O pensamento computacional em uma disciplina eletiva de robótica

Abstract

Esta pesquisa tem por objetivo geral investigar o Pensamento Computacional ao longo da construção de projetos robóticos por estudantes dos Anos Finais do Ensino Fundamental. A produção de dados foi realizada no contexto de uma disciplina eletiva do Ensino Fundamental Anos Finais de uma escola pública do estado de São Paulo. Delineamos a metodologia da disciplina com base na teoria Construcionista para observarmos manifestações do Pensamento Computacional durante a construção de protótipos de autoria própria dos estudantes. Nesta perspectiva, definimos a seguinte questão norteadora para a pesquisa: Como se manifesta o Pensamento Computacional ao longo da construção de projetos robóticos por estudantes do Ensino Fundamental Anos Finais? Com o propósito de abordar esse questionamento e atingir o objetivo geral, definimos os seguintes objetivos específicos: 1) Analisar características relacionadas ao Pensamento Computacional que se evidenciam na interação dos estudantes no decorrer do processo de construção de um robô. 2) Identificar, a partir da perspectiva dos estudantes, a evolução no aprimoramento de habilidades vinculadas ao Pensamento Computacional diante dos desafios emergentes durante a elaboração de um projeto de sua escolha. 3) Compreender o desenvolvimento do Pensamento Computacional pelos estudantes ao longo das atividades estruturadas na perspectiva Construcionista. Esta pesquisa foi realizada com base na abordagem qualitativa e os dados foram produzidos a partir da observação participante associada às gravações de áudio, entrevistas presenciais e registros durante as construções dos robôs. O estudo teve a participação de 36 discentes pertencentes aos 8º e 9º anos da Escola Estadual Professor João Batista Leme, tendo sido selecionados 12 desses para a análise dos dados. Neste contexto, as categorias de análise que surgiram dos dados foram: a) Decomposição; b) Padrões e Abstrações; c) Algoritmo. Os resultados desta pesquisa revelaram a manifestação do Pensamento Computacional durante a elaboração de projetos robóticos, evidenciando características relacionadas aos seus quatro pilares. Durante o processo de construção dos robôs, foram evidenciados pelos estudantes habilidades do Pensamento Computacional por meio do enfrentamento de desafios específicos, elaborando estratégias de forma contextualizada e adaptada às necessidades e situações encontradas durante o desenvolvimento dos projetos. Adicionalmente, os dados permitiram reflexões acerca das potencialidades de um ambiente Construcionista, destacando o desenvolvimento dos estudantes na elaboração criativa de suas ideias e na expressão tangível de seus pensamentos através da programação e construção de um robô, concomitantemente ao desenvolvimento de habilidades associadas ao Pensamento Computacional. Por fim, esta pesquisa tem o potencial de contribuir com discussões pertinentes à Educação Matemática e de apresentar uma possível proposta para os professores do Ensino Fundamental e Médio, com uma abordagem que visa promover o desenvolvimento do Pensamento Computacional e reflexão crítica sobre a formação dos indivíduos com habilidades alinhadas às demandas atuais.

This research aims to investigate Computational Thinking throughout the construction of robotic projects by students in the final years of Middle School. Data collection was carried out in the context of an elective subject in the final years of Middle School at a public school in São Paulo state. We outlined the course methodology based on constructionist theory to observe Computational Thinking manifestations during the students' prototype creation. From this perspective, we defined the following guiding question for the research: How does Computational Thinking manifest during the construction of robotic projects by students in the final years of Middle School? To address this question and achieve the main objective, we defined the following specific objectives: 1) to analyze characteristics related to Computational Thinking that are evident in student interactions during the process of building a robot; 2) to identify, from the students' perspectives, the evolution in the improvement of skills related to Computational Thinking when facing emerging challenges during the development of a project of their choice; and 3) to understand the development of Computational Thinking by students throughout the structured activities from a constructionist perspective. This research was conducted using a qualitative approach, and data were collected through participant observation combined with audio recordings, in-person interviews, and records during the construction of the robots. The study involved 36 students from the 8th and 9th grades at a school called Escola Estadual Professor João Batista Leme, with 12 of these students selected for data analysis. In this context, the categories of analysis that emerged from the data were: a) Decomposition; b) Patterns and Abstractions; c) Algorithm. The research results revealed the manifestation of Computational Thinking during the development of robotic projects, highlighting characteristics related to its four pillars. Throughout the robot-building process, students demonstrated Computational Thinking skills by addressing specific challenges, developing strategies in a contextualized manner, and adapting to the needs and situations encountered during project development. Additionally, the data allowed for reflections on the potential of a constructionist environment, highlighting the students' development in the creative elaboration of their ideas and the tangible expression of their thoughts through programming and constructing a robot, concomitantly developing skills associated with Computational Thinking. Finally, this research has the potential to contribute to relevant discussions in Mathematics Education and to present a possible proposal for Middle and High School teachers, with an approach aimed at promoting the development of Computational Thinking and critical reflection on the formation of individuals with skills aligned with current demands.