Fomentar o interesse pela matemática

Os alunos de uma escola portuguesa praticam matemática usando uma versão em português da Khan Academy. A plataforma motiva-os a praticar e a assumir o controlo da sua própria aprendizagem.

Resumo

O Ministério da Educação de Portugal, a Associação Portuguesa de Telemática Educativa e a Fundação Altice estabeleceram uma parceria para adaptar o conteúdo educativo da Khan Academy para alunos portugueses. Uma professora do Funchal iniciou a implementação desta plataforma na sua própria escola. Os alunos podem dominar as soluções matemáticas ao seu próprio ritmo. Os professores também podem realizar uma avaliação formativa com base nas áreas de dificuldade de cada aluno e da turma em geral e superar estas dificuldades na sala de aula ou individualmente, reunindo-se com cada aluno. Embora o estudo de caso se refira ao tópico de equações em matemática com uma turma de alunos de 13 e 14 anos com competências mistas, a abordagem é válida para outras idades e disciplinas.

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O contexto político

Portugal tem passado recentemente por um processo de reformulação curricular, bem como por uma transição para a avaliação formativa. Tal reflete-se na legislação recente e no novo currículo. Apesar de inovações acrescidas em matéria de avaliação e do uso de tecnologias digitais em algumas escolas, constitui um desafio identificar, melhorar, avaliar e ampliar essas práticas.

Em Portugal, os professores devem participar em ações e/ou atividades de desenvolvimento profissional contínuo (DPC) para a progressão na carreira. Devem participar pelo menos em 50 horas de formação em cada escalão da carreira, metade das quais se centra na dimensão pedagógica (por exemplo, um professor de inglês como língua estrangeira escolherá ações e/ou atividades de DPC no ensino da língua inglesa). 

Durante o ano letivo de 2019-2020, Portugal iniciou a implementação do Projeto Maia (sítio web em português) para apoiar a avaliação formativa nas escolas (MAIA significa Monitorização, Acompanhamento e Investigação em Avaliação Pedagógica). 
MAIA é um projeto de investigação a nível nacional que visa melhorar a avaliação da aprendizagem dos alunos para ajudá-los a ter maior sucesso na sua aprendizagem. O projeto destina-se a cursos gerais e profissionais desde o ensino básico ao ensino secundário e envolve oficinas de avaliação na sala de aula, em que os alunos experimentam ferramentas e técnicas de avaliação formativa. Um conjunto de representantes de centros de formação de professores consolida as capacidades dos professores para lhes permitir aplicar diretamente estas ferramentas e técnicas com os seus próprios alunos. Acompanham o projeto uma equipa central composta por representantes da DGE/Ministério da Educação, uma instituição de ensino superior e escolas/ agrupamentos de escolas em Portugal continental.

No primeiro ano de implementação do Projeto MAIA, realizaram-se 88 oficinas de formação de professores por Centros de Formação de Associações de Escolas (CFAE), envolvendo 1555 formandos, nomeadamente professores do ensino básico e secundário de 275 escolas e agrupamentos de escolas (AE) públicas. O objetivo destas oficinas consistiu em melhorar a prática de ensino e avaliação dos professores.

Uma equipa central e uma rede de escolas envolvidas procuram promover a consistência entre as oficinas oferecidas a nível nacional no âmbito do MAIA, através de diversas ações de acompanhamento.

O projeto “Matemática e a Khan Academy” envolveu uma parceria entre a Direção-Geral da Educação e a Associação Portuguesa de Telemática Educativa (EDUCOM). A parceria conduziu a um projeto-piloto para testar, antes de mais, os recursos da Khan Academy e adaptá-los às condições de ensino específicas das escolas portuguesas. Foi criada uma versão portuguesa da Khan Academy. Estiveram envolvidos cinco agrupamentos de escolas (AE) da região centro-oeste de Portugal. O projeto decorreu em 2016/17 e 2017/18 e foi avaliado pela Unidade de Investigação em Educação e Desenvolvimento (UIED), da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa.

Ferramentas digitais aplicadas

A Khan Academy é um conjunto de ferramentas e de recursos online gratuitos (vídeos, exercícios, artigos) para a aprendizagem digital de acesso autónomo, geralmente no âmbito de uma sala de aula invertida. Os conteúdos originais em inglês foram traduzidos para o português europeu e adaptados ao contexto educativo português pela Fundação Altice (uma empresa portuguesa de telecomunicações). Os conteúdos foram aprovados pela Sociedade Portuguesa de Matemática, pela Sociedade Portuguesa de Física e pela Sociedade Portuguesa de Química.

