Ensino de Computação na Educação Básica

O ensino de computação na Educação Básica surge para dar às crianças a oportunidade de desenvolver, desde o início de sua vida escolar, habilidades que naturalmente estão associadas ao ser humano. A capacidade de pensar computacionalmente, assim como todas as habilidades relacionadas ao raciocínio, se desenvolvem na infância. Desenvolver estas habilidades desde cedo permite que as crianças aprendam a lidar com problemas envolvendo raciocínio lógico e sistematizado, ultrapassando as fronteiras do raciocínio objetivo e exato e alcançando questões que podem envolver certo grau de subjetividade. Segundo Nunes (2011, p. 1):

O raciocínio computacional é intuitivo no ser humano e se manifesta já na idade infantil. Portanto, a criança naturalmente raciocina de forma computacional. Por exemplo, uma criança tem a capacidade de realizar várias atividades (algoritmos) em paralelo (simultaneamente), mantendo um controle fantástico sobre elas. Entretanto, tal fato não é explorado na formação básica. Como consequência, o raciocínio computacional intuitivo se perde ao longo do crescimento e da formação do indivíduo, a tal ponto que, em geral, um adolescente tem mais dificuldades de resolver problemas computacionais do que uma criança.

O caráter transversal do raciocínio computacional deve ser trabalhado nas crianças em fase escolar com o objetivo de auxiliar na formação de cidadãos capazes de lidar com a crescente área de Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC), desenvolver competências, atuar em um mundo cada vez mais globalizado e tornar o país competitivo nessa importante área estratégica.

Desta forma, os cursos de Licenciatura em Computação devem buscar formar profissionais dotados da competência necessária para inserir os temas relacionados a esta área na Educação Básica. Neste sentido, a capacidade de desenvolver softwares dirigidos ao ensino, plataformas para a educação à distância e metodologias inovadoras visando ao aprimoramento do processo de ensino-aprendizagem devem compor o perfil profissional do licenciado em Computação.

Um ponto importante que deve ser observado é o fato de que ensinar computação não é ensinar informática. No contexto do ensino de informática, o aluno é ensinado a manipular softwares de produção amplamente difundidos nos meios comerciais e na própria confecção de material de suporte às atividades de suas disciplinas. O ensino de formatadores de textos e planilhas eletrônicas se encaixa nessa modalidade de ensino. Aulas para operação de sistemas operacionais e uso de navegadores também estão nesta classe (FRANÇA; AMARAL, 2013). De forma análoga, o ensino deste tipo de conteúdo na educação básica seria equivalente a ensinar a usar calculadoras ao invés de ensinar a calcular (NUNES, 2008), ou seja, usando a informática como ferramenta.

No contexto do ensino de computação, o aluno deve ser levado a raciocinar computacionalmente, aplicando os conceitos do raciocínio sistematizado da computação às diversas áreas do conhecimento. Conforme mencionado anteriormente, o caráter transversal da disciplina de computação pode contribuir para o desenvolvimento de competências necessárias ao aprendizado de disciplinas exatas, como Matemática, Física e Química. Além disso, essa forma de pensamento lógico e particionado pode ampliar a capacidade do aluno em segmentar sua linha de raciocínio em questões envolvendo discussões de temas das áreas de ciências humanas e Letras, levando ao desenvolvimento e aplicação (notadamente, nas séries mais elevadas do Ensino Básico) de sua capacidade crítica e de análise de questões no âmbito destas ciências.

Vivemos em um mundo onde grande parte das tarefas é automatizada por sistemas computacionais, o que nos leva a compreender melhor como devemos interagir com estas ferramentas. Por muitas vezes, nos deparamos com situações nas quais adultos sentem dificuldades para interagir com determinadas interfaces computacionais, ao passo que crianças conseguem lidar naturalmente com elas, o que reflete muito bem a inserção da tecnologia desde cedo no ecossistema destas crianças e como sua familiaridade com tais ferramentas está associada ao seu potencial de desenvolvimento do pensamento computacional na sua formação. Segundo Blikstein (2008, p. 1): “o pensamento computacional é saber usar o computador como um instrumento de aumento do poder cognitivo e operacional humano”. Do ponto de vista de interação, as crianças conseguem desenvolver a habilidade de se adaptar facilmente ao manejo da tecnologia. Cabe à escola, portanto, guiar o desenvolvimento desse poder cognitivo do ponto de aplicação para a resolução de problemas nas diversas áreas do conhecimento.

