LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO E INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL NO ENSINO DE FÍSICA: ESPECIFICIDADES E POTENCIALIDADES

## LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO E INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL NO ENSINO DE FÍSICA: ESPECIFICIDADES E POTENCIALIDADES

Kelvin Moreira , Gabriel Felippe Da Silva Ferreira , Lucas Kiyoshi De Paula 1 2 Haragushiku 3 , Wesley Astudillo De Oliveira , Guido Valmor Buss , Noemi Sutil 4 5 6

1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)/Licenciatura em Física, kelvinmoreira@alunos.utfpr.edu.br

- 2 UTFPR/Licenciatura em Física, gferreira.2017@alunos.utfpr.edu.br
- 3 UTFPR/Licenciatura em Física, lucas\_haragushiku@hotmail.com
- 4 UTFPR/Licenciatura em Física, wesleyoliveira@alunos.utfpr.edu.br
- 5 UTFPR/Secretaria de Estado da Educação do Paraná, guidovbuss@yahoo.com.br

6 UTFPR/Licenciatura em Física, noemisutil@utfpr.edu.br

Palavras-chave : Ensino de Física; Linguagem de Programação; Inteligência Artificial.

## Resumo expandido

Em referência ao contexto da Educação Básica, notabilizam-se abordagens educativas vinculadas a interações discursivas e estabelecimento de relações na estrutura cognitiva dos aprendizes, como em perspectiva de aprendizagem significativa (AUSUBEL; NOVAK; HANESIAN, 1980). E nesse escopo, enfatizam-se os recursos didáticos.

Em extrapolação a aporte restrito a quadro e giz, destacam-se recursos tecnológicos no cotidiano escolar. Nesse direcionamento, Betz e Ribeiro-Teixeira (2012) elencam algumas modalidades de programas computacionais utilizados em ações educativas: Planilhas eletrônicas (Calc e Excel); Ambientes integrados de modelagem, simulação e animação (Modellus, Interactive Physics e Algodoo); Repositório de simulações e animações (Phet Colorado, Physlets e Fendt); Análise de vídeos (Tracker); Testes digitais (Hotpotatoes e Google Docs); Construção de mapas conceituais (Cmaptools). Para utilização da maioria desses softwares , não se exigem conhecimentos sobre computação em nível avançado, entretanto, ainda, denota-se a sua insuficiente inserção em atividades educacionais da Educação Básica.

Nesse conjunto, salienta-se a modalidade de linguagem de programação, apesar de sua exígua disseminação em âmbitos educativos. Entre as mais populares, em nível global, destacam-se JavaScript, Python, Java e C/C++ (ALECRIM, 2020). A linguagem Python se configura como adequada ao contato inicial dos alunos, devido a sua facilidade de uso, com sintaxes curtas e simples e codificação intuitiva. Python tem a vantagem de ser gratuito, além de aceitar funções, o que permite introduzir um grande número de problemas de Física (COLPO; FARIA; MACHADO, 2015). Por esses motivos, tal linguagem se adequa à utilização no ensino; com poucas linhas de código, é possível criar algoritmos para resolver inúmeros problemas, muitas vezes complexos e demorados para solucionar

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19 a 30 de julho de 2021 - Online

com métodos tradicionais; outra vantagem remete ao feedback imediato, quando o usuário finaliza o programa (BARROQUEIRO; AMARAL, 2012).

Como decorrência do uso de linguagem de programação Python, denotamse viabilidades vinculadas à inteligência artificial. Em termos de uso rotineiro e simplificado desta tecnologia no cotidiano educacional, destaca-se o Chatbot, um programa, geralmente desenvolvido em Python, que simula conversas humanas. O Chatbot é usado em aplicativos de mensagens instantâneas (Whatsapp, Telegram, Messenger), sendo recorrente e acessível para a maioria dos estudantes (DANTAS et al., 2019).

Em alusão às ponderações supracitadas, neste trabalho, relacionado à Residência Pedagógica, objetiva-se identificar formas de utilização de linguagem de programação e inteligência artificial no ensino de Física, de maneira a salientar especificidades e potencialidades. Para tal, nesta pesquisa bibliográfica, de ênfase qualitativa (FLICK, 2009), foram selecionados artigos publicados em periódicos, entre 2015 e 2020, em levantamento realizado no Portal de Periódicos da CAPES, envolvendo linguagem de programação e/ou inteligência artificial, em associação com ensino de Física. Tais dados foram apreciados em termos de procedimentos de estatística descritiva e Análise de Conteúdo (BARDIN, 2011).

No Gráfico 1, a seguir, apresentam-se resultados atinentes à quantidade de produções sobre linguagem de programação e inteligência artificial no ensino de Física, entre 2015 e 2020. O período delimitado remete ao intento de análise de perspectivas recentes sobre a problemática.

