Precursores do desempenho aritmético em crianças de 3º e 4º anos : da identificação à intervenção

Abstract

A aprendizagem da matemática, e especificamente da aritmética, envolve diversas habilidades cognitivas que incluem tanto habilidades de domínio geral quanto de domínio específico. Conhecer quais habilidades melhor predizem o desempenho aritmético é importante para prevenir dificuldades futuras que podem ser enfrentadas pelos estudantes. Há um crescente interesse da área da cognição numérica em investigar como ocorre o processo de aprendizagem da matemática e quais habilidades são subjacentes a tal processo. Porém, os resultados são diversos e nem sempre existe convergência entre eles. Isso dificulta a compreensão ampla sobre quais são as habilidades mais frequentemente relatadas que influenciam o desempenho aritmético. Além disso, o foco geralmente está na avaliação de alunos no início da escolarização com a intenção de prevenir dificuldades de aprendizagem futuras, entretanto resta saber se os preditores do desempenho matemático permanecem os mesmos em alunos já inseridos há mais tempo no contexto escolar. Assim, esta tese investigou por meio de três estudos complementares as habilidades preditoras do desempenho aritmético em estudantes brasileiros já alfabetizados. O primeiro estudo contemplou uma revisão sistemática da literatura acerca das habilidades cognitivas de domínio geral e específico que são precursoras do desempenho matemático de alunos da Educação Infantil até 5º ano do Ensino Fundamental, incluindo o total de 62 artigos para análise. O segundo estudo avaliou habilidades cognitivas de domínio geral (consciência fonêmica, memória de trabalho e compreensão leitora) e de domínio específico (transcodificação numérica, estimativa numérica e raciocínio quantitativo) como preditoras do desempenho aritmético em 127 estudantes de 3º e 4º ano do Ensino Fundamental, avaliados no início e no final do mesmo ano letivo. O terceiro estudo investigou os efeitos de uma intervenção em raciocínio quantitativo, com 40 alunos participantes do estudo anterior, porém quando estavam no 4º e 5º anos. Como principais resultados, destaca-se que a maioria dos artigos incluídos na revisão sistemática consideraram alunos de Educação Infantil em suas avaliações e que as habilidades preditoras relatadas com maior frequência foram memória de trabalho e habilidades numéricas iniciais, permanecendo as mesmas ao longo de todos os Anos Iniciais e apesar do desempenho matemático considerado. Entre os alunos brasileiros, as habilidades cognitivas explicativas da proficiência aritmética foram transcodificação numérica, raciocínio quantitativo e consciência fonêmica. A partir da intervenção, o grupo experimental não diferiu significativamente do grupo controle, entretanto apresentou avanços significativos do pré para o pós-teste, sendo mais evidenciado entre estudantes do 5º ano. A complementaridade dos estudos permitiu um conhecimento abrangente sobre o assunto, o que contribui para a compreensão de quais habilidades influenciam a aprendizagem matemática posterior. As evidências encontradas destacam que o desenvolvimento dessas habilidades no ensino escolar poderá beneficiar a aprendizagem dos alunos a longo prazo. Além disso, ressalta-se que um investimento especificamente no ensino do sistema numérico e do raciocínio quantitativo, mesmo em estudantes com mais tempo de escolarização, poderá favorecer a remediação e prevenção de dificuldades nessa área do conhecimento.

