Proposta para o ensino de matemática com o auxílio de software educativo:
análise da prática docente
Proposal for teaching mathematics with the support of educational software:
analysis of teaching practice
DOI:10.34117/bjdv6n4-392
Recebimento dos originais: 10/03/2020 Aceitação para publicação: 29/04/2020
Luís Enrique Fernandes da Silva
Graduado em Matemática pela Universidade do Estado de Mato Grosso Instituição: UNEMAT
Endereço: Rua dos Estudantes nº 2252 Quadra F lote 4 - Centro, Santa Rita do Trivelato - MT, Brasil.
email: luis.fernandes@educacao.mt.gov.br
RESUMO
Esta pesquisa toma como pressupostos conceitos da Inteligência Artificial e Software Educativo para caracterizar a proposta de desenvolvimento de um chatterbot educacional, com especial atenção ao auxilio do processo de ensino/aprendizagem de matemática. Objetos Virtuais de Aprendizagem são pequenas unidades de software educativo projetados para uma unidade de ensino e para objeto de estudo desta pesquisa consideramos os chatterbots educacionais. Esta pesquisa possui características de natureza exploratória, onde foi utilizado questionário com professores da educação básica em matemática, professores do ensino superior da área de matemática e acadêmicos licenciando em matemática. Por fim a análise dos dados levantados se deu por meio de procedimentos de interpretação que se dá em uma análise qualitativa.
Palavras-chave: Chatterbot. Software. Ensino de matemática. ABSTRACT
This research assumes the concepts of Artificial Intelligence and Educational Software to characterize the proposal for the development of an educational chatterbot, with special attention to assisting the teaching / learning process of mathematics. Virtual Learning Objects are small units of educational software designed for a teaching unit and for the object of study of this research we consider educational chatterbots. This research has characteristics of exploratory nature, where a questionnaire was used with teachers of basic education in mathematics, teachers of higher education in the area of mathematics and academics with a degree in mathematics. Finally, the analysis of the data collected was done through interpretation procedures that take place in a qualitative analysis.
Keywords: Chatterbot. Software. math teaching.
1INTRODUÇÃO
É somente por meio de análise que é possível entender como o objeto de estudo se estrutura e, para que possa interpretá-lo faz-se necessário uma pesquisa cuja finalidade é conhecer outros pontos de vista acerca do que se está propondo e, avaliar a aceitação dentro do contexto estabelecido para
Tem-se como instrumento de coleta de dados para a pesquisa a entrevista e como instrumento auxiliar um questionário previamente elaborado, conforme roteiro. Realizada com professores do ensino superior público, acadêmicos e professores da rede pública da educação básica. Definido o público alvo nestes três âmbitos, destaca-se que a entrevista pretendeu atingir quem forma os professores, os que estão em processo de formação e os que estão atuando como professor na educação básica.
A entrevista se desenvolveu de acordo com o roteiro pré-estabelecido, o qual permitiu ao entrevistador e o entrevistado registrar outras informações pertinentes ao objeto de pesquisa. O motivo pelo qual se deu a escolha da entrevista como instrumento principal, é pela mesma ser até o momento um instrumento viável e capaz de fornecer subsídios para responder as questões levantadas e (re) formuladas sobre o objeto de pesquisa. A entrevista é para Oliveira (1997, p. 56) “o instrumento mais propicio a permitir que os sujeitos investigados desenvolvessem a exploração de seu pensamento de forma a obtermos dados que mais se aproximassem do concreto pensado”.
