Fundamental Computing: Computing Curriculum and Textbooks for Middle School

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5753/rbie.2021.29.0.662

Keywords:

Curriculum, Textbook, Computing, Primary Education, Middle School

Abstract

Given the relevance of computing in contemporary society, whether for its pervasiveness and impact, or for its potential to facilitate flexible expression, communication, development of computational thinking and 21st century skills, or even for career opportunities in this field, it is becoming more common to add computing to primary education curricula. This article describes the curriculum entitled Fundamental Computing, an implementation of curriculum and textbooks for the second stage of Brazilian Primary Education. The curriculum is based on spiral curriculum, meaningful learning, constructionist projects and contextualizing learning of computing. The associated textbooks offer a guide for teachers and activities for students that allow them to learn basic elements of computing and carry out practices of computing and reflections from practice. The first experiences with the curriculum point to implementation challenges in terms of infrastructure, teacher professional development and integration with existing school curricula. On the other hand, they also reveal potential positive effects in its adoption in terms of creative expression, interdisciplinary learning, student motivation and engagement, and knowledge retention.

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Author Biography

Roberto A. Bittencourt, UEFS - Universidade Estadual de Feira de Santana

Roberto Almeida Bittencourt é professor adjunto na Universidade Estadual de Feira de Santana. Seus interesses de pesquisa estão nas áreas de educação em computação, computação social e engenharia de software.

References

Araujo, L. G. J., Santana, B. L., & Bittencourt, R. A. (2019a). Computação e Comunidade: Livro do Estudante. Feira de Santana: Edição do Autor. [GS Search]

Araujo, L. G. J., Santana, B. L., & Bittencourt, R. A. (2019b). Computação e Comunidade: Livro do Professor. Feira de Santana: Edição do Autor. [GS Search]

Araujo, L. G. J., Santana, B. L., & Bittencourt, R. A. (2019c). Computação e Comunidade: Uma Proposta de Educação em Computação para o Sétimo Ano do Ensino Fundamental II. In Anais do XXV Workshop de Informática na Escola (pp. 325–334). doi: 10.5753/cbie.wie.2019.325 [GS Search]

Araujo, L. G. J., Santana, B. L., & Bittencourt, R. A. (2020a). Computação e o Mundo: Livro do Estudante. Feira de Santana: Edição do Autor. [GS Search]

Araujo, L. G. J., Santana, B. L., & Bittencourt, R. A. (2020b). Computação e o Mundo: Livro do Professor. Feira de Santana: Edição do Autor. [GS Search]

Araujo, L. G. J., Santana, B. L., & Bittencourt, R. A. (2020c). Computação e o Mundo: Uma Proposta de Educação em Computação para o Nono Ano do Ensino Fundamental II. In Anais do XXVI Workshop de Informática na Escola (pp. 21–30). doi: 10.5753/cbie.wie.2020.21 [GS Search]

Ausubel, D. P. (1960). The use of advance organizers in the learning and retention of meaningful verbal material. Journal of Educational Psychology, 51(5), 267. doi: 10.1037/h0046669 [GS Search]

Bargury, I. Z., Haberman, B., Cohen, A., Muller, O., Zohar, D., Levy, D., & Hotoveli, R. (2012). Implementing a new Computer Science Curriculum for middle school in Israel. In 2012 Frontiers in Education Conference (p. 1-6). doi: 10.1109/FIE.2012.6462365 [GS Search]

Becker, B. A., & Quille, K. (2020). Computer Science for Leaving Certificate (1st ed.). Dublin, Ireland: Golden Key. [GS Search]

Bell, T. (2013). Computer Science Field Guide. New Zealand: University of Canterbury. Retrieved from [link].

