Modelagem Fuzzy no ensino de matemática: o diagnóstico da COVID-19 e outras aplicações

Abstract

A Lógica Fuzzy é um assunto pouco explorado nas escolas atualmente. No entanto, a mesma apresenta uma representação mais próxima do raciocínio humano. Neste trabalho busca-se trazer uma introdução de seus conceitos e aplicações que possam ser utilizados em sala de aula envolvendo assuntos do cotidiano dos alunos. Tendo a Lógica Booleana como predominante em nossa sociedade, devido a seu tempo de estudo, seus conceitos de Falso ou Verdadeiro ("0 ou 1") passaram a não atender determinadas demandas que surgiram à medida que se houve avanço no entendimento dos problemas com os quais se tinha que lidar. Com a introdução da Lógica Fuzzy problemas que envolviam incerteza passaram a ter uma base matemática trazendo assim soluções, quando puderam ser melhor desenvolvidos e aplicados em campos inacessíveis à Lógica Booleana, como o da Inteligência Artificial. Também são apresentados conceitos de Modelagem Matemática para que os alunos possam construir significado para os conceitos apresentados e ter maior entendimento durante a apresentação de outros. O Pensamento Computacional também é outro fator importante pois visa trabalhar com os alunos em conjunto com ferramentas tecnológicas disponíveis tais como computadores, celulares e outros dispositivos tecnológicos buscando o desenvolvimento do conhecimento matemático e pensamento crítico. Para apresentar o conteúdo foram desenvolvidas duas aplicações dos conceitos de Lógica Fuzzy na área médica para diagnóstico de pacientes de Covid-19, onde se utilizou Modelagem Matemática e desenvolveu-se um sistema de inferência fuzzy onde foi utilizado o software Matlab ® para obtenção dos resultados. Em seguida, são apresentadas de acordo com a Base Nacional Comum Curricular competências e habilidades que podem ser desenvolvidas durante a introdução do assunto e suas aplicações desenvolvidas neste estudo. Por fim, é sugerida uma série de atividades, relacionadas a assuntos do cotidiano, a serem desenvolvidas em conjunto com os alunos para que possam praticar os conhecimentos adquiridos durante a apresentação do assunto e fortalecê-los.

Fuzzy Logic is a subject little explored in schools today. However, it presents a representation closer to human reasoning. This work seeks to bring an introduction of its concepts and applica tions that can be used in the classroom involving everyday issues of students. Having Boolean Logic as predominant in our society, due to its time of study, its concepts of False or True ("0 or 1") started not to meet certain demands that arose as progress was made in understanding the problems with the which one had to deal with. With the introduction of Fuzzy Logic, problems involving uncertainty began to have a mathematical basis, thus bringing solutions, when they could be better developed and applied in fields inaccessible to Boolean Logic, such as Artificial Intelligence. Mathematical Modeling concepts are also presented so that students can construct meaning for the concepts presented and have greater understanding during the presentation of others. Computational Thinking is also another important factor as it aims to work with students in conjunction with available technological tools such as computers, cell phones and other technological devices seeking to develop mathematical knowledge and critical thinking. To present the content, two applications of Fuzzy Logic concepts were developed in the medical area for the diagnosis of Covid-19 patients, where Mathematical Modeling was used and a fuzzy inference system was developed where Matlab ® software was used to obtain the results. Then, are presented according to the National Common Core Curriculum skills and abilities that can be developed during the introduction of the subject and its applications developed in this study. Finally, a series of activities is suggested, related to everyday matters, to be developed together with students so that they can practice the knowledge acquired during the presentation of the subject and strengthen them.