O uso das tecnologias digitais para a formação de professores de Matemática: uma revisão sistemática de literatura

ARTIGO ORIGINAL

O uso das tecnologias digitais para a formação de professores de Matemática: uma revisão sistemática de literatura

Vilemar Martins da Silva¹; Ana Paula de Medeiros Ribeiro²; Francisco Herbert Lima Vasconcelos³

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The use of digital technologies for mathematics teacher education: A systematic literature review

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Abstract

Digital technologies are part of the daily context and education follows this reality in the teaching and learning process, which allows us to analyze the problem of technological practices in the pedagogical routine and in continuing education. Thus, the objective of this work is to present a Systematic Literature Review (RSL) analyzing the use of Digital Technologies (DT) in the training of Mathematics teachers. In the studies, we used the databases Google Scholar, Scielo, Revista de Novas Tecnologias na Educação and CAPES Periodicals. The results indicate an increase in research in recent years, which has works focused on thematic units, with the exception of Quantities and Measures and that most studies are from graduates in mathematics. So, we consider the need for mathematical studies in the early years, favoring training that fill the gap in the use of technologies and that contribute to teaching autonomy.

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Resumen

Las tecnologías digitales forman parte del contexto cotidiano y la educación acompaña esta realidad en el proceso de enseñanza y aprendizaje, lo que permite analizar la problemática de las prácticas tecnológicas en el cotidiano pedagógico y en la formación continua. Así, el objetivo de este trabajo es presentar una Revisión Sistemática de la Literatura (RSL) analizando el uso de las Tecnologías Digitales (TD) en la formación de profesores de Matemática. En los estudios, utilizamos las bases de datos Google Scholar, Scielo, Revista de Novas Tecnologias na Educação y CAPES Periodicals. Los resultados indican un aumento de la investigación en los últimos años, que tiene trabajos enfocados en unidades temáticas, con excepción de las Cantidades y Medidas y que la mayoría de los estudios son de licenciados en matemáticas. Así, consideramos la necesidad de estudios matemáticos en los primeros años, favoreciendo formaciones que llenen el vacío en el uso de tecnologías y que contribuyan a la autonomía docente.

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1. Introdução

As tecnologias digitais estão cada vez mais presentes no contexto educacional colaborando no processo de ensino e aprendizagem. O uso de jogos digitais, programas, plataformas, internet e outros recursos tecnológicos integram-se em contribuição no desenvolvimento cognitivo das crianças, facilitando a consolidação de habilidades de forma dinâmica.

Diante desse cenário, apesar das facilidades, a sala de aula ainda permanece distante de uma prática que considere a tecnologia em sua rotina. Para Santos (2020), os sistemas ainda não estão adequados a esse novo contexto e essa não é uma tarefa simples. Os estudantes, que convivem com essa evolução, necessitam desta apropriação. Com isso, a geração digital, definida por Tapscott (2010), necessita que o educador atenda essa carência na garantia de uma forma de ensino voltada a essa realidade.

A respeito disso, entra em questão o ensino da matemática que não pode permanecer à margem de um processo de desenvolvimento tecnológico. Segundo Barbosa (2020), apesar de a matemática estar presente no nosso cotidiano, o ambiente escolar ainda não alinha o seu ensino numa perspectiva mais próxima do contexto atual. Para Santos (2020), a função da escola está para além de um sistema de ensino educacional de memorização de conteúdo.

Neste contexto, o ensino de matemática nos anos iniciais também necessita acompanhar esta perspectiva sistemática na qual a escola está direcionada, trazendo as tecnologias digitais para desenvolver o pensamento matemático. E esse é um grande desafio para os educadores. Conforme Moreira (2007), o ensino de matemática é prejudicado pela falta de estímulo e, para garantir essa qualidade, é necessária uma visão crítica acerca do uso apropriado das tecnologias no processo de desenvolvimento.

De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais (BRASIL, 1998), relacionar tecnologia e educação atende às novas demandas de ensino voltadas às práticas sociais. Diz ainda que, essa relação tem que ter sentido, ou seja, apenas a presença de recursos tecnológicos em sala não garante a aprendizagem, as aulas precisam ser enriquecidas com criticidade e criatividade favorecendo a pesquisa, experimentação, criação e interação.

