Design and Evaluation of Unplugged Didactic Material for Teaching of Computer Science in Basic Education

Authors

  • Marcia E. J. Kniphoff da Cruz Universidade de Santa Cruz do Sul (UNISC)
  • Samanta Ghisleni Marques Universidade de Santa Cruz do Sul (UNISC)
  • Wilk Oliveira University of São Paulo (USP) http://orcid.org/0000-0003-3928-6520

DOI:

https://doi.org/10.5753/rbie.2021.29.0.160

Keywords:

Computer Science Education, Didactic Material, Teacher Training, Computational Thinking, Unplugged Computer Science

Abstract

The design of didactic materials for Computer Science education, in parallel with the continued training of teachers, is an urgency in Brazilian Basic Education, to foster work with Computational Thinking skills in schools. Given this need, this research had the following objectives: i) design didactic materials on Unplugged Computer Science for the teaching of Computing in Basic Education (4th and 5th grade of Elementary Education), ii) to train teachers to understand basic concepts of Computational Thinking and use the developed material in Basic Education schools (public education); and iii) evaluate the developed material with the teachers of elementary school. The research involved the design and evaluation of didactic material and promoted continuous teacher training. The data collected from the teachers were categorized and coded to identify the acceptance of the Unplugged Computer Science didactic material. The main results show the didactic material as “Adequate” and “Well accepted” by teachers, and between the created topics, the most used was “Algorithms” and “Pattern Recognition”. At the end of the continuing education meetings, it was also identified that 46% of the teachers demonstrated that they had successfully assimilated the studied concepts. Therefore, this research demonstrates that the didactic material had a high degree of acceptance on the part of the teachers, caused a positive impact on the students, and also evidences the need for further studies proposing and evaluating new didactic materials.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Alves, N., von Wangenheim, C. G., Hauck, J., Borgatto, A., & Andrade, D. (2019). Uma Análise do Sequenciamento Pedagógico no Ensino de Computação na Educação Básica. In Brazilian Symposium on Computers in Education (Simpósio Brasileiro de Informática na Educação-SBIE) (Vol. 30, No. 1, p. 1). doi: 10.5753/cbie.sbie.2019.1 [GS Search]

Araujo, L., Santana, B., & Bittencourt, R. (2020). Computação e o mundo: Livro do professor. Feira de Santana:[sn]. [GS Search]

Araujo, L., Santana, B., & Bittencourt, R. (2020). Computação e o mundo: Livro do estudante. Feira de Santana:[sn]. [GS Search]

Bardin, L. (1977). Análise de conteúdo. Lisboa: edições, 70, 225. [GS Search]

Barr, V., & Stephenson, C. (2011). Bringing computational thinking to K-12: what is Involved and what is the role of the computer science education community?. Acm Inroads, 2(1), 48-54. doi: 10.1145/3287324.3287432 [GS Search]

Becker, B. A., & Quille, K. (2019). 50 years of cs1 at sigcse: A review of the evolution of introductory programming education research. In Proceedings of the 50th acm technical symposium on computer science education (pp. 338-344). doi: 10.1145/1929887.1929905 [GS Search]

Bell, T., Alexander, J., Freeman, I., & Grimley, M. (2009). Computer science unplugged: School students doing real computing without computers. The New Zealand Journal of Applied Computing and Information Technology, 13(1), 20-29. [GS Search]

Bell, T., Witten, I. H., & Fellows, M. (2002). Computer science unplugged. [GS Search]

Brasil. Base Nacional Comum Curricular (BNCC). Educação é a Base. Brasília, MEC, 2017. [link]. Acesso em, 22 de outubro de 2020.

Centro de Inovação para a Educação Brasileira - CIEB (2019). [link]. Acesso em 15 de setembro de 2020.

