O papel do software educativo na aprendizagem da matemática

Universidade dos Açores Doutoramento em Ciências da Educação - Tecnologia Educativa

Luís Miguel Dias Caetano

Ponta Delgada, 26 de Julho de 2013 Orientação científica do Professor Doutor Manuel Salvador de Araújo Lima (Universidade dos Açores Co-Orientação do Professor Doutor António Mendes dos Santos Moderno (Universidade de Aveiro)

    

Enquadramento prévio Pesquisa bibliográfica Metodologia da investigação Apresentação de resultados Conclusões e recomendações



Área das Ciências da Educação - Tecnologia Educativa  Actividade profissional como docente do ensino superior;  Experiência na formação inicial e contínua de professores do 1 CEB;  Colaboração em projectos TIC em várias escolas;

 Consultoria e formação em municípios na área das TIC;  Interesse e necessidade de aprofundamento de conhecimentos. 

Contexto nacional 

Crescimento do fenómeno das TIC nas escolas portuguesas;  Necessidade de melhorar resultados escolares na área da Matemática. 

“Ideia” inicial 

Produção de um software educativo;  Aplicação em contexto educativo e análise dos resultados.



Problema de Investigação  Em que medida o software educativo pode contribuir para melhorar

as aprendizagens na área da Matemática? 

Características do Projecto 

Dimensão prática e orientada para a real integração das TIC em contexto educativo;  Capacitar os professores para serem agentes de mudança.

As tecnologias na Educação

ÁREAS Insucesso Escolar na Matemática

Software Educativo

TECNOLOGIAS E APRENDIZAGEM (Souza, 2005; Teodoro, 2008; Moderno, 1984; Mayer, 1992; Beltrán, 1996; Escola, 2005; Oliveira, 2007; Coutinho, 2006; Serra, 1986; Lima, 2004; Ramos, 2005; Lagarto, 2007; Cabero, 2006; Squires & McDougall, 2001; Lemos, 2011; Amante, 2007)

• As tecnologias de informação e comunicação (TIC) têm um forte contributo nas mudanças na Educação; • As TIC potenciam novas e melhores situações de aprendizagem; • A tecnologia coloca novos desafios aos professores; • A TIC podem contribuir para a melhoria dos comportamentos dos alunos; • Os alunos experienciam novos modelos de aprendizagem mais significativa e interactiva; • AS TIC podem contribuir para a redução do tempo de aprendizagem e ser um elemento motivador em áreas mais complexas ou críticas da Educação.

• As TIC estimulam o pensamento matemático, promovem competências relacionadas com a criatividade, a inovação, a autonomia e o espírito de iniciativa.

INTEGRAÇÃO DAS TECNOLOGIAS NO ENSINO EM PORTUGAL (Silva, 1998,;Carmona, 1985; Ponte, 1994; Alves, 2006; Neto, 2010; DAPP, 2002; Sousa, 2006; Monte, 2007; Coutinho, 2005; GEPE, 2010)

• • • • • • •

(re)Equipar as escolas de recursos tecnológicos e redes informáticas; Formação de formadores e professores; Certificação de competências; Desenvolvimento de software educativo; Apoiar o desenvolvimento de projectos nacionais e internacionais nas escolas; Promoção da integração educativa das TIC; Colocar Portugal entre os países europeus mais avançados na modernização tecnológica na educação.

O PAPEL DO PROFESSOR (UNESCO, 2004; Ponte & Serrazina, 1998; Ministério da Educação, 2002; Gisbert, 2002; Costa, 2008; Gomes, 2007; Cabero, 2006; OCDE, 2001; Mota & Coutinho, 2011; )

• Definição pelo ME do Perfil de Atitudes e Competências; • Alguns problemas ao nível da formação inicial e contínua de professores; • Criação do Sistema de Formação e Certificação de Competências • Nível 1 - Competências Digitais • Nível 2 - Competências Pedagógicas e Profissionais com TIC • Nível 3 - Competências Avançadas.

