Comparative analysis of programming languages for solving mathematical problems: An experience in integrated high school

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v13i1.44750

Keywords:

Modeling; Problem solving; Programming languages; Collaborative learning.

Abstract

The present work aims to investigate the possibility of using programming languages to improve mathematics learning, based on the application of programming resources to solve mathematical problems, influenced by students' personal repertoires, interactions and collaborations with the work team. Problems adapted from the Brazilian Informatics Olympiads, applied in previous years, were used for resolution in the languages ​​C++, Java, JavaScript and Python, at the discretion of the participants. The solution strategy applied, as well as the use or not of external materials for consultation, was free choice, being encouraged collaboration between students and the use of more than one programming language to solve each problem. In the end, two problems were chosen for quantitative analysis, based on the metrics number of lines of code, execution time and number of calls to functions in the source code. A qualitative analysis of the problem-solving process was also carried out. The use of different strategies to solve problems was observed, mainly influenced by students' previous experiences and resources specific to the available languages. An increase in the level of programming and problem-solving skills and an improvement in the perception of one's own skills in both areas were noted.

References

Bassanezi, R. C. (2015). Modelagem matemática: teoria e prática. Contexto.

Brasil. (2022). Parecer CNE/CEB nº 2/2022, de 17 de fevereiro de 2022. Normas sobre computação na educação básica – complemento à Base Nacional Comum Curricular (BNCC). http://portal.mec.gov.br/conselho-nacional-de-educacao/base-nacional-comum-curricular-bncc

Carvalho, F. J. R., & Klüber, T. E. (2021). Modelagem matemática e programação de computadores: uma possibilidade para a construção de conhecimento na educação básica. Educação Matemática Pesquisa, 23(1), 297-323. http://doi.org/10.23925/1983-3156.2021v23i1p297-323

Dillenbourg, P. (1999). What do you mean by collaborative learning? In: Dillenbourg, P. (Ed.). Collaborative learning: cognitive and computational approaches. Elsevier.

Ferreira, R. C., & Duarte, S. (2019). Ensino de programação: trajetória histórico-social e avanços na cultura digital no Brasil. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia, 12(1), 386-408. http://periodicos.utfpr.edu.br/rbect/article/view/7532

Franco, M. A. S. (2005). Pedagogia da pesquisa-ação. Educação e Pesquisa, 31(3), 483-502. http://doi.org/10.1590/S1517-97022005000300011

Freire, P. (2019). Pedagogia da autonomia: saberes necessários à prática educativa. (74a ed.). Paz & Terra.

Gowin, D. B. (1981). Educating. Cornell University Press.

Guedes, K., Meira, A. H., Beleti Junior, C. R., & Shirabayashi, J. V. (2020). Integração no ensino de disciplinas matemáticas e de programação: uma revisão sistemática. Revista de Ensino de Engenharia, 39, 379-389.

Hoffman, R. (2016). Análise estatística de relações lineares e não lineares. ESALQ-USP.

Holanda, W. D., Coutinho, J. C. S., & Fontes, L. M. O. (2018). Uma intervenção metodológica para auxiliar a aprendizagem de programação introdutória: um estudo experimental. In: Anais do VII Congresso Brasileiro de Informática na Educação. http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/44088

Kelly, G. A. (1963). Theory of personality: the psyschology of personal constructs. Norton.

Kilhamn, C., Brating, K., & Rolandsson, L. (2021). Teachers’ arguments for including programming in mathematics education. In: Bringing Nordic mathematics education into the future: Proceedings of Norma 20. http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1541426/FULLTEXT01.pdf

Pereira Jr. H. N. (2021). Matemática e programação: uma nova abordagem de ensino. Dissertação (Mestrado) Programa de Pós-Graduação em Matemática. PUC/Rio de Janeiro, RJ.

Pontes, E. A. S., Silva, J. C. S., Santos, J. B., Ribeiro, R. L. A. O., Silva, J. Cerqueira, P. C., & Silva, B. H. M. S. (2022). Desafios matemáticos em sala de aula: uma prática metodológica para ensinar e aprender matemática através da resolução de problemas. Research, Society and Development, 11(8), e50711830901. http://doi.org/10.33448/rsd-v11i8.30901

Proetti, S. (2017). As pesquisas qualitativa e quantitativa como métodos de investigação científica: um estudo comparativo e objetivo. Revista Lumen, 2(4). https://doi.org/10.32459/revistalumen.v2i4.60

Rogers, C. (1973). Liberdade para aprender: uma visão do que a educação pode se tornar. (2a ed.). Interlivros.

Thiollent, M. (2018). Metodologia da pesquisa-ação. (18a ed.). Cortez.

Soistak, A. V. (2016). Uma experiência com a modelagem matemática no ensino médio profissionalizante. In: Brandt, C. F., Burak, D., Klüber, T. E. (Orgs.). Modelagem matemática: perspectivas, experiências, reflexões e teorizações (2a ed.). Editora UEPG.

Vygotsky, L. S. (2007). A formação social da mente. (7a ed.). Martins Fontes.

Zapalowski, V. (2011). Análise quantitativa e comparativa de linguagens de programação. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) Bacharelado em Ciência da Computação. UFRGS/Porto Alegre, RS. http://lume.ufrgs.br/handle/10183/31036

Published

10/01/2024

How to Cite

ANDRADE, E. G. de .; SILVA, W. C. C. .; LACERDA, F. K. O. .; FERREIRA, P. V. dos S. .; ABREU, M. E. T. de .; SILVA, J. V. B. da .; PEREIRA, V. M. C. de S. . Comparative analysis of programming languages for solving mathematical problems: An experience in integrated high school. Research, Society and Development, [S. l.], v. 13, n. 1, p. e4413144750, 2024. DOI: 10.33448/rsd-v13i1.44750. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/44750. Acesso em: 22 dec. 2024.

Issue

Section

Teaching and Education Sciences