Cruz, M. K. & Becker, F. (2017). Produção Didática para Ensino de Computação Temas e Sentimentos. XXV Ciclo de Palestras sobre Novas Tecnologias da Educação (pp. 239-248). [GS Search]

Dempster, P., Onah, D., & Blair, L. (2020). Increasing academic diversity and inter-disciplinarity of Computer Science in Higher Education. In Proceedings of the 4th Conference on Computing Education Practice 2020 (pp. 1-4). doi: 10.1145/3372356.3372366 [GS Search]

Falkembach, G. A. M. (2005). Concepção e desenvolvimento de material educativo digital. RENOTE-Revista Novas Tecnologias na Educação, 3(1). [GS Search]

Fincher, S., & Petre, M. (Eds.). (2004). Computer science education research. CRC Press. doi: 10.1201/9781482287325 [GS Search]

Fletcher, G. H., & Lu, J. J. (2009). Education Human computing skills: rethinking the K-12 experience. Communications of the ACM, 52(2), 23-25. doi: 10.1145/1461928.1461938 [GS Search]

Fontelles, M. J., Simões, M.G., Farias, S. H. & Fontelles, R. G. S. (2009). Metodologia da pesquisa científica: diretrizes para a elaboração de um protocolo de pesquisa. Revista Paraense de Medicina. 23(3). [GS Search]

França, R. S., & do Amaral, H. J. C. (2013). Ensino de Computação na Educação Básica no brasil: Um mapeamento sistemático. In XXI Workshop sobre Educação em Computação. [GS Search]

Huang, W., & Looi, C. K. (2020). A critical review of literature on “unplugged” pedagogies in K-12 computer science and computational thinking education. Computer Science Education, 1-29. doi: 10.1080/08993408.2020.1789411 [GS Search]

Hubwieser, P., Armoni, M., Giannakos, M. N., & Mittermeir, R. T. (2014). Perspectives and visions of computer science education in primary and secondary (K-12) schools. ACM Transactions on Computing Education (TOCE), 14(2), 1-9. doi: 10.1145/2602482 [GS Search]

Israel-Fishelson, R., & Hershkovitz, A. (2020). Persistence in a game-based learning environment: The case of elementary school students learning computational thinking. Journal of Educational Computing Research, 58(5), 891-918. doi: 10.1177/0735633119887187 [GS Search]

Lee, L. K., Cheung, T. K., Ho, L. T., Yiu, W. H., & Wu, N. I. (2019). Learning Computational Thinking Through Gamification and Collaborative Learning. In International Conference on Blended Learning (pp. 339-349). Springer, Cham. doi: 10.1007/978-3-030-21562-0_28 [GS Search]

Leonard, A. E., Daily, S. B., Jörg, S., & Babu, S. V. (2020). Coding moves: Design and research of teaching computational thinking through dance choreography and virtual interactions. Journal of Research on Technology in Education, 1-19. doi: 10.1080/15391523.2020.1760754 [GS Search]

Lopes, A. F., Santana, T. S., & Braga, A. H. (2020). O ensino de pensamento computacional por meio de jogos desplugados e olimpíadas científicas: um relato de experiência nos anos finais do ensino fundamental. In Anais do XXVIII Workshop sobre Educação em Computação (pp. 96-100). SBC. doi: 10.5753/wei.2020.11137 [GS Search]

Marques, S., da Cruz, M. K., & Schulz, F. (2019). Formação Continuada de Licenciados em Computação para Trabalho com Computação na Escola. In Anais dos Workshops do Congresso Brasileiro de Informática na Educação (Vol. 8, No. 1, p. 31). doi: 10.5753/cbie.wcbie.2019.31 [GS Search]

Ministério da Educação e Cultura - MEC (2016) Acesso em, 22 de agosto de 2020.

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]

Oliveira, E., Bittencourt, R., & Trindade, R. (2019). Designing and Evaluating a Computational Thinking Course for K-12 Brazilian Educators. In Anais dos Workshops do Congresso Brasileiro de Informática na Educação (Vol. 8, No. 1, p. 1094). doi: 10.5753/cbie.wcbie.2019.1094 [GS Search]

Oliveira, W., França, R., Lemos, A., da Cruz, M. K., Scaico, P., Amaral, H., & Teixeira, L. P. (2020). Os Desafios Enfrentados pela Licenciatura em Computação que a Comunidade de Educação em Computação Precisa Conhecer. In Anais do XXVIII Workshop sobre Educação em Computação (pp. 191-195). SBC. doi: 10.5753/wei.2020.11156 [GS Search]

Proctor, C., Bigman, M., & Blikstein, P. (2019). Defining and designing computer science education in a k12 public school district. In Proceedings of the 50th ACM Technical Symposium on Computer Science Education (pp. 314-320). doi: 10.1145/3287324.3287440 [GS Search]

