Educação ubíqua: conceitos e aplicação no ensino da matemática

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ARTIGO DE REVISÃO

LIMA, Angelica Duarte [1], BORGES, Sue Elly Fernanda [2]

LIMA, Angelica Duarte. BORGES, Sue Elly Fernanda. Educação ubíqua: conceitos e aplicação no ensino da matemática. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 06, Ed. 08, Vol. 03, pp. 37-51. Agosto de 2021. ISSN: 2448-0959, Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-de-producao/educacao-ubiqua

RESUMO

A educação tem sido impactada com a aplicação das Tecnologias da Informação e Comunicação, apresentando potencial de aumentar o interesse do aluno. Neste contexto, um dos conceitos de tecnologia no ensino e aprendizagem é o de Educação Ubíqua. Embora o tema seja abordado há mais de uma década, ainda existem poucos estudos, há uma imprecisão nos conceitos e poucas aplicações práticas. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi apresentar um panorama geral, identificar os conceitos e aplicações de educação ubíqua e verificar também a existência de estudos voltados ao ensino de matemática. Para isso, foi realizada uma revisão sistemática da literatura utilizando o método Procknow-C, que resultou em um portfólio composto por nove artigos. A revisão bibliométrica dos artigos mostrou que a temática só apresentou crescimento no ano de 2019. Quanto aos países de origem dos pesquisadores dos artigos foram o Brasil, a Colômbia, o Panamá e o Reino Unido. Referente ao conteúdo percebe-se que apesar da ênfase na tecnologia, questões filosóficas e didáticas também são levadas em conta nas definições. Quanto à aplicação específica na área de matemática foram encontrados dois artigos que apresentaram aplicações em estudo de caso, sendo um com mídia interativa de jogos e outro de uso de ambiente virtual personalizado. A aplicação dos conceitos da educação ubíqua se apresenta como uma oportunidade de pesquisa e aplicação para melhoria do ensino da matemática, principalmente combinada a aplicação de gamificação e inteligência artificial.

Palavras-chave: Educação ubíqua, U-learning, Ensino da matemática.

1. INTRODUÇÃO

As rápidas transformações, no mundo dinâmico e globalizado, fazem com que ocorram mudanças das necessidades nas mais diferentes áreas. Acompanhando essa tendência, observa-se profundas modificações na educação, passando a ser utilizado cada vez mais Tecnologias da Informação e Comunicação – TICs (BUTT et al., 2020).

A aplicação das TICs foram modificando ao longo do tempo da educação tradicional para a educação eletrônica (e-Learning), depois para a educação móvel (m-learning) e na atualidade caminha para educação ubíqua (u-learning) (TAHIR; HARON e SINGH, 2018).

No entanto ainda o conceito de educação ubíqua ainda não é unificado, não fica claro o limite do conceito da educação eletrônica, móvel e ubíqua. Também a área carece de estudo relativo a aplicações práticas dos conceitos (HORVÁTH; PECK E VERLINDEN, 2009). Neste sentido, este trabalho buscou identificar o conceito de educação ubíqua presente na literatura e quais as possibilidades de aplicação para melhoria do ensino de matemática.

A educação ubíqua tem diversos conceitos, mas no geral é apresentada como a educação que pode acontecer a qualquer hora e lugar e usando dispositivos de tecnologias onipresentes (TAHIR; HARON e SINGH, 2018). O estudo das aplicações da educação ubíqua se torna cada vez mais importante, em que cada vez mais se faz necessário a flexibilidade no estudo, a alta velocidade dos avanços das TICs e a mudança no perfil dos estudantes que são extremamente familiarizados ao uso tecnologias (HORVÁTH; PECK E VERLINDEN, 2009).

O presente estudo buscou responder as seguintes questões: (1) Quais são os conceitos de educação ubíqua apresentados na literatura? (2) Quais aplicações de educação ubíqua já foram aplicadas no ensino de matemática?

Portanto o objetivo deste artigo foi identificar os conceitos e aplicações de educação ubíqua e verificar também a existência de estudos voltados ao ensino de matemática. A escolha da matemática como área específica se dá pelo seu impacto em outras disciplinas e a habitual referência a dificuldade no processo ensino-aprendizagem da matemática (GRANDO et al., 2000).

Neste estudo, foi realizada uma revisão sistemática de literatura utilizando o método Procknow-C, sendo apresentada uma análise bibliométrica e de conteúdo dos artigos. A pesquisa foi realizada nas bases Scopos, Web of Science e Science Direct.

