Pesquisas experimentais no desenvolvimento do pensamento computacional

um mapeamento sistemático de literatura no ensino de conceitos de computação

Autores

DOI:

https://doi.org/10.36704/eef.v26i49.6623

Palavras-chave:

Educação e Tecnologia, Mapeamento Sistemático de Literatura, Pensamento Computacional

Resumo

O Pensamento Computacional, caracterizado como uma forma de pensamento amparado nos fundamentos da Ciência da Computação, tem sido amplamente investigado com a finalidade de se conhecer meios para promovê-lo. Com o objetivo de identificar como tem sido as pesquisas experimentais sobre o desenvolvimento do Pensamento Computacional no ensino de conceitos de Computação, realizamos um mapeamento sistemático de literatura contemplando publicações em línguas portuguesa, inglesa e espanhola. Constatamos que não há um padrão no formato da realização das investigações experimentais, mas estas tendem a ser de curta duração e, apesar das diversas subáreas da Ciência da Computação, a programação tem sido predominantemente utilizada no desenvolvimento do Pensamento Computacional. Concluímos ser necessário a realização de pesquisas experimentais com maior tempo de duração sobre o desenvolvimento desse tipo de pensamento, bem como de investigações acerca dos fundamentos didáticos de uma ação educativa que possa promovê-lo. 

Downloads

Biografia do Autor

Carlos Beleti, Universidade Federal do Paraná, Campus Jandaia do Sul

Graduação (2009) e Mestrado (2013) em Ciência da Computação, e Doutorado (em andamento) em Educação pela Universidade Estadual de Maringá - UEM. Professor Adjunto na Universidade Federal do Paraná - Campus Jandaia do Sul. Tem experiência na área de Ensino de Computação e pesquisado sobre o desenvolvimento do Pensamento Computacional fundamentado pela Teoria Histórico-Cultural, sua interface entre Educação e Computação.

Marta Sforni, Universidade Estadual de Maringá, Programa de Pós-graduação em Educação

Graduação em Pedagogia (1986) e Mestrado em Educação (1996) pela Universidade Estadual de Maringá - UEM. Doutorado em Educação pela Universidade de São Paulo - USP (2003) e Pós-Doutorado pela Universidade Estadual de Campinas - Unicamp (2014). Professora do Programa de Pós-Graduação em Educação da UEM, atuando principalmente nos seguintes temas: aprendizagem conceitual, didática, Teoria Histórico-Cultural e Teoria da Atividade.

Referências

AURELIANO, V. C. O.; TEDESCO, P. C. de A. R.; GIRAFFA, L. M. M. Desafios e oportunidades aos processos de ensino e de aprendizagem de programação para iniciantes. In: Anais do XXIV Workshop sobre Educação em Computação. SBC, 2016. p. 71-80.

BARR, V.; STEPHENSON, C. Bringing computational thinking to K-12: what is Involved and what is the role of the computer science education community? Acm Inroads, v. 2, n. 1, p. 48-54, 2011.

BEBRAS - International Challenge on Informatics and Computational Thinking [On-line], n. d. Disponível em: www.bebras.org. Acesso em: 2 fev. 2021.

BELL, T., WITTEN, I. H.; FELLOWS, M. Ensinando ciência da computação sem o uso do computador. 2011. Disponível em: https://classic.csunplugged.org/wp-content/uploads/2014/12/CSUnpluggedTeachers-portuguese-brazil-feb-2011.pdf. Acesso em: 10 jun. 2021.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular (Terceira Versão). Ministério da Educação, Brasília, DF: MEC, 2017. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 2 fev. 2021.

BRASIL. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Resolução CNE nº 2, de 20 de dezembro de 2019. Diretrizes Curriculares Nacionais para a Formação Inicial de Professores para a Educação Básica e Base Nacional Comum para a Formação Inicial de Professores da Educação Básica (BNC-Formação). Diário Oficial da União, 2019. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/docman/dezembro-2019-pdf/135951-rcp002-19/file. Acesso em: 17 jul. 2021.

