Revista Brasileira de Informática na Educação

O uso da Cultura Maker nas práticas de leitura e escrita nos Anos Iniciais do Ensino Fundamental: uma revisão sistemática da literatura

Maressa Maria Lemos de Sousa — 2024-02-26

Este artigo apresenta uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL) que tem como objetivo identificar a existência de estudos que utilizam a Cultura Maker como proposta para desenvolver as habilidades de leitura e escrita nos Anos Iniciais do Ensino Fundamental. Para isso foi utilizada a estratégia PICOC e a formulação de cinco questões de pesquisa relacionadas ao contexto da RSL. A RSL foi baseada no protocolo proposto por Kitchenham e na metodologia PRISMA, partindo de um total de 1271 artigos encontrados nas bases (30 selecionados e 6 analisados): CEIE, Scopus, IEEE, ACM DL e ScienceDirect. Os resultados apontam que existe uma carência de estudos que evidenciam a utilização da Cultura Maker no contexto citado. Porém, destaca-se o fato de que, apesar de a maioria dos estudos analisados não apresentarem a Cultura Maker como tema primário, os artigos apontam que as práticas de leitura e escrita estão sendo desenvolvidas e relacionadas ao trabalho com o pensamento computacional, criação de histórias digitais, Game Design, robótica e Inteligência Artificial, áreas que também proporcionam uma aprendizagem baseada no fazer e centrada no aluno.

Uso do Design Thinking na aplicação de arquiteturas pedagógicas: uma proposta de desenvolvimento profissional docente

Ana Beatriz Michels — 2024-05-20

O cenário educacional vigente vem exigindo um repensar e uma transformação do fazer pedagógico docente em sala de aula. Para que essa transformação ocorra, o desenvolvimento profissional dos docentes precisa estimular a inovação na prática, num processo de ação-reflexão-ação. Uma proposta emergente de formação continuada envolve o uso da metodologia do Design Thinking no uso de arquiteturas pedagógicas. Nesse contexto, o presente artigo apresenta um framework de uso dessa metodologia, desafiando os docentes na construção de estratégias educacionais inovadoras. O framework é organizado em etapas que conectam a prática docente criativa a um referencial teórico e tecnologias digitais. A partir de uma pesquisa de natureza qualitativa, o planejamento e aplicação de arquiteturas pedagógicas, alinhada à proposta do Design Thinking, é analisada a partir do seu uso em três edições de uma formação continuada realizada com docentes do Ensino Superior. As experiências alcançaram o propósito de oportunizar aos docentes: (i) uma vivência das premissas de arquiteturas pedagógicas; (ii) a busca pela inovação no seu fazer pedagógico, contribuindo para a reconstrução de estratégias educacionais inovadoras pela lente das arquiteturas pedagógicas e (iii) a reflexão acerca do uso da metodologia do Design Thinking nas suas práticas de sala de aula.

Detecção de Emoções na Aprendizagem de Programação: Os Efeitos de Usar Estimativas de Conhecimento em Modelos Livres de Sensores que Detectam a Confusão do Aluno

Tiago R. Kautzmann — 2024-10-31

A confusão é uma emoção provável de ocorrer em tarefas de aprendizagem de conteúdos complexos, como na aprendizagem de programação de computadores. Quando não regulada pelo aluno, a confusão pode afetar negativamente o aprendizado. Quando regulada, pode levar a aprendizagem a níveis mais profundos. O estudo descrito neste artigo buscou melhorar o desempenho de modelos livres de sensores que detectam a confusão do aluno enquanto envolvido em tarefas de aprendizagem de programação. Estes modelos são interessantes quando integrados a ferramentas de programação porque, ao detectar a confusão do aluno durante a aprendizagem, a ferramenta poderia intervir e auxiliar o aluno na regulação dessa emoção. Trabalhos relacionados treinaram modelos de detecção de confusão usando dados de interação do aluno com o ambiente de programação, como dados sobre movimentos de teclado e mouse. Nosso estudo levantou a hipótese que incorporar dados sobre estimativas de conhecimento do aluno aos dados de interação poderia melhorar o desempenho dos modelos. Nós comparamos o desempenho de modelos de aprendizado de máquina treinados com a abordagem da hipótese com modelos treinados com a abordagem dos trabalhos relacionados. Os modelos foram treinados com dados coletados de 62 alunos em aulas de programação ao longo de cinco meses. Os resultados apresentaram evidências positivas que apoiam nossa hipótese. Também discutimos cenários onde nossa abordagem é vantajosa, como o tamanho adequado dos segmentos de dados, os algoritmos com melhor desempenho e o poder de generalização dos modelos para alunos de diferentes níveis de ensino.

Measuring the Socially Extended Perception in a Remote Experience of Interaction

Yusseli Lizeth Méndez Mendoza — 2024-12-02

The social and physical distancing and the rapid transition to remote learning during pandemics had an impact on children’s life regarding educational activities and well being. In this context, the Human-Computer Interaction (HCI) field has faced challenges to design and evaluate computational systems, especially those for learning scenarios. In this paper, we propose an evaluation instrument considering socio-affective aspects of the experience, and present results from a pilot study to evaluate the Aquarela Virtual system. The Aquarela Virtual allows remotely situated children to interact with others by using physical objects related to a children’s song, and emoticons to express their emotions. Based on findings of these evaluations, we provide insights on: a) improvements to be done in the system; b) aspects still to be covered by an evaluation instrument. Even considering the pandemic is now over, hybrid systems such as the Aquarela Virtual system came to stay, and so the need of evaluation instruments such as the proposed one remains.

Programa de Monitoria da Disciplina de Programação Introdutória na Universidade de Brasília

Maristela Holanda — 2024-03-17

De acordo com o relatório da ACM intitulado Retention in computer science undergraduate programs in the US: Data challenges and promising interventions, sobre retenção em cursos de Ciência da Computação, a primeira disciplina de programação, chamada de CS1 (Computer Science 1) no relatório, pode influenciar a permanência do aluno em um curso de computação. Na Universidade de Brasília (UnB), a primeira disciplina de programação tem um alto índice de reprovação. Neste contexto, foi criado um novo Programa de Monitoria para Algoritmos e Programação de Computadores (APC), a primeira disciplina de programação dos cursos de computação na UnB. Este novo programa é composto por atendimentos aos sábados, atendimento individual via agendamento, busca ativa pelos alunos com baixo rendimento, aulões de revisão aos sábados, e acompanhamento em aulas práticas. Neste artigo é apresentado o relato de experiência de quatro semestres do programa, sendo a sua primeira edição no segundo semestre de 2020, durante a pandemia, com ensino remoto, até o primeiro semestre de 2022.1, o retorno ao ensino presencial. Neste artigo, é descrita a metodologia do programa, análise dos resultados desses dois anos de aplicação do programa, e as lições aprendidas.