A entrevista fornece subsídios necessários para refletir sobre objeto de estudo, os objetos virtuais de aprendizagem. Esta reflexão surge das observações levantadas e permite visualizar diversos ângulos que caracterizam a visão do público entrevistado sobre o objeto de estudo. Ressaltamos que visão que o público entrevistado apresenta é condicionada ao contexto nos quais os indivíduos estão inseridos.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Para Wiley (2000, apud Macêdo et al, 2007, p. 17) objetos de aprendizagem são “qualquer recurso digital que possa ser reutilizado para o suporte ao ensino”. Não há um conceito fixo sobre o que seja Objetos de Aprendizagem, mas há uma certeza de que o mesmo é composto em pequenas unidades criados em qualquer mídia ou formato, de tal forma que o mesmo beneficie o educando, ou seja, sirva ao educador para atingir os propósitos da educação, “porém existe o consenso de que ele deve ter um propósito educacional definido, um elemento que estimule a reflexão do estudante e que sua aplicação não se restrinja a um único contexto” (2004, apud Macêdo et al, 2007, p. 17). Tavares et al (2007, p. 124-125) define “objeto de aprendizagem como um recurso (ou ferramenta cognitiva) autoconsistente do processo ensino aprendizagem, isto é, não depende de outros objetos para fazer sentido”.
Desta multiplicidade de instrumentos temos os Objetos Virtuais de Aprendizagem que são pequenas unidades de software educativo projetados para uma unidade de ensino e para objeto de estudo desta pesquisa consideramos os chatterbots educacionais.
A tecnologia chatterbot surge na área de Processamento de Linguagem Natural (PLN), que é um dos ramos da Inteligência Artificial (IA). Para Moura
Um sistema que permitirá usuários e computadores interagirem, de forma real, usando linguagem natural pode revolucionar a relação homem-máquina e o papel que os computadores representam na vida cotidiana. Nesse contexto, surgem os chamados
chatterbots, programas que procuram simular uma conversação, em linguagem natural, com
o objetivo de levar o interlocutor a pensar que está falando com outro ser humano. (2008, p. 29)
Moura apresenta o contexto que surge os chatterbots e Primo (1998, apud Sganderla; Ferrari, 2013, p. 2-3): “concebe em sua pesquisa científica que o processo de comunicação constitui parte fundamental no aprendizado, trazendo assim toda a problemática inerente as questões linguísticas para o ambiente dos chatterbots”.
Apesar dos chatterbots surgirem no contexto do Processamento de Linguagem Natural, os mesmos possuem funcionamento diferente, onde uma pergunta é feita em linguagem natural através de uma interface, o chatterbot consulta uma base de conhecimento, procurando uma resposta que case com o padrão da pergunta, encontrando um padrão a respostas é apresentada ao usuário, caso contrário é dada uma resposta evasiva. Assim a forma com que o chatterbot tem seu funcionamento não caracteriza processamento de linguagem natural, mas sim como uma simulação de diálogo. Esclarecimento sobre isto nos é dado por Ferreira
(...) ao contrário do que imagina o senso comum, os pesquisadores em I.A. não se concentram em fazer com que programas realmente “pensem e sintam emoções humanas”, e sim em que eles consigam “passar” tais impressões aos usuários. Isso tendo em vista as dificuldades em compreender e, após, reproduzir os processos que envolvam o raciocínio humano. (2013, p. 10).
Apesar das limitações desta tecnologia é fantástico o seu potencial e, o que se pode acreditar é que esta tecnologia não está no plano de substituir o diálogo humano-humano, mas conforme Primo et. al (2013, p. 4): “O que a inteligência artificial pode produzir é uma nova tecnologia intelectual, como os sistemas especialistas, e não uma réplica do pensamento humano”.
3 FUNDAMENTAÇÃO METODOLÓGICA
Para Bastos (2004, p. 60): “A pesquisa científica é uma investigação metódica acerca de um assunto determinado com o objetivo de esclarecer aspectos do objeto de estudo”. Nesta pesquisa a investigação metódica utiliza a metodologia qualitativa que segundo Barnes (1995, p. 149): “A pesquisa qualitativa geralmente estuda amostras menores, itens ou grupos de pessoas e examinam suas qualidades”. Para este autor a metodologia de pesquisa qualitativa “lida com os aspectos imensuráveis da pesquisa” (1995, p. 149), pois “os resultados não são medidos e sim analisados e relatados” (1995, p. 149).
