The possible relationships between the development of computational thinking and the formation of mental actions of students in mathematics classes

Authors

DOI:

https://doi.org/10.48489/quadrante.36198

Keywords:

orientation base of action, geometry, Galperin, Vygotsky, historical-cultural perspective, mathematics education

Abstract

We present and discuss how the development of students’ computational thinking can encourage the formation of their mental actions and mathematical concepts. This study draws on data from an investigation carried out with Brazilian students, aged between 15 and 16, who participated in synchronous meetings via the Google Meet platform. Using Scratch and GeoGebra software, they carried out tasks developed from the perspective of the Theory of Planned Formation by Stages of Mental Actions and Concepts, which considers that the specificities of human mental development are related to evolutionary and historical perspectives, mediated by cultural tools. From the perspective we adopted in the research, the use of words – linked to computational concepts – is important to constitute signs that will guide and control their computational practices during task-solving process, and also develop computational thinking from a cultural perspective. The contribution of this development lies in the understanding that these pillars serve as means to enable the planned formation of student’s actions on the mental plane. This formation relies on guided activities that consider the student’s experiences of objective reality, including the use of signs and instruments arising from the culture of computer science.

References

Avila, C., Cavalheiro, S., Bordini, A., Marques, M., Cardoso, M., & Feijó, G. (2017). Metodologias de avaliação do pensamento computacional: uma revisão sistemática. Brazilian Symposium on Computers in Education (Simpósio Brasileiro de Informática na Educação – SBIE 2017), 28(1), 113–122. https://doi.org/10.5753/cbie.sbie.2017.113

Barcelos, T., Muñoz, R., Acevedo, R. V., & Silveira, I. F. (2015). Relações entre o pensamento computacional e a matemática: uma revisão sistemática da literatura. Anais dos Workshops do Congresso Brasileiro de Informática na Educação, 4(1), 1369–1378. https://doi.org/10.5753/cbie.wcbie.2015.1369

Barr, D., Harrison, J., & Conery, L. (2011). Computational thinking: A digital age skill for everyone. Learning & Leading with Technology, 38(6), 20–23.

Beatón, G. A. (2017). La visión integral o de totalidad en el método dialéctico, su presencia en lo histórico cultural y sus proyecciones en la práctica educativa. In S. G. L. Mendonça, L. A. A. Penitente, & S. Miller (Orgs.). A questão do método e a teoria históricocultural: bases teóricas e implicações pedagógicas (pp. 19–38). Cultura Acadêmica.

Brackmann, C. P. (2017). Desenvolvimento do pensamento computacional através de atividades desplugadas na educação básica. [Doctoral Dissertation, Universidade Federal do Rio Grande do Sul]. http://hdl.handle.net/10183/172208

Brackmann, C. P., Barone, D. A. C., Casali, A., & González, M. (2020). Panorama global da adoção do pensamento computacional. In A. Raabe, A. F. Zorzo, & P. Blikstein. Computação na educação básica: fundamentos e experiências (pp. 31–48). Penso.

Brazil (2017). Base Nacional Comum Curricular. http://basenacionalcomum.mec.gov.br/

Brennan, K., & Resnick, M. (2012). New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking. Proceedings of the 2012 Annual Meeting of the American Educational Research Association, (Vol. 1). Vancouver. http://scratched.gse.harvard.edu/ct/files/AERA2012.pdf

DiSessa, A. A. (2018). Computational literacy and “the big picture” concerning computers in mathematics education. Mathematical Thinking and Learning, 20(1), 3–31. https://doi.org/10.1080/10986065.2018.1403544

Gadanidis, G., Javaroni, S. L., Santos, S. C. D., & Silva, E. C. D. (2022). Computing in mathematics education: Past, present, and future. In M. Danesi (Ed.), Handbook of Cognitive Mathematics (pp. 805–842). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-44982-7_35-1

Galperin, P. Y. (1959). Tipos de orientación y tipos de formación de las acciones y los conceptos. In L. Q. Rojas, & Y. Solovieva (Eds.), Las funciones psicológicas en el desarrollo del niño (pp. p. 76–79.). Trillas.