A Khan Academy incentiva os alunos a aprenderem ao seu próprio ritmo para dominarem totalmente cada tópico, o que permite que os alunos sejam completamente autónomos no seu trabalho. Os alunos podem controlar o seu próprio progresso através de uma interface motivadora e intuitiva.

A plataforma também facilita a avaliação formativa. Por exemplo, os professores podem acompanhar o progresso de cada aluno ou visualizar as perguntas em que a turma sentiu mais dificuldades. Em seguida, podem reunir-se com os alunos individualmente ou em grupos para tratar das áreas de dificuldade. Podem ainda definir uma sequência personalizada de tarefas para que cada aluno pratique os tópicos que ainda não domina.

A Escola Dr. Ângelo Augusto da Silva é uma das muitas escolas que participaram no projeto. A escola situa-se em Santa Luzia, Funchal, na Região Autónoma da Madeira, um arquipélago conhecido pelas suas belezas naturais e pelo turismo. A escola localiza-se numa zona residencial privilegiada. É uma das maiores escolas do Funchal frequentada por alunos do ensino básico ao secundário. A escola é também um ponto de referência em termos de qualidade do ensino nos 5.º e 6.º anos. 

A escola oferece um ensino diversificado com turmas do 5.º ao 12.º ano. Oferece ainda cursos CEF (Cursos de Educação e Formação), adaptados a necessidades flexíveis, que constituem um percurso alternativo em Portugal para possibilitar aos alunos a partir dos 15 anos de idade concluírem a escolaridade obrigatória. A escola está bem equipada, com laboratórios, oficinas, laboratório audiovisual, reprografia, biblioteca, laboratório de psicologia e educação especial, serviços administrativos, salas de educação musical, salas de educação visual/educação tecnológica, bar para alunos e professores, refeitório, serviços administrativos, espaços desportivos e espaços verdes. 

Está disponível uma ampla gama de atividades curriculares complementares, através de projetos e clubes, divulgados pelos diretores de turma e no sítio web da escola. As atividades de enriquecimento curricular estão incluídas no Plano Anual de Atividades. Representam uma forma de promover os valores culturais e cívicos, a educação em saúde, a educação física, a educação artística e a inclusão dos alunos na comunidade.

Investigação – A Khan Academy nas escolas

A Khan Academy destina-se originalmente a ser aplicada numa sala de aula invertida e à disponibilização de dados sobre a aprendizagem dos alunos, a fim de ajudar os professores a organizar um ensino diferenciado de acordo com as necessidades individuais dos alunos. No entanto, os estudos revelam que também pode ser utilizada na sala de aula, com benefícios e sem a necessidade de o professor introduzir grandes mudanças na sua prática docente (ver, por exemplo, Light & Pierson, 2014). Os dados sugerem igualmente que a Khan Academy pode apoiar a aprendizagem autónoma dos alunos, mas a sua aplicação deve ser acompanhada da interação presencial do professor com os alunos para fins de aprendizagem emocional (ver, por exemplo, Vidergor & Ben-Amram, 2020).

A escola depara-se com o desafio de melhorar a participação e o desempenho académico dos alunos. Na matemática, os alunos têm dificuldades em atividades de resolução de problemas, como equações matemáticas, porque parecem ter pouca autonomia e mostram alguma ansiedade. Os professores enfrentam o desafio de promover a responsabilidade, o empenho e o sucesso individual e de desenvolver percursos de aprendizagem diferenciados e flexíveis. Com uma grande percentagem de alunos recém-chegados de outros países, que não falam português, a escola fez face ao desafio de adaptar o currículo e fomentar a aprendizagem ao próprio ritmo destes alunos, além de melhorar as suas capacidades linguísticas. 

Outro desafio foi criar contas de correio eletrónico para os alunos em conformidade com os requisitos de privacidade de dados. A escola resolveu a questão utilizando os endereços de correio eletrónico institucionais da escola. No início do ano letivo, os pais/encarregados de educação assinaram um formulário de autorização para inscrever os educandos na Khan Academy. O problema da falta de acesso a uma sala de aula bem equipada foi superado através da troca de salas de aula, com o consentimento da direção da escola. Atualmente, não seria um problema porque os alunos têm tablets graças a um projeto de Manuais Digitais, para a consecução do qual a capacidade da rede de internet também foi reforçada.

As atividades com a plataforma da Khan Academy foram propostas por uma das professoras, Sónia Luísa Silva, que disponibilizou a sua experiência pessoal com a sua utilização.

