Um Estudo de Mapeamento Sistemático para PBL (Problem Based Learning) aplicado à Ciência da Computação

Pós-Graduação em Ciência da Computação

“Um Mapeamento Sistemático sobre a

Abordagem de Ensino PBL (Problem Based

Learning) aplicada à Ciência da Computação”

Por

Armanda Maria Correia de

Amorim Oliveira

Dissertação de Mestrado

Universidade Federal de Pernambuco [email protected]

www.cin.ufpe.br/~posgraduacao

RECIFE, NOVEMBRO/2012

Universidade Federal de Pernambuco

CENTRO DE INFORMÁTICA

PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

ARMANDA MARIA CORREIA DE AMORIM OLIVEIRA

“Um Mapeamento Sistemático sobre a Abordagem de Ensino PBL (Problem Based Learning) aplicada à Ciência

da Computação"

ESTE TRABALHO FOI APRESENTADO À PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO DO CENTRO DE INFORMÁTICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO.

ORIENTADOR(A): PROF. DR. VINÍCIUS CARDOSO GARCIA

RECIFE, NOVEMBRO/2012

Dissertação de Mestrado apresentada por Armanda Maria Correia de Amorim Oliveira à Pós-Graduação em Ciência da Computação do Centro de Informática da Universidade Federal de Pernambuco, sob o título “Um Mapeamento Sistemático sobre a Abordagem de Ensino PBL (Problem Based Learning) aplicada à Ciência da Computação” orientada pelo Prof. Vinicius Cardoso Garcia e aprovada pela Banca Examinadora formada pelos professores:

____________________________________________

Profa. Simone Cristiane dos Santos Lima Centro de Informática / UFPE

_____________________________________________ Profa. Filomena Maria Gonçalves da Silva Cordeiro Moita

Departamento de Educação / UEPB

_____________________________________________

Prof. Vinícius Cardoso Garcia Centro de Informática / UFPE

Visto e permitida a impressão. Recife, 31 de agosto de 2012. ___________________________________________________ Prof. Nelson Souto Rosa Coordenador da Pós-Graduação em Ciência da Computação do Centro de Informática da Universidade Federal de Pernambuco.

Dedicatória

Dedico este trabalho aos meus pais, Maria das Neves e Diomedes Patriota.

Agradecimentos

Antes de agradecer a qualquer pessoa, quero agradecer a Deus, por ter me

dado forças e discernimento para concluir esse Mestrado e nunca ter me deixado

desistir.

Aos meus pais Maria das Neves e Diomedes Patriota pela chance de sair de

casa e tentar algo totalmente novo na minha vida, acreditando sempre no meu

potencial, obrigada mainha e painho!

Às minhas tias Nilda, Deida e Dedé por estarem presentes em todos os

momentos da minha vida.

À minha irmã querida, Fernanda Maria, por todos os telefonemas, pelo

carinho e por estar sempre presente, mesmo estando distante. E ao meu cunhado

Gelatti, que ficou cuidando dela todo esse tempo.

Aos meus amigos e familiares que ficaram em João Pessoa, e sempre me

apoiaram e acreditaram no meu trabalho e esforço: July Porto, Laís, Gratinho,

Kaline, Danilo, Soli, Armandinho, Liana, Germana, Hélvia, Hélida e João Armando.

Ao meu namorado, George Henrique, por todo apoio e força, e principalmente

pela paciência quando precisei ficar ausente, amo você, minha vida!

Aos amigos que fiz aqui em Recife e que se tornaram minha 2ª família,

sempre presentes, principalmente nos momentos mais difíceis: Hugo Vieira,

Emanuell Faustino, Leandro José, Rodrigo Lins, Manoel Rivelino, Fabrízio, Roberta,

Rômulo e Daphne.

A UFPE e o Centro de Informática, pela oportunidade e por toda a estrutura

oferecida para que eu pudesse concluir meu trabalho. Aos professores do CIn, em

especial meu orientador Vinícius Cardoso Garcia e a professora Simone Santos por

compartilhar o conhecimento, pela paciência e ajuda durante todo o processo de

desenvolvimento do trabalho.

Ao grupo NEXT, o qual está crescendo a cada dia que passa, e o qual sou

muito grata por fazer parte dessa história, e espero participar muito mais. E aos

integrantes do NEXT pela troca de experiência durante as reuniões.

E a todos aqueles que ajudaram diretamente ou indiretamente para que eu

chegasse até o fim dessa jornada.

“Em uma grande vitória, o que existe de melhor,

é que ela tira do vencedor o receio de uma derrota.”

(Nietzsche)

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Resumo

Em cursos relacionados à computação, a abordagem de ensino e aprendizagem geralmente prioriza o conhecimento teórico em detrimento do conhecimento prático. Em alguns casos o conhecimento prático é desprezado, dificultando, assim, o desenvolvimento de habilidades que são de total relevância para áreas técnicas como, por exemplo, as relacionadas a tecnologias da informação. As grandes desvantagens dessa abordagem são a falta de motivação dos estudantes durante as aulas e o esquecimento rápido do conhecimento adquirido. A partir de tais dificuldades, surgiu na Medicina um método chamado Aprendizagem Baseada em Problemas (do inglês, Problem Based Learning– PBL), que é centrado no aluno com foco na ênfase da prática. Estudos que envolvem PBL, especificamente na área de Ciência da Computação, necessitam de evidências de aplicabilidade, principalmente no que tange a utilização da aprendizagem de disciplinas da área de engenharia de software. Diante deste contexto, este trabalho teve como objetivo um mapeamento sistemático com a finalidade de identificar os estudos que envolvem a prática de PBL no ensino da Ciência da Computação. Para tal foi utilizado uma metodologia de buscas realizadas em engenhos automatizados, relevantes na área de Informática e Ciência da Computação, e obteve-se um total de 2.464 estudos, onde foram identificados 56 estudos primários considerados relevantes, classificados de acordo com cinco perguntas de pesquisa. A partir da análise realizada, o estudo conclui que grande parte das aplicações de PBL são voltadas para o ensino de disciplinas como Programação, Engenharia de Software e Sistemas Operacionais, e a utilização de metodologias como aprendizagem colaborativa e metodologias de ensino apoiadas em ferramentas de e-learning. Palavras-chaves: Ciência da Computação, Problem Based Learning, Mapeamento

Sistemático.

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Abstract In courses related to computing, the teaching and learning approach generally emphasizes theoretical knowledge over practical one. In some cases the knowledge is neglected, hampering the development of skills that have relevance to all technical areas, such as those related to information technology. The major disadvantages of this approach are the lack of students’ motivation during class and their quickly forgetting acquired knowledge. From these difficulties arose in Medicine a method called Problem Based Learning, which is student-centered focus on the practice. Studies involving Problem-Based Learning, specifically in the area of Computer Science, need more applicability’s evidence, especially regarding the use of learning disciplines of software engineering. In this context, this work aimed to study a systematic mapping in order to identify the studies involving the practice of PBL in the teaching of Computer Science. Was used a methodology of searches performed on automated devices, the relevant area of Computer Science, gave a total of 2.464 studies, which were identified 56 primary studies as relevant and classified according to five research questions. From the analysis, the study concludes that most PBL applications were focused on the teaching of subjects such as Programming, Software Engineering and Operating Systems, and the use of different methodologies such as cooperative learning and teaching methodologies supported by e-learning tools.

Keywords: Computer Science, Problem Based Learning, Systematic Mapping.

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Lista de Ilustrações

Figura 1 Gráfico dos Estudos Retornados ......................................................................... 44

Figura 2 Gráfico da representatividade dos Estudos Primários ..................................... 46

Figura 3 Gráfico da Representação dos anos .................................................................. 47

Figura 4: Tópicos da Categoria 1 ........................................................................................ 49





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Lista de Quadros Quadro 1: String de busca para a questão central de pesquisa ................................ 37 Quadro 2: Quantidade dos papers retornados .......................................................... 44 Quadro 3: Estudos Primários .................................................................................... 45 Quadro 4: Estudos Repetidos ................................................................................... 46 Quadro 5: Classificação dos Estudos Primários ........................................................ 48

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Lista de Tabelas

Tabela 1: Evidências dos tópicos da Categoria 1 .............................................. 49 Tabela 2: Evidências dos tópicos da Categoria 2 .............................................. 57 Tabela 3: Evidências dos tópicos da Categoria 3 .............................................. 66 Tabela 4: Estudos primários e disciplinas .......................................................... 71 Tabela 5: Evidências dos tópicos da Categoria 4 .............................................. 80 Tabela 6: Evidências dos tópicos da Categoria 5 .............................................. 90

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Lista de Abreviaturas e Siglas C.E.S.A.R. – Centro de Estudos e Sistemas Avançados do Recife

MS – Mapeamento Sistemático

PBL – Problem Based Learning

MS – Mapeamento Sistemático

TIC – Tecnologia da Informação e Comunicação

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Sumário

Resumo ....................................................................................................................... 7 Abstract ....................................................................................................................... 8 Lista de Ilustrações ..................................................................................................... 9 Lista de Quadros ....................................................................................................... 10 Lista de Tabelas ........................................................................................................ 11 Lista de Abreviaturas e Siglas ................................................................................... 12 Sumário ..................................................................................................................... 13 Introdução ................................................................................................................. 15

1.1 Justificativa ................................................................................................. 15

1.1.1 Definição do Problema .......................................................................... 17 1.1.2 Objetivos ................................................................................................ 18 1.1.3 Contribuições ........................................................................................ 19 1.1.4 Estrutura da Dissertação ...................................................................... 19

Problem Based Learning ........................................................................................... 20 2.1 Problem Based Learning na Ciência da Computação ..................................... 24

Fundamentação de Mapeamento Sistemático .......................................................... 29 3.1 Diferença entre Mapeamento Sistemático e Revisão Sistemática ................... 30

3.2 Passo a passo do mapeamento sistemático .................................................... 32

3.2.1 Planejamento do Mapeamento Sistemático .................................... 32 3.2.2 Condução do Mapeamento Sistemático .......................................... 33 3.2.3 Apresentação do Mapeamento Sistemático .................................... 33

Metodologia do processo de Mapeamento Sistemático ............................................ 34 4.1 Procedimento do Mapeamento Sistemático ........................................................ 34

4.1.1 Questões de Pesquisa ............................................................................ 34 4.1.2 Estratégia de Busca ................................................................................ 36 4.1.3 Fontes de Busca...................................................................................... 37 4.1.4 Seleção dos Estudos .............................................................................. 38 4.1.5 Processo de Seleção dos Estudos Primários ...................................... 39 4.1.6 Síntese dos Dados Coletados ................................................................ 41

Desenvolvimento e Resultados ................................................................................. 43 5.1 Análise e Resultado dos Dados ....................................................................... 43

5.2 Análise das Evidências .................................................................................... 47

5.2.1 QS1: Características ............................................................................... 48 5.2.2 QS2: Efetividade ...................................................................................... 56 5.2.3 QS3: Metodologia PBL ............................................................................ 65 5.2.4 QS4: Vantagens e benefícios do PBL .................................................... 79 5.2.5 QS5: Desafios Identificados ................................................................... 89

5.3 Discussão dos Resultados Obtidos ................................................................. 98

Considerações Finais .............................................................................................. 102 6.1 Desafios encontrados na pesquisa ................................................................ 102

6.2 Conclusões .................................................................................................... 103

6.3 Trabalhos Futuros .......................................................................................... 104

14

Bibliografia............................................................................................................... 106 APÊNDICES ........................................................................................................... 110

APÊNDICE A – ESTUDOS PRIMÁRIOS ............................................................. 111

APÊNDICE B – ESTUDOS EXCLUÍDOS ............................................................ 114

15

Capítulo

1 Introdução

Neste capítulo foram apresentados os elementos que contextualizam

problemas relacionados ao ensino e a aprendizagem no curso de Ciência da

Computação, bem como a motivação para o desenvolvimento de um mapeamento

sistemático. Em seguida foram apresentados a justificativa, os objetivos e a

organização do trabalho.

1.1 Justificativa

O ensino superior permite aos alunos uma maior compreensão dos

conhecimentos gerais e específicos de um determinado assunto, favorecendo assim

o pensamento crítico, além de uma preparação para o exercício profissional,

integrando os conhecimentos teóricos com a prática (TYNALA, 1999). Ao mesmo

tempo em que oferece uma maior compreensão, a área da Educação tenta adaptar-

se aos resultados dos progressos tecnológicos das demais áreas, como por

exemplo, as áreas de Ciências, Tecnologia e Artes. Tais áreas apresentam

constante progresso e novidades que visam atender as exigências do mercado,

trazendo benefícios para o ser humano (MARTINS, 2007).

Diante desse contexto, na evolução do mercado da Tecnologia da

Informação e Comunicação (TIC), os profissionais desta área enfrentam constantes

mudanças, fazendo com que existam algumas necessidades de adaptação de

conceitos, métodos e técnicas para situações específicas que possam surgir no

mercado de trabalho. Esses problemas não só afetam as empresas, mas também os

engenheiros de software que além de terem como pré-requisito um vasto

conhecimento nas ferramentas para desenvolvimento de software, também devem

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ter uma ampla visão do problema a ser resolvido, ou seja, entendimento de

negócios, empreendedorismo e habilidades interpessoais(SAVERY e DUFFY, 1995).

Além da necessidade de bons profissionais na área da Computação, essa

evolução no mercado de TI, surge também à questão da competitividade. Neste

contexto, as empresas vêm promovendo uma grande demanda de inovação no

desenvolvimento dos softwares, tornando-os com mais qualidade, flexibilidade e

maior produtividade(SANTOS, BATISTA, et al., 2010).

A partir de desafios como os citados acima, e de uma busca para a melhor

capacitação profissional, está sendo utilizado na área da Ciência da Computação um

método educacional de ensino chamado Problem Based Learning (PBL), ou

Aprendizagem Baseada em Problemas. Esse método ganhou aceitação e está se

tornando cada vez mais eficaz, dentro de uma variedade de disciplinas no ensino

superior (YATES e GERDES, 1996).

O PBL satisfaz três critérios importantes que promovem a aprendizagem

ideal: primeiro, fornece um ambiente onde o aluno está imerso em uma atividade

prática; segundo, o mesmo pode receber orientações e apoio tanto dos outros

alunos como de um tutor responsável pela atividade, tornando a atividade

multidirecional, ou seja, inclui professor, tutor e aluno; e por fim, o aprendizado é

baseado na resolução de um problema real, com base na colaboração e integração

de um pequeno grupo. Sendo assim, o PBL depende da habilidade dos alunos para

trabalharem em conjunto, identificando e analisando os problemas para que possam

alcançar as soluções (PETERSON, 1997). No geral, o PBL faz uso dos problemas

identificados para iniciar, motivar e focar a aquisição de conhecimentos, além de

estimular o desenvolvimento de habilidades e atitudes no âmbito profissional. É

considerada como sendo uma estratégia educacional centrada no aluno, que o

auxilia no desenvolvimento do raciocínio e comunicação, habilidades essenciais

para o sucesso em sua vida profissional (ANDRADE, JUNIOR, et al., 2007).

Esse método surgiu na década de 70, através do médico Howard Barrows,

sendo aplicada em turmas de medicina (DESLISLE, 1997). Era um método

totalmente voltado para a área da saúde e hoje em dia vem tendo aceitação no

ensino de diversas áreas do conhecimento, principalmente na Computação, como

também em outros níveis educacionais, fundamental e médio. No entanto, os

registros bibliográficos relacionados à PBL e Computação são poucos, e segundo

(SAVIN-BADEN, 2000) esses estudos precisam de relatos dos atores principais do

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processo de ensino-aprendizagem, os alunos e professores. As pesquisas

existentes têm se concentrado na aprendizagem e no desempenho dos alunos,

poucas exploram as possibilidades de PBL, principalmente na área da Computação.

Com o objetivo de fornecer uma ampla visão dos estudos nos quais foram

registradas as práticas de PBL na Computação, e também pesquisar por estudos

que tragam relatos sobre possibilidades de PBL, desafios, práticas, características e

benefícios, é apropriado realizar um Mapeamento Sistemático. O Mapeamento

Sistemático que tem como objetivo investigar as possibilidades, desafios, práticas,

características e benefícios do PBL na área, como também identificar a quantidade,

tipo de pesquisa e resultados disponíveis, além de verificar a evolução dos estudos

na área de pesquisa escolhida (PETERSEN, FELDT, et al., 2007).

Diante deste contexto, este trabalho se justifica pela necessidade de realizar

um Mapeamento Sistemático e tornar a prática e aplicação do PBL mais conhecida e

efetiva na área da Computação.

1.1.1 Definição do Problema

Para ter sucesso na área da Ciência da Computação, é necessário ter

conhecimento e dominar uma variedade de habilidades, tais como: facilidade com

matemática, lógica, resolução de problemas, pensamento algorítmico e

programação. Infelizmente muitos estudantes têm dificuldades para desenvolver

essas habilidades, principalmente quando o assunto é relacionado à programação

orientada a objetos, matemática discreta, estrutura de dados e análise de algoritmos

(MARTIN e CHINN, 2005). Tais problemas ocorrem pela maneira na qual o ensino é

abordado nos cursos de graduação, visto que é possível notar uma grande falta de

prática após a teoria (SANTOS, BATISTA, et al., 2010). A prática juntamente com a

teoria permite com que os alunos façam conexões, ligando o conhecimento prévio

aos novos conhecimentos aprendidos durante o novo processo de

aprendizagem(SCHMIDT, 1993) e (COLES, 1991).

Como conseqüência desse fator, podemos citar a grande frustração do

professor e o abandono por parte dos alunos, muitos desistem de atuar na área

devido a tais dificuldades (MARTIN e CHINN, 2005). Quando não há o abandono

dos alunos, há a má formação do profissional, pois os mesmos não possuem a

prática suficiente para o mercado de trabalho (PENG, 2010).

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A partir deste contexto surgiu o problema desta pesquisa, que buscou

entender os estudos que ressaltam as melhores práticas para a utilização do método

de PBL com os mais diversos focos como, por exemplo, aplicação em disciplinas

relacionadas à área de computação. Para tal, foi utilizado o método de mapeamento

sistemático que teve como foco construir uma visão ampla de como o método PBL

está sendo aplicado no cotidiano destes cursos.

1.1.2 Objetivos

Nesta seção são apresentados os objetivos do trabalho, ou seja, as

quantificações que o trabalho procurou alcançar.

• Objetivo Geral

O objetivo deste trabalho é construir um estudo de Mapeamento Sistemático

para identificar o estado da arte da utilização do método PBL no processo de ensino

e aprendizagem em cursos da área da Ciência da Computação.

• Objetivos Específicos

Para obtenção do objetivo geral deste trabalho, temos como objetivos

específicos:

• Estudar criticamente os modelos de aprendizagem baseada em

problemas mais referenciados na literatura;

• Analisar as características da aplicação de PBL;

• Verificar as evidências de efetividade de PBL na Computação;

• Analisar como a metodologia foi utilizada na aplicação de PBL,

• Listar os benefícios e as vantagens encontradas nos estudos

primários;

• Identificar os desafios da aplicação de PBL na Computação;

• Por fim, consolidar os resultados obtidos, a partir de validações e

interpretação dos resultados alcançados.

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1.1.3 Contribuições

Essa pesquisa contribuiu nos seguintes aspectos:

• Identificar melhorias no processo ensino/aprendizagem a partir do

método PBL;

• Identificar através do Mapeamento Sistemático, os estudos existentes

que visam mostrar características, objetivos e desafios do PBL;

• Possibilitar subsídios que contribuam com metodologias existentes

referentes à aplicação de PBL em diversas disciplinas do curso de

Ciência da Computação;

• Possibilitar que professores entendam melhor sobre a metodologia e

possam aplicá-la em diversas disciplinas;

• Através dos resultados do mapeamento sistemático, será possível

identificar lacunas que possam vir a gerar novos estudos e problemas

de pesquisa em PBL na Computação.

1.1.4 Estrutura da Dissertação

Esta dissertação está estruturada em seis capítulos, que foram divididos em:

Capítulo 1, apresentação do problema, justificativa da pesquisa, os objetivos e as

contribuições. O capítulo 2 apresenta uma revisão literária sobre o método PBL, e

seguido, no capítulo 3, uma fundamentação de Mapeamento Sistemático. No

capítulo 4 encontra-se toda a metodologia que foi utilizada no processo do

Mapeamento Sistemático, já o capítulo 5 foca no desenvolvimento do mapeamento

sistemático e nos resultados obtidos. Por fim, no capítulo 6, encontram-se as

considerações finais.

20

Capítulo

2 Problem Based Learning

Neste capítulo foi apresentada a primeira parte referente à revisão

bibliográfica, na qual foram apresentados os conceitos necessários à

fundamentação deste trabalho na parte de PBL. Entre os assuntos que foram

explorados estão: contextualização e características sobre PBL e seu uso na

Computação.

A Aprendizagem Baseada em Problemas, no inglês denominado por PBL

(Problem Based Learning) é um método instrucional de ensino que difere do modelo

tradicional de ensino, pelo fato de utilizar problemas de vida real para iniciar o

processo de aprendizagem, visando estimular o desenvolvimento de habilidades

para solucionar problemas. Esta metodologia preza pelo uso de problemas

baseados no mundo real, que são trabalhados em grupos, no qual o problema é

usado para iniciar, direcionar, motivar e focar a aprendizagem, ao contrário dos

métodos tradicionais que colocam o problema ao final da apresentação do conteúdo

(MILTER e STINSON, 1995) e(RIBEIRO, 2005). Ao fazer isso, o PBL apresenta

várias mudanças e críticas aos modelos tradicionais de ensino, como aprendizagem

colaborativa e comportamental, visando em um aprendizado que resulta em

mudança de comportamento e que motiva os alunos melhorando os resultados

educacionais (MILTER e STINSON, 1995).

