O Processo de Ensino-Aprendizagem de Fundamentos de Programação: Uma Visão Crítica da Pesquisa no Brasil

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1 O Processo de Ensino-Aprendizagem de Fundamentos de Programação: Uma Visão Crítica da Pesquisa no Brasil José Carlos Rocha Pereira Júnior, Clevi Elena Rapkiewicz LEPROD - Universidade Estadual do Norte Fluminense (UENF) Campos dos Goytacazes RJ Brasil {zeca, clevi}@uenf.br Abstract. The programming basis teach-learning process has demonstrated difficult for students and teachers so that is essential to develop researches for its improvement. In this article a critical vision of the sensitization of the researchers in relation to this thematic one from made bibliographical survey in annals of last the five years of the Workshop de Educação em Computação (WEI) and Simpósio Brasileiro de Informática Educativa (SBIE) is presented. It is verified that this is always a present subject in at least one of the events and is come back to separately deal with tools and teaching strategies. Resumo. O processo de ensino-aprendizagem de fundamentos de programação tem se demonstrado difícil para alunos e professores de forma que é imprescindível desenvolver pesquisas para sua melhoria. Neste artigo é apresentada uma visão crítica da sensibilização dos pesquisadores em relação a esta temática a partir de levantamento bibliográfico feito nos anais dos últimos cinco anos do Workshop de Educação em Computação (WEI) e do Simpósio Brasileiro de Informática Educativa (SBIE). Verifica-se que este é um tema sempre presente em pelo menos um dos eventos e está voltado para tratar ferramentas e estratégias de ensino separadamente. Palavras-chaves: ensino de programação, pesquisas em programação. 1. Introdução Em cursos de computação e informática uma das metas está definida em torno da capacidade do aluno apresentar soluções para diversas classes de problemas encontradas no cotidiano das pessoas, das organizações e de muitos outros elementos. Através de um programa busca-se um mecanismo de obtenção de soluções para um conjunto de problemas e o processo, ou seja, as várias instruções estruturadas logicamente que o computador executa para chegar a tais soluções são definidas por meio de uma linguagem de programação. Assim, programação de computadores é uma disciplina presente em qualquer curso de computação e informática. Em caráter introdutório preocupa-se em fornecer aos alunos as bases necessárias para o desenvolvimento da lógica de programação e, em seu estudo, representar o raciocínio envolvido através de algoritmos nexos e corretos. Durante o processo de ensino-aprendizagem de fundamentos de programação nota-se que grande parte dos alunos apresenta dificuldades em assimilar as abstrações envolvidas. Esta disciplina tem um dos maiores índices de reprovação em todas as instituições de ensino brasileiras, o que torna ponto de reflexão por parte dos professores preocupados com a melhoria da qualidade no processo, ratificando a

