Intelligent System for Teaching-Learning of Algebraic Expressions
DOI:
https://doi.org/10.5753/rbie.2020.28.0.359Keywords:
Teaching-Learning, Algebraic Expressions, Expert System, CompilerAbstract
The results of the ENEM and the vestibular exam show an attempt of the students in the field of mathematics. On the other hand, a technology is becoming an important ally in classroom learning and is gaining more and more popularity. There are a wide variety of solutions that aim to aid the teaching-learning process of mathematics, one of them being the educational software IFMath. However, it does not have a functionality to manipulate algebras. Therefore, this work aimed to develop a tool for the manipulation of algebras to be integrated with IFMath. The proposed software aims at relating theory and practice, in order to develop the student's cognitive, and to give teachers a new way of presenting the contents. It presents the concepts that provide an overview on the subject and elaborates a step by step solution of the problems proposed by the user. Thereunto, using a compiler to validate the expression and expert system which adopts the forward chaining to execute the production rules containing the knowledge of an expert to solve it. In addition, it provides an explanation of each of the algebraic manipulations performed. During an experiment, a group of teachers evaluate that the software has the minimum requirements for being used as a teaching and learning tool in the classroom and in extracurricular activities. The results indicate the classical theories of computation, such as compilers and expert systems, can be applied as a pedagogical tool in solving algebraic problems.
Downloads
References
Aho, A. V.; Sethi, R., & Ullman, J. D. (1995) Compiladores: princípios, técnicas e ferramentas (1st ed). Rio de Janeiro: LTC.
Aho, A. V.; Sethi, R., & Ullman, J. D. (2008) Compiladores: princípios, técnicas e ferramentas (2nd ed). Rio de Janeiro: Pearson Prentice Hall.
Andrade, C. C. (2013). O ensino da matemática para o cotidiano. (Trabalho de Conclusão de Curso de Especialização não publicado). Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira. [GS Search]
Araújo, J. J. (2007). Atividades exploratórias de Álgebra e Geometria com a utilização do software GeoGebra para a formação continuada de Professores de Matemática do Ensino Fundamental. Dissertação (Trabalho de Conclusão de Mestrado Profissionalizante em Educação Matemática não publicado). Universidade Federal de Ouro Preto. [GS Search]
Borba, M. C; Gadanidis, G., & Silva, R. R. S. (2014). Fases das tecnologias digitais em Educação Matemática: sala de aula e Internet em movimento. Belo Horizonte: Autêntica. [GS Search]
Brum, L. D. (2013). Análise de erros cometidos por alunos de 8º ano do ensino fundamental em conteúdos de álgebra. (Trabalho de Conclusão de Mestrado Profissionalizante em Ensino de Física e Matemática não publicado). Centro Universitário Franciscano de Santa Maria. [GS Search]
Cataneo, V. I. (2011). O uso do software GeoGebra como ferramenta que pode facilitar o processo de ensino aprendizagem da matemática no ensino fundamental séries finais. (Monografia não publicada) Centro Universitário Barriga Verde - UNIBAVE. Retrieved from: http://www.uniedu.sed.sc.gov.br/wp-content/uploads/2013/10/Vanessa-Isabel-Cataneo.pdf
Cooper, K. D., & Torczon, L. (2014). Construindo Compiladores. (2nd ed). Rio de Janeiro: Elsevier. Tradução: Daniel Vieira.
Druck, S. (2003). A crise no Ensino de Matemática no Brasil. Revista do Professor de Matemática, 52. Rio de Janeiro. [GS Search]
Durkin, J. (1994). Expert systems: design and development. Englewood Cliffs: Prentice Hall.
Durigon, A., Avila, A. J., Girardi, G., Madruga, I. C. T., Oliveira Junior, E. G., & Souza, W. P. (2018). IFMATH – um aplicativo web direcionado ao estudo de matemática da educação básica. II EDUPALA - Congresso Internacional de Conhecimentos Pertinentes para a Educação na América Latina. Lages, Brasil. Retrieved from: https://edupala.com.br/downloads/anais2018.pdf
Fiorentini, D., & Morin, M. Â. (2001). Por trás da porta, que matemática acontece? Campinas, SP: FE/Unicamp – Cemmpem.
