Luciana mieko sunano



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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA“ JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

FACULDADE DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE COMPUTAÇÃO

BACHARELADO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

LUCIANA MIEKO SUNANO



OBJETO DE APRENDIZAGEM NO APOIO AO ENSINO DE LÓGICA COMPUTACIONAL

Bauru, SP

2015

LUCIANA MIEKO SUNANO



OBJETO DE APRENDIZAGEM NO APOIO AO ENSINO DE LÓGICA COMPUTACIONAL

Trabalho de Conclusão de Curso de graduação apresentado à disciplina Projeto e Implementação de Sistemas do curso de Bacharelado em Ciência da Computação da Faculdade de Ciências da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, como requisito parcial para obtenção do título de bacharel.

Orientador: Prof. Dr. Wilson Massashiro Yonezawa

Bauru, SP

2015

LUCIANA MIEKO SUNANO



OBJETO DE APRENDIZAGEM NO APOIO AO ENSINO DE LÓGICA COMPUTACIONAL

Trabalho de Conclusão de Curso de graduação apresentado à disciplina Projeto e Implementação de Sistemas do curso de Bacharelado em Ciência da Computação da Faculdade de Ciências da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, como requisito parcial para obtenção do título de bacharel.

Aprovado em ___/___/____

BANCA EXAMINADORA

Prof. Dr. Wilson Massashiro Yonezawa (orientador)

Prof. Dr. Aparecido Nilceu Marana

Prof. Dr. Renê Pegoraro
AGRADECIMENTOS

Agradeço à UNESP e todos os seus funcionários, uma vez que sem vocês esta faculdade não teria se tornado minha segunda casa em Bauru.

À minha mãe Graça, por tudo o que me ensinou e por sempre estar disposta a me aconselhar da melhor maneira possível, com muito amor e com muito apoio em todas as minhas decisões.

Ao meu pai Luiz que, mesmo à distância, nunca esteve longe, sempre me ajudando quando eu mais precisava e por sempre colocar os meus estudos em primeiro lugar até nos momentos mais difíceis.

Ao meu irmão Lucio, principalmente pela amizade, pelos conselhos e também pelas constantes broncas que tanto me incentivaram ao longo desta minha jornada.

À minha amada tia Dete (in memorian), por todo o amor e todo o carinho, mesmo que você não esteja mais comigo eu sei que está cuidando de mim como sempre cuidou.

Aos meus animais de estimação, Neguinha, Mingau, Byte e Pixel (in memorian) que só por estarem presentes, já faziam o meu dia melhor.

Ao meu orientador Prof. Dr. Wilson M. Yonezawa, por me aceitar como orientanda, pela incrível paciência, por todo o conhecimento passado e, além disso, por todos os conselhos dados, vou levá-los por toda a minha vida.

À minha amiga Carol, irmã de consideração que faz parte da minha família em Bauru, que sempre esteve ao meu lado desde o começo da faculdade, sempre me ajudando e cuidando de mim nos momentos em que eu mais precisei.

Ao meu amigo Mateus, pelo companheirismo e conselhos dados dentro e fora deste trabalho.

À minha amiga Julia, pela irmandade criada principalmente nos últimos anos da faculdade, mesmo à distância.

À minha amiga Lya que se tornou uma cúmplice nesses últimos anos de faculdade e também uma irmã.

Ao meu amigo Saito que se tornou um parceiro durante a faculdade, me trazendo muita felicidade, principalmente quando fizemos intercâmbio juntos.

Ao meu amigo Bruno, que sempre esteve ao meu lado e me ensinou a ser uma pessoa mais compreensiva.

A todos os meus amigos da República Toca e agregados, por se tornar a minha família de Bauru e por fazerem de mim uma pessoa mais aberta e compreensiva, lembrarei de vocês para sempre, literalmente.

Ao Prof. Dr. Humberto Ferasoli Filho, por ser um pai de consideração, sempre me dando os melhores conselhos e também por me apresentar a sua filha Guta, que se tornou uma irmã para mim.

Ao meu grande mestre e amigo Kaor Tanida (in memorian), que por mais que não esteja fisicamente comigo, sempre esteve ao meu lado me apoiando.

À minha querida e amada amiga Olympia, por todas as conversas, risadas, cartas trocadas e todas as orações.