Gráfico 01: Quantidade de artigos publicados por ano

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Dos sete artigos identificados, dois se reportavam a composições de caráter teórico e cinco a propostas educacionais. No Quadro 1, em sequência, sintetizam-se informações sobre aplicabilidade nos níveis de ensino - Ensino Fundamental (EF), Médio (EM) e Superior (ES), especificidades e potencialidades em termos educacionais.

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Quadro 01: Artigos selecionados para análise

Em referência aos resultados, evidencia-se a ínfima quantidade de pesquisas pertinentes à linguagem de programação e inteligência artificial no ensino de Física. Denota-se, ainda, a escassez de propostas de longo prazo, agregadas ao currículo. Em termos de potencialidades, sobressaem-se asserções alusivas à criatividade, resolução de problemas, experimentação, interações discursivas e

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articulações entre áreas de conhecimento. Nesse cenário, demandam-se processos formativos docentes, para a utilização de recursos computacionais em âmbito educativo, de forma a fomentar interações discursivas e aprendizagem significativa.

## Referências

ALECRIM, E. JavaScript e Python lideram lista das linguagens mais populares . Tecnoblog, 27, outubro. 2020. Disponível em: &lt;https://tecnoblog.net/378494/javascript-python-linguagens-programacao-maispopulares/&gt;. Acesso em: 01 fev. 2021.

ANDRADE, T. G. M.; VICENTE, Z. R. S.; LEITE, H. A. L.; CABRAL, A. P. C.; BALDOW, R.; ROCHA, N.; LEÃO, M. B. C. A robótica livre e o ensino de física e de programação: desenvolvendo um teclado musical eletrônico. Texto Livre: Linguagem e Tecnologia, v. 11, n. 3, p. 317-330, 2018.

AUSUBEL, D. P.; NOVAK, J. D.; HANESIAN, H. Psicologia educacional . Rio de Janeiro: Interamericana, 1980.

BARDIN, L. Análise de Conteúdo . 7. ed. São Paulo: Edições 70, 2011.

BARROQUEIRO, C. H.; AMARAL, L. H. O uso das tecnologias da informação e da comunicação no processo de ensino-aprendizagem dos alunos nativos digitais nas aulas de física e matemática. REnCiMa , v. 2, n. 2, p. 123-143, 2011.

BETZ, M. E. M.; RIBEIRO-TEIXEIRA, R. M. Material instrucional apresentando conteúdos de métodos computacionais para o ensino de física. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 29, n. especial 2, p. 787-811, out. 2012.

CARDOSO, F. H.; CARBO, L. Utilização do software FreeMat para ensinar função no Ensino Médio através da programação computacional. REMAT: Revista Eletrônica da Matemática , v. 3, n. 1, p. 120-135, 22 jul. 2017.

COLPO, R. A.; FARIA, A. U.; MACHADO, A. F. O ensino de física no ensino médio intermediado por programação em linguagem Python. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, 10., 2015, Águas de Lindóia. Anais... Águas de Lindóia: ABRAPEC, 2015.

DANTAS, A. C.; TORRES, H. S.; FARIA, I. P.; ARAÚJO, W. S.; SANTOS, G. B.; MACHADO, G. O.; ALMEIDA, A. V.; NASCIMENTO, M. Z. AstroBot: um chatbot com inteligência artificial para auxiliar no processo de ensino e aprendizagem de física. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE INFORMÁTICA NA EDUCAÇÃO, 8., 2019, Brasília. Anais... Brasília: CBEI, 2019. Disponivel em: &lt;https://www.brie.org/pub/index.php/wcbie/article/view/9075/6619&gt;. Acesso em: 09 mar. 2021.

DANTAS, L. H. O.; SILVA, A. K. V.; CARNEIRO, A. M.; DANTAS, G. H. O. Programação e robótica. Revista Em Extensão , v. 19, n. 1, p. 211-221, jun. 2020.

FLICK, U. Introdução à pesquisa qualitativa . São Paulo: Artmed, 2009.

GUIMARÃES, R. S.; COQUI, L. S.; ROMANELLI, A. Melhorando o processo de ensino-aprendizagem nas disciplinas de programação e matemática através da utilização de uma garra robótica. Revista Univap , v. 22, n. 40, p. 122, 2016.

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LEMOS, H.; FERNANDES, A. M. R. Pesquisa e mapeamento de shells, frameworks, e jogos para auxiliar no ensino de inteligência artificial. Revista Eletrônica Argentina-Brasil de Tecnologias da Informação e da Comunicação , v. 1, n. 2, 2015.

MACHADO, R. N.; GAUTÉRIO, V. L. B.; PIÑEIRO, M. B.; CRIZEL, R. T. O Scratch na sala de aula: o uso da programação com vista à resolução de problemas. RELACult-Revista Latino-Americana de Estudos em Cultura e Sociedade , v. 5, n. 4, 2019.

SANTOS JÚNIOR, C. E. S.; BORGES, J. C. S. Eletrônica e programação para o licenciado em Física no Brasil: uma análise entre a formação docente e a literatura de ensino de Física. Revista Principia , v.1, n.46, p. 155-167, 2019.

O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001.

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