PROHCD

Framework de Ensino e Aprendizagem para Programação Introdutória no Ensino Superior com base nos Métodos HCD

A programação introdutória no ensino superior enfrenta desafios significativos, como altas taxas de abandono e dificuldades dos alunos em desenvolver habilidades de resolução de problemas. Essas dificuldades não se limitam apenas ao nível técnico e cognitivo dos estudantes, mas também envolvem questões pedagógicas e a formação dos professores. Nesse contexto, métodos de Design Centrado no Humano (HCD, do inglês Human-Centered Design) têm potencial para preencher lacunas entre a teoria pedagógica e a prática de ensino de programação. O HCD, ao focar no usuário e na resolução de problemas de forma colaborativa e iterativa, oferece um conjunto de métodos que podem ser adaptados ao ensino de programação, promovendo tanto o desenvolvimento de habilidades de programação quanto de resolução de problemas. Assim sendo, este framework visa orientar o desenvolvimento de experiências de ensino e aprendizagem para o fomento das habilidades de programação introdutória e a habilidade de resolução de problemas dos estudantes do ensino superior.

Objetivo do Framework

Auxiliar professores de programação introdutória no ensino superior a desenvolver experiências de ensino e aprendizagem que promovam tanto habilidades de programação introdutória (abstração e raciocínio lógico) quanto a habilidade do século XXI de resolução de problemas. Este framework utiliza métodos de HCD para auxiliar do planejamento ao processo de ensino e aprendizagem.

É importante ressaltar que o framework, como um instrumento flexível, permite ao professor usar apenas os elementos que considerar convenientes e que se adaptem às necessidades específicas de seu plano de ensino e Projeto Pedagógico do Curso.

Este framework é composto por 13 métodos HCD. Os métodos foram selecionados por meio de um grupo focal com professores da disciplina de programação introdutória e de um estudo qualitativo envolvendo profissionais de diversas áreas da programação, incluindo professores, programadores, estudantes e gestores. Dessa forma, podendo auxiliar no planejamento das aulas ou em tópicos de interesse no contexto de programação introdutória. Especificamente sobre os tópicos, estes são definidos com base em análise de diferentes planos de disciplinas de programação introdutória. Novamente, servem para auxiliar na seleção dos métodos, podendo ser adotados ou adaptados para outros tópicos, a depender do professor.

Como utilizar o Framework?

O framework é projetado para ser flexível, permitindo que os professores selecionem e adaptem os métodos HCD que melhor se encaixam nas necessidades específicas de suas turmas e objetivos de ensino

Analisar as Especificidades Didático-Pedagógicas

O ponto de partida para o professor é analisar as especificidades didático-pedagógicas que envolvem o contexto de ensino da disciplina. Isso inclui considerar o ambiente de aprendizado, os perfis dos alunos, os recursos disponíveis e o objetivo educacional da disciplina de programação introdutória. Essa análise inicial ajuda o professor a entender melhor o cenário no qual o framework será aplicado.

A seguir, são sugeridos alguns métodos HCD que podem facilitar esta análise. Os métodos sugeridos aqui são apenas recomendações, servindo como um guia para orientar a análise das especificidades didático-pedagógicas da disciplina de programação introdutória. Não é necessário que o professor utilize todos os métodos mencionados, e a seleção dos mesmos deve ser feita de acordo com as necessidades e o contexto específico da disciplina. Não há a intenção de limitar o uso de outros métodos que o professor considere mais apropriados, nem é obrigatório o uso desses métodos para o planejamento da disciplina caso o professor julgue que eles não se aplicam. Os métodos HCD que podem ser úteis são:

• Mapa de Problemas: Esse método pode ajudar o professor a identificar e representar problemas interconectados no ambiente de ensino, como dificuldades específicas dos alunos, recursos limitados ou desafios relacionados ao perfil da turma. Ele possibilita ao professor um entendimento da complexidade do contexto educacional e identificar os principais desafios pedagógicos a serem superados
• Pesquisa Desk: Esse método pode ajudar o professor a aprofundar o conhecimento sobre melhores práticas pedagógicas e tecnologias educacionais disponíveis. Ao pesquisar materiais acadêmicos, estudos sobre ensino de programação e ferramentas didáticas, o professor pode obter uma visão mais completa sobre as especificidades pedagógicas e os recursos que poderão ser aplicados na disciplina
• Obter Feedback: Ao conversar com colegas professores, gestores ou até mesmo alunos que já cursaram a disciplina, o professor pode obter informações sobre o ambiente de aprendizagem, a receptividade dos alunos a certas metodologias e os desafios didáticos mais comuns. Esse feedback inicial pode ajudar o professor a ajustar o planejamento da disciplina com base em experiências reais.
• Sessão de Cocriação: O professor pode envolver outros professores, coordenadores pedagógicos ou profissionais de tecnologia para ajudar a identificar e compartilhar diferentes perspectivas sobre o ensino da programação. Esse método poderia facilitar o desenvolvimento colaborativo de abordagens didáticas que estejam mais alinhadas às necessidades reais dos alunos e ao contexto específico da disciplina.
• Desafio de Design: Esse método pode ajudar o professor definir questões centrais que envolvem o contexto de ensino, por exemplo "Como podemos facilitar o aprendizado de lógica de programação em um ambiente com recursos tecnológicos limitados?" Essa reflexão ajuda a alinhar a análise pedagógica às necessidades humanas e aos objetivos da disciplina.