Essa abordagem teve início na área médica, na década de 1970 na

Universidade de McMaster’s Medical School (BOUD e FELETTI, 1997), tendo como

precursor o médico e educador Howard Barrows que desenvolveu métodos para

instruir os médicos a desenvolverem suas próprias capacidades de reflexão fora da

escola de medicina, ou seja, desenvolver habilidades de solucionar problemas reais

21

(DESLISLE, 1997). Autores definem o PBL como uma aprendizagem que é o

resultado do processo de trabalho para a compreensão ou resolução de um

problema (BARROWS e TAMBLYN, 1997).

Os profissionais da medicina nem sempre possuem todas as informações

referentes a um paciente, muitas vezes não sendo possível fornecer um diagnóstico

mais completo, podendo haver também emergências, nas quais pacientes são

impossibilitados de comunicar todas as informações pertinentes(ALESSIO, 2004).

Visto isso, fica claro a necessidade de se ter profissionais capacitados para resolver

qualquer emergência do mundo real, profissionais que tenham a habilidade de

distinguir a condição do paciente e como proceder para recolher as informações

necessárias que levem ao diagnóstico adequado. De acordo com (BARROWS,

1985),a aprendizagem baseada em problemas foi desenvolvida para permitir que os

alunos de medicina pudessem integrar, usar e reusar informações recém-adquiridas

dos problemas dos pacientes, como por exemplo, os sintomas, dados laboratoriais,

curso da doença, dentre outros, fornecendo pistas para a recuperação no contexto

clínico.

O objetivo desse método não é apenas a solução do problema, e sim o

aprendizado a partir do problema apresentado, ou seja, relatar soluções a partir do

problema e o processo utilizado para obtê-los. Como também incluir uma base de

conhecimentos integrada e estruturada em torno de problemas da vida real, além de

aquisição de habilidades de trabalho em grupo, aprendizagem autônoma e atitudes

como cooperação, ética e respeito pela opinião alheia (BARROWS, 2001).

Na sociedade de hoje, a habilidade na resolução de problemas é um requisito

básico dos cidadãos, independente da área de atuação. Seja na vida ou no trabalho,

é necessário entender a noção geral e técnica de resolução de problemas através

de um problema específico de aprendizagem ou um problema prático na vida. A

tendência do desenvolvimento da sociedade se intensifica pela necessidade de

resolução de problemas e de habilidade em assuntos sociais. Somente esse tipo de

ensino pode treinar os alunos a aprenderem de forma cooperativa e independente,

aumentando a capacidade dos alunos de comunicação, adaptando-se à era da

informação atual(PENG, 2010).

Coincidentemente, o PBL satisfaz bem este requisito, por ser centrado no

aluno e fazer uso de problemas reais, permite que os alunos formem grupos e

resolvam problemas de diferentes complexidades. Este processo aumenta a

22

capacidade dos alunos em resolução de problemas e aprimora a construção do

conhecimento e entendimento(PENG, 2010).

À medida que o problema é um componente crítico do processo de

aprendizagem, é essencial que existam bons problemas(HUANG e YANG, 2008). As

características que definem um bom problema, segundos os autores Duch, Groh e

Allen (2001), são:

1. O problema deve interessar e motivar os alunos para que os mesmos

procurem uma compreensão mais profunda dos conceitos que estão

sendo introduzidos;

2. O problema deve ser apropriado para ser dividido em diversos

estágios;

3. O problema deve ser complexo o suficiente para que haja a

cooperação de todos os membros do grupo, para que os mesmos

trabalhem em busca da solução;

4. O problema deve ser aberto;

5. Os objetivos do curso devem ser incorporados aos problemas.

A partir de tais características, um problema pode ser considerado bom, e

trará resultados para a aprendizagem.

O processo de PBL pode ser adotado de várias formas, dependendo da

natureza do domínio e objetivos específicos de cada programa. Não há traços

definidos do PBL, apenas pessoas que trabalham em uma variedade de contextos

com várias abordagens e metodologias diferentes(SAVIN-BADEN, 2000). Apesar de

variações de uso do PBL é necessário um modelo de uso desse método, modelo

esse que teve como base o original da Universidade McMaster, que descreve seis

características fundamentais do PBL(BARROWS, 1996):

1. A aprendizagem é centrada no aluno;

2. A aprendizagem acontece em pequenos grupos de estudantes;

3. Existe a presença de um tutor que é visto como facilitador ou

guia;

4. Os problemas são apresentados logo no início do processo,

antes que tenha ocorrido qualquer preparo ou estudo;

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5. Os problemas encontrados são utilizados como instrumentos

para atingir os conhecimentos e as habilidades de resolução de

problemas;

6. Novas informações são adquiridas através da aprendizagem

autodirigida.

No processo de ensino os professores devem compreender corretamente o

problema com base em método de aprendizagem, que difere do modelo tradicional

de educação, centrada no professor. O PBL direciona o papel da aprendizagem para

os alunos e o papel do professor muda para um único ensinamento, o de orientar,

bem como o de ensinar(PENG, 2010).

Os professores devem se preparar para o curso juntos, compreendendo a

natureza do ensino por meio de problemas, demonstrações ou freqüência de cursos

de outros professores. Após essa preparação, os professores devem melhorar

continuamente as suas qualidades profissionais, de modo a agir qualificadamente

para os múltiplos papéis, como especialistas nas disciplinas, guia no processo de

aprendizagem e aconselhamento de como o aluno deve prosseguir na resolução do

problema. A melhoria na qualidade profissional dos professores e a capacidade

operacional é a chave para garantir a realização bem sucedida da aprendizagem

baseada em problemas. Esse método não só exige uma sólida compreensão do

conhecimento de sua própria disciplina, mas também de disciplinas pertinentes, e

isso requer uma grande flexibilidade de conhecimento, excelente capacidade de

raciocínio lógico, e habilidade de levantar questões e sugerir boas respostas, como

também capacidade de mobilizar o interesse e entusiasmo dos alunos, visto que se

trata de uma metodologia que difere do tradicional(PENG, 2010). Além de ser

implementado na área médica, o PBL também se encaixa em currículos de

graduação, algumas universidades pretendem mudar o plano curricular, explorando

novas maneiras para a participação dos alunos na resolução de problemas da vida

real (SEABERRY, 2002). Esse método é utilizado em mais de 60 escolas médicas

em todo o mundo e também nas escolas de odontologia, farmácia, oftalmologia e

enfermagem (DESLISLE, 1997).

Levando em conta os conceitos e características que foram apresentados,

(WOODS, 1994) definiu algumas características sobre a aprendizagem baseada em

24

problemas, algumas dessas características coincidem com a definição posterior de

Barrows (1996), dentre as quais se destacam:

• PBL é uma das opções educacionais mais interessantes que tem

aparecido nos últimos tempos;

• PBL é um ambiente de aprendizagem que incorpora a maioria dos

princípios que melhoram a aprendizagem, como: cooperação entre os

alunos, feedback por parte dos professores, e adaptações às

preferências de aprendizagem do aluno;

• PBL oferece uma oportunidade de prática, usando habilidades para

resolução de problemas, habilidades em trabalhos de equipe,

aprendizagem autodirigida e possibilidade de autoavaliação por parte

dos alunos.

É importante ressaltar que Woods (1994) deu importância para o feedback

dos professores e as preferências do aluno, características que não foram

consideradas por Barrows (1996), pode-se afirmar que uma definição complementa

a outra. Barrows (1996) redefiniu algumas características de Woods (1994), no

entanto, esse último ressalta a importância de um feedback tanto do professor como

o aluno, com o intuito de avaliar a aplicação do PBL, como também o desempenho

dos alunos nas disciplinas. Todas essas características reforçam que diversas áreas

têm a possibilidade de utilizar o método de PBL, como também, a área da Ciência

da Computação, tema discutido na próxima subseção.

2.1 Problem Based Learning na Ciência da Computação

Estudos mostram que os objetivos esperados pelo ensino superior e

pesquisas sobre o desenvolvimento profissionais de engenheiros convergem da

realidade, ou seja, onde se buscam simultaneamente conhecimentos, habilidades e

atitudes(RIBEIRO e MIZUKAMI, 2004). Os principais objetivos que devem ser

alcançados pelo ensino superior são: capacitação profissional e o estímulo à

aprendizagem, o que facilita a compreensão de conhecimentos gerais,

desenvolvendo assim pensamento crítico e preparação para o exercício profissional.

Esses princípios favorecem a integração da teoria à prática, onde o profissional será

25

capaz de promover habilidades interpessoais e se preparar para o mundo de

trabalho em geral (TYNALA, 1999).

De acordo com estudiosos, é possível listar atributos profissionais que são

esperados por engenheiros, como(RIBEIRO e MIZUKAMI, 2004):

• Conhecimento: possuir conhecimentos em diversas áreas como:

ciência e tecnologia, computação, administração, impactos ambientais e

sociais da tecnologia;

• Habilidades: desenvolver habilidades em projetos, solução de

problemas, facilidade para comunicação e trabalho em equipe, autoavaliação

e avaliação em pares;

• Atitudes: ter ética profissional, responsabilidade com colegas,

iniciativa, flexibilidade, empreendedorismo, motivação para aprendizado

autônomo.

Diante desses atributos, as escolas de engenharia consideram importante ter

um processo de formação integral, no entanto, existe o desafio de promover uma

aquisição de conhecimento crescente, complexo e mutável dentre os profissionais.

Todo esse desafio se aplica desde a formação do profissional até sua entrada no

mercado de trabalho.

Na Computação, encontra-se a dificuldade em se ter bons profissionais na

área da Tecnologia da Informação como, por exemplo, os engenheiros de software.

Alguns métodos de ensino procuram resolver esse desafio, como o PBL, que

oferece aos alunos uma maneira de adquirir conhecimento e desenvolver

habilidades e atitudes esperadas de um profissional. O PBL tem sido principalmente

utilizado como estratégia educacional em disciplinas isoladas ou parte de disciplinas,

como a Engenharia de Software (RIBEIRO e MIZUKAMI, 2004). A educação formal

na Engenharia de Software tem sido lenta impossibilitando muitas vezes de formar

profissionais com tais necessidades. Bach (1997) afirmou que na Engenharia de

Software os assuntos abordados nos livros e nas aulas são “impraticáveis”, ou seja,

a prática fica a desejar, impossibilitando assim o profissional de encarar a realidade,

e só estudar o que está presente na teoria.

Os engenheiros de software enfrentam diversos problemas de adaptar

conceitos, métodos e técnicas para as situações específicas dos problemas de

mercado, em geral influenciada pela variação de escopo, custos e prazos dos

26

projetos de software. As organizações estão promovendo uma forte procura de

maneiras diferentes e inovadoras para desenvolver software com mais flexibilidade e

qualidade. Para a formação dos engenheiros de software as abordagens do PBL

podem ajudar no desenvolvimento dos alunos, promovendo a capacidade para

trabalhar em equipes, solucionar problemas e também incentivar o desenvolvimento

de suas habilidades e atitudes, como trabalho em equipe e habilidades autodirigida

de aprendizagem, cooperação, ética e respeito pelos outros pontos de vista das

pessoas (SANTOS, BATISTA, et al., 2010).

Além dessas dificuldades, autores como Peng (2010), apresentam um

problema nos livros didáticos para a programação. O mesmo afirma que grande

parte dos livros são escritos com foco principal na estrutura lógica do conhecimento.

Sempre começa com a introdução do conceito abstrato e obscuro como, por

exemplo, conceitos de "objeto", "propriedade", "evento" ou "método", não

respeitando assim as regras cognitivas dos alunos.

Na condição de que os alunos não têm muito conhecimento em programação

de computadores, é realmente difícil para os mesmos entenderem tais conceitos,

que podem facilmente diminuir seu entusiasmo para aprender programação. Assim,

os professores são necessários no processo de ensino, para criar uma espécie de

ambiente de aprendizagem na qual os alunos se interessem a aprender. Para

estimular o aprendizado e mudar o processo de aprendizagem, de aceitar

passivamente, é necessário centrar os alunos, organizar aulas com a intenção de

mudar o objetivo de “o que eu quero aprender” para “como eu deveria aprender”

(PENG, 2010).

A idéia fundamental é que o ponto de partida para a aprendizagem seja o

problema que o aluno deseja resolver. Visando assim uma forma de construir e

ministrar cursos utilizando o problema como forma de incentivo e motivação para os

alunos (RICHARDSON e DELANEY, 2009).

Para que o ensino seja eficaz, Huang e Yang (2008) atribuíram alguns fatores

como:

• Entender o background de conhecimento dos alunos: para que sejam

definidos problemas relevantes que irão de fato ajudar os alunos, é

necessário ter um conhecimento prévio do que os alunos aprenderam

durante sua vida acadêmica;

27

• Compreensão profunda das matérias lecionadas pelos professores: o

professor deve conhecer muito bem sobre os conteúdos de ensino, a

fim de lidar com diferentes situações durante o processo de ensino,

visto que os alunos podem fazer qualquer pergunta que pareça

inimaginável, e apresentar soluções diferentes, sendo assim, o

professor deve ser capaz de dar julgamentos corretos, análise e

explicações adequadas para orientar os alunos;

• O professor deve estar ciente da pedagogia PBL: o professor deve ter

conhecimentos sobre a abordagem de ensino PBL;

• O problema PBL deve ser relevante: o problema deve estar de acordo

com o que está sendo ensinado e com os conhecimentos prévios dos

alunos. Se o problema é impróprio, os alunos não poderão impor suas

ideias e possíveis soluções, o que impede a continuidade do processo

de ensino;

• Autoaprendizagem por parte dos alunos: embora os alunos possam ter

uma boa participação em sala de aula, é preciso que o mesmo

aprofunde mais o conteúdo fora da sala de aula, para que esses novos

conhecimentos adquiridos possam se consolidar com os

conhecimentos aprendidos em sala de aula.

Além das características de evolução e eficácia da metodologia, autores como

Huang e Yang (2008) encontraram algumas dificuldades do uso da metodologia para

o ensino da Ciência da Computação, são elas:

• O processo de ensino/aprendizagem é demorado, o que pode resultar

em uma baixa eficiência na aprendizagem;

• É difícil para o professor organizar e controlar o processo de

ensino/aprendizagem quando a quantidade de alunos é elevada;

• Quando organizados em grupos, a capacidade de desenvolvimento

dos alunos pode não ser igual, alguns desempenham um papel

dominante no grupo, enquanto outros estão participando só para ser

mais um.

Apesar de tais dificuldades, é possível listar alguns casos de sucesso da

implementação do PBL em cursos de engenharia, como no curso de Engenharia

28

Elétrica da Universidade de Tecnologia de Delf na Holanda e no curso de

Engenharia de Computação da Universidade de Aalborg na Dinamarca (MICHEL,

CECHINEL e NÓBREGA, 2008). Bem como no curso de Engenharia de

Computação na Universidade Estadual de Feira de Santana eo curso de Mestrado

em Engenharia de Software gerenciado pelo C.E.S.A.R EDU.

Tendo em vista os benefícios do método de PBL, em diferentes áreas do

conhecimento, cabe fazer um estudo mais aprofundado com o objetivo de fornecer

uma ampla visão de pesquisas que vem sendo desenvolvidas na área, bem como

analisar lacunas que possam vir a ser exploradas em pesquisas na área de PBL.

Neste trabalho, utilizou-se a técnica de mapeamento sistemático, a fim de fazer um

levantamento nos principais engenhos de busca sobre artigos que relatem a

utilização de PBL no processo de ensino e aprendizagem em cursos da área de

Computação.

.

29

Capítulo

3 Fundamentação de Mapeamento

Sistemático

Neste capítulo foram apresentados os conceitos necessários para a

fundamentação do Mapeamento Sistemático (MS). Entre os conceitos que foram

explorados estão: definição do MS, diferença entre MS e Revisão Sistemática.

O estudo de Mapeamento Sistemático (MS) é um método projetado para

fornecer uma ampla visão de uma determinada área de pesquisa, que permite

identificar, quantificar e analisar os resultados, estabelecendo evidências sobre um

determinado tema (KITCHENHAM, 2007), (ARKSEY e O’MALLEY, 2005).

Arksey e O’Malley (2005) discutem alguns motivos para se fazer um estudo

de MS, como:

• É útil para conhecer a extensão, alcance e natureza das áreas de

pesquisa, mapeando as áreas de estudo, onde se tem conhecimento

dos materiais que estão disponíveis;

• Identificar a relevância da necessidade de se fazer ou não uma

Revisão Sistemática completa;

• Descrever com mais detalhes os resultados de uma pesquisa em uma

determinada área de estudo, proporcionando assim, uma síntese dos

resultados do MS;

• Identificar lacunas existentes de pesquisa da literatura em uma área de

pesquisa.

30

O MS também pode ser definido como uma pesquisa da literatura, que poderá

identificar quais tipos de estudos que podem ser abordados por uma Revisão

Sistemática, como também indicar o local no qual os mesmos foram publicados, em

que bases de dados foram indexados e quais os tipos de resultados que

apresentaram(PETTICREW e ROBERTS, 2006).

O MS é considerado como um estudo secundário, visto que possibilita uma

visão mais ampla dos estudos primários, tornando-o dependente da realização de

mapeamentos para revelar as evidências da pesquisa (KITCHENHAM, 2007). A

metodologia utilizada para fazer um estudo de MS é apoiada na mesma visão da

metodologia de uma Revisão Sistemática, pois é conduzida de maneira auditável,

rigorosa e transparente (ARKSEY e O'MALLEY, 2005).

A Revisão Sistemática da Literatura também é considerada um estudo

secundário que visa identificar, avaliar e interpretar todas as pesquisas disponíveis

relevantes para uma questão de pesquisa específica, ou área temática, ou

fenômeno de interesse. Como acontece com o Mapeamento de Estudo, a Revisão

Sistemática também depende de estudos primários sobre a pesquisa, no entanto

tais métodos também apresentam diferenças importantes (KITCHENHAM, 2007).

3.1 Diferença entre Mapeamento Sistemático e Revisão Sistemática

A fase de planejamento do MS é semelhante ao da Revisão Sistemática. É

possível listar algumas diferenças entre esses dois métodos:

• Diferenças quanto às questões de pesquisa: de acordo com Kitchenham

(2007) e Petersen, Feldtet AL (2007) no MS as questões de pesquisa

utilizadas para uma área de estudo, são mais amplas e podem ser

classificadas de natureza exploratória e descritiva. A Revisão Sistemática

possui questões de pesquisas mais definidas, focadas em um ponto

específico da área de estudo.

• Diferença quanto à extração de dados: Bayley et al. (2007) afirma que a

extração de dados realizada no MS é mais abrangente, e tem objetivo de

focar na classificação e categorização dos resultados. Na Revisão

Sistemática a extração de dados é mais detalhada e foca na identificação das

melhores práticas e efetividade da área de estudo, também é realizada uma

avaliação de qualidade dos estudos primários.

31

• Diferença quanto à escrita do protocolo: o protocolo resultante do MS é bem

menor, que o da Revisão Sistemática, pois pode ser baseado em três etapas

(BAILEY et al, 2007):

• Identificação da Pesquisa;

• Seleção dos estudos primários (inclusão/exclusão);

• Avaliação da qualidade do estudo (validade).

Kitchenham (2007) discute alguns outros pontos que caracterizam a diferença

de MS e Revisão Sistemática, são eles:

• Os termos de busca do Mapeamento Sistemático são menos focados

no assunto de pesquisa do que os termos da Revisão Sistemática, que

são mais centrados no que está sendo pesquisado. Sendo assim, é

muito provável o retorno de um grande número de estudos para o

Mapeamento Sistemático, evitando a restrição de artigos, como é

considerado na Revisão Sistemática, uma vez que o objetivo do

Mapeamento é uma visão ampla da área e pesquisa como um todo;

• A divulgação dos resultados do Mapeamento Sistemático pode ser

mais limitada do que os resultados de uma Revisão Sistemática.

A partir de tais definições e diferenças, conclui-se que um Mapeamento

Sistemático é mais resumido e simples do que a Revisão Sistemática, e encaixa-se

neste trabalho devido as suas características. Justificou-se o uso de um MS pelo

fato de que este trabalho fornece uma visão ampla do uso de PBL na Ciência da

Computação, identificando, quantificando e analisando os resultados através de

classificação e categorização dos mesmos. As questões de pesquisa utilizadas são

mais amplas, com o objetivo de buscar informações mais gerais sobre PBL e

Ciência da Computação, possibilitando assim a identificação de lacunas existentes

nessa área de estudo.

Os passos iniciais foram relatados na próxima subseção.

32

3.2 Passo a passo do mapeamento sistemático

Os passos iniciais do estudo de MS são geralmente semelhantes aos de uma

Revisão Sistemática, embora a questão de pesquisa do MS seja mais ampla. Esse

mapeamento sistemático foi baseado nos guias de (KITCHENHAM,

2007)e(PETERSEN, FELDT, et al., 2007) que resume as etapas de uma revisão

sistemática em três fases principais: Planejamento do Mapeamento, Condução do

Mapeamento e Apresentação do Mapeamento.