NADIA - Natural DeductIon proof Assistant: Um Assistente de provas de Dedução Natural para Lógica Proposicional e Lógica de Predicados

Davi Romero de Vasconcelos — 2024-08-27

A disciplina de Lógica para Computação faz parte da maioria dos cursos de Tecnologia da Informação e Comunicação. O sistema de Dedução Natural é amplamente utilizado para o ensino de demonstrações e este conteúdo consta em muitos dos livros-texto de Lógica. Este trabalho apresenta um assistente de provas, NADIA Natural Deduction Proof Assistant, para o sistema de Dedução Natural em Lógica Proposicional e Lógica de Predicados, no estilo de Fitch (caixas), com a finalidade de auxiliar no ensino-aprendizagem de estudantes de graduação e pós-graduação. NADIA permite que os estudantes escrevam suas demonstrações de forma mais próxima possível das provas que realizam no papel. NADIA verifica automaticamente se a demonstração está correta e, caso contrário, exibe os erros encontrados. Para avaliar a experiência dos estudantes no uso do NADIA realizamos uma avaliação da ferramenta com alunos de turmas semestrais da disciplina de Lógica para Computação que foram ofertadas nos anos de 2021 e 2022.

Modelo de Predição de Evasão Escolar com Base em Dados de Autoavaliação de Cursos de Graduação

Ronei dos Santos Oliveira — 2024-01-09

A evasão escolar é um desafio diário para instituições de ensino, no caso específico do ensino superior as altas taxas acarretam perdas financeiras e escassez de profissionais no mercado. Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver e avaliar um modelo preditivo para identificar alunos propensos à evasão, utilizando dados de um modelo semestral de autoavaliação dos cursos de graduação da Universidade Federal da Paraíba (UFPB). Utilizando a mineração de dados educacionais e a metodologia CRISP-EDM, o estudo analisou a relação entre evasão escolar e autoavaliação institucional, seguido de análise exploratória e preparação dos dados para classificação. Diversas técnicas de modelagem, como Árvore de Decisão, Floresta Aleatória e Máquinas de Vetores de Suporte, foram aplicadas, sendo os modelos avaliados por métricas de desempenho, revelando uma acurácia de 87,97%, precisão de 91,72%, recall de 91,67% e medida F de 91,57% na identificação de alunos com alta probabilidade de evasão. Cerca de 59% dos alunos ativos da UFPB admitidos a partir de 2017 demonstraram probabilidade de abandonar seus cursos nos testes do modelo preditivo proposto. Essas informações podem embasar decisões institucionais e a implementação de políticas e ações eficazes contra a evasão, visando melhorar os resultados acadêmicos. O estudo contribui para avanços na predição de evasão escolar, fornecendo insights valiosos para decisões e estratégias preventivas na UFPB e outras instituições de ensino superior.

A motivação dos estudantes em ambientes computacionais de aprendizagem: uma revisão sistemática da literatura

Tuane Lima — 2024-01-16

Este artigo apresenta uma revisão sistemática das pesquisas sobre motivação em ambientes computacionais de aprendizagem, publicadas em inglês em veículos internacionais de divulgação científica. Inicialmente, foram coletados 563 artigos, provenientes das principais bases de dados de publicações científicas nas áreas de Computação e Educação. Dentre esses, 38 foram selecionados na fase final para análise, de acordo com critérios de inclusão e exclusão. Como resultado, foi possível identificar que a motivação é um construto ainda pouco explorado nas pesquisas em informática na educação, com trabalhos esparsos realizados por diferentes grupos de pesquisa e pouco consenso na definição do constructo. No entanto, alguns fatores são apresentados frequentemente, como a importância da forma de apresentação da atividade, a necessidade do estudante ter algum prazer durante o processo e a importância dele refletir sobre o próprio processo de aprendizagem. Observou-se igualmente que os tipos de tecnologias educacionais de aprendizagem utilizados são diversos, sendo os mais comuns aqueles com características comunicativas, como Sistemas Tutores Inteligentes, Sistemas Tutores Afetivos e Agentes Pedagógicos.

Web Semântica e Educação a Distância: Euforia, Frustração e Recomeço

Wilson Castello Branco Neto — 2024-02-25

Nos anos 90, duas abordagens diferentes sobre educação a distância surgiram. A primeira visava criar sistemas capazes de se adaptar às características dos estudantes com base em teorias de aprendizagem e instrucionais, enquanto a segunda tinha como objetivo facilitar a criação e a gerência de cursos à distância, por meio da reutilização de materiais. As tecnologias existentes naquela época limitavam a criação de sistemas capazes de unir os benefícios alcançados pelos dois grupos porque os sistemas adaptativos eram limitados a um domínio de conhecimento específico, e quase tudo precisava ser recriado para ser usado em um domínio diferente. Por outro lado, sistemas capazes de trabalhar com diferentes assuntos não eram capazes de adaptar o conteúdo automaticamente para as necessidades dos estudantes. O surgimento da Web Semântica, assim como dos Objetos de Aprendizagem, levou os pesquisadores a desenvolverem projetos baseados nesta tecnologia para resolver o referido problema. Finalmente, cursos adaptativos e reutilizáveis baseados em teorias de aprendizagem poderiam ser desenvolvidos. Metadados para Objetos de Aprendizagem e outros padrões para educação a distância, assim como ontologias sobre diferentes domínios de conhecimento, modelagem do estudante e teorias de aprendizagem eram as ferramentas que faltavam para os pesquisadores resolver o problema. Apesar de muita pesquisa e diversas publicações realizadas naquele período, poucos resultados práticos foram observados, frustrando não apenas os estudantes, mas também os professores e demais profissionais vinculados à educação, ao perceberem que o nível de autonomia dos sistemas por eles almejado não tinha sido alcançado. Este artigo descreve a euforia gerada pela Web Semântica, problemas relacionados à engenharia de ontologias que levaram ao período de frustração, bem como o período atual, no qual a pesquisa foi retomada com objetivos menos ambiciosos. Por fim, algumas considerações sobre o futuro da educação baseada na Web Semântica são apresentadas.

As experiências e aplicações do ensino mediado por tecnologia digital na educação médica: uma revisão da literatura

Theo Aguiar Brito — 2024-03-03

Com o avanço da tecnologia e o surgimento da pandemia, o ensino mediado por tecnologias vem sendo mais utilizado para auxiliar o ensino médico. Esse estudo objetiva analisar as experiências e aplicações da tecnologia da informação e comunicação na educação médica por meio de uma revisão integrativa da literatura. Para tanto, realizou-se uma revisão integrativa com 03 descritores em 02 bibliotecas digitais com publicações de 2011 até 2021 nos idiomas português e inglês. Foram encontrados 3051 estudos, dos quais 12 foram incluídos na revisão, sendo avaliadas as particularidades do ensino remoto no ensino médico, sob os seguintes critérios: demográfico, modalidade do ensino, Tecnologias usadas, limitações e satisfação. Os resultados demonstraram o uso da teleducação com mais ênfase após o início da pandemia, com implementações e resultados diversos. Dos artigos selecionados, 66,7% abordaram a modalidade remota e 33,3% a modalidade híbrida. Além disso, 66,5% dos trabalhos referem-se a situações que sucederam a insurgência da pandemia do COVID-19, quando houve maior urgência pelo uso do ensino remoto. Os AVAs e as plataformas de videoconferência foram as tecnologias educacionais mais utilizadas. No contexto pandêmico, as ferramentas tecnológicas substituíram as aulas tradicionais presenciais de forma satisfatória, mas não de forma equivalente, havendo pouco interesse em continuar na mesma modalidade após a pandemia. No entanto, a maior facilidade na disseminação do conhecimento através da tecnologia demonstrou a importância da mescla de modalidades de ensino para um ensino médico de qualidade. Assim, podemos entender o ensino online na formação médica como uma ferramenta útil e complementar ao ensino formal, sendo insuficiente como única forma de acesso ao ensino. Conclui-se que o ensino híbrido pode ser ferramenta pedagógica promissora para melhorar a qualidade do ensino médico, desde que os alunos possuam infraestrutura de hardware e de conexão de internet adequada.

