Estão os professores de física no Brasil preparados para a chegada da Inteligência Artificial à sala da aula?

## ESTÃO OS PROFESSORES DE FÍSICA NO BRASIL PREPARADOS PARA A CHEGADA DA INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL À SALA DE AULA?

## ARE PHYSICS TEACHERS IN BRAZIL PREPARED FOR THE ARRIVAL OF AI BASED TECHNOLOGIES IN THE CLASSROOM?

Paulo Victor Santos Souza 1 , Jose Robson Maia 2 , Wagner Ferreira da Silva 3 , Daniel Girardi 4 , Marcelo Castanheira da Silva 5 , Fábio Ferreira Monteiro 6

1 Instituto Federal do Rio de Janeiro/CVOR, paulo.victor@ifrj.edu.br

2 Universidade Estadual do Ceará, jose.robson@uece.br 3 Universidade Federal de Alagoas/Instituto de Física, wagner@fis.ufal.br 4 Universidade Federal de Santa Catarina/UFSC-Blumenau, d.girardi@ufsc.br 5 Universidade Federal do Acre/UFAC, marcelo.silva@ufac.br

6 Universidade de Brasília/Instituto de Física, fmonteiro@unb.br

## Resumo

Nos últimos anos, o desenvolvimento e a popularização da inteligência artificial (IA) tem afetado a sociedade humana de tal modo que pode ser considerada uma revolução. Um caso particular é o ChatGPT. Sua capacidade de gerar textos em linguagem natural sobre os mais variados temas, tem suscitado discussões sobre sua utilização ou proibição em sala de aula. Neste sentido, este trabalho analisou a percepção de professores de Física do ensino fundamental em relação ao ChatGPT. O estudo considerou a influência do tempo de serviço e do tipo de escola (pública ou privada) nas questões investigadas. Os resultados sugerem a não existência de um consenso em relação se o uso do ChatGPT se constituiria em plágio e indicam também a necessidade de treinamento específico para que os professores possam se adaptar ao uso da ferramenta.

Palavras-chave : ChatGPT; Ensino de Física; Formação de professores.

## Abstract

In recent years, the development and popularization of artificial intelligence (AI) has affected human society in such a way that can be considered a revolution. A particular case is ChatGPT. Its ability to generate texts in natural language on the most varied topics has sparked discussions about its being used or banned from the classroom. In this sense, this work analyzed the opinion of K12 Physics teachers about the ChatGPT. The study considered the region where teachers work, the length of service, public or private school type, and the tool knowledge/use. The results suggest that there is no consensus regarding whether the use of ChatGPT would constitute plagiarism and also indicate the need for specific training so that teachers can adapt to the use of the tool.

Keywords : ChatGPT; Physics learning; Teachers' training.

## Introdução

A adoção da inteligência artificial na educação é um fenômeno em expansão em todo o mundo, incluindo o Brasil, prometendo personalização, eficiência e inovação no processo de ensino-aprendizagem. No entanto, o sucesso desta transição tecnológica depende, em grande parte, da prontidão dos educadores para utilizarem essas ferramentas. Com isso em mente, este artigo tem como propósito analisar o cenário atual do uso de tecnologias de IA na sala de aula, investigando o nível de conhecimento dos professores em relação às ferramentas de Inteligência Artificial (IA) Generativas, como o ChatGPT, e se eles já incorporam esse tipo de tecnologia em sua prática docente.

Há algumas décadas, o progresso tecnológico na sociedade contemporânea tem redefinido o cenário educacional, gradualmente diminuindo a ênfase nas tradicionais aulas, onde o quadro e o giz, e hoje em dia, o pincel e o quadro branco, eram os principais recursos utilizados nas salas de aula. Com a invenção dos computadores, por volta de 1950, exemplificado pelo ENIAC, que foi o primeiro computador eletrônico de grande escala do mundo (TECHTUDO, 2023), iniciou-se um processo de sua incorporação em diversos setores, incluindo a área de educação.