2 necessidade de alterações didáticas e metodológicas de apresentação [RODRIGUES 2002]. Este artigo tem por objetivo apresentar uma visão crítica da pesquisa relativa ao processo de ensino-aprendizagem de programação no Brasil a partir da análise dos anais do maior evento nacional que envolve Educação e Informática, o Workshop de Educação em Informática (WEI). Também foi incluído o Simpósio Brasileiro de Informática na Educação (SBIE). Esta opção foi feita partindo da hipótese de que os pesquisadores têm se preocupado com soluções computacionais para o processo em diversas áreas de domínio muitas vezes negligenciando a própria área de Computação e Informática. O artigo está dividido em três seções: a primeira apresenta uma breve identificação de alguns problemas associados ao processo citado; a segunda, uma análise crítica da sensibilização dos pesquisadores com base nos anais do WEI e SBIE. Por fim, considerações finais são feitas. 2. Alguns Desafios do Processo de Ensino-Aprendizagem de Fundamentos de Programação A origem dos problemas associados a este processo é bastante questionável uma vez que envolve ambas as classes de atores, ou seja, tanto os alunos quanto os professores, as metodologias aplicadas e até certo grau de dificuldade intrínseco da área. Muitos dos alunos não conseguem desenvolver o raciocínio lógico necessário para o posterior desenvolvimento de programas. O nível de dificuldade no processo faz com que haja baixa motivação dos alunos, apatia, baixa auto-estima culminando com muita evasão e reprovação [RODRIGUES 2002; SCHULTZ 2003; CHAVES DE CASTRO et al 2003; DELGADO et al 2004]. A questão chave no processo é justamente como motivar o aluno, fazê-lo tomar gosto pelo aprendizado procurando superar suas dificuldades como a falta de habilidades matemáticas [HENDERSON 1987; KOLIVER, DORNELES e CASA 2004; WINSLOW 1996; BAEZA-YATES 1995]. O modo tradicional de apresentar o conteúdo de tal disciplina se faz de forma expositiva concentrando-se na solução de problemas. O professor apresenta o conteúdo através do chamado Portugol (pseudo-código), apresenta alguns exemplos e propõe exercícios para a turma [NOBRE e MENEZES 2002]. Segundo BORGES [2000], o modo tradicional não consegue facilmente motivar os alunos a se interessar pela disciplina, pois não é claro para os alunos a importância de certos conteúdos para sua formação. O relacionamento entre o professor e os alunos é um fator importante para a motivação. O aluno muitas vezes se torna mais interessado em um ambiente descontraído e colaborativo do que em um ambiente instrucionista 1 onde o professor preocupa-se em mostrar o que sabe. Além disso, uma metodologia pedagógica adequada contribui para o aprendizado, porém, como afirmam SANTOS, DIRENE e GUEDES [2003], poucas metodologias são universalmente aceitas e, mesmo as mais consolidadas não formalizam um processo claro de procedimento de ensino, deixando muitos aspectos 1 Segundo CIDRAL [2000], a abordagem instrucionista reproduz um modelo pautado apenas na transmissão do conhecimento.

3 delegados ao professor. Neste ponto deve-se questionar a diversidade de ritmos de aprendizagem dos alunos conjugada, muitas vezes, com turmas grandes [TOBAR et al 2001]. Há uma forte indicação de que o conhecimento anterior sobre a resolução de problemas dentro do contexto anterior à computação é um pré-requisito importante no aprendizado de linguagens de programação [LEMOS, BARROS e LOPES 2003]. No caso dos alunos, estes costumam ter muita dificuldade em aplicar suas habilidades prévias, criando fonte de medo e frustração [CHAVES DE CASTRO et al 2003]. Discute-se também a necessidade (ou não) de definir o paradigma a ser utilizado na disciplina. Segundo o relatório da força tarefa da IEE e ACM [2001], o estudo de algoritmos deve fornecer o discernimento da natureza intrínseca do problema e técnicas de solução independentes de qualquer paradigma, linguagem de programação ou hardware. Esta visão é corroborada por autores como HENDERSON [1986], [KOLIVER, DORNELES e CASA 2004]. Alguns autores vão mais longe ao afirmar que a introdução de paradigmas como orientação a objetos nos cursos iniciais sobre algoritmos não fornece evidências significativas de facilitar o aprendizado [MARION 1999; PEREGO 2002; BURTON e BRUHN 2003]. Já outros autores preconizam que certos paradigmas, como funcional, podem facilitar o processo [CHAVES DE CASTRO et al 2003]. Outros defendem o próprio paradigma imperativo, preferencialmente ao orientado a objeto [BAEZA-YATES 1995; BORGES 2000] ou o procedural clássico [DELGADO et al 2004]. Outra questão é considerar a utilização ou não de uma linguagem de programação. Alguns autores como GRIES [1974] defendem o uso de linguagens como Pascal, o que é contra-argumentado por WINSLOW [1996] corroborado por KOLIVER, DORNELES e CASA [2004] ao afirmar que o algoritmo permite concentrar sobre características importantes da solução e ignorar detalhes que podem ser resolvidos posteriormente. Finalmente, há que se considerar o envolvimento extra-classe necessário para o acompanhamento das dificuldades dos alunos. De modo geral, as dificuldades atribuídas ao ensino de fundamentos de programação não são tarefas fáceis ou um tanto possíveis de serem superadas, porém podem ser amenizadas em alta escala com metodologias pedagógicas adequadas. Buscando analisar o grau de preocupação e/ou interesse da comunidade científica brasileira de computação e informática com o processo de ensino-aprendizado de fundamentos de programação, a seção a seguir apresenta eventos representativos para tal pesquisa com intuito de posteriormente mensurar os trabalhos relacionados. 3. Uma Análise Crítica dos Anais do SBIE e WEI Os questionamentos em relação aos problemas associados ao processo de ensinoaprendizagem de programação parecem não ter fim. Não se pode garantir alguma solução ótima para tais problemas, mas consegue-se um conjunto de boas soluções que produzem resultados razoáveis em determinadas circunstâncias. Com tais problemas relatados, o que se pretende é verificar se propostas de soluções são apresentadas pela comunidade científica. Este questionamento foi feito a partir de anais dos últimos cinco anos (1999 a 2003) do Workshop de Educação em Computação (WEI) e do Simpósio Brasileiro de Informática na Educação (SBIE).