Pensamento Computacional para o Desenvolvimento de Aprendizagens de Leitura e Pensamento Críticos no Ensino Fundamental: Um Mapeamento Sistemático da Literatura

Albert Rodrigues de Souza Catojo — 2024-03-10

De maneira a viabilizar que a próxima geração esteja pronta para ser agente de mudança, a comunidade internacional, os países e as sociedades devem desenvolver uma educação de qualidade, por isso a importância do Pensamento Computacional (PC) como uma habilidade que toda pessoa deve desenvolver. O objetivo deste trabalho é mapear os estudos, buscando evidências científicas, de como as tecnologias educacionais relacionadas ao Pensamento Computacional têm ajudado no desenvolvimento das habilidades e competências do século 21 e de que maneira têm sido apresentadas, desenvolvidas e/ou aplicadas aos alunos do Ensino Fundamental. Neste mapeamento foram identificados 2036 estudos, entretanto, 96 estudos foram identificados como relevantes e, após o filtro de questões de qualidade, foram selecionados 79 estudos. O presente trabalho destaca alguns resultados, dentre os quais, o uso e/ou criação de métodos ou ferramentas para a educação no Ensino Fundamental, deste modo, foi observada melhora na leitura, escrita, raciocínio lógico, alfabetização digital e Pensamento Crítico.

Avaliação de Usabilidade de Jogos Educacionais para pessoas com a Síndrome de Williams-Beuren

Raphael Franklin Fontes de Oliveira — 2024-04-07

A síndrome de Williams-Beuren (SWB) é uma síndrome rara, que se caracteriza por diferentes graus de deficiência intelectual, tais como, dificuldades para armazenar, acessar, manipular, reorganizar e utilizar informações quando necessário. Este conjunto de particularidades provocam obstáculos para a aprendizagem, principalmente da matemática. Diante desses problemas, os jogos educacionais digitais (JED) surgem no processo de ensino-aprendizagem (PEA) como uma ferramenta potencializadora que pode promover a inclusão destes indivíduos na sociedade, facilitando seu desenvolvimento intelectual. Mas, para que esses jogos venham a engajá-los efetivamente, gerando um PEA rico e formativo, é necessário que sua usabilidade seja minuciosamente estudada. Sendo assim, esta pesquisa busca definir um conjunto de recomendações de usabilidade para JED destinados a pessoas com a Síndrome de Williams-Beuren. Para tanto, o SoundMath foi desenvolvido e logo após avaliado, por especialistas, utilizando heurísticas de usabilidade. O conjunto Avaliação Heurística para Jogos Educacionais Digitais (AHJED) foi aplicado pelos avaliadores individualmente e, posteriormente, foram debatidas as conclusões por webconferência. Em seguida, um grupo com pessoas que possuem a SWB (e seus responsáveis) realizou um teste de usabilidade do SoundMath, teste este que foi gravado e analisado. Vários aspectos da implementação ficaram aquém dos requisitos para que os usuários pudessem se engajar no jogo. Contudo, sete aspectos positivos foram transformados em recomendações. O estudo desenvolveu o JED concebido por Menezes (2017), realizou avaliações de usabilidade e atestou que alterações precisam ser realizadas. A partir da experiência adquirida durante o processo, um conjunto de recomendações de usabilidade foi definido, visando auxiliar o desenvolvimento de JED para pessoas com a SWB.

Transformers para previsão de desempenho acadêmico no ensino Fundamental e Médio

Lorran Santos Rodrigues — 2024-04-13

A previsão de desempenho acadêmico apresenta um potencial grande no trabalho pró-ativo das escolas na identificação de alunos em risco de reprovação. de duas redes distintas, permitindo a comparação entre diferentes anos escolares, anos letivos e redes de ensino. Contrastaram-se os desempenhos de modelos baseados na arquitetura Transformers com modelos mais estabelecidos, como o XGBoost e um modelo de rede neural mais simples. Os resultados mostraram que os Transformers tiveram um desempenho interessante na tarefa de previsão de desempenho acadêmico, especialmente com um número maior de avaliações. No entanto, o XGBoost conseguiu alcançar um alto desempenho mais cedo no período letivo. Uma vantagem dos Transformers é sua flexibilidade no treinamento, permitindo lidar com conjuntos de dados semi-estruturados sem a necessidade de pré-processamento. Em última análise, esta pesquisa contribui para o desenvolvimento de métodos que podem identificar precocemente alunos em risco de reprovação, oferecendo a oportunidade de intervenção e apoio adequados. Isso pode ter um impacto positivo na formação dos alunos e na sociedade como um todo, mitigando prejuízos e promovendo a educação de qualidade.

Revisão sistemática da literatura sobre o impacto do Ensino Híbrido na promoção do engajamento e autonomia dos estudantes: descobertas e recomendações

Franciely Pereira Moreira — 2024-04-20

A educação tem se transformado devido a inserção das Tecnologias de comunicação e informação (TIC) dentro do ambiente escolar. Dentre as metodologias utilizadas por educadores tem sido o Ensino Híbrido que possibilita uma maior flexibilidade, autonomia e engajamento dos discentes. Este artigo apresenta o resultado de uma revisão da literatura no intuito de entender melhor como a aplicação do Ensino Híbrido pode contribuir para a autonomia e engajamento dos alunos, assim como se ela produz um aprendizado mais significativo para os estudantes. Em nossa pesquisa, foram avaliados 21 artigos publicados na última década, sendo 50% publicados no ano de 2022, 30% dos artigos foram publicados em 2021 e 20% foram publicados entre os anos de 2015 a 2020, o que nos possibilitou uma visão crítica mais recente da literatura. Os autores de forma geral avaliaram o uso do Ensino Híbrido de forma positiva em relação ao engajamento, autonomia e aprendizagem mais significativa dos estudantes. Os estudos demonstraram que a inclusão da tecnologia em sala de aula, tais como, Moodle, Teams, Zoom, Kahhot e Canvas, podem melhorar a interação professor-aluno. Adicionalmente, a construção de cenários envolventes de aprendizagem, o suporte e a interação com os alunos e o incentivo à realização de atividades semanais foram fatores cruciais para o sucesso no ensino híbrido. No entanto, a revisão também revelou limitações como um número limitado de estudos de países da América do Sul e falta de padronização na definição de ensino híbrido. As descobertas permitiram que fosse criado um guia com recomendações para professores quanto ao uso do ensino híbrido, e sugerem que o ensino híbrido tem o potencial de melhorar o envolvimento e a autonomia do aluno.

