EDUCAÇÃO 4.0 E O FUTURO PROFESSOR DE MATEMÁTICA

Ciências Humanas, Volume 29 - Edição 143/FEV 2025 / 27/02/2025

EDUCATION 4.0 AND THE MATHEMATICS TEACHER OF THE FUTURE

REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/pa10202502161906

Raphael Brasil Fagundes1
José Raimundo Nery da Silva2
Larissa Rodrigues Barcellos Martins3

Resumo

O artigo discute a Educação 4.0 e suas implicações na formação dos futuros professores de Matemática, destacando a necessidade de adaptação dos docentes às novas demandas tecnológicas e metodológicas. A Educação 4.0 não se restringe à introdução de ferramentas digitais, mas reformula o ensino por meio de metodologias ativas, promovendo aprendizagem personalizada, interdisciplinaridade e desenvolvimento de competências digitais. O estudo tem como objetivo analisar as expectativas e o conhecimento prévio dos licenciandos em Matemática da FeMASS sobre essa abordagem educacional. Utilizando uma metodologia quali-quantitativa, a pesquisa combinou revisão bibliográfica e aplicação de questionários para avaliar o nível de conscientização dos estudantes e sua preparação para utilizar recursos tecnológicos em sala de aula. Os principais conceitos abordados incluem Cultura Maker, Pensamento Computacional, Robótica Educacional e Tecnologias Digitais. Os resultados indicam que a maioria dos licenciandos possui pouco conhecimento sobre a Educação 4.0 e suas metodologias, o que reflete a necessidade de intervenções pedagógicas. Após uma apresentação na Semana Acadêmica da FeMASS sobre o tema, observou-se um aumento do interesse dos estudantes, principalmente em Pensamento Computacional e Cultura Maker. No entanto, ainda há desafios na formação docente para integrar essas novas práticas no ensino de Matemática. O artigo sugere a ampliação do uso de laboratórios de Robótica e Cultura Maker na formação dos licenciandos, além da realização de eventos acadêmicos para promover maior contato com as metodologias da Educação 4.0. Dessa forma, os futuros professores poderão aplicar estratégias inovadoras que tornem o ensino mais dinâmico, colaborativo e alinhado às exigências da sociedade digital.

Palavras-chave: Educação 4.0, Cultura Maker, Tecnologias, Formação de Professores.

1 INTRODUÇÃO

A educação está diretamente relacionada ao movimento industrial. Ao longo dos anos, as práticas educacionais têm refletido não apenas as necessidades, mas também as evoluções e inovações da indústria. Este artigo explora essa dinâmica no intuito de explanar o progresso no âmbito educacional.

A sociedade contemporânea está imersa em um cenário de rápida evolução tecnológica, cujo impacto se estende significativamente ao campo educacional. O que representa uma mudança paradigmática, onde as tecnologias digitais não apenas complementam, mas transformam fundamentalmente os processos de ensino e aprendizagem.

O estudo pretende trazer uma análise sobre o conhecimento prévio e as dificuldades dos estudantes do curso de Licenciatura de Matemática da Faculdade Professor Miguel Ângelo da Silva Santos (FeMASS) sobre as abordagens da Educação 4.0. Ao apresentar suas expectativas e competências será possível verificar se estão de acordo com as demandas do mercado educacional, mas também cultivar uma geração de educadores capazes de empregar estratégias inovadoras e eficazes.

A Educação 4.0 não se limita à introdução de novas ferramentas tecnológicas nas salas de aula; ela reconfigura o próprio conceito de ensinar e aprender. Este artigo propõe-se explorar o papel crucial do futuro professor de matemática neste novo contexto educacional, caracterizado pela personalização do aprendizado e pela integração de competências digitais.

A escolha do tema é relevante, uma vez que futuros professores em breve estarão inseridos em sala de aula atuando na aprendizagem dos jovens. É um assunto presente e importante no cotidiano das escolas, trabalhando em paralelo, os objetivos e estratégias de ensino que promovam interações práticas com os conceitos que serão abordados.

A pesquisa amplia o conhecimento sobre os conceitos da Educação 4.0 e os recursos aplicáveis, como: Cultura Maker, Pensamento Computacional, Robótica Educacional, Tecnologias e Interdisciplinaridade, apontando um conjunto de práticas e atitudes baseadas nesses modelos educacionais que vêm incrementando o processo de ensino e aprendizagem, valorizando o conhecimento prévio do aluno, o desenvolvimento individual e coletivo, de habilidades e competências.

OBJETIVO GERAL

Analisar a expectativa dos alunos de Licenciatura em Matemática da FeMASS sobre a Educação 4.0 e suas abordagens.

OBJETIVOS ESPECÍFICO

  • Realizar o diagnóstico do nível de conhecimento dos licenciandos sobre o tema;
  • Identificar se os futuros professores estão preparados para a prática de recursos tecnológicos em sala de aula;
  • Apresentar recursos, abordagens e metodologias que podem ser aplicadas na Educação 4.0, como Cultura Maker, Interdisciplinaridade, Pensamento Computacional, Robótica Educacional e Tecnologias Digitais;
  • Propor alternativas para melhorar a difusão da Educação 4.0 e seu aproveitamento no ensino de Matemática nas escolas.

JUSTIFICATIVA

Alguns autores como Nogueira (2012), Fernandes e Oliveira (2020) entendem que o estudante necessita de práticas pedagógicas atrativas e que possam desta maneira influenciar seu processo de construção do conhecimento, evitando possíveis desinteresses, evasões e abandonos dos estudos. E, neste contexto, um dos elos encontra-se na influência do professor sobre os educandos, uma vez que ele tem a função de mediar e estimular a busca do conhecimento. E, sem dúvida, para o pleno desenvolvimento de tais habilidades é essencial o domínio de metodologias ativas adequadas ao público de educandos (PEREIRA, 2010).