2. METODOLOGIA

Esta pesquisa pode ser classificada como exploratório, por buscar evidenciar o problema de pesquisa utilizando pesquisa bibliográfica. Quanto à natureza é conceitual aplicado, por seu interesse em aplicação prática. Já a abordagem é qualitativa e o procedimento utilizado foi a pesquisa bibliográfica (GERHARDT; SILVEIRA, 2009).

Para a revisão sistemática bibliográfica foi utilizado o método ProKnow-C. O método é composto por quatro etapas: (1) Seleção do Portfólio Bibliográfico (PB), (2) Análise Bibliométrica, (3) Análise sistêmica, (4) Identificação de uma pergunta de pesquisa e do objetivo para futuras pesquisas (ENSSLIN et al., 2010). A Figura 1 apresenta as etapas do método.

Figura 1: Etapas do Processo Proknow-C.

Fonte: Adaptado de Ensslin et al. (2010).

Neste estudo foram utilizadas as três primeiras etapas da metodologia. Na primeira etapa para a construção do PB foram realizadas pesquisas nas bases Scopus, Web of Science e Science Direct, utilizando o termo de busca ubiquitous education. O termo foi pesquisado no título, no resumo e nas palavras-chave.

A pesquisa foi restringida a artigos publicados em revistas, escritos em inglês, português ou espanhol. Não foi realizado recorte de tempo. Foram encontrados 32 artigos nas bases. Destes foram excluídos 2 por duplicação, 7 após a leitura dos títulos e 10 após a leitura dos resumos e 4 pela língua. Resultando em um PB com 9 artigos.

A segunda etapa foi a análise bibliométrica. Esta etapa busca identificar e analisar as características do portfólio construído na primeira etapa, com o objetivo de evidenciar dados relevantes para a pesquisa (ENSSLIN et al., 2010). Nesta pesquisa foram analisados a quantidade de artigos publicados por ano e a quantidade de citações. Também o grau de relevância dos periódicos e dos autores que compunham o PB.

A última etapa do trabalho foi a análise sistêmica. Essa etapa busca identificar pontos relevantes e lacunas em um conjunto de publicações (TASCA et al., 2010). O método propõe a análise com uso de lentes, para padronizar o estudo, no entanto este trabalho não utilizou as lentes proposta no método. Nesta etapa também se buscou referências a estudos aplicados na área da matemática.

3. RESULTADOS

Esta seção apresenta os resultados encontrados neste estudo e está dividido em partes: (1) Revisão bibliométrica, (2) Conceitos e contextualização da educação ubíqua e (3) Aplicações na educação de matemática.

A pesquisa nas bases retornou 32 artigos, após a avaliação chegou-se PB com 9 artigos, e destes foi realizada a leitura completa. Apesar de não ter sido feito recorte temporal, os artigos encontrados são de 2005 a 2020, mostrando ser um tema relativamente recente. O Quadro 1 apresenta os artigos que compõem o PB.

Quadro 1: Portfólio bibliográfico

Título Autor
Active and Emerging Methodologies for Ubiquitous Education: Potentials of Flipped Learning and Gamification Gonzalez, Belmonte, Robles e Cabrera (2020)
Technological model for the implementation of a ubiquitous learning process on mobile cloud computing Perez e Clunie (2020)
A review of Ubiquitous Learning Perez e Clunie (2019)
U-Edu: Multimodal learning activities analytics model for learner feedback in ubiquitous education system Lahbi e Sabbane (2019)
ICT-enabled education – Need for paradigm shift Zovko (2016)
M-learning in practice: Using SMS for teaching and learning in undergraduate courses Klein, Freitas e Barbosa (2015)
CoolEdu – A collaborative multiagent model for decentralized ubiquitous education environments Rabello, Oliveira, Wagner, Barbosa e Barbosa (2012)
Demarcating advanced learning approaches from methodological and technological perspectives Horváth, Peck e Verlinden (2009)
Portable assessment: towards ubiquitous education Trinder, Magill e Roy (2005)

Fonte: Dos autores (2016).

Com base nos artigos do PB foram realizadas a revisão bibliométrica e a análise de conteúdo. Pela baixa quantidade de artigos retornados na pesquisa, pode-se concluir que a área precisa de maior atenção, pois em 15 anos de estudos só apresentou 9 artigos nas bases analisadas. No entanto, deve-se considerar também o uso de outras nomenclaturas e classificações.