À minha amiga e segunda mãe Dora, por todos os conselhos e orações.

A todos os professores, mestres e doutores por todo o conhecimento passado à mim.

Ao Prof. Dr. Augusto Ronchi Junior, por me ajudar a realizar o sonho de participar de um intercâmbio acadêmico.

“Na alma sempre uma chama acesa

Que a luz do luar nos traga inspiração”

(Mulan, 1998)



resumo
A velocidade com a qual as mudanças tecnológicas acontecem cresce a cada dia. É visível a facilidade que as gerações mais recentes têm de lidar com as novas tecnologias, sejam elas para o lazer ou até mesmo para a educação, diferentemente das gerações anteriores, que podem não compreender totalmente o modo como essa nova geração trabalha. Além disso, especificamente em cursos de computação, existe uma grande dificuldade do aluno em conceitos introdutórios ligados à programação, que possivelmente poderia ser minimizada caso esses alunos tivessem sido introduzidos aos conceitos do pensamento computacional logo na infância, ou até mesmo durante o início da educação superior. Este trabalho é um protótipo de um Objeto de Aprendizagem que tem como público alvo estudantes do ensino básico e, também, estudantes do ensino superior, principalmente os de cursos de computação, sendo dividido em atividades com um ou mais exercícios com o propósito de uma aprendizagem progressiva do aluno. Seu objetivo é, através do uso de analogias, que facilitam o aprendizado de conteúdos novos e desconhecidos, desenvolver o pensamento computacional nesses alunos e, consequentemente, o raciocínio lógico, a fim de contribuir com que eles possam criar seus próprios caminhos em busca de soluções em diversas situações da vida.
Palavras-chave: Objeto de Aprendizagem, Software no Ensino, Educação, Pensamento Computacional, Analogia.

abstract
Each day, we can see how faster and faster the changes and advances in technology happen. It’s visible the easiness in which the new generations learn how to use the most recent technologies, for fun or for educational purposes, at the same time that people from previous generations may not understand fully how this generation works. In another point, specifically on computation related courses, there is a big difficulty from the students to learn introductory concepts linked to programming that possibly could have been minimized if these students were presented to concepts of computational thinking as children, or even during the very beginning of superior education. This work is a prototype of a Learning Object that has as target audience students from basic school as well as superior educational students, especially those from computation courses. It is separated in activities with one or more exercises with the purpose of a progressive learning by the student. It’s goal is to, by using analogies, that make the learning of new and unknown subjects easier, to develop the computational thinking on those students and, thereafter, the logical thinking, and so helping them to create their own ways when searching for solutions on many different situations in life.

Key-words: Learning Object, Teaching Software, Education, Computational Thinking, Analogy.

LISTA DE FIGURAS

LISTA DE TABELAS


SUMáRIO


1.1 Problematização e Justificativa 10

1.2 Objetivos 12

2 Fundamentação Teórica 14

2.1 A educação e o pensamento computacional 14

2.2 O que são objetos de aprendizagem 27

2.3 O Computador e a Analogia 29

3 métodos e materiais 45

3.1 Métodos 45

3.2 Materiais 45

4 Desenvolvimento 47

4.1 Analogia 47

4.2 O Objeto de Aprendizagem e suas Atividades 57

5 conclusão 87

5.1 Trabalhos futuros 88

Referências 89


O computador é uma ferramenta indispensável para a sociedade moderna nas mais diversas instâncias, desde a medicina, agricultura e até à aviação, inclusive na área educacional, em todas as etapas do sistema de ensino para alunos de todas as idades. Porém, nos primórdios de sua história, não se podia prever o quanto o computador estaria presente no nosso dia-a-dia, mesmo sendo uma tecnologia relativamente recente, se comparada a outras, já que a Segunda Guerra Mundial é considerada seu marco inicial, época na qual foram construídos os primeiros computadores digitais, revolucionando o mundo tecnológico (FONSECA FILHO, 2007).