Apresentou a ideia de usar a plataforma na escola e quer a direção da escola quer os colegas mostraram interesse. A direção da escola apoiou esta iniciativa, atribuindo horas à professora Sónia para criar um projeto com os alunos e permitindo-lhe utilizar as salas de informática e o equipamento destinado às aulas de TIC. Também a apoiaram com material de divulgação e facilitaram a interação com a comunidade escolar, prestando apoio para dar incentivos aos alunos participantes no final de cada período letivo.

Anteriormente, os alunos estabeleciam ligação com a plataforma KA através de um computador ou smartphone. Hoje em dia, podem utilizar o tablet graças ao projeto de manuais digitais. Os auriculares são úteis para que os alunos possam assistir aos vídeos individualmente e não incomodar os colegas que estejam a trabalhar numa tarefa diferente. Espera-se que os alunos tenham conta na Khan Academy e saibam utilizá-la. Os professores podem explorar a plataforma e aprender a utilizá-la sozinhos, sem necessidade de formação específica, pois a plataforma contém um conjunto de materiais de apoio.
Os professores contam com o apoio da Fundação Altice, que é responsável pela tradução da Khan Academy para o português europeu, pela adaptação dos conteúdos e pela formação de professores em Portugal.

A atitude da direção da escola em relação à tecnologia digital é positiva e há colaboração com professores de TIC para criar contas na Khan Academy e ensinar algumas competências digitais aos alunos. As aulas de TIC constituem um apoio, porque proporcionam aos alunos oportunidades de usar a plataforma e o correio eletrónico. É possível aceder a recursos digitais e à Khan Academy, em casa. Os pais/encarregados de educação também apoiam este método.
Os pais/encarregados de educação são informados sobre a plataforma da Khan Academy, no início do ano letivo, durante a primeira reunião com o diretor da turma e por meio de um folheto distribuído aos alunos. Existem também duas abordagens diretas aos pais/encarregados de educação: uma breve aula explicativa na primeira visita à escola dos alunos do 5.º ano (para conhecer as instalações e os projetos em que podem inscrever-se); e, posteriormente, uma oficina para os pais/encarregados de educação, para lhes explicar como usar a Khan Academy e ajudá-los a registar-se na plataforma. Os pais/encarregados de educação são incentivados a criar uma conta para poderem ver um relatório semanal sobre o progresso dos educandos e procurar outros conteúdos e atividades para explorarem em conjunto.

Num exemplo de atividade, a professora Sónia Luísa Silva apresentou a plataforma aos seus alunos e criou as contas dos alunos, no início do ano letivo. 

Não havia computadores suficientes na sala de aula para todos os alunos trabalharem individualmente. Como tal, a turma foi dividida em dois grupos. Um grupo trabalhou na plataforma da Khan Academy durante 45 minutos enquanto o outro grupo resolvia exercícios no caderno diário. 

No início da aula, a professora entrega uma ficha de orientação com listas de tarefas para os alunos seguirem. A ficha de orientação inclui tópicos, exercícios, vídeos, artigos já disponíveis na plataforma da Khan Academy, etc. As fichas de orientação direcionam os alunos para o conteúdo mais relevante e ajudam-nos a concentrar-se na prática das suas competências de resolução de problemas e não em exercícios demasiado fáceis ou não incluídos no currículo. Os alunos podem executar as tarefas ao seu próprio ritmo.

Figura 1 Alunos a trabalhar em 2 grupos: um grupo trabalhou na plataforma e o outro grupo, no centro, resolveu problemas de matemática no seu caderno diário.

Os alunos recebem feedback imediato sobre o resultado de cada exercício através do sistema da Khan Academy. Depois de concluírem um conjunto de exercícios, obtêm pontos que lhes dão a capacidade de desbloquear avatares e conquistar medalhas consoante as suas realizações. A plataforma adapta-se ao desempenho do aluno. Não só apresenta a correção dos exercícios, como também direciona os alunos para tarefas úteis que os ajudam a melhorar. Além disso, apresenta respostas aos exercícios, além de vídeos com uma explicação do conteúdo. 

Alguns alunos não conseguiram concluir as tarefas a tempo, de modo que o prazo foi alargado e eles puderam concluir as tarefas em casa. Outros pediram um alargamento do prazo para terem a oportunidade de repetir e melhorar o seu desempenho.

A utilização da plataforma Khan Academy foi útil tanto no início como no final da aula. Em primeiro lugar, para determinar os conhecimentos prévios e as lacunas de aprendizagem, bem como para selecionar tópicos da matéria que podem ser considerados como pré-requisitos a desenvolver. As atividades do final da aula também podem ser úteis para consolidar a aprendizagem.