Posturas por parte do docente promovem mudanças no ambiente educacional e estimulam a participação do aluno. São elas: o acompanhamento do educando; o feedback das aulas e das atividades; o estímulo ao diálogo; assim como os métodos dinâmicos com jogos, games e aplicação de softwares, entre outras práticas que atraem e retém a atenção do aluno, contribuindo com o seu pleno desenvolvimento cognitivo e emocional. Outras práticas são sugeridas por meio de grupos de discussão, apresentação de trabalhos, dinâmicas que integram diversos conteúdos; o que proporciona uma leveza nas aulas e desperta, desta forma, o interesse e a audiência do aluno (PEREIRA, 2010).

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

As constantes transformações pelas quais as sociedades perpassaram ao longo da história levaram a humanidade ao desenvolvimento de um conjunto de manifestações culturais e habilidades que permitissem sua adaptação a cada tempo e espaço. Segundo D’Ambrosio (2009), a educação desponta como um dos meios mais eficientes para que as tradições de cada povo possam ser transmitidas entre as gerações, permitindo a inserção dos educandos na sociedade e a satisfação das necessidades individuais e de grupo.

No entanto, não existem metodologias e técnicas de ensino imutáveis e universais. A evolução econômica e tecnológica, com a crescente disponibilização e uso dos mais diversos recursos, contribui para o processo de ensino e aprendizagem (FAVA, 2014). Essa demanda exige que a educação também se transforme, e isso vem ocorrendo ao longo dos últimos séculos, acompanhando sobretudo as Revoluções Industriais, conforme indica Fava (2014). O poder público e as instituições de ensino devem estar preparados para os novos cenários, com a disponibilização do aparato tecnológico e com o incentivo à formação continuada dos professores na atual Educação 4.0.

2.1 FORMAÇÃO DE PROFESSORES

O papel do professor em sala de aula, como mediador e facilitador do processo de ensino tem demonstrado alguns desafios ao longo dos tempos. De acordo com os estudos de Pereira (2010), “a maneira como a educação se revela em nosso país, tem contribuído para que aconteça um grande desinteresse de crianças, jovens e adultos pela escola, pois os métodos tradicionais utilizados por muitos professores não estimulam os alunos para o aprendizado”.

Os Parâmetros Curriculares Nacionais (1998) recomendam que o docente se adapte à nova realidade, na qual o aluno tornou-se o agente da sua própria trilha de conhecimento, atuando de forma autônoma e protagonizando a busca de informações e dados. Desta forma, é necessária a adoção de métodos que possam estimular e proporcionar ao aluno uma aprendizagem mais criativa e interessante. “Além de organizador, o professor também é facilitador nesse processo. Não mais aquele que expõe todo o conteúdo aos alunos, mas aquele que fornece as informações necessárias, que o aluno não tem condições de obter sozinho” (PCN, 1998).

Neste entendimento, as diretrizes da Base Nacional Comum Curricular (BNCC, 2017) recomendam o ensino com a utilização de jogos e brincadeiras que promovam os conceitos teóricos, utilizando-os como recursos didáticos. Neste sentido, a aplicação do recurso proveniente da cultura digital, como o software, está em conformidade com a normatização, na competência número 4 e 5 mencionadas, interagindo também com outras competências, tais como o conhecimento; pensamento científico, crítico e criativo; comunicação e repertório cultural. Assim, a competência de número 4, recomenda:

Utilizar diferentes linguagens – verbal, oral, visual-motora, escrita, corporal, visual, sonora e digital, bem como conhecimentos da linguagem artística, matemática e científica para se expressar e partilhar informações, experiências ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo (BNCC, 2017).

A competência de número 5 sugere o seguinte posicionamento:

Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer o protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva (BNCC, 2017).

A discussão sobre o currículo docente, no Brasil, divide muitas opiniões. As mudanças vividas na sociedade, pontuadas continuamente pelo avanço da ciência e da inovação influenciam na construção de uma escola de qualidade para todos. De acordo com Reis e Oliveira (2018), diante dessas transformações educacionais, os professores são desafiados e na maioria das vezes, o currículo e a formação, ficam distantes das recomendações apresentadas nas reformas educacionais.

2.2  EDUCAÇÃO 4.0

A evolução tecnológica proporcionada, em grande parte, pelas grandes Revoluções Industriais, propiciou o surgimento de diferentes momentos no processo de ensino e aprendizagem. Assim, fala-se desde a Educação 1.0 até a atual Educação 4.0 (PASSOS, 2019). Fava (2014), relata que a Educação 1.0 remete às escolas antes da Revolução Industrial, na qual havia forte sintonia com a Igreja Católica. Ainda segundo esse autor, era caracterizada pela forte hierarquização e trocas unilaterais em sala de aula, pelo aluno como mero receptor de informações, pelo professor como figura central e por aulas expositivas e de memorização. Era restrita a pequenos grupos da elite.

Com o advento da primeira Revolução Industrial no século XVIII, Fava (2014) destaca a mudança significativa nos meios de produção, passando do modo artesanal para o mecanizado. Essa transição exigiu grande preparação dos estudantes para o mercado de trabalho nas fábricas. Assim, considerando a segunda Revolução Industrial, no século XIX, surge a chamada Educação 2.0. Passos (2019) informa que foram mantidas as características da Educação 1.0 com o professor ativo e aluno receptivo, aulas expositivas e de memorização, mas agora voltadas para o ensino em massa e repetitivo, que atendesse a produção em escala e máquinas elétricas.