Galperin, P. Y. (1986). Sobre el método de formación por etapas de las acciones intelectuales. In I. Iliasov & V. Liaudis (Eds.), Antología de la Psicología Pedagógica y de las Edades (pp. 114–118). Editorial Pueblo y Educación.

Galperin, P. Y. (1992). Stage-by-stage formation as a method of psychological investigation. Journal of Russian & East European Psychology, 30(4), 60–80.

Galperin, P. Y. (2001). Sobre la formación de las imágenes sensoriales y de los conceptos. In L. Quintanar (Org.), La formación de las funciones psicológicas superiores durante el desarrollo del niño (pp. 64–75). Universidad Autónoma de Tlaxcala, Departamento de Educación Especializada, México.

Javaroni, S. L., & Silva, E. C. D. (2019). Pensamento computacional nos anos finais do ensino fundamental. In M. A. Rossi & E. Serrano (Orgs.), Educação e Sociedade (pp. 147–167). Editora Canal 6.

Kalelioğlu, F., Gülbahar, Y., & Kukul, V. (2016). A framework for computational thinking based on a systematic research review. Baltic Journal of Modern Computing, 4(3), 583–596.

Krutetskii, V. A. (1976). The psychology of mathematics abilities in schoolchildren. Chicago Press.

Leontiev, A. (1978). O desenvolvimento do psiquismo. Livros Horizonte.

Martins, L. M., & Rabatini, V. G. (2011). A concepção de cultura em Vygotsky: contribuições para a educação escolar. Revista Psicologia Política, 11(22), 345–358.

Masiulionytė-Dagienė, V., Jevsikova, T. (2022). Assessing computational thinking: The relation of different assessment instruments and learning tools. In A. Bollin, & G. Futschek (Eds.), Informatics in schools. A step beyond digital education. ISSEP 2022. (Lecture Notes in Computer Science, vol. 13488, pp. 66–77). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-031-15851-3_6

Papert, S. (1980). Mindstorms: children, computers and powerful ideas. Basic Books.

Rego, T. C. (1995). Vygotsky: uma perspectiva histórico-cultural da educação. (2.ª ed). Vozes.

Sanford, J. F., & Naidu, J. T. (2016). Computational thinking concepts for grade school. Contemporary Issues in Education Research, 9(1), 23–32.

Santos, C. G. (2019). Estratégias para implantação e avaliação de um método educacional desplugado com histórias em quadrinhos para o ensino e aprendizagem associados ao desenvolvimento do pensamento computacional com alunos do ensino fundamental. [Master’s Dissertation, Universidade Federal de Sergipe]. http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/11283

Santos, P. S., Araujo, L. G. J., & Bittencourt, R. A. (2019). Um mapeamento sistemático abrangente de pensamento computacional e programação na educação básica brasileira. [Unpublished manuscript].

https://www.researchgate.net/publication/335950756_Um_Mapeamento_Sistematico_Abrangente_de_Pensamento_Computacional_e_Programacao_na_Educacao_Basica_Brasileira

Sassi, S. B., Maciel, C., & Pereira, V. C. (2021). Revisão sistemática de estudos sobre computação desplugada na educação básica e superior de 2014 a 2020: Tendências no campo. Revista Contexto & Educação, 36(114), 10–30. https://doi.org/10.21527/2179-1309.2021.114.10-30

Setzer, V. W. (2006, Abril). Um antídoto contra o pensamento computacional. https://www.ime.usp.br/~vwsetzer/antidoto.html

Shute, V. J., Sun, C., & Asbell-Clarke, J. (2017). Demystifying computational thinking. Educational Research Review, 22, 142–158. https://doi.org/10.1016/j.edurev.2017.09.003

Silva, E. C. (2018). Pensamento computacional e a formação de conceitos matemáticos nos anos finais do ensino fundamental: uma possibilidade com kits de robótica. [Master’s Dissertation, Universidade Estadual Paulista (Unesp)]. http://hdl.handle.net/11449/180525

Silva, E. C. (2023). Desenvolvimento do pensamento computacional em uma dinâmica pedagógica baseada na perspectiva histórico-cultural: possibilidades para a formação das ações mentais de estudantes e do conceito polígono regular a partir da produção de um pensamento geométrico. [Doctoral Dissertation, Universidade Estadual Paulista (Unesp)]. http://hdl.handle.net/11449/250506

Silva, E. C., & Javaroni, S. L. (2022). A formação de conceitos matemáticos e robótica: Uma possibilidade de ensino. Revista de Ensino de Ciências e Matemática, 13(1), 1–24. https://doi.org/10.26843/rencima.v13n1a15

Silva, E. C., & Javaroni, S. L. (Orgs.). (2024). Pensamento computacional: pesquisas, práticas e concepções. Editora UFPR.

