A engenharia didático-informática na prototipação de um software para abordar o conceito de taxa de variação

Abstract

Esta pesquisa teve como objetivo elicitar requisitos, prototipar e validar um software para abordar a taxa de variação de funções em uma abordagem variacional. A prototipação do software adotou um Modelo de Processo de Software desenvolvido com base na Engenharia Didático-informática (EDI), que alia aspectos da Engenharia Didática à Engenharia de Software e, que foi desenvolvida por Ricardo Tibúrcio em sua pesquisa de mestrado, paralela a esta. Tal processo é constituído de cinco fases: (i) Análises Preliminares, nas quais o conceito matemático foi situado em relação aos aspectos cognitivos, epistemológicos, didáticos e informáticos, (ii) Análise de Requisitos, na qual os resultados das Análises Preliminares foram traduzidos em requisitos do sistema, (iii) Análise à priori e Prototipação, nas quais o protótipo foi desenvolvido considerando-se as situações de uso a serem abordadas, (iv) Experimentação, na qual o software foi testado com os estudantes e (v) Análise à Posteriori e Validação, nas quais foi analisado se o protótipo atendeu aos objetivos especificados na sua concepção. Além da EDI, articularam-se na fundamentação uma sistematização da utilização das tecnologias digitais na Educação Matemática e um quadro de referência para analisar a contribuição do protótipo na abordagem de taxa de variação - o Quadro de Ações Mentais no Raciocínio Covariacional, de Marilyn Carlson e colaboradores. A validação foi realizada por meio da experimentação com uma dupla de estudantes da Licenciatura em Matemática da UFPE, que realizaram duas atividades com o uso do software, que foi chamado de Function Studium, para que fossem analisados os benefícios e limitações do seu uso na abordagem da taxa de variação das funções afim e quadrática. Os resultados da validação apontaram que: (a) Os benefícios do uso do software para a abordagem da taxa de variação fundamentaram-se, principalmente, na conexão entre os aspectos do objeto matemático levantados nas Análises Preliminares e os recursos do software Function Studium, requisitados e implementados com base nas necessidades apontadas, (b) A conexão simultânea e dinâmica das ações sobre as notações no software, contribuíram para a análise do comportamento da taxa de variação em função da variável independente e para relacionar a taxa instantânea com aspectos do gráfico como pontos de inflexão e concavidade e (c) Dificuldades emergidas no experimento, revelaram a necessidade da experimentação de versões parciais do software na Prototipação, o que sugere a participação dos estudantes e uma melhor discussão sobre a operacionalização da Análise à Priori.