Fragoso, W. C. (2001). O medo da matemática. Revista do centro de educação. Santa Maria. Retrieved from: https://periodicos.ufsm.br/reveducacao/article/view/3686/2084
França, K. V.; Santos, J. A., & Santos, L. S. B. (2007). Dificuldades na aprendizagem da Matemática. (Tese de licenciatura em Matemática não publicada) Centro Universitário Adventista de São Paulo, Campus de São Paulo. [GS Search]
Geogebra. (2018). Software Matemático. Florida Atlantic University. Retrieved from: https://www.geogebra.org/.
Gil, A. C. (2010). Como Elaborar Projetos de Pesquisa. (5th ed). São Paulo: Atlas.
Gladcheff, A. P.; Zuffi, E. M., & Silva, M. (2011). Um Instrumento para Avaliação da Qualidade de Softwares Educacionais de Matemática para o Ensino Fundamental. In Anais do XXI Congresso da Sociedade Brasileira de Computação. [GS Search]
Gomes, A. S., & Padovani, S. (2005). Usabilidade no ciclo de desenvolvimento de software educativo. Simpósio Brasileiro de Informática na Educação - SBIE. Juiz de Fora (MG). [GS Search]
Gramani, M. C. N., & Scrich, C. R.. (2013). Influência do desempenho educacional na escolha da profissão. Cadernos de Pesquisa, 42, 868-883. [DOI: 10.1590/S0100-15742012000300012] [GS Search]
Gravina, M. A., & Santarosa, L. M. (1998). A aprendizagem da matemática em ambientes informatizados. IV Congresso RIBIE. Brasília. [GS Search]
Jaques, P. A., Seffrin, H., Rubi, G., Morais, F. D., Ghilardi, C., Bittencourt, I. I., & Isotani, S. (2013). Rule-based expert systems to support step-by-step guidance in algebraic problem solving: The case of the tutor PAT2Math. Expert Systems with Applications, 40(14), 5456-5465. [DOI: 10.1016/j.eswa.2013.04.004] [GS Search]
José Neto, J. (2016). Introdução à compilação (2nd ed). Rio de Janeiro: Elsevier.
LaTeX (2018). Projeto LaTeX. Retrieved from https://www.latex-project.org/.
Khan, A. R., & Amin, H. U., & Rehman, Z. U. (2011). Application of Expert System with Fuzzy Logic in Teachers‘ Performance Evaluation. International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 2(2), 51-57. [DOI: 10.14569/IJACSA.2011.020210] [GS Search]
Khanna, S., & Kaushik, A., & Barnela, M. (2011). Expert systems advances in education. National Conference on Computational Instrumentation. Chandigarh, India. [GS Search]
Luger, G. L., & Stubblefield, W. A. (2008). Artificial Intelligence: Structures and Strategies for Complex Problem Solving (6th ed). Benjamin Cummings.
Maior, L., & Trobia, J. (2009). Tendências metodológicas de ensino-aprendizagem em educação matemática: resolução de problemas - um caminho. Ponta Grossa. [GS Search]
Marconi, M. A., & Lakatos, E. M. (2011). Metodologia Científica (5th ed). São Paulo: Atlas.
Marczal, D., Direne, A. I., Pimentel, A. R., Maschio, E., & Borille, A. C. (2016). Metodologia e Software Educacional para a Investigação e Remediação de Erros Conceituais em Matemática. Revista Brasileira de Informática na Educação, 24(02), [DOI: 10.5753/rbie.2016.24.02.77] [GS Search]
Miranda, D. F., & Blaudares, J. B. (2007). Informatização no ensino de matemática: investindo no ambiente de aprendizagem. Campinas: Zetetiké. [GS Search]
MEC (2016). Resultado do Pisa de 2015 é tragédia para o futuro dos jovens brasileiros, afirma ministro. Retrieved from: http://portal.mec.gov.br/component/content/article?id=42741/
Oliveira, J., & Casagrande, N. M., & Galerani, L. D. J. (2016). A evolução tecnológica e sua influência na educação. Revista Interface Tecnológica, 13(1), 23-38. [GS Search]
Oliveira, J. B.; Santana, A. M., & Reali, G. A. (2012). O uso de tablets e o GeoGebra como ferramentas auxiliadoras no ensino da matemática. Conferência Latinoamericana de GeoGebra. Montevideo, Uruguai. [GS Search]
Oracle (2018). Linguagem Java. Retrieved from: https://www.oracle.com/java/technologies/index.html.
