Nome do Projeto
ExpPC Explorando o Pensamento Computacional para a Qualificação do Ensino Fundamental
Ênfase
Extensão
Data inicial - Data final
02/01/2017 - 31/12/2020
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Exatas e da Terra
Eixo Temático (Principal - Afim)
Educação / Tecnologia e Produção
Linha de Extensão
Metodologias e estratégias de ensino/aprendizagem
Resumo
A falta de profissionais bem formados e de mão de obra qualificada é uma realidade no Brasil. A globalização econômica e as inovações tecnológicas mudaram o perfil do profissional requerido pelos diversos setores da economia. Um trabalhador é cobrado por seu conhecimento, desempenho, colaboração, criatividade, pensamento crítico, responsabilidade e capacidade de solucionar problemas. Concomitante a esta realidade, surge o Pensamento Computacional como uma metodologia para resolver problemas capaz de desenvolver muitas das habilidades requeridas hoje pelo mercado de trabalho. Pensamento Computacional é um método para solução de problemas que utiliza como base os fundamentos e técnicas da ciência da computação. De forma geral, habilidades comumente utilizadas na criação de programas computacionais para resolver problemas específicos são utilizadas como uma metodologia para resolver problemas de forma geral. Empresas multinacionais apoiaram esta ideia e se empenharam na disseminação desta metodologia. Diante destas experiências e dos resultados científicos já atingidos neste ramo, este projeto propõe o desenvolvimento de ações para promover o Pensamento Computacional em escolas do Ensino Fundamental do município de Pelotas, como resposta a necessidade de preparar os estudantes de hoje para o mercado de trabalho atual e futuro.

Objetivo Geral

Este projeto tem como objetivo geral sensibilizar a rede de ensino para a relevância do ensino dos fundamentos da Ciência da Computação desde a Educação Fundamental. São objetivos específicos:
- Introduzir alunos e professores do Ensino Fundamental ao processo de solução de problemas denominado Pensamento Computacional;
- Criar oficinas completas para o desenvolvimento de habilidades e a promoção de atitudes essenciais do PC;
- Propor uma metodologia adequada para o desenvolvimento do Pensamento Computacional em escolas do Ensino Fundamental da cidade de Pelotas, considerando as particularidades da rede de ensino municipal e a realidade dos estudantes;
- Qualificar a formação dos estudantes de graduação e pós-graduação envolvidos no projeto;
- Integrar a comunidade e a universidade.

Justificativa

Diversas ações do governo nos últimos anos têm sido dirigidas à formação e a qualificação profissional de jovens e trabalhadores. Exemplos são o investimento no Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e Emprego (Pronatec), na parceria com o Sistema S, entre diversos outros. Estes investimentos foram considerados prioritários justamente pela detecção da falta de profissionais bem formados e de mão de obra qualificada no Brasil. O mercado de trabalho demanda profissionais adaptados às transformações das últimas décadas. Juntamente com a globalização econômica e as inovações tecnológicas, mudou o perfil do profissional requerido pelos diversos setores da economia. Um trabalhador é cobrado por seu conhecimento, desempenho, colaboração, criatividade, pensamento crítico, responsabilidade e capacidade de solucionar problemas.

Em 2006, Jeannette Wing, uma importante pesquisadora da Universidade de Carnegie Mellon sugeriu que pensar computacionalmente era uma destas habilidades básicas que os estudantes de hoje precisam ter para se preparar para o futuro. Desde então, o Pensamento Computacional (PC) surge como uma metodologia, fundamentada na ciência da Computação, para solução de problemas nas mais diversas áreas. Empresas multinacionais como a Google e Microsoft apoiaram esta ideia e se empenharam na disseminação desta metodologia. Em 2007, a Microsoft juntamente com a Universidade de Carnegie Mellon criaram o Centro de Pensamento Computacional. A Google, por sua vez, se empenha em promover esta metodologia em todo o currículo do Ensino Primário e Secundário nos Estados Unidos.

Diante destas experiências e dos resultados científicos já atingidos neste ramo, este projeto busca o desenvolvimento de propostas metodológicas e de um conjunto de ações para promover o pensamento computacional na Educação Fundamental.