• O processo de integração das TIC pelo professor deverá ser gradual indo, desde o domínio de ferramentas básicas à real integração educativa; • Aos professores são convidados a assumir múltiplas competências: conhecer, explorar, avaliar, seleccionar, integrar e investigar.

SOFTWARE EDUCATIVO: CONCEITO, TIPOLOGIA E CONSTRUÇÃO (Ramos, 2008; Costa, 2005; Papert, 1997; Ayres, 2007; Marques, 2007; Graells, 1994; Vasquez, 2006; Urbina, 1999; Allessi & Trollip, 2001; Berrocoso, 2007; Fábrega, 1985; Cabero, 2000; Squires & McDougall, Teixeira, 2006, Paz, 2004; Vieira, 1999; Valente, 1998; Osuna & Tena, 2007; Saiedian & Urban, 1997; Shaughnessy, 2002; Lacerda, 1994)

• O termo “software educativo” (SE) é, em alguns casos, usado como etiqueta publicitária; • Software utilizado em contexto educativo • Software desenvolvido com fins educativos.

• O SE pode promover individualização do trabalho dos alunos, desperta a motivação, aumenta os níveis de concentração, permite aprendizagem autónoma e cooperativa e permite o uso de outras linguagens que não apenas verbais; • Vários sistemas de classificação do SE (eg. tipo de aplicação, função educativa, fundamentação educativa, quanto à possibilidade de modificação de conteúdos, quanto à forma de desenho) ; • O processo de construção assume grande importância na qualidade do SE:

SOFTWARE EDUCATIVO: AVALIAÇÃO E SELECÇÃO (1) (Coutinho, 2008 ;Costa 2005; Ramos et al, 2005; Crowe & Penny, 1995; Marcus et al, 1999; OCDE, 2003; Shaughnessy, 2002; Graells, 1999; Gomes et al, 2002; Salinas, 1992; Cabero, 1994; Squires & McDougall, 2011; Holznagel, 1982; Shaughnessy & Cockrell , 1984; Salvas & Tomas, 1984); Blease, 1986; OTA, 1988; Johnston, 1987; Komosi, 1987, Gayan & Segarra, 1985; Meira, 1998; Gagné & Briggs, 1979; NCET, 1992; ISO, 2001; Valle & Arenas, 2007).

• Ao grande investimento em TIC importa associar iniciativas que analisem a eficácia dos investimentos; • A informação existente nos circuitos comerciais é insuficiente para que as escolas, centros de formação, autarquias, bibliotecas, professores e pais possam fazer boas escolhas sobre a qualidade do SE. • Existências de múltiplos sistemas nacionais de avaliação de SE (público, semi-público, privado) como revelam os casos de países como França, Suécia, Alemanha, Áustria, Reino Unido, EUA e Portugal; • Funções distintas nos sistemas nacionais de avaliação: avaliação, certificação, propostas de utilização, opiniões, etc.

SOFTWARE EDUCATIVO: SOFTWARE DE AUTORIA (Marques, 2007, Rivin et al, 1990; Freitas, 1991; Dias, 2002; Squires & McDougall, 2011)

• Software que permite a criação de actividades interactivas sem necessidades de existiram grandes conhecimentos informáticos; • Incorporação de vários elementos (áudio, texto, imagem e vídeo) • Existência de vários softwares de autoria de acesso livre (HotPotatoes Jclic, Edilim, Etc.); • Possuem uma estrutura prévia de várias actividades (associação de objectos, escolha múltipla, puzzles, ordenação de objectos, preenchimento de espaços, etc.)

• Possibilidade dos alunos participarem como autores; • Apresentam sistemas de pontuação; • Ao colocar o professor no papel de autor possibilita que sejam criadas actividades de acordo com as necessidades individuais dos alunos.

