Resolução de Problemas Envolvendo Escalas Lineares, Superficiais e Volumétricas: Inteligência Artificial e Pensamento Computacional

Resumo

Esta pesquisa tem como objetivo identificar e analisar as características observáveis no processo de resolução de problemas envolvendo escalas lineares, superficiais e volumétricas com o uso da ferramenta de Inteligência Artificial (IA) ChatGPT, no contexto da Formação em Matemática. O estudo foi conduzido no laboratório de inovações do IF-Goiano, com a participação de estudantes do Ensino Médio, durante o desenvolvimento de situações-problema envolvendo Escalas e Inteligências Artificiais. Os dados foram analisados utilizando uma abordagem qualitativa de pesquisa, empregando o método da triangulação de dados, que considerou diversas fontes, incluindo vídeos, observações, entrevistas e ferramentas computacionais. Essa análise foi conduzida à luz da perspectiva teórica do Pensamento Computacional. Os resultados categorizados evidenciam cinco características identificadas no processo de resolução de problemas envolvendo escalas com o uso da IA: Comparação e Depuração, Análise Crítico-Reflexiva, Aprendizagem e Orientação, Identificação de Problemas (des)semelhantes e Argumentação Matemática. Os resultados obtidos demonstraram uma notável melhoria na compreensão dos conceitos matemáticos por parte dos estudantes, ao interagirem de forma ativa, crítica e reflexiva com a ChatGPT, refletindo assim uma aprendizagem mais autônoma e atual. Estes aspectos evidenciam a importância da integração entre a matemática e a IA no contexto do Ensino Médio de forma problematizada, fornecendo insights essenciais para o desenvolvimento de estratégias de aprendizagem que promovam o protagonismo dos estudantes e valorizem suas ideias e depurações intelectuais.

Palavras-chave: ChatGPT. Ensino Médio. Pensamento Computacional. IA. Matemática.

Abstract
This research aims to identify and analyze observable characteristics in the problem-solving process involving linear, surface, and volumetric scales using the Artificial Intelligence (AI) tool ChatGPT in the context of Mathematics Education. The study was conducted in the innovation laboratory of IF-Goiano, involving high school students, during the development of problem-solving situations involving Scales and Artificial Intelligence. Data were analyzed using a qualitative research approach, employing the method of data triangulation, which considered various sources including videos, observations, interviews, and computational tools. This analysis was conducted in light of the theoretical perspective of Computational Thinking. Categorized results reveal five characteristics identified in the problem-solving process involving scales with the use of AI: Comparison and Debugging, Critical-Reflective Analysis, Learning and Guidance, Identification of (dis)similar Problems, and Mathematical Argumentation. The results demonstrated a notable improvement in students' understanding of mathematical concepts as they interacted actively, critically, and reflectively with ChatGPT, reflecting a more autonomous and current learning. These aspects highlight the importance of integrating mathematics and AI in the high school context in a problematized manner, providing essential insights for the development of learning strategies that promote students' agency and value their ideas and intellectual debugging.

Keywords: ChatGPT. High School. Computational Thinking. Artificial Intelligence (AI).