3.1 REVISÃO BIBLIOMÉTRICA

Para análise bibliométrica, a primeira observação refere-se à evolução temporal do tema. A Figura 2 apresenta gráfico com número de artigos por ano. Pode-se observar que há um número pequeno de artigos e um crescimento da temática em 2019.

Figura 2 – Distribuição anual de artigos publicados sobre a educação ubíqua

Fonte: Dos autores (2016).

Outro fator analisado é a origem das pesquisas. Os países que mais apresentaram pesquisas foram o Brasil, a Colômbia, o Panamá e o Reino Unido todos com 2 artigos. Os demais países apresentam apenas 1 artigo no portfólio. A Figura 3 apresenta um mapa com o número de publicações por país, como um mesmo artigo pode ter pesquisadores de diversos países o número de países é maior que o de artigos.

Na pesquisa foram selecionados somente artigos publicados em Periódicos. A revista com mais publicações foi a IEEE Latin America Transactions com duas publicações, todas as demais possuem 1 artigo no portfólio. Quanto ao fator de impacto, foi considerado o índice JCR. Entre as revistas analisadas a de maior JCR foi a Sustainability com JCR 2,579. Seis das revistas não constam na base JCR, por não serem indexadas ao Web of Science. A Figura 4 mostra um gráfico com a revista presente no portfólio e seu fator de impacto.

Figura 3 – Origem das publicações

Fonte: Dos autores (2016).

Os artigos do PB contaram com a participação de 25 autores. Os autores com mais artigos foram Barbosa, J. L. V., Beaufond, C.E. C. e Perez, C. I. B. todos com dois artigos. Os demais autores possuem um artigo no PB. Para medir a relevância dos autores foi considerado o índice-h. Os autores com maior índice-h foram Roy, S. com índice-h 22, 2126 citações e 153 artigos publicados. O segundo foi Horváth, I. com índice-h 17, 1433 citações e 190 publicações. A Figura 5 apresenta um gráfico com a quantidade de publicações por autor e seus índice-h.

Figura 4 – Quantidade de artigos e fator JCR dos periódicos

Fonte: Dos autores (2016).

Figura 5 – Quantidade de artigos e índice-h dos autores

Fonte: Dos autores (2016).

Quanto ao número de citações, os artigos do PB receberam um total de 102 citações, sendo 39 em 2020 e 21 em 2019 e o restante nos demais anos. O artigo mais citado foi “Active and Emerging Methodologies for Ubiquitous Education: Potentials of Flipped Learning and Gamification” com 29 citações, o artigo foi publicado em 2020.

3.2 CONCEITOS E CONTEXTUALIZAÇÃO DA EDUCAÇÃO UBÍQUA

A literatura apresenta diferentes conceitos para educação ubíqua (HORVÁTH; PECK E VERLINDEN, 2009). Perez e Clunie (2019) exaltam as características do uso de ferramentas digitais que permitem a inclusão de diferentes atores, e a flexibilidade de permitir o acesso de qualquer lugar.

A educação ubíqua não levanta apenas questões tecnológicas, mas também filosóficas e didáticas. É preciso modificar completamente as ideias e a estrutura da educação para passar de ambientes da educação tradicional para a educação do futuro (HORVÁTH; PECK E VERLINDEN, 2009).

A evolução do processo de ensino e aprendizagem partem da educação tradicional e evoluem em quatro abordagens, são elas: Educação a distância, Educação Eletrônica (e-learning), Educação Móvel (m-learning) e Educação Ubíqua (u-learning) (PEREZ e CLUNIE, 2019; HORVÁTH; PECK e VERLINDEN, 2009). A Figura 6 apresenta gráfico com os modelos de ensino e aprendizagem.

Figura 6 – Abordagens do ensino e aprendizagem

Fonte: Horváth; Peck e Verlinden (2009).

Entre as abordagens existem elementos em comum. Neste sentido, Tahir, Haron e Singh (2018) apresentam um quadro comparativo analisando aspectos das abordagens da educação tradicional, e-learning, m-learning e u-learning. O Quadro 2 apresenta algumas das características definidas pelos autores.

Quadro 2: Comparativo das principais características das abordagens de ensino.

Caract. Educação Tradicional E-Learning M-Learning U-Learning
Ambiente físico Sala de aula na escola Lugar específico Qualquer hora e em qualquer lugar Qualquer hora, em qualquer lugar e usando qualquer tipo de dispositivo
Papel do professor Autoridade Tutor, palestrante e provedor de informação Especialista, moderador e conselheiro Especialista, planejador, conselheiro e guia acadêmico
Conceito de alunos Guiado pelo professor Dirigido pelo professor Autodirigido Autodirigido e autodeterminado
Tipo de interações Comunicação unilateral Comunicação bilateral Comunicação recíproca bidirecional Comunicação multidirecional
Modo de aprendizagem Passivo Passivo Ativo Ativo

Fonte: Tahir; Haron e Singh (2018).

