RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 19, n. esp. 2, e024084, 2024. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v19iesp.2.18594 1
DESAFIOS E OPORTUNIDADES PARA O USO DO CHAT GPT NA PESQUISA EM
EDUCAÇÃO MATEMÁTICA
DESAFÍOS Y OPORTUNIDADES PARA EL USO DE CHAT GPT EN
INVESTIGACIONES DE EDUCACIÓN MATEMÁTICA
CHALLENGES AND OPPORTUNITIES FOR THE USE OF CHAT GPT IN
MATHEMATICAL EDUCATION RESEARCH
Jonas Souza BARREIRA1
e-mail: jonassouzabarreira@gmail.com
Marcos Guilherme MOURA-SILVA2
e-mail: marcosgmouras@yahoo.com.br
Tadeu Oliver GONÇALVES3
e-mail: tadeuoliver@yahoo.com.br
Como referenciar este artigo:
BARREIRA, J. S.; MOURA-SILVA, M. G.; GONÇALVES, T. O.
Desafios e oportunidades para o uso do chat GPT na pesquisa em
educação matemática. Revista Ibero-Americana de Estudos em
Educação, Araraquara, v. 19, n. esp. 2, e024084, 2024. e-ISSN:
1982-5587. DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v19iesp.2.18594
| Submetido em: 14/10/2023
| Revisões requeridas em: 06/11/2023
| Aprovado em: 07/02/2024
| Publicado em: 20/07/2024
Editor:
Prof. Dr. José Luís Bizelli
Editor Adjunto Executivo:
Prof. Dr. José Anderson Santos Cruz
1
Universidade Federal do Pará (UFPA), Belém – PA – Brasil. Doutor pelo Programa de Pós-Graduação em
Educação em Ciências e Matemáticas (PPGECM/UFPA).
2
Universidade Federal do Pará (UFPA), Belém – PA – Brasil. Professor permanente do Programa de Pós-
Graduação em Educação em Ciências e Matemáticas (PPGECM/UFPA). Doutorado em Educação em Ciências e
Matemáticas (UFPA).
3
Universidade Federal do Pará (UFPA), Belém – PA – Brasil. Docente/Pesquisador do Programa de Pós-
Graduação em Educação em Ciências e Matemáticas (PPGECM/UFPA).
Desafios e oportunidades para o uso do chat GPT na pesquisa em educação matemática
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 19, n. esp. 2, e024084, 2024. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v19iesp.2.18594 2
RESUMO: O objetivo desse artigo é identificar os principais desafios e oportunidades
associados ao uso do Chat GPT como ferramenta de apoio à pesquisa em Educação Matemática.
Para tanto, realizamos uma entrevista com a Inteligência Artificial Chat GPT4. Os resultados
indicam que o Chat GPT é uma ferramenta promissora baseada em inteligência artificial com
potencial para auxiliar na pesquisa e ensino em educação matemática. Entretanto, seu uso
responsável e ético requer consideração cuidadosa de seus desafios, limitações e oportunidades.
A supervisão humana e a integração com outras metodologias de pesquisa são fundamentais
para equilibrar o uso dessa tecnologia com abordagens pedagógicas. Por fim, promover a
equidade e a inclusão são essenciais para garantir que todos os alunos tenham acesso à
tecnologia e se beneficiem de seu potencial.
PALAVRAS-CHAVE: Chat GPT. Educação Matemática. Inteligência Artificial. Tecnologia
da Informação e comunicação.
RESUMEN: El propósito de este artículo es identificar los principales retos y oportunidades
vinculados con el uso de Chat GPT como herramienta de apoyo en investigaciones de
Educación Matemática. Para ello, realizamos una entrevista con la Inteligencia Artificial Chat
GPT4. Los resultados señalan que Chat GPT es una herramienta alentadora basada en
inteligencia artificial con potencial para asistir en la investigación y enseñanza matemática.
Sin embargo, su empleo responsable y ético demanda una reflexión detallada sobre sus
desafíos, limitaciones y oportunidades. La supervisión humana y la combinación con otras
metodologías investigativas son esenciales para equilibrar el uso de esta tecnología con
enfoques pedagógicos. Finalmente, fomentar la equidad y la inclusión es crucial para asegurar
que todos los estudiantes accedan a la tecnología y aprovechen su potencial.
