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Pensamento Computacional
Profa. Ana Grasielle Dionísio Corrêa
Profa. Valéria Farinazzo MartinsFaculdade de Computação e Informática/ Programa de Pós-Graduação em
Distúrbios do Desenvolvimento
Universidade Presbiteriana Mackenzie
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Agenda
Introdução/ Motivação
Projetos e ferramentas existentes no mundo
Projetos e ferramentas existentes no Brasil
Estudo de Caso - Scratch
App Inventor
Conclusões
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Introdução/ Motivação
Tecnologias de Informação e
Comunicação (TICs) trazem mudanças na
rotina escolar.
Necessidade de se adotar metodologias
mais adequadas para a integração das TICS nas
escolas.
Reconhecer o potencial transformador que as TICs podem trazer é o primeiro passo para
reorganizar currículos e programas escolares.
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Introdução/ Motivação
Pensamento computacional:
pensar nos problemas de forma analítica e desenvolver soluções em forma de algoritmos.
Recursos cognitivos importantes:
raciocínio lógico e a resolução de problemas.
O objetivo é desenvolver habilidades cognitivas, sociais e profissionais.
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Introdução/ Motivação
• Características do pensamento computacional:– formulação de
problemas; – organização e análise
lógica de dados; – representação por
meio de abstrações; – soluções
automatizadas por meio de algoritmos;
– identificação análise e implementação de soluções;
– generalização e transferência do processo de solução encontrado para resolução de outros problemas.
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Introdução/ Motivação
Uso de ferramentas que possam apoiar a aprendizagem de conceitos de lógica de
programação de forma mais lúdica e adequada para essa faixa etária.
Desafio:
Como levar o pensamento computacional aos alunos de ensino fundamental e médio?
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Projetos Existentes no Mundo
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O Início
• A expressão pensamento computacional foi colocada em evidência na comunidade de ciência da computação como o resultado de um artigo escrito por Jeannette Wing em 2006.
• O artigo propõe que o pensamento computacional seja uma competência fundamental para qualquer pessoa e não somente para cientistas de computação.
• Ensinar a programar ainda não basta para o desenvolvimento de habilidades relacionadas ao processo de Pensamento Computacional:• Mudança nos hábitos e métodos de ensino, baseando-se no Construcionismo.
• O estudante passa a ser o protagonista de sua aprendizagem.Jeannette Wing, professora e chefe do
Departamento de Ciência da Computação na Universidade de
Carnegie Mellon, Pittsburgh.
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Pensamento computacional no contexto do ensino fundamental• Mindstorming: Children, Computers and
Powerful Ideas (1980):
• Seymour Papert
• Criação da linguagem de programação logo (Seymour Papert):
• “Low floor, high ceiling”
• Melhorar a maneira como crianças pensam e resolvem problemas
• Scratch, Game Maker, App Inventor, Arduino, etc.
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• A tartaruga é o cursor gráfico.
• O aluno programa a tartaruga para ir para frente ou para trás, girar para esquerda ou direita.
• O aluno pode somar, subtrair, dividir e multiplicar.
• O aluno desenha, apaga, erra e depura o erro.
• O aluno aprende a pensar.
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Vamos fazer a tartaruga se mover para criar um quadrado
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PF 40 (para frente 40 passos)
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PF 40 (para frente 40 passos)
GD 90 (gire à direita 90 graus)
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PF 40 (para frente 40 passos)
GD 90 (gire à direita 90 graus)
PF 40 (para frente 40 passos)
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PF 40 (para frente 40 passos)
GD 90 (gire à direita 90 graus)
PF 40 (para frente 40 passos)
GD 90 (gire à direita 90 graus)
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PF 40 (para frente 40 passos)
GD 90 (gire à direita 90 graus)
PF 40 (para frente 40 passos)
GD 90 (gire à direita 90 graus)
PF 40 (para frente 40 passos)
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PF 40 (para frente 40 passos)
GD 90 (gire à direita 90 graus)
PF 40 (para frente 40 passos)
GD 90 (gire à direita 90 graus)
PF 40 (para frente 40 passos)
GD 90 (gire à direita 90 graus)
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PF 40 (para frente 40 passos)
GD 90 (gire à direita 90 graus)
PF 40 (para frente 40 passos)
GD 90 (gire à direita 90 graus)
PF 40 (para frente 40 passos)
GD 90 (gire à direita 90 graus)
PF 40 (para frente 40 passos)
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Observem quantos comandos o aluno teve que pensar para fazer a tartaruga se mover e desenhar um quadrado:
PF 40
GD 90
PF 40
GD 90
PF 40
GD 90
PF 40
Esta é a descrição do percurso percorrido pelo pensamento para conceber um
conceito, no caso, um quadrado.
