Ciência da Computação na Educação Básica

JC e-mail 4340, de 09 de Setembro de 2011.

12. Ciência da Computação na Educação Básica   Artigo de Daltro José Nunes enviado ao JC Email pelo autor. Computação é a Ciência que estuda os Algoritmos. Algoritmo é uma descrição passo-a-passo da solução de um problema, a ser executado por uma máquina. Uma pessoa pode ser vista como uma máquina que assimilou, por exemplo, um algoritmo para executar a soma de dois números, certamente com menos eficiência que uma calculadora. São conhecidas, desde o ensino básico, as descrições de como extrair raiz quadrada, subtrair, multiplicar, dividir números, etc. Essas descrições são algoritmos. Se um problema tem mais de uma solução em um modelo de computação (um computador, por exemplo) deve-se usar aquela que otimiza o uso de recursos como tempo e memória. Na Ciência da Computação, um modelo de computação é uma máquina, definida matematicamente. A definição descreve como a máquina funciona. A solução de um problema (algoritmo) pode ser construída para ser executada na máquina. Assim, nem todo problema tem uma solução na máquina. A máquina mais famosa é a de Turing. A vantagem de escrever modelos usando a linguagem matemática está na impossibilidade de leitores interpretarem algoritmos de forma diferente, de forma ambígua ou ainda, na possibilidade de construir máquinas que implementam algoritmos como, por exemplo, os computadores e as calculadoras. Pensamento Computacional - O processo cognitivo utilizado pelos seres humanos para encontrar algoritmos para resolver problemas é chamado de pensamento computacional ou algorítmico. Este processo, que é a base da Ciência da Computação, pode, assim, ser aplicado no ensino de outras ciências como matemática, física, química, filosofia, economia, sociologia etc., capacitando os alunos a sistematizar ou organizar a solução de problemas. No estudo de algoritmos, conceitos como abstração/refinamento, modularização, recursão/iteração, etc., podem ser aplicados às outras ciências, aumentando de forma fantástica a capacidade de resolver problemas. Advogados, por exemplo, podem ler textos e, usando o pensamento computacional, extrair deles fatos e regras, permitindo tirar conclusões lógicas que balizem um parecer irrefutável. Todos os tipos de procedimentos, como por exemplo organizar uma eleição, podem ser também colocados na forma algorítmica. O raciocínio computacional é intuitivo no ser humano e se manifesta já na idade infantil. Portanto, a criança naturalmente raciocina de forma computacional. Por exemplo, uma criança tem a capacidade de realizar várias atividades (algoritmos) em paralelo (simultaneamente), mantendo um controle fantástico sobre elas. Entretanto, tal fato não é explorado na formação básica. Como consequência, o raciocínio computacional intuitivo se perde ao longo do crescimento e da formação do individuo, a tal ponto que, em geral, um adolescente tem mais dificuldades de resolver problemas computacionais do que uma criança. Estatísticas brasileiras mostram que a demanda por profissionais de computação cresce exponencialmente a cada ano e as universidades não estão formando na mesma proporção. Para resolver este problema, faz-se necessário aumentar o número de interessados pelos cursos da área de computação nas universidades, mas isso passa primeiro pela introdução de conceitos de ciência da computação na educação básica. A introdução de conceitos de Ciência da Computação na educação básica é fundamental para manter o raciocínio computacional das crianças, pelo seu caráter transversal às todas as ciências, para formar cidadãos neste importante ramo da ciência, para dominar suas aplicações, para viver num mundo cada vez mais globalizado e para tornar o País mais rico e mais competitivo na área de Tecnologia da Informação. Os cursos de Licenciatura em Computação formam professores para introduzir conceitos de ciência da computação na educação básica e técnica, entre outras habilidades e competências como, desenvolver software educacional, sistemas de educação a distancia etc. Iniciativas tomadas nos Estados Unidos para reciclar professores para o ensino de computação na educação básica não foram bem sucedidas. Agradeço aos professores Leila Ribeiro e Paulo Blauth Meneses do Instituto de Informática da UFRGS pelas importantes contribuições e revisões deste artigo. Daltro José Nunes é professor do Instituto de Informática da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).