PALABRAS CLAVE: Chat GPT. Educación Matemática. Inteligencia Artificial. Tecnologías
de la Información y Comunicación.
ABSTRACT: The aim of this article is to identify the main challenges and opportunities related
to the use of Chat GPT as a support tool in Mathematical Education research. For this purpose,
we conducted an interview with the Artificial Intelligence, Chat GPT4. The findings suggest
that Chat GPT is an encouraging tool based on artificial intelligence with the potential to assist
in both research and teaching in mathematics. However, its ethical and responsible use calls
for a thorough examination of its challenges, limitations, and opportunities. Human oversight
and the integration with other research methodologies are vital to balance the application of
this technology with pedagogical approaches. Ultimately, promoting equity and inclusion is
essential to ensure all students have access to technology and can harness its potential.
KEYWORDS: GPT Chat. Mathematics education. Artificial intelligence. Information and
communication technologies.
Jonas Souza BARREIRA; Marcos Guilherme MOURA-SILVA e Tadeu Oliver GONÇALVES
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 19, n. esp. 2, e024084, 2024. e-ISSN: 1982-5587
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Introdução
A evolução progressiva da Inteligência Artificial (IA) tem proporcionado uma miríade
de inovações e benefícios transversais a múltiplos domínios. Na esfera da medicina, tem-se
observado a utilização estratégica da IA para incrementar a acurácia do diagnóstico e
prognóstico de patologias, facultando terapias mais efetivas e personalizadas.
No âmbito da indústria automobilística, a IA tem sido uma força revolucionária, em
especial com o advento de veículos autônomos, que possuem o potencial de incrementar a
segurança viária e atenuar os congestionamentos. Segundo a análise de Bojarski et al. (2016),
a Tesla, corporação inovadora, tem se destacado no emprego da IA em sua frota de veículos
elétricos. Esta tecnologia desempenha um papel vital no desenvolvimento e aperfeiçoamento
da capacidade de condução autônoma de seus veículos, contribuindo para a segurança,
eficiência e experiência do usuário. Apesar de tal tecnologia ainda não estar amplamente
disponível no território brasileiro, já é perceptível o quanto a IA pode incrementar a qualidade
dos automóveis.
No setor financeiro, a IA também tem exercido impacto significativo, com a concepção
de algoritmos de negociação capazes de processar vastos volumes de dados e tomar decisões
em tempo ínfimo. Estes algoritmos auxiliam a otimizar as transações de mercado, gerenciar
riscos e descobrir oportunidades de investimento.
No domínio artístico, a IA tem sido empregada na criação de obras originais, explorando
novas formas de expressão e desafiando a interseção entre humano e máquina. Adicionalmente,
a IA vem sendo utilizada no setor de entretenimento para elaborar roteiros e efeitos especiais,
tornando o conteúdo mais imersivo e atraente para a audiência.
Na esfera educacional, sistemas de IA têm viabilizado programas de aprendizagem
adaptativa, que identificam as necessidades individuais dos discentes e adequam o conteúdo e
a metodologia pedagógica. Isso pode culminar em um aprendizado mais significativo e uma
melhor construção de conhecimento (Koedinger et al., 1997).
Os sistemas de Inteligência Artificial (IA) empregados na elaboração de programas de
aprendizado adaptativo são componentes cruciais da progressão tecnológica no campo
educacional. Estes sistemas oferecem instrução personalizada aos discentes, adaptando-se às
suas exigências individuais e competências. Existe uma multiplicidade de aplicações e
plataformas que se utilizam da IA para proporcionar experiências de aprendizado adaptativo.
Dentre estas, podem-se citar o DreamBox Learning, uma plataforma de ensino online de
matemática que emprega algoritmos adaptativos para ajustar o conteúdo e a velocidade de
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aprendizado baseado no desempenho discente; o Knewton, que se utiliza da IA para analisar o
desempenho dos discentes e adaptar o conteúdo e atividades de aprendizado às necessidades
individuais; e a plataforma ALEKS (Assessment and Learning in Knowledge Spaces), um outro
exemplo de sistema de aprendizado adaptativo fundamentado em IA.
De maneira sucinta, os sistemas de IA utilizados para desenvolver programas de
aprendizado adaptativo estão remodelando a maneira como os discentes aprendem e interagem
com o conteúdo educacional. Estas plataformas e aplicações proporcionam instrução
personalizada, possibilitando que os discentes alcancem o seu potencial máximo de
aprendizado.