Essas etapas foram resumidamente descritas abaixo.

3.2.1 Planejamento do Mapeamento Sistemático

Durante a fase de planejamento, a primeira tarefa que deve ser executada é o

desenvolvimento do protocolo. O protocolo apresenta o plano detalhado da pesquisa

sistemática, especificando os processos a serem seguidos, como: todas as

condições que serão aplicadas para selecionar os estudos primários, as medidas de

qualidade, dentre outras informações (BRERETON, KITCHENHAM, et al., 2006).

Sendo assim, o plano define de antemão como a pesquisa sistemática deve ser

feita.

Além da elaboração do protocolo, é necessário definir a questão de pesquisa. A

questão de pesquisa faz parte do protocolo e é usada para construir a string da

busca, para as buscas automatizadas. A questão de pesquisa não deve ser alterada

depois da validação do protocolo(BRERETON, KITCHENHAM, et al., 2006).

Mafra e Travassos (2007) apresentam algumas informações que fazem parte

da fase do planejamento, como:

� Os objetivos da pesquisa;

� As questões de pesquisa, bem como as strings de busca;

� Os métodos que serão utilizados na análise dos dados;

� Planejamento das fontes e seleção dos estudos;

� Definição do protocolo.

33

3.2.2 Condução do Mapeamento Sistemático

Para essa segunda fase, é necessário que o protocolo já tenha sido finalizado e

validado adequadamente. A partir do protocolo validado, o MS já está pronto para

seguir os passos dessa segunda fase.

Mafra e Travassos (2007) discutiram cada passo realizado nessa fase.

Primeiramente, é feita a realização das buscas nas fontes que foram definidas na

fase de planejamento. Todo o processo de coleta dos estudos deve ser

documentado e armazenado. Após a coleta dos estudos, deve-se realizar a seleção

dos estudos primários, de acordo com os critérios de inclusão e exclusão pré-

definidos, onde também é realizada a qualidade do estudo, ou seja, só serão

aceitos, os estudos que fazem parte da pesquisa sistemática e que respondem a

questão de pesquisa.

A partir dessa seleção, pode-se realizar a extração dos dados. Devem ser

extraídas as informações que respondem as questões de pesquisa que foi proposta

no início da pesquisa(MAFRA e TRAVASSOS, 2007).

3.2.3 Apresentação do Mapeamento Sistemático

Uma vez que a pesquisa sistemática está concluída e as questões de pesquisa

respondidas, deve-se elaborar um relatório, a partir das informações que foram

armazenadas no protocolo. Todo o resultado do MS deve ser apresentado nesse

relatório, podendo utilizar recursos gráficos para a apresentação do mesmo, como

por exemplo, gráficos e tabelas (BRERETON, KITCHENHAM, et al., 2006).

A partir da fundamentação de Mapeamento Sistemático, foi dado inicio ao

desenvolvimento desse processo, bem como a divisão de cada tarefa referente ao

mapeamento. O próximo capítulo descreve toda a metodologia de desenvolvimento

do mapeamento sistemático do presente estudo.

34

Capítulo

4 Metodologia do processo de

Mapeamento Sistemático

Neste capítulo foram descritos todos os passos referentes ao

desenvolvimento do Mapeamento Sistemático.

4.1 Procedimento do Mapeamento Sistemático

O mapeamento sistemático descrito nesta pesquisa foi conduzido com o

objetivo de reunir informações para fornecer uma maior abordagem dos estudos

sobre o método PBL, possibilitando a compreensão do uso desse método, e novas

estratégias para o ensino da Computação. Nas próximas seções foi discutido o

procedimento realizado para o MS.

Durante esse procedimento foi realizada a concepção de um protocolo, onde

foram descritos o processo e os métodos aplicados na pesquisa. As informações

que fazem parte do protocolo serão apresentadas nas subseções seguintes.

4.1.1 Questões de Pesquisa

Uma das etapas essenciais do Mapeamento Sistemático foi à definição das

questões de pesquisa que conduziram a busca dos documentos relevantes,

permitindo posteriormente a triagem de documentos, keywording de abstracts e

extração dos dados (PETERSEN, FELDT, et al., 2007).

35

Partindo do objetivo para responder a questão central do estudo que é:

“Como se caracteriza a aprendizagem baseada em PBL e qual a sua

contribuição e desafios para o ensino da Computação?”.

Foram elaboradas cinco questões secundárias que tiveram como intuito

auxiliar nas seguintes respostas:

• QS1: Quais as principais características de PBL que foram

encontradas e que apóiam o ensino na Ciência da Computação?

Essa pergunta verificou as principais características que fazem com

que o método PBL apóie o ensino de diversas disciplinas do curso de

computação.

• QS2: Quais os critérios para a aplicação efetiva de PBL na Ciência

da Computação?

Essa pergunta investigou os critérios de efetividade da aplicação da

metodologia PBL no ensino da Ciência da Computação.

• QS2: Como a metodologia PBL é aplicada no ensino da Ciência da

Computação?

Essa pergunta teve como objetivo identificar os indícios de como a

metodologia PBL é aplicada na Computação, ou seja, quais as

características de aplicação de PBL.

• QS4: Quais as vantagens e benefícios de se aplicar PBL na

Computação?

Essa pergunta teve como principal objetivo listar as vantagens e os

benefícios existentes com o uso da metodologia para o ensino da

Computação, como PBL pode ajudar nesse ensino.

• QS5: Quais os principais desafios sobre a aprendizagem em PBL

na Computação?

36

Essa pergunta foca nos desafios de PBL para o ensino de

Computação, visando entender melhor as dificuldades e encontrar

soluções para as mesmas.

A partir dos estudos resultantes desse mapeamento, foi possível responder

todas as questões de pesquisas. O resultado foi apresentado no capítulo 5 de

Desenvolvimento e Resultados.

4.1.2 Estratégia de Busca

De acordo com (KITCHENHAM, 2007), existe uma estratégia utilizada para a

pesquisa dos estudos primários. Esses estudos primários são identificados através

do uso de strings de buscas em bases de dados, ou através de buscas manuais em

conferências ou publicações em journals(PETERSEN, FELDT, et al., 2007). A

estratégia de busca utilizada nesse mapeamento sistemático foi composta pelos

seguintes passos:

• Termos chaves da pesquisa;

• Tradução dos termos;

• Identificação dos sinônimos;

• Construção da string de busca.

Para a construção dos termos chaves da pesquisa foram utilizadas as

palavras-chaves da questão central, sendo as mesmas traduzidas para o inglês, que

é a língua utilizada nas bases de dados onde foram buscados os artigos. Além das

palavras-chaves foram identificados seus respectivos sinônimos baseados na área

de pesquisa, o que facilitou as buscas.

A string de busca foi construída a partir da combinação das palavras-chaves e

sinônimos. Foram utilizados dois operadores, OR (ou) entre os sinônimos e AND (e)

entre as palavras-chaves.

As palavras-chaves e suas respectivas traduções foram:

• Aprendizagem: learning

37

• PBL: ProblemBased Learning

• Contribuição: contribution

• Desafios: challenges

• Ensino: education

• Computação: Computer

Os sinônimos identificados para as palavras-chaves foram:

• Learning: learner, education, educational program, constructivism,

constructivist, instruction;

• Problem Based Learning: PBL, problem based learned;

• Contribution: advantages;

• Challenges: outcome, results;

• Computer: software, computer engineering, information technology,

computer science;

A partir das palavras-chaves e dos sinônimos, foi gerada a string de busca,

como mostra o quadro abaixo:

Quadro 1: String de busca para a questão central de pesquisa

String de Busca

(learning OR learner OR education OR methodology OR approaches OR "educational program" OR constructivism OR constructivist OR instruction) AND "problem based learning" OR PBL OR "problem based learned") AND (contribution OR advantages) AND (challenges OR outcome OR results) AND (computer OR software OR "computer engineering" OR "information technology" OR "computer science")

4.1.3 Fontes de Busca

As pesquisas iniciais dos estudos foram realizadas em bibliotecas digitais.

Tais bibliotecas disponibilizaram os artigos para download, mecanismos de busca

38

através de palavras-chaves e artigos relevantes para o domínio de pesquisa. As

fontes de pesquisas utilizadas foram:

• IEEExplore Digital Library (http://ieeexplore.ieee.org)

• ACM Digital Library (http://portal.acm.org)

• Elsevier Scopus (http://www.scopus.com)

• Elsevier ScienceDirect (http://www.sciencedirect.com)

4.1.4 Seleção dos Estudos

Com o objetivo de melhorar os resultados obtidos das buscas nas bibliotecas

digitais, foi importante criar alguns critérios de inclusão e exclusão, tendo como base

a pergunta de pesquisa definida anteriormente [KITCHENHAM e CHARTERS,

2007].

� Critérios de Inclusão

Foram considerados todos os estudos que encontrados a partir da string de

busca nos engenhos citados acima, desde que o estudo esteja disponível na internet

e satisfaça alguns dos critérios de inclusão abaixo:

• Relevância que o estudo possui em relação à pergunta de pesquisa

proposta;

• Periódicos e artigos completos publicados em revistas, conferências ou

simpósios;

• Estudos que descrevam pesquisas relacionadas ao tema de

metodologia de ensino PBL e Ciências da Computação;

• Estudos que relatem experiências da metodologia favorecendo o

ensino no curso de Ciências da Computação;

• Estudos com acesso disponível na biblioteca online da UFPE.

39

� Critérios de Exclusão

Não foram considerados:

• Estudos não escritos em inglês;

• Estudos publicados em editoriais, prefácios, artigos de resumo,

entrevistas, notícias e revisões;

• Estudos com resultados experimentais, inconsistentes ou com

conteúdo incompleto;

• Estudos que sejam similares (quando dois ou mais artigos apresentam

conteúdos semelhantes, será considerado o estudo mais recente);

• Estudos que não façam parte da área de pesquisa;

• Estudos que não estejam disponíveis para download a partir dos

serviços da UFPE.

4.1.5 Processo de Seleção dos Estudos Primários

A seleção dos estudos foi realizada em quatro etapas:

• Seleção e catalogação dos estudos coletados:

Essa seleção foi feita após a aplicação da string de busca nos engenhos

selecionados. Cada estudo foi catalogado em uma planilha de dados, para análise

posterior. Para cada estudo candidato foram catalogadas as seguintes informações:

o ID (identificador);

o Título;

o Ano;

o Fonte;

o Autor;

o Instituição;

o Resumo (abstract).

• Seleção dos estudos relevantes:

40

De acordo com (KITCHENHAM, 2007), as buscas iniciais retornam um

número muito grande de estudos, muito deles não são relevantes para as perguntas

de pesquisa, ou até mesmo não possuem nenhuma relação com o assunto em

questão. Para evitar estudos irrelevantes no Mapeamento Sistemático, após a

organização dos estudos na planilha, foi necessário submetê-los a um processo

composto por dois filtros, com o objetivo de selecionar os estudos que são mais

relevantes à pergunta de pesquisa. Os filtros são:

o É feita a inclusão e exclusão dos trabalhos, com base na leitura

do título e do resumo (abstract). Se o artigo não apresentar uma

indicação clara do foco do seu estudo através do título e do

abstract, o mesmo será aprovado e encaminhado para o

próximo processo de filtragem para uma melhor análise;

o É feita a inclusão e exclusão dos trabalhos com base na leitura

da introdução e conclusão considerando os critérios definidos

anteriormente, com o objetivo de obter a listagem final dos

estudos primários. Os estudos primários podem ser vistos no

Apêndice A, e os estudos excluídos após a primeira etapa citada

acima, podem ser vistos no Apêndice B.

• Avaliação dos estudos relevantes: Após a etapa de inclusão e exclusão dos estudos, foi feita a avaliação de

cada estudo restante. Nesta etapa os estudos foram separados em 5 (cinco)

categorias, resultantes das questões secundárias. Foi a partir da divisão nas

categorias que os estudos estavam prontos para a extração de informações.

• Extração de informações dos estudos relevantes: Nessa etapa os estudos foram lidos para que fosse realizada a extração dos

dados sobre a utilização do método PBL no curso de Ciências da Computação, bem

como aplicações, benefícios e desafios.

41

• Extração e Análise dos Dados

De acordo com (KITCHENHAM, 2007), esta etapa tem o objetivo de criar

formas para a extração de dados, coletando com precisão as informações obtidas,

respondendo às questões de pesquisa, e avaliando a qualidade de cada estudo.

Após a realização do processo de filtragem, foram considerados 52 estudos

que foram classificados nas categorias. O processo de categorização foi feito em

paralelo ao segundo filtro da seleção (leitura de introdução e conclusão). Se o

estudo fosse aprovado o mesmo seria avaliado com mais detalhes até que fosse

possível categorizá-lo em uma ou mais categorias. A análise dos dados foi feita de

acordo com cada categoria, ou seja, os estudos foram avaliados e categorizados de

acordo com o assunto que é abordado.

As categorias foram elaboradas de acordo com as questões secundárias,

sendo assim, para cada questão secundária existe uma categoria, sendo elas:

• Questão Secundária 1 (QS1):

o Características de PBL;


o Efetividade de PBL para o ensino na Computação.


o Metodologia PBL.


o Vantagens e Benefícios de PBL.


o Desafios identificados.

4.1.6 Síntese dos Dados Coletados

Após a extração e analise dos dados, foi realizada a síntese dos resultados.

Essa síntese foi realizada com os resultados de cada categoria, que foi definida

42

previamente, sendo assim, foi sintetizado cada resultado de acordo com a categoria

que o mesmo se encontra.

Os resultados de cada categoria foram apresentados a partir de recursos

gráficos, com o intuito de mostrar qual a categoria é mais abordada e as

características da mesma.

A síntese dos dados objetivou apresentar os resultados de cada estudo que

foi considerado relevante para o MS, com o intuito de visualizar qual categoria tem

sido mais enfatizada nas pesquisas e qual delas necessita de mais estudo nas

pesquisas futuras.

43

Capítulo 5

Desenvolvimento e Resultados

Neste capítulo, foi apresentado o desenvolvimento e os resultados obtidos do

Mapeamento Sistemático.

O desenvolvimento e o resultado desse MS foi apresentado em quatro partes

distintas, que foram constituídas pelas principais contribuições do estudo. Tais

partes foram classificadas como:

5.1 Análise e Resultados dos Dados: nessa seção foram apresentados os

dados gerais do MS, como: quantidade de trabalhos retornados nas buscas,

processo de seleção dos estudos primários, extração dos dados, dentre outros;

5.2 Análise das Evidências: nessa seção foram apresentadas as evidências,

com foco nos resultados de cada questão secundária que foi definida de acordo com

a questão de pesquisa;

5.3 Discussão dos Resultados Obtidos: nessa seção foi apresentada a

análise dos resultados que foram obtidos, tanto na pesquisa, como na Análise dos

Dados e Análise de Evidências.

5.1 Análise e Resultado dos Dados

A condução do MS foi realizada de acordo com a metodologia do processo

que foi apresentada no capítulo anterior. A string de busca foi formatada de acordo

com as palavras-chaves das questões de pesquisa, e resultou na localização de

2.464 estudos. A quantidade

o Quadro 2:

Quadro 2: Quantidade dos

Engenho de Busca

IEEExplorer

Scopus

Science Direct

ACM

TOTAL

A Figura 1 apresenta

cada engenho de busca.

A partir desses números, iniciou

primários, sendo realizado primeiramente com base na

nos quais foram descartados, no total, 2.4

leitura da introdução e conclusão dos estudos

resultando num total de 52

de estudos aprovados e reprovados para cada engenho de busca nos dois

processos de seleção.

dade de estudo para cada engenho foi distribuída conforme

Quadro 2: Quantidade dos papers retornados

Engenho de Busca Quantidade

IEEExplorer 1.242

Scopus 681

Science Direct 327

ACM 214

TOTAL 2.464

apresenta o gráfico com a porcentagem de estudos retornados por

cada engenho de busca.

Figura 1 Gráfico dos Estudos Retornados

desses números, iniciou-se o processo de seleção dos estudos

, sendo realizado primeiramente com base na leitura do título e abstract

ram descartados, no total, 2.412 estudos. Posteriormente

leitura da introdução e conclusão dos estudos, foram destacados os mais releva

resultando num total de 52 estudos. O Quadro 3 mostra com de


50%

28%

13%

9%

Estudos Retornados

IEEE Explorer

Scopus

Science Direct

ACM

Science Direct

IEEE Explorer

Scopus

ACM

44

distribuída conforme

retornados

porcentagem de estudos retornados por

se o processo de seleção dos estudos

leitura do título e abstract,

osteriormente, com base na

, foram destacados os mais relevantes,

mostra com detalhes a quantidade


IEEE Explorer

Science Direct

45

Quadro 3: Estudos Primários

EstudosPrimários

Fontes

Estudos Retornados

1ª Fase Título e Abstract

2ª Fase Introdução e Conclusão

Excluídos Incluídos

Estudos Relevantes

NãoRelevante

Indisponível

Estudos Primários

IEEE 1.242 69 33 0 36

SCOPUS 681 38 30 12 8

SCIENCE DIRECT

327 3 3 0 0

ACM 214 23 15 0 8

TOTAL 2.464 133 80 12 52

Apesar dos 327 estudos retornado no Science Direct e apenas 214 no ACM,

conforme pode ser observado, o índice de Estudos Primários aprovados no Scopus

foi bem maior que o Science Direct, sendo de 8 (oito) estudos primários, 15%,

enquanto o Science Direct não obteve nenhum estudo primário.O engenho de busca

IEEE obteve 36 estudos classificados, e o Scopus8 (oito). O número de estudos

retornados foi reduzido, em consideração ao número dos Estudos Primários, visto

que foi considerado o processo de seleção apresentado no capítulo anterior.

A partir da leitura da introdução e conclusão dos Estudos Relevantes dos

critérios de inclusão e exclusão, obteve-se o total de 52 Estudos Primários,

disponíveis no Apêndice A. Dos 133 Estudos Relevantes, 80 deles foram

considerados Não Relevantes e 12 estavam indisponíveis para download.

A Figura 2 apresenta o gráfico da representatividade dos estudos primários.

Figura 2 Gráfico da r

Alguns desses estudos

resultando assim em 48

foram repetidos e em quais engenhos de busca isso ocorreu.

ID

SC80

SC386

IE414

IE422

Para a realização

assim, os Estudos Primários

Figura 3 ilustra a evolução da abordagem de

seleção, ao longo dos anos.

Gráfico da representatividade dos Estudos Primários

Alguns desses estudos foram apontados por mais de um engenho

resultando assim em 48 estudos únicos. O Quadro 4 abaixo indica os estudos que

foram repetidos e em quais engenhos de busca isso ocorreu.

Quadro 4: Estudos Repetidos

ENGENHO DE BUSCA

IEEE

SCOPUS

SCIENCE

DIRECT

X X

X X

X

X X

ara a realização da pesquisa, não foi considerada limitação por ano, sendo

assim, os Estudos Primários foram publicados entre os anos de 199

ilustra a evolução da abordagem de PBL, identificada pelo processo de

go dos anos.

69%

16%

15%

Representatividade dos Estudos Primários

IEEE

SCOPUS

ACMIEEE

ACM

SCOPUS

46

epresentatividade dos Estudos Primários

foram apontados por mais de um engenho de busca,

abaixo indica os estudos que

ENGENHO DE BUSCA

DIRECT

ACM

X

limitação por ano, sendo

foram publicados entre os anos de 1997 e 2011. A

, identificada pelo processo de

IEEE

SCOPUS

ACM

47

Figura 3 Gráfico da Representação dos anos

Como pode ser observado, é possível afirmar que as abordagens de PBL, na

área de Ciência da Computação, vêm crescendo desde o ano de 2009, com alta

incidência no ano de 2010.

5.2 Análise das Evidências

Nesta seção foram apresentados os principais resultados de cada questão

secundária de pesquisa, bem como as categorias que a mesma se classifica, as

quais foram definidas anteriormente. Nessa seção, foram apresentados os

resultados para cada questão de pesquisa. Na Seção 5.2.1 encontram-se as

evidências das características de PBL encontradas nos estudos primários para a

aplicação do método de PBL na Ciência da Computação. Na Seção 5.2.2 foram

apresentadas as evidências relacionadas à efetividade da metodologia no processo

de ensino/aprendizagem. Na Seção 5.2.3 foram descritos os critérios referentes à

aplicação da metodologia, ou seja, como a metodologia estava sendo aplicada nas

experiências dos estudos primários. Na Seção 5.2.4 foram apresentados os

benefícios e as vantagens do uso de PBL. Por fim, na Seção 5.2.5 foram

apresentados os desafios identificados durante o processo de ensino/aprendizagem

de PBL. Todas as evidências foram devidamente referenciadas pelos 52 estudos, e

os números das referências foram precedidos por EP (Estudo Primário), como forma

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

48

de deixar claras as referências do mapeamento sistemático. Alguns estudos foram

classificados em mais de uma categoria, como mostrado no Quadro 5.

