CAPTULO DOIS

Captulo doisDesafios e perspetivas na escola secundriaCincia da computao educao: uma reviso retrospetiva literria2. IntroduoA cincia da computao considerada uma disciplina jovem e em rpida ascenso.Embora muitos educadores acreditem que a cincia da computao deve ser ensinada aos estudantes como disciplina independente e como sujeito de pleno direito cientfico em p de igualdade com outras disciplinas cientficas, outros afirmam que esta deve ser oferecida como parte integrante de outras disciplinas.Muitas pessoas tm dificuldade em identificar exatamente o que cincia da computao , facto que influi na sua prpria credibilidade.Apesar do crescente interesse em investigao no ensino de cincias da computao por parte da comunidade cientfica, ainda h muitas questes em aberto e respostas fulcrais e urgentes, tais como:

Ser que devemos realmente ensinar cincia da computao nonvel ensino mdio, ou melhor deixar para ser ensinado no nvel ps-secundrio?

Quais so os objetivos de utilizao de um computador na educao secundria, que temas devem ser ensinados, e como deve ser o currculo organizado?

Como podemos promover com sucesso a implementao de uma nova cincia da computao no currculo?

Que estratgias pedaggicas e os mtodos de instruo devem ser aplicados para reduzir a complexidade e a instabilidade que caracteriza esta disciplina dinmica?

Como devem os professores de cincia da computao ser melhorpreparados para lidar com a crescente complexidade e rpida mudana?

Como devemos lidar com os alunos (preconceitos e expectativas), e como devemos lidar melhor com as diferenas de gnero e as necessidades especiais das minorias?

Todas essas questes tornaram-se ainda mais prementes luz das preocupaes atuais sobre queda de matrculas em cursos de cincia da computao em todos os nveis de ensino e as previses de escassez de trabalhadores de alta tecnologia em todo o mundo. Para muitos pases, evidente a relao entre um sistema educacional que produz trabalhadores capazes de criar ferramentas tecnolgicas que o resto do mundo vai usar e a prosperidade de longo prazo econmica.

Isto levou a comunidade cientfica a debruar-se sobre o ensino das cincias da computao no ensino secundrio, onde muitos alunos tm a primeira oportunidade de testar o seu interesse e competncia neste domnio. Nos Estados Unidos, no entanto, a situao muito mais tnue, com a falta de normas nacionais em ambos os currculos e certificao de professores que resultaram em discrepncias significativas em qualidade e quantidade, e no apenas de estado para estado, mas de escola para escola. O facto de no estarem a dar a devida importncia a esta disciplina complexa e em constante evoluo pode realmente estar a diminuir a sua implementao no ensino obrigatrio, exatamente no momento que deveria receber mais ateno e apoio.2.1. Ensino de cincia da computao nas escolas do ensino secundrioA investigao em cincias de computao no nvel de ensino mdio complexa, no s porque h muita e se concentra em muitos aspetos diferentes da educao, mas tambm porque verdadeiramente de mbito internacional, com investigadores de vrios pases a contribuir para a crescente evoluo do conhecimento.

2.1.1. Estados Unidos

No outono de 2004, a Associao de Professores de Cincia da Computao (CSTA, 2005) inquiriu 14.000 pessoas ligadas s cincias da computao do nvel mdio de ensino na rea das cincias da computao no sentido de apurar o funcionamento do ensino desta rea nos Estados Unidos. Os entrevistados (1.047 professores) forneceram um rico grupo de dados sobre o estado atual das cincias da computao na educao, incluindo o que se segue: Muitas instituies ministram cursos de computao num nvel inferior ao do Advanced Placement (AP) sugerido pelo currculo; programao o tpico mais abordado, seguido por hardware, a tica, grficos e desenvolvimento Web (por esta ordem).

Cursos que se focam em aplicaes so menos propensas a abordar programao e vice-versa.

Escolas oferecem mais cursos de cincia da computao pr-AP do que cursos de AP, e os cursos AP tendem a ter significativamente menos estudantes.

A percentagem de mulheres diminui de 32% em cursos pr-AP para 23% no programa AP.

Os professores acreditam que a principal razo que os alunos no esto a frequentar cursos de cincia da computao porque eles no podem encaix-los nos seus rigidamente prescritos horrios.

Os professores entendem a "rpida evoluo tecnolgica" como um caso srio e um maior desafio no ensino de cincia da computao.

Os professores indicaram o "tempo para a prtica" como uma necessidade de desenvolvimento profissional importante e apontaram a ministrao de pequenos workshops como a forma mais eficaz de aprendizagem para o desenvolvimento profissional.