A adoção da IA nos cursos de pós-graduação em Educação Matemática tem se
intensificado, trazendo benefícios para tanto para os discentes quanto para os educadores.
Conforme já indicado, uma das maneiras através das quais a IA está sendo utilizada nos cursos
de pós-graduação em Educação Matemática é através do desenvolvimento de sistemas de
tutoria inteligentes e ambientes de aprendizado virtual matemática. Tais sistemas podem
proporcionar aos discentes oportunidades de aprendizado personalizado e adaptativo,
ajustando-se às suas necessidades específicas e incentivando uma compreensão profunda dos
conceitos matemáticos (Woolf, 2009).
No atual panorama, o Chat GPT configura-se como uma das mais recentes e sofisticadas
ferramentas de Inteligência Artificial (IA) desenvolvidas pela OpenAI, demonstrando
capacidade para executar variadas tarefas com eficiência. O termo "Chat GPT" designa um
modelo de linguagem fundamentado em IA que é empregado para gerar textos e realizar tarefas
de processamento de linguagem natural. "GPT" é a sigla para "Generative Pre-trained
Transformer", a qual descreve a arquitetura e a técnica de treinamento empregadas para a
criação desses modelos de linguagem.
No atual cenário, onde se presencia uma incorporação quase incessante de tecnologias
de Inteligência Artificial (IA) em quase todas as esferas da sociedade, torna-se crucial uma
investigação sobre os desafios e as oportunidades emergentes para a utilização desta ferramenta
no campo da pesquisa em educação matemática.
Tal domínio, caracterizado por uma necessidade profunda de personalização e
adaptação, pode se beneficiar significativamente dos progressos proporcionados pela IA.
Destarte, neste artigo, nos indagamos: "De que maneira é possível implementar o uso
responsável do Chat GPT como ferramenta de apoio à pesquisa em educação matemática,
levando em consideração seus desafios e oportunidades?". Para tal, temos como objetivo:
Jonas Souza BARREIRA; Marcos Guilherme MOURA-SILVA e Tadeu Oliver GONÇALVES
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Identificar os principais desafios e oportunidades associados ao uso do Chat GPT como
ferramenta de apoio à pesquisa em educação matemática.
Uma Análise Histórica dos Avanços e Impactos da Inteligência Artificial na Pesquisa em
Educação Matemática
A história das tecnologias é uma exploração fascinante que se estende desde as primeiras
ferramentas e invenções da antiguidade até o advento contemporâneo da Inteligência Artificial
(IA). Iniciamos com a revolução neolítica, quando as primeiras sociedades agrícolas
conceberam instrumentos rudimentares de pedra e madeira para auxiliar nas suas tarefas
cotidianas. Prosseguimos até a antiguidade clássica, onde tecnologias inovadoras, como o
aqueduto romano e a imprensa chinesa, surgiram.
A era contemporânea, entretanto, foi um período marcado pela acelerada e constante
inovação. A Revolução Industrial dos séculos XVIII e XIX introduziu maquinários a vapor e a
produção em massa, transformando as economias e sociedades globais (Moll, 2021). A
invenção da eletricidade no século XIX pavimentou o caminho para uma série de novas
tecnologias, incluindo a luz elétrica, o telégrafo e, eventualmente, o telefone.
No século XX, a criação dos computadores digitais representou um marco na trajetória
tecnológica. Os primeiros computadores eram máquinas gigantescas, utilizadas principalmente
para fins militares e científicos, mas a invenção dos circuitos integrados e dos
microprocessadores na década de 1960 permitiu a miniaturização dos computadores e a sua
disseminação para uso doméstico e comercial (Belusso; Peruchin, 2018).
Com a difusão da Internet na década de 1990, o mundo tornou-se cada vez mais
interligado, inaugurando uma nova era de informação e comunicação digital. Estes avanços
tecnológicos geraram uma vasta quantidade de dados, que por sua vez impulsionaram o
desenvolvimento de algoritmos e técnicas de aprendizado de máquina. É neste contexto que se
insere a Inteligência Artificial. Fundamentada em algoritmos de aprendizado de máquina, a IA
possui a capacidade de aprender a partir de dados, realizar previsões e tomar decisões.
Atualmente, a IA encontra-se presente numa ampla gama de aplicações, desde
assistentes virtuais em smartphones até veículos autônomos e diagnósticos médicos avançados.