Na Indústria 3.0, ou terceira Revolução Industrial, em meados do século passado, destacam-se os processos que utilizam a automação, a robótica, os computadores, a Internet e dispositivos eletrônicos (FAVA, 2014). Esse avanço tecnológico vem marcando significativamente o processo de ensino e aprendizagem até os dias atuais, dado que muitos lugares ainda não vivenciam a Educação 3.0. Esse novo modelo educacional aproveita o máximo da tecnologia para a aprendizagem. Caracteriza-se pelos seguintes aspectos: colaboração entre professores e estudantes, participação ativa dos alunos, ensino híbrido e a distância, inserção de diversos recursos e metodologias (FAVA, 2014).

A Educação 4.0 está relacionada então com a Indústria 4.0, ou quarta Revolução Industrial pela qual o mundo atravessa atualmente. Passos (2019), cita o largo uso das novas tecnologias disruptivas como a inteligência artificial, big data, a Internet das Coisas, a impressão 3D, a realidade virtual e realidade aumentada, a computação na nuvem e a robótica. Essa incorporação do mundo físico ao digital possibilita a criação das chamadas fábricas inteligentes, exigindo estudantes cada vez mais preparados para inserção no mercado de trabalho. Ainda segundo Passos (2019) a proposta pedagógica da Educação 4.0 passa pela eficiência no processo de ensino e aprendizagem, tornando a educação mais personalizada, colaborativa e adaptada às necessidades discentes.

Assim como as novas tecnologias digitais são incorporadas aos processos fabris, estas também precisam ser levadas para a sala de aula de modo a qualificar e reter os estudantes, os quais já estão inseridos no mundo digital no seu dia a dia. É preciso capacitar os alunos com as habilidades exigidas pelo mercado de trabalho do século XXI, como o pensamento crítico, a criatividade, a comunicação, a autonomia e a colaboração.

As características da Educação 4.0, conforme Passos (2019), são as seguintes: aluno como protagonista, aprendizagem por meio de projetos colaborativos, professor com o papel de mediador e orientador, aluno e professores aprendendo juntos. A autora destaca ainda as metodologias ativas de ensino, voltadas para a inovação, invenção, resolução de problemas e cultura mão na massa, em que o aprender fazendo torna o aprendizado mais significativo.

Sabe-se da existência da Educação 5.0, que na verdade não exclui e nem sobrepõe a Educação 4.0. A Educação 5.0 continua evidenciando todos os elementos da 4.0, mas exalta as competências socioemocionais, com o objetivo principal em unir tecnologia à inteligência social e emocional. Conforme Felcher et al. (2022) o foco é o desenvolvimento de habilidades humanas para alavancar a utilização benéfica, ética e produtiva das tecnologias em prol de todos, de uma sociedade mais humana, justa e igualitária para se viver. Idealizar a Educação 5.0 pode parecer uma utopia, mas essas utopias são fundamentais para a conquista de uma educação mais dialógica, democrática, humana, tecnológica e empreendedora. (FELCHER; FOLMER, 2021).

2.3  RECURSOS DA EDUCAÇÃO 4.0

Dentre os diversos recursos, abordagens e metodologias que podem ser aplicadas na Educação 4.0, este trabalho destaca as seguintes: Cultura Maker, Interdisciplinaridade, Pensamento Computacional, Robótica Educacional e Tecnologias Digitais.

2.3.1  Cultura Maker

A Cultura Maker, também conhecida como Movimento Maker, é uma extensão da Cultura do “Faça Você Mesmo” (ou “Do It Yourself”, em inglês, que se abrevia como DIY), mas com o uso de tecnologias como impressoras 3D, máquinas de corte a laser, sistemas de software e hardware abertos e fáceis de programar, como a tecnologia Arduino (HIRT, 2018; LEGNAIOLI, 2024).

De maneira simplificada, a Cultura Maker se baseia na premissa de que qualquer pessoa pode criar, construir, consertar ou modificar objetos e projetos com as próprias mãos usando suas próprias habilidades, potencial criativo e recursos, em ambientes colaborativos e personalizados, seja com ajuda de um computador, impressora 3D, ou outras ferramentas (CORDOVA; VARGAS, 2016; LIMA et al., 2023; HIRT, 2018).

Na educação, a Cultura Maker se destaca como uma grande aliada do aprendizado. Ela transforma a escola em um vasto espaço de experimentação e prática do conhecimento, oferecendo aos alunos a oportunidade de aprender e desenvolver projetos de maneira prática, de fato, colocando a mão na massa (ENSINO, 2022; LYCEUM, 2019). A ideia é promover uma educação mais engajadora e envolvente, onde o aluno participa ativamente ao colocar a mão na massa para executar projetos que ele mesmo elaborou, enquanto desenvolve habilidades relacionadas ao conteúdo programático de uma ou mais disciplinas. Mas vai muito além disso, o conhecimento é colocado em um contexto real e aplicado, tornando o aprendizado mais estimulante para o aluno, que aprende enquanto lida com problemas e situações reais (DIAS, 2018)

A Cultura Maker na educação basicamente seria o uso de oficinas, equipamentos e ferramentas para a elaboração e o desenvolvimento de projetos reais e práticos com finalidade pedagógica, colocando o aluno como protagonista no processo, trabalhando a autonomia didática, o engajamento e a motivação (DIAS, 2018).

Um dos principais objetivos da Cultura Maker é proporcionar que os alunos consigam colocar em prática os conhecimentos adquiridos em sala de aula. Assim, eles são expostos a variados recursos em busca de soluções para problemas propostos nas atividades (LIMA et al., 2023). Desse modo, a Cultura Maker representa uma estratégia para aumentar o engajamento dos alunos, já que promove a interdisciplinaridade na prática, desperta o interesse e facilita a compreensão de assuntos complexos (EDUCACIONAL, 2023). Com isso, é possível desenvolver inúmeras capacidades, como raciocínio lógico, pensamento crítico e criatividade.

