APPLICABILITY OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN THE EDUCACTIONAL SCOPE OF ELEMENTARY EDUCATION
REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.10723500
Joachim da Silva Penserot1
José Luiz2
RESUMO
O Desenvolvimento da Inteligência Artificial trás desde 1956 frequentes inovações que impacta o viver social, dentre essa premissa, o setor educacional é um deles, fomentando o ensino e aprendizado escolar, porém é preciso produzir excelentes programas que visam a educação básica, facilitando as disciplinas de matemática e língua portuguesa, melhorando o déficit dos alunos do fundamental I e II. Este ofício de teor dedutivo e bibliográfico visa tecer considerações sobre a aplicabilidade da Inteligência Artificial no ensino fundamental com foco no ensino personalizado, uma vez que, o ensino básico no Brasil não é de qualidade. A escolha da temática foi motivada através das dificuldades que as crianças apresentam nessa fase de ensino, portanto, faz se necessário o aperfeiçoamento da Inteligência Artificial em prol de melhor qualidade de ensino. Deduz-se que é preciso que haja mudança na esfera educacional governamental e que a realidade pode ser transformada em bons rendimentos intelectuais.
Palavras-Chave: Inteligência Artificial, Ensino Fundamental, Educacional, Aplicabilidade.
ABSTRACT
The Development of Artificial Intelligence brings since 1956 frequent innovations that impact social living, among this premise, the educational sector is one of them, fostering teaching and school learning, but it is necessary to produce excellent programs aimed at basic education, facilitating the disciplines of mathematics and Portuguese language, improving the defit of elementary students I and II. This craft of deductive and bibliographic content aims to make considerations about the applicability of Artificial Intelligence in elementary school with a focus on learning, since basic education in Brazil is not of quality. The choice of the theme was motivated through the difficulties that children present in this phase of education, therefore, it is necessary to improve the Artificial Intelligence in favor of better quality of teaching. It is deduced that there needs to be a change in the governmental educational sphere and that reality can be transformed into good intellectual performance.
Keywords: Artificial Intelligence, Elementary School, Educational, Applicability.
INTRODUÇÃO
De acordo com o dicionário Oxford (WEHMEIER, 2000), artificial intelligence (inteligência artificial, ou simplesmente IA) corresponde a uma área de pesquisa sobre computadores simulando o comportamento humano inteligente, para a maioria da população, IA é o cérebro por trás de máquinas poderosas, como as encontradas em filmes de ficção científica, enquanto que para os acadêmicos, é uma fonte infinita de desafios e estudos sobre como recriar um ser inteligente através do uso de computadores (CHAMPANDARD, 2003).
Resumidamente, é o desempenho de uma máquina, através de algoritmos, possuir capacidade cognitiva semelhante ao de um ser humano; com isso pode realizar atividades que antes apenas o homem era capaz. Anuído, ou não, vivemos a era tecnológica e isso implica que, em algum momento do nosso cotidiano, cada simples tarefa será possibilitada ao uso de ferramentas inteligentes que facilitarão a sua realização de forma rápida e eficiente.
Como veremos no desenvolvimento do trabalho, já estamos cada vez mais imersos e dependentes da tecnologia; e não poderia ser diferente no setor educacional, uma das ciências mais antigas do homem, que este também viessem a modificar e se adequar para essa nova realidade.
Aplicado ao ensino educacional , pode desempenhar eficiência na aprendizagem para alunos de todas as esferas educacional, mas, é no ensino fundamental que sua importância se faz ressaltar, pois, é , nesse período que as disciplinas não são bem absorvidas e acabam sendo denotadas como “difíceis” e visto que o espaço para uso da IA é bem menor que os níveis de educação superior.
A área da educação no Brasil vem apresentando certa resistência para a implementação da tecnologia de inteligência artificial, em que negam a utilização dela no educar, com escopo nas revoluções industriais anteriores; o receio de que as mesmas consequências negativas que ocorreram, possam novamente se repetir. Nesse contexto, a proposta desse trabalho é apresentar uma visão mais esclarecedora sobre como funciona, como poderá beneficiar os discentes e docentes e, desta forma, identificar se seu uso pode gerar consequências ruins.