Técnicas de Mineração de Dados e Aprendizado de Máquina aplicados à Evasão Estudantil: um mapeamento sistemático da literatura

Fernanda Ferreira do Nascimento — 2024-04-25

Este trabalho apresenta um Mapeamento Sistemático da Literatura sobre a evasão estudantil, a partir do qual buscou-se responder à seguinte questão de pesquisa: quais ferramentas, técnicas de aprendizado de máquina, fatores indutores, bases de dados abertas e métricas de avaliação de algoritmos têm sido utilizados para identificar as causas da evasão estudantil? O protocolo do mapeamento foi elaborado com base nas diretrizes apresentadas por Petersen (2008) e Kitchenham (2004). Portanto, ele consistiu na definição de questões de pesquisa, critérios de seleção, definição de strings de busca, definição das fontes de busca, entre outros elementos. Entre os resultados ressalta-se que a ferramenta R foi a mais utilizada, a classificação obteve destaque entre as técnicas de aprendizagem de máquina e os principais trabalhos da área se concentraram em estudar fatores relacionados às características individuais do aluno. Adicionalmente, foram encontradas 15 bases bases de dados abertas. Por fim, às métricas de avaliação de algoritmos que se destacaram são: Recall, Accuracy e Precision. Os resultados deste mapeamento fornecem uma visão abrangente do estado da arte da pesquisa em evasão estudantil, incluindo as ferramentas e técnicas mais populares e os fatores indutores mais investigados. Pesquisadores podem utilizar os resultados deste trabalho para direcionar esforços de pesquisa para a criação de modelos utilizando os três tipos de fatores indutores e disponibilização de bases abertas.

Mineração de Dados Educacionais na Predição da Evasão Estudantil: Tendências, Oportunidades e Desafios

Miriam Pizzatto Colpo — 2024-05-20

Atualmente, enfrentamos prejuízos acadêmicos, sociais e econômicos associados à evasão estudantil. Vários estudos têm aplicado técnicas de mineração de dados a conjuntos de dados educacionais para entender os perfis de evasão e reconhecer alunos em risco. Para identificar características contextuais (níveis, modalidades e sistemas educacionais), técnicas (tarefas, categorias de algoritmos e ferramentas) e de dados (tipos, cobertura e volume) relacionadas a esses trabalhos, realizou-se uma revisão sistemática da literatura, considerando a evasão institucional e de curso. A partir de repositórios reconhecidos internacionalmente, artigos foram selecionados e demonstraram, entre outras características, uma maior exploração de dados acadêmicos, demográficos e econômicos de estudantes de graduação, a partir de técnicas de classificação de comitês de árvores de decisão. Além de não ter sido identificado nenhum estudo de países subdesenvolvidos entre os selecionados, foram observadas carências na aplicação dos modelos preditivos e na disponibilização de suas previsões aos gestores acadêmicos, o que sugere uma subutilização dos esforços e do potencial da maioria desses estudos na prática educacional.

Efeito da promoção do pensamento computacional nas habilidades do século XXI: uma revisão sistemática da literatura

Leandro Santos da Cruz — 2024-06-27

A promoção do pensamento computacional no contexto escolar tem sido incentivada e pesquisada em todo o mundo como forma de potencializar diversas habilidades humanas. Algumas destas habilidades, denominadas Habilidades do Século XXI, são consideradas fundamentais para os dias atuais, mas ainda não são tão bem desenvolvidas dentro do ambiente escolar. Levando em conta que o pensamento computacional é visto como um possível propulsor dessas habilidades, esta pesquisa reúne e sintetiza estudos primários que investigam o efeito de intervenções aplicando o pensamento computacional sobre as habilidades do século XXI. Utilizamos a metodologia de revisão sistemática da literatura e, por meio dela, identificamos 57 estudos primários. Como resultado de nossa análise, encontramos evidências de resultados positivos da promoção do pensamento computacional em relação ao desenvolvimento das seguintes habilidades do século 21: aprender a aprender, colaboração, comunicação, criatividade, habilidades sociais, resolução de problemas, proficiência em TIC, inovação, pensamento crítico e trabalho em equipe.

Nós Vemos Você: Compreendendo Professores de Matemática de Escolas Públicas Brasileiras para Projetar Tecnologia Educacional Equitativa

Guilherme Guerino — 2024-07-05

Alunos de escolas públicas brasileiras precisam de ajuda com matemática. Nesse sentido, a literatura científica tem explorado formas, por meio da tecnologia, de auxiliar professores e alunos no processo de ensino-aprendizagem. No entanto, a investigação geralmente visa propor soluções sem primeiro investigar as necessidades daqueles que estão na linha da frente: os professores. Assim, este artigo tem como objetivo investigar aspectos relevantes do cotidiano da sala de aula sob o ponto de vista dos professores de matemática das escolas públicas brasileiras. Usamos as duas primeiras fases do Design Thinking: empatia e definição. Na primeira fase, realizamos um grupo focal com quatro professores de quatro escolas públicas de ensino fundamental, que analisamos qualitativamente por meio do Grounded Theory (GT). Com base nos resultados do GT, na segunda fase do Design Thinking, propusemos uma persona e o mapa de empatia. Nossos resultados fornecem implicações práticas para designers e desenvolvedores de soluções tecnológicas educacionais a partir da aplicação prática da pesquisa sobre experiência do usuário. Além disso, esperamos que nosso estudo seja um ponto de partida para novos pesquisadores da área explorarem as necessidades dos professores das escolas públicas brasileiras.

Computação Desplugada: Um Recurso Para o Estímulo de Habilidades Relacionadas ao Pensamento Computacional nos Anos Iniciais do Ensino Fundamental

Elaine Cristina Grebogy — 2024-08-05

Este estudo apresenta os resultados de uma pesquisa realizada com estudantes do ensino fundamental I cujo objetivo foi avaliar o impacto que as atividades de computação desplugada exercem na construção do pensamento computacional. Os estudantes foram avaliados com pré e pós-testes e os resultados apontam um incremento de 45% das habilidades relacionadas ao pensamento computacional após as intervenções realizadas exclusivamente com atividades desplugadas. Adicionalmente, este trabalho apresenta um material criado especialmente para os anos iniciais do ensino fundamental com uma proposta lúdica e concreta para se trabalhar conceitos computacionais e de pensamento computacional sem a necessidade de equipamentos eletrônicos. A pertinência das atividades para a faixa etária permitiu a exploração de materiais concretos associados à realização de jogos motores, o que contribuiu para o engajamento dos participantes na proposta e apontou para a necessidade de se investir em ações similares que promovam as habilidades relacionadas ao pensamento computacional o mais precocemente possível. Além dos resultados positivos colhidos com o experimento, a necessidade de se estabelecer uma continuidade nas práticas se evidencia com a mais recente inserção da computação em complemento à Base Nacional Comum Curricular e com a promulgação da Política Nacional de Educação Digital.