Quadro 5: Classificação dos Estudos Primários CATEGORIA ESTUDOS PRIMÁRIOS QTDE

CARACTERÍSTICAS

EP_01, EP_03, EP_07, EP_08, EP_09,

EP_11, EP_14, EP_16, EP_18, EP_21,

EP_22, EP_23, EP_24, EP_27, EP_31,

EP_35, EP_37, EP_39, EP_43, EP_46

20

EFETIVIDADE

EP_01, EP_03, EP_08, EP_13, EP_17,

EP_18, EP_26, EP_28, EP_29, EP_31,

EP_34, EP_36, EP_37, EP_38, EP_42,

EP_43, EP_44, EP_45, EP_46, EP_47,

EP_48

21

METODOLOGIA

EP_01, EP_02, EP_03, EP_04, EP_05,

EP_06, EP_07, EP_08, EP_09, EP_10,

EP_11, EP_13, EP_14, EP_15, EP_16,

EP_18, EP_24, EP_25, EP_28, EP_29,

EP_31, EP_32, EP_36, EP_38, EP_39,

EP_40, EP_42, EP_43, EP_45, EP_46

30

VANTAGENS E BENEFÍCIOS

EP_01, EP_02, EP_03, EP_04, EP_06, EP_07, EP_08, EP_09, EP_10, EP_12, EP_16, EP_18, EP_22, EP_24, EP_25, EP_28, EP_29, EP_31, EP_33, EP_35, EP_37, EP_38, EP_39, EP_40, EP_41, EP_42, EP_43, EP_44, EP_45

33

DESAFIOS IDENTIFICADOS

EP_03,EP_07, EP_09, EP_10, EP_11,

EP_12, EP_14, EP_25, EP_28, EP_29,

EP_35, EP_36, EP_37, EP_39, EP_40,

EP_42, EP_43, EP_44, EP_46

19

Os estudos primários foram organizados em uma tabela do Excel, a tabela

encontra-se disponível no Apêndice A.

5.2.1 QS1: Características

Quais as principais características de PBL que foram encontradas que

apóiam o ensino na Ciência da Computação?

49

O objetivo desta questão foi mapear as características do método PBL no

ensino da Computação.

No total, 7 (sete) tópicos diferentes foram explorados pelos estudos primários,

como respostas para a pergunta. Os tópicos foram definidos de acordo com as

características de PBL definidas por Woods (1994) e Barrows (1996), assim foi

possível fazer uma comparação de como os estudos primários abordam tais

características. Em geral, os autores são claros quando afirmam a necessidade de

um problema que inicie o processo, como também que esse problema deve ser real.

As evidências extraídas dos estudos primários estão resumidas na Figura 4.

Figura 4: Tópicos da Categoria 1

As evidências extraídas dos estudos primários estão sumarizadas na Tabela

1 e descritas posteriormente.

Tabela 1: Evidências dos tópicos da Categoria 1

1

5

2

6

2

2

2

0 1 2 3 4 5 6 7

Mudança no papel do aluno

Mudança no papel do professor

Problema inicia o processo

Foco na resolução de problemas

Aprendizagem auto-dirigida

Colaboração entre participantes

Aprendizagem em grupo

Qtde

50

Cada tópico de pesquisa foi brevemente descrito e acompanhado dos

estudos primários que foram relacionados ao tópico, juntamente com as evidências

que mostram a relação.

Mudança no papel do aluno

Nesse tópico foi apresentada a evidência que ressalta o papel do aluno

durante o processo de ensino/aprendizagem do método PBL.

EP_08: Enfatizou que o aluno tem um papel ativo no ensino de

aprendizagem, o que permite uma melhor compreensão dos conceitos.

“1teaching based on problem solving (in which students have an active role

in their learning) allow students to understand better difficult concepts and retain the

knowledge acquired for a long period of time.”

Mudança no papel do professor

É importante apresentar as evidências nas quais os autores enfatizam a

tarefa do professor. Ou seja, para que a metodologia seja aplicada corretamente,

deve-se definir corretamente o papel do professor no processo de

ensino/aprendizagem, que é orientar o aluno no desenvolvimento da resolução do

problema. As evidências mostram como a divisão das tarefas do professor pode

ajudar no processo.

EP_01: Apesar da facilidade existente de se aplicar o método de PBL, o

professor deve ficar atento para outros pontos importantes, como: avaliar bem os

alunos, fazer a escolha de um problema, ter uma boa estratégia para dividir os

grupos, identificar os objetivos, dentre outros listados na evidência abaixo.

“1teachers can implement PBL easily, and the woks that teachers would

undertake include:

• Analyze learners, Identify problem, and Select strategy of students

grouping.

• Identify instructional goals.

• Develop learning resources.

• Design and conduct learning activities.

51

• Design and conduct evaluation of instruction.

• Develop instruments to assess instructional effect.”

EP_16: Mostrou a responsabilidade dos professores no papel de orientador e

facilitador do processo de ensino/aprendizagem

“In PBL, the teachers do not implant the knowledge to the student's brain, but

play the role of guider, helper, resource provider and evaluator. They set up problem

context, tell the students how to collect information, how to identify and analyze the

information, how to ask questions, and evaluate the performance of the student at

last. In the whole process, the students play a subjective role while the teacher plays

a leading role and evaluate the performance of the student at last.”

EP_18: O professor deve utilizar o problema com o intuito de aumentar o

interesse dos alunos e realizar troca de experiências entre eles.

“The educator should use a problem to touch students’ experiences and

interests, and then help them to be actively involved with further learning.”

EP_37: Um dos autores do estudo primário, professor, realizou o papel de

tutor.

“1 the first author served as a tutor for one of the groups, and periodically

visited the other groups, interviewing many students and tutors.”

EP_43: Aprimorou o conhecimento do aluno através de problemas reais, com

a ajuda do professor, como orientador das atividades.

“1enhance the learning experiences of students through the use of real-world

tasks, open-ended problems and student-centered-learning whereby the teacher

functions as a facilitator of the learning process.”

As responsabilidades atribuídas pelos professores é um assunto pouco

discutido pelos estudos primários, igualmente a definição de um problema, o papel

de professor é de grande importância no processo. É necessário definir com clareza

as atividades que serão atribuídas pelo professor, para deixar claro ao aluno, que

grande parte do processo de ensino/aprendizagem será conduzida por ele mesmo,

52

tendo o professor apenas como orientador. No entanto, essa responsabilidade não

se resume apenas na orientação ao aluno, mas também em todo o planejamento do

curso, buscando sempre atingir os objetivos propostos pelo PBL.

Problema inicia o processo

É essencial que o processo de ensino/aprendizagem seja iniciado com a

apresentação do problema. Antes de qualquer contato com o assunto a ser

abordado, o aluno deverá ter conhecimento do problema, e planejar como será os

passos para sua resolução. As evidências mostram os estudos primários que

citaram essa importância.

EP_35: Enfatizou de um modo geral o uso de problemas como um ponto de

partida e estímulo para a aprendizagem.

“PBL is a teaching method that may engage students in authentic learning

activities that use professional problems of practice as the starting point, stimulus,

and focus for learning. (1) PBL promotes student learning based on the need to

solve problems.”

EP_46: Afirmou que o método de ensino/aprendizagem deve ser realizado a

partir de um problema, visando à resolução do mesmo.

“The problem based learning method dictates that the students’ projects must

aim at solving a problem. This approach challenges and engages the students by

inspiring them to set up an objective, which they must accomplish through analysis,

design, implementation, test and reflection.”

Foco na resolução de problemas

O problema irá constituir o caminho do processo de ensino/aprendizagem do

aluno, ou seja, o ponto de partida para o início do desenvolvimento das mais

diversas habilidades que poderão ser adquiridas é importante que o problema seja

claro e bem elaborado.

EP_09: Mesmo com problemas mal definidos, os alunos podem ter bons

resultados no processo de ensino/aprendizagem, no entanto, isso não é considerada

uma boa estratégia.

53

“In PBL students learn by addressing ill-defined and open-ended problems

and reflecting on their experiences, thus developing problem-solving strategies and

building domain knowledge in a self-directed manner.”

EP_11: Considerou PBL como uma abordagem multidisciplinar para a

solução de problemas.

“PBL seeks to incorporate a multidisciplinary approach in the solution of

problems. Students are given a problem, but not constrained on where they may look

for answers.”

EP_14: Deve apresentar um bom problema.

“PBL works particularly well if a good problem is presented.”

EP_27: Dividiu o processo de aprendizagem em 2 (dois) aspectos distintos.

“The problem solving approach focuses on two distinct aspects of this process

- clarifying the nature of the problem and proposing appropriate solutions.

Progression through the learning process is demonstrated by the ability to tackle

increasingly complex problems.”

EP_31: Usou de uma situação com algum problema para orientar e ajudar as

atividades de aprendizagem.

“This approach consists of using a problem situation to guide the learning

activities on a need-to-know basis. The problem situation should be new to the

student, i.e., it must require, for a satisfactory resolution, more information than the

current knowledge can provide. The student is stimulated to search the available

sources of knowledge to acquire the necessary elements to solve the problem.”

EP_39: Visou desenvolver o raciocínio do aluno através de um ambiente

motivador, resolvendo problemas de situações reais.

“The proposed methodology aims to develop student’s algorithmic reasoning

by offering a collaborative and motivating environment where students work on

problems that simulate real world situations. In this environment, students are

encouraged to solve the problems by applying abstract thinking.”

54

Poucos estudos primários levaram em consideração a utilização de bons

problemas, um ponto de extrema relevância que deve ser mais comentado durante a

utilização do método de PBL. O uso de bons problemas também é importante para

que se tenham todos os requisitos necessários para auxiliar o aluno em seus

estudos.

Aprendizagem autodirigida

Autores apresentam como característica a aprendizagem autodirigida durante

o processo de ensino/aprendizagem.

EP_22: Enfatizou no aperfeiçoamento da qualidade do ensino, e a

capacidade de autoaprendizagem dos alunos.

“the author takes the method of problem-based learning and suitably arranges

the course design, which with a good result not only improves the quality of teaching,

but also trains students' ability of self-learning, active exploration and mutual

cooperation.”

EP_23: Incentivou a autoavaliação e autoaprendizagem do aluno

“Students are encouraged to keep up with self-assessment during the learning

process, in order to ensure that they are always in the right path towards meeting the

learning outcomes.”

Colaboração entre participantes

Os alunos podem compartilhar o conhecimento adquirido como também

discutir sobre o processo de resolução dos problemas, esclarecerem dúvidas entre

eles mesmos e também opinar sobre as opiniões dos demais integrantes, para isso

a turma sempre é dividida em grupos.

EP_03: Os alunos trabalharam em grupo

“The design project is structured around a formalized base group which exists

for the duration of the subject. The base groups are selected at random from the

different degree programs and, in general, consist of three members with no two

members from the same degree program.”

55

EP_07: Incentivou os alunos a terem uma maior responsabilidade nos

estudos, como também a aprendizagem colaborativa e cooperativa entre eles.

“Students take responsibility for their own learning as PBL encourages

students to identify their learning needs and determine the resources they will need

to use to accomplish their tasks. PBL also encourages collaborative and cooperative

learning among students and their peers; students play the key role in encouraging

learning in this collaborative setting.”

Aprendizagem em grupo

Os autores apresentaram que a partir da realização de uma boa prática, com

bons resultados, os alunos terão uma maior facilidade para a realização dos

trabalhos em equipe.

EP_21: Apresentou o trabalho em grupo como uma boa oportunidade para a

prática do trabalho em equipe.

“It is clearly an advantage of o PBL curriculum that students have ample

opportunities to practice teamwork skills.”

EP_24: Trabalho em grupo.

“Problem-based learning is one teaching approach that often makes heavy

use of collaborative learning. This approach typically involves students working and

learning in small groups with teachers serving as facilitators”

Os estudos primários que foram apresentados como resposta para essa

questão de pesquisa, possuem uma relação com todas as características citadas por

Barrows (1996) e Woods (1994), onde se pode confirmar que os estudos analisados

seguem os princípios de tais autores.

É necessário que o aluno tenha o problema no início do processo de

ensino/aprendizagem como também é de extrema importância que todo o

conhecimento adquirido seja através da resolução de problemas, possibilitando um

contato maior do aluno com os problemas da realidade.

56

5.2.2 QS2: Efetividade

Quais os critérios para a aplicação efetiva de PBL na Ciência da

Computação?

O objetivo dessa questão foi de pesquisar nos estudos primários quais deles

que apresentaram efetividade na metodologia, ou seja, quais os tópicos que

constituem a efetividade do processo de ensino/aprendizagem. Para responder essa

pergunta, foi necessária a divisão dos estudos primários em 11 (onze) tópicos que

diversificam a efetividade do processo de PBL.

Grande parte desses critérios, 35,7% se resume em um tópico, onde os

autores afirmam que a maior efetividade foi com o uso de outras abordagens, como

por exemplo, aprendizagem colaborativa e desenvolvimento de jogos. Outros

critérios também foram citados como: trabalho em grupo, suporte de ferramentas e-

learning, construção de aplicativos, entre outros. A Figura 5 mostra os tópicos e a

quantidade de estudos primários classificados.




1

2

1

1

1

2

4

3

10

4

1

0 2 4 6 8 10 12

Interações

Suporte de ferramentas de E-Learning

Visão crítica

Melhor ambientação para as aulas

Lições de casa

Desenvolvimento de jogos

Utilização de problemas reais

Trabalho em grupo

Uso de outras abordagens

Construção de aplicativos

Competições

Qtde

57


Interações

Característica pouco comum entre os estudos primários seriam as interações,

as quais dividem os processos de ensino/aprendizagem em níveis.

EP_36: “This study proposes that by bringing the concept into sharper focus,

real insight will be gained into the nature of blended PBL. Interaction in the context of

this study will be explored at three levels: interaction with concepts, tasks and people

(peer learners and tutors).”

Suporte de ferramentas de E-Learning

Alguns estudos primários utilizaram ferramentas E-Learning para apoiar a

metodologia.

EP_08: Justificou o uso de IMS-LD para PBL.

“The teachers involved in this PBL trial have concluded that the IMS-LD

specification is a very useful methodological tool for formalizing the design of the PBL

pedagogical scenario.”

EP_17: Aulas através da internet, eles acreditam que através dessa

tecnologia os alunos se sentem mais incentivados até mesmo para se comunicarem

entre si, possibilitando uma melhor troca de informações e opiniões.

“1 in an internet-based learning environment, it is considerably more efficient

for students to exchange information and opinions in comparison to the traditional

58

classroom-oriented learning environment, which indirectly encourages

communication among students.”

EP_48: Uso da linguagem Co-operative Problem-Based learning Metamodel.

“CPM is a language dedicated to the design of Problem Based Learning (PBL)

models. It is a visual modeling language specializing UML for the design of PBL

upstream to the EML-like languages. (1)The CPM (Co-operative Problem-Based

learning Metamodel) language provides a rich graphical formalism to

designers/authors of PBL situations; It covers the instructional design process from

initial requirements (and didactical choices) to the detailed design step.”

Visão crítica

Apesar de toda a avaliação feita pelos professores para comprovarem a

eficácia da metodologia, e os resultados propostos pelos alunos, autores destacam a

importância do aluno nesse processo avaliativo. Durante o processo de resolução de

problemas, o aluno também ficará apto a criticar e opinar sobre soluções

apresentadas por outros alunos.

EP_18: “MALESAbrain encourages learners to judge or critically evaluate the

solutions posted by others before exploring further knowledge-content.”

Melhor ambientação para as aulas

Além de todas as características, como utilização de problemas reais,

aprendizagem autodirigida, colaboração entre participantes, também foi foco dos

autores o ambiente das aulas, a metodologia deve oferecer um ambiente mais

dinâmico para os alunos, por se tratar de uma metodologia focada na prática e no

trabalho em grupo.

EP_13: “Since the network Problem-Based Learning is the conformity

between computer network and Problem-Based Learning, it gives students a learning

environment which is moving, opening, and exchanging. Problem-Based Learning

can really achieve the goal of independent research, cooperative learning and

personal learning by Internet.”

59

Lições de casa

Apesar de se tratar de uma metodologia que foca bastante na prática, autores

afirmaram que além da prática é necessário que os alunos tenham lições de casa,

para que possam consolidar a teoria com a prática que foi aprendida em sala de

aula e aprofundar ainda mais o conhecimento.

EP_28: “Although students enjoy good participation in a successful PBL

classroom teaching, and can have more deep understand of the design patterns

learned than traditional teaching approaches, it is also necessary to leave homework,

especially experimental projects to students to consolidate their knowledge learned in

classroom.”

Desenvolvimento de jogos

Autores demonstraram que em projetos de desenvolvimento de jogos, os

alunos desenvolveram melhor, visto que a maioria deles trabalhou com assuntos no

quais são especialistas e tinham maior conhecimento, e até mesmo maior incentivo,

conforme descrito nas evidências dos estudos primários.

EP_29: Os alunos desenvolveram projetos nos quais eles têm um bom nível

de entendimento.

“In a game development project, students can develop their own requirements

for a domain in which they are experts.”

EP_46: Os alunos tiveram um maior incentivo com desafios nas áreas de

entretenimento.

“The paper is motivated by a strong belief that not only is game development

through problem based learning a powerful method to engage students in many

fields of computer science, it has also shown to engage and challenge students to

search for innovative solutions at the boundary between the known and unexplored

areas in several fields of interactive entertainment.”

Os jogos incentivam aqueles alunos que possuem determinados

conhecimentos e que gostam de utilizar tal tecnologia. Um aluno teve a infância

voltada para os mais diversos jogos eletrônicos, e que vivenciaram toda a evolução

60

tecnológica dos mesmos, sentem-se incentivados para desenvolver jogos, o que

auxilia o método PBL na área de desenvolvimento.

Utilização de problemas reais

Além do conceito de bons problemas, alguns autores também comentaram a

utilização de problemas reais, ou seja, quanto mais próximo da realidade, ou até

mesmo se for real o problema, mais realista será o processo de resolução do

problema, e mais próximo da realidade estarão os alunos. O que torna a

aprendizagem mais eficaz, e o aumenta o incentivo do aluno, por se tratar da

realidade. As evidências mostram os bons resultados do processo de

ensino/aprendizagem a partir da utilização de problemas reais.

EP_01: Enfatizou que se os alunos tiverem um bom problema, voltado para a

realidade, eles serão mais estimulados a resolvê-lo.

“It provides the opportunity to create engaging and stimulating student-

centered learning activities. If students are given an authentic problem that is

challenging and real, they will be motivated to learn and to enjoy the learning process

immensely.”

EP_43: Apresentou características de um bom problema, ou seja, problema

voltado para a realidade.

“The cases are written in close consultation with industry practitioners to

ensure that they resemble, as realistically as possible, the real-world business

problems.”

EP_44: Classificou a utilização de bons problemas como sendo uma

estratégia de PBL.

“Specific instructional strategies used in PBL—namely the use of authentic

problems of practice, collaboration, and reflection—are presented as the catalyst for

students’ improved self-efficacy.”

EP_45: Apresentou bons resultados a partir do desenvolvimento de um

software real, onde foram utilizados problemas reais.

61

“The objective and subjective measurement results obtained from the

application of the yPBL methodologies have been highly motivating. Indeed,

instructors and students consider as very positive the gained experience from

working in a real software project.”

A principal característica de um bom problema, é que o mesmo seja voltado

para a realidade. Os estudos primários mostraram que quanto mais realista for o

problema, maior o incentivo dos alunos de resolvê-lo. Eles se sentem úteis

resolvendo problemas o mais próximo o possível da realidade, o que os deixa mais

perto dos projetos que são desenvolvidos em empresas de tecnologia.

Trabalho em grupo

Uma das principais características do processo de ensino/aprendizagem do

método PBL é o trabalho em grupo. A turma se divide em diversos grupos que irão

trabalhar na busca da solução do problema. A quantidade de integrantes de cada

grupo, e qual o problema a ser solucionado fica a critério do professor. As evidências

abaixo descrevem como cada estudo primário abordou essa característica.

EP_01: Trabalho em grupo para auxiliar no processo de resolução de

problema.

“The system involves learners working in collaborative groups to explore the

solutions to open ended and ill-defined problems related to the course content.”

EP_34: Tem como critério grupos de 5 a 6 alunos, todos com características

acadêmicas diferentes.

“The team includes a group of people (about 5-6 people) that work together to

learn or work on a subject or project. They have different backgrounds, such as

academic disciplines, skills and expertise, and working experiences.”

EP_43: Enfatizou na efetividade da divisão dos grupos.

“Moreover, students are generally expected to work collaboratively in small

teams over an extended period of time during which they are encouraged to acquire

additional information beyond their existing knowledge from multiple external sources

to aid in problem-solving.”

62

De acordo com o que foram apresentados nas evidências, os critérios de

divisão dos grupos são realizados a partir do professor. Não existe nenhum

procedimento obrigatório de divisão de grupos, a divisão depende muito da disciplina

e da quantidade de alunos matriculados nas disciplinas e principalmente do

professor.

Uso de outras abordagens

Autores também apresentaram situações nas quais foram utilizadas outras

abordagens e/ou metodologias em conjunto com a metodologia PBL, visando

sempre um melhor resultado. As evidências apresentam cada abordagem de acordo

com o estudo primário relacionado.

EP_01: Descreveu o método PBL juntamente com o método de Brunner.

“This article described o PBL mode under the guidance of instruction system

design, constructivism learning theory, Brunner's discovery method and PBL

pedagogy.”

EP_03: Autores afirmaram e ressaltaram a aprendizagem colaborativa, e

outros exemplificaram características de efetividade a partir da combinação do

método PBL com a aprendizagem colaborativa.