Román-González, M., Moreno-León, J., & Robles, G. (2019). Combining assessment tools for a comprehensive evaluation of computational thinking interventions. In Computational thinking education (pp. 79-98). Springer, Singapore. doi: 10.1007/978-981-13-6528-7_6 [GS Search]

Santana, B., Araujo, L., & Bittencourt, R. (2020). Computação e sociedade: Livro do professor. Feira de Santana:[sn]. [GS Search]

Santana, B., Araujo, L., & Bittencourt, R. (2020). Computação e sociedade: Livro do estudante. Feira de Santana:[sn]. [GS Search]

Santana, S. J., & Oliveira, W. (2019). Desenvolvendo o Pensamento Computacional no Ensino Fundamental com o uso do Scratch. In Anais do Workshop de Informática na Escola (Vol. 25, No. 1, p. 158). doi: 10.5753/cbie.wie.2019.158 [GS Search]

Santos, A., Gama, R., & Farias, C. (2019). Computação desplugada no ensino da Computação no Brasil: um mapeamento sistemático da literatura. In Anais da XIX Escola Regional de Computação Bahia, Alagoas e Sergipe (pp. 565-574). SBC. [GS Search]

Santos, W. O., Silva, C., & Hinterholz, L. (2017). Licenciatura em Computação: Desafios e oportunidades na perspectiva do estudante. In Anais do Workshop de Informática na Escola (Vol. 23, No. 1, p. 885). doi: 10.5753/cbie.wie.2017.885 [GS Search]

Santos, W. O., Silva, F. C., Hinterholz, L. T., Isotani, S., & Bittencourt, I. I. (2018). Computação Desplugada: Um Mapeamento Sistemático da Literatura Nacional. RENOTE-Revista Novas Tecnologias na Educação, 16(2), 626-635. doi: 10.22456/1679-1916.89241 [GS Search]

Silva Neto, S., Santos, H., & dos Santos, W. (2015). ABILSEN: Uma Abordagem para Inclusão do Licenciado em Computação no Ensino Básico. In Anais do XXIII Workshop sobre Educação em Computação (pp. 396-405). SBC. doi: 10.5753/wei.2015.10256 [GS Search]

Silva, J. V., & da Silva Alexandre, G. H. (2020). Um Ambiente Virtual Colaborativo para o Planejamento de Ensino PBL em Cursos de Computação. In Anais do XXVIII Workshop sobre Educação em Computação (pp. 41-45). SBC. doi: 10.5753/wei.2020.11126 [GS Search]

Sociedade Brasileira de Computação -SBC (2019) [link]. Acesso em 15 de setembro de 2020.

Tonbuloglu, B., & Tonbuloglu, I. (2019). The Effect of Unplugged Coding Activities on Computational Thinking Skills of Middle School Students. Informatics in Education, 18(2), 403-426. doi: 10.15388/infedu.2019.19 [GS Search]

Vasconcellos, C. Metodologia Dialética em Sala de Aula. In: Revista de Educação AEC. Brasília: abril de 1992 (n. 83). [GS Search]

von Wangenheim, C. G., Araújo, G., de Medeiros, S., Missfeldt Filho, R., Petri, G., da Cruz Pinheiro, F., ... & Hauck, J. C. (2020). Desenvolvimento e Avaliação de um Jogo de Tabuleiro para Ensinar o Conceito de Algoritmos na Educação Básica. Revista Brasileira de Informática na Educação, 27(03), 310. doi: 10.5753/rbie.2019.27.03.310 [GS Search]

Published

2021-03-12

How to Cite

CRUZ, M. E. J. K. da; MARQUES, S. G.; OLIVEIRA, W. Design and Evaluation of Unplugged Didactic Material for Teaching of Computer Science in Basic Education. Brazilian Journal of Computers in Education, [S. l.], v. 29, p. 160–187, 2021. DOI: 10.5753/rbie.2021.29.0.160. Disponível em: https://journals-sol.sbc.org.br/index.php/rbie/article/view/2993. Acesso em: 7 jul. 2024.

Issue

Section

Special Issue :: Technical-Scientific Production in Computing Degree

Most read articles by the same author(s)