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ACES – Aprendizagem e Ciência na Escola• Programa ACES (UNICAMP):
• Aprendizagem e Ciência na Escola
• Atividades desplugadas (off-line):
• Despertar o interesse dos alunos
• Fornecer suporte aos professores
• Computer Science Unplugged
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1ª Parte - Introdução à Computação• Como você descreveria o que é computação?
Ela existe sem um computador?
• Como você acha que um programa de computador funciona? Pense num programa que resolva o seguinte problema: Somar os números 8 e 6.
• Que matérias escolares você acha que se associam à computação? Que tipos de trabalhos podem se beneficiar da computação?
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O que é um algoritmo?
• Um algoritmo é uma sequência de passos ordenados necessários a um programa para que ele resolva determinado problema, como o de somar, subtrair, dividir, multiplicar números, procurar por palavras num texto, etc.
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Atividades desplugadasCriação de códigos e algoritmos através de desenhos e vice-versa.
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Atividades desplugadas
Algoritmo:
• Mova para a direita, pinte o quadrado, mova para a direita, mova para baixo.
• Mova para a esquerda, mova para a esquerda.
• Pinte o quadrado, mova para a direita, mova para a direita, pinte o quadrado, mova para baixo.
• Mova para a esquerda, mova para a esquerda.
• Mova para a direita, pinte o quadrado, mova para a direita.
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Atividades desplugadas
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Atividades desplugadas
Quando terminam os algoritmos e códigos das imagens, cada grupo cria um desenho e fornece a outro grupo o código para que esse desenho seja feito.
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Atividades desplugadas
Desafio: criar o desenho do código abaixo.
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Atividades desplugadas
Desafio: criar o desenho do código abaixo.
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Atividades Online
https://studio.code.org/hoc/1
Atividades online são sugeridas para complementar as atividades off-line
Permite que os alunos trabalhem os conceitos fora da sala de aula.
Permite colocar em prática os conceitos de algoritmo e sequência.
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2ª Parte - Condicional e Repetição
• Conceitos passados através de dinâmicas divertidas:
• Dinâmica para o conceito de condicional
• Dinâmica para o conceito de repetição
• Dinâmica para a introdução de pseudocódigos.
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Pseudocódigos
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Pseudocódigos
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Pseudocódigos
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Pseudocódigos
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Pseudocódigos
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Pseudocódigos
• Conceitos de condicional:
• Alunos divididos em dois grupos para que uma competição fosse criada.
• As regras são escritas em pseudocódigo
“Se a carta for vermelha, o grupo 1 ganha 10 pontos, caso contrário, o grupo 2 ganha 10 pontos.”
Se carta for vermelha então
Grupo 1 ganha 10 pontos
Senão
Grupo 2 ganha 10 pontos
FimSe
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Pseudocódigos
• Conceitos de condicional e repetição:
• Alunos divididos em quatro grupos
• Cada grupo representa um naipe do baralho
Enquanto número de rodadas for menor do que 20 então
Vire uma nova carta
FimEnquanto
Se o naipe da carta for Ouro então
Grupo Ouro deve bater palmas por 10 segundos
FimSe
Se o grupo cumpriu uma tarefa então
O grupo ganha 10 pontos
Senão
O grupo perde 5 pontos
FimSe
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Atividades Online
https://studio.code.org/s/20-hour/stage/9/puzzle/1
Atividades online são sugeridas para complementar as atividades off-line
Permite que os alunos trabalhem os conceitos fora da sala de aula.
Permite colocar em prática os conceitos de algoritmo e sequência.
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3ª Parte - Labirinto de decisões
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Outras atividades online - Lightboot
http://lightbot.com/
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Outras atividades online - Lightboot
http://lightbot.com/flash.html
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Estudo de caso - ScratchCriação de um projeto de extensão dentro do Programa Caminhando Juntos
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Objetivos
• Proporcionar aos alunos conhecimentos básicos de lógica de programação para a criação de animações e jogos interativos através da ferramenta Scratch
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Scratch
• Software para ensino de programação para crianças.
• Destinado a desenvolver a criatividade.
• Criar histórias, animações e jogos.
• Criado em 2007 pelo Media Lab do MIT.
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Scratch• O Scratch é mais acessível que outras
linguagens de programação, por fazer uso de uma interface gráfica que permite que programas sejam criados através de blocos de montar, lembrando o brinquedo lego.
