Resultados da comparação na aprendizagem de Algoritmos, através de um Ambiente Adaptado ao Aprendizado, entre um Curso Técnico e um curso de Graduação

Transcrição

1 Resultados da comparação na aprendizagem de Algoritmos, através de um Ambiente Adaptado ao Aprendizado, entre um Curso Técnico e um curso de Graduação Fabrício Viero de Araújo, Gilse A. Morgental Falkembach Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção - PPGEP Universidade Federal de Santa Maria UFSM, Universidade Luterana do Brasil - ULBRA rufos@zaz.com.br, gilsemf@terra.com.br Abstract. This work if relates to the comparative study enters 2 courses of different levels, where an environment of learning was used adapted for the education of Algorithms in order to evaluate the level of learning of the pupils. The environment was created with the resources of the interactive multimedia, increased of the modules of support to the learning of the pupil and the professor on the basis of the ascending strategy of resolution of problems. The environment was used in a group of the course of graduation in Systems of Information and another group of the course Technician in Computer science.. Resumo. Este trabalho se refere ao estudo comparativo entre 2 cursos de níveis diferentes, em que foi utilizado um ambiente de aprendizagem adaptado para o ensino de Algoritmos a fim de avaliar o nível de aprendizagem dos alunos. O ambiente foi criado com os recursos da multimídia interativa, acrescido dos módulos de suporte ao aprendizado do aluno e ao professor com base na estratégia ascendente de resolução de problemas. O ambiente foi utilizado em uma turma do curso de graduação em Sistemas de Informação e outra turma do curso Técnico em Informática. 1. Introdução O computador na Educação representa uma tendência na qual são utilizados os recursos oferecidos pelas tecnologias digitais como auxiliar na aprendizagem de um conteúdo. O uso da Internet, fundamental para a modalidade de Ensino a Distância, também contribui para o ensino presencial. Porém, para que essa modalidade de ensino que utiliza a Internet como meio de comunicação, auxilie no processo de aprendizagem é preciso uma mudança nos paradigmas que subsidiam o ensino tradicional. A Informática na Educação oferece os recursos que podem auxiliar nesse processo, propondo mudanças necessárias nas práticas pedagógicas que devem ser centradas no aluno possibilitando que ele estude segundo seu ritmo e seus objetivos, potencializando a aquisição do conhecimento. A partir disso e considerando que o ensino de Lógica de Programação tem como propósito conseguir que os alunos desenvolvam as suas capacidades, adquirindo os conhecimentos necessários para conceber programas, capazes de resolver problemas reais, foi usado o ambiente de aprendizagem A4 para auxiliar no processo de ensino e aprendizagem de Algoritmos. A experiência tem demonstrado que existe, em termos

2 gerais, uma grande dificuldade por parte significativa dos alunos que freqüentam cadeiras introdutórias nesta área, em compreender e aplicar certos conceitos abstratos de programação. Segundo [GOMES 2001], Uma das grandes dificuldades reside precisamente na compreensão e, em particular, na aplicação de noções básicas, como as estruturas de controle, à criação de algoritmos que resolvam problemas concretos. 2. Uso dos Ambientes de Aprendizagem Os ambientes de aprendizagem podem ser utilizados em aulas presenciais como um recurso didático ou a distância quando são usados preferencialmente os recursos de , fórum e chat como meios de comunicação e interação entre educandos / educadores e educandos /educandos. Segundo [QUARTIERO 1996], Isso desenvolve a habilidade de escrita dos educandos, pois, os mesmos necessitam expor seus pensamentos, de forma clara e concisa, para serem bem compreendidos pelos educadores, de modo a obter um feedback nos mesmos padrões, contribuindo para a fixação e construção do conhecimento. A essa vantagem, soma-se o fato do educando sentir-se mais à vontade para expor suas posições, dúvidas e conclusões. O acompanhamento do educador no processo de aprendizagem de cada educando é necessário para que esse possa avaliar o progresso do seu aluno. 3. O Ambiente de Aprendizagem Adaptado para Algoritmos O A4 permite que o aluno adapte o layout da tela segundo suas preferências tal como, cor da letra, seu tamanho e cor de fundo das páginas. Isso contribui para tornar o ambiente mais agradável e faz com que a atenção e o interesse do aluno sejam mantidos, promovendo a retenção da informação e facilitando a aprendizagem. Um ambiente de aprendizagem adaptado deve estimular o aluno, propiciar a exploração de um conteúdo, consolidar o que ele já aprendeu e instigá-lo a continuar explorando, vencendo um módulo após o outro. [ARAUJO E FALKEMBACH, 2003]. Alguns fatores contribuem para facilitar a aprendizagem de novos conteúdos e construir o conhecimento, um ambiente de aprendizagem adaptado, bem projetado, rico em recursos multimídia, interativo e de fácil manuseio, que seja agradável e sirva para a aquisição do conhecimento, é um deles. Com os recursos da multimídia interativa, é possível utilizar animações para que o aluno visualize como ocorre o processamento de um algoritmo. Um fator indispensável na compreensão do algoritmo e na correção de possíveis erros é permitir que o usuário possa acompanhar a execução do algoritmo visualizando o código sendo executado e o conteúdo dos dados sendo manipulados. [4 O Ambiente de Aprendizagem Adaptado para Algoritmos oferece a possibilidade de um ensino individualizado segundo o ritmo do aluno e suas preferências o que deve facilitar o processo de aprendizagem. Ele apresenta interfaces gráficas amigáveis, conteúdo teórico com exemplos, animações e simulações dos procedimentos para a solução de um problema, permitindo ao aluno ser mais participativo, estimulando sua criatividade e explorando a interatividade. Permite, ainda, a construção do conhecimento, através da cooperação/colaboração, oferecidos pelos recursos de

