INTRODUÇÃO

Nos últimos anos, a programação e a inteligência artificial (IA) têm se destacado como duas ferramentas fundamentais com o potencial de transformar a maneira como aprendemos e ensinamos. O impacto dessas tecnologias vai além do mero uso de computadores ou softwares nas salas de aula; elas têm a capacidade de alterar as dinâmicas de ensino, expandindo as oportunidades de aprendizado e estabelecendo novos paradigmas pedagógicos. Este artigo tem como objetivo refletir sobre a relevância da programação e da IA na educação, examinando seus benefícios e informando como preparar o aluno para os desafios futuros utilizando os recursos apropriados.

A programação é frequentemente referida como a “linguagem do futuro”, e essa denominação é bem justificável. Ela proporciona aos estudantes a chance de adquirir habilidades essenciais, como o pensamento lógico, a resolução de problemas e a criatividade. Ensinar programação nas escolas vai além de simplesmente demonstrar a criação de aplicativos ou jogos; trata-se de cultivar uma mentalidade que estimula os alunos a pensar de maneira estruturada, a decompor problemas complexos em partes menores e a buscar soluções eficazes.

Segundo Branquinho (2009), 

O educando se encontra cada vez mais exigente e busca uma educação mais próxima com o seu tempo que acaba sendo a tecnologia. Passa a ser papel da escola então, oferecer recursos mais favoráveis aos processos de ensino e aprendizagem e as Tecnologias da Informação e da Comunicação – TIC que podem contribuir para a melhoria desta qualidade de ensino.  (Branquinho, 2009, p. 2)

As diferentes maneiras de utilizar recursos tecnológicos, tanto no ambiente corporativo quanto no acadêmico, têm contribuído para aprimorar a comunicação e a qualidade dos serviços prestados. As novas Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs) devem atender à demanda, proporcionando ao mercado agilidade, qualidade, quantidade, eficiência e eficácia na relação entre cliente e fornecedor. O uso da tecnologia, especialmente na educação, tem o potencial de transformar a sociedade. Para isso, é fundamental que o acesso a essas ferramentas não seja restrito, garantindo que todos tenham condições de utilizá-las da melhor maneira possível.

TECNOLOGIAS DIGITAIS DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO (TDIC)

As tecnologias não devem ser vistas apenas como ferramentas auxiliares, mas como recursos que podem transformar a maneira como os conteúdos são apresentados e assimilados. Quando os alunos interagem com aplicativos, jogos educativos ou plataformas online, eles têm a oportunidade de explorar os conceitos de forma mais profunda e significativa.

A relação entre a mão de obra e a matéria no processo de trabalho envolve  o uso de meios de produção para agir sobre a matéria com base em energia, conhecimentos e informação. A tecnologia é a forma específica dessa relação. (CASTELL, 1999 , p. 52)

Ao conectar o uso de tecnologias com o conteúdo aprendido em sala de aula, os professores podem ajudar os alunos a perceber a importância do que estão estudando. Por exemplo, ao usar plataformas digitais para simulações ou trabalhos em grupo, os alunos não só aprendem informações, mas também desenvolvem habilidades práticas essenciais para o futuro.

A educação de hoje precisa se adaptar às rápidas mudanças tecnológicas e às novas exigências do mercado de trabalho. As mudanças significativas na aprendizagem dos alunos ocorrerão quando os recursos tecnológicos forem integrados aos conteúdos e informações trabalhadas de maneira contextualizada e dinâmica. É fundamental que os educadores transmitam valores que ajudem os alunos a perceberem as tecnologias como ferramentas que podem enriquecer os conteúdos e conceitos abordados em sala de aula.

A PROGRAMAÇÃO COMO AGENTE NA FORMAÇÃO DE DISCENTES

Com a introdução de linguagens de programação acessíveis e ferramentas didáticas adequadas, como Scratch, Logo e Python e outras plataformas educativas, crianças e adolescentes têm a oportunidade de desenvolver suas habilidades desde cedo. Essa formação inicial pode fazer uma enorme diferença em seu desenvolvimento acadêmico e profissional no futuro.