“Combining PBL with cooperative learning, provides a mechanism for students

to maximize their own and other group members’ learning by working in teams to

accomplish a common task or goal.”

EP_24: Também faz uma abordagem de product-based learning.

“We present product-based learning as an extension of collaborative problem-

based learning by focusing on the design and development of a product as a solution

to a proposed problem.”

EP_26: Apresentou bons resultados do uso de aprendizagem colaborativa em

cursos de nível superior.

“Collaborative learning has been evidenced as effective in promoting students'

higher-level cognitive skills. Srinivas summarizes 44 benefits of collaborative

learning. Lehtinen et al. provide a review of Computer Supported Collaborative

Learning.”

63

EP_31: Fez uso do método Facilitator-Supported Online.

“1 the FSO method is a Student-Centric pedagogical approach taken to its

extremes, where in-class time is reduced to the minimum needed and teacher

support is increased, as well as the confidence of the student in this teacher/student

relationship. (1)In the FSO method, before each class a new problem is proposed,

consisting of several interconnected tasks that need to be performed and formatted

as a report and which need to be delivered by the students before a deadline.”

EP_38: Apresentou um resultado significante de aprendizagem colaborativa,

primeiramente em disciplinas de cálculo e posteriormente para ciências da

computação.

“Collaborative learning and problem-based learning are two approaches to

pedagogy that have been used in many academic disciplines. Treisman was

successful in creating a learning environment in first-year calculus that combines

both of these approaches. His model has been replicated in many science and

engineering programs, but few computer science programs have adopted it.”

EP_40: Mistura de dois métodos o PBL e o project-based learning.

“1 we have to apply a modification in the methodology in order to make it

adequately to our purposes. The so called method, Mixed- Project-Based Learning

methodology, is based in an adequate time-schedule cross-problem solution where

the time variable introduces a new axe that makes possible to achieve the specified

learning objectives.”

EP_46: Apresentação de estudos de caso com o uso de PBL.

“This paper attempts to exemplify the benefits of PBL through case studies

and the following three cases will describe how students at Medialogy are being

engaged through the use of PBL in their bachelor project to design innovative

entertaining games and applications.”

64

EP_47: Uso de tutoriais.

“Work in tutorials is also viewed as an opportunity to learn about group

processes and group dynamics, which could be of special interest to most

professional programmers.”

As diferentes abordagens auxiliaram no processo de ensino/aprendizagem

muitas vezes para deixar o ambiente de ensino mais dinâmico, e mais parecido com

a realidade, incentivando os alunos a se dedicarem à resolução de problemas,

adquirindo diversas habilidades.

Construção de aplicativos

Além de o método ser aplicado em diversas disciplinas, com o objetivo de

melhorar o aprendizado, a mesma também pode ser utilizada para o

desenvolvimento de software e construção de aplicativos. Muitas vezes o problema

dado resulta na construção de algum aplicativo, o que estimula ainda mais os alunos

a utilizarem tal abordagem. As evidências os estudos primários que fazem uso

dessa aplicação.

EP_13: Construção de plataforma com J2EE.

“The article describes the process of building up Problem-Based Learning

platform based on J2EE.”

EP_36: Projeto para um curso on-line.

“The focus of the PBL approach was for each group of multidisciplinary

participants to design an online or blended course of their own choosing. This

problem they were to solve included stages of problem identification, deconstruction,

seeking and using knowledge and experience, understanding, thinking, choosing a

strategy, acting and then critically evaluating and reflecting on the action.”

EP_37: Relatou experiências em projetos de engenhos de buscas paro PBL.

“In this paper we report on experiences in the use of web search engine

projects to drive problem-based learning in computer science courses. (1) students

can build search engine components, and even entire search engines, in the context

of problem-based learning in introductory and intermediate computer science

courses.”

65

EP_44: Enfatizou em estudantes que trabalharam com desenvolvimento de

algum software.

“I examined how student self-efficacy, as it relates to being software

development professionals, changed while involved in o PBL environment.”

Os estudos primários apresentaram exemplos que envolviam o

desenvolvimento de alguma ferramenta, algumas delas com ênfase no ensino de

PBL, ou seja, ferramentas que de certa forma apóia o ensino de PBL.

Competições

As competições incentivaram os alunos a praticarem mais, desafiando-os em

diversas competições, apresentando uma maior efetividade no processo de

ensino/aprendizagem Esse tipo de prática estimula os alunos a procurarem fazer um

trabalhar melhor, sendo assim o esforço e dedicação são maiores.

EP_42: “1 develop a National RoboCode Competition both authors saw

potential benefits to enhance their PBL initiative and add an interesting challenge for

their students. The competition was aimed at first year programming students,

allowing them to demonstrate their programming abilities, advance their knowledge

and have some fun.”

5.2.3 QS3: Metodologia PBL

Como a metodologia PBL é aplicada no ensino da Ciência da Computação?

Para responder essa pergunta, foram listados os principais critérios de como

a metodologia é aplicada. Os critérios listados foram 5 (cinco) que dividem bem as

aplicações de PBL.É importante mostrar como a metodologia funciona e quais os

resultados positivos. Entre os critérios citados, a parte de conteúdo foi a mais

discutida, com 34,4% dos estudos primários, no qual foram citadas as disciplinas

nas quais a metodologia PBL foi utilizada. Outro critério importante foi o de

ambiente, com 21,3% dos estudos, onde foram discutidos os mais diversos

ambientes que auxiliam o ensino baseado em PBL. A Figura 6 apresenta os 13

tópicos e a quantidade de estudos primários classificados entre eles.

66





Problema

Como PBL é uma metodologia que está focada na resolução de problemas,

esse critério tem como objetivo apresentar os estudos primários que evidenciem

como o problema deve ser apresentado, ou como o problema irá ajudar no processo

de ensino/aprendizagem com o método de PBL. Os estudos primários mostraram 2

(duas) evidências, nas quais, o problema é um tipo de incentivo para o aluno, pois é

visto como um desafio, e por ser voltado para a realidade, o aluno terá uma visão de

um mercado de trabalho, de um problema real. Na evidência seguinte, foram

esclarecidas as características que devem compor um problema, como por exemplo:

apresentar claramente os objetivos do problema, como também despertar o

4

10

1

16

13

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Problema

Ambiente

Papel do aluno/professor

Conteúdo

Processo

Qtde

67

interesse do aluno, e que permita várias formas de soluções. Um problema bem

formulado é o primeiro passo para que o aluno mostre interesse, e principalmente

quando se trata de problemas reais, e atuais.

EP_04: Incentivo ao aluno mostrando que o aprendizado será a partir da

resolução de um problema.

“This approach emphasizes the student’s active learning-based, students will

learn the task or problem with the task design, to encourage self-exploration,

controversy, stimulate and support the learner's level of thinking.”

EP_06: O problema deve ser interessante, com objetivos claros e que

possibilite diversas formas de diferentes de soluções.

“1 it must: be relevant and interesting for students, have clear objectives and

stages, be complex in the sense of having different solutions, be an interdisciplinary

project and present situations close to the professional world.”

EP_45: Uso de games

“The objectives of games have through recent years however gone from being

purely for entertainment to more serious purposes. Games and other forms of

interactive entertainment are today accepted as a serious element in teaching in all

levels of education. Simulations save thousands of lives, and improve the quality of

living for millions. It is therefore important to educate the future game-designers so

they can develop games that fulfill a number of specific real-life problem oriented

goals. This requires a strong ability to solve problems and discover innovative

solutions.”

EP_46: Enfatizou no desenvolvimento de jogos utilizado como problemas.

“1 we are utilizing the Problem Based Learning method to encourage

students to solve game design problems by pushing the boundaries and designing

innovative games.”

Ambiente

O ambiente também é um fator essencial para a aplicação do método PBL,

pelo fato de que deve simular a realidade, deve deixar o aluno mais próximo

68

possível de um trabalho real, no qual ele possa interagir com os outros grupos, e até

mesmo ter contato com o cliente, dependendo do problema apresentado. Esse

tópico relatou as evidências que apresentam como deve ser o ambiente, e se houve

o auxilio de ferramentas, ou tecnologias, como foi feita essa ligação com o método

PBL. Das 15 (quinze) evidências encontradas, para esse tópico, 6 (seis) focaram no

uso de diversas tecnologias e ferramentas para auxiliar na interatividade do

ambiente. Também foi ressaltada a implantação de uma Fábrica de Software, aonde

os alunos vivenciam o dia-a-dia de trabalho nas empresas de TI. Também foi citado

o uso do método PBL com outras metodologias.

EP_05: Apresentou uma plataforma que faz uso da tecnologia de

Processadores de Sinais Digitais.

“The platform of E-Education realizes the functions of transferring and

controlling the teacher's lecture notes, multimedia courseware, multichannel real time

speech&video acquisition and processing by using the VGA technology. (1) The

research designs a foundational training platform for E-education which is based on

embedded recording and broadcasting system. The platform adopts VGA card for

collecting and encoding signals with the DSP technology.”

EP_08: Proporcionou melhores ambientes de ensino, oferecendo aos alunos

diversas formas de adquirir conhecimento.

“Information and Communications Technologies (ICTs) can be very useful for

supporting PBL trials by providing a richer learning environment, offering students

alternative ways of gaining knowledge and information, enabling more accurate

assessment, and individualizing practice, feedback and reflection.”

EP_09: Plataforma de Virtual Words.

“The aim of our work is to explore meaningful ways to set up and facilitate

collaborative PBL activities in VWs and to evaluate their suitability and effectiveness

as a learning platform. We set up an educational environment on top of an existing

VW platform, built a number of supporting tools for collaboration and prototyping, and

designed a complete activity based on the principles of PBL.”

69

EP_10: Fábrica de Software.

“The software factory model used by the proposed methodology aims at the

standardization of good practices, in order to gradually improve tools and techniques

and to establish appropriate control through metrics definition and evaluation.”(j)“1

the methodology proposes the use of software factory as the appropriate

environment to implement the practice for software engineering students. (1) the

methodology provides an environment based on Software Factory in which the

students are immersed in practical software development projects taken from real

clients, supported by processes, roles and metrics to control the results achieved.”

EP_14: Ambiente interativo, voltado para a realidade que desperta no aluno

um maior interesse para a resolução de problemas reais possibilitando que os

mesmos adquiram diversas habilidades.

“Student learning changed and student knowledge increased as a result of

implementing PBL. The students were now part of a more interactive environment,

particularly at meetings, where they disseminated new knowledge learned. This gave

them a real sense of solving a problem, even knowing that they 1. “have put in more

work”. Students themselves recognize this: Personally, I believe that I have learnt

more through PBL in the first 8 weeks than I would have in a standard classroom

environment.”

EP_18: A ferramenta MALESAbrain permite que o professor faça uma

apresentação prévia do processo de ensino/aprendizagem, a partir disso a

ferramenta passa a apoiar o aluno com as soluções propostas por eles.

“The educator needs only to give a learning domain and a few beginning

questions (even beginning questions are not compulsory) to the system before the

learning discussion starts. The system then asks learners to judge (or criticize)

other’s proposed solutions.”

EP_31: Uso de computadores portáteis, tablet, smartphones.

“The PBL team is equipped with mobile computing devices with networking

capabilities, such as Pocket PCs, Tablet PCs, Laptop PCs and Smart Phones, to

support their activities.”

70

EP_32: Utilizou a linguagem The Specification Oriented Language in Visual

Environment for Instruction Translation.

“The Specification Oriented Language in Visual Environment for Instruction

Translation (SOLVEIT) is an environment that provides tools to support the process

of problem solving. (1) The "new assumptions" about teaching and learning and

programming that articulated by Grabinger are addressed by the SOLVEIT comprise

it: problem formulation, planning, design, translation, testing and delivery of the

problem's solution.”

EP_36: Apresentou o uso de mídias interativas como apoio para o método de

PBL.

“The combined use of interactive media and problem-based learning is

complicated, since on their own each demand that staff and students possess a

complex array of different teaching and learning capabilities. Together they can be

seen as a formidable combination and this study has shown that they are

approaches to learning that are complementary rather than collide.”

EP_39: Uso de tablet.

“1 the use of tablet PCs plays an important role. The use of digital ink in the

classroom not only stimulates interest because it represents state-of-the-art

technology, but also because it allows for different types of expression that include,

but are not limited to, diagrams, sketches, free-hand drawings, and mathematical

formulas.”

Esse tópico apresentou diversas ferramentas, tecnologias e métodos que

fizeram parte dos ambientes citados nos estudos primários, tornando o ambiente

mais interativo, com opções diferenciadas de estudo para os alunos, como por

exemplo, o uso de tablets. É importante ressaltar que os estudos apresentaram

ferramentas e tecnologias distintas, o que mostra que a inexistência de centralização

de uma única ferramenta ou tecnologia. Tais ferramentas fazem uso de fóruns de

discussão o que ajuda o aluno a manter sempre uma discussão em aberto sobre um

determinado assunto, ou então criticar e comentar algum assunto. Outra

característica dessas ferramentas é auxiliar o professor com a organização e

melhoria das aulas.

71

Alguns autores definiram o uso de Fábrica de Software como um bom

ambiente onde a idéia é transformar a Fábrica em uma empresa fictícia na qual os

alunos fazem parte tomando decisões e implementando o que foi requisitado.

Papel do aluno/professor

O professor geralmente faz o papel do tutor, que tem a tarefa de acompanhar

os grupos, retirar dúvidas e comentar sobre o desenvolvimento da solução do

problema. Algumas vezes ele também faz parte do grupo juntamente com os alunos,

onde também estará buscando pela solução do problema, deixando que os alunos

assumam o controle da aprendizagem, no entanto, o professor ainda continua sendo

a pessoa de maior responsabilidade. A evidência mostrou como o professor deve se

comportar no processo de ensino/aprendizagem.

EP_24: O professor é um membro ativo na equipe, no entanto os alunos que

devem assumir o controle da aprendizagem.

“In this approach, the instructor becomes an active member of the project

team, working with the students to achieve the product vision. Through this method,

students take control of their own learning while working together towards group

success.”

Conteúdo

O critério Conteúdo buscou nos estudos primários as evidências que

apresentaram como o método PBL foi utilizado para disseminar o conteúdo de

disciplinas, sendo assim grande parte das evidências foram voltadas para a

aplicação de PBL em alguma disciplina da área de Ciência da Computação. Como

pode ser visto na Tabela 4, a disciplina que teve mais destaque foi Engenharia de

Software, com 20% dos estudos que se encaixaram nesse tópico, algumas não

foram apresentadas pelos autores, os mesmos só citaram que utilizavam a

metodologia para disciplinas, sem especificar qual seria a disciplina. Muitas vezes a

metodologia é aplicada pura, outras vezes fazem uso de diversas abordagens. Nas

evidências abaixo pode ser visto como é feita a aplicação da metodologia em cada

disciplina.

Tabela 4: Estudos primários e disciplinas

72

Disciplinas Estudo Primário Qtde - %

Engenharia de Software EP_01, EP_10, EP_45 3 - 20%

Robótica EP_02 1 - 6%

Sistemas Embarcados EP_03 1 - 6%

Sistema de Informação de Gestão EP_04 1 - 6%

Não apresentada EP_06, EP_08, EP_15 3 - 20%

Interação Humano-Computador EP_07 1 - 7%

Qualidade de Software EP_14 1 - 7%

Programação EP_16 1 - 7%

Sistemas Operacionais EP_25 1 - 7%

Padrões de Projeto EP_28 1 - 7%

Sistemas Digitais EP_40 1 - 7%

EP_01: Utilização do método na disciplina de Engenharia de Software.

“Software engineering course was taken as the example to illustrate the

implementation of the PBL model.”

EP_02: Enfatizou o ensino de disciplinas de Robótica.

“Topics are introduced in a way such that students are confident with what

computer studies imply despite the use of the robot. Robotics is only the “toy” for

motivating the beginner students on the subject.”

EP_03: Utilização em disciplinas de Sistemas Embarcados.

“The embedded systems design course has two major objectives: first, that

each group produce a working design; and secondly, that each group member is

proficient in all aspects of the design process.”

EP_04: Utilização em cursos de Sistema de Informação de Gestão.

“This paper presents new theoretical PBL model for MIS Course Design and

research. Our interest in exploring the potential of PBL in preparing managers rests

on cognitive, motivational and functional grounds.”

EP_06: Enfatizou a utilização de PBL em 3 cursos diferentes, no entanto não

apresentou nenhuma disciplina.

73

“Among the different experiences carried out at the Teruel Polytechnic School

of Engineering, we present those carried out in Computer Science Engineering. The

experiment was fulfilled as a multidisciplinary project that included three courses:

‘Strategies and Information Systems’, ‘Electronic Commerce’ and ‘User Interfaces’.”

EP_07: Utilização do método na disciplina Interação Humano-Computador.

“The objective is to conduct a research which is the best assessment

technique for HCI subject.”

EP_08: Enfatizou a utilização de PBL no curso de Engenharia da

Computação, mas não apresentou nenhuma disciplina.

“This paper presents o PBL trial applied to a course in a computer engineering

degree at the University of Seville, Spain.”

EP_10: Utilização do método na disciplina de Engenharia de Software.

“1 this article is to propose an innovative pedagogical methodology based on

PBL (Problem Based Learning) to improve the learning effectiveness in software

engineering1”

EP_13: Focou no desenvolvimento de uma plataforma que apoiou o ensino

de PBL.

“The article explained the basic process about building a Problem-Based

Learning platform which based on JSP and Javabean technology according to

J2EE.”

EP_14: Utilização do método na disciplina Qualidade de Software.

“PBL was implemented in the Software Engineering Quality module within the

M.Sc. in Software Engineering at the University of Limerick.”

EP_15: Enfatizou a utilização de PBL em outros cursos da área de

Computação, mas não apresentou nenhuma disciplina.

“The Framework is based on perception of 78 students and 8 Lecturers and 3

Administrators in a computing science program, Information Technology

74

management Program and software engineering program in Sooreh Applied and

Scientific University in Iran.”

EP_16: Utilização de PBL em disciplina de programação.

“In order to verify the effect of PBL in online teaching, we have done

experiment on the course of "Object-Oriented Programming With Java" in last 3

years: we recorded the performance, feeling of students and outcome of study; by

making comparison, we analyzed and summarized the strategy for guidance,

improved the strategies and teacher's ability in guiding students.”

EP_25: Usou o método de PBL na disciplina de Sistemas Operacionais.

“1 we try to apply problem- based learning (for short PBL) to teach Operating

Systems curriculum which is one of the core curriculums for computer science and

technology specialty, network engineering specialty and information security

specialty.”

EP_28: Usou o método de PBL na disciplina de Padrões de Projeto.

“This paper concentrates on the discussion of the teaching strategy for

software design patterns subject. We adopt problem-based learning (PBL) teaching

strategy with a variation in our teaching process.”

EP_40: Usou o método de PBL na disciplina de Sistemas Digitais.

“This paper resumes the scheduled objectives and the results obtained using

the Mixed-Project-Based Learning methodology in a third year Digital Systems

Design course in Computer Science / Electrical Bachelor Engineering studies.”

EP_45: Utilização de PBL em disciplina de Engenharia de Software.

“This paper proposes a new learning methodology, based on the well-known

PBL method and adapted to software engineering processes. This methodology

called yPBL is aimed at being applied to develop software engineering courses within

the context of real software projects. yPBL is defined as a mapping between the roles

and phases considered in PBL methods into the roles, iterations and phases

considered in the "y" process.”

75

Diversas disciplinas foram apresentadas como conteúdo nesse tópico, no

entanto o maior destaque foi para a disciplina de Engenharia de Software, o que

ressalta a importância de ser ter um método bem planejado para o ensino dessa

disciplina, e no qual o PBL se encaixaria muito bem, devido a sua prática. Devido a

esse grande número de aplicação na Engenharia de Software também foi possível

afirmar que existe alguma deficiência no ensino dessa disciplina, e assim foram

apresentadas diversas maneiras de como ministrar o conteúdo, sempre focado em

PBL, e na melhoria do ensino. Alguns estudos primários apenas citaram a utilização

de PBL em cursos, sem apresentar uma disciplina específica.

Processo

Esse critério visou apresentar evidências sobre o processo do método PBL,

como por exemplo, as etapas e formas de avaliação que foram utilizadas, não só a

avaliação do aluno, mas também como o aluno avaliou o método de ensino, como

foram planejados o processo de avaliação e a aplicação método. Também foram

realizadas avaliações para medir o conhecimento do aluno e ver em qual grupo o

mesmo se encaixaria, e também com foi realizada a divisão dos grupos nas salas de

aula.

As evidências apresentaram critérios para a avaliação durante o processo de

ensino/aprendizagem. Vale ressaltar que tais critérios diferem de acordo com cada

disciplina e professor. Não existiu nenhum padrão de avaliação, cada professor

trabalha de acordo com sua necessidade.

EP_03: A avaliação foi realizada com a ajuda de um feedback do aluno sobre

a utilização do método PBL.

“Student feedback is used extensively to evaluate the performance of both the

teaching staff and the subject. These student evaluations consist of both formalized

university-wide evaluations (JCET) and informal evaluations conducted solely for this

subject by teaching staff associated with the subject.

EP_09: Alguns autores deixaram claro como será o processo de

ensino/aprendizagem da metodologia, definindo assim o passo a passo das tarefas

a serem executadas.

76

“For our study in the area of user interface design we have identified the

following tasks in group-based PBL activities:

• In the early stages, students discuss about the problem, write down facts and

reveal aspects for which further knowledge may be required.