3 comunicação da Internet. O ambiente A4 é voltado, tanto, para os alunos que têm um conhecimento básico como para aqueles com nenhum conhecimento sobre Algoritmos. Figura 1 MÓDULO DE APRENDIZAGEM DO A4 O ambiente permite ao aluno escolher o conteúdo a ser estudado e, através de exemplos interativos, com animações, representa a realidade interna da máquina durante a execução de um programa, tornando concretas as operações computacionais que resolvem o problema proposto [ARAUJO E FALKEMBACH, 2004]. 3.1 Módulo de Auxílio ao Aluno e ao Professor A partir dos resultados satisfatórios obtidos com o uso do A4, como suporte ao ensino de Algoritmos, foi feita a realimentação do ambiente e a implementação de alguns itens, gerando alterações no protótipo [ARAUJO E FALKEMBACH, 2004]. Entre os itens tem-se: um sistema de log-in, - que permite um controle maior sobre os alunos; um fórum - que permite a troca de informações entre os alunos e, entre os alunos e o professor possibilitando que professor e aluno interajam mais facilmente; um sistema de cadastro de sites que permite compartilhamento de informações; uma ferramenta de cadastro de exercícios, programas e documentos que permite que seja feito uploads dos materiais gerados. Isso faz com que o sistema agregue um maior número de informações e não fique simplesmente restrito a um conteúdo estático; um ambiente de suporte ao desenvolvimento de algoritmos via web que permite ao aluno desenvolver algoritmos usufruindo os recursos disponíveis em um help on line.

4 A nova estrutura do ambiente A4 segue a figura abaixo: Figura 2 Estrutura Modular do Ambiente A4 4. A Estratégia Ascendente para Resolução de Problemas Para desenvolver um algoritmo é preciso analisar as informações contidas (comunicadas) no enunciado do problema a ser resolvido, além de ter conhecimentos específicos que permitem planejar as ações para traçar a estratégia para a solução do problema. O conhecimento que contém a informação necessária ao desenvolvimento de um algoritmo se constitui em um novo elemento estratégico. Existe grande variedade de estratégias. Um mesmo problema pode ser resolvido de várias maneiras, através de uma ou mais estratégias. Cada aluno adota uma estratégia, guiado por seu pensamento, como princípio de auto-instrução que auxilia no processo de resolução de problemas. A estratégia ascendente é aquela cujos procedimentos são construídos passo a passo até chegar ao todo, ao resultado. A estratégia ascendente utiliza o raciocínio indutivo, sem confundir-se com ele. A estratégia ascendente envolve a subjetividade do aluno no desenvolvimento de um algoritmo. Subjetividade é a interação do sujeito com a tarefa a ser executada. [HOC 2000] A habilidade na resolução de problemas e a performance na programação dependem de certas características do aluno. Normalmente a estratégia de ensino utilizada pelo professor ao desenvolver o conteúdo de Lógica de Programação não é igualmente efetiva para todos os alunos. Alguns alunos se beneficiam mais que outros pelas interações entre suas características e a estratégia usada. A estratégia ascendente é uma maneira adequada de desenvolver um conteúdo como o de Algoritmos, pois

