advanced stage in developing the meaning of words. Higher forms of human
exchange are possible only because man's thinking reflects a conceptualized
reality (VIGOTSKI, 2001, p 27, our translation).
Considering the word's meaning as a unit encompassing both thought and social
exchange, we can access a true (causal-genetic) analysis of its origin and development. As the
quotation shows, we understand that an initially simple word, such as mother, for example,
represents, in a simplified way, for the small child its experience with the one who feeds it,
cleans it, puts it to sleep, takes care of it, etc., and which, in a generalized way, translates into
the word mother.
As the child grows and develops, the word mother takes on new meanings,
representing a caring, reproductive woman with her characteristics, etc. In the two
exemplified moments, the mother presents different levels of generality, "[...] a typical
combination of the concrete and the abstract" (VIGOTSKI, 2001, p. 152, our translation).
Now, it is worthwhile to refer to what Vygotsky (2001) analogically exemplified about
the location of a concept in its highest abstraction and its objective place in reality. Based on
the measurement of the globe from its geographic coordinates - the longitude and latitude - he
explains that the first represents
[...] the nature of the act of thought itself, of the very encompassing of
objects in concepts, from the point of view of the unity of the concrete and
the abstract contained therein. The latitude of the idea will first characterize
the relation of the concept to the object, the point of application of the
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concept to a given point of reality (VIGOTSKI, 2001, p. 154, our
translation).
From this point of view, we can understand that the word mother, in the first moment,
refers to the point of application of the concept to reality, to latitude, that is, it is about the
child's relationship with the mother in a practical, objective, direct way, as we mentioned:
feed her, clean her, dress her, put her to sleep. The child could prolong this series because the
new words are not complicated. But she has not yet assimilated the word "caregiver," which,
consolidated in the longitude, is a more general concept that encompasses the words
mentioned. Assimilating this new word means
[...] to dominate the commonality relation, to acquire the first superior
concept, which includes all the series of more particular ideas subordinated
to it, to dominate a new form of movement of concepts not only in the
horizontal plane [latitude], but also in the vertical plane [longitude]
(VIGOTSKI, 2001, p. 154, our translation).
As in the example of the word mother, we see Vygotsky's (2001) conception that,
initially, the word is a generalization of the most elementary kind. As the child develops, it
moves from elementary generalization to higher and higher forms of generalization. For the
author, this process culminates in forming authentic and accurate concepts (VIGOTSKI,
2001). Thus, we corroborate his categorical statement that
[] the meaning of the word is nothing more than a generalization or a
concept [...]. Generalization and word meaning are synonyms. Every
concept's generalization and formation constitutes the most specific,
authentic, and undoubted act of thought (VIGOTSKI, 2001, p. 289, our
translation).
Given this, we consider that the concept is the word's true meaning, a complex act
of thought, a generalization linked to its causal-genetic development.
Vygotsky's studies (2001, p. 2017, our translation) point out that a system of concepts
is revealed as the [...] relations of concepts among themselves. Thus, the system presents
a dialectical relationship intertwined with the "dynamic-causal" and "genetic causal" nexuses
that act as the link or connection between the concepts, forming a structure (system), in
interdependence with the production - creation, and development - of the means to satisfy
human needs.
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The system of concepts is formed in the logical-historical movement of a given object
content, in the dynamics of its structuring, development, and transformation of phenomena. In
this sense, we aim to represent this system using the following figure:
Figure 1 - Subjects' formation of the concept system
Source: Elaborated by the authors
As we have pointed out, our investigations resorted to Vygotsky's studies (2001) to
explain the formation of concepts, in which he showed that
[...] the development of concepts begins with the relation of communality -
perception of common traits between objects - constituting the most
sensitive form between the meanings of words (concepts). Communality
presents a close relationship with the structures of generalization (syncretic
grouping, complex, prejudice, concept), which, in turn, are equivalent to the
specific system of commonality, its measure of unity of the abstract and
concrete (FERREIRA, 2017, p. 161, our translation).
Thus, the development process of concepts or word meanings occurs with the
transition from one generalization structure to another, forming a system. However, it should
be noted that concepts are not assimilated and directly. It is a complex act of thought because
it goes through complex psychic processes or higher psychological functions (voluntary
attention, logical memory, abstraction, etc.) directly linked to the subject's relationship with
the world (VIGOTSKI, 2001).