Os elementos do PC incluem conceitos computacionais, princípios, métodos, linguagens, modelos e ferramentas que são frequentemente encontrados nos fundamentos da Ciência da Computação. Conceitos da computação como algoritmos, processos, especificação de tarefas, correção de solução formais, aprendizado de máquina, recursão, escalonamento, e otimização são exemplos de conceitos que encontram uma extensa aplicabilidade, não só na área da computação. A computação, como ciência, não tem o monopólio de tais conceitos. No entanto, a computação oferece a base para uma linguagem e ferramenta unificada com as quais é possível discutir estes conceitos explicitamente (particularmente, destacam-se as disciplinas de algoritmos, programação, lógica, matemática da computação, metodologia científica, entre outras).

Este projeto se norteia pelo princípio da indissociabilidade ensino-pesquisa-extensão, considerando que a formação profissional de hoje não deve incluir apenas o conhecimento de conteúdos e suas aplicações diretas, mas também as formas de como ele é produzido nas áreas científicas, integradas com atitudes reflexivas e questionadoras que dependem de interações com a realidade. Pode-se dizer que este projeto se norteia por uma importante tríade:

* Questão de pesquisa: com base no estado da arte e avanços no desenvolvimento do pensamento computacional, como desenvolver a proposta de novas metodologias que considerem a realidade do ensino fundamental do País?

* Questão de extensão: como aproximar os alunos e professores da Universidade com a prática do ensino fundamental da área da computação nas escolas públicas? Qual é a melhor maneira de disseminar as metodologias cientificamente comprovadas para o desenvolvimento do pensamento computacional junto às instituições de ensino fundamental?

* Questão de ensino: como complementar a formação dos alunos de graduação e pós-graduação da área de computação em relação a prática e o ensino dos fundamentos da área em escolas municipais de nível fundamental?

O engajamento sistemático em tais questões fomenta a formação técnica e cidadã dos estudantes e oportunizam a produção e difusão de novos conhecimentos e novas metodologias.

Ademais, o desenvolvimento desta proposta junto aos cursos de Graduação em Ciência da Computação, Engenharia da Computação e Programa de Pós-Graduação em Computação promove uma qualificação bilateral Escola-Universidade. A comunidade escolar, embora já desenvolva muitas das habilidades do PC em sala de aula se beneficia de conhecer e aplicar esta metodologia numa ferramenta unificada. Os alunos de graduação adquirem uma visão mais prática de conceitos teóricos estudados em sala de aula. Os professores qualificam suas aulas e ampliam suas pesquisas.

As atividades aqui propostas estão vinculadas ao Projeto Político Pedagógico dos Cursos de Ciência da Computação e Engenharia da Computação da Universidade Federal de Pelotas, os quais contemplam um currículo dinâmico, flexível e transformador. Tendo em vista o princípio da indissociabilidade ensino-pesquisa-extensão, os currículos de ambos os Cursos compreendem um conjunto de três dimensões formativas em sua estrutura: formação específica, formação complementar e formação livre ou opcional. A participação de alunos de graduação neste projeto pode ser integralizada em seu currículo tanto na dimensão formativa complementar como na dimensão livre. Esta proposta é a continuação de um projeto em andamento (desde 2013), que conta com uma média semestral de 15 alunos de graduação engajados nas atividades extensionistas, juntamente com os bolsistas que regularmente contribuem com o projeto.

O projeto também está alinhado com os objetivos da unidade na qual os cursos da área estão inseridos, o Centro de Desenvolvimento Tecnológico (CDTec), que tem por objetivo proporcionar formação e qualificação profissional, produzir conhecimento e promover a inovação tecnológica, cooperando para o desenvolvimento local, regional, nacional e internacional nas suas áreas de competência.

Consonância também existe com o Plano de Desenvolvimento Institucional da UFPel que prevê entre suas ações ampliar a inter-relação escola-comunidade, através da diversificação, criação e ampliação de cursos, projetos de extensão e grupos de pesquisa.

