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Mapas Conceituais e os Conceitos da Disciplina de Algoritmos:  · PDF file Warner Brezolin Mapas Conceituais e os Conceitos da Disciplina de Algoritmos: Uma Aplicação para a Aprendizagem

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  • PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO

    PUC - SP

    Warner Brezolin

    Mapas Conceituais e os Conceitos da Disciplina

    de Algoritmos: Uma Aplicação para a

    Aprendizagem Significativa

    MESTRADO EM

    TECNOLOGIAS DA INTELIGÊNCIA E DESIGN DIGITAL

    SÃO PAULO

    2015

  • Warner Brezolin

    Mapas Conceituais e os Conceitos da Disciplina

    de Algoritmos: Uma Aplicação para a

    Aprendizagem Significativa

    SÃO PAULO

    2015

    Dissertação apresentada à Banca

    Examinadora da Pontifícia Universidade

    Católica de São Paulo, como exigência

    parcial para obtenção do título de Mestre

    em Tecnologias da Inteligência e Design

    Digital, sob a orientação do Prof. Dr.

    Daniel Couto Gatti.

  • BANCA EXAMINADORA

  • DEDICATÓRIA

    Dedico este trabalho a minha

    esposa Ligia e minha filha Ana

    Clara pelo total apoio,

    compreensão e carinho.

  • Agradecimentos

    Tão nobre quanto o amor é o sentimento de gratidão que não me permite

    esquecer aqueles que um dia estiveram presentes nesta fase importante de minha

    vida e que de certo contribuíram para a realização deste trabalho.

    Agradeço em primeiro lugar, a Deus, que nos criou e tornou este sonho uma

    realidade, por estar sempre presente em minha vida e inspirar-me nos momentos

    decisivos.

    Agradeço aos meus pais pelo incentivo e ajuda constante ao longo de minha

    caminhada, em especial a minha mãe Ivani (in memoriam), pela qual tenho grande

    admiração por sua garra, coragem, dedicação. Tenho certeza que ela está feliz com

    mais esse passo dado em minha vida.

    Ao meu orientador Daniel, pelos valiosos ensinamentos, compreensão e

    paciência, bem como pelo apoio amigo durante toda a pesquisa.

    À minha esposa Ligia, companheira de vida e que me apoiou durante todo o

    mestrado com muita paciência e amor.

    À minha filha linda Ana Clara, por estar sempre com um sorriso empolgante e

    me convidar para uma brincadeira nos momentos em que eu mais precisava.

    À minha querida sogra Maria Eugênia pelas bênçãos de todos os dias.

    À minha irmã Érika pela companhia nas viagens até São Paulo.

    Aos colegas do UNISAL que acreditaram em minha capacidade profissional e

    sempre deram palavras de incentivo.

    À Edna pela total acolhida, gentileza e dedicação nos serviços prestados.

    A todos os professores do TIDD que foram sempre um exemplo de dedicação

    e profissionalismo.

    A CAPES pela cessão de uma bolsa de estudos tornando possível a

    concretização deste trabalho.

    A todos aqueles que contribuíram direta ou indiretamente com o

    desenvolvimento deste trabalho.

  • Resumo

    Esta pesquisa apresenta uma estratégia de ensino de algoritmos numa perspectiva

    de aprendizagem significativa. A motivação para o desenvolvimento desta pesquisa

    advém da dificuldade dos alunos na aprendizagem dos conceitos de algoritmos, que

    se constitui num dos principais fatores que levam os cursos de formação em

    computação a atingir altos índices de reprovação e evasão. Para o desenvolvimento

    da pesquisa, utilizou-se a metodologia da Aprendizagem Significativa de Ausubel e

