Pedagogical Strategies and Technologies for the Development of Computational Thinking and Science Education in the Context of Elementary School: A Systematic Literature Mapping

• Marcos Paulo da Silva Santana Federal Rural University of Pernambuco http://orcid.org/0000-0003-3820-8635
• Monica Lopes Folena Araújo Federal Rural University of Pernambuco https://orcid.org/0000-0002-0688-9782
• Rodrigo Lins Rodrigues Federal Rural University of Pernambuco https://orcid.org/0000-0002-3598-5204

DOI: https://doi.org/10.5753/sbie.2024.242441

Abstract

This research aimed to identify pedagogical strategies and technologies used to articulate Computational Thinking (CT) and the teaching of Natural Sciences in the context of elementary education. To this end, a Systematic Literature Mapping was developed. By analyzing the selected texts, we found that most of the works seek to develop CT skills based on concepts and situations related to ecology and environmental education, adopting an interdisciplinary methodological approach, and that Scratch is the most recurrent technological resource. The works reveal that CT can facilitate the teaching-learning process when combined with the teaching of Natural Sciences, promoting the understanding of the concepts specific to the area and organizing students' thinking, helping to construct knowledge in a meaningful way.

Keywords: Computational Thinking, Science Education, Elementary Education, Technologies

References

Azevedo, G. T. D., & Maltempi, M. V. (2020). Processo de Aprendizagem de Matemática à luz das Metodologias Ativas e do Pensamento Computacional. “Ciência & Educação (Bauru)”, 26, e20061.

Barbosa, L. L. S.; Maltempi, M. V. Matemática, Pensamento Computacional e BNCC: desafios e potencialidades dos projetos de ensino e das tecnologias na formação inicial de professores. “Revista Brasileira de Ensino de Ciências e Matemática”, 3(3), 2020.

Bers, M. U., & Resnick, M. (2015). “The official ScratchJr book: Help your kids learn to code”. No Starch Press.

Boe, B., Hill, C., Len, M., Dreschler, G., Conrad, P., & Franklin, D. (2013, March). Hairball: Lint-inspired static analysis of scratch projects. In “Proceeding of the 44th ACM technical symposium on Computer science education” (pp. 215-220).

Borba, M. C., & Penteado, M. G. (2019). “Informática e educação matemática”. Autêntica Editora.

Brasil, Ministério da Educação. “Base Nacional Curricular Comum”: Educação é a base, Brasilia, MEC-SE-SEB, CNE, CONSED, UNDIME, 2018. Disponível em: [link]. Acesso em 18 de agosto de 2024.

CNE. Parecer CNE/CEB nº 2/2022, aprovado em 17 de fevereiro de 2022 – Normas sobre Computação na Educação Básica – Complemento à Base Nacional Comum Curricular (BNCC), 2022. Disponível em: [link]. Acesso em 18 de agosto de 204.

CODE. (2016). “Página da organização Code.org”. Disponível em: [link]. Acesso em 30/06/2024.

Demo, P. (2007). “Educação e qualidade”. Papirus Editora.

Eloy, A. A. D. S., Martins, A. R. Q., Pazinato, A. M., Lukjanenko, M. D. F. S. P., & Lopes, R. D. D. (2017, June). Programming literacy: Computational thinking in Brazilian public schools. In “Proceedings of the 2017 Conference on Interaction Design and Children” (pp. 439-444).

Kaminski, M. R., Klüber, T. E., & Boscarioli, C. (2021). Pensamento computacional na educação básica: Reflexões a partir do histórico da informática na educação brasileira. “Revista brasileira de informática na educação”, 29, 604-633.

Kitchenham, B. A., Charters, S. (2007). “Guidelines for performing systematic literature reviews in software engineering”. Tech. Rep. EBSE-2007-01, Keele University.

Kitchenham, B., Pretorius, R., Budgen, D., Brereton, O. P., Turner, M., Niazi, M., & Linkman, S. (2010). “Systematic literature reviews in software engineering–a tertiary study. Information and software technology”, 52(8), 792-805.

Liukas, L. (2015). “Hello Ruby”: adventures in coding (Vol. 1). Macmillan.

Maloney, J., Resnick, M., Rusk, N., Silverman, B., & Eastmond, E. (2010). The scratch programming language and environment. “ACM Transactions on Computing Education (TOCE)”, 10(4), 1-15.

Mohaghegh, D. M., & McCauley, M. (2016). Computational thinking: The skill set of the 21st century.

Moran, J. M. (2000). “Novas tecnologias e mediação pedagógica”. Papirus Editora.

Petersen, K., Vakkalanka, S., & Kuzniarz, L. (2015). Guidelines for conducting systematic mapping studies in software engineering: An update. “Information and software technology”, 64, 1-18.

Rezende, B. P., da Silva, A. C. A., & Junior, M. D. S. C. (2023). Análise sobre o pensamento computacional em livros didáticos de ciências da natureza e suas tecnologias. “Revista Dynamis”, 29(2), 173-191.

Santana, M. P. S. “Pensamento computacional no ensino de biofísica na formação inicial de professores de biologia: utilizando programação em blocos com o Scratch”, 2023. 142f. Dissertação (Mestrado em Educação para a Ciência) – Universidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Ciências, Bauru, 2023.

Schuhmacher, E., Slomp, E. M., & Schuhmacher, V. R. N. (2022). O Estudo de aula no desenvolvimento de habilidades do pensamento computacional no ensino do tema ecologia. “Dialogia”, (40), e21738-e21738.

Scratch. “About Scratch”, 2022. Disponível em: [link]. Acesso em: 28/06/2024.

Sociedade Brasileira De Computação (SBC). (2019). “Diretrizes para ensino de Computação na Educação Básica”. Disponível em: [link]. Acesso em: 28/03/2024.

Voon, X. P., Wong, S. L., Wong, L. H., Khambari, M. N. M., & Abdullah, S. I. S. S. (2022). Developing computational thinking competencies through constructivist argumentation learning: A problem-solving perspective. “International Journal of Information and Education Technology”.

Wing, J. M. (2006). “Computational thinking”. Commun, ACM, 49(3):33–35.

Wing, J. M. (2010) “Computational Thinking”: What and Why?

Zoppo, M. B. (2017). “A contribuição do Scratch como possibilidade de material didático digital de matemática no ensino fundamental I”. Dissertação – Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemática. Curitiba. 135f.