Perez e Clunie (2019) afirmam que podem ser utilizados diferentes modelos de aprendizagem para a implementação da educação ubíqua. Os autores citam os modelos baseados em problemas, os baseados em jogos, os baseados em acompanhamento, a aprendizagem adaptativa, os mapas mentais e as metodologias ativas.

3.3 APLICAÇÕES NA EDUCAÇÃO DE MATEMÁTICA

Algumas aplicações específicas para o ensino de matemática são encontradas na literatura. Martínez; Moreno e Miranda (2010) indicam os principais desafios para a implantação de uma plataforma ubíqua para o ensino de matemática. Por meio de uma revisão da literatura concluem que há uma carência de aplicações em matemática para educação ubíqua, os autores concluem também que essa escassez não é observada no e-learning e m-learning. O artigo apresenta como oportunidade para estudos futuros a aplicação de redes Bayesianas na implementação de uma interface adaptativa.

Uma aplicação é o uso de redes bayesianas para a implementação de uma interface adaptativa em um ambiente de aprendizagem ubíquo, apresentadas em um estudo de caso por Bull e Reid (2004), que apresentam um ambiente projetado para auxiliar alunos universitários de matemática, em que os alunos consultam materiais e recebem feedback personalizados. O estudo foi realizado em um grupo piloto, sendo avaliada positivamente por este.

Outra aplicação foi apresentada por Huang et al. (2012) em um estudo de caso, que propõe uma mídia interativa baseada em jogos para o ensino ubíquo em matemática. Os autores projetaram em uma plataforma com duas modalidades, sendo uma para utilizar em sala de aula e outra para prática pós aula. O estudo foi aplicado em experimento aos alunos da segunda série, no ensino da soma e subtração. O objetivo é reduzir o temor dos alunos quanto ao conteúdo e aumentar a motivação para a aprendizagem.

Martínez; Moreno e Miranda (2010) apontam como desafio para aplicação da educação ubíqua o custo de implementação da infraestrutura necessária e a disponibilidade de recursos dos alunos. No entanto, os autores apontam a tendencia de redução de custos das tecnologias.

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

O estudo buscou compreender os conceitos e definições da educação ubíqua e sua aplicação na área de matemática. Pode-se perceber que existem poucos trabalhos que abordam o tema e o crescimento das pesquisas ainda é pouco significativo. Um dos possíveis motivos para o reduzido número de estudos pode ser a falta de clareza quanto aos conceitos, que algumas vezes se confundem com e-learning e m-learning.

Outro possível motivo para o reduzido número de artigos pode ser o uso de outros termos utilizados pelos pesquisadores, mas com significado análogo. Sugere-se então, para trabalhos futuros ampliar a busca em mais bases e identificar termos de busca possíveis para verificar se os conceitos da educação ubíqua estão sendo pesquisados com outras denominações.

Quanto aos conceitos de educação ubíqua encontrada na literatura leva em conta aspectos tecnológicos e outros fatores como didática. A educação ubíqua se distingue das demais por ocorrer a qualquer hora, em qualquer lugar e usando qualquer tipo de dispositivo. Outra diferença apontada é a comunicação multidirecional.

Referente a aplicação da educação ubíqua no ensino da matemática, foram encontrados dois artigos. As aplicações encontradas foram a proposição de mídia interativa de jogos e o uso de ambiente virtual personalizado. As aplicações apresentadas nos artigos foram avaliadas como satisfatório. No entanto a área ainda carece de mais aplicações utilizando das vantagens da educação onipresente, personalizada e significativa propiciada pela u-learning.

O uso de TICs e de aplicações da educação ubíqua tem potencial para melhorar a qualidade do ensino de matemática e aumentar o interesse dos alunos, principalmente combinada a aplicação de gamificação e inteligência artificial. Essa área apresenta um grande potencial para pesquisas futuras.

REFERÊNCIAS

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[1] Mestre em engenharia – Programa de pós graduação da engenharia de minas, materiais e metalúrgica, na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Engenheira de produção, na Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

[2] Graduação em Direito

Enviado: Maio, 2021.

Aprovado: Agosto, 2021.

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