LIMA et al. (2023) apresenta quatro pilares que direcionam e tiram proveito de todo o potencial da Cultura Maker:

  • Criatividade: a capacidade de pensar “fora da caixinha” e criar novas soluções e coisas.
  • Colaboração: a Cultura Maker não é individualista e perspectivas diferentes se complementam, então atividades maker com trabalho em equipe, intercâmbio de ideias e a troca de conhecimentos só tem a ganhar.
  • Sustentabilidade: defende a redução do lixo e o impacto ambiental, reaproveitando tudo de forma sustentável e inteligente, com o mínimo de desperdícios.
  • Escalabilidade: um item produzido pode ser replicado e melhorado por outras pessoas, com um resultado cada vez melhor.

2.3.2  Interdisciplinaridade

Fazenda (2008) relaciona os aspectos interdisciplinares com o currículo e aponta que esta análise tem vários entendimentos. Para ela, a interdisciplinaridade pode ser considerada “como uma junção de disciplinas” e, neste sentido, relaciona-se com o currículo apenas cumprindo uma grade de conhecimentos. Ou, como uma atitude ousada e que busca pelo conteúdo, pensando na cultura do lugar (FAZENDA, 2008).

Pineau e Paul (2007) afirmam que a inquietação dos pesquisadores que se dedicam às questões da interdisciplinaridade concentra esforços desde a década de 1960 e vem se ampliando na busca de novos sentidos. E para alguns autores como Fazenda (2008) e Pineau (2007), a interdisciplinaridade escolar, curricular, pedagógica ou didática encontra uma estreita relação com os conceitos de escola e didática. “Na interdisciplinaridade escolar, as noções, finalidades, habilidades e técnicas que visam favorecer, sobretudo, o processo de aprendizagem, respeitando os saberes dos alunos e sua integração” (FAZENDA, 2008).

Para Costa et al. (2017), o ensino da Matemática colabora para a compreensão de outras disciplinas, estando, desta maneira, em sintonia com o contexto escolar e a colaboração mútua com o ensino. “A perspectiva corresponde num caráter interdisciplinar com vistas a formar conexões entre os conhecimentos individuais nas disciplinas estudadas em sala e os encadeamentos fora dela” (COSTA et al., 2017).

Assim, a disciplina de Matemática apresenta conteúdos e teorias que se relacionam a outras disciplinas do currículo escolar. Silva Junior (2008) esclarece que os conteúdos matemáticos são associados a outros saberes, utilizando problemas, teorias e instrumentos quantitativos que possibilitam a solução e interpretação de outros problemas.

Acredita-se que “a integração entre as diversas áreas do saber é importante para o educando construir seu conhecimento, experimentando, reconhecendo e possibilitando um real significado a vida do educando” (REIS, QUARTIERI, STROHSCHOEN, 2017).

2.3.3  Pensamento Computacional

O pensamento computacional teve suas origens nas ideias de Seymour Papert, introduzidas na década de 1970, ele defendia o uso do computador como uma ferramenta para estimular o desenvolvimento do raciocínio dos estudantes na resolução de problemas e na construção do próprio conhecimento (THOMAS, 2022).

Segundo Thomas (2022), a primeira citação em livro do termo pensamento computacional ocorreu em 1980, e posteriormente traduzido para o português em 1986 como “LOGO: Computadores e Educação”, ambos do autor Seymour Papert. Neste livro, Papert relata experimentos que desenvolveu com a utilização de uma linguagem interpretativa chamada LOGO, esta por sua vez alinhava o aprendizado de uma linguagem de programação de computadores aos conhecimentos matemáticos prévios dos estudantes (BORBA; SILVA; GADANIDIS, 2023).

O pensamento computacional não está necessariamente ligado a computadores, equipamentos tecnológicos e à linguagem de programação como pensamos numa primeira leitura do termo. Na verdade, o termo pensamento computacional se trata da habilidade de pensar usando princípios, fundamentos, técnicas e recursos que a Ciência da Computação aprimorou e/ou desenvolveu para formular, identificar e resolver problemas de diversas áreas do conhecimento (EDUCACIONAL, 2023; THOMAS, 2022). Paranhos (2023) define pensamento computacional como:

um conjunto de habilidades mentais e estratégias cognitivas que permitem a resolução eficiente e sistemática de problemas com base nos conceitos e métodos da lógica de programação. Isso inclui a capacidade de dividir um problema complexo em partes menores e mais gerenciáveis, identificar padrões e tendências relevantes, e desenvolver algoritmos e implementar soluções usando linguagens de programação e outras ferramentas (PARANHOS, 2023, n.p).

Em linhas gerais, podemos afirmar que o pensamento computacional aplica os princípios, fundamentos, técnicas e recursos utilizados pela Ciência da Computação na resolução de desafios ou problemas da vida diária, individual ou coletivamente, refletindo sobre ele, separando em partes e resolvendo cada uma dessas partes da maneira mais lógica e assertiva para posteriormente chegar a um resultado final (EDUCACIONAL, 2023; PENSAMENTO, 2019).

A literatura disponível e especializada aponta que não há um consenso em quantos pilares o pensamento computacional se apoia, variando entre três e quatro. No entanto, Thomas (2022) apresenta quatro pilares do pensamento computacional, e esses quatro pilares são: decomposição, reconhecimento de padrões, abstração e algoritmos. Thomas (2022) define cada pilar como:

  • Decomposição como processo no qual o problema complexo é dividido em tarefas menores e mais fáceis de serem gerenciadas. A separação em partes menores otimiza a compreensão do problema, o desenvolvimento da solução e a avaliação do resultado e a identificação de erros.
  • Reconhecimento de Padrões consiste em identificar similaridades entre os problemas. Possibilita a criação de modelos genéricos que podem ser usados para a construção de soluções mais rápidas e eficientes com base em problemas resolvidos anteriormente.
  • Abstração corresponde em simplificar a realidade a partir da criação de uma representação ou modelo do que se está tentando resolver apenas com os elementos relevantes, ou seja, ignorando detalhes desnecessários, tornando os problemas mais fáceis de serem solucionados.
  • Algoritmo constitui-se em uma sequência de passos ou regras finita a ser seguida para a resolução do problema. As instruções lógicas contidas em um algoritmo, se seguidas com precisão, levam a solução do problema inicial.