O desenvolvimento do pensar computacional é composto de duas etapas. A primeira etapa consiste na “identificação das tarefas cognitivas que podem ser feitas de forma mais rápida e eficiente com o computador” (BLIKSTEIN, 2008, p. 1). A segunda etapa, está ligada ao “saber programar um computador para realizar essas tarefas cognitivas” (Blikstein, 2008). O licenciado em computação tem como um dos seus objetivos desenvolver e trabalhar essas duas etapas do pensamento computacional junto com as crianças e adolescentes a fim de que se tornem capazes de lidar com problemas nas diversas áreas utilizando a ferramenta computador, que não tem a capacidade direta de pensar, mas consegue computar dados muito rapidamente.

Outro ponto relevante, quando discutimos o ensino de computação na educação básica, está associado às metodologias a ser empregadas para desenvolver esse pensamento computacional nas crianças e adolescentes do Ensino Fundamental e Médio. O desenvolvimento do pensamento computacional perpassa duas etapas fortemente ligadas aos conceitos apresentados apenas em cursos de Ensino Superior: a identificação e resolução de problemas via computador. A discussão de tais conceitos na Educação Básica torna-se uma tarefa complexa, com a qual o licenciando em computação deve estar preparado para lidar. A utilização de materiais concretos ou objetos tangíveis, como proposto por Futschek e Moschitz (2011), pode ser encarada como forma introdutória de apresentação de conceitos básicos da computação, a exemplo de algoritmos.

No Brasil, os trabalhos de Sousa et. al. (2010), inspirados nas pesquisas de Bell et. al. (2007), levaram à criação de um conceito chamado Computação Unplugged. Nestes trabalhos, os autores desenvolvem uma série de jogos que permitem o aprendizado de conceitos de computação sem o uso direto do computador. Neste sentido, é dito que o aluno está desconectado da ferramenta computador e passa a desenvolver o pensamento computacional de maneira primitiva, aplicando-o a situações que envolvem objetos tangíveis contextualizadas por meio de um jogo.

Na medida em que o pensamento computacional for sendo trabalhado e que as crianças adquiram maior intimidade com os conceitos por meio das situações que lhes são apresentadas, será possível introduzir o pensamento computacional por meio da própria ferramenta computador. Ainda nesse ponto, a introdução direta de softwares de programação e simulações em sua essência deve ser trabalhada com cautela. Idealmente, a utilização de ferramentas educacionais construídas especificamente com o objetivo de ensinar conceitos de computação é uma escolha razoável.

O uso de jogos digitais, a utilização de linguagens visuais, como o Logo (PAPERT, 1988), Scratch (RESNICK et al., 2009) e Blockly (GOOGLE, 2014), por exemplo, são uma alternativa para o ensino de algoritmos e programação. Além dos simuladores pensados para o ensino de algoritmos, existem diversos outros softwares educacionais pensados para ensinar os conceitos básicos que envolvem a  área de computação, como linguagens, complexidade, autômatos, arquitetura de computadores, etc.

Com o passar das séries fundamentais e início das séries do Ensino Médio, os alunos podem entrar em contato com conceitos mais complexos relacionados diretamente à programação de computadores, construção de softwares e estudo de sistemas operacionais. Nessa etapa, o aluno pode ser preparado para decidir sobre sua permanência em um curso superior na área de computação, com um diferencial de conhecimento de causa na hora de tomar sua decisão. Os cursos técnicos e tecnológicos podem se beneficiar com a inclusão do ensino de computação no Ensino Fundamental da Educação Básica. O aluno de Ensino Médio que opte pela qualificação técnica na área já terá desenvolvido habilidades básicas necessárias ao aprendizado de técnicas e ferramentas dirigidas à área de computação. Notadamente, os institutos tecnológicos que associam o ensino técnico ao Ensino Médio devem receber alunos com um pensamento computacional amadurecido, com capacidade de absorver mais rapidamente os conceitos relacionados à área, permitindo maior aprofundamento nos temas que envolvem a formação técnica e, inevitavelmente, formando profissionais mais capacitados.