Esta pesquisa possui características de natureza exploratória o que para Gil
Esta pesquisa tem como objetivo proporcionar maior familiaridade com o problema, com vistas a torná-lo mais explícito ou a constituir hipóteses. Pode-se dizer que estas pesquisas têm como objetivo principal o aprimoramento de ideias ou a descoberta de intuições. Seu planejamento é, portanto, bastante flexível, de modo que possibilite a consideração dos mais variados aspectos relativos a fato estudado. (2002, p. 41)
A entrevista teve como público alvo professores da educação básica em matemática, professores do ensino superior da área de matemática e acadêmicos licenciando em matemática. Tomando por base os instrumentos técnicos utilizados para o levantamento de dados esta pesquisa pode ser classificada como pesquisa de estudo de campo, que é definida por Gil
Tipicamente, o estudo de campo focaliza uma comunidade, que não é necessariamente geográfica, já que o pode ser uma comunidade de trabalho, de estudo, de lazer ou voltada para qualquer outra atividade humana. Basicamente, a pesquisa é desenvolvida por meio da observação direta das atividades do grupo estudado e de entrevistas com informantes para captar suas explicações e interpretações do que ocorre no grupo. Esses procedimentos são geralmente conjugados com muitos outros, tais como a análise de documentos, filmagem e fotografias. (2002, p. 53)
Os procedimentos utilizados para realizar a entrevista estão descrito no roteiro e teve dois procedimentos fundamentais e norteadores
• Fornecer aos entrevistados informações gerais sobre a pesquisa e sua finalidade • Preservar a identidade dos entrevistados
Conjugado com a entrevista como instrumento de pesquisa auxiliar fez se uso de questionário previamente elaborado. O questionário é uma ferramenta comumente utilizada nos estudos de campo e é indicado para “quando o universo a ser pesquisado é constituído por grande número de elementos” (GIL, 2002, p. 146).
O questionário utilizado é composto por uma mesclagem de perguntas abertas e fechadas proporcionando informações abrangentes para a análise interpretativa dos dados levantados.
Por fim a análise dos dados levantados se deu por meio de procedimentos de interpretação que se dá em uma análise qualitativa, lançamos mão também do uso de ferramentas quantitativas afim de melhor caracterizar o grupo entrevistado.
4 ANÁLISE E APRESENTAÇÃO DOS DADOS
De acordo com o previsto previamente, a coleta de dados foi efetuada através de um questionário aberto. As entrevistas ocorreram pessoalmente entre entrevistador e entrevistado.
Para a entrevista a ser realizada com professores da educação básica, utilizamos como lócus as escolas supracitadas, todas da rede pública de ensino, situadas no Município de Nova Mutum-MT.
• Escola Estadual Rui Barbosa
• Escola Estadual Jose Aparecido Ribeiro • Escola Estadual Virgílio Correa Filho • Escola Estadual Padre Johannes
É interessante observar que a Escola Estadual José Aparecido Ribeiro oferta somente o Ensino Médio, porém a escolha desta escola permaneceu uma vez que os professores de matemática atuante até a data de realização desta pesquisa também são ou foram atuantes em escolas que ofertam o Ensino Fundamental.
A coleta de dados com os professores foi marcada por alguns imprevistos que na elaboração do roteiro não consideramos a possibilidade de ocorrência. Alguns dos mesmos evidenciamos abaixo:
• O não comparecimento no local na data marcada previamente;
• Incompreensão dos objetivos dessa investigação e/ou concepção equivocada dos mesmos; • Indisposição em participar da pesquisa por motivo desconhecido;
• Indisposição em participar por falta de tempo ou por estar alocado em outras atividades.
Diante do quadro supracitado, tivemos êxito em alguns profissionais que se predispuseram a colaborar respondendo o questionário como acordou-se.
Nas entrevistas realizadas com professores do ensino superior público e acadêmicos não houve problemas sendo que na medida do possível cada qual contribuiu com suas considerações.
