RATsApp: Uma Nova Ferramenta para Aprendizado em STEM

Com o aprendizado a distância ficando cada vez mais importante, sistemas automatizados de aprendizado ganharam atenção. Mas ainda tem muito poucos ferramentas online de código aberto que oferecem feedback personalizado, o que torna difícil usar sistemas de feedback baseados em pesquisa de forma ampla. Esse artigo apresenta o RATsApp, um sistema automatizado de feedback de código aberto que traz feedback formativo e foca em habilidades importantes de STEM, como matemática, representação e alfabetização em dados. O sistema também permite que os professores acompanhem o progresso dos alunos. Uma pesquisa com 64 alunos revelou que o sistema é útil e fácil de usar.

#A Necessidade Crescente por Aprendizado Online

A demanda por aprendizado online aumentou por causa do melhor acesso a recursos. Mesmo antes da pandemia de COVID-19, muitos alunos buscavam materiais online para melhorar seu aprendizado. Para atender a essa demanda, várias aplicações foram criadas para ajudar os alunos a terem sucesso. Um tipo de sistema é os Sistemas de Feedback Automatizado (AFS), que dão feedback imediato aos alunos. Esses sistemas têm como objetivo melhorar o aprendizado oferecendo feedback útil, especialmente o feedback formativo.

#A Importância das Competências em STEM

Habilidades matemáticas são vitais para alunos que estudam ciência, tecnologia, engenharia e matemática (STEM). Muitos alunos enfrentam desafios com matemática, o que afeta seu desempenho em outras disciplinas. Essa situação ressalta a necessidade de métodos educacionais eficazes que ajudem a desenvolver as habilidades matemáticas dos alunos e a melhorar os métodos de ensino. Soluções de aprendizado que sejam amigáveis à tecnologia, incluindo plataformas de e-learning, podem ser valiosas nesse contexto.

#O Cenário Atual dos Sistemas de Feedback Automatizado

Existem muitos AFS disponíveis para educação em STEM, mas a qualidade e as funcionalidades variam. Há uma escassez de sistemas de código aberto e bem suportados. Por exemplo, OATutor e COLT são exemplos de novas ferramentas de código aberto, com OATutor oferecendo funcionalidades avançadas.

#Apresentando o RATsApp

O RATsApp (Rapid Assessment Tasks App) foi criado por uma equipe diversificada de pesquisadores em ciência da computação, engenharia e educação. O RATsApp é uma ferramenta web de código aberto que combina feedback formativo com suportes de aprendizado para avaliar competências chave em STEM: competência matemática, competência representacional e alfabetização em dados. O objetivo é melhorar o aprendizado em STEM permitindo que os alunos enfrentem tarefas de avaliação rápida (RATs).

#Funcionalidades do RATsApp

O RATsApp oferece feedback orientado por especialistas e baseado em dados para aprofundar a compreensão dos alunos. O sistema inclui painéis para alunos e professores, apresentando dados de desempenho e permitindo o acompanhamento de progresso. Apesar do uso atual estar limitado a universidades específicas por questões de segurança, o sistema foi projetado para crescer e se adaptar no futuro.

#Fundamentação Teórica

#Avaliações Formativas

As avaliações formativas ajudam a identificar as dificuldades e a compreensão dos alunos. Elas visam oferecer feedback útil em vez de avaliar os alunos. Esse feedback permite que os educadores adaptem seus métodos de ensino e ajuda os alunos a melhorarem através de comentários formativos.

#Feedback Formativo

O feedback formativo acontece durante o processo de aprendizado e é crucial para melhorar a compreensão e as habilidades. Ele ativa as habilidades de auto-monitoramento dos alunos. Para ser eficaz, o feedback deve abordar perguntas chave sobre metas de aprendizado, compreensão atual e próximos passos. O feedback eficaz vem em diferentes níveis: tarefa, processo e auto-regulação.

#Suporte

O suporte é uma abordagem de ensino que oferece apoio para os alunos se engajarem com as tarefas. Os suportes incluem dicas, sugestões e explicações que preenchem lacunas de conhecimento. O objetivo é construir progressivamente as habilidades e a compreensão dos alunos.

#Competências em STEM

O RATsApp foca em três principais competências em STEM:

1. Alfabetização Matemática: Envolve aplicar matemática para resolver problemas do mundo real, interpretar resultados e tomar decisões.

2. Alfabetização em Dados: A capacidade de analisar e utilizar dados de forma eficaz, uma habilidade chave no mundo orientado a dados de hoje.