Formação do Docente para o Ensino de Computação na Educação Básica

A formação de profissionais licenciados em Computação surge da necessidade crescente de se desenvolver tecnologias educacionais para as diversas áreas, bem como trabalhar conceitos relacionados a essa área a partir da educação básica. Conforme o ACM Model Curriculum for K-12 Computer Science (CSTA, 2011, p. 1), existe “a necessidade de desenvolver no aluno habilidades computacionais a partir da Educação Básica”. Para tanto, sugere-se um currículo de referência que permita o desenvolvimento da capacidade de resolução de problemas, além da possibilidade de ligação desta área com as outras ciências, a fim de dar suporte ao tratamento de questões transversais. A construção dessa matriz curricular deve considerar uma abordagem tri-axial que integre conceitos, competências e habilidades (TUCKER, 2006). Na figura abaixo, é possível observar como essa abordagem tri-axial pode nortear a idealização de currículos de referência para o ensino de computação.

Uma proposta de currículo para a formação básica deve incluir uma dimensão conceitual que aborde temas base da formação em computação. O ensino de algoritmos e programação introduziria os conceitos da lógica proposicional e a reflexão sobre a sistematização de problemas e busca de soluções. A organização de computadores cobriria o entendimento geral de como tais máquinas funcionam. Conceitos de Redes de Computadores e representação de informação estariam ligados diretamente à formação básica sobre internet e comunicação interpessoal. Discutir as limitações da Tecnologia da Informação daria uma visão sobre quais problemas a computação pode resolver e como fazer as escolhas. Por fim, abordar a temática do impacto da TI na sociedade permitiria a criação de discussões sobre questões éticas que envolvem o uso de tecnologias, bem como a forma como tais tecnologias interferem em nosso dia a dia e na sociedade em que estamos inseridos.

O estudo de conceitos, associado à prática da disciplina de computação, leva o estudante a desenvolver habilidades e competências relacionadas a cada uma das temáticas apresentadas na dimensão conceitual. O desenvolvimento de habilidades e competências se dá de forma paralela e entrelaçada, de vez que as características associadas a esta dimensão influenciam e moldam as características ligadas àquela. As competências ligadas ao raciocínio abstrato e antecipação de mudança, por exemplo, influenciam diretamente a habilidade de aprender sobre novas aplicações e funcionalidades e adaptar-se a novos softwares com base no conhecimento prévio de outros que possuem abordagem similar.

Para que uma grade curricular em computação possa ser adotada na Educação Básica no Brasil, é necessário que existam professores com formação adequada nas escolas. Porém, segundo Bezerra e Silveira (2011, p. 2):

[…] o que se verifica na literatura é o fato dos docentes com formação em Ciências e Matemática (considerando o espectro tradicional do termo Ciências) não têm, durante a graduação, elementos curriculares suficientes para atingir os objetivos que envolvem o desenvolvimento dessa abordagem tri-axial no contexto do Ensino de Computação. 

Dados dos estudos de Bezerra e Silveira (2011), além dos trabalhos de Fernandes e Silveira (2009), Wilges (2006) e Gatti (2009) levam a concluir que existe a necessidade de se promover uma formação consistente na área de Computação a fim de prepararmos docentes capazes de desenvolver o ensino dessa área na Educação Básica, fortalecendo a tese de formação específica de pessoal por meio de cursos de Licenciatura em Computação.

A Licenciatura em Computação no Brasil

Uma discussão anterior à criação e expansão de cursos de licenciatura em Computação no Brasil é o histórico de utilização de TICs no ensino brasileiro, tanto no Educação Básico quanto no Ensino Superior. Segundo Miranda (2007), citado por Zambon et al. (2012, p. 2):

[…] a Tecnologia Educativa envolve as aplicações tecnológicas ao contexto educacional para as mais diversas finalidades, como, por exemplo, aquelas relacionadas às questões administrativas ou às relacionadas ao processo de ensino-aprendizagem.