É nesta perspectiva também que, a Base Nacional Comum Curricular (BRASIL, 2017) regulamenta as aprendizagens essenciais em uma proposta de educação voltada ao desenvolvimento de competências e habilidades de aprendizado, nas quais evidencia-se a presença das tecnologias digitais como sendo necessárias a serem utilizadas de maneira significativa, reflexiva e ética, voltadas às práticas sociais e que seu uso esteja presente em diversos componentes curriculares, o que contempla a matemática.

Diante da conjectura do uso das tecnologias digitais no ensino de matemática na formação de professores, este estudo questiona: Existe uma preocupação em incluir essa prática na formação de professores? Quais as tecnologias adotadas se relacionam com o componente curricular de matemática? Quais os resultados, positivos e negativos, dessa prática no desenvolvimento da aprendizagem matemática? Houve estudos significativos sobre o tema no decorrer dos anos? Em que áreas da matemática (unidades temáticas) os estudos estão sendo realizados? Em que área e contexto da educação as tecnologias digitais estão sendo mais utilizadas?

Diante do exposto, e com o intuito de responder a esses questionamentos, este estudo busca desenvolver uma revisão sistemática da literatura - RSL, apresentando os estudos que tratam do uso das tecnologias digitais, com foco na formação de professores, especificamente para ensino de matemática nos anos iniciais. O cerne dessa proposta é investigar trabalhos que analisam as contribuições de formações direcionadas aos professores no intuito de favorecer a aplicação de jogos e de programas como proposta de desenvolvimento do pensamento matemático.

Conforme Almeida (2005), a formação continuada de professores reverbera na sala de aula, com isso um dos motivos dessa pesquisa é investigar esse impacto. E nesse viés, o diferencial deste artigo é não se limitar apenas à importância das tecnologias digitais no ensino de matemática, mas às experiências de estudos voltados à possibilidade de formar professores dos anos iniciais para desenvolver essa utilização da tecnologia e que existe uma preocupação em incluir essa metodologia na prática docente.

Dentro deste contexto, o objetivo do trabalho é apresentar uma visão geral dos estudos que abordam a utilização das tecnologias digitais para a formação de professores de Matemática nos anos iniciais, utilizando uma Revisão Sistemática da Literatura.

A RSL apresentada se justifica pela necessidade de discussão acerca do uso das tecnologias digitais para a formação de professores de Matemática dos anos iniciais, buscando compreender como são apresentadas essas experiências nos professores pedagogos, se estes estão sendo capacitados a utilizarem os recursos ou apenas conscientizados da importância dos mesmos. A pesquisa também revela a pertinência de analisar os impactos positivos e negativos dessa prática.

Dessa maneira, este artigo foi organizado em etapas que buscam: Apresentar a temática do artigo, a partir da contextualização geral e específica do assunto, da fundamentação legal, de questionamentos do estudo e das contribuições e motivações desta pesquisa sobre o uso das tecnologias digitais para a formação de professores de Matemática dos anos iniciais; Relatar trabalhos relacionados com o estudo proposto, apresentando uma série de estudos; Descrever os procedimentos metodológicos aplicados para a coleta de dados; Apresentar os resultados da pesquisa com suas respectivas análises e discussões; E, por fim, trazer as considerações finais acerca da temática da pesquisa, suas limitações e trabalhos futuros.

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2. Trabalho relacionados

Esta seção apresenta uma análise de algumas propostas sobre o uso de tecnologias na formação continuada de matemática, base de nosso trabalho. Trata-se de trabalhos que destacam o que já foi feito de importante sobre a temática em questão.

Barbosa et al. (2021) realizaram uma revisão sistemática de literatura com o objetivo de identificar evidências da eficácia da gamificação no contexto do ensino de matemática com o uso de tecnologias. Essa RSL baseou-se nos trabalhos, dos últimos dez anos, especificamente em estudos desenvolvidos no Brasil. Os resultados apresentam a gamificação no ensino de matemática, a partir de jogos ou ambientes digitais, evidenciando-se que essa proposta contribui para auxiliar no desenvolvimento da aprendizagem devido à utilização dos diferentes elementos dos games. No entanto, como o foco deste estudo são os elementos dos games, e sabemos que as tecnologias digitais abrangem outras metodologias. Por isso, o que propomos não é apenas um estudo da gamificação como método de ensino de matemática, mas o processo de capacitação dos professores nesta e outras tecnologias digitais.