Hora para que se compreenda o real motivo do posicionamento adotado entre professores é necessário avaliar um conjunto de variáveis. Neste sentido umas das hipóteses a ser adotada é
Talvez ainda seja possível lembrar-se dos discursos sobre o perigo que a utilização da informática poderia trazer para a aprendizagem dos alunos, Um deles era o de que o aluno irá só apertar teclas e obedecer a orientação dada pela máquina. Isso contribuiria ainda mais para torná-lo um mero repetidor de tarefas. (BORBA e PENTEADO, 2001 p. 11)
Borba e Penteado (2001) em seu livro colocam a questão do “medo” que o professor apresenta em o computador substituir os professores, e que esta ferramenta seja totalmente instrucional, e que por consequência gera a resistência em incluir o computador na prática pedagógica.
O gráfico apresentado na Figura 1 exibe o nível de formação dos entrevistados válidos.
É importante destacar que o gráfico acima representa o maior nível em grau de ensino que a pessoa entrevistada considera ter, como também a pessoa não era obrigada a responder esta questão – característica atribuída no roteiro da entrevista.
Podemos visualizar um maior número de pessoas participantes na coluna “Outro” isto porque houve maior participação de acadêmicos e também um Pós-doutorado que contribui para a pesquisa. De um universo de 23 questionários respondidos, cerca de 69,57% dos entrevistados declaram não estar atuando como professores de matemática.
Da pequena parcela que se declara professor atuante na área de matemática temos que 42,86% atuam no ensino superior e 57,14% atua no ensino fundamental.
No quesito tempo de serviço, percebe-se uma variação de 0 a 30 anos. Temos então entrevistados com pouca ou nenhuma experiência com e em sala de aula, como também pessoas que apresentam um largo tempo como educador.
Em um universo de 23 entrevistados 7 (sete) declaram ser professores, cerca de 14,28% dos mesmos declaram não utilizar tecnologias na sua prática pedagógica, o motivo esta atrelado a falta de um ambiente propicio e adequado para o uso do computador.
Ao questionar os professores atuantes na área de matemática quais as tecnologias informáticas utilizadas em suas práticas pedagógicas obtemos uma pluralidade de respostas, inclusive é acrescentado outros tipos de tecnologias. Entendo este acréscimo não como um desconhecimento por parte do profissional, mas compreende-se que há um completo entre a tecnologia informática e outras tecnologias e que o professor “inconscientemente” busca fazer uma articulação entre as mesmas, cuja finalidade seja propiciar ao educando uma metodologia pautada na aprendizagem. Muitas das tecnologias apontadas são referências a softwares matemáticos, sites, objetos de aprendizagem e outros softwares aplicativos com potencial pedagógico.
Analisando os dados levantados há um realce dos conteúdos que envolvam o estudo de funções, álgebra, trigonometria, geometria. E dos eixos “Número e Operações” e “Tratamento da Informação”. Há também entrevistados que destaque a importância da matemática ser trabalhada como um todo, não havendo prioridade entres os conteúdos ou eixos, mas há uma declaração de um dos acadêmicos entrevistados que chama a atenção.
Na realidade acredito que o currículo de matemática está bem estruturado em relação às necessidades a serem cumpridas. O problema é a maneira que os mesmos vêm sendo trabalhados e como o professor prepara sua aula de modo que o aluno realmente aprenda. Nesse caso julgaria importante como está a aprendizagem do professor.
Realmente ao analisar os que o professor de matemática consideram importante para o aprendizado da matemática, podemos considerar como variável fundamental o contexto no qual o professor está inserido. É este contexto que vai dizer quais são as necessidades formativas para o professor e para o educando, e quando o professor é questionado sobre o que ele considera importante, ele toma por base as suas observações do contexto em que está inserido.
Quando questiono os entrevistados sobre o que pensam a respeito do diálogo entre educando e professor na construção do conhecimento matemático vejo quase como unanimidade o quão é importante. É preciso que o professor construa uma relação com o educando e o diálogo e peça fundamental para isto. Nos dados levantados é possível destacar que os entrevistados fazem relação do diálogo com uma relação afetiva, esta não dissociação do diálogo e o afeto que o educador tem com seus educandos pode ser explicada por Freire.
O amor é uma intercomunicação íntima de duas consciências que se respeitam. Cada um tem o outro como sujeito de seu amor. Não se trata de apropriar-se do outro. (Educação e Mudança, 1979).