Para Bravo (2021) as atividades propostas com o pensamento computacional podem ser “plugadas” e “desplugadas”, fazendo referência a um conjunto de práticas desenvolvidas com o objetivo de trabalhar os fundamentos da Ciência da Computação, com conteúdos e atividades que privilegiam a atenção, criatividade, memória, raciocínio lógico e lúdico. Ambas as atividades têm por objetivo proporcionar aos estudantes o desenvolvimento de habilidades relacionadas ao Pensamento Computacional (CAMARGO, 2022).

As atividades realizadas de forma plugada fazem uso de algum tipo de dispositivo eletrônico, como o computador, e quando de forma desplugada com atividades desenvolvidas sem a necessidade de computadores ou outro dispositivo eletrônico que, em geral, acontecem utilizando jogos, desafios e quebra-cabeças (CAMARGO, 2022).

O pensamento computacional é amplamente reconhecido por auxiliar no desenvolvimento de diversas habilidades cruciais tanto no contexto educacional quanto no profissional (THOMAS, 2022). A seguir estão algumas habilidades que o pensamento computacional ajuda a desenvolver:

  • Raciocínio Lógico: aprimora a capacidade de organizar o pensamento de maneira lógica e sistemática, facilitando a solução de problemas em diversas áreas do conhecimento (QUATRO, 2019; EDUCACIONAL, 2023).
  • Trabalho em equipe: muitas das atividades do pensamento computacional envolvem colaboração, promovendo habilidades de trabalho em grupo e cooperação, de forma coordenada com várias pessoas visando um objetivo comum (CAMARGO, 2022; QUATRO, 2019).
  • Empreendedorismo: O reconhecimento de padrões permite a construção de soluções para problemas comuns de forma inovadora, desenvolvendo o espírito empreendedor nos estudantes (BORGES, 2021).
  • Criatividade: Abordar problemas através de algoritmos e abstrações estimula a criatividade, permitindo que os indivíduos encontrem soluções inovadoras e eficazes (CAMARGO, 2022; TERRA, 2023).
  • Pensamento Crítico: capacidade de desenvolver uma reflexão crítica (CAMARGO, 2022).
  • Resolução de problemas: decomposição de uma situação ou problema complexo em partes menores e mais fáceis de serem gerenciadas, que ajudam a elaborar e implementar uma solução eficiente e lógica (CAMARGO, 2022; EDUCACIONAL, 2023).

2.3.4  Robótica Educacional

A robótica é um campo da ciência e da tecnologia que vem crescendo exponencialmente nos últimos anos e impactando significativamente a indústria, o comércio e a economia global. A robótica pode ser definida como um campo multidisciplinar que envolve conhecimentos das mais diversas áreas, como por exemplo a mecânica, eletrônica, hidráulica, pneumática, computação e, também, programação (EDUCACIONAL, 2024).

Com a ascensão de tecnologias aplicadas ao ensino, a robótica vem sendo incorporada por escolas em diversos países. O termo Robótica Educacional, também conhecido como Robótica Educativa ou Robótica Pedagógica, refere-se a ambientes de aprendizagem que utilizam kits de montagem compostos por peças diversas, como motores, sensores e outros mecanismos controláveis por computador e softwares que permitam programar o funcionamento dos modelos construídos (DINIZ, 2022; JESUS, 2021). Jesus (2021) acrescenta que a Robótica Educacional também pode fazer uso de outros materiais, como sucata e itens recicláveis para compor as peças do robô.

A Robótica Educacional é uma metodologia de ensino que emprega a utilização de tecnologia e conceitos de várias áreas e matérias para gerar conhecimento e um produto tangível, que é a máquina ou robô (ROBÓTICA, 2021). Enquanto metodologia ativa de ensino, o aluno não é mais um mero espectador, ele quer participar, quer criar, quer resolver (DINIZ, 2022).

Com essa metodologia, o aluno assume o protagonismo tão essencial para potencializar o aprendizado. Quando aplicada e trabalhada em sala de aula, ela potencializa o aprendizado, favorecendo um maior envolvimento por parte dos alunos e permitindo que os professores tornem as aulas mais dinâmicas (DINIZ, 2022).

A Robótica Educacional tem uma abordagem multidisciplinar, podendo incluir matérias fora do campo das Ciências Exatas e seu objetivo é apoiar a aprendizagem dos diferentes componentes curriculares, tais como a Matemática, Física e Biologia, e também o de desenvolver habilidades socioemocionais e competências digitais (EDUCACIONAL, 2024; ROBÓTICA, 2021).

Assim, além de fornecer uma experiência de aprendizagem mais ativa e dinâmica no estudo de temas curriculares, a Robótica Educacional favorece o desenvolvimento de habilidades do século XXI, que exigem conhecimento e habilidades em tecnologia (DINIZ, 2022; EDUCACIONAL, 2024). Entre essas habilidades, temos o desenvolvimento e o estímulo do raciocínio lógico e do pensamento crítico, a resolução de problemas, o incentivo ao trabalho em equipe, a investigação matemática, o estímulo à criatividade, a comunicação, a perseverança, a proatividade, o pensamento computacional, a programação e a computação.

2.3.5  Tecnologias Digitais

O termo Tecnologias Digitais no contexto educacional refere-se a um conjunto de inovações que podem ser empregadas tanto dentro quanto fora da sala de aula, contribuindo para o aprendizado dos alunos ao tornar as práticas de ensino mais eficientes. Assim, a adoção de tecnologias digitais na educação implica uma renovação das metodologias de ensino, visando torná-las mais dinâmicas e compatíveis com o novo perfil de aluno, pertencente a uma geração para a qual computadores, e-mail, internet, telefones celulares e as mensagens instantâneas são partes integrantes de seu cotidiano do e de suas vidas (PESCADOR, 2010).