Definir os Artefatos para a Disciplina:

Após a análise didático-pedagógica, o professor precisa definir claramente os artefatos essenciais que guiarão a aplicação do framework na disciplina. Esses artefatos incluem:

• Projeto Pedagógico do Curso (PPC): Documento que descreve os objetivos, competências e estrutura geral do curso.
• Ementa da Disciplina: Documento específico que detalha o conteúdo programático, objetivos de aprendizado, cronograma e avaliação.
• Linguagem de programação para a disciplina: Escolha da linguagem de programação que será utilizada (ex.: Python, Java, C++).
• Tópicos de programação: Definição dos tópicos que serão abordados na disciplina (ex.: variáveis, estruturas de controle, funções, etc.).
• Metodologia do professor: Abordagens didáticas e metodológicas que o professor planeja utilizar para ensinar a disciplina, considerando a integração dos métodos HCD.

A seguir, são sugeridos alguns métodos HCD que podem facilitar na definição dos artefatos. Assim como anteriormente, os métodos apresentados aqui são apenas sugestões e não é necessário que o professor utilize todos eles. Este conteúdo serve como um guia para orientar a definição dos artefatos para a disciplina de programação introdutória. Assim como nas etapas anteriores, não há a intenção de limitar quais métodos o professor pode adotar, e a utilização desses métodos no planejamento da disciplina não é obrigatória caso o professor considere que eles não são adequados para o seu contexto específico. Para a etapa de Definir os Artefatos para a Disciplina, os métodos HCD que podem ser úteis são:

• Brainstorming: Esse método pode ser usado para gerar ideias sobre quais tópicos de programação, metodologias e linguagens de programação serão mais eficazes para a disciplina. O professor pode ter uma sessão colaborativa com outros professores ou especialistas, assim, o brainstorming ajudaria a explorar diferentes abordagens didáticas e identificar os melhores conteúdos para alcançar os objetivos educacionais da disciplina.
• Como nós podemos?: Ao usar esse método, o professor pode transformar os insights coletados na análise pedagógica em oportunidades para a definição de artefatos didáticos. Perguntas como “Como podemos selecionar a linguagem de programação mais adequada para os alunos?” ou “Como podemos organizar os tópicos de programação para facilitar o aprendizado?” podem ajudar a estruturar a disciplina.
• Pesquisa Desk: Esse método é útil para a etapa de definição dos artefatos, pois envolve a busca de informações em fontes relevantes, como documentos acadêmicos, estudos sobre metodologias de ensino de programação e relatórios sobre uso de linguagens de programação. Isso pode ajudar o professor a embasar suas decisões sobre a Ementa e o Projeto Pedagógico do Curso, fazendo com que as escolhas sejam baseadas em boas práticas educacionais.
• Mapa de Problemas: Pode ajudar a identificar os gargalos ou desafios específicos que existem na disciplina ou que os alunos enfrentam, como dificuldades com certos tópicos de programação ou limitações no uso de determinadas metodologias. Ao mapear esses problemas, o professor pode definir artefatos que respondam diretamente a essas necessidades.
• Sessão de Cocriação: Esse método pode ser útil na definição de artefatos, como a escolha dos tópicos de programação. Ao envolver outros professores, coordenadores ou até alunos, é possível alinhar as expectativas e necessidades de todos os envolvidos, gerando uma solução colaborativa e inclusiva.
• Resumo de Soluções: Uma vez que as principais decisões sobre os artefatos foram tomadas (ex.: tópicos de programação e metodologia), o professor pode usar o este método para organizar essas decisões de forma estruturada. Esse método ajuda a criar um mapeamento que articula os requisitos essenciais para a disciplina, facilitando a implementação prática do framework.