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Hora da Prática: Projeto Integrador – AFA em Python para Ciência de Dados

Ao iniciar este curso de Python para Ciência de Dados, optei por não resolver os exercícios de forma descontextualizada ou apenas reproduzindo exemplos genéricos. Como atuo há mais de vinte anos na Educação e atualmente trabalho com coordenação pedagógica, avaliação, análise de dados educacionais e desenvolvimento de soluções apoiadas por Inteligência Artificial, decidi utilizar os conceitos estudados para investigar um problema real da minha prática profissional.

Na escola em que atuo, utilizamos um instrumento denominado AFA (Avaliação Formativa do Aprendiz), cujo objetivo é acompanhar o desenvolvimento dos estudantes em habilidades cognitivas (hard skills) e socioemocionais (soft skills).

O AFA permite registrar aspectos relacionados a:

  • participação nas aulas;
  • comprometimento com a aprendizagem;
  • criatividade;
  • pensamento crítico;
  • capacidade de pesquisa;
  • liderança;
  • trabalho em equipe;
  • empatia;
  • responsabilidade social;
  • organização acadêmica;
  • autonomia;
  • gestão do tempo;
  • resiliência;
  • dentre outros indicadores de desenvolvimento.

Também registra pontos de atenção relacionados ao processo de aprendizagem e convivência escolar, tais como:

  • ausência de atividades;
  • atrasos;
  • dificuldades de organização;
  • uso inadequado de dispositivos eletrônicos;
  • comportamentos inadequados;
  • dificuldades de adaptação às normas escolares.

Atualmente, todo esse processo ocorre por meio de formulários preenchidos manualmente pelos professores, coordenação pedagógica, psicologia e demais profissionais da escola. Posteriormente, esses dados são transferidos para planilhas eletrônicas e analisados manualmente pela equipe pedagógica.

Ao estudar os conceitos iniciais de Python, percebi que diversas etapas desse processo podem ser automatizadas. Bibliotecas, funções, estruturas de dados e, futuramente, recursos de Ciência de Dados e Inteligência Artificial podem contribuir para organizar informações, gerar indicadores, produzir gráficos, calcular pontuações e apoiar a tomada de decisão pedagógica.

Dessa forma, decidi transformar os exercícios desta aula em um primeiro protótipo de um Sistema Inteligente de Gestão da Avaliação Formativa do Aprendiz (AFA).

O objetivo não é apenas aprender comandos da linguagem Python, mas compreender como a programação pode ser utilizada para resolver problemas reais da gestão pedagógica, da avaliação formativa e do acompanhamento do desenvolvimento dos estudantes.


Sobre o processo de construção do projeto

Um aspecto importante desta experiência é que a construção deste projeto está sendo realizada com apoio de Inteligência Artificial.

Ao longo do curso, estou utilizando ferramentas de IA como parceiras de aprendizagem para compreender conceitos de programação, estabelecer conexões com minha área de atuação e transformar conteúdos abstratos em aplicações concretas voltadas à Educação.

Minha formação e experiência profissional concentram-se nas áreas de Letras, Pedagogia, Gestão Educacional, Teoria Literária e Educação. Embora eu atue há anos com análise de dados educacionais, avaliação, gestão pedagógica e, mais recentemente, com Inteligência Artificial aplicada à Educação, minha trajetória não está ligada à Ciência da Computação ou à Engenharia de Software.

Por esse motivo, optei por utilizar a IA não como substituta do processo de aprendizagem, mas como mediadora cognitiva, capaz de me auxiliar a:

  • compreender conceitos técnicos;
  • traduzir conteúdos para minha realidade profissional;
  • estabelecer relações entre programação e gestão educacional;
  • conectar novos conhecimentos a experiências prévias;
  • elaborar hipóteses de solução para problemas reais;
  • estruturar projetos de forma gradual;
  • refletir sobre o próprio processo de aprendizagem.

Neste projeto, a Inteligência Artificial está sendo utilizada como uma ferramenta de apoio à aprendizagem, à reflexão e ao desenvolvimento do pensamento computacional. Todas as decisões relacionadas ao problema investigado, aos objetivos pedagógicos, à modelagem do sistema e à aplicação educacional das soluções permanecem sob minha responsabilidade.

Assim, além de aprender Python, estou também investigando como a interação entre seres humanos e Inteligência Artificial pode potencializar processos de formação, inovação e desenvolvimento de soluções educacionais.


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Desafio: Hora da Prática – Aplicado ao Projeto AFA

1. Instalação da biblioteca Matplotlib

Biblioteca que será utilizada futuramente para criação de dashboards e visualizações dos dados do AFA.