A informatização dos processos administrativos, bem como o surgimento de ferramentas educacionais baseadas em TICs, apareceu como primeiro fator motivador à capacitação tecnológica de pessoal docente. O uso de software educacional em sala de aula despontou como uma tendência no ensino das diversas áreas do conhecimento. O uso de jogos e atlas digitais e as pesquisas às bases de dados na web associadas à digitalização dos acervos são exemplos de atividades extra que invadiram o dia a dia do professor em sala de aula.

No Brasil, desde o início da década de 80, o governo vem se esforçando no sentido de desenvolver projetos dirigidos à aplicação de tecnologias na Educação. Um exemplo desse tipo de projeto é o Programa Nacional de Tecnologia Educacional (ProInfo), oferecido pelo Ministério da Educação (MEC) às escolas públicas do país. O objetivo do programa é viabilizar a utilização de computadores no ambiente da sala de aula como ferramenta didática, bem como capacitar professores e gestores no uso dessas tecnologias para o ensino.

No entanto, uma dificuldade que se observa na implantação de projetos para o uso de TICs nas escolas públicas é a utilização deficitária dos equipamentos disponíveis por motivos diversos, dentre os quais se destacam a falta de acesso aos laboratórios de informática, manutenção e principalmente a incapacidade por parte do corpo docente na utilização do computador como ferramenta didática (MARCON; TEIXEIRA, 2010). Neste contexto, a inclusão do Ensino de Computação na Educação Básica e a formação de docentes nesta área específica também surgem como uma necessidade.

A introdução de conceitos relacionados à computação auxilia o desenvolvimento de habilidades e competências por parte dos alunos em relação ao uso de TICs. A capacitação de docentes na área permite a inserção no ambiente escolar de profissionais de excelência no uso de TICs, que terão a possibilidade de trabalhar os conceitos de computação dentro da matriz curricular das escolas, poderão auxiliar os demais profissionais na definição de estratégias de utilização das TICs como recurso didático, bem como serão capazes de desenvolver ferramentas educativas mais adequadas ao ensino de conteúdos diversos.

Nos últimos anos, a inclusão de uma matriz curricular mínima na Educação Básica tem sido considerada por vários países. Nações como os Estados Unidos e o Canadá têm desenvolvido atividades visando à promoção do Ensino de Computação em suas escolas de Educação Básica (CSTA, 2005). Um exemplo mais concreto é apresentado no trabalho de Hazzan et al. (2008), que relatam a iniciativa do governo de Israel a fim de avaliar e propor um currículo de computação para as escolas de Educação Básica coerente com as diretrizes educacionais do país. Nesse trabalho de implantação, a comissão israelense elencou alguns princípios norteadores para construção do currículo, quais sejam (FRANÇA; AMARAL, 2013):

• Ciência da Computação é uma disciplina que deve ser ensinada, da mesma forma que outras disciplinas;
• O programa deve concentrar-se nos principais conceitos e fundamentos da área;
• Dois programas diferentes são necessários, um para os estudantes com apenas um interesse geral em Ciência da Computação e outro mais amplo e profundo, para aqueles com especial interesse pela área;
• Cada um dos dois programas deve ter unidades obrigatórias e eletivas;
• Questões conceituais e experimentais devem estar entrelaçadas;
• Dois paradigmas de linguagem de programação devem ser ensinados;
• Um laboratório de informática bem equipado e mantido é obrigatório;
• Livros didáticos e guias de ensino devem ser escritos;
• Professores com formação adequada e específica são indicados.

