Como a fita de Möbius desafia o senso comum?

Como a fita de Möbius desafia o senso comum?

Como abordar na educação básica temas matemáticos que foram desenvolvidos na pesquisa em matemática ao longo dos últimos séculos? A seção Bastidores da Ciência desta edição, intitulada Como a fita de Möbius desafia o senso comum?, aborda características do objeto bidimensional não-orientável citado no título e o contexto histórico no qual foi “descoberto”. Tal abordagem pode contribuir para discutir, na escola, elementos da topologia, área que estuda propriedades de objetos geométricos e suas características diante de deformações. Além disso, a polêmica sobre o responsável pela descoberta da referida fita possibilita um debate acerca de como a matemática é construída e difundida.

Possibilidades de abordagem:

  • Construir a fita de Möbius manualmente, através de dobraduras, cortes e colagens, superfícies diversas;
  • Investigar as características de objetos geométricos e perceber as relações destes com outras áreas do conhecimento e com outros objetos e equipamentos presentes em nosso cotidiano;
  • Apresentar temas matemáticos oriundos de pesquisas da área e presentes no ensino superior, a partir de relações com conteúdos da educação básica;
  • Analisar criticamente a forma com que a matemática, como ciência, é construída e difundida, a partir do questionamento ao personalismo, ao mito da genialidade e a outros aspectos sociais, como os de gênero, de classe e étnico-racial.

Proposta de atividade:

Esta proposta é indicada para aulas de matemática em turmas de 3ª série do ensino médio, porém é possível adaptá-la para outras séries e disciplinas. Nos primeiros 15 minutos de aula, indica-se a leitura da seção Bastidores da Ciência desta edição. Recomenda-se, em seguida, a promoção de um debate dos estudantes acerca do conteúdo do texto lido (aproximadamente, 25 minutos). Caso não tenham abordado no debate a coincidência relativa a quem foi o primeiro a descrever a fita, o/a professor/a deve enfatizar junto aos estudantes essa temática. Aproveite para questionar o porquê de o objeto geométrico não se chamar fita de Listing ao invés de fita de Möbius. Também relativize sobre a necessidade do objeto geométrico receber o nome de alguém. Finalize o debate pedindo para que os estudantes escrevam em uma folha de papel o nome que dariam para a fita, se tivessem a possibilidade de renomeá-la.

Posteriormente, durante os próximos 30 minutos de aula e conforme descrito na subseção Passo a passo para fazer a fita, distribua o material de corte e colagem destacado abaixo e solicite que cada estudante construa a sua fita de Möbius. Se necessário, auxilie os estudantes para garantir que todos tenham conseguido realizar o passo a passo corretamente. Neste momento, estimule que explorem a fita de forma a verificarem a característica não-orientável da mesma. Algumas formas de evidenciar essa característica podem ser as seguintes: percorrer a fita com o dedo, pintar toda a fita ou escrever o nome que deu para a fita no fim do debate ocorrido na aula, de maneira que ocupe toda a sua extensão.

Por fim, solicite, durante os 30 minutos finais, que os estudantes pesquisem na internet, por meio de seus celulares ou em computadores da escola, sobre a existência de outras superfícies não-orientáveis. É bem provável que encontrem informações sobre a garrafa de Klein, que, diferentemente da fita de Möbius, não é possível reproduzir em três dimensões, necessitando da abstração de uma quarta dimensão. Nesse momento, recomenda-se que elementos da geometria plana (bidimensional) e da geometria espacial (tridimensional) sejam retomados de forma a relacionar a temática da seção com conteúdos matemáticos do ensino médio.

Recursos utilizados:

  • Texto da seção Bastidores da Ciência desta edição da Ciência Hoje, impresso ou disponibilizado digitalmente;
  • Folhas de papel, tesouras, canetas e fitas adesivas;
  • Celulares ou computadores com acesso à internet.

Blog do Projeto Klein.  O Projeto Klein foi uma iniciativa internacional, promovida pelo ICMI, órgão da União Matemática Internacional que se dedica às questões ligadas ao ensino da Matemática. No Brasil, foi coordenado pela Sociedade Brasileira de Matemática, SBM. O objetivo do projeto, inspirado nas ideias de Felix Klein, é estimular os professores de Matemática a fazerem conexões entre o conteúdo que ensinam na escola e o desenvolvimento da pesquisa em Matemática. Disponível em: http://blog.kleinproject.org/?lang=pt-br

ESQUINCALHA, A. C.. Tópicos em Topologia Intuitiva. Caderno Dá Licença, v. 7, p..123-146, 2012. Disponível em: https://dalicenca.uff.br/wp-content/uploads/sites/204/2020/05/artigo7_volume7.pdf