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Based on these assumptions, in the next topic, we will analyze the mathematics
teaching object and the essential unity of geometric concepts to unveil its conceptual
relationship system from the essential unity that engenders it, aiming at an adequate
organization of geometry teaching that enables the appropriation and development of
theoretical thinking by students.
The relationship between magnitudes as the general foundation of mathematics teaching
One of the fundamental assumptions of the Guiding Teaching Activity (Guiding
Teaching Activity) corresponds to the study of the object of the subject to be taught, that is,
the investigation of the essence of the concept, its origin, and its general foundation. This
principle should be considered in organizing the teacher's teaching activity to contain the
interdependent relationship between the concepts: their unity. In this sense, we should analyze
how the concept of magnitude contributes to the organization of mathematics teaching to
reach the essential unity of our object.
For Davídov (1988, p. 208, our translation), the concept of magnitude is connected
with the relations of equal, more significant, and lesser: "The multiplicity of any object
becomes a magnitude when criteria are established that allow us to determine whether A is
similar to B, more significant than B, or less than B. For Moura et al. (2018, p. 5-6, emphasis
added, our translation),
[...] magnitude can be defined as a quality of an object or phenomenon that
can be quantified. A quality of an object or phenomenon can be understood
as the set of relations we establish between these objects or phenomena.
Thus, the perception of quality is always relative to something, resulting
from comparison and identification. The quality can admit a variation
according to a quantity, which can be translated into numbers. The courage
quality of a person, for example, admits an interpretation according to
quantity, but this variation is not translatable into numbers, therefore, it
cannot be measured. For example, it makes sense to say that John is braver
than Anthony, but not that John's courage is twice as much as Anthony's.
Under this logic, Moura et al. (2018, p. 6, our translation) state that to express the
qualities of an object or phenomenon in numerical form, it is necessary to perform three steps:
Find another object or phenomenon with the same magnitude to make a
comparison. This means that we can only compare variations of the same
quantity: length with length, capacity with capacity, etc.;
Establish the result of this comparison numerically.
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In a didactic experiment conducted face-to-face in 2019 by researcher Moya (2020) in
the Educational Work and Schooling Research Group at the State University of Maringá, it
aimed to "[...] promote the organization of teaching based on the principles elaborated in the
dialogue between cultural-historical theory, critical-historical pedagogy, and teaching-
oriented activity" (MOYA, 2020, p. 184, our translation). It was proposed to the workshop
members, among which we included ourselves, a task that sought to identify, from images
that refer to the first records of human needs that mobilized the construction of various forms
of quantity control, the following aspects: human action, quality, magnitude and its nature
(discrete or continuous), a conventional and non-conventional unit of measurement,
considering the essential and universal relationship of certain knowledge/action (DAVÍDOV,
1988). Image 4, below, represents one of the moments (particular task) of the mentioned
experiment.
Figure 2 - Logical-historical movement of quantity control
3
Fonte: Moya (2020, p. 223)
Through this task, we realize, in addition to the three steps previously mentioned, how
the concept of magnitude and the other mathematical concepts are at the service of this action
of controlling the variation of different magnitudes to enable human beings to live in society.
In this sense, the more men appropriate these concepts and mathematical relationships, the
3
We understand that the title would be more appropriate if, instead of "Logical-historical movement of the
control of quantities", it were "Logical-historical movement of different quantities", since it would contemplate
the different relations between quantities.
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greater the possibility of acting with objects and social phenomena. Because of this, we assert
the need for changes in the contents and, necessarily, in the teaching methodologies
consolidated in the teaching practice since the child starts school as a cardinal point for
developing the scholar's theoretical thinking.
For Davídov (1988, p. 6, our translation), theoretical thinking consists of "[...] a
special procedure with which man focuses on the understanding of things and events through
the analysis of the conditions of their origin and development. Thus, in the teaching mode
proposed and developed by the author, there is a reorganization of school subjects based on a
new teaching method based on study tasks, composed of six study actions, which require a
variety of specific tasks performed through operations.