Investigação – Aprender utilizando a aprendizagem por etapas 

Os sistemas de análise da aprendizagem que sustentam plataformas como a Khan Academy podem fornecer “dados pedagógicos relevantes” para explicar e prever o progresso dos alunos rumo aos objetivos de aprendizagem e orientá-los também para tarefas que possam ajudá-los a resolver eventuais lacunas de aprendizagem (Thille e Zimarro, 2017).  Os alunos podem também desenvolver capacidades de autoavaliação ao interagirem com tarefas online (Santos, Cook e Hernández-Leon, 2015).

Até à data, participaram nas aulas baseadas na Khan Academy 132 alunos em 2018/2019, 102 em 2019/2020 e 109 em 2020/2021. Aplicou-se  um inquérito na escola referente ao ano letivo de 2018/2019, a fim de avaliar o grau de satisfação das partes interessadas. Os resultados sugeriram grande interesse e satisfação em participar no projeto da Khan Academy. Houve interesse pelo tema abordado, tendo-se registado avanços tanto em termos de empenho como de envolvimento e autonomia dos alunos. 

Os pais/encarregados de educação também estiveram envolvidos. Como conheciam a plataforma, acompanharam o desempenho dos educandos (48% dos pais/encarregados de educação).  Dos pais/encarregados de educação que acompanharam o trabalho dos educandos, 10% também criaram as suas próprias contas na plataforma.

Depoimentos de alguns alunos: 
•    “Agora posso praticar e cometer erros sem receio e aprender a matéria”
•    “Tenho melhores resultados nas minhas avaliações, pois sou capaz de aprender e refazer os exercícios” 
•    “Na KA há aulas para os pais/encarregados de educação e também para os alunos e, assim, aprendi em casa com os meus pais”
•    “As aulas são bem estruturadas com uma progressão das competências muito sistemática.A minha professora apresenta uma análise clara das competências. Podemos tentar resolver um problema várias vezes, o que nos transmite confiança para continuar.” 

De acordo com o inquérito realizado após o projeto, 68% dos alunos consideraram que o tempo dedicado tinha sido muito útil. Apenas 16% dos alunos consideraram que o seu desempenho em matemática não melhorou. No entanto, desde então, começaram a gostar mais de matemática e a estudar através de diferentes atividades. Dessa forma, estes alunos também afirmaram que compreenderam melhor o conteúdo e puderam esclarecer as suas dúvidas por meio dos vídeos e dos artigos, sem pedir constantemente ajuda ao professor. Acabaram por compreender conteúdos mais complexos. 

Conclusões

A plataforma da Khan Academy, com o seu conteúdo, utilização da gamificação e facilidade de acompanhamento do progresso dos alunos, contribuiu para avaliações digitais e formativas relacionadas com o currículo nacional. Os alunos adquiriram confiança para participar mais na sala de aula e sentiram-se muito mais motivados, tendo o relacionamento entre professores e alunos melhorado. Por exemplo, os alunos tiveram um papel ativo na formulação de perguntas para os colegas (e a professora) responderem. Os alunos que utilizaram a Khan Academy interagiram de forma proativa com os colegase. Também se sentiram menos receosos de cometer erros.

A investigação da professora Sónia sobre práticas inovadoras levou a contactos com a Fundação Altice para efeitos de formação; a professora orienta agora oficinas de formação para outros professores. Há outros professores que usam a Khan Academy com frequência nas suas aulas, atribuindo tarefas aos seus alunos para aquisição de conhecimentos e trabalho autónomo. Utilizam-na em aulas regulares ou em grupos de apoio aos alunos e desenvolvem tarefas individuais para avaliação formativa.

A escola alargou recentemente a utilização da Khan Academy. Na sequência da implementação na região da Madeira de um projeto de manuais digitais que permite a todos os alunos do 5.º ano terem manuais escolares digitais em tablets, os seus professores de matemática começaram a utilizar regularmente a Khan Academy depois de verem o envolvimento dos alunos e a melhoria dos seus resultados. Foram, assim, promovidos diversos momentos de aprendizagem, incentivando os alunos a utilizar a Khan Academy para estudar.

Olhando para o futuro, os recursos digitais da Khan Academy para a aprendizagem da matemática continuarão a ser utilizados na escola porque constituem uma ferramenta poderosa e eficaz para feedback e avaliação formativa. A professora Sónia foi convidada pela Divisão de Formação de Pessoal da Região Autónoma da Madeira para formar professores, partilhando a sua experiência com a Khan Academy. Está a dirigir oficinas de matemática e ciências, agora que a versão em português da plataforma foi desenvolvida e alargada a outras disciplinas.