Detalhes - Dissertação do PROFMAT

Aluno: LUCAS AMARAL TAVARES

CEFET - Centro Federal de Educação Tecnológica - Belo Horizonte - MG

Dissertação

Título
Algoritmos Evolutivos e Gamificação: Uma Proposta de Atividade para a Educação Básica
Resumo
A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) menciona a importância dos algoritmos no desenvolvimento do Pensamento Computacional com estudantes da Educação Básica, além de salientar que eles podem ser objetos de estudo nas aulas de Matemática. Duas habilidades da BNCC para o Ensino Médio estão diretamente relacionadas ao Pensamento Computacional: EM13MAT315, que propõe investigar um algoritmo que resolve um problema, e EM13MAT405, que propõe utilizar conceitos iniciais de uma linguagem de programação na implementação de algoritmos. Entre as possibilidades de se trabalhar essas habilidades estão os Algoritmos Evolutivos (AEs), os quais são baseados em mecanismos da evolução biológica que resolvem problemas de otimização. Apesar desses problemas serem discutidos frequentemente em dissertações do PROFMAT, o uso de AEs ainda é pouco explorado. Nesta dissertação apresenta-se aspectos teóricos de otimização e Aes, além de uma revisao da literatura. A maior contribuição deste trabalho é um produto educacional onde AEs são usados para resolver problemas de otimização em diversos contextos, implementados na linguagem de programação Python e trabalhados através de sequências didáticas sob a óptica do Pensamento Computacional e da perspectiva da gamificação. A proposta inclui a organização de uma competição de AEs, inspirada em Maratonas de Programação, com foco nos Algoritmos Genéticos (AG) e na Evolução Diferencial (ED), visando aprimorar as soluções obtidas pelos competidores. Uma simulação de competição é realizada em que os resultados obtidos são discutidos. A ideia é fazer com que os competidores consigam desenvolver variações do AG e da ED que obtenham soluções cada vez mais próximas do ótimo dos problemas. A utilização de AEs para resolver problemas de otimização se mostrou promissora como uma excelente oportunidade para o desenvolvimento do Pensamento Computacional pelos estudantes do Ensino Médio. O presente material visa tanto oferecer ao professor um embasamento teórico consistente e ao mesmo tempo de fácil acesso, além dos próprios trechos de códigos já implementados para facilitar a replicação.
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