Interdisciplinarity in High School: applying geometric progression and fuzzy sets in medication intoxication

Authors

DOI:

https://doi.org/10.30612/tangram.v7i4.17835

Keywords:

Conjuntos fuzzy, Meia-vida, Tecnologia digital

Abstract

The aim of this work is to propose a didactic sequence to introduce the concept of Geometric Progression (GP) via mathematical modeling, fuzzy set theory and a neutralization reaction of chemical substances, based on an interdisciplinary activity. The mathematical model used to motivate the teaching of GP is drug intoxication. The concept of fuzzy logic is discussed previously for a better understanding between classical and fuzzy logic. A Fuzzy Rule-Based System (FRBS), using the free software livre Fuzzy Inference System Professional (FisPro), is built to foresee possible risks of intoxication. In a prototype that represents the human organism, data are inserted for the input variables, amount of medication and drug elimination speed, and the output variable, risk of intoxication, is obtained. Computational programming is performed via the Arduino platform. The potential risk of intoxication is indicated by colored lights inserted in the abdomen of the prototype, varying between green, yellow, and red, depending on the output value of the FRBS. This didactic sequence was applied with second-year high school students at a public school. The learning analysis was carried out quantitatively from an interactive game using the Kahoot platform, obtaining relevant results. It is important to point out that this teaching approach presents a new theory to high school students, analyzing inaccurate phenomena from a contemporary transversal theme through digital technologies.

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Author Biographies

Graciela Nunes da Silva, Universidade Federal de Uberlândia

Possui Graduação em Ciências Contábeis pela Universidade Federal de Uberlândia . Graduação Plena em Matemática pela Universidade Católica de Brasília. Especialização em Educação Especial e Educação Inclusiva. Tem experiência na área da Educação, Educação Matemática, Ensino e Aprendizagem em Matemática. Atuando nos temas: Dificuldades da Aprendizagem em Matemática . Discalculia - Dislexia - Leituras e Escrita Docente da Educação Básica da rede municipal, atuando no Atendimento Educacional Especializado da rede municipal de ensino. Docente da rede estadual atuando nas salas regulares (Ensino Médio) no ensino de Matemática. Mestranda em Ensino de Ciências e Matemática - Mestrado Profissional ne Universidade Federal de Uberlândia. 

Rosana Sueli da Motta Jafelice, Universidade Federal de Uberlândia

Possui graduação em Licenciatura em Matemática pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (1985), mestrado em Matemática pela Universidade de São Paulo (1993) e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual de Campinas (2003). Fez estágio de pós-doutorado na área de Biomatemática no IMECC - Universidade Estadual de Campinas (2008-2009). Fez Estágio Sênior no Department of Mathematical & Statistical Sciences - University of Colorado em Denver - USA (abril a julho/2017) com bolsa de estudos da CAPES. Atualmente é professora Titular da Universidade Federal de Uberlândia e foi Coordenadora da Pós-graduação em Matemática de 2017 a 2019. Professora do Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências e Matem´tica - Mestrdao Profissional. Editora chefe das Notas em Matemática Aplicada - SBMAC de 2011 a 2013. Coordenadora do Comitê Temático de Biomatemática da SBMAC de 2010 até maio/2016. Editora associada da TEMA-Tendências em Matemática Aplicada e Computacional - SBMAC de 2013 até o momento. Editora associada da Computational & Applied Mathematics - SBMAC de abril/2016 até abril/2021. Tem experiência na área de Matemática, com ênfase em Matemática Aplicada, atuando principalmente nos seguintes temas: modelagem matemática, conjuntos fuzzy, epidemiologia, HIV e autômatos celulares.

Marcelo Melazzo Rodrigues, Universidade Federal de Uberlândia

Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Uberlândia (2005). Especialização em Tecnologias e Educação a Distância pelo Centro Universitário Barão de Mauá (2012). Mestrado Profissional em Ensino de Ciências e Matemática pela Universidade Federal de Uberlândia (2020).

