A robótica educacional como recurso de mobilização e explicitação de invariantes operatórios na resolução de problemas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Clodogil Fabiano Ribeiro dos
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3779
Resumo: Acompanha produção técnica: Clubes de Robótica e Automação em Instituições Públicas de Educação Básica
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spelling 2019-02-01T17:00:40Z2019-02-01T17:00:40Z2018-11-29SANTOS, Clodogil Fabiano Ribeiro dos. A robótica educacional como recurso de mobilização e explicitação de invariantes operatórios na resolução de problemas. 2018. 189 f. Tese (Doutorado em Ensino de Ciência e Tecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2018.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3779Acompanha produção técnica: Clubes de Robótica e Automação em Instituições Públicas de Educação BásicaA pesquisa relatada nesta tese analisa a utilização de Tecnologias Digitais (TD) numa abordagem construcionista, com base na Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud, buscando levantar seu potencial como ferramenta de explicitação de invariantes operatórios junto a estudantes de licenciatura e professores que ensinam matemática. A Teoria dos Campos Conceituais pertence ao rol das teorias cognitivas e visa proporcionar uma explicação para o fenômeno da aprendizagem. Segundo o autor, Gérard Vergnaud, a teoria estabelece que todo conceito é constituído de três conjuntos: de situações (S), de invariantes operatórios (I) e representações simbólicas (R). Destes três conjuntos, o de invariantes operatórios tem grande importância, pois nele residem os esquemas resolutivos das situações, que são expressos por meio das representações simbólicas. Contudo, ao resolver um problema associado a uma situação, o sujeito geralmente não explicita tais invariantes, pois não toma consciência deles. O propósito foi responder à seguinte questão: quais as potencialidades do uso da robótica educacional no processo de explicitação dos invariantes operatórios mobilizados pelos sujeitos da pesquisa na resolução de problemas em matemática? O objetivo geral consiste em identificar as evidências que validem o uso da robótica educacional, e do pensamento computacional a ela associado, como instrumento de explicitação dos invariantes operatórios mobilizados pelos sujeitos da pesquisa na resolução de problemas que envolvem álgebra elementar e geometria. A asserção que se pretende verificar é se o citado recurso se constitui como ferramenta válida para fazer com que o estudante explicite os invariantes operatórios mobilizados para resolver uma situação desafiadora proposta. Para resolver problemas, os sujeitos lançam mão de estratégias consolidadas em seu conjunto de conhecimentos, as quais não são fáceis de serem explicitadas. A proposta é identificar tais estratégias nas representações simbólicas expressas pelo estudante e estabelecer questionamentos de modo a fazer com que tornem explícitos os teoremas-em-ação e conceitos-em-ação, tanto para fins de comunicação com seus pares, como para estruturar e organizar seu próprio caminho de conceitualização. Para a realização da pesquisa, a metodologia empregada foi a abordagem qualitativa interpretativa, tendo como instrumento de obtenção de dados a proposição de sequências didáticas estruturadas pela Engenharia Didática, aplicada no âmbito dos Clubes de Robótica e Automação, que figuram como produto educacional. Após o trabalho nos clubes, foram solicitadas produções escritas e realizadas entrevistas com três monitores dos clubes, constituindo dados da pesquisa. Os dados constituídos foram submetidos a um processo de análise textual discursiva dos roteiros de procedimentos elaborados pelos sujeitos pesquisados, além da explicação oral gravada em áudio durante as entrevistas. Foram identificadas diferentes estratégias resolutivas frente às situações propostas, evidenciando a utilização de automatismos e formalismos consolidados, geralmente irrefletidos. Assim, foi possível corroborar a asserção de que a robótica educacional pode ser um instrumento válido para obter indicadores dos invariantes operatórios, no presente caso relacionados a conceitos matemáticos.The research reported in this thesis analyzes the use of Digital Technologies (TD) in a constructionist approach, based on Vergnaud's Conceptual Field Theory, seeking to raise its potential as a tool for explicitation of operative invariants among undergraduate students and teachers who teach mathematics. The Theory of