Inicialmente, os computadores eram máquinas gigantescas, chegando a pesar toneladas, e seu propósito era resolver operações matemáticas complexas, a fim de atender as expectativas de grandes empresas e instituições públicas e privadas. Porém, a partir de 1975, aproximadamente, a história do computador foi revolucionada com a disseminação dos circuitos integrados e a chegada do PC (Personal Computer — Computador Pessoal), que foram possíveis através da diminuição dos custos e a facilidade de acesso, rompendo uma barreira com relação ao público-alvo do computador, transformando-o em um bem de consumo pessoal e estimulando a produção em massa e a pesquisa para que seu uso fosse estendido para as mais diversas áreas (FONSECA FILHO, 2007).

Com o passar dos anos o computador se tornou um importante aliado na educação, principalmente em conjunto com a popularização da internet, pois trouxe para a sociedade novas possibilidades de comunicar, produzir e difundir informação. Agora, o computador deixara de ser apenas uma ferramenta para realizar tarefas específicas para, juntamente com a internet, se transformar em uma grande fonte de disseminação de conhecimento e compartilhamento de informações.

Como resultado dessa grande transformação tecnológica, os alunos que ingressam atualmente nas universidades são conectados tecnologicamente desde a infância. Porém, os educadores que lecionam nessas mesmas instituições de ensino não tiveram, em sua maioria, esse mesmo contato com a tecnologia desde cedo na vida, e muitas vezes encontram dificuldades em adaptar-se às rápidas evoluções tecnológicas. Acontece então, dentro da sala de aula, o encontro entre gerações distintas: alunos, chamados Nativos Digitais, e professores, chamados Imigrantes Digitais. Essa diferença de gerações pode trazer uma dificuldade na comunicação e no ensino, uma diferença entre a mensagem passada e a mensagem recebida, já que a linguagem usada pelos indivíduos Nativos Digitais inclui a linguagem tecnológica, com a qual os Imigrantes Digitais não estão completamente familiarizados ou possuem certas dificuldades.

Além da dificuldade de interação causada pela diferença geracional existente entre alunos e educadores, há também uma dificuldade de compreensão por parte dos alunos em cursos relacionados, especificamente, à computação, principalmente nos conceitos mais abstratos da programação, como em algoritmos e lógica computacional.

Como uma das soluções possíveis para este problema, tem-se o pensamento computacional, conceito que tem como base a decomposição, abstração, reconhecimento de padrões e algoritmo, como uma forma de construir um raciocínio lógico para solucionar um problema por um caminho eficaz (BITESIZE; [201-], tradução nossa). A prática do pensamento computacional, segundo Sica (2011), deveria ser incluída desde o ensino básico, para que o pensamento lógico do indivíduo seja desenvolvido juntamente com as outras habilidades ensinadas às crianças. Quanto aos alunos ingressantes dos cursos na área de computação, o ensino do pensamento computacional num primeiro contato com a faculdade poderia desmistificar certas disciplinas e facilitar o entendimento do aluno em relação à programação durante todo o curso, formando profissionais mais capacitados.

Com isso, cada vez mais, surgem pesquisas e discussões envolvendo ferramentas que possam auxiliar a comunicação entre educadores e alunos, quebrando essa barreira de gerações e gerando uma melhor compreensão dos conceitos. Um exemplo são os Objetos de Aprendizagem, que são ferramentas que visam o auxílio da passagem de conhecimento dentro e fora da sala de aula.

Portanto, este projeto visa a criação de um Objeto de Aprendizagem específico para apoio ao ensino de conceitos de lógica computacional e algoritmos. A partir de pesquisas realizadas na área de computação e educação, este Objeto de Aprendizagem foi implementado com o objetivo de facilitar a interação entre professores e alunos ao redor de assuntos conhecidos como muito complicados ou demasiado técnicos, transformando-os, através de analogias, em conceitos palpáveis e entendíveis, principalmente no momento de primeiro contato com a área.


1.1 Problematização e Justificativa


“Nossos alunos mudaram radicalmente. Os alunos de hoje não são os mesmos para os quais o nosso sistema educacional foi criado” (PRENSKY, 2001, p. 01).