O propósito é identificar se a aplicabilidade do uso da IA nos conteúdos de ensino fundamental, pode trazer resultados significativos no ensino -aprendizagem de alunos. Comparar as eficiência da IA antes e depois do advento desta inovação na educação e suas esferas. Examinar como o uso da inteligência artificial afeta o mercado trabalhista.
Durante seu desenvolvimento, foi utilizada uma abordagem de pesquisa interpretativa e dedutiva, já que seu objetivo é conectar o ramo científico da inteligência artificial com a alusão educacional explicando o funcionamento. Para tanto, foi realizada uma análise documental através de revistas, artigos científicos e livros.
Em última análise, cada evolução que ocorreu na história humana teve benefícios e consequências negativas, e dentro dessa linha de pensamento, o crescimento da tecnologia e suas vertentes como, a IA, ainda precisa ser aplicada no espaço educacional com mais afinco em alguns aspectos; a questão que ainda ronda o campo da educação é: Qual o impacto que a inteligência artificial tem no campo da educação fundamental ? Sobre os resultados negativos, é notório os resultados, mas precisa ser adaptada e abordada de forma diferente, fazendo com que as ideias negativas de que as crianças terão problemas intelectuais e fisiológicos.
2 INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL
De acordo com a literatura científica a tecnologia iniciou-se na pré-história, com o surgimento da pedra lascada e polida. Mas aprendemos em sala de aula e nas universidades que a tecnologia emergiu do caos da segunda guerra mundial. Acredita-se que toda inovação surge de uma grande necessidade, se encaixando no contexto histórico da inteligência artificial, uma vez que os seres humanos há muito tempo procuram formas de replicar as capacidades de raciocínio humano.
Tentando entender como funciona o poder do nosso cérebro e encontrar uma maneira de mecanizá-lo. Um dia viveremos a Quarta Revolução Industrial, termo já citado por Klaus Schwab (2016) em seu livro “A Quarta Revolução Industrial Aliada ou Inimiga?.
Os mesmos argumentam que muitos acreditam que o tipo de imersão tecnológica em que nos encontramos hoje ainda é um aspecto da Terceira Revolução Industrial.
Isso está imerso na era da computação; mas também nos mostra por que ele está convencido de que estamos diante de um quarto cenário: a velocidade com que sua evolução ocorre é exponencial; a amplitude e a profundidade, à medida que a mudança ocorre em diferentes áreas como economia, empresarial, social e pessoal; impacto sistêmico, ou seja, está mudando instituições entre países, dentro dos países, bem como empresas, indústrias e a sociedade como um todo.
A palavra revolução implica uma mudança repentina e radical que produz transformações significativas nos pilares da sociedade e do sistema económico. A inteligência artificial, também conhecida como IA, é um ramo da ciência que visa simular a inteligência humana através de meios tecnológicos; pode resolver problemas, criar soluções e até tomar decisões em nome dos humanos, como meio auxiliar em diferentes áreas da vida diária.
O termo inteligência artificial foi criado por John McCarthy em uma conferência de tecnologia em 1956. Dartmouth College, EUA. Porém, segundo o mestre de Computação da UFMG Jacques Fux (2019, online), esse tema já foi discutido em 1950 por Alan Turing, considerado o pai da computação. Definir inteligência artificial pode dar algum trabalho, pois existem quatro ramos de inteligência artificial. Esta ciência foi proposta por Russel e Norvig (2013, p.25) é usada como caminho de pesquisa.
Eles acreditam que a inteligência artificial é: Como os humanos, sistemas que pensam, agem como humanos, os sistemas pensam racionalmente, os sistemas agem racionalmente.
Para SCHWAB, Klaus a Inteligência Artificial: Aliada ou Inimiga?, em suma, sistemas que podem pensar, raciocinar e até mesmo se comportar. Quanto aos sistemas que agem como humanos, vejamos primeiro o Teste de Turing de 1956 (1996, apud GUNKEL, 2012, pp. 2, 3 e 4).
