Multimodal learning objects and teaching calculus : a proposal based on error analysis

Esta tese teve como objetivo analisar dificuldades de aprendizagem apresentadas por alunos de Cálculo Diferencial e Integral, bem como testar possibilidades de superar tais dificuldades por meio de recursos tecnológicos. Na primeira fase da pesquisa, foram realizadas análises de erros cometidos por estudantes de Cálculo, inicialmente de uma turma de Sistemas de Informação e, na sequência, de uma turma de Engenharia. Em ambos os testes identificou-se que as maiores dificuldades se referiam a conteúdos de Matemática Básica, pré-requisitos para o Cálculo. O trabalho teve como pressupostos teóricos as ideias de Ausubel, Tall, Vinner e de autores que discutem aprendizagem de Álgebra, visto que os erros mais encontrados nas análises se referiam à aplicação da propriedade distributiva da multiplicação sobre a adição. A metodologia de investigação é quanti-qualitativa e está baseada nos pressupostos da Pesquisa Baseada em Design. Foi aplicado, também, um teste de estilos de aprendizagem, a fim de identificar quais os estilos preferenciais dos estudantes, o que guiou a construção de um Objeto de Aprendizagem voltado para a propriedade distributiva. Na segunda fase da pesquisa, foram realizadas atividades na Plataforma MOODLE, com alunos de Cálculo Diferencial e Integral I. Inicialmente, os estudantes responderam a um questionário que envolvia conteúdos de matemática básica, a fim de que fossem identificadas suas dificuldades. A partir delas, os grupos de alunos foram direcionados a objetos de aprendizagem, dentre os quais se tem o objeto construído na primeira etapa. Após o estudo com os objetos, os estudantes foram desafiados a discutir em fóruns, nos quais lançaram-se novas questões sobre as dificuldades encontradas. Nessa discussão, observou-se que muitas das considerações feitas nos pressupostos teóricos foram confirmadas. Por fim, foi aplicado um segundo questionário, semelhante ao primeiro, com fins de comparação do desempenho dos alunos envolvidos na pesquisa. A partir da análise estatística dos resultados, pode-se afirmar que houve uma melhora substancial no desempenho do grupo, o que indica que o trabalho realizado cumpriu com os objetivos propostos. Ainda, foi realizada uma entrevista com uma das professoras responsáveis pelo Laboratório de Aprendizagem da Instituição onde o trabalho foi desenvolvido, na qual foi salientada a importância de realizar uma pesquisa que possa dar subsídios para uso de recursos tecnológicos no Laboratório, para auxiliar os alunos a localizar e remediar suas dificuldades.This thesis aims to analyze learning difficulties presented by students of Differential and Integral Calculus and test possibilities to overcome these difficulties through technological resources. In the first phase of the research, error analyzes were performed using results from a Calculus test, initially from a group of Information Systems students and, afterward, from a group of Engineering students. In both tests, it was found that the main difficulties refer to Basic Mathematics content, prerequisites for the Calculus discipline. The work is based in conceits of Ausubel, Tall, Vinner and other authors who discuss learning Algebra, since the most common errors referred to the application of the distributive property of multiplication over addition. The research methodology is quantitative-qualitative and is based on assumptions of Research-Based Design. It was also applied a learning style test in order to identify the preferred styles of students, which guided the creation of a Learning Object directed to the distributive property. In the second phase of the research, activities were carried out in the MOODLE platform with students from Differential and Integral Calculus I. Initially, students answered a questionnaire involving basic math content in order to identify their difficulties. From these results, groups of students were directed to Learning Objects, among which is the object constructed in the first stage. After studying with these objects, students were challenged to discuss in forums in which were launched new questions about the difficulties encountered. In this discussion, it was noted that many of the considerations made in the theoretical assumptions were confirmed. Finally, a second questionnaire was applied, similar to the first, in order to compare the performance of the students involved in the research. From the statistical analysis, it can be said that there was a substantial improvement in performance of the group, indicating the work complied with the proposed objectives. An interview was conducted with one of the teachers responsible for the Learning Laboratory where the research was developed, in which was highlighted the importance of conducting a study to sustain the use of technological resources in the Laboratory, in order to help students locate and remedy its difficulties