4 O WEI e o SBIE fazem parte do conjunto de eventos anuais promovidos pela Sociedade Brasileira de Computação (SBC). Foram selecionados por abordarem os temas do domínio de formas diferentes: o primeiro enfatiza a Computação, quanto ao segundo, a Educação. 40,00 35,00 30,00 (%) 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 SBIE WEI 0, Figura 1: Publicações sobre o Ensino de Fundamentos de Programação. A partir dos dados apresentados na figura 1 é possível constatar que pelo menos um artigo por ano sobre o ensino de programação é publicado em um dos eventos. Como era de se esperar, o WEI é o evento que apresenta o maior índice de publicações e este valor gira em torno de duas por ano, em média. Com base nestes resultados quantitativos observa-se que a preocupação como o ensino de programação tem se demonstrado crescente para o WEI e estável para o SBIE. Assim, a hipótese de que a comunidade de computação brasileira se mostra ciente e busca soluções referentes aos problemas do ensino-aprendizagem de fundamentos de programação foi comprovada. De forma a assinalar qual é o foco de interesse das pesquisas, ou seja, que soluções tem sido propostas para amenizar os problemas relativos ao processo, alguns citados na seção 2, considera-se os anais dos três últimos anos do período selecionado (1999 a 2003), classificando as propostas segundo três vertentes: Ferramentas: artigos que apresentam ferramentas computacionais visando facilitar o processo de ensino. Estratégias: artigos que discutem estratégias de ensino e/ou de avaliação de competências. Ferramentas e Estratégias: artigos que discutem alguma estratégia suportada por ferramentas computacionais.

