Desde a época em que Jake Price se tornou professor, o Wolfram Alpha, um site que resolve problemas algébricos online, vem ameaçando tornar obsoleto o dever de casa de álgebra.
Os professores aprenderam a lidar com isso, segundo Price, professor assistente de matemática e ciência da computação na Universidade de Puget Sound. Mas agora há um novo auxiliar de dever de casa a ser enfrentado: ferramentas de inteligência artificial generativa, como o ChatGPT.
Price não considera o ChatGPT uma ameaça, e não está sozinho. Alguns professores de matemática consideram que a inteligência artificial, quando usada corretamente, pode ajudar a fortalecer o ensino de matemática. E isso vem em um momento em que as notas de matemática estão em níveis historicamente baixos e os educadores se perguntam se a matéria deveria ser ensinada de outra forma.
A inteligência artificial pode servir como professor particular, dando um retorno imediato ao aluno que enfrenta dificuldades em um problema. Pode ajudar os professores a planejar aulas de matemática, ou elaborar problemas de matemática voltados para níveis variados de instrução. Pode mostrar exemplos de código para novos programadores, permitindo que eles avancem na tarefa de aprender a escrever códigos básicos.
Enquanto escolas nos EUA discutem proibir chatbots de inteligência artificial, alguns professores de matemática e ciência da computação os adotam como mais uma ferramenta.
"A matemática sempre evoluiu à medida que a tecnologia foi evoluindo", diz Price. Cem anos atrás, as pessoas usavam réguas de cálculo e faziam todas as multiplicações usando tabelas logarítmicas. Então, vieram as calculadoras.
Price busca garantir que os alunos tenham as habilidades necessárias para resolver os problemas por conta própria. Ele então discute as limitações das tecnologias que eles podem se sentir tentados a usar quando chegarem em casa.
"Computadores são muito bons em fazer coisas entediantes", diz Price. "Não precisamos fazer todas as coisas entediantes. Podemos deixar 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 os diferentes métodos podem resultar em respostas diferentes, ou iguais, e como interpretar essas respostas para ajudar na tomada de decisões.
Min Sun, professora de educação da Universidade de Washington, acha que os alunos deveriam usar os chatbots como professores particulares. Se os alunos não entendem uma operação matemática, podem pedir ao ChatGPT para explicar e dar exemplos.
Ela espera que os professores usem o ChatGPT como seu próprio assistente: para planejar aulas de matemática, dar retorno aos alunos e se comunicar com os pais.
Os professores também podem pedir ao ChatGPT recomendações de problemas de matemática adequados a alunos com variados níveis de domínio do conceito, diz. Isso é especialmente útil para professores que são novos na profissão ou têm alunos com necessidades variadas, explica Sun.
"Ele dá algumas ideias iniciais e possíveis áreas problemáticas para os alunos, para que eu possa me preparar melhor antes de entrar em sala de aula", diz Sun.
Um ano atrás, se perguntassem a Daniel Zingaro como ele avalia os alunos de sua disciplina introdutória de ciência da computação, ele diria: "Pedimos a eles para escrever código".
Mas, hoje em dia, a resposta seria bem mais complexa, segundo Zingaro, professor associado da Universidade de Toronto.
Zingaro e Leo Porter, professor de ciência da computação na Universidade da Califórnia em San Diego, são autores do livro Learn AI-Assisted Python Programming with GitHub Copilot and ChatGPT ("Aprenda programação em Python assistida por IA com GitHub Copilot e ChatGPT"). Eles consideram que a inteligência artificial pode permitir que as aulas introdutórias de ciência da computação abordem conceitos gerais.
Muitos alunos novatos têm dificuldade para escrever código simples, dizem Porter e Zingaro. Eles não conseguem seguir para questões mais avançadas, e muitos ainda não conseguem escrever código simples depois de terminar a disciplina.
"Não é só desinteressante, é frustrante", explica Porter. "Eles estão tentando construir alguma coisa, e aí esquecem um ponto e vírgula e perdem três horas tentando encontrar o ponto e vírgula que está faltando", ou qualquer outro elemento de sintaxe que impeça a execução correta do código.
Chatbots não cometem esses erros, e permitem que os professores de ciência da computação passem mais tempo ensinando habilidades de nível mais alto.
Os professores agora pedem aos alunos para pegar um problema grande e dividir em questões ou tarefas menores que o código precise resolver. Eles também pedem aos alunos para testarem e depurarem o código depois de escrito.
"Se pensarmos de forma mais ampla sobre o que queremos que nossos alunos façam, queremos que eles escrevam programas que façam sentido para eles", diz Porter.
Magdalena Balazinska, diretora da Escola de Ciência e Engenharia da Computação Paul G. Allen, na Universidade de Washington, também acolhe os avanços que a inteligência artificial vem fazendo.
"Com o apoio da IA, engenheiros humanos de software podem se concentrar na parte mais interessante da ciência da computação: responder às grandes questões de design de software", diz Balazinska. "A IA permite que as pessoas se concentrem no trabalho criativo."
Nem todos os professores da área acham que a inteligência artificial deveria ser integrada ao currículo. Mas Zingaro e Porter defendem que a leitura de grande volume de código gerado por inteligência artificial não parece trapaça. Pelo contrário, é assim que os alunos vão aprender.
"Acho que muitos programadores leem bastante código, assim como acredito que os melhores escritores leem muito texto", diz Zingaro. "Acho uma forma muito poderosa de aprendizado."
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O Education Reporting Collaborative (Colaboração de Jornalismo da Educação), uma união entre oito redações jornalísticas, está documentando a crise de matemática enfrentada pelas escolas americanas e destacando os avanços. Os integrantes da Colaboração são: AL.com, The Associated Press, The Christian Science Monitor, The Dallas Morning News, The Hechinger Report, Idaho Education News, The Post and Courier no estado da Carolina do Sul, e The Seattle Times.
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