Índice
- Por que é que a matemática é importante na primeira infância?
- Por que razão são necessárias a investigação e os testes no âmbito das soluções de aprendizagem?
- O que é o Magrid?
- Em que é que o Magrid difere das aplicações e dos jogos?
- Como funciona o Magrid?
- Como é que as tarefas no Magrid são selecionadas?
- De que forma o programa Magrid capacita os professores?
- O Magrid é mesmo eficaz?
- Conclusão
1. Por que razão a matemática é importante na primeira infância?
Embora o desenvolvimento de competências matemáticas seja fundamental para o sucesso nos sistemas educativos, a sua importância não se limita à escola. Foi demonstrado que tanto a qualidade de vida como a situação financeira estão relacionadas com o desempenho em matemática na escola. Isto deve-se ao facto de a matemática estar interligada a todos os aspetos das nossas vidas, tanto de forma direta como indireta. As competências matemáticas no início do ensino básico são um forte indicador do desempenho mais tarde na vida.
“O conhecimento matemático tem início na infância e sofre um desenvolvimento significativo ao longo dos primeiros 5 anos de vida. É tão natural para as crianças pequenas pensarem matematicamente como é para elas utilizarem a linguagem, porque “os seres humanos nascem com um sentido fundamental da quantidade” (Geary, 1994, p. 1), bem como com sentido espacial, uma propensão para procurar padrões e assim por diante”
-(Clements, Sarama e DiBiase, 2004).
Assim, as crianças que não adquirirem conhecimentos suficientes de matemática básica durante a fase pré-escolar, tais como a contagem e o conhecimento dos números, não terão uma base sólida para desenvolver competências matemáticas mais avançadas mais tarde. Isto deve-se à natureza hierárquica do desenvolvimento das competências matemáticas.
Por exemplo, para resolver o cálculo “3+2=5”, um aluno deve ter conhecimentos sobre: (a) o sistema numérico simbólico, (b) o sinal “+”, que significa somar, e (c) o facto de que a soma de dois números resulta num número exato que corresponde à soma dos dois operandos.
2. Por que razão a investigação e os testes são necessários nas soluções de aprendizagem?
O rápido desenvolvimento e a rápida assimilação da informação são a marca distintiva das sociedades da informação. A tecnologia, tal como a conhecemos hoje, está presente em todos os aspetos da nossa vida moderna. Faz parte da forma como interagimos, trabalhamos, nos divertimos e aprendemos.
Especialmente após o início da pandemia da COVID-19, o número destas soluções no setor das tecnologias educativas disparou. Os professores e as escolas tentaram adotar várias soluções para colmatar a lacuna entre a aprendizagem em sala de aula e as aulas por videochamada.
No entanto, muitas destas soluções apresentam-se sob a forma de jogos ou simplesmente de aplicações. Em muitos casos, estas aplicações não têm qualquer base científica ou investigação que sustente a metodologia de aprendizagem. Os efeitos desta falta de investigação e testes exaustivos vão desde a ausência de melhorias na aprendizagem da criança até à dependência excessiva da ferramenta, o que conduz a problemas de aprendizagem a curto e longo prazo. Como as crianças interagem com estas aplicações apenas através de um tablet, também podem existir efeitos negativos para a saúde.
Por conseguinte, é essencial que as instituições de ensino e os profissionais utilizem programas cientificamente comprovados, submetidos a revisão por pares e exaustivamente testados. Este processo ajuda a compreender tanto os efeitos positivos como os negativos da utilização a longo prazo da solução.
3. O que é o Magrid?
O Magrid, ou Math-on-Grid, é um programa pedagógico de formação e aprendizagem cientificamente comprovado, desenvolvido para fomentar as competências matemáticas iniciais em crianças em idade pré-escolar (dos 3 aos 9 anos).
O principal objetivo da implementação da aplicação Magrid é estimular as capacidades matemáticas precoces das crianças pequenas, sem depender de quaisquer competências linguísticas. A Magrid apresenta visualmente tarefas e conceitos visuoespaciais e matemáticos, permitindo que as crianças explorem de forma interativa para encontrar a solução para a tarefa proposta. Por fim, verifica a solução do utilizador e fornece feedback em tempo real sobre a mesma.
O Magrid inclui um grande número de tarefas diversas, direcionadas a diferentes aspetos das competências matemáticas iniciais, com o objetivo de manter o interesse das crianças pequenas e proporcionar-lhes uma compreensão profunda e flexível dos conceitos matemáticos básicos.