A programação não apenas ensina conceitos técnicos, mas também promove uma mentalidade de resolução de problemas. Ao criar, ajustar e manipular sistemas e aplicativos, os alunos se tornam mais independentes e críticos em relação ao uso da tecnologia. Essa habilidade de pensar de forma crítica é essencial em um mundo cada vez mais digitalizado, onde a capacidade de entender e interagir com a tecnologia é fundamental.

Além disso, o domínio da programação prepara os estudantes para um mercado de trabalho que valoriza cada vez mais o conhecimento técnico. Profissões que exigem habilidades em programação estão em alta demanda, e aqueles que possuem essa formação se destacam em um cenário competitivo.

As mudanças significativas na aprendizagem dos alunos ocorrerão quando os recursos tecnológicos forem integrados aos conteúdos e informações trabalhadas de maneira contextualizada e dinâmica. É fundamental que os educadores transmitam valores que ajudem os alunos a perceberem as tecnologias como ferramentas que podem enriquecer os conteúdos e conceitos abordados em sala de aula. 

As tecnologias na educação não trazem soluções imediatas, mas viabilizam novas formas de apreensão do conhecimento, e elas “permitem ampliar o conceito de aula, de espaço e tempo, de comunicação audiovisual, e estabelecer pontes novas entre o presencial e o virtual, entre o estar juntos e o estarmos conectados a distância”  (MORAN, 2000, p. 12). 

LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO E SOFTWARES DIRETAMENTE RELACIONADOS AO PROCESSO DE APRENDIZAGEM

As linguagens de programação tornaram-se então um mecanismo parceiro dos educadores. A seguir são destacadas experiências ao aplicar em aula com alunos a partir do sexto ano do ensino fundamental.

Através da linguagem Logo, alunos do sexto ano do ensino fundamental estão aprendendo conceitos básicos de programação, como estrutura de repetição e trabalhar com procedimentos. O intuito das aulas é aplicar conhecimentos de outras matérias se divertindo com a tartaruga (cursor do sistema). Desta forma são aprimorados o raciocínio lógico, a coordenação motora, a percepção de lateralidade, o aprendizado por tentativa e erros; possibilitando assim uma autonomia ao educando. Dentre as principais conotações, destacam-se a técnica de criação de polígonos regulares, na qual se tem o estudo de ângulos internos e externos; a organização estética, pois as crianças gostam de separar geograficamente as figuras criadas (exemplo: posicionar elementos de um castelo); padrão de cores RGB, o qual é ensinado com o objetivo de definir a tonalidade do fundo de tela, do contorno da linha e do preenchimento das imagens.

Scratch, assim como Logo, é uma linguagem desenvolvida pelo MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts) e tem como filosofia: Pense-Programe- Compartilhe. Os grandes diferenciais são que ela é composta por peças que se encaixam, formando a codificação e por um layout muito intuitivo, permitindo que crianças consigam usar de maneira intuitiva.

Minecraft é um fenômeno mundial. Desde seu lançamento em 2009 o software vem atraindo a atenção de crianças pela possibilidade de inovar e construir. 

Para Pires (2024),

O uso de Minecraft na educação oferece benefícios que vão além do simples entretenimento. Uma das principais vantagens é a promoção da criatividade e da inovação. Em um ambiente onde os alunos podem criar livremente, eles são incentivados a experimentar e pensar fora da caixa.  (Pires, 2024, online)

Alice também trabalha no estilo de blocos programáveis, onde a criança interage montando quebra-cabeças. Desenvolvido pela Universidade Carnegie Mellon, teve como foco inicial ensinar programação a alunos do nível médio, mas, por ser de fácil uso, semelhante ao Minecraft, possibilitou que públicos mais jovens também aprendessem a lógica através da construção de cenários e personagens em 3D.

Python e Ruby são linguagens de fácil aprendizagem, pois trabalham com comandos simples e permitem ampla área de atuação, como cadastros, construção de desenhos, iniciação científica e inteligência artificial. São ideais para iniciantes.

