Computação Fisica

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ComFAPOO – Método de ensino de Programação Orientada a Objetos baseado em Aprendizagem Significativa e Computação Física

Um dos maiores desafios no ensino em cursos da área de Computação são disciplinas que abordam Programação Orientada a Objetos, especialmente para aquelas direcionadas à alunos iniciantes. Mesmo sendo um paradigma amplamente utilizado e abordado na formação profissional, o professor ainda encontra dificuldade em adotar estratégias e ferramentas que sejam efetivas para o aprendizado. Em disciplinas introdutórias é importante estimular e amparar o exercício de abstração por parte dos alunos, abstração que é fundamental para a aprendizagem desse conteúdo. Novatos possuem dificuldades em conceitos fundamentais, como, por exemplo, a relação entre classe e objetos, muitas vezes devidas à uma abordagem didática que não consegue trazer tais conceitos para um ambiente que seja mais significativo ou que facilite sua compreensão. O método ComFAPOO (Computação Física para Aprendizagem de Programação Orientada a Objetos), baseado na teoria da Aprendizagem Significativa e nos artefatos da Computação Física, tem como estratégia a transição gradual, utilizando a técnica Concreteness Fading, que parte de modelos concretos, mais tangíveis e representativos, para modelos mais abstratos, como o código-fonte. O ComFAPOO possui 4 etapas fundamentais:

Nesse método, o ensino de Programação Orientada a Objetos é apresentado através da interação com objetos reais (componentes eletrônicos), que podem dar feedback do código fonte apresentado. A transição do meio mais concreto (objetos reais) até o mais abstrato (código-fonte) é mostrada em um exemplo na imagem a seguir:

No exemplo ilustrado, é apresentado o objeto LED, mostrando que suas ações são acender, apagar e piscar, e suas propriedades estão relacionadas com seu estado (aceso e apagado) e o pino conectado ao Arduino.

No estágio seguinte, o icônico, é realizada a maior parte do processo de abstração. Nesse caso, todas as características do LED serão traduzidas para atributos e métodos, ocorrendo uma transição do modelo mais concreto, para uma menos concreto, mais abstrato. A utilização de diagramas e informações visuais ajudam nessa transição de modelos. Nesse momento também é importante começar a formalizar uma construção que se aproxime à estrutura do código-fonte (como o uso de um diagrama de classe).

O último estágio, o simbólico, apresenta os modelos mais abstratos, os códigos-fontes. Nesse estágio, tudo o que foi abstraído e apresentando até o momento, sofre mais uma transição, agora para o modelo mais abstrato. Essa apresentação do código-fonte pode ocorrer também de forma gradual, fazendo com que a programação controle apenas algumas características. Por exemplo, a classe “Led” pode apenas conter o método construtor e o método “acender” e, instanciando o objeto, fazer com que o LED real acenda. Depois, podem ser adicionados novos recursos, verificando-se gradualmente sua interação com o objeto real, sendo visualizado pelo aluno em tempo real.

Participações em projetos e publicações:

ZANETTI, Humberto Augusto Piovesana. Método de ensino de programação orientada a objetos baseado em aprendizagem significativa e computação física. 2022. 1 recurso online (255 p.) Tese (doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia, Limeira, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/6808 . Acesso em: 30 jan. 2023.

Participou do projeto “Fostering Creative Computing in Brazilian Public Schools” com o MIT – Media Lab, incluindo a visita de uma semana no MIT em 2017. Visite o site da viagem em: https://liag.ft.unicamp.br/computacaocriativa/category/liag-no-mit/

Zanetti, H. A. P., Borges, M. A.F.& Ricarte, I. L. M. (2023). ComFAPOO: Método de Ensino de Programação Orientada à Objetos Baseado em Aprendizagem Significativa e Computação Física. Revista Brasileira de Informática na Educação, 31, 01-30. DOI: 10.5753/rbie.2023.2851 https://sol.sbc.org.br/journals/index.php/rbie/article/view/2851/2151

ZANETTI, H. A. P.; BORGES, M. A. F. ; RICARTE, I. L. M.. Pensamento computacional no ensino de programação: Uma revisão sistemática da literatura brasileira. In: Brazilian Symposium on Computers in Education (Simpósio Brasileiro de Informática na Educação-SBIE). 2016. p. 21. Disponível em: http://www.br-ie.org/pub/index.php/sbie/article/view/6677 .

ZANETTI, H. A. P. et al. Proposta de ensino de programação para crianças com Scratch e Pensamento Computacional. Tecnologias, Sociedade e Conhecimento, v. 4, n. 1, p. 43-58, 2017. Disponível em: https://econtents.bc.unicamp.br/inpec/index.php/tsc/article/view/14484 .

ZANETTI, H. A. P.; BORGES, M. A. F.. Por que estimular a Aprendizagem Significativa no ensino de Programação Orientada a Objetos?. In: Anais do Simpósio Brasileiro de Educação em Computação. SBC, 2021. p. 290-295. Disponível em: https://sol.sbc.org.br/index.php/educomp/article/view/14496 .

ZANETTI, H. A. P.; BORGES, M. A. F.. Ensino de Programação utilizando Computação Física: uma Revisão Sistemática da Literatura. Comunicações em Informática, v. 4, n. 1, p. 19-22, 2020. Disponível em: https://periodicos3.ufpb.br/index.php/cei/article/view/52065 .

ZANETTI, H. A. P.; BORGES, M. A. F. ; RICARTE, I. L. M.. Método de ensino de programação Orientada a Objetos baseado em Computação Física, Aprendizagem Significativa e Concreteness Fading. In A. J. Osório, M. J. Gomes, A. Ramos, & A. L. Valente (Eds.), Challenges 2021, desafios do digital: Livro de atas (1.ª ed., pp. 23-32). Universidade do Minho. Centro de Competência. Disponível em: https://www.nonio.uminho.pt/challenges/publicacoes/ (baixar “Livro de Atas”).

ZANETTI, H. A. P.; BORGES, M. A. F.; RICARTE, I. L. M.. Aplicação de um Método para Ensino de Programação Orientada a Objetos por meio de Aprendizagem Significativa e Computação Física. In: WORKSHOP SOBRE EDUCAÇÃO EM COMPUTAÇÃO (WEI), 30. , 2022, Niterói. Anais […]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2022 . p. 37-48. Disponível em: https://sol.sbc.org.br/index.php/wei/article/view/20817 .

ZANETTI, H. A. P.; BORGES, M. A. F.; RICARTE, I. L. M.. A Teoria de Aprendizagem Significativa no Ensino de Programação: um Mapeamento Sistemático da Literatura. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE INFORMÁTICA NA EDUCAÇÃO, 33. , 2022, Manaus. Anais […]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2022 . p. 01-14. DOI: https://doi.org/10.5753/sbie.2022.224579. Disponível em: https://sol.sbc.org.br/index.php/sbie/article/view/22391


Dr. Humberto Augusto Piovesana Zanetti

Idealizador e criador do método ComFAPOO. Graduado em Tecnologia em Informática pel FT/UNICAMP, Especialista em Administração em Sistemas de Informação pela UFLA, Mestrado em Ciência da Computação pela UniFACCAMP, Doutorado em Tecnologia pela FT/UNICAMP e membro do LIAG desde 2016. Professor de ensino técnico e superior desde 2005, passando por cargos de gestor e coordenador de curso e de projetos. Interesse em pesquisas sobre Informática na Educação, Ensino de Programação, Computação Física e Sistemas Embarcados.