O conceito de nativos digitais foi criado pelo educador e pesquisador Marc Prensky para descrever a geração de jovens nascidos aproximadamente a partir do início dos anos 1980 até os anos 2000, e que estão acostumados a utilizar a tecnologia digital e a internet em todos os aspectos de suas vidas cotidianas, incluindo comunicação, aprendizado e entretenimento (PESCADOR, 2010; PRENSKY, 2001).

A educação tem se beneficiado com a adoção das tecnologias digitais no processo de ensino e aprendizagem, oferecendo novas maneiras de ensinar e aprender, além de diversificar o acesso à informação e à educação.

A incorporação da tecnologia na educação amplia o potencial de transformar o processo de aprendizagem, tornando-o mais envolvente, acessível e adaptado às necessidades individuais dos alunos (FERREIRA, 2023). Dentre diversos benefícios dessa adoção, Sá et al. (2023) destaca a ampliação do acesso ao conhecimento, a personalização da aprendizagem e o aumento do engajamento dos alunos por meio de recursos interativos.

O uso de tecnologias no ensino contribui ao ampliar os recursos disponíveis para o docente, tanto materiais quanto metodológicos. Com sua aplicação, os alunos podem desenvolver autonomia, criatividade e interatividade por meio da investigação, experimentação e discussão de problemas reais relacionados ao conteúdo estudado (SÁ et al., 2023).

3 METODOLOGIA

Com a finalidade de analisar a influência proporcionada pela Educação 4.0 no ensino da Matemática, o presente estudo busca examinar o que os artigos publicados nos últimos anos demonstram sobre a temática. Trata-se de uma pesquisa fundamentada na revisão bibliográfica com o emprego de procedimentos científicos para obtenção de respostas para o tema estudado. Considerando que uma das razões desse artigo é a aplicação prática com foco em solucionar determinado problema ou fazer algo de maneira mais eficiente e eficaz, essa pesquisa é de natureza aplicada, se enquadrando nas definições de Gil (2002). Insere-se também em uma abordagem quali-quantitativa, na qual os dados foram coletados e analisados indutivamente (qualitativa), porém interpretados numericamente com técnicas estatísticas (quantitativa) conforme Lakatos e Marconi (2003). É ainda uma pesquisa descritiva quanto a seus objetivos, pois segundo Gil (2008, p. 42), essas visam a “descrição das características de determinada população ou fenômeno ou, então, o estabelecimento de relações entre as variáveis”.

Considerando esses tipos de pesquisa e seus aspectos metodológicos, os procedimentos técnicos são de dois tipos:

a) Pesquisa bibliográfica. Nesta parte, foi realizado um estudo detalhado do tema baseado em obras de referência publicadas, como livros, dissertações de mestrado e artigos científicos conforme mencionado no referencial teórico. Quase todos os estudos exigem algum tipo de pesquisa bibliográfica, principalmente baseadas em livros e artigos científicos publica- dos. Muitas das pesquisas que se propõem à análise das diversas posições acerca de um problema utilizam esse método (GIL, 2002). Assim, os principais conceitos relacionados à Educação 4.0, às tendências em educação matemática e às suas abordagens foram relatados e explorados, fazendo a correlação entre eles e o tema proposto. Dentre os principais conceitos, esperou-se: definir a Educação 4.0; explorar as características da Educação 4.0 dado o contexto da Quarta Revolução Industrial, bem como seus recursos, abordagens e metodologias.

b) Levantamento. Nesta etapa da pesquisa, houve a interrogação direta das pessoas cujo comportamento se desejava conhecer (LEÃO, 2006). As características e opiniões de um grupo de licenciandos de Matemática da FeMASS foram coletadas e, os dados e as informações foram usados para inferir conhecimentos da população desses estudantes da instituição. Por meio desse levantamento, buscou-se descrever sobre as atitudes e as opiniões dos alunos, vi- sando a atingir o objetivo geral deste trabalho que é analisar a expectativa dos alunos de Licen- ciatura de Matemática da FeMASS sobre a Educação 4.0 e seus recursos, abordagens e metodologias.

Quanto às técnicas utilizadas na pesquisa, foram adotadas: pesquisa bibliográfica e questionário. A primeira técnica foi utilizada para o procedimento descrito na alínea a) Pesquisa bibliográfica. Para isso, os conceitos foram explorados e assimilados a partir publicações de autores de referência no tema em artigos eletrônicos, matérias em revistas acadêmicas e demais formas de divulgação do conhecimento que abordam a temática, objetivando coletar dados precisos que tivessem relevância para a pesquisa. Isso foi feito por meio de obras disponibilizadas gratuitamente nas plataformas acadêmicas confiáveis na internet: SciELO; Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Portal de periódicos da Capes; Google Acadêmico.

Já o questionário conteve algumas questões importantes sobre Educação 4.0 e o ensino de Matemática, disponibilizado para respostas dos licenciandos em formulário on-line, tendo por objetivo o conhecimento de suas opiniões sobre o tema. Trata-se de uma técnica padronizada de coleta de dados mais relevantes quando se faz uma pesquisa descritiva (GIL, 2002). Foram aplicados dois questionários mistos, com perguntas abertas e fechadas utilizando o Google Forms. A maior parte das perguntas específicas foi do tipo fechado, que consiste em perguntas claras e diretas e com cinco opções possíveis para as respostas (PONTES, 2023; SANTOS, 2021): discordo totalmente; discordo; neutro; concordo e concordo totalmente. O primeiro questionário visou, particularmente, a alcançar os seguintes objetivos específicos do trabalho de pesquisa: Realizar o diagnóstico do nível de conscientização dos licenciandos sobre o tema; Identificar se os futuros professores estão preparados para a prática com recursos tecnológicos em sala de aula; Propor alternativas para melhorar a difusão da Educação 4.0 e seu aproveitamento no ensino de Matemática nas escolas.