C++ também é indicada para ambiente acadêmico, visto que seus comandos são intuitivos e é uma linguagem muito versátil; permitindo assim desde interação básica com o aluno até mesmo a animação de personagens em games.

Outros exemplos de linguagens intuitivas e que fomentam a descoberta são Lua, Golang e Swift.

HTML, apesar de ser uma linguagem de marcação e não de programação, permite a criação de diferentes projetos, onde os alunos conseguem facilmente aprender os comandos (tags) e construir mini portal de assuntos referentes ao conteúdo de aula proposto. Pode-se, nesse sentido, ao invés de apresentar um seminário ou um trabalho de feira cultural, construir um site interativo; tornando a exposição mais atraente para o público.

ALGORITMOS E SUAS CLASSIFICAÇÕES

Os algoritmos desempenham um papel fundamental em diversas áreas da ciência, tecnologia, economia e sociedade. Por ser de uma abrangência vasta, há variações de características e nomenclaturas de agrupamento. Pode ser trabalhado em Empreendedorismo, Estatística, Física, Matemática, Geografia, etc. A seguir, serão abordadas as diferenças fundamentais entre os diretamente relacionados ao ambiente educacional.

Os algoritmos de predição são amplamente utilizados em aprendizado de máquina (machine learning) para prever resultados com base em dados históricos. Dois dos principais algoritmos de predição são a regressão linear e a regressão logística. Ambos são utilizados para realizar previsões, mas se aplicam a diferentes tipos de problemas.  

A regressão linear é uma técnica estatística utilizada para modelar a relação entre uma variável dependente (ou resposta) e uma ou mais variáveis independentes (ou explicativas), tendo como principal objetivo prever valores contínuos. Como exemplos pode-se criar planilhas de previsão de vendas, estimativas de preços, previsão de umidade e temperatura.

A regressão logística é usada em problemas de classificação, onde a resposta desejada (valor da variável) é algo binário ou booleano (0 ou 1 / verdadeiro ou falso / sim ou não).

Classificação é um tipo de algoritmo que verifica em qual tipo de categoria uma informação faz parte. Também trabalha com o sistema binário.

Já a clusterização é o agrupamento de dados, normalmente aplicado para identificação de padrões. Use constantemente em análise de dados, aprendizado de máquina e valores estatísticos.

A otimização faz a comparação de diversas soluções até encontrar uma satisfatória. Pode ser usada em um jogo de tabuleiros.

Os de planejamento, aplicado para determinar estratégias, e controle adaptativo, em tomada de decisão, são modelos comumente encontrados nas tecnologias relacionadas com robótica e inteligência artificial, consideradas como fundamentais para as profissões do futuro. 

PARTICIPAÇÃO EM OLIMPÍADAS NA ÁREA TECNOLÓGICA

O incentivo a olimpíadas científicas propicia a descoberta de talentos muitas vezes ocultos, visto que a maioria dos jovens gostam de competir. No Brasil há diversas competições na área tecnológica, onde colégios cadastram os alunos em desafios em forma de avaliações gerenciadas pelas organizações das olimpíadas, como a OBI (Olimpíada Brasileira de Informática) e OBR (Olimpíada Brasileira de Robótica), promovendo a oportunidade de disputa em fases direcionadas pelas organizações. Muitos alunos, desde então, estão aperfeiçoando o raciocínio lógico, e, consequentemente, melhorando o desempenho em outras disciplinas. Outra vantagem é que os participantes destas competições ganham certificados oficiais gerados pelas empresas que organizam e podem ganhar medalhas de acordo com o desempenho.