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Scratch
Competência artística: Desenho artístico ou histórias
Competência matemática: Noção de algoritmos; coordenadas e
números aleatórios; variáveis e expressões booleanas
Competências digitais: Introdução à programação
Competência para aprender a aprender autonomia e iniciativa pessoal:
Resolução de problemas, improvisar, ensaiar e corrigir erros
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Elementos do Ambiente Scratch
https://scratch.mit.edu/
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Aula 01
Objetivo
Criar uma animação simples
Competências matemáticas e digitais: Noções de algoritmos,
introdução à programação e resolução de problemas.
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Aula 01
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Aula 01
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Aula 02
Objetivo
Criar uma animação com diálogos e sons.
Competências matemáticas e digitais: Noções de algoritmos,
introdução à programação e resolução de problemas.
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Aula 02
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Aula 02
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Aula 03
Objetivo
Criar uma animação sobre a Festa da Família.
Competências matemáticas e digitais: Noções de algoritmos,
introdução à programação improvisar, ensaiar e corrigir erros.
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Aula 03
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Aula 04
Objetivo
Criar projeto sobre Ciências.
Projeto em grupo (duplas e/ou trios)
Competências matemáticas e digitais: Noções de algoritmos,
introdução à programação improvisar, ensaiar e corrigir erros.
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Exemplos
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Metodologia
Quatro encontros
• 04 alunos do 3o ano
• 06 alunos do 4o ano
• 07 alunos do 5o ano
• 05 alunos do 6o ano
22 alunos:
• questionários de perfil, expectativa, pré-teste, pós-teste e de satisfação
Instrumentos de coleta de dados:
Preparação do ambiente de desenvolvimento
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O Ambiente
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Resultados – Perfil dos alunos
• 14 meninos e 7 meninas.
• Todos os alunos afirmaramter tido contato com computadores e tablets;
• apenas 2 alunos afirmaramnão ter contato com smartphones e videogames.
• A metade dos alunosrespondeu usar computadorde 3 a 5 vezes por semana.
• Apenas um dos alunos se manifestou sobre já ter feitocurso de programação e játer usado a ferramenta Scratch.
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Resultados -Expectativas
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Resultados -Motivação
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Resultados – Sentimentos antes de iniciar o curso
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Resultados -Satisfação
A média das notas atribuídas pelos aluno sobre a ferramenta Scratch foi de 9,68, com desvio padrão de 0,56. Isso significa que as respostas foram bastante homogêneas.
Todos os alunos responderam terem gostado de aprender Scratch.
Todos os alunos responderam que gostariam de continuar a utilizar Scratch em casa e na escola.
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Resultados –Satisfação –
Facilidades com a ferramenta
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Resultados –Satisfação –
Dificuldade com a ferramenta
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Discussões -Expectativas
Os alunos e pais tinham uma grande expectativa em relação a esse curso.
Os alunos apresentaram, através do questionário de satisfação, que o curso obteve um grande sucesso.
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Discussões –Impressão dos professores
O curso cumpriu seus objetivos iniciais e superou as expectativas dos professores.
O resultado final dos grupos, através das apresentações dos projetos finais, na área de Ciências, mostrou que os alunos dominaram os assuntos aprendidos durante o curso.
Eram visíveis a empolgação dos alunos em todas as aulas e o orgulho de fazerem um projeto que envolvia animações, sons e múltiplos personagens.
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Discussões –Dificuldades e Melhorias
Para trabalhar com este público, é importante ter auxiliares de ensino para levar o aluno ao banheiro e ficar com os mesmos no período pré e pós-aula.
Apesar das dificuldades de fazer na Universidade, os alunos se sentiram importantes e motivados ao frequentar as escolas dos "grandes".
Proxy, senhas da máquina, habilitação de plug-ins de áudio, teclado não ajustado para o layout correto entre outras configurações aumentaram as barreiras de utilização, dificultando o aprendizado e aumenta a demanda de suporte dos alunos.
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AppInventor - Apps
• Criada pelo MIT em 2010.
• O App Inventor permite que pessoas com conhecimentos básicos de programação criem aplicativos para Android.
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AppInventor - Apps
• Interface de programação em blocos
http://appinventor.mit.edu/explore/
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Conclusões
• Despertar o interesse pela Computação
• Exercitar o raciocínio lógico
• Promover o trabalho colaborativo
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Referências
http://www.ufrgs.br/secom/ciencia/o-pensamento-computacional-no-ensino-fundamental/
Brackmann, C. P. (2017). Desenvolvimento do pensamento computacional através de atividades desplugadas na educação básica.
https://scratch.mit.edu/
http://appinventor.mit.edu/explore/