The concept of task is understood as the "[...] unity of the objective of the action and
the conditions to achieve it" (DAVÍDOV, 1988, p. 178, our translation). Therefore, we
understand that the task is linked to the way to obtain the object, that is, to the unity of actions
and operations of the activity. For this reason, the members of the OPM study group needed
to resume the analysis of the six study actions proposed by Davídov (1988, p. 193) for a better
understanding of the teaching of school contents:
[...] - the transformation of the task data to unveil the universal relation of
the studied object;
- Modeling of the differentiated relation in object form, graphically or using
letters;
- Transformation of the model of the relation to study its properties into
"pure form";
- Construction of the system of particular tasks to be solved by a
general procedure;
- Control of the fulfillment of the previous actions;
- Evaluation of the assimilation of the general procedure as a result of
solving the given study task (DAVÍDOV, 1988, p. 181, our translation).
Initially, the group's biggest challenge was identifying the magnitude of the human
actions in each image because, until then, we had not established connections with their
particular properties. Therefore, it was necessary to delve into studies of the works of authors
such as Davídov (1988, 1982), Caraça (1984), Marx (2008), and Moura et al. (2018) to reach
the collective synthesis that the concept of magnitude can be defined as a "quality of an
object, or phenomenon, that can be quantified", its meaning is not exhausted or determined in
an absolute way, but the opposite, it is in movement, since there is "[...] a dialectical
movement immanent to things themselves (development of social forms, as the movement of
the real, in time, for example)" (FERNANDES, 2008, p. 27, our translation). In this way, we
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can say that concepts, such as the concept of greatness, are always in motion with the
development of social forms permeated by labor relations.
With this experience, it became evident to us, members of GENTEE-OPM, that
teaching is structured in articulation with its logical-historical movement, based on humanity's
need to produce a certain concept, allowing us to assimilate its particularities using conceptual
connections. For Fernandes (2008, p. 27, our translation):
[...] the chain of thought must begin with what history begins, and its
subsequent course must be nothing but the exact image of the historical
course in a theoretical and abstract form, but corrected according to the laws
given by the actual course of history itself, in which each factor must be
considered in the full maturity of its development in its classical form.
When discussing the need for man to act as measuring a piece of land, for example, we
realized that it integrates certain particularities that, before we developed the didactic
proposal, were fragmented in our thinking, not part of the unitary system of measurement:
from the qualities of actions and objects (wide, narrow, long, short), the concept of magnitude
(length), its nature (continuous) and the need to establish a standard unit of measurement with
the greatest possible accuracy of length (rope, meter, centimeter, etc.).
At this point in the discussion, we moved on to defining the numerical characteristic of
a quantity. It became clear to the group that to measure (quantify), it is necessary to
develop the mental action of comparing magnitudes of the same kind, in which one of
them is used as the unit of measurement of the other and can be expressed by a numerical
or even geometric representation.
This is not to say that we should follow a linear path for teaching mathematics or that
there is a ready-made formula. On the contrary, narrating the history of the "rope tighteners"
4
,
is unnecessary, for example, to cover the human need to create the concept of measuring. On
the contrary, we can work with the logical-historical movement of this concept and put the
student in creative tension through a Learning Triggering Situation (LTS), which can be
materialized in the form of a pedagogical game of situations emerging from everyday life or
as a virtual history of the concept. "These learning triggering situations can propose a problem
capable of mobilizing the individual or the collective to solve it" (MOURA; ARAUJO;
4
The division of society into classes and private property led to the creation of measures to regulate ownership
and the collection of taxes. According to the Greek historian Herodotus, the flooding of the Nile unmarked the
boundaries of properties, making it necessary to mark them out. This was done with the help of measurements
and plans by the so-called "rope stretchers". Hence the development of fractional numbers. This is mathematics
developing in ancient Egypt and Babylon, as it did later with the Mayans and Aztecs(ROSA NETO, 1988, p.
10, our translation).
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SERRÃO, 2018, p. 422, our translation), thus contemplating the teaching objective: the
appropriation and development of language at different levels are placed as driving needs for
actions towards the object of knowledge, which is also intended to be appropriated, by new
generations, as a legitimate cultural heritage.
Understanding the object of study of the subject to be taught is an essential condition
for the organization of teaching. In this sense, the logical-historical movement of concept
development makes it possible for subjects to become aware of their learning process,
provided that education is organized correctly; in the case of mathematics teaching, the
relationship between magnitudes as the general foundation for the proper organization of the
teaching of this subject.
Because of what was presented, we will delimit mathematical knowledge - which is
subdivided into structuring axes of content - to the system of concepts of geometry axis,
presenting the main studies that contributed to the composition of our didactic proposal,
highlighting the thesis, once assured by Lanner de Moura (1995), that the human need to
control the variations of dimensions [of different quantities] motivated man to measure
space.