De acordo com Fernandes (2019),

As  olimpíadas,  de  forma  geral,  têm  estimulado  muitos  jovens  a  descobrir  mais sobre   as   ciências   e   as   tecnologias.   Além   disso,   algumas   competições   procuram estabelecer um intercâmbio entre escolas e instituições de ensino, que também pode ser um estímulo para a escolha profissional do estudante. (Fernandes, 2019, p. 3)

INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL SENDO INCORPORADA NA EDUCAÇÃO

A incorporação da inteligência artificial (IA) nas atividades escolares pode trazer inúmeras oportunidades de aprendizado e desenvolvimento para os alunos. Além de ser uma ferramenta poderosa, a IA pode ser utilizada de forma criativa para estimular o interesse dos estudantes e promover a aquisição de conhecimento de maneira inovadora.

Muitos termos novos surgiram nos últimos anos e, às vezes, são interpretados erroneamente. IA generativa é uma tecnologia que permite criar conteúdos, como textos, áudios e imagens, a partir de informações confiáveis coletadas da internet. Já o Deep Learning é uma área do aprendizado de máquina que usa redes neurais para tentar imitar o funcionamento do cérebro humano. O Processamento de Linguagem Natural (NLP) é uma tecnologia que permite interação com os seres humanos, possibilitando que os computadores entendam e conversem com o usuário usando a linguagem local (sem precisar saber programar); situações comumente encontrada em tarefas como análise de textos, reconhecimento de voz e funcionamento de assistentes virtuais e chatbots.

Os alunos podem desenvolver e programar chatbots educativos para auxiliar seus colegas em determinadas disciplinas e até mesmo utilizar ferramentas de análise de dados baseadas em IA para investigar problemas do mundo real. Esses sistemas poderão responder dúvidas, fornecer informações relevantes e até mesmo propor desafios relacionados aos conteúdos estudados, aprimorando suas habilidades analíticas e críticas, bem como entender a aplicação prática da IA em diversas áreas do conhecimento.

Através de algoritmos de machine learning, os estudantes podem criar simulações computacionais de fenômenos científicos complexos, como a evolução de espécies, o comportamento de partículas subatômicas ou o impacto das mudanças climáticas.

Em aulas com projetos mais robustos, o professor poderá desafiar grupos a desenvolverem redes neurais artificiais, explorando na Biologia o funcionamento do cérebro humano e verificando como funciona a estrutura e o comportamento dos neurônios.

FERRAMENTAS DE IA GRATUITAS QUE AJUDAM NAS AULAS

O ChatGPT trouxe uma grande discussão na área acadêmica entre os profissionais: devemos ou não aceitar trabalhos que claramente foram extraídos da ferramenta? De fato, não adianta simplesmente pedir para que a IA gere um texto ou faça uma redação. O ideal é passar as instruções para que seja gerado um conteúdo com qualidade e que corresponda a proposta.

Para Nascimento (2024),

O ChatGPT oferece uma série de benefícios à educação. Ele potencializa a aprendizagem autônoma, dando aos alunos a liberdade de explorar e aprender no seu próprio ritmo. Ainda, por ser uma ferramenta que pode ser acessada em qualquer lugar e a qualquer momento, o ChatGPT possibilita uma experiência de aprendizado contínuo. Além disso, ele estimula a criatividade dos alunos, incentivando-os a fazer perguntas abertas e a considerar diferentes perspectivas. (Nascimento, 2024, p. 25)

Esse mesmo autor também afirma que,

Além disso, o ChatGPT pode ser integrado a outras ferramentas educacionais, potencializando ainda mais a experiência de aprendizado. Através dessa integração, os educadores podem aproveitar os recursos complementares oferecidos por essas ferramentas, combinando as capacidades do ChatGPT com plataformas de aprendizagem online, sistemas de gerenciamento de aprendizagem e outras soluções educacionais. (Nascmento, 2024, p. 25)

Logo, nota-se que não podemos imaginar que seja correto ignorar os recursos tecnológicos, mas saber dosar e mediar, instruindo o discente sobre qual é maneira adequada para usufruir adequadamente. A seguir são listadas excelentes ferramentas que podem gratuitamente servirem de apoio no processo educacional:

Bing Chat é um Chatbot da Microsoft integrado ao navegador Edge: pesquisas em tempo real, geração de conteúdo acadêmico e Auxílio em referências bibliográficas

Canva, Gamma, Leonardo IA e Pixlr são ótimas plataformas para a criação de imagens com altíssima qualidade (resolução).