Em suma, em primeiro lugar levanta-se a questão de saber se um interrogador seria capaz de descobrir o género de duas pessoas, identificadas apenas como (A) e (B), apenas fazendo perguntas às quais responderia por escrito; se as respostas foram anotadas, então Incapaz de ouvir sons, ver pessoas ou tentar reconhecer linhas em letras.
Turing então fez a seguinte pergunta: “Pode uma máquina pensar como um humano?” Caso contrário, se (A) ou (B) dos seguintes itens fossem substituídos por uma máquina, o sistema seria preciso o suficiente para enganar um interrogador?
Turing acreditava que essa resposta poderia ser respondida afirmativamente em cerca de 50 anos, meio século, Fux (2019), destacou que estamos tão imersos nesses sistemas que passam a fazer parte do nosso cotidiano e seu comportamento é tão real que eles já têm capacidade de nos enganar; como assistentes móveis, bancos, sites etc.
Hoje, quase 70 anos depois, temos uma compreensão mais sólida do que é inteligência artificial. Esta tecnologia, também conhecida como “IA” ou “IA”, é a capacidade dos dispositivos de computação de replicar certas habilidades cognitivas que antes só eram capazes os seres humanos.
3 METODOLOGIA DE ENSINO EM VIGOR
Para compreendermos o uso da IA como ferramenta de fomentação no educar, é preciso conhecermos quais tipos de educação é ofertada em sala de aula. Sabe-se que a educação no Brasil foi construída no período colonial, onde os jesuítas a mando da coroa portuguesa tinham como objetivo catequizar os nativos com a finalidade de escravizá-los.
Partindo desse princípio, a educação mais conhecida são: a tradicional e a construtivista, o primeiro modelo de aprendizado tem como foco o ler e decorar. Lembrando um ponto muito importante sobre a educação antiga, o ensino era para poucos e para os que tinham maior poder aquisitivo.
Esse modelo de ensino era muito visto em sala de aula, onde o professor era o maior representante do saber, tinha total autonomia sobre o conhecimento.
Para Hoehnke; Koch; Lutz (2005):
A metodologia tradicional pode levar a vários problemas, pois essa metodologia leva os alunos a: imitação, por parte dos alunos em relação ao professor; obediência completa dos alunos pelo professor levando a uma submissão; a repetição, bem notada quando o professor coloca os alunos a resolverem questões; e controle total do aluno.
O método tradicional de ensino talvez não seja a forma mais atraente para os alunos, fazendo com que os estudantes não participem das aulas, tornando assim mais difícil o trabalho dos professores intermediando o ensino. Percebe-se que o uso de recursos didáticos em sala de aula, pode variar de quadro de giz com aulas tradicionais, até com jogos, passeios, experimentos e a utilização de data show.
Dos aspectos históricos, o ensino tradicional foi crucial para os novos modelos de educação em sala de aula, como a educação livre, mais consciente e inovadora, como o construtivismo como método de ensino, que o aluno deve ter centralidade no processo de aprendizagem.
No segundo modelo , Nunes (1990) afirma que: o construtivismo é uma teoria que considera o conhecimento da criança, como etapas de estágios para adquirir e construir o conhecimento. Assim, deve ser estimulado a conquistar a sua independência, resolver problemas, elaborar hipóteses e levantar questões.”
Conforme o tempo, novas ideias e mudanças ocorreram no espaço educacional e dentro desse contexto a tecnologia foi um grande aliado para auxiliar os professores em sala de aula e para os alunos no ensino-aprendizagem. Atualmente existe a educação tradicional porém mais flexível com ajuda de ferramentas como inteligência artificial ( IA), como auxiliar.
4 APLICABILIDADE DA INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL NO ENSINO
A aprendizagem personalizada é um objetivo de longa data na educação, cada aluno tem necessidades, ritmos e estilos de aprendizagem únicos, tornando a inteligência artificial (IA) uma ferramenta poderosa para conseguir isso.