• Then, they assign roles to group members, search for and share resources,

and formulate, present and explain their ideas.

• Finally, they collaboratively assemble a final solution, refine it and present it

to the class to be further evaluated.”

EP_10: Apresentou duas perguntas feitas aos alunos, que teve respostas

satisfatórias.

“In the beginning of the course, students present some resistance to the

course rhythm. Therefore, in the end of the second month, they were suited to the

rhythm, guided by the project velocity. We extracted from the satisfaction students

points of view, the evaluation of the course. The results showed 100% of affirmative

responses to the two questions: (i) “Does the MCSE (course) provide improvements

in your professional performance?” and (ii) “Would you advise someone to study in

MCSE?”.”

EP_11: Enfatizou que a avaliação deve ser uma continuidade do processo de

ensino/aprendizagem, e não ser a ruptura desse processo.

“The learning principle emphasizes that assessments should continue the

learning process and not be viewed as a disjoint activity. Too often there is a

complete break in activities where teaching ends and then there is an assessment.”

EP_14: Relatou mudanças na organização da sala de aula, e na divisão de

grupos.

“PBL’s introduction led to changes in class organization. Although the classes

continued with the two-hour lecture format, the lecturer split the students into groups

of four. Given the international make-up of the class, each team had at least 2 Asian

student members.”

EP_25: Avaliação de nível de conhecimento do aluno, para que a divisão dos

grupos seja realizada de acordo com o nível de cada um.

77

“The students are divided into levels, the identifying, relatively speaking, errors

correcting and problem solving ability of higher levels of knowledge of students is

stronger. These students often have strong interest in the process of resolving the

problem, therefore the performance of such students in the process of PBL are more

prominent.”

EP_28: Modificação do modo como o qual a metodologia será aplicada, para

que o método PBL se encaixe perfeitamente à disciplina.

“1 we make a few modification of PBL in adopting it in the teaching process

of software design patterns subject. We made a little variation to improve the learning

efficiency, that is giving the students a learning problem and at the same time telling

them the goals to achieve, and giving them some instructions of the design principle.

(1) a good PBL problem should be moderate sized, be adjacent to

students’ knowledge background, they are capable to give a solution (may not be

good enough) within about 30 minutes to ensure a completion of o PBL lesson within

2 class hours.”

EP_29: Uso de pré-requisitos para que os grupos fossem divididos de acordo

com o grau de conhecimento de cada aluno.

“1 each student group is first given basic requirements. This initial set of

requirements are intended to guide the students into the right direction so that the

target requirements are neither too simplistic nor unreasonable for the skill sets

expected to be obtained during the semester. Based on the minimum requirements

above, students develop their own customized requirements.”

EP_38: Grupos que contêm de 2 a 4 alunos e tem um facilitador como

orientador.

“Students form groups ranging in size from two to four and discuss the

problems on the worksheet one at a time. There is a facilitator, a more senior student

familiar with the material, who is “in charge” of the workshop.”

EP_39: Os grupos foram divididos no início do semestre e são compostos 5

alunos, cada.

78

“In the beginning of the semester, students are arranged into four groups of 5

members each. For each problem, each group is encouraged to collaboratively seek

the solution through a series of steps, usually in two consecutive meetings.”

EP_40: A avaliação foi realizada em 2 partes, a primeira pelos problemas

resolvidos, e a segunda uma apresentação oral do projeto desenvolvido.

“First of all, students must be able to correctly work in group.

• Writing is evaluated by means of intermediate solved problems and

classroom exercises.

• Synthesis of results and oral expression is evaluated in the final

project.”

EP_42: Grupos que contêm até 3 alunos e os mesmos foram instruídos

previamente sobre como o grupo deve trabalhar durante o semestre.

“A team can include up to three people. In many programming situations, the

primary working unit is a team, not an individual. Constructing a team is part of the

problem scenario; students have prior knowledge of how teams works they have

been participating in teams during semester 1.”

EP_43: Realização de cursos que ajudaram aos alunos com disciplinas pré-

requisitos para que os mesmos não fossem prejudicados durante o processo.

“These pre requisite courses cover topics such as the fundamentals of

software engineering, database analysis and design as well as Java programming.”

A partir das evidências apresentadas, ficou claro que existem diversas formas

de avaliar o aluno, o método de avaliação irá depender do professor que acompanha

a turma, como também existem avaliações nas quais os alunos avaliaram o método

PBL através de questionários propostos pelos professores. Ainda sobre avaliação,

alguns autores mostraram que antes do processo de ensino/aprendizagem existiram

algumas avaliações nas quais foram analisadas as competências dos alunos, por

dois motivos: o primeiro para saber se o aluno estaria apto para cursar tal disciplina

e segundo para decidir em qual grupo o aluno poderia fazer parte, equilibrando a

disseminação dos conhecimentos. Alguns autores também apresentaram mudanças

79

no processo de aplicação do método, usando como justificativa adequar o método à

disciplina que estava sendo ministrada, no entanto essa opção deve ser muito bem

analisada para que a essência da metodologia não seja perdida durante as

modificações.

5.2.4 QS4: Vantagens e benefícios do PBL

Quais as vantagens e benefícios de se aplicar PBL na Ciência da

Computação?

Essa pergunta teve como objetivo investigar as vantagens e os benefícios da

utilização da metodologia na Ciência da Computação. Foram listados diversos

benefícios, divididos em 8 (oito) tópicos diferentes, que se classificaram em melhoria

no desenvolvimento da prática, melhoria no desenvolvimento de habilidades,

feedback dos alunos, entre outros. O tópico mais discutido com 38,24% foi o de

melhoria no desenvolvimento de habilidades, como por exemplo, facilidade na

resolução de problemas, melhor visão crítica sobre diversos assuntos, trabalho em

grupo, aprendizagem autodirigida, entre outros que foram citados nas evidências. A

Figura 7 apresenta todos os tópicos, bem como os estudos primários classificados

entre eles.



5 e descritas mais abaixo.

6

13

5

2

2

4

1

1

0 2 4 6 8 10 12 14

Melhoria no desenvolvimento da prática de ensino

Melhoria no desenvolvimento de habilidades

Facilidade na identificação e resolução de …

Melhor preparação para o mercado de trabalho

Aplicação em outros cursos

Feedback positivo dos alunos

Melhor gerenciamento do tempo de estudo

Melhor / maior participação em sala de aula

Qtde - %

80


Melhoria no desenvolvimento da prática de ensino

Um dos benefícios citado pelos autores foi o aluno poder praticar tudo aquilo

que aprende na teoria, permitindo assim que os alunos desenvolvam diversas

competências no processo de aprendizagem. Quando o aluno está imerso a prática,

adquire uma compreensão mais profunda sobre o assunto abordado, o que estimula

a participação dos mesmos no processo de ensino/aprendizagem.

EP_28: Utilização da prática para padrões de projeto.

“We make use of the modified PBL pedagogy in the teaching activities of the

subject “Software design patterns”, and it is proved very effective. As the teaching

progresses, we find that the students’ designs becoming more and more conformable

with the correct design patterns.”

EP_29: Enfatizou a importância da prática da área de desenvolvimento de

software, bem como as características dessa prática.

“1 learning what is involved in developing software to help them pursue other

career aspects of the Information Technology (IT) industry. The students fitting this

profile are less keen on studying the theories of Object Orientation in their first day of

programming class and are likely to be more enthused about the prospect of being

exposed to practical, hands-on programming experiences throughout the semester,

especially when the course they are taking is their first OOSE course.”

81

EP_37: Área da computação voltada para a programação.

“1 (i) broad coverage of computer science with an emphasis on

programming; (ii) integration of the web into the syllabus; and (iii) stimulation of both

continuing and non-continuing students alike.”

EP_40: Apresentou características do desenvolvimento da prática dos alunos

em projetos.

“1 the application of this methodology have allowed that the students receive

all the theoretical concepts and, also, the students have developed transversal skills

as writing, learning and oral expressions in the same course, developing a project

consisting on a semi-complex digital system.”

EP_42: Os alunos absorveram melhor o assunto ministrado, pois estavam

imersos na prática.

“...way of learning encourages a deeper understanding of the material, rather

than surface learning, because it is the students who are actively “doing”.”

EP_45: Participação ativa dos alunos, que estavam praticando os

conhecimentos.

“These methodologies ask for the active participation of the students within the

learning process, playing not only the traditional passive learning role but also an

active role where part of the knowledge needs to be discovered and applied by

themselves.”

Como a prática já faz parte de uma das características relevantes da

aplicação do método PBL, poucos estudos primários explicitaram tal necessidade,

pelo fato de que já fica subentendido, para o professor que for trabalhar com o

método, que é de grande importância que os alunos pratiquem os assuntos que

foram ministrados em sala de aula. A partir disso o aluno poderá trabalhar

diretamente com o conteúdo ministrado pelo professor, podendo ter um maior

conhecimento, pois estará praticando, observando como tal assunto é feito na

prática, tendo apenas uma orientação do professor.

82

Melhoria no desenvolvimento de habilidades

Além de um bom resultado com a prática, após o processo da metodologia,

foi possível citar diversas habilidades que foram adquiridas pelos alunos,

principalmente habilidades que podem ser notadas no decorrer das disciplinas.

Essas habilidades podem ser classificadas como facilidade para o aluno resolver

diversos tipos de problemas baseados na realidade, trabalhar em equipe, dentre

outras que são listadas pelas evidências.

EP_02: Os alunos adquiriram conhecimentos e competências tanto na parte

de hardware como software.

“Students acquired the established PBL skills (knowledge and competences)

in software and hardware.”

EP_03: Ressaltou a melhoria existente após o uso do método PBL.

“1 the use of an integrated PBL course is the main reason for observing such

a significant improvement, mainly through providing an environment which builds the

students’ motivation and morale resulting in better design capabilities and in a better

attitude to learning compared with students from previous years.”

EP_04: Afirmou que PBL é um método mais livre e flexível de ser aplicado.

“PBL learning process is more freedom and flexibility, the evaluation of

students is more important. PBL always aimsatensure effective.”

EP_06: Apresentou diversas habilidades como responsabilidade,

competência, autoaprendizado, facilidade para resolução de problemas, entre

outros.

“•Development of learning skills for the acquisition of new knowledge usually

referred as "learning to learn."

•Development of analysis, synthesis and evaluation capacities: the student

has to face up to a problem and solve it.

•Development of transversal skills and competences, such as responsibility,

ability to work by themselves and cooperative work, improvement of oral and written

expression, etc.

83

•Development of a real experience similar to those they can find in a company.

There is a client (lecturer’s role) and there is a problem that they have to solve;

students have to share the tasks, assuming the implementation and delivery

timetable.”

EP_07: Apresentou diversas características que incentivam os alunos.

“PBL skill is very important in learning. Students are encouraged to use

present knowledge and skill to find the answer in PBL. Assessment is ongoing and

regular to provide feedback that assists, extends and improves learning. Tutor is an

essential part of providing appropriate and constructive feedback that is meaningful

to students, supports and empowers their learning, and contributes to their

development.”

EP_09: Enfatizou que durante as aulas os alunos prestaram mais atenção, o

que facilita a auto-aprendizagem e a colaboração entre os alunos.

“The evaluation results were quite encouraging, as the learning session that

we studied managed to capture the attention of students, to trigger self-directed

learning activities, and to foster collaboration and discourse between them. (1)This

approach has several advantages, as students are actively gaining transferable skills

by investigating, explaining and resolving meaningful problems and the individual or

group participation in problem-solving activities is highly motivating for them.”

EP_10: Além de apresentar habilidades que já foram citadas nos outros

estudos primários, o EP_10, citou outros diferenciais do aluno, como a facilidade de

trabalho em grupo, e respeito pelo ponto de vista dos demais estudantes.

“PBL is used in this methodology to improve the effectiveness of learning,

promoting the ability of the students to work in teams to solve problems and also

encourages the development of their skills and attitudes, including teamwork and

self-directed learning skills, cooperation, ethics and respect for other people’s points

of view.”

EP_18: Destacou diversas habilidades como: pensamento crítico do aluno

sobre as discussões propostas, identificar a importância do problema apresentado

para a aprendizagem, entre outras.

84

“The learning system:

1. helps the students to think about the pros and cons of the proposed issues

before they go into chat room for discussion.

2. highlights the issues with different levels of importance.

3. helps the students to identify the importance of the learning issues in the

problem. It helps each of them to pick up a learning issue for further

investigation and research.

4. allows the educator to monitor learner-groups’ discussions on his/her

screen to save the shortage of manpower and time limitation.

5. allows the educator to coach progress groups in the right track of

discussion.”

EP_24: Os alunos se tornaram mais ativos no processo de

ensino/aprendizagem.

“1 allows students to become active learners in achieving learning objectives,

while at the same time providing project management and team-working experience.”

EP_25: Apresentou em geral, benefícios sobre as habilidades desenvolvidas

pelos alunos.

“And the final exam results show that the achievement of students is very

close between PBL teaching of and traditional teaching methods. The students’

learning ability, practical ability and teamwork have been greatly improved in the

process of PBL learning as well. The students hope that we can continue to apply

PBL to the teaching practice in the future.”

EP_39: Habilidades com resolução de problemas e habilidades em

comunicação, argumentação e responsabilidade.

“1 it has led to recognized improvements in student programming skills

related to abstraction and problem solving, and also in communication and

argumentation skills, as well as responsibility and peer support.”

EP_42: Focou nas habilidades desenvolvidas a partir do desenvolvimento de

software.

85

“Students develop skills for each stage of the software development process:

requirements analysis, design, implementation, and testing; and they can think

critically, reflect on their work, conduct tradeoffs and make informed decisions.”

EP_44: Impacto nas avaliações pessoais dos alunos no que diz respeito à

capacidade de desenvolver software.

“Students’ participation in o PBL environment seemed to have an impact on

their personal appraisals of capability, specifically in regards to their abilities to be

software development professionals.”

A partir das evidências apresentadas acima, pôde-se concluir que uma das

principais habilidades adquiridas pelos alunos foi a de resolução de problemas, ou

seja, o aluno adquiriu habilidades para compreender, analisar e implementar a

solução do problema. Durante esse processo eles desenvolveram um

aperfeiçoamento em outras habilidades, como trabalho em grupo, melhor

comunicação com os outros alunos, maior responsabilidade com as atividades

propostas, além de um maior conhecimento relacionado às disciplinas que foram

cursadas.

Facilidade na identificação e resolução de problemas

Capacidade do aluno de conseguir identificar e resolver diversos problemas.

A partir de uma boa identificação e um bom entendimento do problema proposto, o

aluno apresentou facilidade no processo de resolução.

EP_01: Enfatizou que antes do aluno começar a resolver o problema, é

necessário que o mesmo reúna informações se como será essa resolução e

posteriormente identificar o melhor caminho a ser seguido.

“When students follow the PBL methodology, they could learn to gather facts

specified in the problem, to generate multiple hypotheses about how to solve the

problem, to identify topics that require new information, to perform self-directed study

in these topics, to evaluate their self -directed study and to improvee their problem-

solving skills.”

86

EP_22: Afirmou que os alunos serão capazes de inicialmente realizar

investigações sobre o problema e posteriormente aprender mais sobre métodos de

pesquisas para resolver o problema.

“Students are able to experience the scientific inquiry process and learn the

scientific research method during problem solving process. Their independent

exploration ability, practical ability and innovative spirit will be well cultivated.”

EP_33: Habilidade para resolver problemas.

“Digital Natives learn mostly in context, in response to a (perceived) demand,

or to solve a particular problem. They learn “on the go,” in multi tasking mode.”

EP_38: Ressaltou a importância de que os alunos precisaram identificar

maneiras de resolver o problema e os processos a serem seguidos durante a

resolução.

“1 students will be better able to understand what they need to do to solve a

problem and recognize whether they are adhering to the processes that they

established. By making the problem solving processes public (to the rest of the

workshop and to the facilitator), students have a framework for discussing how to

solve problems and how to verify answers.”

EP_41: Apresentou uma ordem de atividades destinada aos alunos no

processo de resolução de problemas.

“1 a progression of activities designed to help develop students’ skills in

problem identification, problem solving, and, ultimately, system creation.”

De acordo com as evidências apresentadas, antes de qualquer passo, ou

processo para a resolução do problema, o aluno deve primeiramente colher

informações relacionadas ao problema e quais as possíveis formas de se chegar à

resolução do problema, identificando os processos que devem ser seguidos até a

resolução. Dessa maneira o aluno poderá organizar o processo de resolução,

facilitando assim a identificação dos passos que foram realizados.

87

Melhor preparação para o mercado de trabalho

Alguns autores citaram que a partir do processo proposto pela metodologia,

tanto por ser baseada em problemas como por impor aos alunos a prática dos

problemas, os mesmos adquirem conhecimentos que poderão ajudá-los no mercado

de trabalho. As evidências mostram quais os benefícios encontrados para o

mercado de trabalho.

EP_43: Propôs um modelo teórico que facilita a melhor compreensão do

processo de inovação empresarial.

“1 we would better prepare them[the students]for the challenges in today’s

business environment where creativity is of paramount importance. We further

propose an integrative theoretical model to enable a better understanding of the

usefulness, satisfaction and acceptance of the business innovation process. This

model was empirically validated using a survey methodology. The results provide

support for our decision to incorporate the business innovation process in our ISD

course.”

EP_44: Apresentou bons resultados para o mercado de trabalho.

“Twenty-seven students indicated that because of the course they were ready

to deal with the demands of actual software development projects, even though

some seemed surprised about their newfound confidence.”

Diante dos estudos primários acima, pôde-se concluir que grande parte dos

alunos concluiu o curso com certa experiência para desenvolvimento de software e

trabalho em empresas, devido à prática realizada durante a disciplina.

Aplicação em outros cursos

O método PBL foi iniciado na área da Medicina, e está se desenvolvendo

cada vez em outras áreas, alguns autores mostram que a partir dos bons resultados

da metodologia na Ciência da Computação, a mesma poderia ser aplicada em

outros cursos, da mesma em que é aplicada na computação, como pode ser visto

nos estudos primários seguintes.

88

EP_08: Afirmou que o projeto de ensino pode ser reutilizado por outros

cursos.

“Thanks to the use of IMS-LD, the PBL scenario design was made explicit,

and is therefore easily reusable for the same or even other courses. In fact, the

authors are currently repeating the trial in other related courses.”

EP_12: Enfatizou o uso de PBL para diversos cursos de engenharia.

“PBL has several successful implementations across many disciplines in

Higher Education including engineering education.

Feedback positivo dos alunos

É importante ter um feedback dos alunos para ter conhecimento dos pontos

positivos e negativos, assim será possível a realização de mudanças e melhoria na

aplicação da metodologia, como também comprovar o crescimento dos

conhecimentos e o desenvolvimento de habilidades dos alunos. As evidências dos

estudos primários mostraram diversos tipos de feedback dado pelos alunos.

EP_19: Afirmou que os alunos deram um feedback positivo sobre o uso de

PBL.

“As a whole, students have given good responses on their intention towards

the use of computer-simulation tools in problem-base learning.”

EP_24: Apresentou a preferência dos alunos diante do processo de

ensino/aprendizagem baseado em PBL.

“Student feedback indicated that the project was preferred as a learning

experience over traditional, lecture-based methods. The product-based method

maintained student engagement and encouraged intentional learning tendencies.”

EP_35: O feedback dos alunos foi realizado a partir de um questionário no

final do semestre.

“In the final questionaire delivered at the end of the semester students’

involvement in learning in the PBL with initiation group (5.3215) was significantly

higher than that in the PBL without initiation group (4.9942).”

89

EP_37: Foi entregue um relatório aos alunos com perguntas voltadas ao

estudo.

“1 students completed a survey which included questions geared to the topic

of this study: 87% said their programming ability is greatly improved; 97% agreed

that building a search engine is an interesting way to learn about computer science;

and 70% said that their interest in doing tertiary study in computer science has

increased significantly.”

Uma parte significante dos autores dos estudos primários utilizaram

questionários para avaliar a opinião dos alunos referente ao processo de

ensino/aprendizagem a partir de PBL. Os questionários continham diversas

perguntas referentes ao desenvolvimento dos alunos durante a disciplina.

Melhor gerenciamento do tempo de estudo

Com a metodologia voltada para a prática, os autores do EP_31 afirmaram

que com isso o aluno poderá organizar melhor seu horário de estudo.

EP_31: “The students may manage their own study time as they wish

(asynchronous study), performing other activities more freely such as professional

internship in industry.”

Melhor / maior participação em sala de aula

Com o uso da prática e das resoluções de problemas, o método incentivou

mais a participação dos alunos em sala de aula.

EP_16:“Class participation rate has increased by 73%, and rate of on-time

handing in assignment by 36%, percentage of significant questions increased

prominently too.”

5.2.5 QS5: Desafios Identificados

Quais os principais desafios sobre a aprendizagem em PBL na Computação?

Essa questão teve o objetivo de listar os principais desafios e problemas

encontrados durante o processo de ensino/aprendizagem com PBL na Computação.

90

Foram identificados 12 tópicos que abordam diferentes desafios e problemas. Como

pode ser visto na Figura 8, os principais desafios do uso da metodologia é a falta de

crença e conhecimento da metodologia, dificuldades nas disciplinas anteriores e

aplicação da metodologia. A Figura 8 mostra os 12 tópicos e a quantidade de

estudos classificadas neles.