BRASIL. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Resolução CNE/CES nº 5, de 16 de novembro de 2016. Diretrizes Curriculares Nacionais para os Cursos de Graduação em Computação (DCN16). Brasília, DF: MEC, 2016. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=download&alias=52101-rces005-16-pdf&category_slug= novembro-2016-pdf&Itemid=30192. Acesso em: 30 maio 2021.

BRENNAN, K.; RESNICK, M. New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking. In: Proceedings of the 2012 annual meeting of the American educational research association. Vancouver, Canada. 2012.

CC2020 Task Force. Computing Curricula 2020: Paradigms for Global Computing Education. Association for Computing Machinery, New York, NY, USA. 2020.

CSTA – Computer Science Teacher Association; ISTE – International Society for Technology in Education. Operational definition of computational thinking, 2011. Disponível em: https://www.iste.org/explore/computational-thinking/computational-thinking-all. Acesso em: 6 out. 2021.

CSTA. CSTA K-12 Computer Science Standards 2012, Revised 2017. Computer Science Teachers Association. Disponível em: http://www.csteachers.org/standards. Acesso em: 7 jul. 2021.

DAVYDOV, V. V. Problems of Developmental Teaching. The Experience of Theoretical and Experimental Psychological Research. Excerpts (Part III). Soviet education, v. 30, n. 10, 1988.

DÍAZ-LAUZURICA, B; MORENO-SALINAS D. Computational Thinking and Robotics: A Teaching Experience in Compulsory Secondary Education with Students with High Degree of Apathy and Demotivation. Sustainability. v. 11, n. 18, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.3390/su11185109. Acesso em: 9 mar. 2023.

GROVER, S.; PEA, R. Computational thinking in K–12: A review of the state of the field. Educational researcher, v. 42, n. 1, p. 38-43, 2013.

HEINTZ, F.; MANNILA, L.; FÄRNQVIST, T. A review of models for introducing computational thinking, computer science and computing in K-12 education. 2016 IEEE Frontiers in Education Conference (FIE). p. 1-9, 2016. Disponível em: 10.1109/FIE.2016.7757410. Acesso em: 9 mar. 2023.

HSU, T.-C.; CHANG, S.-C.; HUNG, Y.-T. How to learn and how to teach computational thinking: Suggestions based on a review of the literature. Computers & Education, v. 126, p. 296-310, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2018.07.004. Acesso em: 9 mar. 2023.

HUBWIESER, P., GIANNAKOS, M., BERGES, M., BRINDA, T., DIETHELM, I., MAGENHEIM, J., JASUTE, E. A global snapshot of computer science education in k-12 schools, 2015. ITICSE-WGR ’15 Proceedings of the 2015 ITiCSE on Working Group Reports, p. 65-83, jul. 2015. Disponível em: https://doi.org/10.1145/2858796.2858799. Acesso em: 9 mar. 2023.

KALELIOGLU, F.; GULBAHAR, Y.; KUKUL, V. A framework for computational thinking based on a systematic research review. Baltic J. Modern Computing, v. 4, n. 3, p. 583-596, 2016.

KITCHENHAM, B.; CHARTERS, S. Guidelines for performing systematic literature reviews in software engineering. Technical Report EBSE 2007-001, jul. 2007. Keele University and Durham University Joint Report.

KORKMAZ, Ö.; ÇAKIR, R.; ÖZDEN, M. Y. A validity and reliability study of the computational thinking scales (CTS), Computers in Human Behavior, v. 72, p. 558-569, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.chb.2017.01.005. Acesso em: 9 mar. 2023.

LIBÂNEO, J. C. A didática e a aprendizagem do pensar e do aprender: a Teoria Histórico-cultural da Atividade e a contribuição de Vasili Davydov. Revista Brasileira de Educação, v. 27, p. 5-24, 2004. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S1413-24782004000300002. Acesso em: 9 mar. 2023.

