Por Claire Bryan, do The Hechinger Report*: Desde que Jake Price é professor, o Wolfram Alpha – um site que resolve problemas algébricos online – tem ameaçado tornar obsoleta a lição de casa de álgebra. Os professores aprenderam a contornar e a lidar com isso, disse Price, professor assistente de matemática e ciência da computação na University of Puget Sound, em Tacoma,Washington. Mas agora, eles têm um novo ajudante de lição de casa para enfrentar: ferramentas de inteligência artificial generativas, como o ChatGPT.

Price não vê o ChatGPT como uma ameaça, e ele não está sozinho. Alguns professores acreditam que a IA, quando usada corretamente, pode ajudar a fortalecer o ensino de matemática. E ela entra em cena em um momento em que as pontuações em matemática estão em uma baixa histórica nacional, e os educadores estão questionando se a matemática deve ser ensinada de forma diferente.

A IA pode servir como um tutor, fornecendo feedback imediato ao aluno que está com dificuldades numa questão. Ajuda o professor a planejar aulas de matemática ou escrever uma variedade de problemas voltados para diferentes níveis de instrução. A IA mostra exemplos de código para novos programadores de computador, permitindo pular a tarefa chata de aprender a escrever código básico.

Enquanto escolas de todo o país debatem a proibição de ferramentas de IA, alguns professores de matemática e ciência da computação estão adotando a mudança devido à natureza de sua disciplina.

“A matemática sempre evoluiu com o desenvolvimento da tecnologia”, disse Price. Há cem anos, as pessoas usavam réguas de cálculo e faziam todas as multiplicações com tabelas logarítmicas. Depois, vieram as calculadoras.

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Price ensina tendo em mente as tecnologias com capacidade humana, certificando-se de dar aos alunos as habilidades em sala de aula de forma manual. Em seguida, discute as limitações das tecnologias que eles podem se sentir tentados a usar quando chegarem em casa.

“Os computadores são realmente bons em fazer coisas tediosas”, disse Price. “Não precisamos cuidar disso. Deixamos o computador fazer. E então podemos interpretar a resposta e pensar no que ela nos diz sobre as decisões que precisamos tomar.”

Ele quer que seus alunos gostem de procurar padrões, ver como métodos diferentes podem dar respostas diferentes ou iguais e como traduzir essas respostas em decisões sobre o mundo. “O ChatGPT, assim como a calculadora, a régua de cálculo e toda a tecnologia anterior, apenas nos ajuda a chegar a essa parte essencial e real da matemática”, disse Price. Por outro lado, o ChatGPT tem seus limites. Ele pode mostrar as etapas corretas para resolver um problema de matemática e, em seguida, dar a resposta errada. Isso ocorre porque ele “não está realmente fazendo a matemática”, disse Price. Está apenas juntando partes das frases em que outras pessoas descreveram como resolver problemas semelhantes.

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Min Sun, professor de educação da Universidade de Washington, acha que os alunos deveriam usar o ChatGPT como um tutor pessoal. Se os alunos se perderem na aula e não entenderem uma operação matemática, eles poderão pedir ao ChatGPT para explicá-la e dar alguns exemplos.

A Khan Academy, uma organização educacional sem fins lucrativos que fornece uma coleção de ferramentas e vídeos de aprendizado online e que há muito tempo é uma referência para a lição de casa de matemática, criou exatamente isso. O tutor é chamado Khanmigo. Os alunos podem abri-lo durante a resolução de problemas de matemática e informar que estão com dificuldades.

Eles podem conversar com o tutor de IA dizendo o que não entendem, e o tutor de IA ajuda a explicar, disse Kristen DiCerbo, diretora de aprendizado da Khan Academy. “Em vez de dizer: ‘Aqui está a resposta para você’, ele diz coisas como: ‘Qual é o próximo passo?’ ou ‘O que você acha que pode ser a próxima coisa a fazer?’, disse DiCerbo.

Um assistente para o professor

Sun, o professor de educação da UW, quer que os professores usem o ChatGPT como seu próprio assistente para planejar aulas de matemática, dar aos alunos um bom feedback e se comunicar com os pais. Os professores podem perguntar à IA: “Qual é a melhor maneira de ensinar esse conceito?” ou “Quais são os tipos de erros que os alunos tendem a cometer ao aprender esse conceito de matemática?” Ou ainda: “Que tipos de perguntas os alunos terão sobre esse conceito?”