Mapeamento Conceitual Colaborativo na Educação Bilíngue de Surdos: Framework e Requisitos para Tecnologia

Lucineide Rodrigues da Silva — 2024-08-06

Os surdos no Brasil enfrentam desafios significativos ao acessar e concluir a educação formal. Este estudo tem como objetivo fortalecer a educação bilíngue para surdos, identificando como adotar o mapeamento conceitual colaborativo para atender às especificidades dos estudantes surdos nos anos iniciais do ensino fundamental bilíngue. Os mapas conceituais apresentam características visuais de representação de conhecimento e são reconhecidos para a promoção da aprendizagem. Para alcançar esse objetivo, empregou-se o método de pesquisa-ação, no qual estudantes surdos, professores surdos e ouvintes de uma escola bilíngue participaram ativamente da construção de um framework para mapeamento conceitual colaborativo. A coleta de dados foi realizada por meio de entrevistas, questionários, observações e análise documental dos mapas produzidos pelos estudantes. Além disso, a pesquisa envolveu a análise de vídeo das interações dos estudantes durante as atividades com mapas conceituais. O framework é composto por cinco fases: capacitação dos professores, planejamento do processo, planejamento das atividades, promoção do interesse dos estudantes e execução das atividades. Cada fase oferece recomendações específicas, validadas no contexto, que servem como base para o desenvolvimento de uma tecnologia de apoio colaborativo.

Aplicação do Ensino Híbrido na busca pela aprendizagem significativa em alunos do Ensino Médio brasileiro: estado da arte

Andréia Ambrósio-Accordi — 2024-08-08

Na era digital em constante evolução, as abordagens educacionais tradicionais estão se adaptando às necessidades da geração nativa digital. O ensino híbrido, que combina presencial e on-line, oferece flexibilidade e engajamento. Este artigo explora a interseção entre o ensino híbrido e a aprendizagem significativa, destacando sua complementaridade. A aprendizagem significativa envolve a construção ativa de conhecimento, enquanto o ensino híbrido personaliza a educação. A sinergia entre eles é poderosa, pois permite aos alunos conectar novos conteúdos a experiências anteriores. O artigo descreve como essa abordagem é aplicada no Ensino Médio do Brasil, utilizando uma pesquisa bibliográfica do tipo estado da arte. Primeiramente, foram definidos descritores de busca, como "ensino híbrido" e suas variações, para orientar as pesquisas. Em seguida, escolheu-se plataformas online representativas. Foram estabelecidos critérios de seleção, priorizando artigos revisados por pares e teses/dissertações. A análise dos materiais foi sistematizada, incluindo informações como ano de publicação, autoria, tipo de publicação, escola, modelos híbridos utilizados, metodologia de pesquisa, áreas de conhecimento e objetivos relacionados à aprendizagem significativa. O estudo da aplicação do ensino híbrido com base na aprendizagem significativa revelou a escassez de pesquisas, com destaque para a recente abordagem do tema. Os trabalhos indicam a reflexão dos professores sobre suas práticas, especialmente em programas de pós-graduação. Há a necessidade de mais estudos voltados para a Educação Básica, Profissional e Tecnológica (EBTT) e Educação de Jovens e Adultos (EJA). Alguns autores aplicaram o ensino híbrido, influenciados pela pandemia da COVID-19. A sala de aula invertida foi o modelo mais comum, mas a rotação por estações também se mostrou amplamente usada. Personalização do ensino e avaliação adequada são áreas que requerem mais estudos. A aplicação do ensino híbrido em cursos inteiros é uma área a explorar, assim como a adaptação durante a pandemia mostrou ser valiosa para a educação.

Investigando o Uso do Storytelling como Abordagem Educacional: Mapeamento Sistemático da Literatura

Eduardo Gomes de Oliveira — 2024-08-21

A contação de histórias é uma parte significativa de todas as culturas, atraindo pessoas independentemente da idade, e nas últimas décadas isso também tem sido utilizado no contexto educacional. Storytelling é a técnica de contar uma história, estruturada em elementos para estimular emoções e gerar engajamento. Utilizar storytelling como forma de ensino é uma estratégia poderosa para explicar assuntos complexos e quando a informação é compartilhada de forma interessante, as pessoas podem ficar mais engajadas e prestar mais atenção ao que está sendo dito. Apesar da importância do storytelling no contexto educacional, os alunos e professores têm dificuldades no processo de criação de histórias. Neste artigo, utilizando um estudo de mapeamento sistemático da literatura, analisamos estudos que utilizaram storytelling para verificar como essa técnica vem sendo aplicada no contexto educacional. Foram encontrados 329 estudos, dos quais apenas 17 satisfizeram os critérios de avaliação. Os resultados apontaram vários benefícios no uso dessa técnica no contexto educacional, destacando o trabalho em equipe, engajamento, motivação e pensamento crítico. Destaca-se ainda que essa técnica tem sido aplicada em diferentes cursos e disciplinas, níveis e modalidades de ensino, além de outras descobertas interessantes.

Um Jogo Sério para Reduzir a Vulnerabilidade de Crianças em Combate a Violência Sexual

Alexandre Mendoça Fava — 2024-09-25

A violência sexual infantil é um problema grave de saúde pública. Esse problema traz prejuízos tanto para as vítimas, quanto para a sociedade. Inúmeras medidas surgiram em todo o mundo, voltadas à proteção dos direitos das crianças e dos adolescentes. Dentre as medidas, destacam-se as estratégias educativas baseadas em jogos, demostrando-se como boas aliadas no ensino preventivo e no combate à violência sexual. A presente pesquisa realizou o desenvolvimento de um jogo sério focado no ensino-aprendizagem da prevenção da violência sexual infantil. O processo avaliativo do jogo foi realizado na Escola Municipal Pauline Parucker. A escola viabilizou a participação de um total 112 (cento e doze) crianças para a pesquisa, contudo, dessas apenas 33 (trinta e três) foram autorizadas pelos responsáveis a participarem do estudo. A amostra de crianças autorizadas foi segmentada em dois grupos: grupo controle com 18 (dezoito) crianças e grupo experimental com 15 (quinze). O grupo experimental usou o jogo e o grupo controle prosseguiu com as atividades pedagógicas em sala de aula. Ambos os grupos tiveram suas percepções sobre prevenção ao abuso mensuradas pela tradução do instrumento CKAQ. Essa avaliação foi realizada antes e após o jogo, de modo a identificar se houve avanços sobre as práticas de prevenção. Os resultados apresentados apontam para uma equivalência estatística entre os grupos estudados. Posto que a falta de informação torna as crianças vulneráveis em relação à violência sexual infantil, considera-se baixa adesão de crianças como uma barreira a ser problematizada pela pesquisa.