Os professores so surpreendentemente mal informados sobre as regras relativas aos contedos curriculares, certificao de professores e estruturas administrativas dentro dos seus prprios estados.2.2. Quem somos e como nos descrevemos?2.2.1. Um autorretrato inconsciente

Numa tentativa de efetivar uma descrio da disciplina, do seu contedo, bem como uma designao para a mesma, vrios cientistas tm-se debruado sobre o tema, no conseguindo no entanto chegar a um consenso. Foram encontrados vrios factos, por diversos autores, que sustentam esta indefinio, nomeadamente: Gal-Ezer and Harel (1998) indica como o maior fator de discordncia a essncia da rea disciplinar, a dicotomia entre as facetas de matemtica e de engenharia da disciplina; Denning, Comer, Gries, Mulder, Tucker, Turner, e Young (1989) descrevem a computao como algo no meio de matemtica aplicada, cincia e engenharia.As constantes mudanas, tanto na tecnologia como na nossa compreenso da computao como um todo tm feito com que seja extremamente difcil criar uma representao esttica dos elementos centrais da disciplina. Em 1989, quando o nmero de tecnologias de ncleo era muito menor Denning, et al. (1989) sugeriram que uma estrutura intelectual para a disciplina baseada num modelo de matriz de nove tecnologias de ncleo deve substituir a definio comum de cincia da computao em termos dos seus trs grandes paradigmas: teoria, abstrao e design.

No entanto, mais recentemente, num esforo para melhor descrever o, cada vez mais complexo campo da disciplina, Denning (2004) recomenda que seja criada uma nova estrutura de princpios e boas prticas de computao para substituir a perceo de uma nica disciplina por um conjunto de tecnologias nucleares.

2.2.2. Uma imagem equivocada PblicaA imagem pblica das cincias da computao , como a disciplina em si, extremamente problemtica.Investigaes indicam que, alm de divergncias sobre a natureza e o contedo da disciplina, cincia da computao atormentado por uma srie de poderosos equvocos que so compartilhados no s por pessoas que no pertencem rea (membros de outras disciplinas, os decisores polticos, diretores de escolas, etc), como tambm pelos alunos, futuros professores em servio, professores e outros envolvidos no ensino de computao cientfica. Alguns desses equvocos:

Cincia da Computao uma rea apenas para programadores;

Cincia da Computao confundida com literacia da computao (contedos inadequados);

Cincia da Computao apenas para ser usada como ferramenta de apoio nas outras disciplinas;

Cincia da Computao no uma disciplina cientfica;

Cincia da Computao uma rea exclusivamente masculina;

2.2.3. Desafio ao preconceito dos alunos

Os alunos podem j ter uma ideia errada da disciplina mesmo antes de a frequentarem. O cada vez mais fcil acesso dos jovens aos computadores e internet leva muitos alunos a formar uma viso distorcida do que cincia da computao . Muitos potenciais alunos tambm acreditam, erroneamente, que os profissionais de software passam uma parte significativa da sua carreira a programar jogos. Os alunos mais jovens que gostam de jogar computador costumam optar pela frequncia da disciplina no sabendo do que esta trata realmente.2.3. Cincias da Computao no secundrio e sucesso acadmico

Ao longo dos anos, os diversos profissionais da rea tm reclamado a criao de uma disciplina de informtica padronizada no currculo para alunos do ensino secundrio, indicando-a como uma importante ferramenta para preparar os alunos para o ensino superior.Estudos indicam que h uma forte relao entre o sucesso ao nvel do ensino superior, nos cursos de cincias da computao, e o facto de terem frequentado, pelo menos, uma disciplina da rea no ensino secundrio.2.4. O que devemos ensinar e como?

Educadores e cientistas argumentam que o conhecimento dos conceitos fundamentais das cincias da computao essencial para a compreenso da tecnologia que facilita o "mundo real" e que estes conceitos fundamentais devem ser o ncleo de um currculo para a disciplina no ensino secundrio.A forma como os temas so ministrados muito importante para uma aprendizagem adequada. As caractersticas to especficas da disciplina mostram que de extrema importncia organizar um currculo com um equilbrio adequado entre as partes concetual, experimental e prtica.2.4.1. Princpios orientadores

Muitos investigadores e educadores tm tentado definir os princpios subjacentes ou conceitos que so fundamentais para as cincias da computao no ensino secundrio, sendo enumerados os seguintes como os mais consensuais:

O aluno deve desenvolver e apurar capacidades e habilidades;

O aluno deve entender a abrangncia da disciplina;

O aluno deve entender a teoria e a sua influncia sobre a prtica;

O aluno deve ser ensinado e treinado para pensar de forma algortmica;

O aluno deve entender o que esperado da parte dele no mundo real;

A disciplina deve ter um carter interdisciplinar de forma a intervir e integrar as outras reas do ensino;

O aluno deve ter um conhecimento de tpicos mais avanados das cincias da computao; O aluno deve estar familiarizado com os princpios comuns da disciplina;

A programao deve ser ensinada como um meio para o computador executar um algoritmo;

O ambiente de aprendizagem de cincias da computao deve ser atrativo;

O ensino deve decorrer de uma perspetiva histrica;

As atividades na disciplina devem ter como objetivo diminuir os preconceitos relativamente disciplina;

O currculo deve ser projetado para atender sub-representao das mulheres e estudantes de minorias.2.4.2. Ensinar os conceitos chave

H um grande nmero de investigadores que analisou a importncia de uma abordagem concetual para o ensino de cincia da computao no secundrio.