Virgínia Cunha da Silva, E.E. Americo Rene Giannetti

Possui graduação em Química e Direito pela Universidade Federal de Uberlândia. Professora efetiva na instituição de ensino E.E. Americo Rene Giannetti.

References

Alves, A. J. (2012, setembro). Uma biblioteca Fuzzy para Arduino e sistemas embarcados. Blog ZeRoKoL. Recuperado de https://blog.zerokol.com/2012/09/arduinofuzzy-uma-biblioteca-fuzzy-para.html.

Anjos, C. S. (2016, maio-agosto). Pensamento computacional – um conjunto de atitudes e habilidades que todos, não só cientistas da computação, ficaram ansiosos para aprender a usar. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia, 9(2), 1-10. Recuperado de https://periodicos.utfpr.edu.br/rbect/article/view/4711.

Bassanezi, R., & Ferreira, W. (1988). Equações diferenciais com aplicações. Editora Harbra.

Bassanezi, R. C. (2002). Ensino-aprendizagem com modelagem matemática: uma nova estratégia. Contexto.

Blynk. (2024). Plataforma on-line. Recuperado de https://blynk.io/

Borges, A. S., Jafelice, R. S. M., Rodrigues, M. M., & Pereira, C. E. (2022). Modelagem matemática e tecnologias digitais na aprendizagem da teoria dos conjuntos fuzzy no ensino médio. Revista Eixo, 11, 66-76.

Brasil. (2018). Base Nacional Comum Curricular (BNCC). Ministério da Educação. Recuperado de http://basenacionalcomum.mec.gov.br/.

Brasil. (2019). Base Nacional Comum Curricular (BNCC). Recuperado de http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/implementacao/contextualizacao_temas_contemporaneos.pdf.

Currículo Referência de Minas Gerais. (2022). Planos de curso CRMG. Recuperado de https://educacao.mg.gov.br/ Currículo-Referência-Minas-Gerais.

Dante, L. R. (2017). Matemática: Contexto & aplicações. Matemática. Ensino médio (3. ed.). Editora Ática.

Feltre, R. (2004). Química: Ensino médio (Vol. 1, 6. ed.). Editora Moderna.

Jafelice, R. S. M., Barros, L. C., & Bassanezi, R. C. (2023). Teoria dos conjuntos fuzzy com aplicações (Notas em Matemática Aplicada; Vol. 17, 3. ed.). SBMAC.

Lopes, W. A., & Jafelice, R. S. M. (2005). Fuzzy modeling in the elimination of drugs. In Proceedings of the 2005 International Symposium on Mathematical and Computational Biology (pp. 339-355). E-papers Serviços Editoriais Ltda.

ONU News. (2010). Uso indevido de medicamentos afeta saúde das pessoas, diz OMS. Recuperado de https://news.un.org/pt/story/2010/06/1345041.

Silva, G. N. da. (2024). Estudo farmacológico via progressão geométrica e conjuntos fuzzy no ensino médio (Dissertação de mestrado, Universidade Federal de Uberlândia). https://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.142

Sistema Nacional de Informações Tóxico-Farmacológicas (SINITOX). (2024). Brasil: Informações sobre intoxicações. Recuperado de https://sinitox.icict.fiocruz.br/sites/sinitox.icict.fiocruz.br/files//Brasil9_1.pdf.

Zadeh, L. A. (1965). Fuzzy sets. Information and Control, 8, 338-353. https://doi.org/10.1016/S0019-9958(65)90241-X.

Published

2024-12-23

How to Cite

Silva, G. N. da, Jafelice, R. S. da M., Rodrigues, M. M., & Silva, V. C. da. (2024). Interdisciplinarity in High School: applying geometric progression and fuzzy sets in medication intoxication. TANGRAM - Revista De Educação Matemática, 7(4), 132–156. https://doi.org/10.30612/tangram.v7i4.17835

Issue

Section

Pedagogical Experiences