Preocupações dos professores brasileiros com o uso da gamificação na educação: barreiras percebidas para sua adoção

Armando Maciel Toda — 2024-10-08

A gamificação aplicada a ambientes de aprendizagem é amplamente aceita como tendo um impacto positivo nos aspectos psicológicos e cognitivos dos alunos, como motivação e desempenho de aprendizagem. De acordo com a literatura sobre o assunto, a gamificação tende a promover mais efeitos positivos nos alunos do que negativos. Enquanto isso, a literatura carece de uma compreensão mais profunda de como os profissionais da educação percebem a gamificação em ambientes de aprendizagem e suas preocupações sobre preconceitos implícitos e questões éticas. Pesquisas anteriores não examinaram a relação entre gamificação na educação, suas preocupações éticas e preconceitos. Como resultado, expandimos um estudo anterior para identificar e aprofundar possíveis vieses e preocupações éticas relacionadas à gamificação na perspectiva de professores brasileiros. Uma pesquisa foi elaborada e respondida por 61 professores brasileiros. De acordo com nossas descobertas, os professores não estão inclinados a usar a gamificação por vários motivos, como fatores sociais (por exemplo, aceitação por professores e alunos) e problemas de planejamento e avaliação (por exemplo, falta de conhecimento). Nosso estudo também descobriu que suas preocupações éticas dizem respeito a efeitos psicológicos, questões sociais, questões de privacidade, humanização e efeitos comportamentais. Como parte da contribuição deste artigo, listamos possíveis vieses e preocupações éticas que designers e pesquisadores devem ter em mente ao projetar e implementar gamificação e personalização baseada em gamificação em ambientes de aprendizagem.

Mudança do ensino remoto: Design instrucional Experiências vividas

Mayka de Souza Lima — 2024-10-08

Os Recursos Tecnológicos Digitais (RTDs) são considerados por muitos como essenciais no cotidiano, influenciando as práticas pedagógicas, a cultura, as relações, a aprendizagem e as práticas de ensino. Devido à pandemia da COVID-19, as instituições de ensino brasileiras precisaram migrar do ensino presencial para o ensino remoto apoiado por recursos tecnológicos digitais nas práticas pedagógicas. Essa transição trouxe diversos desafios e oportunidades para os profissionais da educação, especialmente os envolvidos no design instrucional, pois adaptaram os métodos de ensino presencial e incluíram novas metodologias de ensino para manter as atividades escolares. Surgiram novas oportunidades para explorar novas abordagens pedagógicas, como a aprendizagem colaborativa em linha, os recursos multimédia e a personalização do ensino para responder às necessidades individuais dos alunos. Esse movimento tem destacado a preparação e o design de salas de aula remotas, o que é fundamental para futuras estratégias educacionais no ensino remoto. Este estudo investiga a experiência e as percepções dos profissionais da educação que utilizaram metodologias de ensino durante a pandemia e o impacto nas suas práticas após o regresso às aulas presenciais. Foi realizada uma pesquisa com 276 profissionais da educação, do ensino básico ao superior, de instituições públicas e privadas do Brasil. Os resultados da pesquisa mostraram a diversidade de recursos tecnológicos digitais e metodologias de ensino utilizadas, em especial as ativas, como aprendizagem aaseada em problemas e sala de aula invertida. Além disso, nossos resultados revelam que, durante o uso das RTDs, vários profissionais da educação reclamaram da falta de certas funcionalidades e relataram desejar outras. Esperamos que este estudo possa fornecer informações para apoiar projetos de desenvolvimento de software educativo e contribuir para melhorar as atividades de ensino-aprendizagem e a investigação sobre a concepção de currículos na modalidade de ensino remoto.

Qualidades de Professores Excelentes segundo Graduandos de Informática: Uma Investigação no Extremo Norte Amazônico

Pedro Vinícius da Silva Ribeiro — 2024-10-23

A identificação das qualidades que caracterizam professores excelentes é crucial para a sua formação e avaliação. Neste estudo, o objetivo foi caracterizar a percepção de estudantes universitários de cursos de informática sobre as principais qualidades de professores excelentes, que lecionam disciplinas técnicas nessa área. Avaliamos, especificamente, qual foi o melhor procedimento de análise de dados para identificação das 10 qualidades, quais são essas 10 qualidades, se existe diferença no padrão de prioridades em função de os alunos serem do primeiro semestre (calouros) ou de semestres mais avançados (veteranos) e se características dos estudantes nos permitem classificá-los como pessoas que priorizam qualidades relacionais ou pedagógicas. A coleta de dados envolveu o uso do Teacher Behavior Checklist (TBC), instrumento com o qual foram conduzidos estudos internacionais, para identificar o que define um professor excelente a partir de sua lista de 28 qualidades docentes e comportamentos correspondentes. Participaram deste estudo 83 graduandos “calouros” e 136 “veteranos”, com uma média de idade de 21 anos, cuja tarefa foi selecionar as 10 qualidades do TBC, que consideravam como prioritárias para que um professor possa ser considerado excelente. Os resultados indicaram que o método de contagem ponderada foi mais adequado e que as 10 principais qualidades foram: “14. Domina o tema ensinado”, “06. Comunicador(a) eficaz”, “01. Acessível/disponível”, “05. Criativo(a) e interessante”, “24. Respeitoso(a)”, “15. Preparado(a)”, “26. Busca ser um(a) professor(a) melhor”, “27. Tecnologicamente competente”, “28. Compreensivo(a)” e “08. Entusiasmado(a)”. Não encontramos diferenças substanciais no padrão de qualidades selecionado por calouros e veteranos e identificamos que variáveis atreladas a idade, identidade étnico-racial e escolaridade foram as mais determinantes para um modelo classificador dos alunos. Consideramos que este estudo contribui para os processos de formação e avaliação de professores, sendo importante dar continuidade a ele em trabalhos futuros.

HíbriDoC: Método para a Classificação de Atividades de Computação Desplugada para uso no Ensino Híbrido

Quesia Araújo — 2024-10-24

A Computação Desplugada é uma técnica que consiste em ensinar conceitos e problemas de Ciência da Computação, por meio de uma coleção de atividades presenciais, sem o uso do computador (convencionalmente chamadas de desplugadas). Tais atividades têm despertado o interesse de professores e pesquisadores, e tem sido empregada em diversos países ao redor do mundo, podendo ser utilizada do ensino básico ao superior. Entretanto, assim como em outras áreas, o recente cenário de pandemia de Covid-19 afetou o envolvimento nas atividades presenciais de aprendizagem devido às mudanças nas formas de contato entre estudantes e docentes, e, também, pela opção pelo ensino remoto nas atividades de ensino. Este novo contexto trouxe consigo desafios para a utilização da Computação Desplugada, como por exemplo, sua utilização no ensino remoto ou híbrido. Para enfrentar esse desafio, este trabalho propõe um método para classificar atividades de Computação Desplugada, a fim de permitir que se possa identificar quais atividades de Computação Desplugada são mais adequadas para o ensino remoto e híbrido. Por meio de estudo de análise de validade de conteúdo com especialistas, os resultados demonstram que o instrumento é adequado para a classificação das atividades, ao mesmo tempo que sugerem possibilidades de melhorias em ações futuras. O estudo contribui especialmente para a área de Ensino de Computação, fornecendo um instrumento capaz de ser usado para classificar atividades de Computação Desplugada para serem usadas no ensino remoto ou híbrido.

