O desenvolvimento do pensamento computacional por meio da modelagem matemática

Bibliographic Details
Main Author: Rosa, Emerson Alves
Publication Date: 2025
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
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Summary: Acompanha produto educacional "Como utilizar o Scratch na construção de modelos em atividades de modelagem matemática integradas ao pensamento computacional"
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spelling O desenvolvimento do pensamento computacional por meio da modelagem matemáticaThe development of computational thinking through mathematical modelingModelos matemáticosProfessores - FormaçãoInteligência computacionalScratch (Linguagem de programação de computador)Mathematical modelsTeachers, Training ofComputational intelligenceScratch (Computer program language)CNPQ::CIENCIAS HUMANAS::EDUCACAO::ENSINO-APRENDIZAGEMEngenharia/Tecnologia/GestãoAcompanha produto educacional "Como utilizar o Scratch na construção de modelos em atividades de modelagem matemática integradas ao pensamento computacional"The integration of Mathematical Modeling and Computational Thinking in mathematics education meets several requirements of the Brazilian Common Core Curriculum (BNCC) and current technological demands, especially in the post-COVID-19 context. This research investigates how teachers, when participating in a teacher training design focused on Mathematical Modeling, approach a problem situation and how this process relates to Computational Thinking. The hypothesis is that Mathematical Modeling activities reflect the pillars and mental processes of Computational Thinking, such as problem formulation, abstraction, decomposition, pattern recognition, algorithm creation, and debugging, which are essential for a practical understanding of mathematical concepts. Furthermore, through classroom practice and the study conducted, it is observed that these pillars and processes align with modeling activities, traversing the phases of interaction, mathematization, problem-solving, interpretation of results, and validation, resulting in the construction of a model capable of addressing the problem. In this context, we analyze which elements emerge in the teacher training design when educators develop a modeling activity, focusing on the axis <learning through Mathematical Modeling=. We investigate whether this experience offers benefits to mathematics teaching through modeling, particularly exploring how the Scratch software can contribute to the creation of algorithms and mathematical models. Thus, Mathematical Modeling and Computational Thinking complement each other, enhancing learning by connecting abstract concepts to real-world applications. The experience with teachers participating in the training design led to the development of an educational product that offers three Mathematical Modeling practices applied to the Computational Thinking curriculum component. These practices guide and encourage teachers and students to explore them or adapt similar activities. This product has the potential to enrich the teaching of Mathematics and Computational Thinking in schools, motivating both teachers and students while expanding students' visualization and simulation skills. When integrated with Mathematical Modeling, Computational Thinking, understood in its broad approach and not restricted to the curriculum, enhances, through Scratch, both students’ preparation for the digital environment and teachers’ training in new methodologies. This integration not only brings dynamism to the teaching and learning process but also expands students’ visualization and simulation abilities. It is worth noting that, in addition to being a curriculum component, at least until the publication of this research, Computational Thinking is generally seen as a structured set of steps for problem-solving and remains an evolving area of study in education, reflecting the diversity of conceptions and approaches that characterize its definition.A integração da Modelagem Matemática e do Pensamento Computacional no ensino de Matemática atende a algumas das exigências da Base Nacional Comum Curricular (BNCC) e às demandas tecnológicas atuais, especialmente no contexto pós pandemia de Covid-19. A pesquisa investiga como professores, ao participarem de um design de formação em Modelagem Matemática, abordam uma situação-problema e de que maneira esse processo se relaciona com o Pensamento Computacional. Parte-se da hipótese de que as atividades de Modelagem Matemática refletem os pilares e os processos mentais do Pensamento Computacional, como a formulação do problema, abstração, decomposição, reconhecimento de padrões, criação de algoritmos e a depuração, fundamentais para uma compreensão prática dos conceitos matemáticos. Além disso, por meio do estudo realizado e da prática em sala de aula, percebe-se que esses pilares/processos se conectam às atividades de modelagem, percorrendo as fases de interação, matematização, resolução, interpretação de resultados e validação, resultando na construção de um modelo capaz de responder ao problema. Nesse contexto, analisamos quais elementos emergem no design de formação quando os professores desenvolvem uma atividade de modelagem, com foco no eixo <aprender por meio da Modelagem Matemática=. Investigamos se essa experiência oferece benefícios para o ensino de Matemática através da Modelagem Matemática, explorando em particular como o software Scratch pode contribuir para a criação de algoritmos e modelos matemáticos. Dessa forma, a Modelagem Matemática e o Pensamento Computacional se complementam, fortalecendo a aprendizagem ao conectar conceitos abstratos a aplicações do cotidiano. A experiência com professores participantes do design de formação resultou na concepção de um Produto Educacional, que disponibiliza três práticas de Modelagem Matemática aplicadas ao componente curricular de Pensamento Computacional que orientam e incentivam professores e estudantes a explorar essas ou outras atividades semelhantes. Esse produto tem o potencial de enriquecer o ensino de Matemática e Pensamento Computacional nas escolas, motivando professores e alunos, além de ampliar as capacidades de visualização e simulação dos estudantes. Quando integrado à Modelagem Matemática, o Pensamento Computacional, em sua abordagem ampla, não restrita ao currículo, potencializa, por meio do Scratch, tanto a preparação dos alunos para o ambiente digital quanto a capacitação docente para novas metodologias. Essa aproximação não só dinamiza o processo de ensino e aprendizagem, como também amplia as habilidades de visualização e simulação dos estudantes. Vale destacar que, além de ser um componente curricular, pelo menos até a publicação desta pesquisa, o Pensamento Computacional, de modo geral, é um conjunto estruturado de passos para a resolução de problemas, mantendo-se como área de estudo em constante evolução no âmbito educacional, reflexo da diversidade de concepções e abordagens que caracterizam sua definição.Universidade Tecnológica Federal do ParanáLondrinaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Ensino de MatemáticaUTFPRBorssoi, Adriana Helenahttps://orcid.org/0000-0002-1725-6307http://lattes.cnpq.br/1393224739848502Borssoi, Adriana Helenahttps://orcid.org/0000-0002-1725-6307http://lattes.cnpq.br/1393224739848502Pires, Manuel Celestino Varahttps://orcid.org/0000-0002-0093-6349https://orcid.org/0000-0002-0093-6349Dantas, Sergio Carrazedohttps://orcid.org/0000-0001-7043-1664http://lattes.cnpq.br/5137837974828532Rosa, Emerson Alves2025-05-14T20:36:32Z2025-05-14T20:36:32Z2025-04-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfROSA, Emerson Alves. O desenvolvimento do pensamento computacional por meio da modelagem matemática. 2025. Dissertação (Mestrado em Ensino de Matemática) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36805porAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2025-09-26T12:00:46Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/36805Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2025-09-26T12:00:46Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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