O Pensamento Computacional no ensino fundamental

Pesquisador desenvolve atividades em papel para o ensino de conceitos da computação
Exercício de pensamento computacional
Atividades utilizam personagens da Turma da Mônica para trabalhar o pensamento computacional com as crianças - Imagem: divulgação

Faz um pouco mais de três décadas que começaram a surgir os primeiros computadores pessoais por preços acessíveis no mercado. Lançado em 1981, o IBM PC 5150 com sistema operacional Windows foi um sucesso de vendas e popularizou o computador como uma ferramenta para trabalho e lazer. Desde essa época, a evolução dessas tecnologias foi rápida e impactou a nossa sociedade de maneira permanente. Hoje em dia é difícil encontrar alguma profissão ou emprego que não utilize computadores de alguma maneira na sua rotina, tornando o contato com essas tecnologias inevitável. Ter conhecimentos de computação deixou de ser uma opção e se tornou uma necessidade para se incluir no mercado de trabalho.

Foi pensando nessas condições atuais da nossa sociedade que Christian Brackmann, professor das aulas de algoritmos do Instituto Federal Farroupilha (IFFar), desenvolveu a sua tese de doutorado sobre o desenvolvimento do Pensamento Computacional por meio de atividades desplugadas na educação básica, apresentada no Programa de Pós-Graduação em Informática na Educação (PPGIE) do Centro Interdisciplinar de Novas Tecnologias na Educação (Cinted) da UFRGS. “Todas as profissões hoje em dia necessitam que as pessoas saibam se relacionar com as máquinas”, afirma. O objetivo do projeto desenvolvido foi trazer conceitos da computação para os alunos do ensino fundamental e capacitá-los para esse futuro. Com atividades feitas em papel, as crianças teriam a oportunidade de desenvolver o raciocínio lógico e a capacidade de resolver problemas de maneira simples e direta.

Segundo Christian, o pensamento computacional “é uma distinta capacidade criativa, crítica e estratégica de usar os fundamentos da computação nas mais diversas áreas de conhecimento com a finalidade de resolver problemas de uma maneira individual ou colaborativa”.  As atividades e as aulas propostas pelo professor ensinaram as crianças a criarem passos para a resolução de um problema que poderiam ser replicados tanto por pessoas quanto por máquinas. Esse modo de ensinar computação sem computadores (desplugado) já é conhecido por um tempo, mas foi pouco divulgado no Brasil, apesar de ser uma alternativa viável para o problema econômico do país e para a falta de recursos nas escolas.

O pensamento computacional se baseia em quatro pilares que orientam o processo de solução de problemas. O primeiro pilar, chamado de decomposição, se caracteriza pela quebra de um problema complexo em partes menores e mais simples de resolver, aumentando a atenção a detalhes. Em segundo lugar, o reconhecimento de padrões se caracteriza pela identificação de similaridades em diferentes processos para solucioná-los de maneira mais eficiente e rápida. A mesma solução encontrada na primeira vez pode ser replicada em outras situações e facilitar o trabalho. O terceiro pilar, da abstração, envolve o processo de análise dos elementos relevantes e dos que podem ser ignorados. Assim, é possível focar no necessário sem se distrair com outras informações. O quarto e último pilar, os algoritmos, engloba todos os pilares anteriores e é o processo de criação de um conjunto de regras para a resolução do problema.

Segundo Christian, os benefícios do desenvolvimento do pensamento computacional são diversos. Preparando as crianças para o futuro e começando a alfabetização digital delas, essa habilidade auxilia a organização do pensamento em harmonia com as tecnologias que já existem ou que ainda virão no futuro. É uma metodologia para a resolução de problemas de maneira eficiente e estratégica, podendo ser usada em casos variados. De acordo com o autor da tese, o pensamento computacional é uma habilidade que todos deveriam possuir, independentemente da área de trabalho ou da atividade profissional. O ensino da abstração, do reconhecimento de padrões, da decomposição de problemas, da detecção de erros e do sistema de símbolos e representações colabora para a aprendizagem de alunos de maneira interdisciplinar. Além de melhor capacitá-los para empregos em diversas áreas, também influencia a forma de compreender um mundo permeado pela tecnologia e pela computação.

Entretanto, é necessário se considerarem as condições socioeconômicas das escolas públicas do país e a dificuldade para ter acesso a computadores e outras tecnologias. Pensando nessa situação, surge o questionamento: como introduzir o pensamento computacional sem esses recursos? A motivação por trás do projeto surgiu quando Christian percebeu a dificuldade que alguns dos seus alunos do ensino superior apresentaram para aprender programação. As aulas de algoritmo que ele ministra têm uma das maiores taxas de reprovação dentro do currículo do curso de computação. Ele acredita que ensinar conceitos básicos desde o início da educação irá trazer benefícios para os estudantes. Não somente os preparará melhor para a graduação em computação, mas também para qualquer área que decidam trabalhar.

 

Colocando em prática

Pensando nos quatro pilares utilizados na resolução de problemas, Christian criou uma série de atividades em papel que poderiam ser utilizadas para ensinar os conceitos de computação para os alunos. Para motivar as crianças a participar e ensiná-los de maneira lúdica, ele escolheu personagens da Turma da Mônica para ilustrar os jogos. Após trocas de e-mails com a Maurício de Sousa Produções, foi liberada a autorização para utilizar os personagens nas atividades desenvolvidas. Além disso, era a sua intenção levar uma parte da cultura brasileira para a Espanha, onde também foi realizado o projeto. Para que as crianças espanholas compreendessem os jogos, uma das providências tomadas foi a tradução dos nomes dos personagens e dos textos, testados com um nativo espanhol antes de serem colocadas em prática. Foram realizados dois projetos piloto para verificar a eficácia das dinâmicas antes de partir para a próxima etapa.