Bell, T., Andreae, P., & Lambert, L. (2010). Computer Science in New Zealand high schools. In Proceedings of the Twelfth Australasian Conference on Computing Education - Volume 103 (pp. 15–22). [GS Search]

Bordini, A., Avila, C. M. O., Weisshahn, Y., da Cunha, M. M., da Costa Cavalheiro, S. A., Foss, L., ... Reiser, R. H. S. (2016). Computaçao na educaçao básica no brasil: O estado da arte. Revista de Informática Teórica e Aplicada, 23(2), 210–238. doi: 10.22456/2175-2745.64431 [GS Search]

Boyd, D., & Marwick, A. E. (2011). Social Privacy in Networked Publics: Teens’ Attitudes, Practices, and Strategies. In A decade in Internet Time: Symposium on the Dynamics of the Internet and Society. [GS Search]

Brasil/MEC (2018). Base Nacional Comum Curricular. Retrieved from [Link]

Bruner, J. (1966). Uma Nova Teoria de Aprendizagem. Rio de Janeiro: Bloch. [GS Search]

Castells, M. (1996). The information age (Vol. 98). Oxford Blackwell Publishers. [GS Search]

Choi, J., An, S., & Lee, Y. (2015). Computing education in Korea—current issues and endeavors. ACM Transactions on Computing Education (TOCE), 15(2), 1–22. [GS Search]

CIEB (2018). Currículo de Tecnologia e Computação da Educação Infantil ao Ensino Fundamental. http://curriculo.cieb.net.br/.

Computer Science Teachers Association (2017). CSTA K-12 Computer Science Standards, Revised 2017. http://www.csteachers.org/standards.

Computing at School (2021). Computing at School. https://www.computingatschool.org.uk/.

CSforAll (2021). Computer Science for All. https://www.csforall.org/.

diSessa, A. A. (2018). Computational Literacy and "The Big Picture" Concerning Computers in Mathematics Education. Mathematical Thinking and Learning: An International Journal, 20(1), 3–31. doi: 10.1080/10986065.2018.1403544 [GS Search]

Fowler, B., & Vegas, E. (2021). How England implemented its computer science education program. Retrieved from [Link]

Guzdial, M. (2019). Computing for Other Disciplines. In S. A. Fincher & A. V. Robins (Eds.), The Cambridge Handbook of Computing Education Research (p. 584–605). Cambridge University Press. doi: 10.1017/9781108654555.020 [GS Search]

Guzdial, M., & Forte, A. (2005). Design process for a non-majors computing course. ACM SIGCSE Bulletin, 37(1), 361–365. doi: 10.1145/1047124.1047468 [GS Search]

Guzdial, M. J., & Ericson, B. (2015). Introduction to Computing and Programming in Python: A Multimedia Approach. Pearson. [GS Search]

Hazzan, O., Gal-Ezer, J., & Blum, L. (2008). A Model for High School Computer Science Education: The Four Key Elements That Make It! In Proceedings of the 39th Technical Symposium on Computer Science Education (pp. 281–285). ACM. doi: 10.1145/1352135.1352233 [GS Search]

Herr, N. (2008). The sourcebook for teaching science, grades 6-12: Strategies, activities, and instructional resources. John Wiley & Sons. [GS Search]

Hubwieser, P., Giannakos, M. N., Berges, M., Brinda, T., Diethelm, I., Magenheim, J., ... Jasute, E. (2015). A global snapshot of computer science education in K-12 schools. In Proceedings of the 2015 ITiCSE on working group reports (pp. 65–83). doi: 10.1145/2858796.2858799 [GS Search]

López, P. E. F. M., Aloi, F., Ciolek, D. A., Martínez, F., Pari, D., & Tobia, P. (2019). Manual: Ciencias de la Computación para el aula: 1er. ciclo de secundaria. [Link].

Mioto, F., Petri, G., von Wangenheim, C. G., Borgatto, A. F., & Pacheco, L. H. M. (2019). bASES21-Um Modelo para a Autoavaliação de Habilidades do Século XXI no Contexto do Ensino de Computação na Educação Básica. Revista Brasileira de Informática na Educação, 27(01), 26. doi: 10.5753/rbie.2019.27.01.26 [GS Search]

Observatório Softex (2012). Software e serviços de TI: a indústria brasileira em perspectiva (Vol. 2). [link].