CONCEITO E CAUSAS (Ministério da Educação, 2001; Ponte & Serrazina, 2000; Mendonça, 2009; Pires, Fernandes & Formosinho, 1991; Cortesão & Torres, 1990; Iturra, 2000; Gal, 1978; Rangel, 1994; Muniz, 1993; Martins & Cabrita, 2000; Noronha & Noronha, 1998; Le Gall, 1978; Bettencourt, 2007; Avanzini, 2000; Almeida, 1993; Ponte, 1994; David & Machado, 1996; NCTM, 1994; Vergani, 1993; Abrantes, 1999; Baruk, 1996; Fernandes, 1994; CNE, 2003 ,Nunes & Alves, 2001; Fainguelert, 2003)

• Apesar de algumas melhorias, o insucesso escolar (IE) nacional na área da Matemática é um dos grandes problemas que se coloca às nossas escolas; • O conceito de IE assume várias definições: baixo rendimento escolar, não atingir objectivos, nível de reprovações, dificuldade em aprender, inadaptação às realidades escolares, dificuldades de aprendizagem, • Várias causas do IE: a escola, o currículo, os alunos, os recursos, os professores, as famílias e o meio.

PROPOSTAS PARA RESOLUÇÃO DO INSUCESSO (Ministério da Educação, 2001; Ponte & Serrazina, 2000; Mendonça, 2009; Pires, Fernandes & Formosinho, 1991; Cortesão & Torres, 1990; Iturra, 2000; Gal, 1978; Rangel, 1994; Muniz, 1993; Martins & Cabrita, 2000; Noronha & Noronha, 1998; Le Gall, 1978; Bettencourt, 2007; Avanzini, 2000; Almeida, 1993; Ponte, 1994; David & Machado, 1996; NCTM, 1994; Vergani, 1993; Abrantes, 1999; Baruk, 1996; Fernandes, 1994; CNE, 2003, Nunes & Alves, 2001; Fainguelert, 2003)

• • • • • • • •

Atender à diversidade dos alunos; Atender às discrepâncias socioculturais; Apostar na formação de professores; Reduzir o número de alunos por turma; Formar os pais; Investir em recursos materiais e apoios técnicos; Melhorar os programas; Apostar na inovação pedagógica e na integração das TIC.

PARTICULARIDADES NA MATEMÁTICA (Ministério da Educação, 2001; Ponte & Serrazina, 2000; Mendonça, 2009; Martins & Cabrita, 2000; Noronha & Noronha, 1998; Le Gall, 1978; Bettencourt, 2007; Avanzini, 2000; Ponte, 1994; NCTM, 1994; Abrantes, 1999; Baruk, 1996; CNE, 2003, Nunes & Alves, 2001)

• Em alguns contextos tornou-se um fenómeno “normal”; • Reconhecimento pela importância do papel do professor como agente de mudança; • Insistência em actividades matemáticas que limitam a criatividade; • O mito da Matemática é uma das principais causas de insucesso; • O facto de durante muitos anos a Matemática ter sido leccionada por professores sem habilitação; • Necessidade de encontrar estratégias que motivem os alunos; • Melhorar a formação inicial e contínua de professores.



Em que medida o software educativo pode contribuir para melhorar as aprendizagens na área da matemática?



OG1. Avaliar os conhecimentos em tecnologias dos professores do 1º ciclo do ensino básico;



OG2. Diagnosticar factores de integração do sofftware educativo no 1º ciclo do ensino básico;



OG3. Avaliar se as actividades pedagógicas com recurso a tecnologias educativas contribuem para a melhoria das aprendizagens da Matemática;



OG4. Avaliar se as aprendizagens dos alunos melhoram com utilização de software educativo.

Objectivos Gerais (OG)

OG1. Avaliar os conhecimentos em tecnologias dos professores do 1º ciclo do ensino básico

Objectivos Específicos (OE)

Questões de Investigação (Q)

OE11. Identificar contextos de utilização das tecnologias (Q13);

Q1. Os professores utilizam as tecnologias em contexto educativo?

OE12. Conhecer contextos onde foram obtidos conhecimentos em tecnologia (Q14);

Q2. Os professores realizam formação na área das tecnologias?

OE13. Avaliar conhecimentos de Q3. Quais os conhecimentos que utilização de tecnologias (Q15, 1 os professores possuem na área a 10; Q16, Q18); das tecnologias

OE14. Identificar conhecimentos dos professores sobre software de autoria (Q24)

Q4. Quais os conhecimentos dos professores em software de autoria?