By considering the relationship between quantities, the general object of mathematics
teaching, we direct ourselves to study its initial genetic connection with the development of
human thought, that is, the object-practice activity. Based on what engenders the human
thought process, we will find theoretical subsidies to guide us in developing didactic
proposals for geometry teaching to address geometric concepts, such as the polygon, through
a Learning Triggering Situation (LTS).
In this sense, Davídov (1988, p. 115, our translation) states that "The basis of all
human knowledge is the object-practical, productive activity: labor. Also, in line with Marx
(2004) and Lenin (1976), the consciousness and universality of man are in practical training,
which is broader than theoretical knowledge since, in addition to universality, it holds the
immediate reality.
When referring to geometry, Lanner de Moura (1995, p. 54, our emphasis, our
translation) adds that
The first considerations that man makes of geometry originate in simple
observations from the human ability to recognize physical configurations
and compare shapes and sizes. Numerous life circumstances must have led
man to the first geometric elaborations, such as the notion of distance, the
need to delimit the land, the construction of walls and dwellings, and others.
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At the origin of concrete geometric problems with which man is
involved since his practical activities are the need to control the
variations in dimensions that he faces when defining his physical space
to live and produce.
Controlling the variations in dimensions involves moving object-practical activity
such as delimiting land, building walls and dwellings, measuring distance, and others. Lanner
de Moura (1995, p. 67, our emphasis, our translation) assures that:
[...] Just as the need to control the variation of quantities led man to create
the number, the need to control the variations of the dimensions of
objects led him to measure space. This element arises from the relations of
men among themselves and with nature when constructing measurement,
which we consider as a guiding principle of how to pose the problem of
measuring to the child.
Such assumptions lead us to infer that the teaching organization aims to enable the
student to perceive the properties and qualities of measurement beyond objects, since the
object itself is a complex nexus (VIGOTSKI, 2000). For example, for Davídov (1988),
geometry is supported by the practice that exposes and demonstrates, with accuracy, the art of
measurement.
Thus, the concept of polygon comprises a particular property in a system of
geometric concepts created by the practical need to control variations in the dimensions
of objects and spaces.
Thus, the teaching organization in this research is subsidized by AOE's theoretical and
methodological assumptions for introducing the concept of magnitude, considering the
relations major, minor, and equal, through practical objective actions. It is worth noting that:
Before man, the real concrete appears at first as a sensorial given. Sensory
activity in its peculiar forms of contemplation and representation is capable
of capturing the integrity of the object, the presence in it of connections that,
in the process of knowledge, lead to universality. But contemplation and
representation cannot establish the internal character of these connections
(DAVÍDOV, 1988, p. 142, our translation).
The author maintains that man can only contemplate and represent the phenomena of
reality through a concept through theoretical thought, which allows them to reproduce the
system of internal connections that originated the given concrete, discovering its essence. In
this way, the teacher's work has concrete thought as its starting and ending point (MARX,
1978).
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In this sense, we consider that the genuine connections that created geometric concepts
occur through their nuclear relation, that is, the object-practice activity: the human need to
control the variations of the dimensions of objects and spaces in the action of measuring, that
is what gives them unity.
System of geometric concepts: The control of the variations of the dimensions of objects
and spaces
At this point, we will address how the system of geometric concepts is formed
considering the functional place of concepts, especially the idea of the polygon because it is
the subject of the study conducted by Ferreira (2022). In identifying the logical-historical
movement of the concept of a polygon, we found that it is characterized as a particular
property in a system of geometric concepts engendered by the practical need to control the
variations of the dimensions of different quantities, whether in land measurements,
constructions, or other situations. The challenge at this point concerns the functional place of
the polygon in the system of geometric concepts, that is, how it relates to this human need.
Within the framework of the social-historical concept, the "[...] philosophical category
of activity is the theoretical abstraction of the whole universal human practice [...], that is, the
collective, adequate, sensory-objective, transforming labor activity of people" (DAVÍDOV,
1988, p. 27, our translation, emphasis added).