Conceptual Fields belongs to the role of cognitive theories and aims to provide an explanation for the phenomenon of learning. According to the author, Gérard Vergnaud, the theory establishes that every concept is constituted of three sets: situations (S), operative invariants (I) and symbolic representations (R). Of these three sets, the one of operative invariants has great importance, because in it reside the operative schemes of the situations, that are expressed through the symbolic representations. However, in solving a problem associated with a situation, the subject generally does not make explicit such invariants, since he is not aware of them. The purpose was to answer the following question: what are the potentialities of the use of educational robotics in the process of explicitation of the operative invariants mobilized by the research subjects in solving problems in mathematics? The general objective is to identify the evidence that validates the use of educational robotics and associated computational thinking as an instrument to explain the operative invariants mobilized by the research subjects in solving problems involving elementary algebra and geometry. The assertion is sought if the said resource constitutes a valid tool to cause the student to explain the operative invariants mobilized to solve a proposed challenging situation. In order to solve problems, the subjects use strategies consolidated in their set of knowledge, which are not easy to be explained. The proposal is to identify such strategies in the symbolic representations expressed by the student and to establish questions in order to make explicit the theorems-in-action and concepts-inaction, both for communication purposes with their peers, and for structuring and organizing its own path of conceptualization. In order to carry out the research, the methodology used was the qualitative interpretive approach, having as an instrument to obtain data the proposition of didactic sequences structured by Didactic Engineering, applied in the scope of the Robotics and Automation Clubs, which figure as an educational product. After work in the clubs, written productions were requested and interviews were conducted with three club monitors, constituting survey data. The data were submitted to a process of discursive textual analysis of the procedures scripts elaborated by the researched subjects, besides the oral explanation recorded in audio during the interviews. Different problem-solving strategies were identified in relation to the proposed situations, evidencing the use of automatisms and consolidated formalisms, usually unthinking. Thus, it was possible to corroborate the assertion that educational robotics can be a valid instrument to obtain indicators of operative invariants, in the present case related to mathematical concepts.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaPrograma de Pós-Graduação em Ensino de Ciência e TecnologiaUTFPRBrasilCNPQ::CIENCIAS HUMANASEnsinoPsicologia e filosofiaConceitosInteligência computacionalRobóticaSolução de problemasPsychology and philosophyConceptsComputational intelligenceRoboticsProblem solvingA robótica educacional como recurso de mobilização e explicitação de invariantes operatórios na resolução de problemasEducational robotics as a resource for mobilization and explicitation of operative invariants in solving problemsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisPonta GrossaPinheiro, Nilcéia Aparecida Macielhttp://lattes.cnpq.br/9560346396921728Ciappina, Jussara Rodrigueshttp://lattes.cnpq.br/8750446667201659Moreira, Marco AntonioDonoso, Ester LopezSilva, Silvio Luiz Rutz daKoscianski , AndréSilva, Sani de Carvalho Rutz dahttp://lattes.cnpq.br/1115081145275971Santos, Clodogil Fabiano Ribeiro dosinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALPG_PPGECT_D_Santos, Clodogil Fabiano Ribeiro dos_2018.pdfPG_PPGECT_D_Santos, Clodogil Fabiano Ribeiro dos_2018.pdfapplication/pdf2683987http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3779/1/PG_PPGECT_D_Santos%2c%20Clodogil%20Fabiano%20Ribeiro%20dos_2018.pdf5790ac205aefb30360fd0d04f2ba0346MD51PG_PPGECT_D_Santos, Clodogil Fabiano Ribeiro dos_2018_1.pdfPG_PPGECT_D_Santos, Clodogil Fabiano Ribeiro dos_2018_1.pdfapplication/pdf224787http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3779/2/PG_PPGECT_D_Santos%2c%20Clodogil%20Fabiano%20Ribeiro%20dos_2018_1.pdf13df7eba01160f8fd88d3ac51b7e4dbaMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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