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Estudo de natureza qualitativa; Metodologia do estudo de caso.



468 professores do 1º CEB distribuídos por vários concelhos do país;



Agrupamento de Escolas D. Domingos Jardo (AEDDJ)  308 alunos do 1º CEB  16 professores do 1º CEB.



Ao nível do diagnóstico  Inquérito por questionários a professores (n=468);  Inquérito por questionário distribuído aos alunos do AEDDJ;  Grelha de Registo das dificuldades dos alunos do AEDDJ.



Ao nível da avaliação dos resultados das aprendizagens (AEDDJ)  Grelha de Registo aplicada aos alunos;  Entrevista dirigida aos professores.

FORMAÇÃO EM CONTEXTO

• Utiliz. TIC nos processos de ensino e aprendizage Oficina de m Formação

Organização da Sala de Recursos • Distribuição; • Testes; • Horários.

• Por alunos; • Instrumento próprio do AEDDJ. Diagnóstico das dificuldades em Matemática

Desenv. do SE e Planificação das Sessões

• Realizado pelos professores • >400 recursos

PLATAFORMA DE APOIO ON-LINE (Documentação de Apoio, Tutoriais, Fóruns e Partilha de Recursos)

• Professor • Técnico • Coordenador Realização de Sessões

50,0%

44,7%

45,0% 40,0%

35,0% 30,0% 25,0% 20,0% 15,0%

20,5%

20,1%

Uso regularmente

Uso frequentemente

14,7%

10,0% 5,0% 0,0% NĂŁo uso

Uso com pouco frequĂŞncia

Atitudes face ao computador

Discordo totalmente

Discordo

Não concordo nem discordo

Concordo

Concordo totalmente

Habitualmente consigo resolver a maior parte das dificuldades com que me deparo quando uso o computador.

1,3%

46,6%

7,7%

34,4%

10,0%

Acho que é muito fácil trabalhar com o computador.

Sinto-me inseguro quanto às minhas capacidades para usar o computador.

Acho que os computadores se adequam à aprendizagem.

0,4%

5,6%

7,9%

72,6%

13,5%

16,0%

21,8%

6,6%

52,6%

3,0%

0,0%

0,9%

16,2%

33,1%

49,8%

O computador torna-me mais produtivo.

0,4%

1,7%

19,4%

61,8%

16,7%

13,0%

33,8%

14,3%

33,6%

5,3%

0,4%

0,0%

1,7%

40,0%

57,9%

Em geral, acho fácil aprender a usar um programa novo.

O uso do computador torna a aprendizagem mais interessante.