OCS at CPS (2021). Office of Computer Science at Chicago Public Schools. https://sites.google.com/cps.edu/cs4all/.

Papert, S. (1986). Constructionism: A New Opportunity for Elementary Science Education. MIT Media Lab. [GS Search]

Papert, S., & Solomon, C. (1971). Twenty things to do with a computer. Educational Technology Magazine. [GS Search]

Resnick, M. (2012). Point of view: Reviving Papert’s dream. Educational Technology, 52(4), 42. Retrieved from [Link] [GS Search]

Royal Society (2012). Shut down or restart? The way forward for computing in UK schools. The Royal Society, London. [GS Search]

Santana, B. L., Araujo, L. G. J., & Bittencourt, R. A. (2019a). Computação e Eu: Livro do Estudante. Feira de Santana: Edição do Autor. [GS Search]

Santana, B. L., Araujo, L. G. J., & Bittencourt, R. A. (2019b). Computação e Eu: Livro do Professor. Feira de Santana: Edição do Autor. [GS Search]

Santana, B. L., Araujo, L. G. J., & Bittencourt, R. A. (2019c). Computação e Eu: Uma Proposta de Educação em Computação para o Sexto Ano do Ensino Fundamental II. In Anais do XXVII Workshop sobre Educação em Computação (pp. 21–30). SBC. doi: 10.5753/wei.2019.6613 [GS Search]

Santana, B. L., Araujo, L. G. J., & Bittencourt, R. A. (2020a). Computação e Sociedade: Livro do Estudante. Feira de Santana: Edição do Autor. [GS Search]

Santana, B. L., Araujo, L. G. J., & Bittencourt, R. A. (2020b). Computação e Sociedade: Livro do Professor. Feira de Santana: Edição do Autor. [GS Search]

Santana, B. L., Araujo, L. G. J., & Bittencourt, R. A. (2020c). Computação e Sociedade: Uma Proposta de Educação em Computação para o Oitavo Ano do Ensino Fundamental II. In Anais do XXVI Workshop de Informática na Escola (pp. 81–90). SBC. doi: 10.5753/cbie.wie.2020.81 [GS Search]

Santos, P. S., Araujo, L. G. J., & Bittencourt, R. A. (2018). A Mapping Study of Computational Thinking and Programming in Brazilian K-12 Education. In 2018 IEEE Frontiers in Education Conference (FIE) (pp. 1–8). doi: 10.1109/FIE.2018.8658828 [GS Search]

SBC (2017). Referenciais de Formação em Computação: Educação Básica. Retrieved from [link].

SBC (2018). Diretrizes para Ensino de Computação na Educação Básica. Retrieved from [Link]

Seehorn, D., Carey, S., Fuschetto, B., Lee, I., Moix, D., O’Grady-Cunniff, D., ... Verno, A. (2011). CSTA K-12 Computer Science Standards: Revised 2011 (Tech. Rep.). New York, NY, USA: CSTA/ACM. Retrieved from [Link]

Solomon, C., Harvey, B., Kahn, K., Lieberman, H., Miller, M. L., Minsky, M., ... Silverman, B. (2020, June). History of Logo. Proc. ACM Program. Lang., 4(HOPL).

Szabo, C., Sheard, J., Luxton-Reilly, A., Becker, B. A., & Ott, L. (2019). Fifteen years of introductory programming in schools: a global overview of K-12 initiatives. In Proceedings of the 19th Koli Calling International Conference on Computing Education Research (pp. 1–9). [GS Search]

Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33–35. doi: 10.1145/1118178.1118215 [GS Search]

Published

2021-06-28

How to Cite

BITTENCOURT, R. A.; SANTANA, B. L.; ARAÚJO, L. G. J. Fundamental Computing: Computing Curriculum and Textbooks for Middle School. Brazilian Journal of Computers in Education, [S. l.], v. 29, p. 662–691, 2021. DOI: 10.5753/rbie.2021.29.0.662. Disponível em: https://journals-sol.sbc.org.br/index.php/rbie/article/view/2789. Acesso em: 22 nov. 2024.

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