Silva, E. C. D., Zampieri, M. T., & Javaroni, S. L. (2019). Pensamento computacional e programação: impactos na formação de professores e contribuições para práticas pedagógicas interdisciplinares. In A. Martins & A. Eloy (Orgs.), Educação integral por meio do pensamento computacional: Letramento em programação (pp. 206–231). Editora Appris. https://institutoayrtonsenna.org.br/app/uploads/2022/11/instituto-ayrton-senna-educacao-integral-por-meio-do-pensamento-computacional.pdf

Talízina, N. F. (1998). Psicología pedagógica. Ed. Academia.

Valente, J. A. (2016). Integração do pensamento computacional no currículo da educação básica: diferentes estratégias usadas e questões de formação de professores e avaliação do aluno. Revista E-curriculum, 14(3), 864–897. https://revistas.pucsp.br/index.php/curriculum/article/view/29051/20655

Valente, J. A. (2019). Pensamento computacional, letramento computacional ou competência digital? Novos desafios da educação. Revista Educação e Cultura Contemporânea, 16(43), 147–168. https://mestradoedoutoradoestacio.periodicoscientificos.com.br/index.php/reeduc/article/view/5852

Vygotsky, L. S. (2008). A formação social da mente: o desenvolvimento dos processos psicológicos superiores. (7.ª ed.). Martins Fontes.

Vygotsky, L. S. (2014a). Obras Escogidas – I. (Spanish Edition). Machado Nuevo Aprendizaje.

Vygotsky, L. S. (2014b). Obras Escogidas – II. (Spanish Edition). Machado Nuevo Aprendizaje.

Vygotsky, L. S. (2014c). Obras Escogidas – III. (Spanish Edition). Machado Nuevo Aprendizaje.

Vygotsky, L. S. (2014d). Obras Escogidas – IV. (Spanish Edition). Machado Nuevo Aprendizaje.

Vygotsky, L. S. (2014e). Obras Escogidas – VI. (Spanish Edition). Machado Nuevo Aprendizaje.

Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33–35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215

Wing, J. M. (2008). Computational thinking and thinking about computing. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 366(1881), 3717–3725. https://doi.org/10.1098/rsta.2008.0118

Wing, J. M. (2014, January 10). Computational thinking benefits society. Social Issues in Computing blog. http://socialissues.cs.toronto.edu/index.html%3Fp=279.html

Wing, J. (2016). Pensamento computacional – Um conjunto de atitudes e habilidades que todos, não só cientistas da computação, ficaram ansiosos para aprender e usar. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia, 9(2). http://dx.doi.org/10.3895/rbect.v9n2.4711

Zampieri, M. T., Santos, L., Silva, E. C., Souza, P. H. G., & Javaroni, S. L. (2019). Formação em serviço de professores: um olhar para o desenvolvimento do pensamento computacional em projetos interdisciplinares. In E. C. Silva & S. L. Javaroni (Orgs.), Pensamento computacional: pesquisas, práticas e concepções (pp. 79–102). Editora UFPR.

Zanella, A. V., Reis, A. C. D., Titon, A. P., Urnau, L. C., & Dassoler, T. R. (2007). Questões de método em textos de Vygotski: contribuições à pesquisa em psicologia. Psicologia & Sociedade, 19, 25–33. https://doi.org/10.1590/S0102-71822007000200004

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2024-12-30

How to Cite

Silva, E., & Javaroni, S. (2024). The possible relationships between the development of computational thinking and the formation of mental actions of students in mathematics classes. Quadrante, 33(2), 82–109. https://doi.org/10.48489/quadrante.36198

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Articles