    as técnicas dos mapas conceituais de Novak e Gowin, como ferramentas de

    estruturação do conhecimento dos alunos no processo de ensino e aprendizagem do

    conteúdo mencionado. A pesquisa aborda os conceitos sobre mapas conceituais

    para que essa relação entre o conhecimento existente e o adquirido tenha sentido

    para o aluno. Com este método, verificou-se que os alunos desenvolveram e

    interpretaram os acontecimentos externos e as experiências pessoais, resultando

    em atitudes, valores e normas de atuação. A pesquisa foi realizada com alunos do

    curso de Ciência da Computação, do Centro Universitário Salesiano de São Paulo

    U. E. Lorena. Para verificação dos dados foram utilizados um teste antes, outro

    depois da aplicação dos conteúdos, com uso de mapas conceituais no grupo

    experimental e sem o uso dos mapas no grupo de controle. Os resultados

    mostraram que o uso de mapas conceituais contribuiu de forma significativa no

    estudo de algoritmos, além de proporcionar seu uso em outras disciplinas nos

    cursos de computação.

    Palavras-chave: Algoritmos; Aprendizagem Significativa; Mapas Conceituais.

  • Abstract

    This research presents a teaching strategy of algorithms in a significant learning

    perspective. The motivation for the development of this research comes from the

    difficulty of students in the learning of algorithms concepts, which constitutes one of

    the main factors leading training courses in Computer achieve high rates of school

    failure or drop out. For the development of research, it was used the methodology of

    significant learning by Ausubel and techniques of conceptual maps by Novak and

    Gowin, as structuring tools of the students knowledge in the teaching and learning

    process of that content. The research addresses the concepts of conceptual maps

    for that the relationship between existing knowledge and the acquired knowledge be

    meaningful for the student. It is expected that with this method the student develop

    and interpret external events and personal experiences, resulting in attitudes, values

    and performance standards. The survey was conducted with students of Computer

    Science Course of the Salesian University Centre of São Paulo in Lorena. For

    verification, it was used a test before and after the application of the contents, with

    the use of conceptual maps in the experimental group and without the use of maps in

    the control group. The results showed that the use of conceptual maps has

    contributed significantly to the study of algorithms, in addition to providing its use in

    other disciplines to attend computer courses.

    Key words: Algorithms; Meaningful Learning; Conceptual Maps.

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 1 - Sequência de passos computacionais ...................................................... 23

    Figura 2 - Procedimento de Euclides (m,n) ............................................................... 24

    Figura 3 - Fluxograma do procedimento de Euclides (m,n) ....................................... 25

    Figura 4 - Programa do procedimento de Euclides (m,n) .......................................... 26

    Figura 5 - Descrição em pseudocódigo do procedimento de Euclides (m,n) ............ 26

    Figura 6 - Instrução de atribuição .............................................................................. 28

    Figura 7 - Instrução de saída de dados ..................................................................... 28

    Figura 8 - Instrução de entrada de dados ................................................................. 29

    Figura 9 - Estrutura sequencial ................................................................................. 29

    Figura 10 - Estrutura de decisão ............................................................................... 30

    Figura 11 - Estrutura de laços contados .................................................................... 31

    Figura 12 - Estrutura de laços condicionais .............................................................. 32

    Figura 13 - As dimensões da aprendizagem ............................................................. 34

    Figura 14 - Representação gráfica dos mapas conceituais ....................................... 39

    Figura 15 - Elementos e características do mapa conceitual .................................... 41

    Figura 16 - Software XMind ....................................................................................... 43

    Figura 17 - Tela principal do software CmapTools .................................................... 44

    Figura 18 - Tela principal do software The Brian ....................................................... 45

    Figura 19 - Tela do software Simple Mind ................................................................. 46

    Figura 20 - Etapas da metodologia de pesquisa ....................................................... 58

    Figura 21 - Laboratório de Metodologias Inovadoras ................................................ 63

    Figura 22 - Mapa Conceitual sobre conceito e importância dos algoritmos, elaborado

    por um aluno do grupo experimental. ........................................................................ 73

    Figura 23 - Mapa Conceitual sobre conceito e importância dos algoritmos, elaborado

    por um aluno do grupo experimental. ........................................................................ 74

    Figura 24 - Mapa Conceitual sobre variáveis e constantes, elaborado por um aluno

    do grupo experimental. .............................................................................................. 75

    Figura 25 - Mapa Conceitual sobre tipos de dados, elaborado

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