Os professores também podem pedir ao ChatGPT que recomende diferentes níveis de problemas de matemática para alunos com diferentes níveis de domínio do conceito, disse ele. Isso é particularmente útil para professores que são novos na profissão ou que têm alunos com necessidades diversas – educação especial ou alunos que estão aprendendo inglês, disse Sun. “Estou impressionado com os detalhes que às vezes o ChatGPT pode oferecer”, disse Sun. “Ele fornece algumas ideias iniciais e possíveis áreas problemáticas para os alunos, para que eu possa me preparar melhor antes de entrar na sala de aula.” E, se um professor já tiver um plano de aula de alta qualidade, poderá enviá-lo ao ChatGPT e pedir que ele crie outra aula em um estilo de ensino semelhante, mas para um conceito diferente.

Sun espera que o ChatGPT também possa ajudar os professores a escrever perguntas de problemas com palavras mais apropriadas do ponto de vista cultural para que todos os alunos se sintam incluídos.

“A tecnologia atual é realmente um assistente técnico para apoiá-los, capacitá-los e ampliar suas habilidades criativas”, disse Sun. “Na verdade, ela não substitui o arbítrio, a criatividade e o profissionalismo, e os professores precisam ter isso em mente.”

Direto ao que importa

Há um ano, se você perguntasse a Daniel Zingaro, professor associado da Universidade de Toronto, como ele avaliava seus alunos de introdução à ciência da computação, ele diria: “Pedimos a eles que escrevam códigos”. Mas, se você perguntar a ele hoje, a resposta será muito mais complexa.

Zingaro e Leo Porter, professor de ciência da computação da Universidade da Califórnia em San Diego, são os autores do livro Learn AI-Assisted Python Programming with GitHub Copilot and ChatGPT. Eles acreditam que a IA permitirá que as aulas introdutórias de ciência da computação abordem conceitos de grande porte.

Muitos alunos iniciantes ficam presos ao escrever códigos muito simples, disseram Porter e Zingaro. Eles nunca passam para questões mais avançadas – e muitos ainda não conseguem escrever códigos simples depois de concluir o curso. “Não é apenas desinteressante, é frustrante”, acrescentou Porter. “Eles estão tentando criar algo e esquecem um ponto e vírgula e perdem três horas tentando encontrar o ponto e vírgula que está faltando” ou alguma outra parte da sintaxe que impede que um código seja executado corretamente.

A IA não comete esses erros e permite que os professores de ciência da computação dediquem mais tempo ao ensino de habilidades de nível superior.

Os professores agora pedem a seus alunos que peguem um grande problema e o dividam em questões ou tarefas menores que o código precisa realizar. Eles também pedem aos alunos que testem e depurem o código depois que ele já estiver escrito.

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“Se pensarmos em um panorama mais amplo sobre o que pretendemos que nossos alunos façam, queremos que eles escrevam um software que seja significativo para eles”, disse Porter. “E esse processo de criação de software consiste em pegar esse problema bastante grande, muitas vezes não bem definido, e descobrir como dividi-lo em partes.”

Magdalena Balazinska, diretora da Escola de Ciência da Computação e Engenharia Paul G. Allen da Universidade de Washington, concorda com o progresso que a IA proporcionou. “Com o apoio da IA, os engenheiros de software podem se concentrar na parte mais interessante da ciência da computação: responder a grandes questões de design de software”, disse Balazinska. “A IA permite que os humanos se concentrem no trabalho criativo.”

Nem todos os professores da área acham que a IA deve ser integrada ao currículo. Alguns entrevistados para um artigo de pesquisa da UC San Diego e em uma pesquisa da Education Week preferem bloquear ou negar o uso do ChatGPT ou de ferramentas semelhantes como o Photomath, pelo menos no curto prazo.

Zingaro e Porter argumentam que a leitura de muitos códigos gerados por IA não parece uma trapaça. Em vez disso, é como o aluno vai aprender. “Acredito que muitos programadores leem muitos códigos, assim como acredito que os melhores escritores leem muitos textos”, disse Zingaro. “Acho que essa é uma maneira muito poderosa de aprender.”

Produzido por Claire Bryan para o The Hechinger Report, este artigo está presente na edição 280 (novembro/dezembro) da Revista Ensino Superior.  Assine e leia a publicação na íntegra.

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Ensino Superior