Criando oportunidades para comunidades rurais com o desenvolvimento profissional em ciência da computação

Desafio

Jeff Gray cresceu em Appalachia, Virgínia, apaixonado por ciências e foi o primeiro da família a entrar em uma universidade. Os pais dele perceberam a importância de nutrir essa paixão pela ciência e tecnologia. Segundo ele, "Eu penso na minha experiência em feiras de ciências e sei que elas despertaram meu interesse". Ele entendeu claramente que o contato com a ciência e tecnologia desde cedo foi muito importante.

Quando se tornou professor de ciência da computação na Universidade do Alabama, Jeff observou que poucos alunos do ensino médio no estado, principalmente nas áreas rurais, estavam tendo contato inicial com a ciência da computação. Sem esse conhecimento, Jeff sabia que eles não estariam preparados para as oportunidades de emprego, já que o Alabama se tornou um centro de empregos relacionados à ciência da computação nas últimas décadas, principalmente na região de Huntsville, com o crescimento tecnológico por influência da NASA.

No entanto, era difícil oferecer essas oportunidades aos alunos. Em muitos distritos escolares rurais no Alabama, que tem alguns dos condados mais pobres dos Estados Unidos, o ensino de ciência da computação era quase inexistente. Em 2007, havia apenas três professores de ensino médio em tempo integral aprovados para ensinar a disciplina em todo o estado, que conta com 454 escolas de ensino médio no total. Dos 27 alunos que prestaram o exame de colocação antecipada de ciência da computação A naquele mesmo ano, somente três eram mulheres e três eram negros. Em um estado onde os negros são 25% da população, era evidente que existia uma grande lacuna no acesso ao ensino de ciência da computação para todos.

"Precisávamos eliminar essa lacuna", afirma Jeff, que acreditava que o desenvolvimento profissional dos professores melhoraria o ensino de ciência da computação em cada escola. Infelizmente, no fim dos anos 2000, havia pouco financiamento estadual destinado ao ensino dessa disciplina, menos ainda para o desenvolvimento profissional dos professores. No início, Jeff tentou incentivar o conhecimento de ciência da computação dos alunos com programas de verão na universidade. Segundo ele, "Só conseguíamos influenciar cerca de 40 alunos por vez". Embora de grande impacto, esses programas não conseguiam atender à demanda.

Solução

Jeff percebeu que poderia ajudar os professores a desenvolver habilidades em ciência da computação. Segundo ele, "Se conseguíssemos treinar de 30 a 40 professores por vez, a influência sobre os alunos seria muito maior". Em 2011, ele recebeu o primeiro de seis subsídios anuais para desenvolvimento profissional como Educador certificado pelo Google para oferecer treinamento introdutório em ciência da computação. Ele se concentrou em estratégias de pedagogia e participação para professores do ensino médio em todo o estado.

Com o financiamento, segundo ele, foi possível oferecer apoio e orientação para manter um grupo cada vez maior de educadores de ciência da computação, essenciais para desenvolver um ensino sustentável da disciplina no Alabama. "Nós nos concentramos primeiro em formar uma comunidade para os professores, não em dar uma aula única", ele explica. Jeff continuou lecionando desenvolvimento profissional introdutório em ciência da computação até 2013, orientando cerca de 100 educadores desde o primeiro subsídio que recebeu.

Com a demanda urgente por desenvolvimento profissional, Jeff precisava de uma forma melhor de "treinar o instrutor" para que os professores pudessem voltar às comunidades locais e treinar outros professores. Ele ampliou o programa de desenvolvimento profissional em 2014 criando o MOOC, um curso on-line aberto e geral para ajudar os professores no exame de princípios de ciência da computação para colocação antecipada. O curso, que inclui 120 vídeos com foco em vários componentes do exame, foi criado para professores não apenas do Alabama, mas de todo o país, e ainda está disponível como um curso on-line.

"O crescimento geométrico do modelo de desenvolvimento profissional de instrutores é fundamental para atender às necessidades de escalonabilidade e sustentabilidade no ensino de ciência da computação nas escolas de ensino fundamental e médio."