Para a região, o desenvolvimento na área deste projeto é certamente estratégico, pois permitirá que esta nova metodologia seja disseminada na Educação Fundamental, contribuindo diretamente com a formação e qualificação dos estudantes. É importante salientar que este é um dos projetos pioneiros no contexto do Pensamento Computacional para o público alvo (estudantes do Ensino Fundamental). Diante deste caráter inovador, todo resultado será importante e determinante para a continuidade da proposta no âmbito do Ensino Fundamental. Deste modo, com mais uma oportunidade para enriquecer a experiência da equipe envolvida, será possível aplicar sua principal formação a serviço de outras Comunidades e contribuir com a Educação Fundamental do País.

Metodologia

O desenvolvimento do projeto é baseado em estudos bibliográficos, investigações científicas, planejamento, execução e avaliação de atividades e ações. No início de cada ano de execução do projeto, é pré-estabelecida uma série (ano) do Ensino Fundamental que será foco do projeto (particularmente em 2013 e 2014 o foco foi dado ao quarto ano, em 2015 ao quinto ano e em 2016 ao terceiro ano do Ensino Fundamental). Anualmente, o projeto é desenvolvido nas etapas descritas a seguir. Em cada etapa estão detalhados os métodos e instrumentos envolvidos, bem como os resultados esperados. Para coordenar essas etapas, são realizadas reuniões semanais entre a equipe do projeto.

E1. Fundamentação teórica: nesta etapa é estudado e reunido o referencial teórico que norteia o desenvolvimento das demais etapas. Particularmente, é feito um levantamento de atividades e ferramentas, já propostas na literatura, que se adequam ao nível da série (ano) do ensino fundamental pré-estabelecida(o). Além disso, são analisadas e elencadas as habilidades do PC que serão priorizadas no respectivo ano. E também são levantadas possíveis integrações entre as atividades selecionadas com conteúdos previstos de serem trabalhados na respectiva série (ano).

Resultados Esperados da Etapa 1:
- Revisão bibliográfica de atividades e ações já propostas na literatura que se adequam ao ano do ensino fundamental pré-estabelecido, destacando as habilidades que desenvolvem, além do material, infraestrutura e os conhecimentos prévios exigidos.
- Definição das habilidades do PC que serão priorizadas no projeto no respectivo ano.
- Seleção de atividades a serem trabalhadas, com caracterizações de possíveis extensões.
- Levantamento de possíveis integrações entre as atividades selecionadas e o conteúdo da série do ensino fundamental pré-estabelecida.

E2. Extensão e proposta de atividades: de posse dos resultados da Etapa 1, são caracterizadas e estendidas as atividades selecionadas, bem como são desenvolvidas novas atividades para a promoção de competências e atitudes específicas, sempre considerando a integração com o conteúdo programático do ano do Ensino Fundamental pré-estabelecido. Cada atividade é caracterizada com um resumo, matérias correlacionadas, habilidades, material necessário, além de uma descrição detalhada da mesma. Além disso, questões pedagógicas e metodológicas devem ser estabelecidas, de acordo com o tipo da atividade e o perfil do público-alvo. Indicadores de avaliação também devem ser planejados e descritos para cada atividade proposta. Por fim, um formulário para a avaliação individual da atividade deve ser elaborado e o material necessário para a execução de cada uma das atividades é preparado e/ou confeccionado.

Resultados Esperados da Etapa 2:
- Definição e caracterização de atividades que desenvolvam habilidades específicas do PC;
- Definição da linha pedagógica e método de ensino a ser aplicado em cada atividade prevista;
- Descrição dos indicadores de avaliação que devem ser considerados em cada uma das atividades previstas;
- Elaboração de um formulário de avaliação para cada uma das atividades propostas;
- Descrição e confecção do material didático necessário para execução das atividades em sala de aula;
- Escrita de artigos científicos.

E3. Execução das ações: nesta etapa as ações previamente planejadas são desenvolvidas com alunos do Ensino Fundamental. Durante o desenvolvimento de cada atividade, são elaborados pareceres descritivos da evolução das mesmas, assim como é feito o registro do indicadores de avaliação definidos na Etapa 2. Ao término de cada atividade o formulário de avaliação individual é aplicado aos alunos participantes.

Resultados Esperados da Etapa 3:
- Aplicação das atividades para alunos do Ensino Fundamental;
- Parecer descritivo da evolução e desempenho dos alunos nas atividades realizadas;
- Registro por aluno dos indicadores de avaliação da atividade.