Já antes de 1950, máquinas começaram a ser utilizadas para a correção de testes de múltipla escolha, um exemplo notável disso ocorreu em 1924, quando o Dr. Sidney Pressey, professor de psicologia na Ohio State University , inventou uma máquina capaz de realizar essa tarefa. Outro marco importante na evolução do uso de máquinas para pesquisa, e como ferramenta educacional, foi a máquina criada por B. F. Skinner, professor de Harvard, em 1950. Na ocasião, Skinner introduziu o conceito de instrução programada por meio do uso de máquinas (Valente, 1998, p. 4).

Há um amplo consenso de que o ensino de Física deve ser predominantemente baseado em atividades investigativas, com a utilização de experimentos sempre que possível, além do emprego de outras ferramentas educacionais, como jogos e simulações, dentre outras. Contudo, é importante atentarmos que 'a introdução de novas TICs aumenta a exclusão e a desigualdade

social, visto que, grande parte da população brasileira não dispõe de computador em suas residências, tornando-se excluídas' (Bastos, 2020, p. 67). Dessa forma, à medida que novas tecnologias são incorporadas à sociedade, e consequentemente à educação, cresce a necessidade de políticas públicas que evitem o agravamento do abismo da desigualdade social.

Entre as várias ferramentas tecnológicas que têm sido aplicadas à educação nos últimos tempos, a IA se destaca, em particular por meio do uso de IAs Generativas, como o ChatGPT, o Bard, dentre outros. De acordo com o estudo de Tavares, Meira e Amaral (2020) sobre o uso da IA na educação, os autores conduziram uma revisão exploratória para identificar as tendências e pesquisas em IA na Educação nos últimos anos. Como resultado, observaram que uma das principais aplicações da IA na Educação era o uso de Sistemas de Tutores Inteligentes, mas também notaram que várias outras abordagens de IA estavam em desenvolvimento e ganhando espaço no cenário educacional.

Um ponto crítico a ser considerado sobre o impacto da inteligência artificial na educação, tecnologia e inovação, são as questões de plágio e discussões sobre integridade científica. De acordo com a pesquisa de Barreto e Ávila (2023), o uso inadequado do ChatGPT pode levantar preocupações relacionadas à integridade científica. Nesse estudo, os autores investigaram como o uso inadequado do ChatGPT pode afetar questões de plágio. Este é um tema que merece ampla discussão, uma vez que é uma área relativamente nova, e ainda não existem regulamentações específicas que definam claramente quando o uso do ChatGPT pode ser considerado plágio.

Além das reflexões até aqui apresentadas, existem ainda outras questões relacionadas ao uso do ChatGPT que merecem uma análise mais aprofundada. Por exemplo, será que o tempo de serviço dos professores influencia se eles estão familiarizados com o ChatGPT ou não? Há professores que acreditam que o uso do ChatGPT constitui plágio ou uma infração semelhante? Estas e outras questões serão exploradas e discutidas nas seções subsequentes deste trabalho.

## Metodologia

A população de estudo desta pesquisa é integralmente composta por professores da educação básica, em particular, professores que ministram aulas de física no ensino fundamental e médio. Um questionário online de título 'Percepções acerca do ChatGPT por parte de professores da educação básica', com questões de múltipla escolha e uma questão aberta, foi aplicado visando investigar qual a região de atuação profissional dos entrevistados, se eles atuavam em em escola pública ou particular, há quanto tempo lecionavam, se conheciam e usavam o ChatGPT, se consideravam que a utilização do ChatGPT na escrita de trabalhos era considerado plágio, se o ChatGPT é algo que irá influenciar, de forma positiva ou negativa, a qualidade da formação dos alunos e, por fim, se os entrevistados achavam importante ações de formação continuada para aprofundar o conhecimento sobre esse assunto. O questionário foi respondido por 507 professores de diferentes regiões do Brasil, permitindo a construção de uma visão de abrangência nacional sobre o tema.