5 25% Ferramentas 25% 50% Estratégias Ferramentas e Estratégias Figura 2: Foco das publicações em 2001 e A partir desta classificação obtêm-se dados estatísticos sobre a importância que se tem dado a cada uma destas vertentes (Figura 2). Nota-se que a preocupação maior está em desenvolver ferramentas computacionais do que agregá-las a estratégias. VALENTE [1999] e ALMEIDA [2001] têm mostrado a pertinência de uso de recursos computacionais no processo de ensino e aprendizagem, sobretudo quando associados a estratégias pedagógicas adequadas. Assim, sugerir estratégias apoiadas por um ambiente virtual que proporcione a colaboração e ferramenta de desenvolvimento que permita a execução e visualização de resultados parece ser uma proposta melhor. 4. Considerações Finais Este artigo consolida que os problemas inerentes ao processo de ensino e aprendizagem de fundamentos de programação são números e difíceis de serem tratados, de forma que não se pode afirmar a existência de uma solução que o resolva em sua totalidade. A partir destas constatações uma parcela da comunidade científica passou a se preocupar com a questão produzindo projetos de pesquisa que visam à melhoria deste processo uma vez que a programação de computadores é em muitos casos base para o desenvolvimento profissional do aluno. Assim, ao analisar que pesquisas têm sido feitas no Brasil através de dois dos maiores eventos sobre Informática e Educação (WEI e SBIE) verificou-se que a comunidade científica brasileira tem buscado constantemente propor soluções para os problemas dentro do tema adotado, porém, ainda é pouco se comparado a pesquisas em outras áreas e domínios. Referências ALMEIDA, M. E. B. (2001) Tecnologia na Escola: Formação de Educadores na Ação. Programa Salto para o Futuro-série Informática na Educação. Disponível em: (Última consulta em março/2003). BAEZA-YATES, R. A. (1995) Teaching Algorithms. SIGACT News 26, 4,

6 BORGES, M. A. F. (2000) Avaliação de uma Metodologia Alternativa para a Aprendizagem de Programação. VIII Workshop de Educação em Computação WEI Curitiba, PR, Brasil. BURTON, P. J. e BRUHN, R. E. (2003) "Teaching Programming in the OOP Era", SIGCSE Bulletin, 35(2): CHAVES DE CASTRO, T., CASTRO JÚNIOR, A., MENEZES, C., BOERES, M. e RAUBER, M. (2003) Utilizando Programação Funcional em Disciplinas Introdutórias de Computação. XI Workshop de Educação em Computação WEI Campinas, SP, Brasil. CIDRAL, A. (2000) Aps-Tutor: Un Ambiente Web de Aprendizagem como Soporte às Atividades Presenciais no Ensino de Análise de Sistemas. V Congresso Iberoamericano de Informatica Educativa - RIBIE'2000. Viña del Mar, Chile. DELGADO, C., XEXEO, J. A. M., SOUZA, I. F., CAMPOS, M., RAPKIEWICZ, C. E. (2004) Uma Abordagem Pedagógica para a Iniciação ao Estudo de Algoritmos. XII Workshop de Educação em Computação (WEI'2004). Salvador, BA, Brasil. HENDERSON, P. B. (1986) Anatomy of an Introductory Computer Science Course. In Proceedings of the seventeenth SIGCSE technical symposium on Computer science education, ACM Press, pp HENDERSON, P. (1987) Modern Introductory Computer Science. In Proceedings of the eighteenth SIGCSE technical symposium on Computer science education, ACM Press, pp KOLIVER, C., DORNELES, R. V., CASA, M. E. (2004) Das (muitas) dúvidas e (poucas) certezas do ensino de algoritmos. XII Workshop de Educação em Computação (WEI'2004). Salvador, BA, Brasil. LEMOS, M. A., BARROS, L. N., LOPES, R. D. (2003) Um Biblioteca Cognitiva para o Aprendizado de Programação. XI Workshop de Educação em Computação WEI Campinas, SP, Brasil. MARION, W. (1999) "CS1: What Should We Be Teaching?", Annual Joint Conference Integrating Technology into Computer Science Education,Working group reports from ITiCSE on Innovation and technology in computer science education, pp 35-38, Polônia. NOBRE, I. A. M. N., MENEZES, C. S. (2002) Suporte à Cooperação em um Ambiente de Aprendizagem para Programação (SAmbA). XIII Simpósio Brasileiro de Informática na Educação SBIE São Leopoldo, RS, Brasil. ON COMPUTING CURRICULA IEEE COMPUTER SOCIETY ASSOCIATION FOR COMPUTTING MACHINERY, T. J. T. F. Computing Curricula (2001) Computer Science. Tech. rep., IEEE-CS and ACM.

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