Alvarenga et al. (2016) apresentam uma RSL voltada ao ensino de Educação Estatística nos anos iniciais, a partir da análise de softwares educacionais e suas possíveis utilizações no primeiro ano do ensino fundamental como recursos didático-metodológicos. Os resultados revelam que a maioria dos softwares seria voltada para a interpretação de gráficos e tabelas, o que se caracteriza como um complemento dos conteúdos. No entanto, como o público-alvo da pesquisa são alunos do 1º ano na área de estatística, evidencia-se a carência de um estudo mais abrangente nos anos iniciais, em áreas além da estatística e no trabalho desenvolvido com os professores. Além disso, nas considerações finais, os autores reconhecem ausência de estudos das práticas pedagógicas com o uso dos recursos tecnológicos.

Teixeira e Coelho Neto (2017) apresentaram uma revisão sistemática com o propósito de investigar de que forma e quais são as tecnologias digitais para o ensino da Matemática Financeira. Apesar da relevância da pesquisa, esse estudo foi realizado a partir de pesquisas dos anos de 2006 a 2016, e procura destacar o uso da Planilha Eletrônica que está sendo utilizada no contexto escolar, o que favorece a evidência de poucas pesquisas na área. Nessa proposta foram levantados os trabalhos acerca do ensino da Matemática Financeira na tecnologia trazendo exemplos do uso das Planilhas Eletrônicas. Com isso, nosso diferencial está na categoria analítica das tecnologias digitais, da matemática e da formação dos professores, onde aprofundaremos a pesquisa em mais recursos e como estes são apresentados aos professores de matemática dos anos iniciais.

Santos e Burlamaqui (2020) desenvolveram uma revisão sistemática focada nas tecnologias digitais voltadas ao desenvolvimento de competências e habilidades. Segundo os autores, há diversos estudos sobre as tecnologias digitais, porém o diferencial deste, seria o foco no ensino de competências e habilidades previstas pela BNCC, para o ensino fundamental. E apesar dos estudos existentes, esses são limitados ao processo de ensino. Os autores apresentam as tecnologias que podem ser utilizadas como jogos e ambientes virtuais, como estas motivam os estudantes e como o professor poderá avaliar esse processo. Porém, na referia RSL o foco de estudos são as TDs no componente curricular de matemática e como os professores estão sendo capacitados a utilizá-las no desenvolvimento cognitivo das crianças dos anos iniciais.

Ferreira et al. (2020) executaram um mapeamento sistemático com o objetivo fazer um levantamento de trabalhos publicados nos últimos cinco anos, em português, que relacionem o Pensamento Computacional com o ensino de Matemática. Foi observado que a maioria dos trabalhos era voltado para a educação básica, com mais resultados no ensino fundamental. Outro ponto observado foi uma carência de trabalhos mais direcionados à formação de professores de Matemática, mesmo com o direcionamento da BNCC. Esse mapeamento ascende à pretensão de oportunizar um curso de formação de professores de matemática voltado a habilidades, pensamento computacional e matemática. Essa proposta apresenta pontos em comum no que diz respeito à formação de professores, pensamento computacional e matemática. No entanto, apesar de também ser direcionado à matemática, este artigo terá como público-alvo, com professores dos anos iniciais, estamos ampliando essa proposta para além do pensamento computacional, onde incluiremos outras tecnologias digitais.

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3. Referencial teórico

A diversidade de conhecimentos faz da matemática uma área complexa de conhecimento colocando, na prática pedagógica dos professores, o desafio de desenvolver os processos de ensino e de aprendizagem significativa. Com isso, os estudantes necessitam consolidar habilidades e competências matemáticas de forma contextualizada e com uma função social. Segundo Barbosa (2020), apesar de a matemática estar presente no cotidiano, a escola ainda não consegue acompanhar esse aspecto contextual, distanciando o conteúdo da

realidade. Isto faz com que ainda sejam empregados métodos tradicionais na aprendizagem. Uma forma de desenvolver o pensamento matemático com metodologias que tornem os conteúdos mais atrativos é por meio das tecnologias digitais.