3

3

3

3

2

1

1

2

1

1

3

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Aplicação da metodologia

Dificuldades em disciplinas

Conhecimento da metodologia

Tempo

Poucos bons problemas

Restrições na metodologia

Variedade de conhecimento dos alunos

Disseminação do conhecimento

Uso de outras tecnologias

Interesse dos alunos em computação

Dificuldade nos objetivos alcançados e bons …

Qtde - %

91

Diante das estatísticas apresentas, definiram-se como desafios relevantes: a

dificuldade na aplicação da metodologia; dificuldades nas disciplinas, muitos alunos

não seguem a teoria, visando à prática; falta de crença na metodologia; falta de

tempo durante o semestre para aplicar a metodologia e dificuldades para verificar se

os objetivos foram alcançados e se tiveram bons resultados.

As evidências apresentaram as justificativas para cada tópico encontrado

nessa categoria.

Aplicação da metodologia

Dentre os mais variados desafios, se destacou a aplicação da metodologia,

ou seja, a falta de coordenação e compartilhamento de atividades, como mostrado

nas evidências seguintes.

EP_09: Problemas relacionados à organização e coordenação do método.

“The study also highlighted a number of problems that were mostly related to

activity awareness, resource sharing and coordination issues.”

EP_10: Paradigma diferente do ensino convencional.

“The adoption of PBL is not an easy task and such method is frequently a

surprise to students and educators, due to its paradigm totally different from

conventional teaching, based on teacher-to-student unilateral learning.”

EP_28: Problemas de organização e controle da aplicação da metodologia.

“It is difficult for teacher to organize and control the learning process when the

number of students is large.”

De acordo com as evidências apresentadas, grande parte do problema da

aplicação da metodologia é a falta de conhecimento e a falta de organização do

processo, bem como a diferença entre PBL e o processo de ensino tradicional.

Dificuldades em disciplinas

No caso de ensino de algoritmos e programação, alguns alunos tendem a ir

logo para a parte prática, esquecendo uma boa parte da abstração, que é a base de

92

qualquer disciplina de programação. Sendo assim, existe uma falta de experiência

para desenvolvimento de aplicativos, o que dificulta o processo de

ensino/aprendizagem voltadas para a programação.

EP_28: Enfatizou a dificuldade do aluno para desenvolver nas linguagens C e

Java.

“Before taking this course, students generally have learned object-oriented

programming language(s) such as C, Java, unfortunately they usually only know the

language syntax but don’t have practical projects experiences.”

EP_37: Falta de experiência para desenvolvimento de software em equipe.

“The greatest challenge for all groups was collaborating in a team to build a

multi-component system. Even the most capable programmers had no prior

experience of software development teams or multi-component system-building.”

EP_39: Os alunos não se interessaram muito pela teoria, visando apenas a

prática da disciplina.

“In the Java/C programming language environment, students usually have a

tendency to jump directly from problem definition to implementation, skipping the

abstraction/algorithmic problem-solving phase. This jump is strongly discouraged

because it leads to poor programming habits that will be hard to change in the

future.”

Cada evidência apresentou uma dificuldade distinta. Muitos alunos possuem

bom conhecimento da teoria, no entanto, a prática para desenvolver projetos era a

maior dificuldade, existe uma falta de experiência por parte dos alunos para o

desenvolvimento, enquanto outros visaram apenas a parte prática da disciplina,

esquecendo todo o referencial teórico que serve de base para entendimento do

assunto.

Conhecimento da metodologia

Muitos alunos não acreditavam na eficiência da metodologia pelo motivo da

carga horária de trabalho que era imposta. Outros não tinham experiência

93

necessária em PBL para desenvolver ferramentas, ou fazer parte do processo de

ensino/aprendizagem. Os autores perceberam que os alunos deveriam começar a

ter um maior conhecimento da metodologia, como foi demonstrado nos estudos

primários desse tópico.

EP_09: Falta de experiência com o processo de ensino/aprendizagem de

PBL, que foi considerado um dos problemas do estudo primário.

“All participants had considerable experience in user interface design courses,

since that they had all attended the courses of: human-computer interaction,

interaction design and multimedia design. However, they had limited experience in

collaborative, PBL situations, mediated by VWs. Some of these obstacles are based

on inherent deficiencies of the specific platform that we used and have been tackled

in other multi-user virtual environments (e.g. the use of a shared whiteboard), while

others are still open issues.”

EP_35: Desafios iniciais para os alunos que estavam no processo de

ensino/aprendizagem com PBL.

“1 in o PBL environment, these students have to climb a stiff learning curve

and overcome much resistance that might pose challenges to students in the initial

stage, and limit the potential effects of PBL.”

EP_39: Alguns alunos criticaram a carga de trabalho imposta pela disciplina.

“The use of PBL was criticized by students due to the workload it imposed, but

believed by the great majority as a positive contribution to their learning process.”

Como pode ser visto, a falta de conhecimento do método de PBL pode gerar

algumas dificuldades para o andamento da disciplina. Alguns alunos não possuem

conhecimento do método e acabam não acreditando em sua eficiência. Diante disso,

notou-se a necessidade de expandir os conceitos relacionados de PBL para que os

alunos e até os professores tenham um maior conhecimento sobre esse método,

possibilitando cada vez mais a melhoria de PBL.

94

Tempo

Outros autores classificaram como um desafio a falta de tempo para aplicar o

processo durante o tempo disciplina, ou seja, o tempo disponível para cada

disciplina não atende a necessidade do tempo proposto para a aplicação da

metodologia. Para resolver tal problema, alguns autores propuseram mudanças nas

cargas horárias de PBL. As evidências demonstram cada caso encontrado nos

estudos primários.

EP_25: Devido às horas limitadas da disciplina, o plano de PBL não foi

cumprido.

“1 traditional teaching method is more efficient in knowledge of teaching and

learning, in the contrast, PBL may be required of teachers and students to spend

more time and spirit. Under the limited class hours, there may not be completed on

time teaching plan in PBL. In this regard, we believe that make some appropriate

additions and adjustments according to the actual class hour.”

EP_28: Consumo excessivo de tempo.

“It is very time consuming, results in low learning efficiency.”

EP_40: Enfatizou na ordem dos tópicos que devem ser seguidos no processo,

primeiro a teoria, depois a prática, sendo assim deve-se ter um planejamento de

acordo com o tempo disponível da disciplina.

“The main problem during all the process is the order in which the topics have

to be introduced. Usually, and due to the timetable of the course, practical classes

are introduced whilst theoretical concepts are explained in class.”

Os autores dos estudos primários acima enfatizaram a questão de falta de

tempo, que o tempo disponibilizado pelas disciplinas não corresponde ao tempo de

se aplicar o método PBL. A partir desse problema, percebe-se a necessidade de

planejar a disciplina, para que sejam realizadas tanto a parte teórica como a parte

prática.

95

Poucos bons problemas

Pelo fato de precisarem de bons problemas para a implementação da prática,

muitas vezes os professores recorrem a problemas reais, no entanto, o apoio de

empresas é escasso, sendo assim, é se torna um pouco difícil propor bons

problemas para implementar a metodologia Os estudos primários exemplificam a

afirmativa acima com algumas evidências.

EP_42: Falta de bons problemas.

“The net result means that there are few good PBL problems available to

assist new practitioners with implementation. One of the major stumbling blocks to

the implementation of PBL within any discipline is the lack of a good set of problems.”

EP_43: Falta de bons problemas voltados para a realidade.

“Unfortunately, the adoption of real-world project is not always a feasible

option. This is mostly due to difficulty in gaining access to suitable real-world

organizations and resource constraints in managing the projects.”

Conforme visto na primeira categoria, a existência de bons problemas é

pouca, o que é considerado com um desafio para a aplicação de PBL, visto que para

a prática é necessário o uso de problemas voltados para a realidade, e com essa

carência de bons problemas a prática não será tão eficiente.

Restrições na metodologia

Como mostrado na evidência do EP_29, existem algumas restrições para a

aplicação da metodologia, como por exemplo, falta de materiais didáticos, tipo de

público, tempo limitado, dentre outros que são listados.

EP_29: “What challenges educators the most is often not the lack of teaching

materials, but the constraints imposed upon a course. These include (1) type of

audience, (2) the limited amount of time available for a prearranged set of course

objectives, (3) a rigid curriculum, and (4) the choice of teaching methods.”

96

Variedade de conhecimento dos alunos

O EP_14 apresentou um grande desafio para a aplicação da metodologia que

é a variedade de conhecimento dos alunos, muito não possuem o conhecimento

disponível oriundos de disciplinas anteriores, o que dificultou o processo de

ensino/aprendizagem de outras disciplinas.

EP_14: “The variety of student backgrounds had the potential to cause

problems when teaching the module.”

Disseminação do conhecimento

Ao utilizar a prática de divisão em grupos, nem todos os alunos aprendem de

forma igual, visto que alguns assumem responsabilidades diferentes, o que dificulta

a avaliação dos professores, pois os alunos não são avaliados igualmente.

EP_12: Dificuldade de avaliar de forma justa os integrantes do grupo.

“It is common knowledge that tutors face difficulties in fairly assessing

individuals within groups as some students choose not to contribute. These

disagreements may lead to unwanted tensions within groups and may force some

students to disengage and take the ‘free-rider’ route. Tutorials should address the

range of things on which students may disagree.”

EP_28: Os alunos não desempenharam papéis iguais, o que pode dificultar a

aprendizagem.

“When organized as groups, students’ capability may not be developed

equally. Some play a dominant role in the group, while others are there just to make

up the number.”

Os dois desafios apresentados pelos estudos primários foram de grande

relevância, o primeiro apresentou a dificuldade de avaliar de forma junta os alunos

durante o processo de avaliação, pois alguns alunos podem ter resultados melhores

que outros, mesmo fazendo parte de um mesmo grupo. E o segundo desafio foi

referente à divisão de tarefas entre os integrantes do grupo, provavelmente algum

aluno foi mais beneficiado que outros, devido à complexidade das tarefas a serem

executadas. É preciso muito cuidado ao dividir as tarefas, os alunos devem realizar

97

trabalhos de complexidade parecida para que não haja diferença entre os

conhecimentos adquiridos nem injustiça durante o processo de avaliação.

Uso de outras tecnologias

Apesar de muitos autores citarem o uso de outras tecnologias como incentivo

no processo de ensino/aprendizagem, alguns afirmaram que isso pode ser

prejudicial para a aprendizagem, como mostrado no EP_36.

EP_36: “The combined use of interactive media and problem-based learning

is complicated, since on their own each demand that staff and students possess a

complex array of different teaching and learning capabilities.”

Interesse dos alunos em computação

Alguns alunos não demonstraram interesse inicial pela área de Ciência da

Computação, o que dificultou a implementação de um método diferente do

tradicional. Além de conhecimento sobre o método PBL, o aluno também deve

conhecer a área que deseja estudar, para que o processo de ensino/aprendizagem

não seja tão árduo, e para que o aluno não apresente resistência sobre o método de

ensino.

EP_46: “Not all the students have a natural interest in computer science, so

the development of games and other forms of interactive media is used as a

motivating drive to engage the students in learning both artistic as well as technical

topics.”

Dificuldade nos objetivos alcançados e bons resultados

Os estudos primários apresentados, explicaram a dificuldade de perceber se

os objetivos são alcançados e se obteve bons resultados. Muitas vezes os

professores não sabem como avaliar os alunos, e avaliar a eficácia da metodologia e

se os alunos conseguiram alcançar os objetivos desejados.

EP_03: Dificuldade em determinar se as metas e os objetivos foram

alcançados.

98

“The most difficult aspect of a problem-based learning course is determining if

the desired goals and objectives have been achieved.”

EP_07: Enfatizou na dificuldade de fazer uma boa avaliação.

“The real challenge is to make assessment a rewarding, challenging and even

fun part of a similarly rewarding, challenging and fun learning experience. It is

possible and achievable to improve the quality of teaching by using PBL in the future

teaching.”

EP_11: Dificuldade em decidir a forma de avaliação e a eficácia dessa

avaliação.

“Besides the fundamental challenge of creating a good problem, educators are

faced with the task of deciding how to evaluate the technique’s effectiveness and

how to assess whether students have met the overall learning objectives for the

course.”

Um dos grandes problemas citado pelos autores foi a dificuldade em avaliar e

ter bons resultados, como também dificuldade em determinar se os objetivos foram

alcançados. Esses problemas podem ser resultantes devido a falta de conhecimento

de PBL, sendo necessário um estudo maior sobre o método e um maior

entendimento em formas de avaliação que possam ser eficazes.

5.3 Discussão dos Resultados Obtidos

A partir dos gráficos desse capítulo, foi possível realizar algumas discussões

a cerca dos resultados:

• O gráfico dos tópicos da Categoria 1, referente as características da

metodologia PBL, apresentou 7 (sete) tópicos de características baseadas em

Woods (1994) e Barrows (1996), e mostrou que 30% dos estudos primários

consideraram que o foco de PBL está na resolução de problemas, ou seja, a

essência da metodologia é referente a resolução de problemas, característica

também citada por Woods (1994) e Barrows (1996). Outra característica também foi

99

muito discutida pelos autores, com 25% dos estudos da Categoria 1, foi o papel do

professor, é de extrema importância deixar claro as atribuições do professor de

acompanhar os alunos durante o processo de resolução do problema para que não

haja uma quebra no processo de PBL. Alguns tópicos corresponderam a 10% dos

estudos, como por exemplo: autores que enfatizaram que o problema deve dar inicio

ao processo de ensino/aprendizagem, a existência da aprendizagem autodirigida,

pois os alunos buscaram como resolver tal problema, colaboração entre os

participantes pelo fato da turma ser dividida em grupos, e a aprendizagem em grupo,

onde os alunos podiam compartilhar o conhecimento adquirido, discutir sobre as

possíveis formas de resolução do problema, como também opinar sobre as diversas

opiniões de outros alunos. O papel do aluno no processo de ensino/aprendizagem

não foi muito discutido, e correspondeu apenas a 5% dos estudos classificados.

Com essa categoria foi possível listar todas as características que condizem com o

que foi definido tanto por Woods, no ano de 1994, como por Barrows, no ano de

1996.

• No gráfico dos tópicos da Categoria 2 pôde ser observados 11 tópicos

referentes à efetividade da aplicação da metodologia, características descritas pelos

autores que demonstraram a efetividade do PBL. Como abordado em um dos

tópicos, é necessária a utilização de problemas reais para a prática da metodologia,

o que facilita a interação do aluno com a realidade e facilita uma melhor identificação

e resolução dos problemas, como foi abordado nos estudos primários que

correspondem a 14,29% dos estudos dessa categoria. A Tabela 2, das evidências

da Categoria mostrou que 35,7% dos estudos afirmaram que a efetividade do

processo de ensino/aprendizagem se deu a partir do uso de outras abordagens,

como por exemplo, a aprendizagem colaborativa e até o uso de linguagens que

apóiam o ensino de PBL. A construção de aplicativos também foi considerada uma

prática bastante eficaz, que correspondeu a 14,29% dos estudos dessa categoria.

Outros assuntos também foram discutidos, mas não foram considerados tão

relevantes, por serem poucos citados pelos estudos como: suporte de ferramentas

e-learning, melhor ambientação para as aulas, lições de casa, competições, entre

outros.

• A Figura 6, do mapeamento por tópico de pesquisa da Categoria 3,

apresentou 5 (cinco) tópicos relacionados à aplicação da metodologia PBL na

Ciência da Computação. Nesse tópico foram definidos 5 (cinco) critérios como o

100

objetivo de analisar como a metodologia realmente foi aplicada nos estudos

primários selecionados. Com 34,4% dos estudos, o critério de Conteúdo apresentou

como os conteúdos eram aplicados em diversas disciplinas, como por exemplo:

engenharia de software, sistemas operacionais, programação, sistemas digitais e

outras. O critério de Processo representou 27,66% dos estudos, onde foram

discutidos os processos utilizados durante a aplicação de PBL, como critérios de

avaliação e o passo-a-passo utilizado na metodologia. Com 21,3% dos estudos,

foram apresentados diversos ambientes nos quais a metodologia foi aplicada, como

por exemplo, os ambientes baseados em fábrica de software. O critério Papel do

aluno/professor foi o menos discutido, com apenas 2,13% dos estudos dessa

categoria. E 4,26% dos estudos apresentaram como o problema deveria ser

proposto para dar inicio ao processo de ensino/aprendizagem.

• Já na Figura 7, que representou o mapeamento por tópico da categoria

4, foram apresentados 8 (oito) tópicos que listaram as vantagens e os benefícios da

utilização da metodologia, onde pôde ser destacado o desenvolvimento de diversas

habilidades por parte do aluno, como por exemplo, feedback positivo dos alunos,

facilidade de resolução de problemas, melhor preparação para o mercado de

trabalho, melhoria do desenvolvimento de habilidades. Como tópico mais discutido,

com 38,24% dos estudos primários classificados nessa categoria, a melhoria no

desenvolvimento de diversas habilidades mostrou que os alunos ficaram aptos para

uma melhor comunicação em grupo, uma melhor visão crítica, maior facilidade para

resolução de problemas, como também um maior conhecimento nas disciplinas em

questão. Outro tópico discutido e relevante foi a melhoria no desenvolvimento da

prática de ensino onde ressaltou que o aluno pode praticar tudo aquilo que aprendeu

na teoria, por estar totalmente focado em problemas reais e em como resolvê-los.

Também foi discutido que a partir do processo de ensino/aprendizagem voltado para

a prática e para problemas reais, o aluno se torna apto para o mercado de trabalho,

com uma maior facilidade para identificação e resolução de problemas. Outros

tópicos também foram destacados, como por exemplo: maior participação dos

alunos em sala aula, aplicação da metodologia em outros cursos e feedback positivo

por parte dos alunos, no que se refere à aplicação da metodologia.

• Por fim, na Figura 8, do mapeamento dos tópicos da categoria 5, foram

listados os 11 tópicos que discutiram sobre os desafios encontrados durante o

processo de aplicação da metodologia na área de Ciência da Computação. A Tabela

101

6 mostrou que apesar do uso de tecnologias resultarem em benefícios claros para a

aplicação da metodologia, também pode ser considerado um desafio, como foi

apresentado pelo EP_36. Os maiores índices de desafios foram apresentados nos

tópicos: aplicação da metodologia, dificuldades em disciplinas, falta de tempo,

objetivos alcançados e falta de crença e conhecimento da metodologia, todos com

13,04% dos estudos primários. Entre esses desafios o mais prejudicial foi a falta de

crença e conhecimento da metodologia, pois atrapalha todo o processo de aplicação

de PBL, visto que os alunos estão acostumados com o método tradicional de ensino.

Sendo assim é necessário incentivar os alunos e passar mais informações a respeito

da metodologia mostrando aplicações e bons resultados. Os outros tópicos variam

entre 1 e 2 estudos primários.

102

Capítulo

6 Considerações Finais

O último capítulo dessa dissertação apresentou as considerações finais,

compilou os resultados obtidos e propôs oportunidades de trabalho futuro

identificadas. O capítulo foi divido da seguinte maneira: Desafios encontrados na

pesquisa, Conclusões e Trabalhos futuros.

6.1 Desafios encontrados na pesquisa

Dentre os desafios identificados no decorrer desta pesquisa, pôde-se dizer

que o mais impactante tenha sido relacionado com as buscas realizadas. O estudo

se baseou em quatro engenhos e o processo de filtragem foi automatizado, é

possível que estudos relevantes possam ter ficado de fora dessa filtragem inicial,

tendo em vista que cada engenho tem suas próprias regras de extração e

classificação de artigos, independemente da utilização da mesma string de busca

em todos os engenhos. Tendo em vista que a string de busca tenha sido construída

baseada em palavras-chaves, estudos podem ter ficado de fora por conterem

palavras sinônimas não mensuradas, termos criados recentemente e traduções de

para o inglês. Alguns estudos mais recentes podem estar ausentes porque os

motores de busca podem não ter indexá-los.

Um dos engenhos utilizados de busca na pesquisa, forneceu restrições em

termos de download, onde se teve a restrição de 11 artigos que não puderam ser

baixados. Foi realizada a análise desses artigos baseado na leitura dos resumos e

pôde-se identificar que apenas 3 artigos destes, seriam relevantes para a pesquisa.

Alguns engenhos de busca não apresentaram nenhuma forma de selecionar os

103

estudos de uma só vez, onde foi necessário selecionar estudo por estudo para poder

obter as informações necessárias para o preenchimento das planilhas. Os engenhos

de busca também não permitiram o download de vários estudos ao mesmo tempo,

onde também, foi preciso fazer um download de cada vez.

Mesmo a string de busca tendo sido construída com foco nas áreas de

computação, mostrou resultados de artigos em diversas áreas tais como

engenharias e saúde, tendo em vista que essas áreas já utilizam a metodologia de

PBL a mais tempo, por esse motivo foi obtido um número baixo de estudos para

serem analisados. Os artigos de outras áreas serviram para aprofundar o referencial

teórico deste trabalho, pois mostraram o estado da arte.

