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Science Education, Inventive Mathematics Education, and Educational Robotics: Understandings Produced by Students During an Investigative Synthesis Experience with an Interactive Book on the Cerrado Phytophysiognomies

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DOI:

https://doi.org/10.1590/SciELOPreprints.17257

Keywords:

Science Teaching, Inventive Mathematics Education, Educational Robotics, ; Cerrado Phytophysiognomies, Educational Product

Abstract

The Cerrado is characterized by its high biodiversity and the diversity of phytophysiognomies distributed across grassland, savanna, and forest formations. Despite this environmental richness, Basic Education students often experience difficulties in understanding these formations in an integrated way. In this context, this study aimed to analyze the understandings produced by students during the development of the Classification Synthesis module of the Educational Product Educational Robotics in the Cerrado, developed from the perspective of Inventive Mathematics Education with Educational Robotics. This qualitative study was conducted from the perspective of cartographic intervention research. The Educational Product was developed through experiences carried out with 69 seventh-grade students in 2024, who collaborated in the composition of inventive worlds by building scale models, assembling and programming educational robots, and producing videos. Subsequently, the interactive book was shared with 33 seventh-grade students in 2025. The present study analyzes the understandings produced by the group of six students responsible for the Classification Synthesis module, based on their responses to the investigative questions, graphical productions, written records, and the evaluation produced at the end of the experience. The analysis revealed three analytical movements: the organization of the Cerrado phytophysiognomies into grassland, savanna, and forest formations; the expansion of understandings about the phytophysiognomic diversity of the Cerrado; and the production of meanings regarding the investigative process. The results indicate that the Classification Synthesis module fostered the production of understandings about the organization of the Cerrado phytophysiognomies through the classification proposed by Ribeiro and Walter (2008), enabling students to recognize, relate, and integrate different grassland, savanna, and forest formations. By analyzing the classification scheme available in the interactive book, the students identified previously known phytophysiognomies, recognized others that had not yet been directly explored, and established relationships among grassland, savanna, and forest formations, producing a more integrated understanding of the biome's phytophysiognomic diversity. It is concluded that investigative synthesis activities promote the integration of understandings produced throughout investigative learning pathways, highlighting the potential of the articulation between Science Teaching, Inventive Mathematics Education, and Educational Robotics in Basic Education.

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Author Biographies

Wiara Soares da Silva, Goiás State University

Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências (PPEC), Mestrado Profissional da Universidade Estadual de Goiás (UEG), na linha de pesquisa Metodologias e Recursos Educacionais para o Ensino de Ciências. Atualmente é professora efetiva da Secretaria de Estado da Educação de Goiás, lotada no Colégio Estadual da Polícia Militar Cabo Edmilson de Sousa Lemes, em Palmeiras de Goiás, onde atua no ensino de Ciências da Natureza no Ensino Fundamental II e Biologia no Ensino Médio. Desenvolve pesquisas na área de Ensino de Ciências com ênfase em Robótica Educacional, Educação Matemática Inventiva, tecnologias educacionais, livro interativo e ensino das fitofisionomias do Cerrado, possuindo produção científica publicada em periódicos, eventos científicos e publicação internacional.
Exerceu a função de gestora do Centro de Ensino em Período Integral (CEPI) Barão do Rio Branco entre 2015 e 2018. Também atuosa como coordenadora pedagógica, coordenadora de Educação a Distância (FICS) e professora da Rede Estadual de Educação de Goiás. Participou do Programa de Residência Pedagógica, em parceria entre a Universidade Estadual de Goiás (UEG) e a CAPES, e ministrou palestra para acadêmicos da UEG intitulada "Estrutura da Base Nacional Comum Curricular (BNCC) e o Ensino de Ciências e Biologia".
Possui formação técnica em Magistério em nível médio, graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual de Goiás (UEG, 2009), quando desenvolveu pesquisa na área de Parasitologia Humana (EPF), e especialização em Uso e Preservação dos Ecossistemas Naturais e Sistemas Agrários pela UEG, desenvolvendo pesquisa sobre a abordagem do solo na Base Nacional Comum Curricular (BNCC). No mestrado, investiga o Ensino de Ciências na perspectiva da Robótica Educacional e da Educação Matemática Inventiva, com foco na produção de recursos educacionais para o ensino das fitofisionomias do Cerrado.
Também possui experiência na iniciativa privada como professora, além de atuação nas áreas de Farmácia Magistral (atendimento e administração) e música (canto e instrumento).

Marcos Roberto da Silva, Goiás State University

Docente da Universidade Estadual de Goiás (UEG) no curso de Licenciatura em Matemática do Câmpus Sudoeste - Sede Quirinópolis. Pós-doutorado em Educação, Processos Formativos e Desigualdades Sociais pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro-UERJ. Doutorado em Educação pela Universidade Federal de Uberlândia (UFU), na linha de Educação em Ciências e Matemática. Mestrado em Educação para Ciências e Matemática, pelo Instituto Federal de Educação, Ciências e Tecnologia de Goiás. Graduado em Ciências- Licenciatura Plena em Matemática, pela Universidade Estadual de Goiás (UEG) Câmpus Sudoeste - Sede Quirinópolis. Especialização em Matemática e Estatística pela Universidade de Rio Verde (UNIRV). Tem experiência como professor de Matemática na Educação Básica desde 2002 e no Ensino Superior desde 2011. É coordenador do subprojeto do Programa Federal de Residência Pedagógica (Bolsista ⁹CAPES) na UEG-Câmpus Sudoeste, Sede Quirinópolis. É pesquisador integrante do grupo de pesquisa NUPEME, na linha de robótica educacional. Desenvolve pesquisas, projetos de extensão e materiais didáticos com o uso de robótica na perspectiva da Educação Matemática Inventiva fruto de sua tese de doutorado.

Submitted

08/03/2026

Posted

08/07/2026 — Updated on 08/05/2026

How to Cite

Science Education, Inventive Mathematics Education, and Educational Robotics: Understandings Produced by Students During an Investigative Synthesis Experience with an Interactive Book on the Cerrado Phytophysiognomies. (2026). In SciELO Preprints. https://doi.org/10.1590/SciELOPreprints.17257

Section

Biological Sciences

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  • The research data is contained in the manuscript