A inteligência artificial pode desenvolver sistemas de aprendizagem personalizados que se adaptam às necessidades individuais dos discentes, viabilizando uma prática educacional mais absoluta e envolvente. O autor Santos (2023), na sua obra “Inteligência Artificial na Educação”, diz que, “a inteligência artificial pode personalizar a educação de várias maneiras. Uma abordagem comum é usar algoritmos de aprendizado de máquina para analisar e interpretar dados”.
Sobre os alunos, esses dados podem incluir informações sobre desempenho acadêmico, preferências de aprendizagem, histórico de interação com materiais educacionais e até dados biométricos, como respostas emocionais durante a aprendizagem. Com base nestes dados, os sistemas de IA podem adaptar conteúdos, atividades e estratégias de ensino às necessidades individuais de cada aluno (SANTOS,P.15- 2023).
Um exemplo prático de plataforma de aprendizagem adaptativa é a utilização de sistemas de tutoria inteligentes. Esses sistemas utilizam algoritmos de inteligência artificial para identificar lacunas de conhecimento dos alunos e fornecer suporte personalizado em tempo real. Eles podem fornecer explicações adicionais, atividades complementares e até mesmo direcionar os alunos para materiais de apoio relevantes.
Como exemplo as disciplinas de maior nível de dificuldade de aprendizado pelos alunos, matemática, física e língua portuguesa. Segundo Wisner, o problema da dificuldade em matemática no Brasil começa na formação dos professores e na dificuldade em ministrar aulas. Muitas vezes a escola não tem nenhuma estrutura, e aí fica difícil fazer com que os alunos prestem atenção. Mas a ideia é buscar soluções e quando se fala em soluções na era moderna, lembramos que a tecnologia sempre inova e para isso é visto a importância da IA como suporte de ensino.
Esses sistemas são capazes de fornecer feedback imediato, observar o avanço do aluno e alinhar o conteúdo com base na resposta e no desempenho individual
Chatbots e Assistentes Virtuais na Educação
Na era digital, os chatbots e assistentes virtuais estão se tornando cada vez mais presentes em diversos setores, e a educação não é exceção. Essas tecnologias baseadas em inteligência artificial (IA) estão sendo amplamente adotadas no campo da educação para fornecer suporte e tutoria aos alunos.
Conforme a literatura da Ciência da Tecnologia, a interação humano-máquina tem o potencial de melhorar a experiência educacional e o engajamento dos alunos.O uso de chatbots na educação oferece uma série de benefícios. Essas ferramentas virtuais podem fornecer respostas instantâneas a perguntas comuns dos alunos, independentemente do horário ou localização.
Os chatbots podem ser integrados a plataformas de aprendizagem, sites educacionais ou até mesmo a aplicativos de mensagens, permitindo que os alunos acessem informações e suporte de forma rápida e conveniente.Além disso, os chatbots podem ser programados para fornecer tutoria personalizada aos alunos. Por meio de algoritmos de IA, eles podem analisar as respostas dos alunos, identificar lacunas de conhecimento e oferecer explicações adicionais ou atividades complementares. Essa tutoria adaptativa ajuda os alunos a progredirem em seu aprendizado de forma mais eficiente, recebendo orientações personalizadas que atendam às suas necessidades individuais.
No entanto, é importante considerar as limitações da interação humano-máquina na aprendizagem. Embora os chatbots sejam eficazes para fornecer respostas rápidas e suporte básico, eles não substituem a interação humana significativa.
4.1 ASPECTOS NEGATIVOS NO ESPAÇO DE ENSINO
Vimos acima que a inteligência artificial (IA) é mais frequente a sua utilização na educação e é importante considerar os desafios éticos e sociais associados à sua utilização. Entre estes preconceitos estão a privacidade e a segurança dos dados dos alunos, o preconceito algorítmico e a justiça na educação, e o papel dos professores em ambientes de aprendizagem orientados pela IA.