Transforming activity of people in the sense that, in the process of collective work, the
Higher Psychic Functions (SPF) are developed, among which Vygotsky (2001) highlights the
language reflected in the word and expression of thought. For the author, with the
development of communality relations, the concept becomes more independent of the word
"[...] of the meaning of its expression, resulting in an increasing freedom in its semantic
operations and its verbal expression" (VIGOTSKI, 2001 p. 266, our translation). We can cite,
as an example, the communality relationship between squares, circles, rectangles, triangles,
etc. If we ask ourselves: What do these words or concepts have in common? The answer may
reveal that they are plane figures. The terminology plane figures express a whole unitary
system of reciprocal relations between variations of two-dimensional geometric figures
without the need to discriminate between them.
If we study the common relation of any concept and its measure of
commonality, we will get the surest criterion of the generalization structure
of fundamental ideas. To be meaning is the same as to hold itself in certain
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common relations with other meanings, that is, to have a specific measure of
commonality.
Consequently, the nature of the concept, syncretic, in complex, pre-
conceptual, is discovered more widely in the specific relations of the concept
in question about other concepts (VIGOTSKI, 2001, p. 266, our translation).
Our studies on geometry lead us to understand that the typical relationship between
geometric concepts is ensured by controlling the variations of the dimensions of objects
and spaces. Sizes have different generalization structures: one-dimensional (point), one-
dimensional (length - lines), two-dimensional (length and width - polygon), and three-
dimensional (length, width, and height or depth - polyhedra and non-polyhedra) that
vary according to the commonality relations established among geometric concepts in a
given degree of application in reality. The variations in the generalization structure of
dimensions are embodied by a specific system of concepts presented in lower and higher
conceptual categories.
Thus, through the social need to control the variations of the dimensions of objects and
spaces in the action of measuring, the man had to perform "All intellectual operations -
comparisons, judgments, conclusions [...]", pointed out by Vygotsky (2001, p. 153, our
translation), on three-dimensional objects, in an internal movement of coordinates that
determines not only the equivalence of concepts but their measure of generality.
We consider that the control of the variations of object dimensions has been
historically and dialectically engendered by the human need to plan a three-dimensional
object or space in a particular plane. It is worth noting that "[...] this starting point must
maintain its identity throughout the course of reasoning since it constitutes the only guarantee
that thought will not get lost on its way" (KOSIK, 1976, p. 29, our translation).
The sensitive and perceptible concrete, constituted by the three-dimensional concept
of objects, refers to the starting point still in the chaotic vision of the representation of the
whole; thought will reach conceptual abstractions by returning to the concrete, but as concrete
thought, articulated and understood (MARX, 2004).
The initial movement that we identify in the planning process of a three-dimensional
object refers to the determination of its position in space: the point. Because it does not have
volume, length, area, or any other similar dimension, we say that the point is dimensionless.
For Wong (2001, p. 42, our translation), "[...] point is the primordial, dimensionless geometric
element that indicates location, position. It does not occupy an area or space. It is the
beginning and end of a line and is where two lines meet or intersect".
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In the preliminary representation of the shape or outline of the object, the plane is
dimensioned, the object's initial position with the point, direction, and length with simple lines
that follow the same direction, be it horizontal, vertical, or inclined. Or with lines that have a
smooth and constant change of direction, opening "out of" the plane (concave) or "into" the
plane (convex).
In this process, other common relations can be established and generalized when
straight lines become more complex as they meet others with a beginning and end (segment).
For example, a sequence of straight line segments that present different directions is called
polygonal lines, "polylines", or "broken" lines because when a line segment joins another one,
at least two angles are formed, as shown in the following examples.
Figure 3 - Forming polygonal lines
Source: Ferreira (2022)
The word polygonal comes from the Greek polygons, which means "many angles"
because it is formed by polys, "many", plus gonos, "angles". When we observe the first
polygonal line formed by two segments of straight lines, we understand this statement by
noting the existence of an angle of 90º and another of 270º. Moreover, it says "broken" lines
because they appear broken and "polylines" because they have many lines.
Complex lines can be classified as polygonal, sinuous, or wavy (when they present
only curves) and mixed or multilinear (when they have curves and straight lines). In this
movement, the dimension of the greatness length unifies and structures these relations. For
Vygotsky (2001, p. 263, translation and our emphasis),
This is a general principle. This is critical to studying the genetic and
psychological relations of the general and the particular in children's
concepts. Each stage of generalization has its system of relations and
commonality. According to the structure of this system, public and specific
concepts are distributed in genetic order so that in the development of
concepts, the movement from the general to the particular and from the
specific to the general is generally different at each stage of development
of meanings, depending on the structure of generalization that predominates
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at that stage. When you move from one stage to another, the system of
communality varies, as does the whole genetic order of development of
higher and lower concepts.