Todas as tarefas de formação foram desenvolvidas de acordo com modelos de desenvolvimento estabelecidos da cognição numérica e com outros resultados da investigação empírica sobre o desenvolvimento visuo-espacial e numérico.
4. Em que é que o Magrid difere das aplicações e dos jogos?
O Magrid apresenta várias características distintivas:
- Neutralidade linguística
- Combinação com materiais externos,
- Gestão de utilizadores e gestão de tarefas
- Tarefas concebidas cientificamente
- Sistema de monitorização integrado
Tanto quanto sabemos, embora existam algumas aplicações de formação pedagógica com orientação académica sobre as competências matemáticas precoces, não existe nenhuma aplicação que reúna todas as funcionalidades do programa Magrid.
4.1. Neutralidade linguística.
O design exclusivamente visual da aplicação é independente de quaisquer requisitos linguísticos, tais como texto ou narração. Isto é possível através da visualização dos conceitos e ideias matemáticas, bem como da prestação de feedback em tempo real sobre as ações dos utilizadores enquanto estes tentam resolver uma tarefa, orientando-os na procura da solução. A experiência inclui dicas visuais e efeitos sonoros, que ajudam o utilizador sem depender de qualquer texto.
4.2. Combinação com material externo
O Magrid não é apenas um programa autónomo. É acompanhado por material externo, nomeadamente folhetos (em papel). Os folhetos são livros físicos complementares que contêm os modelos de diferentes tarefas. A utilização de material externo reforça o apoio visual proporcionado durante as atividades de aprendizagem. Além disso, torna-se adequado ao contexto da sala de aula. Esta abordagem permite que os professores (ou pais) orientem ativamente o progresso da aprendizagem das crianças, proporcionando-lhes as atividades que consideram mais adequadas.
4.3. Gestão de utilizadores e gestão de tarefas
Para utilizar a aplicação, cada utilizador deve possuir um cartão de identificação Magrid (cartão de identificação) que contenha um código QR (Quick Response) unificado. Os cartões de identificação serão utilizados para a gestão e identificação dos utilizadores. Os utilizadores iniciam sessão no sistema colocando o seu cartão de identificação perante a câmara do dispositivo, podendo então começar ou retomar a resolução de tarefas.
Isto permite que as crianças iniciem sessão na sua conta sem terem de introduzir nomes de utilizador nem palavras-passe. Isto é de importância crucial para a usabilidade da aplicação de formação, uma vez que os nossos principais utilizadores são crianças em idade pré-escolar que ainda não sabem ler nem escrever.
Cada tarefa de formação dispõe também de um cartão de identificação com o código QR correspondente impresso, pelo que o utilizador pode iniciar uma tarefa ao digitalizar o cartão de identificação da tarefa pretendida.
4.4. Tarefas concebidas com base em critérios científicos
A presente aplicação inclui 32 tipos diferentes de tarefas específicas relacionadas com números (desde tarefas não simbólicas a tarefas simbólicas e mapeamento entre diferentes representações de números) e tarefas aritméticas simples.
Além disso, oferece 16 tipos diferentes de tarefas visuoespaciais, centradas em diversos aspetos da capacidade visuoespacial que têm sido associados ao desenvolvimento matemático (integração visomotora, perceção visual, visualização espacial, reconhecimento e diferenciação de formas).
Cada tipo de tarefa apresenta diferentes níveis de dificuldade.
No total, o número de instâncias de tarefas ascende a mais de 2500 tarefas, o que torna o MaGrid um programa de formação abrangente e de longo prazo.
4.5. Sistema de monitorização integrado
Graças ao seu sistema integrado de registo e monitorização, também pode ser utilizado como uma aplicação de avaliação. Os professores e os pais podem avaliar a utilização que as crianças fazem da aplicação em diferentes tarefas visuo-espaciais ou matemáticas, acompanhando a sua atividade e o seu progresso através do mecanismo de monitorização em tempo real.
5. Como funciona o Magrid?
O Magrid contém o elemento funcional central do sistema, no qual todas as tarefas matemáticas são implementadas: a rede. Uma grelha é um conjunto de nós (10 colunas, sistema decimal) que permite à criança (utilizador) desenhar ou apagar linhas nessa grelha.
Aqui está uma captura de ecrã de uma grelha vazia:
As crianças podem traçar uma linha na grelha ligando dois pontos quaisquer da grelha (nós da grelha), apagar uma linha traçada da grelha, deslocar uma figura traçada pela grelha e apagar uma figura selecionada da grelha.