Costa (2023), acredita que a educação através do uso da IA, precisa seguir um detalhes importantes sendo um dos principais desafios da inteligência artificial na educação diz respeito à privacidade e Segurança dos dados dos alunos. Com grandes quantidades de dados educacionais sendo coletados e analisados, é fundamental garantir que as informações pessoais dos alunos sejam devidamente protegidas.
Devem ser feitas com fortes medidas de segurança e criptografia para proteger os dados confidenciais dos alunos. Além disso, é importante ter o aval dos pais ou responsáveis antes de coletar e utilizar dados dos alunos para garantir transparência e confiança na aplicação da IA na educação.
À medida que a IA se integra na sala de aula, é necessário garantir que os educadores sejam capacitados e adequadamente treinados para trabalhar com a IA, aproveitar os seus pontos fortes e complementar as suas competências.
Em resumo, a utilização da inteligência artificial na educação coloca desafios éticos e sociais que precisam ser considerados e abordados. A privacidade e a segurança dos dados dos alunos, o preconceito algorítmico e a justiça na educação, e o papel dos professores num ambiente orientado pela IA são questões fundamentais que requerem atenção e soluções responsáveis. A colaboração entre educadores, investigadores, criadores de IA e decisores políticos é fundamental para garantir a utilização ética, equitativa na educação.
5 PROGRAMAS ARTIFICIAIS USADOS EM SALA DE AULA.
Os programas criado para o ensino -aprendizagem são os mais usados em sala de aula atualmente de acordo com a literatura tecnológica :
- UNO Learn
A UNO Learn é uma plataforma usada pelos estudantes do Ensino Fundamental até o 6º ano como uma ferramenta para as aulas. Por meio da plataforma os professores podem utilizar lousas virtuais, criar conferências em vídeo, compartilhar sua tela, apresentar slides, criar grupos com os alunos, compartilhar imagens e atividades, entre outras funcionalidades. Os alunos também recebem presença automaticamente pela plataforma.
Todos os conteúdos compartilhados pelo professor são salvos, criando uma biblioteca pessoal, que os alunos também podem ter acesso. Desta forma, os professores têm mais facilidade para organizar as aulas e manter o conteúdo atualizado e atrativo. Assim como no Geekie, também são gerados dados para o acompanhamento do desempenho dos alunos para que o professor possa planejar suas aulas tendo em vista as necessidades de cada turma e priorizando o aluno como centro do processo de aprendizado.
Os pais recebem as informações diariamente sobre o desempenho dos filhos em testes e trabalhos, acompanhados dos comentários dos professores para que possam acompanhar a evolução dos seus filhos, familiarizando-se com a proposta pedagógica utilizada pelo colégio. Os pais ainda podem entrar em contato com a escola pela própria plataforma.
- Kahoot e Wordwall
Essas duas ferramentas permitem a criação de conteúdos educativos e lúdicos para serem utilizados em aulas, com o propósito não apenas de reforçar os principais pontos ensinados em cada disciplina, mas também de manter o interesse dos alunos nas aulas e estimular sua participação. Tanto o Kahoot, quanto o Wordwall permitem a criação de jogos e testes, que podem ser desenvolvidos pelos professores na plataforma com base no conteúdo trabalhado em aula.
No caso do Wordwall podem ser criados jogos da memória, cruzadinhas, caça palavras, testes com múltiplas alternativas, entre outras atividades que tornam o aprendizado muito mais divertido. Já o Kahoot permite a criação de desafios em que cada um dos alunos pode jogar com seu próprio dispositivo e enviar suas respostas individuais ao professor. Ambas as ferramentas tornam a experiência mais interativa e têm demonstrado resultados para aumentar a participação das turmas nas aulas online.
- GoConqr
Muitos estudantes aprenderam a estudar seguindo antigos métodos pedagógicos, que valorizam a memorização do conteúdo, em detrimento do verdadeiro entendimento e de uma observação crítica. Não é surpresa então que alguns deles demonstrem grande dificuldade em aprender. A plataforma também permite a criação de flashcards, notas, fluxogramas, quizzes e slides, entre outras funcionalidades, que podem ser usadas para a organização de ideias, e compartilhadas na plataforma em grupos e salas de estudo, tornando o processo de aprendizado colaborativo.