Chatbot PDF gear pode ajudar rapidamente a extrair informações de um grande arquivo PDF. O PDF gear salvará automaticamente o que o usuário perguntar e preservará as mensagens do chat para consultas futuras.

Copilot é uma ferramenta que interage diretamente ao Office 365, permitindo o uso eficaz de recursos no Word, no Excel, no PowerPoint, etc.

  Copy.ai possui versão gratuita limitada para Brainstorming de ideias, Escrita criativa e Elaboração de resumos

Duolingo é geralmente conhecido como um aplicativo de aprendizado de línguas onde você pode estudar uma segunda língua desde o início através de bate-papo.

Gemini, Google Bard, Jasper e Notion AI podem gerar conteúdo automaticamente de acordo com as palavras-chave e descrições do tópico fornecidas. As ferramentas possibilitam ao usuário auxílio em revisão de textos acadêmicos, indicação de ideias, análise de dados, geração de códigos, fazer pesquisas, explicação de conceitos complexos e auxílio em traduções.

Grammarly GO é uma ferramenta que  permite que os usuários criem escritas, reescrevam e gerem ideias de forma rápida e fácil. pode reescrever seu conteúdo e verificar a gramática automaticamente.

Kahoot é um sistema muito aproveitado por discentes para aulas mais interativas. A plataforma permite criação de atividades gamificadas, possibilitando aos usuários a elaboração de quizzes e atividades de estudo personalizadas para motivar o interesse dos alunos no aprendizado.

Khan Academy é uma plataforma que proporciona aos alunos um nível de educação melhor com cursos personalizados e acesso a um sistema de aprendizado mais equitativo.

Open edX é uma plataforma de aprendizado online e de código aberto. Tornou-se uma das principais plataformas de aprendizado online para universidades, empresas e agências governamentais. Com a integração de algoritmos de IA, a plataforma torna-se cada vez mais personalizada e inteligente, permitindo que os alunos encontrem os cursos mais adequados às suas necessidades, utilizando uma IA idealmente desenvolvida para o universo estudantil.

Perplexity AI mecanismo de busca com IA que permite pesquisas acadêmicas com citações, exploração de tópicos científicos e verificação de fontes.

Quizlet é um aplicativo de flashcards impulsionado por IA que permite aos estudantes memorizar informações repetidamente. O usuário pode criar sua própria biblioteca de conhecimento, personalizar testes de estudo, fazendo as adaptações conforme as preferências e necessidades.

Slack é uma plataforma de mensagens que facilita o aprendizado, a comunicação e a colaboração no ambiente educacional. Nela, o educador pode gerar debates virtuais, construção simultânea de histórias, correção de exercícios em forma de bate papo digital.

É notória a variedade de ferramentas que podem contribuir no dia a dia escolar. A construção da informação com qualidade está diretamente ligada ao conceito de educação midiática; sendo que esta inclui o uso de livros, rádio, revista, gibi, jornal e outros elementos que promovem a comunicação. Desta maneira, o conceito está atrelado à capacidade de percepção do estudante quanto à veracidade, ao intuito e ao objetivo final dos dados coletados.

Segundo OCHS (2024) , 

A educação midiática desenvolve as habilidades necessárias para ler, escrever e participar do ambiente informacional da sociedade de forma ética, segura e responsável, observando criticamente as mensagens de mídia em todos os seus formatos, as formas de produção e circulação de informações e as relações de poder incorporadas a esses sistemas. (OCHS, 2024, p. 29).

CONSIDERAÇÕES FINAIS

A educação contemporânea enfrenta desafios significativos, e o papel do professor é fundamental para moldar a experiência de aprendizado dos alunos. Em um mundo que está sempre mudando, com a tecnologia sendo cada vez mais presente, é crucial que os professores incentivem seus alunos a pensar de forma crítica e a desenvolver habilidades para se prepararem para o futuro.