Jeff Gray, professor de ciência da computação, faculdade de engenharia da Universidade do Alabama

Benefícios

Plantando para colher os frutos do ensino local da ciência da computação

Jeff atribui o sucesso no ensino de ciência da computação nas escolas de ensino fundamental e médio ao subsídio do Google para educadores. Após o primeiro subsídio do Google, ele recebeu mais um milhão de dólares em financiamento da National Science Foundation (com o programa A+ College Ready) para ampliar o programa de desenvolvimento profissional em ciência da computação no Alabama. Ele acredita que treinar os educadores para ensinar a disciplina incentivará mais alunos (principalmente as minorias com pouca representatividade histórica) a aprender a matéria. Hoje ele é um dos responsáveis pela força-tarefa do governador para o ensino da ciência da computação no estado e está trabalhando com colegas na faculdade de educação para criar um curso de licenciatura na Universidade do Alabama para quem quer ser professor de matemática do ensino médio.

Aumentando o impacto do desenvolvimento profissional

A abordagem de Jeff em desenvolvimento profissional, seja por meio de aprendizagem personalizada ou de um curso MOOC personalizado, aumentou o conhecimento dos professores no Alabama e em todo o país. Professores experientes de ciência da computação em todo o estado agora podem treinar professores nas escolas onde trabalham. Hoje, há 130 professores treinados em princípios de ciência da computação para colocação antecipada no estado, em comparação com apenas três em 2007. O curso MOOC de princípios de ciência da computação já treinou virtualmente mais de 2.000 professores desde 2014.

Aprimorando a eficiência dos educadores na ciência da computação

Jeff e seus colegas estão vendo o crescimento da comunidade de educadores de ciência da computação investindo no desenvolvimento profissional nos últimos seis anos. Segundo ele, "Nossos professores estão se destacando como líderes nacionais", como Carol Yarbrough, professora de ciência da computação da escola técnica Alabama School of Fine Arts em Birmingham, que hoje é membro do comitê de desenvolvimento de princípios de ciência da computação para colocação antecipada da College Board.

Alcançando alunos com pouca representatividade na ciência da computação

Segundo Jeff, "Nem todos os alunos precisam ser engenheiros, mas acreditamos que entender os conceitos básicos de como as mensagens que eles criam todos os dias são criptografadas é tão importante quanto dissecar um sapo. Eles precisam entender como a tecnologia funciona por trás de tantas áreas diferentes". Em 2017, 1.700 alunos do ensino médio do Alabama prestaram o exame de princípios de ciência da computação para colocação antecipada, em comparação aos 27 em 2007, antes do treinamento com professores de ciência da computação e do curso MOOC criados por Jeff. Além disso, em 2017, mais de 150 negros e 500 mulheres prestaram esse exame, em comparação aos três negros e três mulheres que prestaram o exame de colocação antecipada de ciência da computação A em 2007. Os alunos "precisam ver para ser", afirma Jeff, em relação à importância de ter exemplos diversificados entre os professores e profissionais da área.

Perfil da organização

Sobre Jeff Gray: o Dr. Jeff Gray, primeiro da família a conseguir um diploma universitário e, hoje, membro respeitado do corpo docente da faculdade de engenharia da Universidade do Alabama, nos Estados Unidos, é um líder nacional no ensino da ciência da computação. Desde 2003, Jeff treina professores do ensino médio para integrar essa disciplina aos cursos de tecnologia. Ele também trabalha elaborando programas com a organização College Board e criando recursos para um novo curso de colocação antecipada de ciência da computação, para aumentar o interesse educacional dos ensinos médio e superior em ciência da computaçãp e STEM (sigla em inglês para ciências, tecnologia, engenharia e matemática). Jeff já recebeu diversos subsídios da National Science Foundation e, de 2014 a 2017, foi membro do conselho educacional do Code.org. Ele organiza uma competição anual de robótica no Alabama para alunos de todas as séries dos ensinos fundamental e médio e um acampamento de verão anual para alunos de mais de 15 estados.

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