É evidente que o sistema educativo enfrenta problemas diretamente ligados à discrepância do contato com a tecnologia entre alunos, indivíduos nascidos na era digital atual, totalmente tecnológica, e professores, que vêm das eras pré-digitais e não estão habituados a lidar com as tecnologias existentes ou têm dificuldade em acompanhar a velocidade do movimento de atualização tecnológica, em sua maioria. Esse conflito de geração reflete a necessidade de uma atualização do sistema educacional vigente, que não segue a velocidade do desenvolvimento tecnológico e, além disso, mostra-se desatualizado em diversas instâncias, uma vez que este foi criado em uma realidade completamente diferente da que temos hoje em dia e, em sua maioria, não sofreu os ajustes necessários para se adequar a ela. Logo, a linguagem dos educadores na sala de aula se torna estranha em relação a linguagem digital em que nasceram os alunos desta nova geração (GECK, 2006; PRENSKY, 2001).

Como consequência, os alunos possuem uma certa dificuldade em resolver problemas genéricos e conceitos mais abstratos, os quais exigiriam um raciocínio lógico que não é componente do currículo atualmente adotado no sistema educacional brasileiro. Para que este problema fosse minimizado, seria necessário que os conceitos do pensamento computacional estivessem presentes na grade escolar dos alunos desde a educação básica. Atualmente, a escola ensina a criança a solucionar problemas através de caminhos pré-determinados, como no ensino da leitura, escrita ou matemática, ao invés de ensiná-las que uma solução pode ser encontrada por diversos caminhos, que podem ser descobertos ou criados por elas mesmas. Este tipo de raciocínio seria o pensamento mais aberto necessário para facilitar o desenvolvimento do raciocínio lógico, que colaboraria não só com o ensino da lógica computacional mas também com a solução de outros problemas da vida adulta, que não vêm com fórmulas ou tabelas (BLIKSTEIN, 2008; HINTERHOLZ; CRUZ, 2015).

Uma das consequências a longo prazo deste problema mais pertinente a este projeto é a evasão em cursos de ensino superior ligados à tecnologia. No âmbito mais específico da computação, de acordo com Giraffa e Mora (2013), existe uma grande evasão nos cursos de computação, principalmente nas disciplinas iniciais, que vem sendo estudada por diversos pesquisadores, uma vez que é uma grande perda, tanto para o sistema educacional quanto para o aluno.

Segundo Chella, Oliveira e Silva (2014), a desistência de estudantes nesses casos é uma consequência do grande indíce de reprovação existente em disciplinas relacionadas, principalmente, à programação. Uma das maiores dificuldades desses alunos na programação é o aprendizado de conceitos e habilidades que são tidas como pré-requisitos quando o objetivo é aprender algoritmo, o qual requer a capacidade de raciocínio lógico e de resolução de problemas genéricos, que, como mostrado anteriormente, não é um problema restrito a computação (GIRAFFA; MORA, 2013).

Este projeto se justifica na busca de uma ferramenta de fácil acesso e fácil entendimento que mostre que a lógica computacional pode ser ensinada de forma prática e simples, de maneira a implementar o pensamento lógico desde cedo na educação, seja em fases de aprendizado inicial ou em ambiente universitário onde os indivíduos estão entrando em contato com os conceitos da computação pela primeira vez. Desta maneira, busca-se diminuir a evasão dos cursos da área assim como a simplificação dos conceitos base para que os alunos possam aplicá-los futuramente com mais facilidade nas disciplinas mais complexas que exijam o conhecimento sólido de tais conceitos.



1.2 Objetivos


O objetivo geral desse projeto é arquitetar e implementar um Objeto de Aprendizagem de apoio ao professor no ensino da lógica computacional e conceitos de algoritmo, por meio de analogias.

Em conjunto com este objetivo geral, tem-se os objetivos específicos deste trabalho. Primeiramente foi realizado um levantamento bibliográfico sobre todos os conceitos que seriam utilizados ao longo do processo e, com isso, foi feito um levantamento sobre a problematização existente na educação básica e também na educação superior, mais especificamente em cursos de computação. E, então, o Objeto de Aprendizagem foi esquematizado e implementado nas linguagens de programações que foram previamente escolhidas após um levantamento das possíveis plataformas para este projeto.



2 Fundamentação Teórica


Para aprofundar e entender o estudo que dará a base ao Objeto de Aprendizagem de apoio ao professor em disciplinas e conceitos básicos de algoritmo e lógica computacional que será produto deste trabalho, é preciso compreender melhor quais são os públicos envolvidos na educação atual e quais seus papéis como protagonistas do processo de aprendizagem.

