Towards Teaching Abstraction: Approaching Modeling and Problem-Solving Skills with Graph Grammars and Game-Based Learning
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2024-10-07Metadatos
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O ensino de computação cresceu e evoluiu, conquistando novos espaços e o
reconhecimento de governos e instituições de todo o mundo. Além da consistente e
crescente demanda por profissionais de Tecnologia da Informação e Comunicação, a
difusão da computação clamou por sua introdução na educação básica, para todos os
cidadãos. Tendências poderosas da educação, como o Pensamento Computacional
(PC), aprendizado baseado em problemas e projetos, cultura maker, gamificação
e jogos educacionais progrediram impulsionados pelo avanço da computação. Um
conjunto de hablidades de resolução de problemas é como o PC foi concebido e
ganhou popularidade. No entanto, a dificuldade em definir e tratar tais habilidades,
como abstração, pensamento algorítmico, decomposição e reconhecimento de
padrões tem feito o PC se manifestar majoritariamente através de programação.
Isto reacende uma preocupação antiga, o ensino de computação tem lutado para
desmistificar o fato de ser equiparado à programação. A computação ser muito mais
do que a competência técnica para programar é o principal argumento para sua
introdução no ensino geral. E isso é importante até mesmo para programação, que
deve ser um passo mais adiante na computação, não o primeiro. Neste sentido, este
trabalho é um esforço para avançar o conhecimento e a operacionalização do PC,
tratando especificamente abstração, centrada na forma icônica que ela se revela na
computação: as camadas de abstração. A abordagem proposta gira em torno do
uso de Gramática de Grafos (GG) para especificar e jogar “jogos de grafos” (grames,
abreviação do inglês graph games), que é o conceito de “graming”. O trabalho inclui
o desenvolvimento de: um motor de jogos educacional baseado em GG; ferramen tas para manusear camadas de abstração baseadas em GG Hierárquicas; e um
grame-teste para avaliar competências relacionadas a camadas de abstração, sob os
princípios do Design Centrado em Evidências (ECD), guiando a criação de modelos
de proficiência, tarefa e evidênca. Todo este ecossistema demonstrou que é possível
abordar habilidades complexas, fundamentais e abstratas, como a abstração em si,
como construtos psicométricos sólidos para serem confiavelmente operacionalizados
enquanto mantemos os ambientes criativos e atraentes. Este trabalho também abriu
uma vasta gama de aplicações e investigações futuras ao trazer GG de suas origens
na especificação formal para o aprendizado baseado em jogos na educação básica. Por fim, o motor de jogos reforça o imenso potencial emergente de ferramentas educacionais ao serem potencializadas por inteligência artificial.