6 PONTOS NEGATIVOS E POSITIVOS
A educação também se baseia na conexão emocional, no feedback construtivo e na compreensão contextual, que ainda são melhor fornecidos por professores e educadores humanos. Portanto, é fundamental encontrar um equilíbrio entre o uso de chatbots e assistentes virtuais e a interação humana na educação.Além disso, a ética na implementação dos chatbots e assistentes virtuais é uma consideração importante.
É necessário garantir que essas tecnologias respeitem a privacidade dos alunos, protejam seus dados pessoais e sejam programadas de acordo com os princípios éticos. É fundamental que os educadores tenham um papel ativo na supervisão e monitoramento dessas tecnologias, garantindo que elas sejam usadas de forma responsável e alinhadas com os valores educacionais.
Almeida ( p.10, 2021), afirma o uso da inteligência artificial:
“na educação básica é positivo para engajar os alunos e potencializar seu aprendizado. No entanto, é crucial que os educadores avaliem e supervisionem continuamente o uso da IA. Embora a tecnologia seja uma ferramenta poderosa, é a expertise dos professores que garantirá uma abordagem educacional equilibrada e adequada às necessidades individuais dos alunos ( ALMEIDA,(2021).)
No geral, os chatbots e assistentes virtuais têm o potencial de aprimorar a experiência educacional, fornecendo suporte imediato e tutoria personalizada aos alunos. Eles podem ser uma ferramenta valiosa para acesso rápido à informação, esclarecimento de dúvidas e apoio adicional.
No entanto, é fundamental reconhecer que eles não substituem a interação humana na educação e que sua implementação deve ser orientada por princípios éticos e responsáveis. Dos pontos negativos, ergue a ilusão de que os alunos possam se tornar menos pensantes, devido o seu acesso a resposta rápida.
MÉTODO
Os procedimentos metodológicos deste trabalho visaram discorrer sobre os aspectos científicos, coletados através de livros, Artigos Periódicos e do senso comum, a qual propõe explanar, relembrar e discutir sobre a temática da aplicabilidade do IA, no ensino fundamental. E dentro dessa temática, podemos considerar que é preciso uma mudança e qualificação de professores para se sentirem preparados e não substituídos em sala de aula.
CONCLUSÃO
A IA refere-se à capacidade das máquinas de realizar tarefas que normalmente exigiriam inteligência humana. Na educação, a IA oferece oportunidades para personalizar o aprendizado, automatizar tarefas administrativas e fornecer suporte e tutoria aos alunos.Exploramos como a IA pode personalizar a educação de acordo com as necessidades individuais dos alunos.
Com a aprendizagem adaptativa, os alunos podem receber um ensino mais personalizado, atendendo ao seu ritmo e estilo de aprendizado. Examinamos exemplos de plataformas e ferramentas de aprendizagem adaptativa, que utilizam a IA para oferecer conteúdos e recursos sob medida para cada aluno.No entanto, ressaltamos que a presença e o envolvimento do professor continuam sendo fundamentais para uma educação de qualidade. alertamos para as implicações éticas e a confiabilidade da avaliação baseada em IA. É necessário garantir a equidade e a transparência na utilização da IA na avaliação, evitando possíveis vieses algorítmicos.
Refletimos sobre os desafios éticos e sociais da IA na educação. Privacidade e segurança dos dados dos alunos são preocupações fundamentais. Também destacamos a importância de abordar o viés algorítmico.À medida que avançamos em direção ao futuro, é crucial que continuemos a acompanhar as tendências emergentes na IA e a refletir sobre seu impacto na educação. Devemos garantir que a IA seja utilizada de maneira ética, transparente e responsável, sempre colocando o bem-estar dos alunos em primeiro lugar.
REFERÊNCIA
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1Estudante da instituição FUCAPI.
2Orientador- Professor.