2.1 A educação e o pensamento computacional


Os alunos de hoje em dia não são os mesmos para os quais o sistema educacional atual foi criado. Esses alunos, frutos da chegada e da rápida difusão da tecnologia digital no final do século XX e começo do século XXI, não apenas mudaram e continuam mudando seus hábitos em maior velocidade, houve também uma descontinuidade, ou seja, as coisas estão tão mudadas que não há volta, segundo Prensky (2001). Com isso, tem-se um conflito no âmbito educacional atual entre duas gerações distintas: os alunos e os educadores.

Segundo Prensky (2001), as mudanças pelas quais esses alunos foram submetidos foram muitas, tanto em termos de estilos, gírias, roupas, etc, como em relação à velocidade dos avanços tecnólogicos, se comparados à épocas passadas. Geck (2006) diz que a geração dos alunos atuais, ou geração Z, são “falantes nativos” da linguagem digital dos computadores, vídeo games e internet, sendo composta por indivíduos nascidos a partir de 1990, conhecidos como Nativos Digitais. O surgimento dessa geração coincidiu com o nascimento da Web mais gráfica, que é o resultado de grandes avanços na área, principalmente em relação à interface com o usuário, muito parecida com a que temos atualmente, gerando condições únicas para o crescimento e desenvolvimento desses indivíduos. Como produto dessa era tecnológica, esses indivíduos são os mais conectados desde a criação dos componentes eletrônicos, e desde crianças estão em constante contato com os navegadores Web gráficos, notebooks, celulares, videogames, banda larga, entre outros, trabalhando também a capacidade de realizar mais de uma tarefa ao mesmo tempo. Com isso, os estudantes dessa geração estão acostumados a sempre estar conectados a algum dispositivo eletrônico, seja ele um computador, celular, tablet ou outros, realizando tarefas desde trabalhos escolares até escutar música ou trocar mensagens instantânea com os amigos, utilizando diversos aplicativos para tais atividades.



A Figura 1, criada pela agência Vogg Branded Content, representa um estudo realizado pela empresa de pesquisa de mercado “Quest Inteligência de Mercado”, que apresenta alguns dados sobre a geração Z ligados ao comportamento e à conexão que essa geração demonstra em relação às tecnologias atuais.

Figura 1 - Infográfico sobre a geração Z.


Fonte: cia de resultados1

Os docentes que lecionam a geração atual são indivíduos das gerações anteriores, principalmente da geração X. Esta geração, descendente dos baby-boomers, compreende os indivíduos nascidos entre cerca de 1960 à 1079. Segundo Maldonado (2009), “As pessoas da geração X tendem a ser individualistas, irreverentes, autoconfiantes; valorizam mais a lealdade a si mesmas, já que a aspiração de conseguir um emprego por toda a vida deixou de existir”. Esta geração cresceu acompanhando o desenvolvimento tecnológico com a popularização dos meios de comunicação em massa e a exigência de maior independência do indivíduo, porém também enfrentou as repressões da ditadura e a instabilidade econômica do país. Na época do nascimento da geração Y, a geração de transição, quando começaram as maiores revoluções tecnológicas e o avanço acelerado das inovações nesse campo, os indivíduos da geração X já eram adultos formados, o que dificultou sua adaptação para se inserir no meio tecnológico e entender tanto a linguagem quanto os hábitos que acompanharam essa transição.

O conflito geracional, apesar de existente, é menor quando os professores são indivíduos da geração Y, que são os nascidos entre 1980 e 1991, como mostra a Figura 2, o que os torna imigrantes no ciberespaço, e “vivem os dilemas e desafios de um tempo de transição. Eles foram formados na cultura oralista e presencial, acostumados a olhar o outro e interagir no mesmo meio físico de forma síncrona” (MARTINS; GIRAFFA, 2009). Ou seja, ainda Martins e Giraffa (2009), essa geração nasceu em um outro meio e aprendeu a construir o conhecimento de uma forma distinta da geração atual e, por isso, vive em um momento de transição e tenta se adaptar à essa nova realidade. Prensky (2001) diz que por serem imigrantes, esses educadores aprendem a se adaptar no novo ambiente, porém eles sempre mantêm seu “sotaque“ em certo grau, ou seja, seu pé no passado.


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