Aplicação do Moodle em metodologias ativas para alavancar o desempenho em disciplinas de cálculo

George Ribeiro Rodrigues Magalhães — 2024-10-28

O ensino de disciplinas de cálculo nas universidades apresenta desafios significativos em nosso país. Altas taxas de reprovação são comuns e, com a pandemia de COVID-19 em 2020, surgiram novos obstáculos, como a transição do ensino tradicional para o ensino remoto emergencial. Essa mudança exigiu a utilização de tecnologias educacionais para a gestão do ensino a distância. Nesse contexto, este artigo propõe um estudo sobre a aplicação de metodologias ativas para a promoção de uma aprendizagem ativa durante a pandemia e no período pós-pandemia, com ênfase no uso do Moodle para gerenciar o ensino. O presente estudo analisou o desempenho dos alunos de um curso de engenharia de uma universidade brasileira em disciplinas de cálculo durante três diferentes transições de ensino: no modo presencial anterior à pandemia, durante a transição do ensino presencial para o remoto com o auxílio do Moodle no período da pandemia, e com o retorno ao modelo presencial, com o Moodle sendo utilizado para atividades online. Além disso, o estudo examinou a implementação de estratégias de aprendizagem ativa, como a aprendizagem por pares, o estímulo aos fóruns de discussão online, e a divisão do conteúdo online em vídeos curtos para reforçar a aprendizagem por pares, utilizando a plataforma Moodle. O objetivo principal deste estudo consiste em comparar o desempenho dos estudantes nos períodos em que a metodologia ativa foi aplicada com aqueles em que não foi utilizada. Os resultados desta pesquisa revelam que o uso do Moodle, em conjunto com a adoção de metodologias ativas, resultou em um aumento de aproximadamente 10% na taxa de aproveitamento dos alunos.

Sensor-free Affect Detection in Learning Environments: A Systematic Literature Review

Felipe de Morais — 2024-11-21

Emotions and affective states influence cognition and learning processes. Computer-based learning environments (CBLEs) capable of detecting and adapting to these states significantly enhance learning outcomes. However, practical constraints often hinder the deployment of sensor-based affect detection in CBLEs, especially for large-scale or long-term use. Consequently, sensor-free affect detection, reliant solely on interaction logs, emerges as a promising alternative. This paper offers a comprehensive literature review on sensor-free affect detection, covering frequently identified affective states, methodologies for sensor development, CBLE attributes, and research trends. Despite the field's maturity, there's ample room for further exploration. Future research should focus on improving sensor-free detection models, collecting more samples of underrepresented emotions, and refining model development practices. Additionally, efforts should be made to integrate models into CBLEs for real-time detection, provide meaningful interventions based on detected emotions, and deepen understanding of emotions' impact on learning. Key suggestions include comparing data collection techniques, optimizing duration granularity, establishing shared databases, and ensuring model source code accessibility.

“Estamos Remando Todos Juntos”: Hibridismos Pedagógicos e Reflexões de Professores das Ciências Biomédicas no Cenário do Ensino Remoto

Diana Ciannella — 2024-11-27

Este estudo de caso analisou relatos de cinco professores universitários, da área das ciências biomédicas, sobre suas experiências pedagógicas durante o ensino remoto, devido à pandemia de COVID-19 e discutiu a perspectiva do ensino híbrido na formação em saúde. Duas questões principais nortearam o estudo: Como estes docentes se adaptaram e ressignificaram suas práticas educativas a partir da realidade imposta pelo ensino remoto? Como as reflexões dos docentes podem servir de base para mudanças nas práticas educativas destes professores na perspectiva do ensino híbrido no período pós-pandêmico? Três principais categorias emergiram da análise de conteúdo das falas destes professores: 1- relações pedagógicas - levaram em conta as diversas condições de acesso e estudo e foram pautadas em comunicação construtiva e acolhedora; 2- metodologias e estratégias pedagógicas - centraram-se na participação dos estudantes, na contextualização dos conteúdos e na criação de atividades práticas alternativas e 3- avaliação pedagógica - foi compreendida como inerente ao processo de aprendizagem, adotou-se estratégias diversificadas e o acompanhamento dos alunos foi realizado ao longo de toda a disciplina. As tecnologias digitais atuaram como elo articulador e transversal entre relações pedagógicas, estratégias de ensino e avaliação. Os resultados apontam que, apesar de dificuldades, o grupo de docentes foi capaz de construir um novo repertório e vislumbrar possibilidades de integração das estratégias em suas práticas futuras. Desse modo, os resultados contribuem para ampliar a discussão sobre o hibridismo como perspectiva educacional para a formação superior na área da saúde. Neste momento pós-pandêmico é relevante que se continue a discutir os impactos, desafios e aprendizados vivenciados, identificando e analisando a contribuição das experiências da comunidade universitária para projetar mudanças construtivas e sustentáveis nos processos de ensino-aprendizagem.

Tecnologias Computacionais no Auxílio ao Aprendizado de Indivíduos com TDAH: Um Mapeamento Sistemático da Literatura

Paula Vitória de Sousa Ribeiro — 2024-11-28

O Transtorno de Déficit de Atenção e Hiperatividade (TDAH) é um dos Transtornos do Neurodesenvolvimento caracterizado por desatenção, inquietude e impulsividade, manifestando-se na infância e podendo persistir na vida adulta. As dificuldades de aprendizagem associadas ao TDAH geralmente apresentam-se nos primeiros anos de escolarização e persistem ao longo da trajetória acadêmica, resultando em baixo desempenho. A literatura apresenta tentativas de mapear em diferentes contextos os recursos tecnológicos existentes para contribuir com o aprendizado dos indivíduos com TDAH. No entanto, devido à rápida evolução da tecnologia e à diversidade de abordagens em uso, este artigo apresenta um panorama atual e abrangente sobre estas soluções, com ênfase em suas abordagens e tecnologias. Para tal, realizou-se um Mapeamento Sistemático, seguindo orientações de guias bem estabelecidos no meio acadêmico. O presente estudo avaliou 42 (quarenta e dois) artigos de um total de 1644 (um mil seiscentos e quarenta e quatro) estudos candidatos. Os resultados obtidos neste trabalho indicam o uso majoritário de soluções baseadas em jogos educacionais com ênfase em tecnologias projetadas para plataformas de dispositivos móveis. Além disso, os quantitativos concentram-se em estudos voltados para o nível de ensino fundamental. Outro aspecto observado é a prevalência de equipes multidisciplinares na validação de propostas voltadas ao público infantil. Os resultados apontam ainda, para problemas relacionados ao espaço amostral no que se refere à validação das propostas e ao quantitativo de participantes avaliados nos estudos de caso. Acredita-se que os resultados obtidos neste estudo possam não apenas complementar o corpo de conhecimento existente, mas também ampliar a literatura ao identificar lacunas para futuras pesquisas, tais como (i) a carência de estudos voltados para o TDAH na idade adulta, (ii) escassez de investigações que abordem a capacitação dos profissionais da educação para a implantação das tecnologias e (iii) necessidade de ampliação dos espaços amostrais para fins de generalizações dos resultados.