A educação é um ato de amor, por isso, um ato de coragem. Não pode temer o debate. A análise da realidade. Não pode fugir à discussão criadora, sob pena de ser uma farsa. (Educação como prática de liberdade, 1993).
Ainda nesta questão percebemos que os entrevistados apontam o diálogo como forma de construir uma relação afetiva de tal forma que seja possível se aproximar do educando para compreendê-lo, entender o que o faz ter dificuldades, enfim compreender não só o educando em sala de aula, mas em todas as dimensões com o envolvem. Assim o diálogo contribui para a construção de uma relação afetiva e esta por sua vez contribui para o diálogo.
Destacamos as falas a seguir de três acadêmicos entrevistados, sendo que as duas primeiras são antagônicas em relação à terceira,
Deve existir uma relação de amizade, uma parceria de confiança, pois o professor não conseguirá atingir seu objetivo se não tem boa relação com seus alunos. O respeito, o comprometimento são pontos chaves para que o ensino aprendizagem se desenvolva dentro da sala de aula.
Julgo muito necessária, ao passo que o aluno não pode ser um sujeito passivo em sua aprendizagem e o professor não deve subir em um pedestal e não dar oportunidades do aluno “fazer” matemática em sala de aula. Deve haver equilíbrio entre dois extremos.
Quando aprofundamos a questão do diálogo e pergunto se há possibilidade de “um computador” exercer diálogo de tal forma que o computador possa orientar o educando então a maioria dos entrevistados se posiciona a favor, desde que este diálogo seja limitado e que haja um momento propicio a isto, ou seja, condições favoráveis. A respeito desta questão temos a seguinte fala de dois acadêmicos.
A máquina oferece conhecimento, cabe ao aluno decidir até “esse certo ponto”, pois lembrando que é umas ferramentas de auxílio para o estudante.
Até certo ponto sim, na realidade um computador representa uma grande ferramenta na educação, desde que seja bem trabalhado no contexto que será usado.
Houve também posicionamentos negativos sobre isto, vejamos a seguinte fala de um dos acadêmicos entrevistados.
Não, o diálogo deve ser feito professor-aluno o computador é apenas uma mera ferramenta que ajudará neste diálogo.
Os posicionamentos assumidos pelos entrevistados nesta questão se devem ao fato do contexto onde eles estão inseridos e das experiências que cada um possui com o computador. O interessante é o posicionamento que assumimos no decorrer da entrevista, de forma neutra para que respeite o espaço do entrevistado e que a entrevista não ocorresse de forma tendenciosa.
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Ao final desta pesquisa percebemos o grande desafio que está adiante, e vemos as preocupações que os professores tem em relação à tecnologia na sala de aula. Cabe agora definir o objeto de pesquisa dentro de um contexto político e pedagógico, para que a mesma não se torne o fim, mas o caminho para que o professor possa mediar seus educandos. O que encoraja o desenvolvimento deste trabalho está nas palavras de Almeida (1987, apud Oliveira, 1997, p. 136): É obvio que qualquer forma de tecnologia de aprendizagem que seja significativa para a criança e cercada de uma metodologia adequada deve produzir resultados eficientes no aprendizado intelectual, afetivo e motor. Chaves (1989, apud Oliveira, 1997, p. 137): Quase toda forma de utilização do computador por parte da criança deverá surtir algum benefício pedagógico. Algumas formas de utilização serão
mais adequadas para o desenvolvimento de certas habilidades, algumas formas se adaptarão melhor à comunicação de outros objetivos educacionais.
Para desenvolver este tipo de pesquisa é necessário não somente conhecimento técnico, mas conhecimento da realidade das escolas. É termos qual o sentido de educação e como esta pode acontecer tendo o computador como recurso e não como fim. Castro (1988, apud Oliveira, 1997, p. 145): Qualquer professor ou pesquisador pode ter uma boa ideia para um programa educativo. Mas transformá-lo em um bom software utilizável no cotidiano das escolas requer um profissionalismo que não se improvisa.
REFERÊNCIAS
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