Tipo de conhecimentos

Inexistentes Fracos Razoáveis

Bons

Excelentes

Utilização de software educativo

12,8%

48,1%

17,5%

16,0%

5,6%

Instrumentos de Avaliação SE

55,1%

15,4%

17,9%

8,8%

2,8%

450 400

408

392

350

305

300

273

250

195

200

163

Não

150 100

Sim

76

60

50 0 Definidos pelos órgãos de gestão

Definidos pelo Ministério da Educação

Pareceres dos docentes

Não são conhecidos os critérios

458

187 108

43 10

Outro

425

Boa documentação técnica

266

Adequado necessidades alunos

360

Fácil utilização

Características das janelas

Compatibilidade com PC

Boa documentação educativa

500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 457

384 281

202

84 11 Sim

Não

Obstáculos Falta de equipamentos

Nº de casos 136

% 29,1%

Falhas na manutenção

28

6,0%

Falta de conhecimentos utiliz. programas

12

2,6%

Desconhecimento de boas práticas

237

50,6%

Custo dos equipamentos

6

1,3%

Custos de manutenção

1

0,2%

Existência de poucos softwares educativos

8

1,7%

39 1 468

8,3% 0,2% 100%

Escassez de tempo Outro Totais

Papel do software educativo

Nº de casos

%

Adequados às necessidades dos alunos

10

2,1%

Adequados aos programas

12

2,6%

Podem melhorar as aprendizagens

235

50,2%

Desviam os alunos de outras tarefas

1

0,2%

São bons recursos de trabalho

62

13,2%

São apenas recursos lúdicos

3

0,6%

142

30,3%

3

0,6%

468

100%

Podem motivar os alunos Outro Total

Contributos

Nº de casos

%

Melhorar a motivação dos alunos

185

39,5%

Os alunos trabalham mais a Matemática Desenvolver competências

76 35

16,2%

Auxílio nas actividades de estudo

12

2,6%

Aumentar níveis de concentração

59

12,6%

Desfazer o mito da Matemática

84

17,9%

Melhorar na compreensão de conceitos Outro Total

15 2 468

3,2% 0,4% 1

7,5%

500

455

452

450

422 395

400 350

300 250

Sim

200

N達o

150

100

73 46

50

16

13

0 HotPotatoes

JClic

Edilim

Outro

25 20 15

15

10 7

8

5

3

0 a. Microsoft Office b. Internet e Correio c. Utilização de electrónico software educativo

d. Utilização educativa da tecnologia

25

20

17

15 10

10 5

5 0 a. Motivação

b. Verificação da obtenção de conhecimento

c. Consolidar e treinar conteúdos

2

f. Algumas limitações na qualidade multimédia

7

e. Facilitador das aprendizagens

d. Adequação à dificuldades individuais dos alunos

10

c. Mecanismo de autocorrecção e pontuação

5

b. Criação de múltiplas actividades através de modelos já existentes

15

a. Facilidade de utilização

25 22

20

12 8 3

0

25

21 20

15 12 10

4

5

5

5

e. Compreensão

f. Comunicação

3

0 a. Motivação

b. Concentração

c. Processo cognitivo/raciocínio

d. Pensamento crítico

25 20 15

14 10

10

7 4

5 0 a. Números e operações

b. Grandezas e medidas

c. Espaço e forma

d. Geral

Atitudes e comportamentos Assiduidade Pontualidade Capacidade de trabalho Autonomia Responsabilidade Organização do trabalho Sociabilidade Cooperação Persistência

Média-1P 4,3 4,0 3,8 3,0 4,1 4,3 4,2 4,1 2,8

Média-3P 4,8 4,7 4,3 4,2 4,2 4,4 4,3 4,5 3,9

Diferença 0,5 0,7 0,5 1,2 0,1 0,1 0,1 0,4 1,1

Concentração Interesse Cumprimento de regras Participação na aula

2,9 3,8 3,3 3,5

4,4 4,4 3,5 4,6

1,5

Motivação pela área da Matemática

3,1

4,7

1,6

0,6 0,2 1,1

4,5 4,21

4,08 4 3,73 3,5 3,22

3,19

3,16

3,04 3 2,67 2,5 1º Período 3º Período 2

Diferenças

1,5

1,16 0,86

1

0,54

0,49

0,5

0 Números e Operações

Espaço e Formas

Grandezas e medidas

Problemas



Grande necessidade de formação de professores no âmbito das TIC, sobretudo, ao nível da didáctica das TIC;



Os professores reconhecem que o software educativo contribui para a melhoria das aprendizagens dos alunos ao nível dos comportamentos e dos conhecimentos;



Foi reconhecido pelos professores que o software de autoria é fácil de utilizar e permite adequar os recursos aos alunos;



Os professores apontam que o software educativo aumenta a motivação dos alunos, melhora os níveis de concentração e potencia o aumento do número de tarefas matemáticas realizadas pelos alunos.



A organização de projectos TIC verdadeiramente integrados no Projecto Educativo das Escolas, apoiados pelos órgãos de gestão, realizados por equipas especializadas têm uma taxa de sucesso muito superior e potenciam a melhoria das aprendizagens.



Criação de manual de didáctica das TIC orientado para o 1º CEB;



Reforçar as acções de formações em contexto;



Realização de registo das actividades de interacção com as TIC que permitam a reflexão sobre os resultados escolares e sobre os efeitos das tecnologias nos processos de ensino e aprendizagem;



Criação de momentos de encontro que promovam a colaboração entre professores, a produção de recursos e na reflexão sobre as práticas;