LYON, J. A., MAGANA, A. J. Computational thinking in higher education: A review of the literature. Comput Appl Eng Educ. v. 28, p. 1174-1189, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1002/cae.22295. Acesso em: 9 mar. 2023.

NOURI, J.; ZHANG, L.; MANNILA, L.; NORÉN, E. Development of computational thinking, digital competence and 21st century skills when learning programming in K-9. Education Inquiry, v. 11, n. 1, p. 1-17, jun. 2019. Disponível em: 10.1080/20004508.2019.1627844. Acesso em: 9 mar. 2023.

OCDE. PISA 2021 Mathematics Framework (Draft). Paris: OECD, 2019. Disponível em: http://www.oecd.org/pisa/pisaproducts/pisa-2021-mathematics-framework-draft.pdf. Acesso em: 30 maio 2021.

OLIVEIRA, W.; CAMBRAIA, A. C.; HINTERHOLZ, L. T. Pensamento Computacional por meio da Computação Desplugada: Desafios e Possibilidades. In: WORKSHOP SOBRE EDUCAÇÃO EM COMPUTAÇÃO (WEI), 29., 2021, Porto Alegre. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2021. p. 468-477. Disponível em: https://doi.org/10.5753/wei.2021.15938. Acesso em: 12 mar. 2023.

PALTS, T.; PEDASTE, M. A model for developing computational thinking skills. Informatics in Education, v. 19, n. 1, p. 113-128, 2020.

PAPERT, S. Mindstorms: Children, computers, and powerful ideas. New York: Basic Books, Inc, 1980.

RAABE, A. L. A.; FRANGO, I.; RIBEIRO, L.; GRANVILLE, L. Z.; SALGADO, L.; CRUZ, M. K.; FORTES, S. Referenciais de formação em computação: Educação básica. Sociedade Brasileira de Computação, 2017. Disponível em: http://www.sbc.org.br/files/ComputacaoEducacaoBasica-versaofinal-julho2017.pdf. Acesso em: 7 jul. 2021.

ROMÁN-GONZÁLEZ, M.; PÉREZ-GONZÁLEZ, J.-C.; JIMÉNEZ-FERNÁNDEZ, C. Which cognitive abilities underlie computational thinking? Criterion validity of the Computational Thinking Test, Computers in Human Behavior, v. 72, p. 678-691, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.chb.2016.08.047. Acesso em: 9 mar. 2023.

ROYAL SOCIETY (GREAT BRITAIN). Shut down or restart?: The way forward for computing in UK schools. Royal Society, 2012. Disponível em: https://royalsociety.org//media/education/computing-in-schools/2012-01-12-computing-in-schools.pdf. Acesso em: 16 jul. 2021.

SBC. Currículo de Referência da SBC para cursos de Graduação em Bacharelado em Ciência da Computação e Engenharia da Computação (CR05). 2005. Disponível em: https://www.sbc.org.br/documentos-da-sbc/send/131-curriculos-de-referencia/760-curriculo-de-referencia-cc-ec-versao2005. Acesso em: 11 jun. 2021.

SBC. Diretrizes para ensino de Computação na Educação Básica, 2018a. Sociedade Brasileira de Computação. Disponível em: https://www.sbc.org.br/documentos-da-sbc/send/131-curriculos-de-referencia/1177-diretrizes-para-ensino-de-computacao-na-educacao-basica. Acesso em: 7 jul. 2021.

SBC. Itinerário Formativo de Computação. Porto Alegre, 2019. Sociedade Brasileira de Computação. Disponível em: https://www.sbc.org.br/documentos-da-sbc/send/203-educacao-basica/1216-itinerario-formativo-da-computacao. Acesso em: 7 jul. 2021.