Perius, A. A. B. (2012). A tecnologia aliada ao ensino de matemática. (Trabalho de conclusão de curso de especialista em mídias na educação). Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Porto Alegre. [GS Search]
Ponte, J. P. (2005). Álgebra no currículo escolar. Educação e Matemática. Retrieved from: https://pt.scribd.com/document/201429534/Algebra-no-curriculo-escolar-2.
Rocha, A. R.; Campos, G. H. B. (2008). Avaliação da qualidade de software educacional. Em Aberto, 12, 53. Brasília. [GS Search]
Rodrigues, J. A. (2011). Wolfram Alpha: uma nova visão da Matemática. 6ª Conferência Ibérica de Sistemas e Tecnologias de Informação. Lisboa. [GS Search]
Rodrigues, L. L. (2005). A Matemática ensinada na escola e a sua relação com o cotidiano. Brasília: UCB.
Santos, W. O., & Silva Junior, C. G. (2016). Virtualização de Jogos Educativos: Uma Experiência no Ensino de Matemática. Revista Brasileira de Informática na Educação, 24(02), 108. [DOI: 10.5753/rbie.2016.24.02.108] [GS Search]
Santos, G. P.; Silva, S. L., & Santos, G. M. (2018). A Metodologia do Ensino da Matemática: Softwares e Jogos. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. São Paulo. Retrieved from: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/matematica/matematica-softwares-e-jogos.
Seffrin, H. M., & Jaques, P. A. (2016). Modelagem do Conhecimento Algébrico dos Estudantes com Redes Bayesianas Dinâmicas. Revista Brasileira de Informática na Educação, 24(02), 54. [DOI: 10.5753/rbie.2016.24.02.54] [GS Search]
Silva, B. F., Jaques, P. A. (2017). Assistindo os estudantes na resolução de problemas algébricos: uma proposta baseada na Teoria da Carga Cognitiva. Revista Brasileira de Informática na Educação, 25(3), 47-79. [DOI: 10.5753/rbie.2017.25.03.47] [GS Search]
Singh, R.; Sharma, V., & Varshney, M. (2008). Design and Implementation of Compiler (1st ed). Nova Deli: New Age International.
Slomski, V. G., & Araujo, A. M. P., & Camargo, A. S. S., & Weffort, E. F. J. (2016). Tecnologias e mediação pedagógica na educação superior à distância. Journal of Information Systems and Technology Management. 13(1), 131-150. [DOI: 10.4301/S1807-17752016000100007] [GS Search]
Socas, M. M.; Camacho M.; Palarea M., & Hernández J. (1996). Iniciación al algebra. Madrid: Ed Sínteses.
Symbolab (2018). Software Matemático. EqsQuest. Retrieved from: https://www.symbolab.com/
Uehara, F. M., & Monteiro M. I., & Silva Mill, D. R., & Fiscarelli, S. H. (2017). The use of learning objects in elementary school: a bibliometric study. Revista Ibero-americana de Estudos em Educação. 12, 1539-1553. [DOI: 10.21723/riaee.v12.n.esp.2.10308] [GS Search]
Vasconcelos, C. C. (2000). Ensino-aprendizagem da matemática: velhos problemas, novos desafios. Lisboa: Editora Instituto Politécnico de Viseu.
Viegas, E. C. (2017). O uso do Symbolab e MalMath em dispositivos móveis: uma ferramenta prática para o cálculo de integrais duplas. (Trabalho Monográfico não publicado apresentado à Coordenação do Curso de Licenciatura em Matemática). Universidade Federal da Paraíba, Rio Tinto. [GS Search]
Wolframalpha (2018). Software Matemático. Wolfram Alpha LLC. Retrieved from: http://wolframalpha.com/.
W3Schools (2018). Tecnologias Web. Retrieved from: https://www.w3schools.com/.
Zorzan, A. S. L. (2007). Ensino-Aprendizagem: algumas tendências na educação matemática. Revista Ciências Humanas. Frederico Westphalen. [GS Search]
Additional Files
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2020 Alex Junior Avila, Enedir Guimarães de Oliveira Junior, Wilson Castello Branco Neto, Ailton Durigon
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