6.2 Conclusões

Este trabalho realizou um mapeamento sistemático, identificando as principais

caraterísticas do uso de PBL na área de Ciência da Computação. Após a avaliação

inicial de 2.464 artigos, foram selecionados 52 estudos primários relevantes para a

pesquisa. Foram utilizadas cinco questões de pesquisa, que possibilitou que o

encontrasse evidências de forma satisfatória, mostrando que a maioria das

aplicações da metodologia de PBL foram voltadas para a aplicabilidade nas

disciplinas de Engenharia de Software e Programação. O processo de mapeamento

foi quantificado e especificado, de forma que torna mais fácil a realização de

trabalhos futuros, utilizando as evidências encontradas.

Dos quatro engenhos de busca utilizados neste trabalho, O IEEE foi o que

obteve o maior número de estudos primários, totalizando um número 13 artigos para

análise. Dentre todos os estudos relevantes identificados na pesquisa, os principais

beneficios foram, desenvolvimento de diversas habilidades para resolução de

problemas reais, trabalho em grupo, autonomia na aprendizagem e aperfeiçoamento

das habilidades de comunicação em grupo.

Dentro evidências identificadas, foi possível obter respostas para as questões

de pesquisa que foram propostas no início do trabalho. A primeira questão foi sobre

as características encontradas nos estudos, onde foi encontrado: aprendizagem em

grupo, colaboração entre participantes, aprendizagem auto-dirigida, foco na

resolução de problemas, entre outros. A segunda questão abordou a efetividade da

metodologia PBL no ensino da Computação e foi obtido como resposta: uso de

104

diversas abordagens, trabalho em grupo, utilização de problemas reais,

desenvolvimentos de jogos, e outros. Já a terceira questão abordou como a

metolodogia era aplicada, se baseando em 5 critérios: processo, conteúdo, papel do

aluno/professor, ambiente e problema. Foi encontrado como resposta a aplicação de

PBL em diversas disciplinas, vários ambientes que incentivam o ensino, como por

exemplo as fábricas de software, e diversos processos de avaliação, tanto dos

alunos como da aplicação da metodologia. A quarta questão de pesquisa procurou

pelas vantagens e pelos benefícios para a aplicação de PBL, e obteve-se como

resposta: melhoria no desenvolvimento de habilidades, melhor preparação para o

mercado de trabalho, melhor gerenciamento do tempo de estudo, facilidade na

identificação e resolução de problemas. Por fim, na quinta questão de pesquisa, foi

identificado os principais desafios encontrados na aplicação de PBL, como por

exemplo: poucos bons problemas, restrições na metodologia, tempo, uso de outras

tecnologias, aplicação e conhecimento da metodologia.

A partir de todas as evidências analisadas, foi possível concluir que a

metodologia de PBL vem sendo aplicada na área de Ciência da Computação, tendo

uma grande aceitação por parte de professores e alunos e facilitando a melhoria do

ensino e a formação de profissionais com uma visão mais ampla dos problemas

reais na área de Ciência da Computação. No entanto ainda é preciso discutir mais

sobre o assunto, principalmente apresentar bons resultados a partir da aplicação da

metodologia com o intuito de disseminar pontos positivos desse método e aumentar

a crença tanto dos educadores como também dos alunos que não possuem

conhecimento nem entendimento sobre PBL.

6.3 Trabalhos Futuros

Os resultados obtidos por este estudo, serão compilados e estruturados como

referência, dando suporte à criação de um Framework que servirá para que o grupo

de pesquisa N.E.X.T – iNnovative Educacional eXperience in Technology

(http://cin.ufpe.br/~next/) - venha a utilizar em pesquisas que trate de situações reais

de ensino e aprendizagem.

Tendo em vista que existem diferentes abordagens pedagógicas no processo

de ensino e aprendizagem, como trabalho futuro, pretende-se identificar as

principais abordagens pedagógicas já consolidadas e que possam vir a serem

105

utilizadas junto a meotologia de PBL, para tal será feito um estudo de diferentes

abordagens já existentes e identificado características em comum com a

metodologia de PBL.

Por fim, pretende-se sintetizar este trabalho em formato de artigos para

publicações em diversas conferencias e periódicos tais como: CBIE – Congresso

Brasileiro de Informática na Educação, SITE - Society for Information Technology

and Teacher Education Conference, ICCE – International Conference on Computers

in Education e a Revista Brasileira de Informática na Educação.

106

Bibliografia

ALESSIO, H. Student Perception About and Perfomance in Problem Based Learning,

2004.

ANDRADE, G. P. et al. Aplicação do Método PBL no Ensino de Engenharia de

Software: Visão do Estudante., 2007.

ARKSEY, H.; O'MALLEY, L. Scoping Studies: Towards a Methodological Framewrok,

2005.

BACH, J. SE education: we`re on our own, 1997.

BARROWS, H. S. How to design a problem-based curriculum for the pre-clinical

years, 1985.

BARROWS, H. S. Problem Based Learning in Medicine and Beyond, 1996.

BARROWS, H. S. Problem Based Learning (PBL), 2001.

BARROWS, H. S.; TAMBLYN, R. M. Problem Based Learning: An Approach to

Medical Education, 1997.

BOUD, D.; FELETTI, G. The Challenge of Problem Based Learning. 2ª Edição. ed.

[S.l.]: London: Kogan Page, 1997.

BRERETON, P. et al. Lessons from applying the systematic literature review process

within the software engineering domain, 2006.

BUDGEN, D. et al. Using Mapping Studies in Software Engineering, 2010.

COLES, C. R. Is problem-based learning the only way?, 1991.

DESLISLE, R. How to use problem-based learning in the classroom. Alexandria:

ASCD, 1997.

DUCH, B. J.; GROH, S. E.; ALLEN, D. E. The Power of Problem-Based Learning,

2001.

107

HUANG, H.; YANG, D. Teaching Design Patterns: A Modified PBL Approach, 2008.

KITCHENHAM, B. Guidelines for performing Systematic Literature Reviews in

Software Engineering, 2007.

KITCHENHAM, B. What’s up with software metrics? – A preliminary mapping study,

2009.

KITCHENHAM, B. A. et al. Refining the systematic literature review process—two

participant - observer case studies., 2010.

KITCHENHAM, B.; BRERETON, P.; BUDGEN, D. The Educational Value of Mapping

Studies of Software Engineering Literature, 2010.

MAFRA, S. N.; TRAVASSOS, G. H. Técnicas de Leitura de Software: Uma Revisão

Sistemática, 2007.

MARTIN, K.; CHINN, D. Collaborative, Problem-Based Learning in Computer

Science, 2005.

MARTINS, J. S. Projetos de Pesquisa: estratégias de ensino e aprendizagem. 2ª

Edição. ed. Campinas: [s.n.], 2007.

MICHEL, B. C.; CECHINEL, C.; NÓBREGA, T. R. Prática Integrada: Uma

Abordagem Didático-Pedagógica Baseado em Projetos Colaborativos, 2008.

MILTER, R. G.; STINSON, J. E. Educating leaders for the newcompetitive

environment., 1995.

NURAINI, C. K. et al. Alcomputerized of Assessment Technique in Problem-

based Learning (PBL) for Teaching Human Computer Interaction (HCI): Case

Study on User Interface Design. International Conference on Information and

Multimedia Technology. [S.l.]: [s.n.]. 2009.

PENG, W. Practice and Experience in the Application of Problem-based

Learning in Computer Programming Course. International Conference on

Educational and Information Technology. [S.l.]: [s.n.]. 2010.

PETERSEN, K. et al. Systematic Mapping Studies in Software Engineering, 2007.

108

PETERSON, M. Skills to Enhance Problem Based Learning, 1997.

PETTICREW, M.; ROBERTS, H. Systematic Reviews in the Social Sciences: A

Practical Guide. [S.l.]: Blackwell Publishing, 2006.

RIBEIRO, L. R. C. A aprendizagem baseada em problemas (PBL): Uma

implementação na educação em engenharia na voz dos atores, 2005.

RIBEIRO, L. R.; MIZUKAMI, M. G. N. A PBL na Universidade de New Castle: Um

modelo para o ensino de engenharia no Brasil. XXXII COBENGE. Brasília: [s.n.].

2004.

RICHARDSON, I. et al. Educating Software Engineers of the Future: Software

Quality Research through Problem-Based Learning. Conference on Software

Engineering Education and Training. [S.l.]: [s.n.]. 2011.

RICHARDSON, I.; DELANEY, Y. Problem Based Learning in the Software

Engineering Classroom. Conference on Software Engineering Education and

Training, 2009.

SANTOS, S. C. et al. Applying PBL in Software Engineering Education, 2010.

SAVERY, J. R.; DUFFY, T. M. Problem Based Learning: An Instruction Model and its

Constructivist Framework, 1995.

SAVIN-BADEN, M. Problem Based Learning in Higher Education: Untold Stories,

2000.

SCHMIDT, H. G. Foundations of Problem-Based Learning: Some Explanatory Notes,

1993.

SEABERRY, J. Introduction Problem Based Learning into Qualitative Analyses: A

Primer Guide and Literature Review, 2002.

TIEN, C.; CHU, S.; LIN, Y. Four Phases to Construct Problem-Based Learning

Instruction Materials., 2005.

TYNALA, P. Towards expert knowledge? A comparison between constructivist and a

traditional learning environment in the university, 1999.

109

WOODS, D. R. Problem-based learning: How to gain the most from PBL, 1994.

YATES, W. R.; GERDES, T. T. Problem Based Learning in Consultation Psychiatry,

1996.

110

APÊNDICES

111

APÊNDICE A – ESTUDOS PRIMÁRIOS

EP TÍTULO ANO

EP_01 A case study of Problem-Based Learning instruction design under web-based environment

2010

EP_02

A learning approach based on robotics in Computer Science and Computer Engineering

2010

EP_03

A multidisciplinary cooperative problem-based learning approach to embedded systems design

1998

EP_04

A New Theoretical PBL Model for MIS Course Design and Research 2011

EP_05

A Research of PBL Platform for E-education Based on Embedded Recording and Broadcasting System

2010

EP_06

Active learning through problem based learning methodology in engineering education

2009

EP_07

Alcomputerized of Assessment Technique in Problem-Based Learning (PBL) for Teaching Human Computer Interaction (HCI): Case Study on User Interface Design

2009

EP_08

An eLearning Standard Approach for Supporting PBL in Computer Engineering 2009

EP_09 An Exploratory Study of Problem-Based Learning in Virtual Worlds 2011

EP_10 Applying PBL in Software Engineering Education 2009

EP_11 Assessment and evaluation in problem-based learning 1997

EP_12

Benefiting from electronically blurred boundaries between students and academics in problem based learning

2009

EP_13 Building up Problem-Based Learning Platform Based on J2EE 2009

EP_14

Educating software engineers of the future: Software quality research through problem-based learning

2011

EP_15

Framework of a Reflective E-portfolio Supported by Outcome Based Education and Problem Based Learning

2010

EP_16 Implementing problem-based learning in an online class 2010

EP_17

Incorporation of Internet distance education and problem based learning to facilitate creativity and problem solving ability of learners-Based on a RFID course

2010

EP_18 MALESAbrain for problem-based learning in IT education 2005

EP_19

Measuring students' intention in using network simulation tools for problem-based learning using TAM

2010

EP_20

Model Driven Development of Cooperative Problem-Based Learning Situations Implementing Tools for Teachers and Learners from Pedagogical Models

2005

EP_21 Peer evaluation and Peer review to support PBL teamwork 2010

EP_22

Practice and experience in the application of problem-based learning in computer programming course

2010

EP_23

Problem Based Learning: A review of the monitoring and assessment model 2010

EP_24 Product-based learning in software engineering education 2009

112

EP_25

Research on teaching operating systems course using problem-based learning 2010

EP_26 Research on the pedagogies of computer science 2010

EP_27 Riding the wave of new strategies in engineering education 1999

EP_28 Teaching Design Patterns: A Modified PBL Approach 2008

EP_29

Teaching Object-Oriented Software Engineering through Problem-Based Learning in the Context of Game Design

2008

EP_30

Techniques for providing software engineering education to working professionals 2004

EP_31

The Facilitator-Supported Online Method: Using Problem-Based Remote Learning Techniques for Engineering Students

2010

EP_32

The integration of problem-based learning and problem-solving tools to support distributed education environments

2002

EP_33 Toward Social Learning Environments 2008

EP_34 Work in progress - a mobile computing collaborative framework for problem-based learning environment

2005

EP_35

Applying web-enabled self-regulated learning and problem-based learning with initiation to involve low-achieving students in learning

2009

EP_36

Harmonizing technology with interaction in blended problem-based learning

2010

EP_37 Building a search engine to drive problem-based learning 2006

EP_38 Collaborative, problem-based learning in computer science 2005

EP_39

Evaluating the impact of PBL and tablet PCs in an algorithms and computer programming course

2010

EP_40

Mixed-project-based learning methodology in computer electronic engineering

2005

EP_41

Resources, tools, and techniques for problem based learning in computing

1998

EP_42

RoboCode& problem-based learning a non-prescriptive approach to teaching programming

2006

EP_43

Training students to be innovative information systems developers synergizing

2009

EP_44 Problem-based learning and self-efficacy: How a capstone course prepares students for a profession 2005

EP_45

yPBL methodology: a problem-based learning method applied to Software Engineering

2010

EP_46

Problem Based Game Design - Engaging Students by Innovation 2011

EP_47 Portraits of PBL: Course objectives and students’ study strategies in computer engineering

2000

EP_48 CPM: A UML profile to design cooperative PBL situations at didactical level

2006

EP_49 Benefiting from electronically blurred boundaries between students and academics in problem based learning 2009

EP_50 Teaching Object-Oriented Software Engineering through Problem-Based Learning in the Context of Game Design 2008

113

EP_51

The Facilitator-Supported Online Method: Using Problem-Based Remote Learning Techniques for Engineering Students

2010

EP_52 Teaching Design Patterns: A Modified PBL Approach 2008

114

APÊNDICE B – ESTUDOS EXCLUÍDOS

ANO TÍTULO AUTORES MOTIVOS DE EXCLUSÃO ENGENHO

2011

Educational Technologies for Precollege Engineering Education

Riojas, M. and Lysecky, S. and Rozenblit, J.

Foca em uma visão geral de tecnologias de hardware e software para o ensino pré universitário de engenharia. IEEE

2009

Initiation Steps towards Generating Integrated Computer Supported Environment for Project-Based Learning Basiri, K. and Iahad, N.A.

Foca em aprendizagem baseada em projetos. IEEE

2010

Using knowledge building to support deep learning, collaboration and innovation in engineering education

Ellis, G.W. and Rudnitsky, A.N. and Moriarty, M.A.

Foca em outros tipos de engenharia, e não na engenharia de software. IEEE

2010

Evaluation of Methodology PBL Done by Students

Amante, B. and Lacayo, A. and Pique, M. and Oliver, S. and Ponsa, P. and Vilanova, R.


2010

An approach to applying Project-Based Learning in engineering courses

Fernandez-Samaca, L. andRami´ andrez, J.M.

Foca em um projeto de engenharia eletrônica, além de ser aprendizagem baseada em projetos. IEEE

2011

Project-based learning and its application in markeing research teaching

Zheng, Changjuan and Wu, Lijuan and Wang, Xingang


2003

Innovation and education in the digital age: reconciling the roles of pedagogy, technology, and the business of learning

Friedman, R.S. and Deek, F.P.

Foca no ensino e inclusão digital e virtual do uso da tecnologia da informação em ambientes acadêmicos. IEEE

2011

A Dynamic Social Feedback System to Support Learning and Social Interaction in Higher Education Thoms, B.

Foca em uma ferramenta com mecanismos de feedback de aprendizagem em geral, aplicado em algumas faculdades. IEEE

2010

Student experience in using Project-based Learning (PBL) in higher education Jingxuan Wu and Lei Fan


2010

Process Management Model for Higher Education: Improvement of educational programs in software quality

Llamosa-Villalba, R.andAceros, S.

Foca em um Modelo de Gestão de Processos de Ensino Superior, promovendoo estabelecimento de um ambiente de melhoria de processos em programas de ensino superior de engenharia IEEE

2005

Multiple Case Studies to Enhance Project-Based Learning in a Computer Architecture Course

Martinez-Mones, A. and Gomez-Sanchez, E. and Dimitriadis, Y.A. and Jorrin-Abellan, I.M. and Rubia-Avi, B. and Vega-Gorgojo, G.


2010

Improving undergraduates' teamwork skills by adapting project-based Huang Jun


115

learning methodology

2002

How to motivate students in project based learning

Pucher, R. and Mense, A. and Wahl, H.


2010

A Constrained and Guided Approach for Managing Software Engineering Course Projects

Yung-Pin Cheng and Lin, J.M.-C.

Foca em uma experimentação para organização e gestão de projetos em cum curso de engenharia de software. IEEE

2007 Project-based teaching in engineering programs

McDermott, K.J. and Nafalski, A. and Gol, O.


2008

Using Problems to Learn Service-Oriented Computing

Purao, S. and Vaishnavi, V. and Bagby, J. and Borthick, F. and Cameron, B. and Lenze, L. and Sawyer, S. and Suen, H. and Welke, R.

Foca em problemas de computação orientada a serviços. IEEE

2004

Technology enhanced construction technology teaching

Amato, A. and Thilakaratne, R. and Henri, J. and Trinidad, S.

Voltado pra o estudo de arquitetura. IEEE

2005

Quality assurance in a student-based agile software engineering process

Marrington, A. and Hogan, J.M. and Thomas, R.

Baseado em práticas de qualidade em um processo de desenvolvimento. IEEE

2010

Applying Project-Based Learning to Product Design Teaching Ning Bin Yang

Não foca na area de computação, e sim na área de design de produtos, alem de ser aprendizagem baseada em projetos. IEEE

2002

Remote collaborative teaching for computer science

Fuller, A. and McFarlane, P. and Lam, K.

Foca em experimentos usando tecnologias da internet para superar desvantagens no ensino das universidades ocidentais. IEEE

1997

Problem-based engineering design and assessment in a digital systems program Maskell, D.

Voltado pra o curso de graduação em engenharia. IEEE

2006

Women in Engineering: Exploring the Effects of Project-Based Learning in a First-Year Undergraduate Engineering Program

Zastavker, Y.V. and Ong, M. and Page, L.

Foca num experimento de groundedtheory sobre PBL em um curso de engenharia, focando em comparações de experiencias femininas. IEEE

2006

Problem-Based Learning Using Mobile Devices

Wattinger, C. and Nguyen, D.P. and Fornaro, P. and Guggisberg, M. and Gyalog, T. and Burkhart, H.

PBL focada em desenvolvimento de dispositivos móveis, PDA e smartphone. IEEE

2004

Student-directed learning in a graduate software engineering course Ellis, H.J.C.

Foca em uma aprendizagem auto-dirigida aplicada em um projeto de aplicação web. IEEE

2010

An open-ended experiment-project-based learning mode for information and computational science

Cen Gang and LuoJunyan and Zhang Shaolin


2009

Attitudes towards Knowledge Transfer in the Context of Web Problem-Based Learning Integrated Circuits Course From

Kuo-Hung Tseng and Chi-Cheng Chang and Yen-Hao Chen and Shi-Jer Lou and Yeh, R.C.

Foca em problemas de pobreza em Taiwan, e mostra com o uso de PBL pode ajudar no aprendizado e conhecimento. IEEE

116

the Perspective of High School Students

2010

Competitive and agile software engineering education

Watkins, K.Z. and Barnes, T.

Mostra os resultados de aprendizagem de 2 cursos de engenharia de software, no entanto, não apresenta nenhuma metodologia. IEEE

2010

ATE sustainment in a PBL environment: Effective methods for long term supportability of modern cots based ATE Bieber, H.

Foca em testes automáticos e funcionalidades dos testes. IEEE

2011

Does social computing provide satisfaction for modern learner? Pilav-Velic, A., Habul, A. Irrelavante SCOPUS

2011

Engineering education research to practice (E2R2P): NSF GRANT 1037808

Villachica, S.W., Plumlee, D., Huglin, L., Borresen, D. Irrelavante SCOPUS

2011

Review of research: Teaching and learning argumentative reading and writing: A review of research

Newell, G.E., Beach, R., Smith, J., Vanderheide, J.

Foca em leitura argumentativa e práticas da escrita. SCOPUS

2011

Using collaborative teaching and inquiry project-based learning to help primary school students develop information literacy and information skills

Chu, S.K.W., Tse, S.K., Chow, K.

Abordagens de TI para alunos de escolas primárias. SCOPUS

2010

Learning motivation in e-learning facilitated computer programming courses

Law, K.M.Y., Lee, V.C.S., Yu, Y.T.

Foca na aprendizagem de programação com e-learning. SCOPUS

2010

Some internet-based strategies that help solve the problem of teaching large groups of engineering students Mompo, R., Redoli, J.

Foca em programas de ensino baseados em e-learning e utilização de ferramentas da internet, para o ensino. SCOPUS

2009

Initiation steps towards generating integrated computer supported environment for project-based learning Basiri, K., Iahad, N.A.

Foca em aprendizagem baseada em projetos. SCOPUS

2008

The contribution of project-based-learning to high-achievers' acquisition of technological knowledge and skills Mioduser, D., Betzer, N.


2007

An evaluation method of project based learning on software development experiment Matsuura, S.


2006

Engineering design thinking, teaching, and learning

Dym, C.L., Agogino, A.M., Eris, O., Frey, D.D., Leifer, L.J.


2003 Implementation and assessment of project- Doppelt, Y.


117

based learning in a flexible environment

Documents

Um Estudo de Mapeamento Sistemático para PBL (Problem Based Learning) aplicado à Ciência da Computação