Esse instrumento foi escolhido por ser uma maneira que permite alcançar de forma prática e fácil o maior número de alunos do curso de Licenciatura em Matemática da FeMASS. Os estudantes matriculados na faculdade puderam responder simultaneamente, e em poucos minutos, acessando o link previamente encaminhado. Esse questionário foi aplicado numa amostra representativa de estudantes licenciandos em Matemática da FeMASS de diferentes períodos. O questionário on-line com as perguntas foi divulgado presencialmente nas turmas nas dependências físicas da instituição e também foi disponibilizado em grupos on-line de aplicativos de mensagens instantâneas. Após obtidos os dados do grupo, eles foram analisados de forma quantitativa. Após sua interpretação em categorias, as informações foram, então, classificadas, permitindo a inferência de resultados da amostra para fazer afirmações sobre a população, seguindo proposta indicada por Gil (2002).

Depois do diagnóstico do nível de conscientização dos licenciandos, foi realizada uma apresentação sobre a temática na Semana Acadêmica da FeMASS, frisando a importância da Educação 4.0 na docência e os principais recursos e abordagens que podem ser utilizados na sua prática. Após a explanação do assunto, nesse encontro agendado, foi aplicado outro questionário para detectar o conhecimento e a percepção sobre o tema e para realizar um comparativo com as respostas anteriores. Esse segundo questionário foi aplicado, também on- line, exclusivamente para o grupo de licenciandos que participaram do evento.

Pode-se resumir as etapas da pesquisa do levantamento (com aplicação dos questionários) no seguinte esboço e conforme indicação de Leão (2016):

  • Especificação dos objetivos da pesquisa em questão;
  • Elaboração do instrumento de coleta de dados (questionário aplicado);
  • Seleção da amostra de licenciandos;
  • Coleta e verificação dos dados;
  • Análise e interpretação dos dados;
  • Apresentação dos resultados.

4 ANÁLISE DOS DADOS

Considerando que o objetivo dessa pesquisa é analisar a expectativa dos alunos de Licenciatura em Matemática da FeMASS sobre a Educação 4.0, incluindo seus recursos, abordagens e metodologias, foi feito um recorte e seleção das perguntas mais relevantes e pertinentes para a análise aprofundada do tema em questão.

O primeiro questionário foi respondido por uma amostra de 18 estudantes dos diferentes períodos da Licenciatura em Matemática da instituição. Esse público é caracterizado, majoritariamente, por jovens de 18 a 25 anos, que representam 67% dos respondentes. A maior parte, cerca de 72%, estão na primeira graduação, e apenas uma pessoa tem formação na área educacional e atua como professor regente. Destaca-se que este profissional nunca fez o uso de nenhum dos recursos da Educação 4.0 abordados neste trabalho, sendo informado como justificativa a falta de mais entendimento sobre a tecnologia.

A Figura 1 apresenta as respostas desses estudantes quanto a diferentes perguntas sobre a Educação 4.0 e seus recursos, abordagens e metodologias, as quais deveriam ser respondidas com base no seu conhecimento e experiência até o momento.

Figura 1 – Grau de concordância ou discordância em relação as afirmações sobre a Educação 4.0.

Fonte: Os autores (2024).

Cerca de 83% dos alunos informaram não ter nenhum conhecimento do que se trata e quais são os princípios da Educação 4.0. Quando questionados sobre os conceitos e características da Educação 4.0 e seus recursos, abordagens e metodologias, a maioria dos licenciandos informaram não ter conhecimentos adequados sobre o tema. Exceção para as práticas pedagógicas apoiadas pelas Tecnologias da Educação Matemática, em que 50% tem conhecimento, o que pode ser explicado pelo uso de softwares de computação gráfica e de algoritmos de programação durante o curso de licenciatura. A maioria dos alunos também disseram não estar preparados para incorporar essas abordagens inovadoras na sua prática docente.

Ainda no questionário inicial, quando perguntados sobre a participação em atividades relacionadas à temática da Cultura Maker, Robótica Educacional, Tecnologias ou Pensamento Computacional, durante o curso de Licenciatura em Matemática na FeMASS, o resultado está em acordo com as respostas anteriores, pois a maioria também informou não ter participado de eventos sobre a temática durante o curso na faculdade conforme o Figura 2.

Figura 2 – Participação dos licenciandos em temáticas da Educação 4.0.

Fonte: Os autores (2024).

As perguntas anteriores objetivaram realizar o diagnóstico do nível de conscientização dos licenciandos sobre o tema, indicando uma deficiência tanto no conhecimento sobre a Educação 4.0 e seus recursos, abordagens e metodologias, quanto na participação em eventos com esse foco. Quanto ao objetivo de identificar se os futuros professores estão preparados para a prática com recursos tecnológicos em sala de aula, foram propostos situações-problemas de sala de aula em que os licenciandos deveriam identificar o recurso da Educação 4.0 que estava sendo trabalhado. As respostas foram dispersas, e apenas o resultado da Tecnologias da Educação teve um índice de acerto satisfatório.

O segundo questionário, aplicado imediatamente após a apresentação sobre a temática na Semana Acadêmica da FeMASS, foi respondido por um grupo de oito licenciandos que participaram do evento, de modo a coletar informações da sua percepção sobre o tema e para realizar um comparativo com as respostas anteriores. Segundo os respondentes, a qualidade da apresentação teve um índice de bom a excelente em 100% dos aspectos, contribuindo muito para a formação deles como professor.