Segundo Lopes (2016), essas tecnologias podem ser entendidas a partir da relação com o computador e/ou internet, ou seja, jogos digitais, plataformas, smartphones e outros recursos nos direcionam a uma era digital. E a escola necessita acompanhar essa realidade. O celular, por exemplo, que era proibido na sala de aula, agora já está sendo incorporado como um recurso importante. A BNCC (2017) prevê e orienta o uso das tecnologias na educação básica propondo o ensino e a aprendizagem voltados ao desenvolvimento de competências, que dentre elas fica confirmada a valorização da tecnologia no uso das linguagens tecnológicas e digitais e de maneira significativa, crítica, ética e reflexiva. E esse direcionamento também se evidencia na consolidação de habilidades junto a cada componente curricular.

No componente curricular de matemática, a Base Nacional Comum prevê habilidades essenciais relacionadas às tecnologias digitais. Segundo a BNCC (2017), o reconhecimento de figuras congruentes, a sobreposição, malhas quadriculadas ou triangulares, pesquisas, organização de dados coletados, tabelas, gráficos, o estudo de polígonos e outros conteúdos matemáticos podem fazer uso das tecnologias digitais. Para isso, é importante que os professores não só reflitam e teorizem a importância dessas habilidades, mas estejam capacitados a utilizá-las em suas práticas pedagógicas.

A formação de professores contribui para desenvolver e aperfeiçoar saberes necessários à prática docente, isso traz uma maior garantia à qualidade do ensino. Segundo Galindo e Inforsato (2016), a formação continuada é posterior à formação inicial e dá continuidade ao processo de desenvolvimento do educador, “ao menos ao nível dos fundamentos e das bases teóricas e metodológicas gerais para a área ou nível de ensino que se pretende atuar/formar” (p.464). Cada área de conhecimento necessita da formação para aprimorar e aprofundar saberes, no processo de capacitação, principalmente, diante de novas realidades como das tecnologias.

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É de suma importância que a formação inicial do professor de matemática também contemple a discussão a respeito do uso de tecnologias e prepare o futuro professor para integrar as tecnologias à sua prática escolar, no sentido de que elas colaborem para a construção dos saberes matemáticos (SILVA, 2021, p.2).

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  Mas é importante que esse processo de capacitação seja significativo.

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[...] não é para professores e nem de professores, mas com professores. Parte deles, se faz com eles, diferentemente de uma formação pré-concebida, a qual, muitas vezes, não passa de distribuição receituária de modos de dar aula, os quais já foram concebidos, metodologias já prontas, acabadas, e de crenças de que o conhecimento matemático é aquele que está nos livros (ROSA, 2018, p.1088).

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 Com isso, ratifico a importância da relação entre tecnologias digitais, matemática e formação de professores, e para que essa tríade se esforce a incorporar as TD em uma proposta de formação inicial e continuada para garantir a participação dos professores, e isso ainda necessita ser conquistado. “Enquanto isso, nas licenciaturas, futuros professores aguardam por uma formação que substitua temor por motivação e resistência ao desconhecido por determinação em superar o desafio que o novo representa.” (LOPES, 2016, p.292).

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4. Procedimentos do método

  O propósito desta RSL foi investigar o uso das tecnologias digitais, do ponto da formação de professores, no contexto do ensino de matemática nos anos iniciais. Esta pesquisa se justifica, uma vez que explora a literatura em busca da eficácia das tecnologias no processo de aprendizagem da matemática. Ademais, apresenta os principais benefícios obtidos com as tecnologias digitais e a forma como ela vem sendo  implementada na formação continuada. A metodologia utilizada na pesquisa foi baseada em Kitchenham e Charters (2007) e abordará as questões de interesse, o protocolo de busca e seleção dos repositórios, além da execução, aplicação dos critérios de inclusão e exclusão e extração dos dados.

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4.1 Questões de Pesquisa

Buscando responder aos questionamentos apresentados pela RSL, foi definida uma questão principal (QP), que trata do foco almejado pelo processo de revisão:

Diante da conjectura do uso das tecnologias digitais no ensino de matemática na formação de professores, este estudo questiona: Existem trabalhos científicos que abordam o uso das tecnologias digitais no ensino de matemática?

A partir da QP que norteia o presente estudo, foram elaboradas outras questões de pesquisa centrais (QP) e secundárias (QS), assim como puderam ser respondidas a partir da análise dos artigos encontrados:

QP1: Existe uma preocupação em incluir essa prática na formação de professores?