Neste contexto, os elementos tecnológicos, como programação e a IA posicionam-se como aliados poderosos na construção do saber; visto que possibilitam desafios personalizados de acordo com perfis das turmas, além da adaptação vinculada às necessidades individuais de cada aluno. Além disso, a programação e a IA, quando incorporadas ao currículo escolar, não apenas ensinam habilidades técnicas, mas também promovem o raciocínio lógico e a resolução de problemas; muitas das vezes com interação entre membros de equipes. Assim, promovem mudanças significativas na maneira como os educandos enxergam o mundo, influenciando positivamente como agir sobre ele.

Em suma, a integração de recursos tecnológicos na educação é um caminho promissor para transformar a experiência de aprendizagem. Ao associar tecnologias a conteúdos de forma contextualizada e dinâmica, os educadores podem enriquecer o processo educativo e preparar os alunos para os desafios do futuro. É fundamental que os professores se tornem facilitadores dessa transformação, adotando abordagens que tornem suas aulas mais interativas e relevantes.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BRANQUINHO, Sandra Lepesqueur Torres. O professor e a utilização das TIC no contexto educativo. Disponível em: <https://www2.unitins.br/BibliotecaMidia/Files/Documento/0de608bef3c1e82c3270c779cd37e697_sandrabranquinho_versao1.doc>. Acesso em: 20 nov. 2024.

CASTELLS, Manuel. A sociedade em rede. 6. ed. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 1999.

CASTELO BRANCO, Dácio. As 10 melhores linguagens de programação para ensinar código para crianças. Canaltech, 2024. Disponível em: <https://canaltech.com.br/mercado/as-10-melhores-linguagens-de-programacao-para-ensinar-codigo-para-criancas-206844/>. Acesso em: 27 dez. 2024.

FERNANDES, F. G. A importância de treinamentos para olimpíadas brasileiras de informática. Revista de Ciências e Extensão, v. 17, p. 107-120, 2021.

FIGUEIREDO, Leonardo de Oliveira; ZEM LOPES, Aparecida Maria; Validorio, Valeria Cristiane; MUSSIO, Simone Cristina. Desafios e impactos do uso da Inteligência Artificial na educação. Educação Online, Rio de Janeiro, Brasil, v. 18, n. 44, p. e18234408, 2023. DOI: 10.36556/eol.v18i44.1506. Disponível em: <https://educacaoonline.edu.puc-rio.br/index.php/eduonline/article/view/1506>. Acesso em: 27 dez. 2024.

G., Ariane. Melhores linguagens de programação para crianças em 2024. Hostinger, 2024. Disponível em: <https://www.hostinger.com.br/tutoriais/linguagens-de-programacao-para-criancas>. Acesso em: 27 dez. 2024.

NASCIMENTO, José Leônidas Alves do. O impacto da inteligência artificial na educação: uma análise do potencial transformador do ChatGPT. São Paulo: MultiAtual, 2024.

OCHS, Mariana. Educação midiática e inteligência artificial: fundamentos. Instituto Palavra Aberta, mar. 2024. Disponível em: <https://educamidia.org.br/api/wp-content/uploads/2024/03/EMIA-eBook-Fundamentos_V2.pdf>. Acesso em: 30 dez. 2024.

PIRES, Luiza. Minecraft e seu papel no progresso da educação. ESET, 17 maio 2024. Disponível em: <https://www.eset.com/br/blog/cultura/minecraft-e-seu-papel-no-progresso-da-educacao/?srsltid=AfmBOore_jBsUEtAG8DbMWfngt6I7l51jOuVr4FoGfxfddshGvpjExBa>. Acesso em: 27 dez. 2024.

ZOEW, Piers. As 13 melhores ferramentas de IA grátis para educação para alunos e professores 2024. Disponível em: <https://www.pdfgear.com/pt/blog/ferramentas-de-ia-para-educacao.htm>. Acesso em: 25 dez. 2024.