A grelha é utilizada para visualizar o sistema decimal e para estruturar melhor o espaço. Além disso, o uso da grelha nas atividades de desenho reduz a exigência motora do desenho, uma vez que as crianças só precisam de ligar os pontos na grelha. Como as capacidades motoras finas ainda se encontram em desenvolvimento nos alunos mais novos, esta abordagem deverá ajudá-los a realizar as tarefas visuoespaciais. A grelha facilita também o processo de desenho de formas mais complexas nas crianças mais novas. Em algumas das tarefas, os pontos da grelha estão parcial ou totalmente invisíveis, pelo que podem não ser visíveis em todas as capturas de ecrã da aplicação.
6. Como é que as tarefas no Magrid são selecionadas?
Foi concebido e desenvolvido um grande número de tarefas diferentes na aplicação Magrid. Estas tarefas visam diferentes aspetos das capacidades visuo-espaciais precoces que têm sido associadas ao desenvolvimento da matemática e às capacidades matemáticas. As tarefas incluídas na aplicação Magrid podem ser classificadas em duas categorias principais: tarefas visuo-espaciais e tarefas numéricas.
6.1. Tarefas visuo-espaciais.
As nossas tarefas de treino visuoespacial exploram diferentes aspetos das capacidades visuais e espaciais. Estas tarefas foram concebidas no âmbito do programa Magrid. A maioria das nossas tarefas nesta categoria centra-se em diferentes aspetos da perceção visual. Para além das tarefas de perceção visual, o programa inclui várias tarefas de integração visuo-motora (VMI) (caracterizadas pela componente motora da tarefa). Além do processamento visual da informação, as tarefas de VMI exigem a resposta motora e a coordenação entre ambas. O seu papel no desempenho em matemática tem sido destacado em vários estudos.
Exemplos de tarefas visuo-espaciais:
6.2. Exercícios numéricos
As tarefas específicas relacionadas com os números visam diferentes aspetos das competências matemáticas básicas. O quadro teórico para a conceção e o desenvolvimento destas tarefas foi definido pelo modelo de desenvolvimento da cognição numérica, composto por quatro etapas. Neste modelo de desenvolvimento, distinguem-se quatro formas diferentes de conhecimento numérico: conhecimento quantitativo, conhecimento verbal dos números, conhecimento dos algarismos arábicos e conhecimento sequencial.
Exemplos de exercícios numéricos:
6.3 Modo de jogo livre
O Magrid dispõe também de um componente adicional denominado “Modo de Jogo Livre”, para além das tarefas visuo-espaciais e específicas relacionadas com números. Neste modo, o utilizador tem uma grelha vazia para desenhar e apagar linhas e formas sem quaisquer limitações, de forma a explorar os conceitos básicos da aplicação. Para além do mecanismo de registo de eventos, que está sempre ativado nesta aplicação para registar as atividades dos utilizadores, a aplicação captura imagens dos desenhos dos utilizadores neste modo, conforme ilustrado abaixo. Este modo pode ser utilizado tanto para familiarizar os alunos com o funcionamento da grelha como para estudar o comportamento dos alunos numa situação não orientada.
7. De que forma o programa Magrid capacita os professores?
O Magrid é um programa concebido com base em princípios científicos e, como tal, é altamente eficaz na melhoria das competências matemáticas iniciais das crianças em idade pré-escolar. O programa foi concebido para ajudar os professores a maximizar a aprendizagem das crianças.
7.1. Formação
Para começar, a formação e o apoio são partes integrantes do programa Magrid. É importante garantir que os professores recebam uma formação eficaz para tirar o máximo partido do programa, mas a formação também visa capacitar os professores para que se realizem nas suas funções. Todas as instituições de ensino que utilizam o Magrid recebem apoio contínuo para garantir que a solução seja constantemente otimizada de acordo com as suas necessidades e para assegurar que se mantêm totalmente a par das novas funcionalidades e atualizações.
7.2. Seleção de tarefas
O programa foi concebido para se integrar perfeitamente no ambiente da sala de aula e potenciar a aprendizagem das crianças. O programa Magrid disponibiliza mais de 2500 tarefas, distribuídas por vários níveis de dificuldade. Isto dá aos professores a flexibilidade de escolherem entre um vasto leque de opções e de orientarem ativamente o progresso da aprendizagem das crianças, proporcionando-lhes as atividades que consideram mais adequadas.