We believe that the control of the variations of the dimensions of objects and spaces in
the teaching of geometry constitutes the general, unifying concept in which each dimension
presents a structure of generalization composed of lower concepts that, according to their
development or capture of meanings, are generalized into higher concepts.
In the one-dimensional strokes, when the polygonal (broken) or wavy (curved) lines
are closed, they generalize, forming part of a new generalization structure, with a new level of
relations in common: the two-dimensional relations with two magnitudes: length and width.
Polygonal or wavy closed lines are provided with interior and exterior, perimeter, and area.
The closed polygonal lines, formed by line segments that represent the sides of the
figure, are called polygons, which, as we have seen, means many sides or angles.
A new generalization occurs when we pay attention to the common traits present in the
regularities of the sum of the perimeter and the area, the number of segments, and the angles
that make up the polygons. In this case, depending on the number of sides and angles, there is
a specific shape and nomenclature for the polygon, such as, for example, the square, formed
by four equal sides, the same way it happens with the triangle, the rectangle, the rhombus,
among others.
An equally sensitive analysis of the nature of these concepts manifests itself more
fully when we compare the polygons. For example, the commonality between them expresses
an equivalent relationship, and, in different combinations of positions, the congruence of the
polygons is established, generalizing them as regular and irregular polygons.
As we know, concepts are not limited to a definition but develop. Similarly, we
consider that the two-dimensional figures in geometry are not limited to the concept of the
polygon we present. We will only bring the initial connections, however, newly established
relations develop new commonalities and concepts with infinite possibilities for
generalizations. We limit ourselves to the concept of polygon because it is the concept that is
being deepened to think about the organization of geometry teaching. Investigating the
development of other geometric concepts would require further study to unveil the
interrelationship between the concept systems.
Thus, we will move from the two-dimensional geometric concept system to the three-
dimensional one to show that the need for a closer representation of the object in space
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motivated man to improve his drawing in the plane. With the level of generality already
reached with the two-dimensional relations, man can deepen the representation of the object
by establishing a new magnitude, the height, composing the three dimensions.
The need to identify the difference in level between one point and another mobilized
the individual to seek a reference in the base. The base, already revealed in the two-
dimensional relations with the polygons, with the insertion of height or depth (depending on
the reference point), enabled man to discover the total dimension of the object, establishing
the necessary link to develop a new system that is, a new structure of generalization in the
development of geometric concepts.
In this new structure of generalization of thought, other relations of communality
begin to take shape with the representation of three-dimensional figures: the die is represented
by the cube, the ball, the sphere, the brick, the parallelepiped, etc. New generalizations are
made by analyzing the common features between objects or representations of them.
For example: when we observe the representations of objects, we can see that some
have two equal polygonal bases and parallel side faces, called prisms. When we examine
other representations, we notice that some have only one polygonal base and triangular side
faces that meet at a single point, called pyramids. In general, some representations that have
all faces, edges, and vertices equal are known as regular polyhedra; others that do not equal
all these elements are called irregular polyhedra. The terminology "polyhedron", of Greek
origin, means many/many faces. Most polyhedra are designated by the number of faces they
have, such as the tetrahedron (4 faces) and hexahedron (6 faces), representing a generalization
of three-dimensional figures with flat faces. The same occurs with three-dimensional
geometric figures with curved surfaces, known as round bodies.
It is worth pointing out that, as we have already indicated, in this dialectical
relationship between geometric concepts, we return to the concrete (objects in space) that was
our starting point and that, at this moment, is configured as our point of arrival, understood
and articulated as a synthesis of multiple determinations. As Kosik (1976, p. 29, our
translation) argued, "From the vital, chaotic, immediate representation of the whole, thought
arrives at concepts, at the abstract conceptual determinations, whose formation operates the
return to the starting point". In this same direction, Kopnin (1978, p. 162, our translation)
states that
The movement of knowledge from the sensory-concrete - through the
abstract - to the concrete, reproducing the object in the set of abstractions, is
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a manifestation of the law of negation. The abstract is the negation of the
sensory-concrete. The concrete in thought negates the abstract, but the
mental concrete is not the resumption of the initial, sensory concrete but the
result of the ascent to a new, more substantial concrete.
