O desenvolvimento do pensamento sistêmico por meio da IA na abordagem Learning by Modelling na Educação Básica

Autores

  • Paulo Vitor Teodoro Universidade Federal de Uberlândia, UFU
  • Paulo Salles Universidade de Brasília, UnB
  • Ricardo Gauche Universidade de Brasília, UnB

DOI:

https://doi.org/10.56117/resbenq.2026.v7.e072608

Palavras-chave:

Inteligência Artificial, Modelagem, Ensino de Ciências

Resumo

Este estudo apresenta os resultados de uma pesquisa que buscou demonstrar que o uso e a construção de modelos de simulação, com técnicas de IA, podem promover o pensamento sistêmico no contexto da sala de aula na Educação em Ciências. Para isso, adotamos o Raciocínio Qualitativo (RQ), uma área da IA, para representar fenômenos das Ciências Naturais passíveis de serem abordados no Ensino Médio. Utilizamos a dinâmica de sistemas como base teórica para o desenvolvimento do pensamento sistêmico e a plataforma DynaLearn como ferramenta para construir e simular modelos qualitativos. Esta plataforma permite visualizar relações causais entre componentes de um sistema e representações de funções matemáticas para o cálculo de valores qualitativos. A coleta de dados envolveu técnicas de pesquisa qualitativa (questionários) e quantitativa (análises estatísticas). Os resultados indicaram que os estudantes de ensino médio participantes são capazes de representar fenômenos naturais com habilidades inerentes ao pensamento sistêmico por meio da construção de modelos. Além disso, houve diferenças estatisticamente significativas na compreensão dos estudantes sobre sistemas complexos, demonstrando o reconhecimento de conceitos necessários ao pensamento sistêmico. Os dados permitem concluir que a construção e a manipulação de modelos qualitativos, sob a abordagem Learning by Modelling e a ótica da dinâmica de sistemas, podem desenvolver habilidades fundamentais na Educação em Ciências para o pensamento sistêmico.

Biografia do Autor

Paulo Vitor Teodoro, Universidade Federal de Uberlândia, UFU

Licenciado em Química e Mestre em Ensino de Ciências e Matemática pela Universidade Federal de Uberlândia (UFU). É Doutor em Educação em Ciências pela Universidade de Brasília (UnB). Atuou como professor de Ciências e Química em escolas públicas e particulares da Educação Básica, com experiência no Ensino Fundamental, no Ensino Médio, na Educação Profissional Tecnológica e na Educação de Jovens e Adultos. Foi professor efetivo no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano (IF Goiano), onde exerceu os cargos de Coordenador de Iniciação Científica e Tecnológica, Gerente de Pesquisa, Pós-Graduação e Inovação, Coordenador do Programa de Pós-Graduação (Lato Sensu) em Ensino de Ciências e Matemática e Coordenador Adjunto do Programa Novos Caminhos/MEC. Atualmente, é professor adjunto na UFU, onde integra o quadro de docentes permanentes do Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática (PPGECM) e do Programa de Pós-Graduação em Educação (PPGED). Tem experiência na área de Educação, discutindo principalmente os seguintes temas: práticas pedagógicas na educação básica, tecnologias educacionais e ensino de Ciências.

Paulo Salles, Universidade de Brasília, UnB

Graduado em Ciências Biológicas (Bacharelado em 1976; Licenciatura em 1982) e mestrado em Ecologia (1988), pela Universidade de Brasília (UnB). Em 1998, recebeu o grau de PhD em Ecologia pela Universidade de Edimburgo (Escócia). De 1989 a 1991, lecionou na Universidade Católica de Brasília; em 1991 ingressou no Instituto de Ciências Biológicas da UnB e, em 2014, aposentou-se como Professor Associado. Tem feito pesquisas em Ecologia, com foco em ecologia teórica, e no uso de técnicas de Inteligência Artificial (Raciocínio Qualitativo) na modelagem ecológica, em pesquisas científicas e na educação científica para estudantes de ensino superior e em educação continuada para professores de educação básica. Foi o co-Presidente brasileiro do comitê organizador (International Steering Committee - ISC) do 8º Fórum Mundial da Água, realizado em Brasília (2018). Foi membro do Colegiado de Governadores do Conselho Mundial da Água (World Water Council) e membro do Bureau (diretoria executiva) desse Colegiado (2019 - 2020). e, entre 2019 e 2022 foi membro do ISC do 9º Fórum Mundial da Água, realizado em Dakar, Senegal, 2022. Entre 2021 e 2022 atuou como consultor ambiental, prestando serviços para a empresa Nexos Ambientais Consultoria. Em 2023 foi nomeado Diretor do Departamento do Patrimônio Genético e de Cadeias Produtivas dos Biomas e da Amazônia, da Secretaria de Economia Verde, Descarbonização e Bioindústria, do Ministério do Desenvolvimento, Indústria, Comércio e Serviços (MDIC).

Ricardo Gauche, Universidade de Brasília, UnB

Professor Associado do Instituto de Química da Universidade de Brasília, bacharel e licenciado em Química pela Universidade de Brasília, possui Mestrado em Educação (Metodologia de Ensino de Química) pela Unicamp (1992) e Doutorado em Psicologia (Cultura e Desenvolvimento) pela Universidade de Brasília (2001), tendo, tanto na dissertação quanto na tese, o professor como sujeito da pesquisa. Tem experiência na área de Ensino de Química, com ênfase na formação de professores, atuando principalmente nos seguintes temas: formação inicial, formação continuada e autonomia do professor; autoestima; pesquisa colaborativa; materiais de ensino; currículos e programas; avaliação; processo ensino-aprendizagem; e inclusão.

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Publicado

2026-09-25

Como Citar

Teodoro, P. V., Salles, P., & Gauche, R. (2026). O desenvolvimento do pensamento sistêmico por meio da IA na abordagem Learning by Modelling na Educação Básica. Revista Da Sociedade Brasileira De Ensino De Química, 7(1), e072608. https://doi.org/10.56117/resbenq.2026.v7.e072608

Edição

v. 7 n. 1 (2026): Janeiro-Dezembro

Seção

Dossiê

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