## Resultados e discussão

Inicialmente, investigamos se o fato de os professores atuarem em escolas da rede particular ou pública tinha alguma influência sobre o conhecimento deles em relação ao ChatGPT, bem como se o tempo de atuação em sala de aula tinha alguma influência. Os resultados dessa investigação são apresentados na Figura 1. Como é possível observar na figura, ao analisarmos o percentual de professores que atuam na rede pública de ensino (representados pela coluna azul), constatamos que os professores que menos conhecem o ChatGPT são aqueles que atuam há mais tempo, ou seja, com mais de 10 anos de experiência. Esse resultado era esperado, uma vez que esses professores, em geral, se formaram em uma época em que não havia ênfase no currículo para esse tipo de ferramenta.

Quando analisamos a Figura 1 e observamos a porcentagem de professores que conhecem o ChatGPT e atuam na rede particular (representada pela coluna vermelha), notamos um padrão semelhante ao comentado anteriormente. Aqui especificamente, os professores que atuam há mais de 20 anos são os que menos conhecem o ChatGPT. A única diferença entre este resultado, e o dos professores que atuam na rede pública, é que os professores que têm entre 10 e 20 anos de

experiência conhecem o ChatGPT na mesma proporção que os que têm entre 3 e 10 anos de experiência. Isso pode estar relacionado ao fato de que, em geral, nas escolas particulares, há uma maior pressão para que os professores se adaptem e utilizem ferramentas educacionais mais atualizadas, como as IAs Generativas, incluindo o ChatGPT.

Figura 1 : SE CONHECEM O CHATGPT -Percentual de professores, por rede de Ensino (Particular/Pública) e em relação ao tempo de atuação em sala de aula, que conhecem ou não o ChatGPT.

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Em seguida, analisamos a influência do local de atuação e do tempo de experiência como professor no uso do ChatGPT. Os resultados estão apresentados na Figura 2. Conforme observado, entre os professores que atuam na rede pública de ensino, o percentual daqueles que utilizam o ChatGPT para a preparação de material didático é praticamente constante, independentemente do tempo de experiência como professores, mantendo-se em torno de 30%. Por outro lado, entre os professores que atuam na rede privada, o percentual é mais elevado entre aqueles com menos tempo de experiência, aproximadamente 40%, mas cai pela metade entre os professores que acumulam mais de 10 anos de atuação, onde apenas 20% utilizam o ChatGPT. A discrepância, em que praticamente o dobro de professores na rede privada, com menos de 10 anos de experiência, utiliza o ChatGPT em comparação com os professores da rede pública, pode estar relacionada ao que mencionamos anteriormente: uma maior pressão na rede particular para que seus professores adotem ferramentas educacionais mais modernas.

Figura 2 : USO DO CHATGPT -Percentual de professores, por rede de Ensino (Pública/Particular) e em relação ao tempo de atuação, que usam o ChatGPT para preparar materiais didáticos.

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Outro fator analisado em nosso trabalho foi a importância que os professores atribuem às ações de capacitação para o uso do ChatGPT, e os resultados estão apresentados na Figura 3. A partir dessa figura, observamos que tanto na rede pública quanto na rede particular, o percentual de professores que consideram essas ações de capacitação como importantes para o aprendizado do ChatGPT é bastante elevado, com mais de 70% em todos esses grupos. Além disso, notamos que há pouca influência do tempo de serviço na resposta dos professores que atuam na rede pública de ensino. No caso dos professores que atuam na rede particular de ensino, notamos que aqueles que consideram a capacitação importante são principalmente os professores com menos de 3 anos de experiência e os que têm mais de 20 anos de atuação, com um percentual que chega a quase 90%. Esse resultado era de certa forma esperado, uma vez que os professores que atuam há mais tempo são aqueles que geralmente têm menos conhecimento sobre o ChatGPT, tornando a formação uma necessidade premente para eles.

Figura 3 : IMPORTÂNCIA DA CAPACITAÇÃO -Percentual de professores, por rede de Ensino (Pública/Particular) e em relação ao tempo de atuação em sala de aula, que consideram importante capacitações para ensinar sobre o uso do ChatGPT.