No Brasil, a discussão relacionada à inclusão do Ensino de Computação na Educação Básica ainda está em fase inicial. Alguns estados têm pensado estratégias para incluir tal disciplina nas suas matrizes curriculares. Porém, as iniciativas em um contexto nacional ainda são incipientes. O estado de Roraima foi um dos pioneiros nesse tema quando aprovou projeto de lei que viabiliza a inclusão de disciplinas de computação nos anos finais do Ensino Fundamental, além de todos os anos do Ensino Médio, nas escolas públicas estaduais. Em paralelo, estão surgindo também discussões a respeito do tema nas comunidades científicas de computação em todo o país, a fim de debater o Ensino de Computação no Brasil no contexto da Educação Básica e Superior. O Workshop de Informática na Educação é uma dessas iniciativas encabeçadas pela Sociedade Brasileira de Computação e abraçada por vários pesquisadores de instituições renomadas.

Além das iniciativas de inclusão da disciplina de Computação na Educação Básica, a formação de docentes na área é uma necessidade recorrente. A criação de cursos de Licenciatura em Computação é necessária para a capacitação de profissionais capazes de atuar no Ensino Fundamental e Médio. A formação de profissionais licenciados também possui demanda para construção de ferramentas computacionais dirigidas à Educação. Tais ferramentas exigem profissionais dotados de competência técnica para seu desenvolvimento e que, concomitantemente, necessitam de formação pedagógica mais consistente, de forma a poderem agregar a estas ferramentas os requisitos didáticos necessários para que elas possam de fato ajudar no processo de ensino-aprendizagem.

No Brasil, a expansão dos cursos de licenciatura em Computação ainda está em fase inicial. A quantidade de cursos nessa área – em comparação com outras áreas tradicionais, como Matemática, Física, Química e Biologia – ainda é muito incipiente. Quando olhamos para a Educação à Distância, a diferença é ainda maior. Dados do censo do Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira (INEP) mostram que em 2009 existiam 58 cursos de licenciatura em Computação presenciais e três não presenciais.

Em relação ao número de egressos, o censo do INEP mostra baixo número de profissionais formados anualmente, o que demonstra a baixa quantidade de profissionais qualificados aptos a atuar no Ensino de Computação no Brasil atualmente. Os dados do censo de 2011 apresentados na figura abaixo mostram o número de egressos nas licenciaturas em Computação do Brasil em contraste com outras licenciaturas tradicionais (presenciais e não presenciais).

A figura abaixo apresenta um comparativo entre o número de matrículas e alunos egressos em cursos na área de Ciências, Matemática e Computação. Especial atenção pode ser dada ao número de egressos nos cursos não presenciais, evidenciando a necessidade de expansão dos cursos de licenciatura em Computação nessa modalidade, além da própria expansão dos cursos presenciais.

Na figura abaixo, podemos observar a distribuição dos cursos de licenciatura em Computação no Brasil. Os cursos estão distribuídos entre as modalidades presencial e não presencial. Como é possível observar por meio da figura apresentada, o número de cursos ainda é baixo e, em algumas regiões, como no Norte, quase inexistente. O desafio de capacitar pessoal a atuar diretamente com ensino e desenvolvimento de tecnologias computacionais esbarra diretamente na escassez de profissionais. Por outro lado, o licenciado em Computação vive atualmente a problemática de não encontrar seu espaço no mercado de trabalho, devido ao pequeno número de instituições de Educação Básica que trabalham esta área em seus currículos, à disputa no Ensino Superior e no mercado de software com os bacharéis, bem como à pouca existência de empresas e investidores que trabalhem com o desenvolvimento de softwares e plataformas educacionais, campo no qual tais licenciados teriam um diferencial estratégico.

Nota do professor: O material que utilizei para prepara este site para vocês: Souza, Daniel Faustino Lacerda de. Prática de ensino III : objetos digitais e educação em computação / Daniel Faustino Lacerda de Souza. – Mossoró: EdUFERSA, 2013.

Podemos reparar que é de 2013 e portanto tem mais de cinco anos (não devemos utilizar dados estatísticos de mais de cinco anos) para atualizar a situação do curso superior de licenciatura em computação no Brasil estou disponibilizado o excelente trabalho “Uma Análise do Perfil dos Cursos de Licenciatura em Computação no Brasil” de Andre Menolli, Joao Coelho Neto (DOI: http://dx.doi.org/10.5753/rbie.2021.29.0.01). A leitura é opcional, mas recomendo fortemente que leiam.

Link para download do documento.

Fim da aula 01.