O uso da inteligência artificial, modelagem matemática e resolução de problemas como potencializadores no processo de ensino e aprendizagem de matemática no sétimo ano do ensino fundamental

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Yassaki Filho, Julius Kahoru
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/26339/001300001c9tv
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Matemática
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Matemática em Rede Nacional
Centro de Ciências Naturais e Exatas
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/33538
Resumo: The primary objective of this research is to verify the potential of using Artificial Intelligence, Mathematical Modeling and Problem Solving in the 7th grade of Elementary School. The motivation for this work stemmed from the fact that new technologies frequently emerge, yet schools often fail to absorb these new developments, sometimes even resisting their use. Given that Artificial Intelligence is currently a major topic, heralded by some as the greatest cognitive revolution in our history, it is considered highly important to examine the possibilities of this tool within the educational environment, and specifically in this research, in the learning of Mathematics. For this purpose, a didactic sequence was developed, beginning with the introduction of technological tools to the students, followed by presenting some problems to be solved, climatic situations that can be modeled and their modeling, the mathematical theory used, and the presentation of results. The activity was conducted with a group of five 7th-grade of Elementary School students from a public school in the metropolitan region of Porto Alegre. The choice of students at this educational level is due to the fact that Algebra content is introd uced at this stage, marking a significant conceptual and mathematical abstraction paradigm shift. This skill is a substantial challenge for the current generation, known as Generation Alpha, which is driven by agility, curiosity, independence, difficulty concentrating, surrounded by technology and connectivity, and values experience over theory. On the other hand, AI might cause students not to exert effort in solving the proposed exercises, thus hindering their learning. The research resulted in some relevant findings about the use of this tool: it encourages student engagement in Math classes, aids in the individualization of teaching, supports the transition from concrete operational to formal operational stages according to Piaget's genetic epistemology. The use in Math classes must be supervised and all results validated, as Artificial Intelligence can make errors, and ultimately, it can cause cognitive dependence if used improperly and without teacher supervision.
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Given that Artificial Intelligence is currently a major topic, heralded by some as the greatest cognitive revolution in our history, it is considered highly important to examine the possibilities of this tool within the educational environment, and specifically in this research, in the learning of Mathematics. For this purpose, a didactic sequence was developed, beginning with the introduction of technological tools to the students, followed by presenting some problems to be solved, climatic situations that can be modeled and their modeling, the mathematical theory used, and the presentation of results. The activity was conducted with a group of five 7th-grade of Elementary School students from a public school in the metropolitan region of Porto Alegre. The choice of students at this educational level is due to the fact that Algebra content is introd uced at this stage, marking a significant conceptual and mathematical abstraction paradigm shift. This skill is a substantial challenge for the current generation, known as Generation Alpha, which is driven by agility, curiosity, independence, difficulty concentrating, surrounded by technology and connectivity, and values experience over theory. On the other hand, AI might cause students not to exert effort in solving the proposed exercises, thus hindering their learning. The research resulted in some relevant findings about the use of this tool: it encourages student engagement in Math classes, aids in the individualization of teaching, supports the transition from concrete operational to formal operational stages according to Piaget's genetic epistemology. The use in Math classes must be supervised and all results validated, as Artificial Intelligence can make errors, and ultimately, it can cause cognitive dependence if used improperly and without teacher supervision.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEsta pesquisa tem como objetivo principal verificar as potencialidades do uso da Inteligência Artificial, Modelagem Matemática e Resolução de Problemas no 7º ano do Ensino Fundamental. A motivação para este trabalho se deu pelo fato de que é comum surgirem novas tecnologias e a escola não absorver esses novos conhecimentos, sendo, em alguns casos, resistente ao uso delas. Como a Inteligência Artificial é o assunto atual, sendo relatada por alguns como a maior revolução cognitiva da nossa história, considera-se de grande importância verificar as possibilidades dessa ferramenta no ambiente escolar e, nesta pesquisa, no aprendizado de Matemática. Para tanto, foi elaborado uma sequência didática que inicia com a apresentação aos alunos das ferramentas tecnológicas, de alguns problemas a serem resolvidos, de algumas situações climáticas que podem ser modeladas e suas modelagens, da teoria matemática utilizada e apresentação dos resultados. A atividade foi desenvolvida com um grupo de cinco alunos do 7º ano do Ensino Fundamental de uma escola pública da região metropolitana de Porto Alegre. A opção por alunos desse nível escolar devese ao fato de que nessa fase é introduzida o conteúdo de Álgebra, momento de uma considerável quebra de paradigmas conceituais e de abstração matemática, esta habilidade é um grande desafio para a atual geração conhecida como Geração Alpha que é movida pela agilidade, curiosidade, independência, dificuldade de concentração, rodeada de tecnologia e conectividade e que valoriza mais a experiência do que a teoria. Por outro lado, a IA pode fazer com que o aluno não se esforce na resolução dos exercícios propostos, prejudicando com isso, seu aprendizado. A pesquisa dimanou em algumas constatações relevantes sobre o uso dessa ferramenta, incentiva o engajamento dos estudantes nas aulas de Matemática, auxilia a individualização do ensino, apoia a transição do estágio operatório concreto para o operatório formal de acordo com a epistemologia genética de Piaget, o uso nas aulas de Matemática deve ser supervisionado e validado todos os resultados pois a Inteligência Artificial pode cometer erros, e por fim, pode causar dependência cognitiva pelo uso inadequado e sem acompanhamento do professor.Universidade Federal de Santa MariaBrasilMatemáticaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Matemática em Rede NacionalCentro de Ciências Naturais e ExatasBrum, Valéria de Fátima Maciel Cardosohttp://lattes.cnpq.br/7057570207918370Bisognin, VanildeRachelli, JaniceYassaki Filho, Julius Kahoru2024-12-11T15:24:17Z2024-12-11T15:24:17Z2024-10-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/33538ark:/26339/001300001c9tvporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2024-12-11T15:24:17Zoai:repositorio.ufsm.br:1/33538Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2024-12-11T15:24:17Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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