SBC. Nota Técnica da Sociedade Brasileira de Computação sobre a BNCC-EF e a BNCC-EM, 2018b. Sociedade Brasileira de Computação. Disponível em: https://www.sbc.org.br/institucional-3/cartas-abertas/summary/93-cartas-abertas/1197-nota-tecnica-sobre-a-bncc-ensino-medio-e-fundamental. Acesso em: 19 jul. 2021.

SEITER, L.; FOREMAN, B. Modeling the learning progressions of computational thinking of primary grade students. In: Proceedings of the ninth annual international ACM conference on International computing education research. 2013. p. 59-66.

SELBY, C.; WOOLLARD, J. Computational thinking: the developing definition. 2013.

SFORNI, M. S. F. Interação entre didática e teoria histórico-cultural. Educação & Realidade, v. 40, n. 2, p. 375-397, 2015.

SFORNI, M. S. F. Pesquisas sobre modos de organização do ensino: necessidades, metodologia e resultados. In: SFORNI, M. S. de F.; SERCONEK, G. C.; BELIERI, C. M. (org.) Aprendizagem conceitual e organização do ensino: experimentos didáticos na educação básica. 1. ed. Curitiba: EDITORA CRV, 2019. v. 1. p. 10-32.

SHUTE, V. J.; SUN, C.; ASBELL-CLARKE, J. Demystifying computational thinking. Educational Research Review, v. 22, p. 142-158, 2017.

SIMON; LUXTON-REILLY, A.; AJANOVSKI, V. V.; FOUH, E.; GONSALVEZ, C; LEINONEN, J.; PARKINSON, J.; POOLE, M.; THOTA, N. Pass Rates in Introductory Programming and in other STEM Disciplines. In: Proceedings of the Working Group Reports on Innovation and Technology in Computer Science Education (ITiCSE-WGR '19), 2019. Association for Computing Machinery, New York, USA, p. 53-71. Disponível em: https://doi.org/10.1145/3344429.3372502. Acesso em: 9 mar. 2023.

TASLIBEYAZ, E.; KURSUN, E.; KARAMAN, S. How to Develop Computational Thinking: A Systematic Review of Empirical Studies. Informatics in Education, v. 19, n. 4, p. 701-719, 2020.

TIKVA, C.; TAMBOURIS, E. Mapping computational thinking through programming in K-12 education: A conceptual model based on a systematic literature Review, Computers & Education, v. 162, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2020.104083. Acesso em: 9 mar. 2023.

VYGOTSKY, L. S. O desenvolvimento dos conceitos científicos na infância. Pensamento e linguagem, p. 93-95, 2008.

WING, J. M. Computational thinking. Communications of the ACM, v. 49, n. 3, p. 33-35, 2006.

WU, B.; HU, Y.; RUIS, A. R.; WANG, M. Analysing computational thinking in collaborative programming: A quantitative ethnography approach. J Comput Assist Learn. v. 35, p. 421-434, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.1111/jcal.12348. Acesso em: 9 mar. 2023.

ZHANG, L.; NOURI, J. A systematic review of learning computational thinking through Scratch in K-9, Computers & Education, v. 141, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2019.103607. Acesso em: 9 mar. 2023.

ZORZO, A. F.; NUNES, D.; MATOS, E.; STEINMACHER, I.; LEITE, J.; ARAUJO, R. M.; CORREIA, R.; MARTINS, S. Referenciais de Formação para os Cursos de Graduação em Computação. Sociedade Brasileira de Computação (SBC). 2017.

Downloads

Publicado

25/06/2023

Como Citar

Beleti Junior, C. R., & de Faria Sforni, M. S. (2023). Pesquisas experimentais no desenvolvimento do pensamento computacional: um mapeamento sistemático de literatura no ensino de conceitos de computação. Educação Em Foco, 26(49). https://doi.org/10.36704/eef.v26i49.6623

Edição

v. 26 n. 49 (2023): Educação Em Foco (Publicação Contínua)

Seção

Artigos

Licença

Autores que publicam nesta revista mantêm os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.

Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.

Recebido 2022-05-18
Aceito 2023-03-20
Publicado 2023-06-25