5 trabalha de forma gradativa e induz o aluno, ao ter que resolver um problema, a buscar subsídios em problemas similares já resolvidos. 5. Aplicação do Ambiente em Sala de Aula O ambiente foi aplicado em uma turma de um curso técnico em Informática com dezoito alunos. Ele foi utilizado em sala de aula após ter sido transmitido o conteúdo da disciplina. O professor em sala de aula passou o conteúdo da disciplina e após o mesmo foi trabalhado no ambiente. Antes de usar o ambiente foi feita uma explicação aos alunos sobre seu funcionamento e foi feito o cadastro no sistema. Após, o aluno tinha condições de utilizar o ambiente como ferramenta de auxilio no estudo de algoritmos no horário que melhor lhe convinha, no laboratório do colégio, em aula com o professor ou em casa. Foram mostrados os exemplos interativos, para ilustrar o processamento da solução de um problema, foram desenvolvidos exercícios no editor de algoritmos (AlgDesign) e foi utilizado o ambiente como ferramenta de ensino da forma geral dos comandos da linguagem. Já no curso Superior o ambiente A4 foi avaliado com alunos do curso de Sistemas de Informação do Centro Universitário Franciscano de Santa Maria RS-Brasil, regularmente matriculados na disciplina de Algoritmos e Programação I oferecida no 2º semestre do referido curso. O resultado foi satisfatório e segundo os dados obtidos com um estudo de caso foi concluído que a utilização de um ambiente de aprendizagem adaptado, potencializa a aprendizagem de Algoritmos. A análise das informações obtidas a partir das respostas dos alunos, em um questionário, indica que houve aprendizagem dos procedimentos básicos para o desenvolvimento de algoritmos tanto para os alunos do curso técnico como do curso superior. Os resultados das perguntas abertas e das observações anotadas no decorrer da pesquisa mostraram as dificuldades dos alunos, a receptividade do A4 como recurso didático e a aceitação da estratégia de ensino. Os resultados mostraram que as atividades desenvolvidas na disciplina Algoritmos e Programação I com o uso do ambiente A4 contribuíram de maneira significativa para a aprendizagem do conteúdo teórico e para a criação de algoritmos, minimizando as dificuldades. A partir dos dados foi possível concluir que houve aprendizagem. De acordo com os resultados levantados em cima do estudo feito, notou-se que ambos os cursos receberam o Ambiente A4 satisfatoriamente. No curso de graduação 84% dos alunos que utilizaram a ferramenta foram aprovados e no curso técnico 95% dos alunos foram aprovados. 6. Conclusão A análise das informações obtidas a partir das respostas dos alunos no questionário mostra que o uso do ambiente como recurso didático contribuiu de maneira significativa para a aprendizagem do conteúdo teórico e para a desenvoltura na criação de algoritmos, minimizando as dificuldades inerentes à disciplina. Os dados mostram que os alunos acharam interessante o uso do ambiente, e que através dos exemplos interativos, contidos no A4, houve a possibilidade de visualizarem o funcionamento da resolução de um problema com os dados fornecidos por eles mesmos,

6 tornando assim a aprendizagem dos procedimentos básicos, para o desenvolvimento de algoritmos, mais atrativa. O resultado das perguntas abertas e das observações anotadas no decorrer do semestre mostrou que o ambiente se comportou de forma aceitável dentro do que foi aplicado. No entanto, a partir de uma análise mais apurada, verificou-se que o ambiente pode ser melhorado. Deve ser feita a inclusão de mais exemplos interativos e com maior grau de dificuldade além da inclusão dos recursos de mais uma linguagem de programação. Com relação ao curso técnico, o tempo de utilização da ferramenta foi muito curto, fazendo com que esse fator fosse salientado nas observações dos alunos na tentativa de justificar porque o sucesso não foi maior no aprendizado de Algoritmos. Além do que, deve ser salientado que, o ambiente funciona como mais um recurso didático à disposição do professor e do aluno para o aprendizado dos procedimentos básicos utilizados na resolução de qualquer problema. Como, quando usar e de que forma usar esses procedimentos na solução de um determinado problema é uma questão de organização de idéias e da escolha adequada de estratégias para criar a solução de um problema. Isso exige muito trabalho por parte do aluno e uma orientação segura por parte do professor. O aprendizado de Algoritmos se resume em fazer com que o aluno trabalhe com os conceitos básicos de Resolução de Problemas via computador e incorpore os subsídios que sustentam as abstrações e o formalismo da representação simbólica exigida na área computacional. Referências GOMES, A.J.(2001) - Ambiente de suporte à aprendizagem de conceitos básicos de programação - Centro de Informática e Sistemas da Universidade de Coimbra - Instituto Superior de Engenharia de Coimbra, Coimbra, Portugal. QUARTIERO, E. M.(1996) As tecnologias da Informação e a Comunicação e a Educação. ARAUJO, F.V ; FALKEMBACH, G.A.M (2003). Ambiente de Aprendizagem Adaptado Para Algoritmos Anais da Terceira Mostra de Trabalhos em Informática na Educação - TISE Universidade do Chile Santiago. HOC, J.M (2000). Psychologie Cognitive de la planification Grenoble: PUG.Traduzido por Maria Suzana M. Amoretti. Porto Alegre Brasil. ARAUJO, F.V ; FALKEMBACH, G.A.M (2004). Ambiente de Aprendizagem Adaptado para Algoritmos (A4) Utilizando Módulos Interativos de Auxílio ao Aprendizado SIIE 2004 Cáceres Espanha.