Pensamento Computacional e. Relações para o ensino de Computação na Educação Básica. Ismar Frango Silveira

Transcrição

1 Pensamento Computacional e Educação Matemática: Relações para o ensino de Computação na Educação Básica Thiago Schumacher Barcelos Ismar Frango Silveira

2 Agenda 1. Cenário atual motivação 2. A natureza da Computação e do Pensamento Computacional 3. Relações entre Pensamento Computacional e Matemática no contexto dos PCNs 4. Alguns caminhos de pesquisa

3 Cenário atual Déficit na formação de profissionais de Computação e Tecnologia da Informação Demanda por profissionais de TI nos oito principais mercados do Brasil Estimativa de concluintes em cursos superiores (BRASSCOM, 2012)

4 Cenário atual Redução de cerca de 20% no número de estudantes de Ciência da Computação na França (Muratet et al., 2009) Queda de 50% de interesse de estudantes americanos pela área de Computação ao longo dos anos 2000 (Crenshaw et al., 2008)

5 Qual o problema? Diversos autores procuraram encontrar correlação entre conhecimentos matemáticos prévios dos alunos e seu desempenho em cursos introdutórios de Ciência da Computação (Campbell; McCabe, 1984; Wilson; Shrock, 2001; Beaubouef, 2002; Setti, 2009)

6 Qual o problema? Baixo rendimento na aprendizagem de Matemática pelos alunos do Ensino Básico SARESP 2012 Sistema de Avaliação do Rendimento Escolar do Estado de São Paulo 58,4% dos egressos do Ensino Médio tem desempenho considerado abaixo do básico em Matemática

7 Motivação Por outro lado, a Computação começa a ser considerada como uma ciência básica Pensamento Computacional (ComputationalThinking) Objetivo: Identificar e sistematizar as relações entre o Pensamento Computacional e a Educação Matemática

8 A natureza da Computação e do Pensamento Computacional

9 Natureza da Computação Alan Turing (1936) On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem Prova matemática da viabilidade da execução de cálculos numéricos Porém, outras áreas passaram a compor o corpo de conhecimento da Computação Experimentação (ciências naturais): algoritmos heurísticos, definição de modelos para o processo de desenvolvimento de software Engenharia : projeto e desenvolvimento de software (DENNING, 2005)

10 Natureza da Computação Porém a Computação parece trazer uma forma singular de raciocínio para resolução de problemas e-science Biologia Computacional Ciências Sociais Computacionais...

11 Pensamento Computacional Segundo Wing (2006)... Conceituar ao invés de programar É uma habilidade fundamental e não utilitária É a maneira na qual pessoas pensam, e não os computadores Complementa e combina a Matemática e a Engenharia Gera ideias e não artefatos Para todos, em qualquer lugar

12 Pensamento Computacional Segundo Isbell et al. (2010)... Modelos; Abstração; Interpretação (de dados ou padrões); Escala e limites para o processamento; Simulação de sistemas a partir de modelos; Possibilidade de automação dos modelos.

13 Pensamento Computacional Segundo Basawapatna et al. (2011)... Reconhecer padrões em jogos digitais e aplicar esses padrões na simulação de fenômenos físicos e biológicos

14 Relações entre Pensamento Computacional e Matemática no contexto dos PCNs

15 Método Revisão da literatura Experiências didáticas que objetivam o desenvolvimento do pensamento computacional ACM SIGCSE Análise documental Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio. Brasília: MEC/SEB, PCN+ Ensino Médio: Orientações Curriculares Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Brasília: MEC/SEB, 2002.

16 1. Articulação de símbolos e códigos 2. Estabelecimento de relações e identificação de regularidades 3. Modelos explicativos e representativos

17 Articulação de símbolos e códigos O aluno deve compreender diferentes símbolos, códigos e nomenclaturas da linguagem matemática Além disso, deve ser capaz de traduzir uma linguagem em outra O algoritmo é uma representação formal, dinâmica, porém mais próxima da linguagem discursiva do que a álgebra, por exemplo (Isbell et al. 2010; Mor e Noss, 2008)

18 Articulação dos símbolos e códigos Lewis e Shah (2012) No problema y = x + 4, se x vale 7, quanto vale y? Preencha os espaços em branco para desenhar uma forma geométrica de 5 lados

19 Estabelecimento de relações e identificação de regularidades O aluno deve identificar regularidades em situações semelhantes para estabelecer regras, algoritmos e propriedades Duas definições de Pensamento Computacional apresentadas (Wing, 2006; Basawapatna et al., 2010) envolvem diretamente a competência de identificação de padrões

20 Estabelecimento de relações e identificação de regularidades Mor e Noss (2008) Identificação do padrão de formação de sequências numéricas e implementação do algoritmo em um ambiente de programação visual

21 Modelos explicativos e representativos O aluno deve ser capaz de elaborar e interpretar modelos e representações matemáticas para analisar situações As situações devem tipicamente estar vinculadas ao cotidiano do aluno Modelagem matemática (Bassanezi, 2002)

22 Modelos explicativos e representativos Lee et al. (2011) Modelo de contágio de doenças considerando a quantidade de alunos e a disposição física dos ambientes da escola

23 Alguns caminhos de pesquisa

24 Alguns caminhos de pesquisa Refinar o mapeamento de competências entre o corpo de conhecimento da Matemática e da Computação Desenvolvimento e avaliação de sequências didáticas envolvendo os conteúdos mapeados Modelagem matemática 2.0? Ambientes de programação expressivos o suficiente para modelar fenômenos, porém mantendo uma estrutura sintática simples para iniciantes

25 Obrigado!