Investigação da Evasão Estudantil por meio da Mineração de Dados e Aprendizagem de Máquina: Um Mapeamento Sistemático

Jeferson Andrade de Jesus — 2024-03-10

A evasão dos alunos nas escolas e universidades é um problema recorrente na educação, tanto é danoso para o aluno em termos de aprendizagem, como gera prejuízos financeiros para as instituições, sejam públicas ou privadas. Estudos que utilizam técnicas de mineração de dados (MD) e aprendizado de máquina (AM) para investigar problemas na educação estão em ascensão. A evasão estudantil é um desses problemas. Por meio dessas técnicas, é possível identificar padrões em indivíduos ou grupos que possam vir a abandonar os estudos. Este artigo tem como objetivo mapear sistematicamente artigos no estado da arte sobre a aplicação de DM e ML na classificação de dados em estudos sobre evasão escolar. A busca foi realizada em 5 bases de dados bibliográficas, ACM Digital Library, IEEE Xplore, Scopus, ScienceDirect e Web of Science, e retornou um total de 336 estudos primários. Após a aplicação dos critérios de exclusão e inclusão, restaram 71 estudos relevantes. Após a extração de dados desses estudos, identificou-se que, as experiências com estudantes do ensino superior e na modalidade presencial são as mais recorrentes nesses artigos, o ano que mais se destacou em termos de publicação foi 2020, e os algoritmos mais frequentemente utilizados para construção dos modelos de classificação são algoritmos baseados em árvores de decisão.

Deep Learning para autoria automatizada de modelos de domínios de sistemas tutores baseados em passos

Fábio Manique de Castilhos — 2024-11-28

Os Sistemas Tutores Inteligentes (STIs) são programas de computador que auxiliam os estudantes durante o processo de aprendizado, através de assistência individualizada às características dos alunos. Eles possuem um módulo de domínio que representa o conhecimento especialista, em uma determinada área de estudo. Nos STIs baseados em passos, o módulo de domínio geralmente é desenvolvido como um sistema especialista baseado em regras, ou seja, um sistema que utiliza regras baseadas no conhecimento para resolver e corrigir os problemas propostos aos alunos. Esses sistemas especialistas baseados em regras acarretam uma maior complexidade na sua criação, manutenção e atualização do conhecimento, podendo gerar erros ou aumentar o tempo de processamento. Desta forma, este trabalho automatiza o módulo de domínio de um sistema tutor inteligente baseado em passos, através da criação de um modelo, que utiliza Deep Learning para realizar a correção de equações de primeiro grau. A correção é realizada sem a utilização de nenhum conhecimento matemático, apenas utilizando o Processamento de Linguagem Natural aplicado a uma base de cerca de 115 mil expressões matemáticas. São apresentadas e comparadas seis diferentes versões utilizando arquiteturas de redes neurais GRU e transformers. O modelo final atinge 95,5% de acurácia na avaliação/correção dessas equações.

Um modelo de processo para procurar indícios de aprendizagem usando mapas conceituais: um estudo de caso

Silvio Luiz Bragatto Boss — 2024-12-03

Mapas conceituais são ferramentas pedagógicas amplamente utilizadas para facilitar o processo de ensino e aprendizagem. Eles são um instrumento importante para avaliação da aprendizagem, incluindo aspectos da teoria de Ausubel que define os princípios da aprendizagem significativa. A avaliação da aprendizagem por meio de mapas conceituais é proposta em vários trabalhos na literatura considerando análise estrutural e semântica. No entanto, certos aspectos cognitivos do aprendiz são observados apenas durante a construção de mapas. Portanto, analisar o processo de construção é essencial para melhorar a avaliação da aprendizagem por meio de mapas conceituais. Uma das contribuições deste artigo é apresentar um modelo de processo de avaliação que considera um conjunto de critérios efetivos definidos a partir de proposições individuais nos mapas, visando apontar indícios de aprendizagem. Os indícios são classificados como indícios de não aprendizagem, de aprendizagem mecânica e de aprendizagem significativa, por meio de uma análise detalhada de mapas e dos processos de construção. O processo de avaliação pode ser automatizado para dar suporte à educação.
Nosso modelo de processo é avaliado com um estudo de caso que, além de identificar indícios de aprendizagem a partir da análise estrutural e semântica, explora novos indícios de aprendizagem através do processo de construção de mapas. Este artigo se concentra principalmente na exploração do estudo de caso utilizando uma apresentação sistemática do processo de avaliação de mapas. Até onde sabemos, nossa proposta difere dos trabalhos da literatura principalmente pela análise do processo de construção de mapas combinada com análise sintática e semântica para identificar indícios de aprendizagem.

Complexidade versus dificuldade: Uma análise da sua correlação em questões de programação em juízes on-line

Jackson Celestino Fernandes — 2024-01-16

Ambientes de correção automática de código são cada vez mais usados no processo de ensino-aprendizagem de disciplinas de programação. Porém, um problema frequentemente enfrentado pelos professores que usam tais ambientes é determinar a dificuldade das questões cadastradas. Este trabalho tem como objetivo realizar uma análise de correlação entre métricas de complexidade de código e a dificuldade enfrentada pelos alunos, de maneira que seja possível prever automaticamente o nível de dificuldade de uma questão apenas conhecendo seu modelo de solução. Este estudo foi dividido em três etapas: i) análise da correlação de Spearman entre métricas de complexidade (extraídas da questão) e de dificuldade (extraídas da interação do aluno com a questão); ii) predição da classe de dificuldade de questões por meio de modelos de aprendizado de máquina para classificação; e iii) predição de métricas de dificuldade usando modelos de regressão. Quanto ao item i), observou-se que 96% das correlações foram fracas ou inexistentes entre métricas individuais de complexidade de código e de dificuldade, 4% de casos de correlação moderada e nenhum caso de correlação forte. Para o item ii), o maior f1-score obtido foi de 88%, considerando classificação com dois níveis de dificuldade (“fácil” e “difícil”), e f1-score máximo de 67%, considerando classificação com três níveis (“fácil”, “médio” e “difícil”). Para o item iii), o melhor resultado obtido foi um coeficiente de determinação ajustado de 63%.

Proposição e avaliação da aplicação de uma sequência didática baseada no pensamento computacional para pessoas idosas

Emerson Rogério de Oliveira Jr. — 2024-11-22

Este artigo apresenta a proposição e avaliação de uma sequência didática, estruturada em dez vivências, baseada nos pressupostos do pensamento computacional com foco para pessoas idosas. A amostra foi composta por 22 pessoas, entre adultas e idosas. O desenvolvimento das vivências ocorreu com uma periodicidade de uma vez por semana, com duração de 90 minutos, por sete meses. A sequência didática foi elaborada com diversas atividades que foram realizadas por meio da linguagem de programação de blocos Scratch. Para a avaliação qualitativa, foram identificadas em quais partes da vida cotidiana dos participantes houve melhora. Para a análise quantitativa, foi empregado o instrumento de avaliação neuropsicológica breve – Neupsilin, avaliando a atenção, as funções executivas e a memória de trabalho. A aplicação do Neupsilin ocorreu em três momentos distintos: antes do início da intervenção, logo após o término da intervenção e seis meses após o encerramento da intervenção. O principal resultado aponta que é possível utilizar o pensamento computacional em atividades didáticas para as pessoas idosas, acarretando ganhos cognitivos relativos à função neuropsicológica de atenção, além de proporcionar momentos de maior socialização com seus pares acarretando, assim, uma melhoria na sua qualidade de vida.