The concrete, in this sense, operates as a result of the ascent to new concrete in its
universal expression of the laws of its movement and development. In the internal genetic and
dynamic relations of the object within a developing whole, initially, the concrete appears "[...]
as the starting point of contemplation and representation, re-elaborated in the concept, and as
the mental result of the meeting of abstractions" (DAVIDOV, 1988, p. 150, our translation).
Because of this, in an attempt to expose the initial relations of commonality and
generality of the concept of the polygon, we enhanced Figure 2, "Analogy to the relations of
generality between concepts," already presented in Ferreira (2017, p. 48, our translation), now
evidencing "a" system of geometric concepts and not "the" system of geometric concepts
because we understand that this study is not presented finished, but in motion. We know that
the relations among the dimensions give unity to geometry, in which each size shows a
magnitude that triggers the relations of commonality and generality present among the lower
concepts that, when generalized into a category hierarchically distinct from the others,
become higher. We emphasize that our teaching activity involves the polygon concept, so we
focus our reflection on the two-dimensional concept of geometry.
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Figure 4 - Initial relations of commonality and generality of geometric concepts
Source: Ferreira (2022)
In this rich totality of relations and determinations, we will represent the initial
relations of geometric concepts to identify the logical-historical unity of the polygon concept.
Finally, we observe that the dimensions of length and width are the essential relations that
characterize it as a particular property in the system of geometric concepts, given the practical
need to control the variations of the dimensions of objects and spaces in measuring.
Final considerations
As mentioned, we were challenged to overcome the teaching model that Ferreira
(2017) observed through a new organization and materialization of geometry teaching to
enable the development of geometric concepts. To do so, we had to understand how a system
of concepts is formed to unveil the initial genetic connections of geometric concepts.
Based on one of the assumptions of OAE, the study of the logical-historical movement
of creation and development of mathematical concepts toward geometric concepts, that is,
their nuclear relation that gives unity to the ideas, we marked the relationship between
magnitudes as the general foundation of mathematics teaching, because, in numerical
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expression, to measure (quantify), it is necessary to develop the mental action of comparing
magnitudes of the same quality, where one of them is used as the unit of measurement of the
other.
By delimiting this issue to geometry, we identify that its nuclear relation is in the
human need to control the variations of the dimensions of objects and spaces in the action of
measuring, that is, in the dynamics of the object-practice activity, as in the delimitation of
land, construction of walls and houses, distance measurement, among others. We consider
that the control of the variations of the dimensions of different magnitudes was engendered
(historically and dialectically) by man's need to plan a three-dimensional object or space in a
specific plane.
Therefore, by analyzing the constitution of the geometric concept system, we turn to
its initial relations, based on the relations of commonality and generality, to walk towards an
adequate organization of geometry teaching.
We found that geometric dimensions have different generalization structures: one-
dimensional (point), one-dimensional with length (open lines), two-dimensional with length
and width (closed lines), and three-dimensional with length, width, height, and depth
(representation of objects). These structures vary according to the commonality relations
between the geometric concepts in a given degree of real application.
Based on this analysis, we highlight the social relations embodied in the labor activity
as characteristic of human development, the driving force of the general laws of rationality
development and, firstly, of consciousness "[...] as the ability to know things, reaching the
concept or essence of them" (CHAUÍ, 2000, p. 45, our translation). For this reason, the
relations of the subject and the object with the sociocultural context surrounding them are not
exhausted but develop (or recede), intertwined with the dynamics of things themselves, with
the collective worldview expressed in ideas, values, and practices of society.
Therefore, we do not intend to exhaust a historical-dialectical analysis of this object
but to present contributions that add to the collective effort to promote the teaching of
geometry from the perspective of the historical-dialectical materialist method articulated with
the general principles of organization of teaching mediated by AOE so that it is a teaching
that enables the appropriation of mathematical concepts and the formation of theoretical
thinking.
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FERREIRA, M.; GONZAGA DE MORAES, S. P. The teaching of geometry based on the
system of geometric concepts. Nuances Est. Sobre Educ., Presidente Prudente, v. 33,
e022030, 2022. e-ISSN: 2236-0441. DOI: https://doi.org/10.32930/nuances.v33i00.9535
Submitted: 01/09/2022
Revisions required: 09/10/2022
Approved: 12/11/2022
Published: 31/12/2022
Processing and editing: Editora Ibero-Americana de Educação.
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