Orientador: Jose Armando Valente

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica

Resumo: O objetivo deste trabalho foi o de explorar o uso de representações computacionais, em tempo real, como auxilio ao aprendizado de conceitos e processos abstratos. O domínio de aprendizado escolhido foi programação de computadores. Programação de computadores foi escolhido por existirem...

Resumo: O objetivo deste trabalho foi o de explorar o uso de representações computacionais, em tempo real, como auxilio ao aprendizado de conceitos e processos abstratos. O domínio de aprendizado escolhido foi programação de computadores. Programação de computadores foi escolhido por existirem conceitos e processos tais como variáveis, fluxo de execução, recursão, iteração, etc., difíceis de serem assimilados através de meios convencionais. Considerando-se a linguagem Logo aliada a sua metodologia de aprendizado foi desenvolvido um sistema que ampliou o ambiente de programação, criando um ambiente onde são apresentadas representações alternativas de um programa em execução. O objetivo do sistema foi facilitar o desenvolvimento de um modelo mental adequado que guiasse toda interação do usuário com a linguagem de programação. O projeto do sistema baseou-se na hipótese de que uma das dificuldades básicas para entender esses conceitos computacionais é a falta de visibilidade do processo de execução dos programas. Dada a opacidade do computador enquanto máquina e a natureza abstrata dos conceitos computacionais, deve-se utilizar outras representações caso se deseje tornar o processo de execução de alguma forma "visível¿. E como o processo é dinâmico deve-se ter representações dinâmicas. Os resultados mostraram que as pessoas realmente têm um modelo mental falho do funcionamento de processos computacionais, mais especificamente, de procedimentos recursivos. Isto não se restringe às pessoas não especialistas em computação. O uso do sistema, na maioria dos casos, mostrou-se útil como ferramenta auxiliar na correção e aquisição de modelos mentais adequados. Os resultados obtidos neste trabalho no contexto de programação podem ser estendidos para outras áreas de conhecimento, como Física, Química, Biologia, etc... Nesses domínios existe uma série de conceitos abstratos como velocidade, equilíbrio, pressão, etc., também bastante difíceis de serem compreendidos. Certamente a compreensão destes conceitos pode ser facilitada com o uso de outros tipos de representações de fenômenos onde estão presentes estes conceitos

Abstract: The aim of this thesis was to explore the use of real time computational system of representations, as an aid to the learning of abstract concepts and processes. The chosen learning domain concerned computer programming.The choice was based on the fact that there are many concepts and...

Abstract: The aim of this thesis was to explore the use of real time computational system of representations, as an aid to the learning of abstract concepts and processes. The chosen learning domain concerned computer programming.The choice was based on the fact that there are many concepts and processes, such as, variables, execution flow, recursion, loops, etc., which pose several difficulties to be assimilated through conventional means. The Logo programming language together with its learning methodology was utilized in order to develop a system that enlarged the programming environment,adding another environment where aIternative representations of a program under execution are presented. The goal of the system was to 'facilitatethe development of an adequate user mental model to guide the interactionbetween the user and the programminglanguage. The design of the system was based on the assumption that one of the basic difficulties to understand computational concepts is the lack of visibility of the processe that involve the execution of the programs. Give the opacity of the computer machinery and the abstract nature of the computational concepts, one should utilize representations so as to render the execution processe somewhat more "visible". These representations should be dynamic since the processe involved is dynamic itself. The results showed that people possess misconceptions in their models of how work computational processes, more precisely, a recursive procedure. This fact applied to people other than nonspecialists in computing. In most cases, the use of the system proved to be a useful tool in the acquisition and adjust of mental models. The results obtained in this thesis in the programming concepts context, could be extended to another knowledge domain, such as, Physic, Chemistry, Biology, etc., where the comprehension of several abstract concepts - velocity, balance, pressure, friction, etc.- present difficulties. Their comprehension could certainly be facilitated by the use of other kinds of representation of the phenomena where these concepts are present