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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CARLOS ALBERTO REYES MALDONADO
Matemática em Rede Nacional (31075010001P2)
IA GENERATIVA NA EDUCAÇÃO MATEMÁTICA: EXPLORANDO O CHATGPT EM QUESTÕES DO NÍVEL I DA OLIMPÍADA DE MATEMÁTICA DA UNEMAT.
PAULO CEZAR KROTH DOS SANTOS
DISSERTAÇÃO
06/12/2023

Esta pesquisa explora o uso da Inteligência Artificial Generativa (IAG), especificamente o serviço ChatGPT, desenvolvido pela empresa OpenAI, como uma ferramenta de auxílio aos professores de matemática na elaboração de materiais de apoio para os alunos participantes da Olimpíada de Matemática da UNEMAT (OMU). Entende-se por material de apoio gabaritos para as questões da OMU, bem como novas questões preparatórias. A OMU está organizada em dois polos, o polo Barra do Bugres e o polo Sinop. Independentemente do polo ela é estruturada em quatro níveis, abrangendo os estudantes desde os anos iniciais do ensino fundamental (Nível I) até o ensino médio (Nível IV). O foco desta pesquisa é o Nível I da OMU (4º e 5º anos). Para os experimentos práticos foi adotado como dado de entrada os cadernos de provas da OMU polo Sinop, dos últimos 5 anos (2017, 2018, 2019, 2022 e 2023), totalizando 118 questões. Os experimentos foram realizados em três etapas, que procuraram avaliar as potencialidades e limitações das versões ChatGPT-4 (paga) e ChatGPT-3.5 (gratuita). A primeira etapa testou a eficiência do ChatGPT-4 na criação de gabaritos, analisando acertos, erros e metodologias de solução. A segunda etapa comparou os gabaritos gerados por ambas as versões do ChatGPT. Na terceira etapa, avaliamos a habilidade do ChatGPT-3.5 em produzir questões de prática para os alunos. Os resultados mostraram que o ChatGPT-4 possui uma taxa de acerto de 82,20%, com dificuldades principalmente em questões que incluem elementos visuais. Por outro lado, o ChatGPT-3.5, que não processa elementos visuais, teve uma taxa de acerto de 70,24%. Em comparação, o ChatGPT-4 superou o ChatGPT-3.5 em precisão e detalhamento nas respostas. As questões geradas pelo ChatGPT-3.5 foram, em sua maioria, pertinentes ao contexto. Concluímos que o ChatGPT tem um potencial significativo como ferramenta de apoio na geração de materiais didáticos para a OMU. Contudo, há necessidade de melhorias na interpretação de elementos visuais pelo ChatGPT-4 e ajustes na dificuldade das questões criadas pelo ChatGPT-3.5. As limitações encontradas indicam caminhos para futuras pesquisas e aprimoramento da IAG no ensino de matemática. A pesquisa resulta em um registro documental valioso das respostas e questões geradas pelo ChatGPT, contribuindo para estudos futuros na área.

Inteligência Artificial;Olimpíada de Matemática;ChatGPT.
This research explores the use of Generative Artificial Intelligence (IAG), specifically the ChatGPT service, developed by the company OpenAI, as a tool to assist mathematics teachers in preparing support materials for students participating in the UNEMAT Mathematics Olympiad (OMU ). Support material is understood as templates for OMU questions, as well as new preparatory questions. The OMU is organized into two hubs, the Barra do Bugres hub and the Sinop hub. Regardless of the center, it is structured into four levels, covering students from the early years of elementary school (Level I) to high school (Level IV). The focus of this research is OMU Level I (4th and 5th years). For the practical experiments, the OMU Sinop test booklets from the last 5 years (2017, 2018, 2019, 2022 and 2023) were adopted as input data, totaling 118 questions. The experiments were carried out in three stages, which sought to evaluate the potential and limitations of the ChatGPT-4 (paid) and ChatGPT-3.5 (free) versions. The first stage tested the efficiency of ChatGPT-4 in creating templates, analyzing successes, errors and solution methodologies. The second stage compared the templates generated by both versions of ChatGPT. In the third step, we evaluate ChatGPT-3.5's ability to produce practice questions for students. The results showed that ChatGPT-4 has an accuracy rate of 82.20%, with difficulties mainly in questions that include visual elements. On the other hand, ChatGPT-3.5, which does not process visual elements, had a hit rate of 70.24%. In comparison, ChatGPT-4 outperformed ChatGPT-3.5 in accuracy and detail in responses. The questions generated by ChatGPT-3.5 were, for the most part, pertinent to the context. We conclude that ChatGPT has significant potential as a support tool in the generation of teaching materials for the OMU. However, there is a need for improvements in the interpretation of visual elements by ChatGPT-4 and adjustments in the difficulty of questions created by ChatGPT-3.5. The limitations found indicate paths for future research and improvement of IAG in mathematics teaching. The research results in a valuable documentary record of the responses and questions generated by ChatGPT, contributing to future studies in the area.
Artificial Intelligence;Mathematics Olympiad;ChatGPT
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CARLOS ALBERTO REYES MALDONADO
O trabalho possui divulgação autorizada
Paulo Cezar Kroth dos Santos.pdf

Contexto

MATEMÁTICA NA EDUCAÇÃO BÁSICA
MATEMÁTICA NA EDUCAÇÃO BÁSICA E SUAS TECNOLOGIAS
Ensino Básico de Matemática e Aplicações

Banca Examinadora

ERICO FERNANDO DE OLIVEIRA MARTINS
DOCENTE - COLABORADOR
Sim
Nome Categoria
RODRIGO BRUNO ZANIN Docente - PERMANENTE
MIGUEL TADAYUKI KOGA Docente - PERMANENTE
ERICO FERNANDO DE OLIVEIRA MARTINS Docente - COLABORADOR
EDSON PEREIRA BARBOSA Participante Externo

Vínculo

Servidor Público
Empresa Pública ou Estatal
Ensino e Pesquisa
Sim

Produções Intelectuais Associadas

Não existem produções associadas ao trabalho de conclusão.
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