Learning mathematics, and specifically arithmetic, involves several cognitive skills that include both general and specific domain. Knowing which skills best predict arithmetic performance is important to prevent future difficulties that may be faced by students. There is a growing interest in the area of numerical cognition in investigating how the mathematics learning process occurs and what skills underlie it. However, the results are diverse and there is not always convergence between them. This makes it difficult to comprehend broadly what are the most frequently reported skills that influence arithmetic performance. In addition, the focus is usually on the assessment of students at the beginning of primary school with the intention of preventing future learning difficulties. However, it remains to be seen whether the predictors of mathematical performance remain the same in students who have been in the school context for a longer time. Thus, this thesis investigated, through three complementary studies, the predictive skills of arithmetic performance in Brazilian literate students. The first study included a systematic review of the literature about cognitive skills of general and specific domain that are precursors of the mathematical performance of students from kindergarten through 5th grade of elementary school, including a total of 62 articles for analysis. The second study evaluated cognitive skills of general domain (phonemic awareness, working memory and reading comprehension) and specific domain (number transcoding, number estimation and quantitative reasoning) as predictors of arithmetic performance in 127 students in 3rd and 4th grades of Elementary School, assessed at the beginning and end of the same academic year. The third study investigated the effects of an intervention in quantitative reasoning, with 40 students participating in the previous study, however when they were in the 4th and 5th grades. As main results, it is highlighted that most of the articles included in the systematic review considered kindergarteners in their assessments and that the most frequently reported predictor skills were working memory and early numerical skills, remaining the same throughout the school grades and despite the mathematical performance considered. Among Brazilian students, the cognitive skills that explain arithmetic proficiency were number transcoding, quantitative reasoning, and phonemic awareness. From the intervention, the experimental group did not differ significantly from the control group, however it showed significant advances from the pre to the post-test, being more evident among 5th graders. The complementarity of the studies allowed a comprehensive knowledge on the subject, which contributes to the understanding of which skills influence the later mathematical learning. The evidence found highlights that the development of these skills in school education can benefit students' learning in the long term. In addition, it is emphasized that an investment specifically in teaching the number system and quantitative reasoning, even in students with more schooling time, may favor the remediation and prevention of difficulties in this area of knowledge.

Aprender matemáticas, y específicamente aritmética, implica varias habilidades cognitivas que incluyen habilidades de dominio generales y específicas. Saber qué habilidades predicen mejor el rendimiento aritmético es importante para prevenir futuras dificultades que puedan enfrentar los estudiantes. Hay un interés creciente en el área de la cognición numérica por investigar cómo ocurre el proceso de aprendizaje de las matemáticas y qué habilidades subyacen en él. Sin embargo, los resultados son diversos y no siempre hay convergencia entre ellos. Esto hace que sea difícil comprender en general cuáles son las habilidades que se informan con mayor frecuencia y que influyen en el rendimiento aritmético. Además, el enfoque suele estar en la evaluación de los estudiantes al inicio de la escolaridad con la intención de prevenir futuras dificultades de aprendizaje. Todavía, queda por ver si los predictores siguen siendo los mismos en los estudiantes que han estado en el contexto escolar durante más tiempo. Así, esta tesis investigó, a través de tres estudios complementarios, las habilidades predictivas del desempeño aritmético en estudiantes alfabetizados brasileños. El primer estudio incluyó una revisión sistemática de la literatura sobre las habilidades cognitivas de dominio general y específico que son precursoras del desempeño matemático de los estudiantes desde la Educación Infantil hasta el quinto grado de la escuela primaria, incluyendo un total de 62 artículos para análisis. El segundo estudio evaluó las habilidades cognitivas de dominio general (conciencia fonémica, memoria de trabajo y comprensión lectora) y dominio específico (transcodificación numérica, estimación numérica y razonamiento cuantitativo) como predictores del desempeño aritmético en 127 estudiantes de 3° y 4° grado de Primaria, evaluados al principio y al final del mismo curso académico. El tercer estudio investigó los efectos de una intervención en el razonamiento cuantitativo, con 40 alumnos participantes del estudio anterior, pero cuando estaban en 4º y 5º curso. Como resultados principales, se destaca que la mayoría de los artículos incluidos en la revisión sistemática consideraron estudiantes de Educación Infantil en sus evaluaciones y que las habilidades predictoras reportadas con mayor frecuencia fueron memoria de trabajo y habilidades numéricas iniciales, permaneciendo iguales durante toda la educación primaria y a pesar del rendimiento matemático considerado. Entre los estudiantes brasileños, las habilidades cognitivas explicativas de la competencia aritmética fueron la transcodificación numérica, el razonamiento cuantitativo y la conciencia fonémica. De la intervención, el grupo experimental no difirió significativamente del grupo control, sin embargo, mostró avances significativos del pre al post-test, siendo más evidente entre los estudiantes de 5º grado. La complementariedad de los estudios permitió un conocimiento integral sobre el tema, lo que contribuye a la comprensión de qué habilidades influyen en el aprendizaje matemático posterior. La evidencia encontrada destaca que el desarrollo de estas habilidades en la educación escolar podrá beneficiar el aprendizaje de los estudiantes a largo plazo. Además, se enfatiza que una inversión específicamente en la enseñanza del sistema numérico y del razonamiento cuantitativo, incluso en estudiantes con más tiempo de escolaridad, puede favorecer la remediación y prevención de dificultades en esta área de conocimiento.