7.3. Acompanhamento do progresso
Além disso, as funcionalidades integradas de registo e monitorização ajudam os professores a acompanhar o progresso de cada criança e a avaliar as melhorias em tempo real. Os professores podem tirar partido desta aplicação para avaliar o comportamento das crianças em diferentes tarefas visuo-espaciais ou matemáticas, monitorizando a sua atividade e o seu progresso através do mecanismo de monitorização em tempo real.
8. O Magrid é mesmo eficaz?
A solução Magrid foi utilizada em dois estudos de investigação principais para avaliar a sua eficácia científica.
8.1 Primeiro estudo
No primeiro estudo, a aplicação Magrid foi utilizada num estudo que visava avaliar os efeitos das tarefas de treino visuoespacial em crianças em idade pré-escolar. Neste estudo, as crianças de cinco turmas trabalharam com a aplicação Magrid duas vezes por semana, durante um período de dez semanas. Apresentámos os nossos tamanhos de efeito utilizando o g de Hedges, uma vez que as dimensões das amostras no grupo de intervenção e no grupo de controlo não eram idênticas.
Resultados do primeiro estudo
Os resultados revelaram que as crianças que participaram no programa Magrid durante este período registaram melhorias significativas nas capacidades visuoespaciais, com tamanhos de efeito (g de Hedges) que variaram entre 0,62 e 0,74, em comparação com as crianças das turmas que não participaram no programa. Estes resultados constituíram a primeira evidência empírica, não só da eficácia da aplicação de treino, mas também da viabilidade da implementação desta aplicação num contexto escolar real. Consulte aqui o artigo de investigação publicado para obter uma descrição detalhada do desenho do estudo e dos resultados.
8.2 Segundo estudo
No segundo estudo empírico de intervenção, o programa Magrid constituiu o núcleo de uma formação abrangente em matemática, independente da língua. Este estudo avaliou os efeitos da formação nas capacidades matemáticas precoces de jovens aprendizes de uma segunda língua. Tal como referido anteriormente, os aprendizes de uma segunda língua correm o risco de ficar para trás em relação aos seus pares nativos no que diz respeito às capacidades matemáticas básicas, já durante a pré-escola. Para o efeito, foi implementado um ensaio clínico aleatório e controlado ao longo dos dois anos de pré-escola, com o objetivo de investigar os efeitos deste programa. Participaram neste estudo 186 crianças, das quais metade participou na formação em matemática independente da língua, enquanto a outra metade participou numa intervenção linguística e foi considerada o grupo de controlo.
Resultados do segundo estudo
Após estes dois anos letivos, as crianças que participaram na formação em matemática precoce apresentaram um desempenho significativamente melhor em vários indicadores diferentes de competências matemáticas precoces. Os resultados revelaram efeitos significativos da intervenção em diferentes medidas de competências visuoespaciais, com tamanhos de efeito (g de Hedges) que variaram entre 0,37 e 0,47, e em competências específicas relacionadas com números, com tamanhos de efeito que variaram entre 0,30 e 0,46 (estes tamanhos de efeito podem ser considerados pequenos a médios).
Analisando os resultados no seu conjunto
Em conjunto, estes resultados empíricos são promissores e demonstram que o programa Magrid é eficaz para todas as crianças em idade pré-escolar, incluindo populações tradicionalmente desfavorecidas, como os alunos que estão a aprender uma segunda língua. Pode também ser utilizado de forma eficaz pelos professores num ambiente de sala de aula.
9. Conclusão
O impacto das competências numéricas precoces no desempenho futuro em matemática é evidente. O Magrid utiliza as tecnologias atuais para visualizar conceitos numéricos precoces e fornece feedback em tempo real sobre as ações dos alunos. Estas funcionalidades permitem aos professores promover uma aprendizagem intuitiva por parte das crianças.
As experiências acima referidas fornecem provas concretas de que o programa Magrid é um método eficaz para fomentar competências matemáticas e numéricas precoces em crianças em idade pré-escolar. A abordagem inovadora do Magrid caracteriza-se principalmente pela sua neutralidade linguística (através da utilização de ferramentas visuais) e pela utilização adequada de tablets na escola (através da utilização de códigos QR). Estes estudos comprovam ainda que esta nova abordagem é eficaz e pode ser integrada no quotidiano escolar. É especialmente promissora para escolas com um corpo discente heterogéneo e com origens linguísticas diversas. Esta solução de aprendizagem precoce da matemática ajuda estas escolas a proporcionar acesso igualitário a um ensino eficaz da matemática a todos os alunos.
Se estiver interessado em saber mais sobre o que fazemos ou em debater o assunto acima referido, não hesite em contactar-nos aqui.