E4. Desenvolvimento de um Processo Metodológico: nesta etapa planeja-se, com as ações e atividades propostas e com o acompanhamento das demais etapas, conseguir estabelecer uma proposta de processo metodológico a ser adotado para o desenvolvimento do Pensamento Computacional em turmas do Ensino Fundamental do ano pré-estabelecido. Objetiva-se delinear quais habilidades devem ser desenvolvidas, já com a indicação de atividades a serem aplicadas, e linhas pedagógicas a serem adotadas.

Resultados Esperados da Etapa 4:
- Proposta de um processo metodológico a ser adotado para o desenvolvimento do PC em turmas do Ensino Fundamental do ano pré-estabelecido;
- Escrita de artigos científicos.

E5. Avaliação, análise e apresentação dos resultados: esta etapa contempla a análise dos pareceres, formulários de avaliação e indicadores de avaliação das ações realizadas com os alunos para a geração de um relatório técnico. O objetivo é também avaliar o impacto do desenvolvimento da ação na motivação e desempenho dos alunos. A elaboração de um relatório anual da execução do projeto reunirá além das avaliações dos membros da equipe, todos os resultados obtidos nas etapas anteriores e uma avaliação final do projeto no respectivo ano.

Resultados Esperados da Etapa 5:
- Relatório de avaliação das ações realizadas com os alunos do ensino fundamental no respectivo ano;
- Relatório parcial contendo a descrição e análise de todos os resultados alcançados até o respectivo ano.

Indicadores, Metas e Resultados

Na metodologia foram descritos os resultados esperados para cada uma das etapas previstas.
As contribuições esperadas são:
- Proposta de ações e atividades que promovam habilidades específicas e atitudes essenciais do Pensamento Computacional no âmbito do ensino fundamental.
- Definição de um processo metodológico para o desenvolvimento do Pensamento Computacional para anos pré-estabelecidos da Educação Fundamental;
- Aplicação e validação de atividades propostas.

Além destes resultados, espera-se alcançar:
- A capacitação de professores do ensino fundamental a desenvolver atividades específicas que promovam habilidades do Pensamento Computacional;
- O incentivo de alunos à vocação científica e a seguir a área de computação;
- A divulgação ampla de todos os resultados obtidos;
- A integração entre a Universidade e comunidade escolar.

Serão escritos artigos científicos apresentando os resultados do projeto, que serão submetidos a conferências e periódicos relevantes. Além disso, espera-se obter uma grande integração da equipe com pesquisadores de áreas relacionadas ao projeto, fomentando assim mais ainda o espírito extensionista e científico nos alunos participantes do projeto.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ADRIANA BORDINI
ALESSANDRA BALDO2
ANA CLARA NASCIMENTO TIGRE
ANA MARILZA PERNAS FLEISCHMANN2
ANA RITA DE ASSUMPCAO MAZZINI4
ANDRE RAUBER DU BOIS4
BRAZ ARAUJO DA SILVA JUNIOR
CHRISTIANO MARTINO OTERO AVILA
CLARA GIOVANNA DOS SANTOS SILVA
CLAUSE FATIMA DE BRUM PIANA4
FRANCO TERRES DOS SANTOS
GEAN CARLOS BRANDAO
JORGE LUÍS NACHTIGALL VAZ JÚNIOR
JOSÉ FELIPE MORÉ PAULETTI
KEVIN SOARES PEREIRA
LUCIANA FOSS8
MARCOS SAALFELD BARTZ
MARILTON SANCHOTENE DE AGUIAR2
MARTIN SCHYMICZEK LARANGEIRA DE ALMEIDA
MÔNICA MARQUES DA CUNHA
PLACIDA GIULIANE SILVEIRA DE OLIVEIRA
PLACIDA GIULIANE SILVEIRA DE OLIVEIRA
REGINA TRILHO OTERO XAVIER2
RENATA HAX SANDER REISER2
RODRIGO DE LAFORET PADILHA RAUPP
SIMONE ANDRE DA COSTA CAVALHEIRO10
SIMÃO SCHILLER MARTIN
VICTOR COSENZA VIEIRA DA SILVA
VITOR DOS SANTOS AMARAL BORGES
VITOR WACHHOLZ DE PINHO

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