3. Competência Representacional: A habilidade de interpretar e converter informações de várias formas, como gráficos e tabelas.

Essas competências são essenciais para o sucesso no aprendizado em STEM.

#Painéis de Aprendizado

Os painéis de aprendizado ajudam os alunos a monitorarem seu progresso e desempenho. Eles mostram visualmente dados que podem promover conscientização e auto-reflexão. Os painéis também podem fornecer aos professores uma visão dos desafios dos alunos, guiando ajustes nos métodos de ensino.

#Considerações Éticas

Ao desenvolver ferramentas educacionais, preocupações éticas devem ser abordadas. Este projeto segue diretrizes éticas para garantir que o RATsApp melhore a experiência de aprendizado enquanto protege os dados dos usuários. O design se concentra em como a tecnologia interage com as necessidades e o contexto dos usuários.

#Objetivos da Pesquisa

Este estudo tem como objetivo avaliar o uso de sistemas de código aberto como o RATsApp na educação universitária, focando na recepção dos alunos. Uma pesquisa de usabilidade baseada no Modelo de Aceitação de Tecnologia (TAM2) foi realizada para entender a utilidade percebida e a facilidade de uso do RATsApp.

#Participantes e Metodologia

O RATsApp foi implementado no semestre de inverno de 2022/23 em duas universidades alemãs, envolvendo 64 alunos em várias aulas. Uma pesquisa foi usada para avaliar a usabilidade, com feedback de usuários ativos e aqueles que se registraram, mas não utilizaram o sistema.

#Funções e Funcionalidades do RATsApp

O RATsApp atende quatro tipos de usuários: Alunos, Criadores de RAT, Professores e Administradores. O sistema é composto por três camadas:

1. Camada de Apresentação: Esta é a interface do usuário, garantindo uma experiência suave em todos os dispositivos.

2. Camada do Sistema: Esta lida com a lógica e funcionalidades do RATsApp.

3. Camada de Banco de Dados: Esta protege os dados dos usuários e apoia as operações do sistema.

#Criação de RAT e Feedback

Os criadores de RAT podem desenvolver tarefas usando um sistema que garante controle de qualidade através de revisão de especialistas. O feedback fornecido é detalhado, ajudando os alunos a entenderem suas respostas e guiando-os em direção a soluções corretas.

#Estimativa de Competência

O RATsApp estima as competências dos alunos avaliando seu desempenho em RATs. Uma representação gráfica permite que os alunos acompanhem seu progresso e identifiquem pontos fortes e fracos.

#Painéis para Usuários

Os alunos têm acesso a painéis que mostram métricas de desempenho, enquanto os professores podem acompanhar o progresso dos alunos e identificar áreas que precisam de atenção. Isso promove uma abordagem de ensino reflexiva.

#Resultados: Avaliação de Usabilidade

A avaliação de usabilidade revelou intenções positivas em relação ao RATsApp entre os alunos, com muitos expressando interesse em continuar usando. Os principais achados incluíram:

• Um número significativo de alunos classificou o sistema como útil.
• Desafios de navegação foram identificados, indicando espaço para melhorias.
• Feedback sobre a qualidade dos comentários gerados por especialistas foi geralmente favorável.

#Discussão e Conclusões

No geral, o RATsApp mostra potencial como uma ferramenta para apoiar a educação em STEM. Os resultados indicam uma forte inclinação para usar o sistema, mas a acessibilidade e facilidade de uso precisam melhorar. Alinhar o sistema mais de perto com o conteúdo das aulas poderia aumentar sua relevância. Os usuários apreciam o feedback especializado, o que tem implicações positivas para o aprendizado.

O estudo destaca que, enquanto muitos alunos reconhecem o valor do RATsApp, questões logísticas dificultam seu uso. Os resultados sugerem áreas para melhorias, incluindo o refinamento da interface e o aumento da qualidade do feedback e dos painéis.

#Trabalhos Futuros

Desenvolvimentos futuros vão focar em aumentar a relevância do RATsApp para os estudos dos alunos, melhorar a experiência do usuário e aprimorar a precisão da estimativa de competências. O objetivo é tornar o RATsApp uma ferramenta de aprendizado mais eficaz que evolua continuamente com base no feedback dos usuários.

Em conclusão, o RATsApp é um passo significativo em direção a oferecer uma ferramenta educacional baseada em tecnologia que pode se adaptar às necessidades de alunos e educadores nas áreas de STEM. Seu desenvolvimento como uma plataforma de código aberto incentiva contribuições e melhorias adicionais, beneficiando a comunidade educacional em geral.