!pip install matplotlib==3.7.1

2. Importação da biblioteca NumPy

Biblioteca utilizada para cálculos e operações matemáticas que serão úteis na análise dos dados do AFA.

import numpy as np

3. Sorteio de estudante para acompanhamento pedagógico

from random import choice

estudantes = [
    "Amanda",
    "Anik",
    "Annabel",
    "Arthur",
    "Caio",
    "Helena",
    "Ian",
    "João",
    "Maria Clara",
    "Marina"
]

estudante_sorteado = choice(estudantes)

print(f"Estudante sorteado para acompanhamento AFA: {estudante_sorteado}")

4. Geração de código de registro AFA

from random import randrange

codigo_registro = randrange(100)

print(f"Código do registro AFA: {codigo_registro}")

5. Projeção de evolução da aprendizagem

from math import pow

nota_inicial = float(input("Digite a nota inicial do AFA: "))
fator_evolucao = int(input("Digite o fator de evolução observado: "))

projecao = pow(nota_inicial, fator_evolucao)

print(f"A projeção simbólica de evolução do AFA é: {projecao}")

6. Sorteio de estudante para escuta pedagógica

from random import randint

quantidade_estudantes = int(input("Digite o número de estudantes da turma: "))

numero_sorteado = randint(1, quantidade_estudantes)

print(f"O estudante de número {numero_sorteado} foi sorteado para escuta pedagógica.")

7. Geração de token de acompanhamento

from random import randrange

nome = input("Digite o nome do estudante: ")

token = randrange(1000, 10000, 2)

print(f"Olá, {nome}, o seu token de acompanhamento AFA é {token}.")

8. Sorteio de indicadores positivos observados

from random import choices

indicadores_positivos = [
    "Interesse nas aulas",
    "Participação em sala",
    "Excelentes entregas pedagógicas",
    "Proatividade",
    "Resiliência",
    "Trabalho em equipe",
    "Criatividade",
    "Pensamento crítico",
    "Responsabilidade social",
    "Empatia",
    "Liderança",
    "Domínio da cultura digital"
]

indicadores_sorteados = choices(indicadores_positivos, k=3)

print(
    f"Indicadores observados: "
    f"{indicadores_sorteados[0]}, "
    f"{indicadores_sorteados[1]} e "
    f"{indicadores_sorteados[2]}"
)

9. Identificação de notas com raiz inteira

from math import sqrt

notas_afa = [8, 8.3, 8.6, 9, 9.2, 10]

for nota in notas_afa:
    raiz = sqrt(nota)

    if raiz // 1 == raiz:
        print(
            f"A nota {nota} possui raiz quadrada inteira "
            f"igual a {int(raiz)}"
        )

10. Cálculo da nota final do AFA

nota_inicial = 8.0

quantidade_positivos = int(
    input("Digite a quantidade de indicadores positivos: ")
)

quantidade_negativos = int(
    input("Digite a quantidade de pontos de evolução: ")
)

pontos_positivos = quantidade_positivos * 0.3
pontos_negativos = quantidade_negativos * 0.2

nota_final = (
    nota_inicial
    + pontos_positivos
    - pontos_negativos
)

print(f"Nota inicial: {nota_inicial}")
print(f"Pontuação positiva: +{pontos_positivos}")
print(f"Pontuação negativa: -{pontos_negativos}")
print(f"Nota final do AFA: {round(nota_final, 2)}")

Considerações finais

A realização desta atividade permitiu compreender que os conceitos iniciais de Python não precisam ser trabalhados apenas por meio de exemplos genéricos. Ao serem conectados a problemas reais da prática profissional, tornam-se ferramentas para construção de soluções educacionais.

Este projeto representa a primeira etapa do desenvolvimento de um Sistema Inteligente de Gestão da Avaliação Formativa do Aprendiz, que será ampliado ao longo do curso com funções, estruturas de dados, tratamento de exceções, análise de dados e Inteligência Artificial.

Mais do que aprender uma linguagem de programação, esta experiência representa uma investigação sobre como a programação e a Inteligência Artificial podem atuar conjuntamente na organização de dados educacionais, na produção de indicadores pedagógicos e no apoio à tomada de decisões voltadas ao desenvolvimento integral dos estudantes.

Assim, este projeto representa não apenas uma experiência de aprendizagem em Python, mas também uma experiência de coaprendizagem entre ser humano e Inteligência Artificial, na qual a IA atua como mediadora cognitiva para apoiar a construção de conhecimento, o desenvolvimento do pensamento computacional e a criação de soluções educacionais baseadas em dados.