A avaliação do nível de conhecimento sobre o tema, antes e após a apresentação, teve um aumento notável. O evento despertou o interesse de 100% dos licenciandos em querer estudar mais sobre a Educação 4.0 e seus recursos, abordagens e metodologias, com destaque para o aprofundamento em Pensamento Computacional (50%) e Cultura Maker (25%), conforme podem ser visualizados nas Figuras 3 e 4.

Figura 3 – Despertar do interesse dos licenciandos no tema.

Fonte: Os autores (2024).

Figura 4 – Tema que mais despertou o interesse dos estudantes.

Fonte: Os autores (2024).

5 CONCLUSÃO / CONSIDERAÇÕES FINAIS

A educação é a forma mais eficiente e eficaz de transmissão dos saberes desenvolvidos pela humanidade. Ao longo da história, a forma de ensinar e de aprender foi se transformando de modo a preparar o homem para as novas exigências culturais e para atender às demandas de mão de obra originadas pela evolução da indústria e da tecnologia. A sociedade vive uma nova era de mudanças com a chamada Indústria 4.0, o que se exige novas abordagens metodológicas e uso dos recursos tecnológicos que favoreçam o processo de ensino e aprendizagem, dentro da chamada Educação 4.0. Os trabalhos físicos e repetitivos estão sendo substituídos por máquinas inteligentes e mais produtivas. Essa automação dos processos está levando à perda de diversos postos de trabalho, mas criando outros que exigem novas habilidades socioemocionais como inovação, invenção, resolução de problemas, pensamento crítico, comunicação, autonomia e colaboração.

O professor tem papel fundamental nessa nova conjuntura, pois ele é o mediador e o facilitador do processo de ensino. É esse profissional que atua na sala de aula e deve adotar novas metodologias de ensino, bem como usar adequadamente os recursos tecnológicos disponíveis. Por outro lado, o poder público e as instituições de ensino superior devem prover a formação docente aderente com as exigências tecnológicas. Com isso, o professor pode se tornar capaz de usar os recursos com precisão e sem receio e, assim, estimular a autonomia dos estudantes para que estes se tornem protagonistas da sua aprendizagem.

Objetivando analisar a expectativa dos alunos de Licenciatura em Matemática da FeMASS sobre a Educação 4.0 e seus recursos, abordagens e metodologias, esse artigo atingiu sua pretensão. A investigação da literatura, a preparação de material explicativo sobre o tema, a apresentação das metodologias e ferramentas tecnológicas e a aplicação de questionários permitiu o levantamento de informações que descreveram as atitudes e as opiniões dos licenciandos sobre a temática abordada.

Infere-se que o curso de Licenciatura em Matemática da instituição de ensino analisada não está formando professores com conhecimentos satisfatórios sobre a Educação 4.0, carecendo de intervenções que estimulem o ensino frente às novas tendências e abordagens de ensino. Isso é importante dada as necessidades da sociedade, do mercado e dos próprios indivíduos. Os futuros docentes ainda estão imersos em conceitos das aulas tradicionais expositivas, em que o uso de novas metodologias e recursos tecnológicos ocorre casualmente e com abrangência restrita a alguns softwares. Diante do exposto nesse trabalho, isso é insuficiente, especialmente em aulas de Matemática, as quais exigem meios que despertem a atenção e a participação ativa dos alunos.

Uma das iniciativas propostas para melhorar a difusão da Educação 4.0 e seu futuro aproveitamento nas escolas, seria a utilização do laboratório de Robótica e Cultura Maker, já existentes nas dependências da Cidade Universitária, onde a FeMASS está localizada. Esse movimento de aproximação entre os licenciandos e o laboratório pode promover a sua formação e a sua capacitação para lidar com os desafios da Educação 4.0.

Os professores das diversas disciplinas, tanto da área de formação, quanto daquelas pedagógicas, podem desenvolver metodologias ativas que permitam a seus estudantes adquirirem o primeiro contato com a Educação 4.0, suas características e os recursos disponíveis para facilitar o ensino e a aprendizagem. Com isso, espera-se despertar nos licenciandos o interesse em buscar o aprofundamento em temas como Cultura Maker, Interdisciplinaridade, Pensamento Computacional, Robótica Educacional e Tecnologias. Como verificado na pesquisa, uma vez que é mostrada a relevância, isso se torna mais factível.

Outra importante iniciativa é o fomento à realização de eventos que destaquem e proporcionem aos licenciandos vivenciarem a prática, associando ao que foi visto na teoria. Congressos, feiras, simpósios, oficinas, seminários, fóruns, conferências, cursos de aperfeiçoamento e semana acadêmica da faculdade, de natureza cultural, acadêmica e tecnológica, são exemplos de eventos com poder de difusão da Educação 4.0.

Diante do conhecimento adquirido na faculdade, os futuros professores podem estimular o desenvolvimento de ambientes inovadores, que utilizem metodologias ativas e que explorem os recursos, abordagens e metodologias da Educação 4.0 nas escolas em que venham a atuar. Esses docentes podem desenvolver projetos que despertem a criatividade e a autonomia dos alunos, que permitam que as experiências vivenciadas sejam valorizadas e que o aprender fazendo fortaleça o aprendizado de Matemática.

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1 Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Educação Profissional e Tecnológica – ProfEPT do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFFluminense) e Discente do Curso Superior de Licenciatura de Matemática da Faculdade Professor Miguel Ângelo da Silva Santos (FeMASS). E-mail: raphael.brasil@icloud.com
2 Discente do Curso Superior de Licenciatura de Matemática da Faculdade Professor Miguel Ângelo da Silva Santos (FeMASS). E-mail: ti-nery@hotmail.com
3 Discente do Curso Superior de Licenciatura de Matemática da Faculdade Professor Miguel Ângelo da Silva Santos (FeMASS). E-mail: larissarodriguesbm@hotmail.com