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Por fim, investigamos a questão do plágio, analisando se os professores consideram o uso do ChatGPT como uma forma de plágio ou uma infração similar. Os resultados estão apresentados na Figura 4. Observamos que um percentual considerável de professores (acima de 30%) considera o uso do ChatGPT como plágio ou uma infração similar, em todos os grupos analisados.

Entre os professores que atuam na rede pública de ensino, notamos que os que mais consideram essa prática como plágio são aqueles com menos de 10 anos de experiência. Já entre os professores que atuam na rede particular, o maior percentual é observado entre aqueles com 3 a 10 anos de experiência, chegando a 56%, em comparação com os professores com mais de 20 anos de experiência, que registram apenas 27%. Essa grande diferença pode estar relacionada ao fato de que os professores com mais tempo de atuação talvez não tenham um conhecimento completo das capacidades do ChatGPT, o que poderia afetar sua percepção quanto à criação de textos e ao potencial da ferramenta em gerar 'plágios'.

Figura 4 : PLÁGIO -Percentual de professores, por rede de Ensino (Pública/Particular) e em relação ao tempo de atuação em sala de aula, que consideram plágio ou infração similar usar o ChatGPT.

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## Comentários finais

Com base nos resultados obtidos, é possível traçar algumas conclusões significativas. Primeiramente, constatamos que os professores que atuam há mais tempo, notadamente aqueles com mais de 10 anos e, em especial, os com mais de 20 anos de experiência, apresentam um menor nível de conhecimento em relação ao ChatGPT. Isso destaca a necessidade de um esforço maior na capacitação desses profissionais mais experientes, a fim de melhor aproveitar as ferramentas de IA em suas atividades educacionais.

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Em relação ao uso do ChatGPT na preparação de material didático, observamos uma diferença notável entre a rede pública e a privada. Enquanto na rede pública, o uso se mantém constante independentemente do tempo de atuação, na rede privada, ele é mais frequente entre os professores com menos experiência, diminuindo significativamente com o tempo. Isso sugere que as escolas particulares podem estar promovendo de maneira mais eficaz a adoção de tecnologias educacionais inovadoras. Além disso, é encorajador notar que mais de 70% dos professores em todos os grupos analisados reconhecem a importância da formação contínua para o uso do ChatGPT, destacando a disposição dos educadores em se atualizarem. Por outro lado, mais de 30% dos professores consideram o uso do ChatGPT como plágio ou uma infração similar, ressaltando a necessidade de esclarecimento sobre o papel e as limitações dessas ferramentas na educação.

Em suma, essas análises oferecem insights valiosos sobre a adoção e percepção do ChatGPT pelos professores, indicando áreas de atenção e oportunidades de desenvolvimento na integração de IA generativa na educação.

## Referências

BARRETO, A. M. P.; ÁVILA, F. de. A inteligência artificial diante da integridade científica: um estudo sobre o uso indevido do ChatGPT. Revista Direitos Culturais, v. 18, n. 45, p. 91-106, 2023. Disponível em: https://doi.org/10.31512/rdc.v18i45.1373.

BASTOS, Argemiro Midonês. Tecnologias Digitais: Uso do PhET no Ensino de Eletrodinâmica. In: Anais do XVIII Encontro de Pesquisa em Ensino de Física, 2020, p. 66-73.

TAVARES, Luis Antonio; MEIRA, Matheus Carvalho; AMARAL, Sergio Ferreira do. Inteligência Artificial na Educação: Survey. Brazilian Journal of Development, Curitiba, v. 6, n. 7, p. 48699-48714, jul. 2020. DOI: 10.34117/bjdv6n7-496.

TECHTUDO. Primeiro computador moderno foi programado por mulheres. Jonathan Lamim, Carolina Torres. Disponível em: https://www.techtudo.com.br. Acesso em 16 de outubro de 2023.

VALENTE, José Armando (org.). Computadores e Conhecimento: Repensando a Educação. 2. ed. Campinas, SP: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Núcleo de Informática Aplicada à Educação - NIED, 1998.