QP2: Quais as tecnologias adotadas se relacionam com o componente curricular matemática?

QP3: Quais os resultados, positivos e negativos, dessa prática no desenvolvimento da aprendizagem matemática?

Algumas questões secundárias também foram propostas, de forma a obter-se um panorama das pesquisas envolvendo o tema:

QS1: Houve estudos significativos sobre o tema no decorrer dos anos?

QS2: Em que áreas da matemática (unidades temáticas) os estudos estão sendo realizados?

QS3: Em que área e contexto da educação as tecnologias digitais estão sendo mais utilizadas?

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4.2 Estratégias de busca

Consideramos duas etapas na estratégia de busca desta revisão: na primeira definem- se as palavras-chave e a semântica da pesquisa; na segunda, por sua vez, as bibliotecas digitais, que serão utilizadas como fonte de estudos (KITCHENHAM; CHARTERS, 2007).

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4.3 String de Busca

Para o processo de busca dos estudos foram definidas as Strings conforme dispostas no quadro 01.

Quadro 1 – String de busca automática utilizada nas bases de dados

Fonte: Elaborado pelos autores (2023).

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4.4 Bases de dados e processo de extração

O processo de busca dos estudos primários se deu pela utilização das principais bases eletrônicas e científicas de dados e na forma de responder aos questionamentos QP1 a QP3 e QS1 a QS3. Esta RSL considera exclusivamente a busca automática, e foi validada por pesquisadores e especialistas da área de tecnologia e educação vinculados a programas de pós- graduação de universidades brasileiras e estrangeiras.

Foram considerados artigos científicos publicados de 2011 a 2020, ou seja, dos 10 anos que antecedem o período de pandemia da Covid-19 de março de 2020, provenientes de estudos desenvolvidos nacionalmente, portanto, escritos em língua portuguesa. Desse modo, as bases bibliográficas utilizadas para a obtenção dos estudos estão dispostas no Quadro 2.

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Quadro 2 – Bases de Dados da Pesquisa e Endereço (Link)

Fonte: Elaborado pelos autores (2023).

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4.5 Critérios de Inclusão, Exclusão e Qualidade

O passo seguinte para a realização da RSL, consiste no estabelecimento de alguns critérios para os artigos selecionados, subdivididos em três categorias: I) Critérios de Inclusão; E) Critérios de Exclusão. Esses artigos foram obtidos a partir das strings de busca que foram implementadas nas bases de dados partindo das questões de pesquisa e selecionados pelos critérios do Quadro 3 (KITCHENHAM; CHARTERS, 2007).

Quadro 3 – Critérios de Inclusão, Exclusão e Qualidade

Fonte: Elaborado pelos autores (2023).

A seguir é apresentada a análise e discussão dos resultados desta revisão sistemática.

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5. Análise e discussão dos resultados

Nessa etapa, temos uma síntese quantitativa e qualitativa apresentada, comentada e interpretada mediante os resultados encontrados a partir dos dados coletados nessa RSL. Essa análise e discussão foi organizada em etapas que apresentam os resultados da pesquisa, a análise dos artigos e dos aspectos quantitativos.

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5.1 Resultados da condução da pesquisa

Nesta seção, definimos a estratégia para a realização da revisão sistemática da literatura, para selecionar os estudos elegíveis em relação ao tema proposto. Recorremos a uma busca de trabalho reportados através de repositórios on-line (bases de dados digitais). No entanto, serão considerados artigos científicos nacionais relevantes entre os anos de 2011 e 2020, nas áreas de educação, tecnologia e matemática. Além dessas fontes de dados, também realizamos buscas por periódicos no indexador da Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). As fontes e os respectivos tipos de busca selecionados para a pesquisa estão listadas no Quadro 4.

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Quadro 4- Relação das Fontes de Publicação Utilizadas neste Trabalho

Fonte: Elaborado pelos autores (2023).

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A RSL iniciou pela seleção dos estudos a serem analisados. Esse processo ocorreu em seis etapas: 1ª seleção: Atribuindo mais critérios essa seleção se deu em 4 (quatro) passos a partir da aplicação dos critérios de inclusão e exclusão, a partir das palavras-chave e da leitura do título, do resumo, da introdução e da conclusão. 2ª seleção: Aplicação dos critérios de exclusão a partir da análise mais crítica dos trabalhos. Conforme apresentado na figura 1.