Para realizar as atividades e analisar os resultados, foram selecionadas turmas do quinto e do sexto ano, divididas em um grupo experimental e outro de controle. Aqui no país, a aplicação final do projeto foi realizada em duas escolas estaduais de Santa Maria, com uma amostra total de 63 estudantes, divididos aleatoriamente entre os dois grupos. Na Espanha, o projeto foi realizado em duas escolas diferentes, com um total de 72 participantes.

As crianças, primeiramente, passavam por um pré-teste para avaliar os seus conhecimentos. As intervenções ocorriam semanalmente, totalizando dez horas de aula do pensamento computacional desplugado. Ao final, os alunos passariam pelo mesmo teste feito anteriormente, a fim de conferir a diferença nos resultados após as aulas. Posteriormente, eram ministradas aulas com a linguagem de computação Scratch onde trabalharam os conceitos já exercitados, mas agora com o uso de computadores. O grupo experimental frequentava aulas enquanto o grupo de controle apenas realizava os testes.

Nas aulas, eram utilizadas atividades nas quais se apresentavam os conceitos de computação que ajudariam em sua resolução. As atividades realizadas englobavam diferentes conceitos, como a decomposição de problemas corriqueiros e a tentativa de encontrar trajetórias em um tabuleiro entre diferentes pontos. Além disso, nas intervenções realizadas no Brasil, foram adicionados dois exercícios de caráter artístico para distrair as crianças que esperavam a sua vez de usar os computadores, já que não havia máquinas suficientes. Após o término das etapas, foram ofertadas as mesmas aulas para os alunos do grupo controle para que eles também tivessem acesso a esse conhecimento. Todas as atividades criadas para a pesquisa e outras que foram desenvolvidas posteriormente se encontram no site do projeto e podem ser utilizados livremente para fins didáticos sem a necessidade de autorizações.

Comparando as notas em ambos os testes através de médias aritméticas, Christian mostra que a diferença de pontuação entre o pré e pós-teste é significativa. “Pensava que houvesse uma ligeira melhora do desenvolvimento do pensamento computacional, mas foi além do que eu esperava”, confirma. As amostras dos dois países evidenciaram diferenças significativas nos seus resultados. Segundo Christian, as crianças foram mais receptivas na Espanha do que no Brasil, embora ele tenha sido sempre bem recebido. Devido às diferenças entre as condições socioeconômicas e os perfis das crianças, foi estatisticamente inviável realizar um teste comparativo entre os dois. Entretanto, é possível afirmar que as intervenções provaram sua eficácia e tiveram o resultado esperado em ambos.

 

Ensino do pensamento computacional no Brasil e no mundo

Em países como a Inglaterra, a Finlândia, os Estados Unidos e a Espanha, a computação é um assunto trabalhado já na educação básica das crianças, além de as escolas possuírem mais fácil acesso a tecnologias, em se comparando ao nosso país. No Brasil, em algumas escolas particulares, o pensamento computacional já está sendo aplicado, principalmente por meio das aulas de computação. Entretanto, a realidade das escolas públicas é bem diferente. “As escolas particulares estão muito à frente nesse sentido, tendo maiores condições com relação ao acesso aos computadores”, argumenta Christian. Recentemente, o ensino do pensamento computacional foi incluso na Base Nacional Curricular Comum, que define o que deve ser ensinados aos alunos em todas as escolas do país. Para ele, é importante inserir os conceitos junto de disciplinas que já existem, em vez de se criar uma disciplina focada somente nisso. “Deve surgir de uma maneira transversal, trabalhando conceitos da computação em várias disciplinas”, declara. Para isso acontecer, é necessário formar os professores e prepará-los para esse modo de ensino ou contratar servidores licenciados em computação para tomar conta da tarefa.

Durante a realização desse projeto, surgiram novas questões sobre o tema e sobre como melhor inserir essa metodologia no ensino de crianças: qual é a idade ideal para começar a desenvolver o pensamento computacional?; até que momento a atividade desplugada é efetiva e quando se torna indispensável usar computadores?. Em trabalhos futuros, Christian pretende continuar com essa pesquisa e responder a esses questionamentos. Além disso, ele está desenvolvendo um projeto de extensão, chamado “Pensamento Computacional para Todos”, no Instituto Federal Farroupilha para a formação de professores e também um projeto de pesquisa para a criação de novas atividades. “Eu me motivo mais ainda porque vejo nos olhos dos professores o quanto eles gostariam de ensinar isso, mas o problema e a deficiência estão no nosso sistema de ensino, e não no acesso à informação”, afirma ele.

Sobre a importância dessa mudança no ensino brasileiro, Christian afirma: “o pensamento computacional não é uma opção, é uma obrigação. Se nós não colocarmos isso, vamos ficar atrás no mercado de trabalho e na competição mundial”. Mesmo que a implementação do pensamento computacional ainda seja um processo em andamento, ele acredita que é um caminho sem volta.

 

Tese

Título: Desenvolvimento do pensamento computacional através de atividades desplugadas na educação básica
AutorChristian Puhlmann Brackmann
OrientadorDante Augusto Couto Barone
Unidade: Programa de Pós-graduação em Informática na Educação

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