Ela representa o apogeu de milhares de anos de progresso tecnológico e continua a abrir novos
horizontes para inovações futuras, incluindo ambientes educacionais, como na pesquisa em
Educação Matemática.
A Inteligência Artificial (IA) tem assumido um papel cada vez mais relevante na
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pesquisa em Educação Matemática ao longo dos anos. Desde o advento dos primeiros softwares
educacionais até as mais recentes inovações em IA, a tecnologia tem sido um parceiro
estratégico na promoção de novos métodos e abordagens no ensino e na pesquisa em
matemática.
Os primeiros passos para a integração da IA na Educação Matemática ocorreram com o
surgimento dos computadores pessoais e softwares educacionais na década de 1980. Esses
programas possibilitaram a exploração de conceitos matemáticos de forma interativa e visual,
incentivando os estudantes a desenvolver habilidades de resolução de problemas e compreensão
de conceitos abstratos (Ellington, 2003; Belusso; Peruchin, 2018).
Segundo Ellington (2003) à medida que o tempo passou, a IA evoluiu e começou a ser
incorporada em dispositivos portáteis, como calculadoras gráficas. Essas calculadoras
proporcionavam aos alunos ferramentas para resolver problemas complexos e visualizar
funções matemáticas de maneira mais intuitiva. Esta evolução trouxe novas oportunidades para
a pesquisa em Educação Matemática, permitindo aos pesquisadores investigar os impactos
dessas ferramentas no aprendizado e no ensino de matemática
O desenvolvimento da internet e das plataformas de aprendizado online também
representou um marco significativo na pesquisa em Educação Matemática. Com o aumento da
conectividade e do acesso a recursos online, os pesquisadores começaram a investigar como a
interação e a colaboração em ambientes virtuais poderiam impactar o aprendizado de
matemática (Sutherland et al., 2004). Além disso, as plataformas de aprendizado online
proporcionaram o acesso a uma variedade de recursos e atividades interativas, oferecendo novas
oportunidades para a pesquisa em Educação Matemática.
Atualmente, a IA e os sistemas de aprendizado adaptativo estão desempenhando um
papel cada vez mais importante na Educação Matemática (Woolf, 2009). Estas ferramentas de
IA têm sido empregadas para criar programas que se adaptam às necessidades individuais dos
alunos, fornecendo instrução personalizada e permitindo aos pesquisadores investigar novas
abordagens e metodologias no ensino e aprendizado de matemática.
No Brasil, a implementação e o estudo da Inteligência Artificial (IA) na Educação
Matemática ainda não foram estabelecidos como um campo de estudo específico. Esta
constatação evidencia uma lacuna significativa na pesquisa educacional do país, especialmente
considerando o avanço contínuo da IA e suas múltiplas aplicações em diversas áreas, incluindo
a educação.
Atualmente, o campo mais próximo que aborda, de alguma forma, a intersecção entre a
Jonas Souza BARREIRA; Marcos Guilherme MOURA-SILVA e Tadeu Oliver GONÇALVES
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tecnologia e a educação é o das Tecnologias Digitais da Informação e Comunicação (TDICs)
na Educação. Este campo de estudo se concentra na exploração e implementação de diversas
tecnologias digitais, como a internet, os dispositivos móveis e os softwares educacionais, para
melhorar e transformar as práticas educacionais.
Embora as TDICs na educação envolvam o uso de tecnologia para facilitar e melhorar
o ensino e a aprendizagem, elas não se concentram especificamente na IA. Entretanto, dada a
natureza sempre evolutiva das TDICs e o potencial revolucionário da IA, é razoável prever que
a IA possa em breve tornar-se um foco de estudo dentro do campo mais amplo das TDICs na
educação.
As TDICs têm desempenhado um papel cada vez mais importante na sociedade
brasileira, impactando diversos aspectos da vida cotidiana, incluindo trabalho, comunicação,
entretenimento e educação. No campo da educação, as TDICs estão transformando a maneira
como professores e alunos interagem e aprendem, fornecendo novas oportunidades e desafios.
Um levantamento realizado para este artigo (tabela 01), mostram dez pesquisas relevantes
publicadas entre 2017 e 2022, que exploram o uso das TDICs na Educação Matemática:
Tabela 1 – Título da tabela Publicações entre 2017 e 2022, que exploram o uso das TDICs na
educação matemática
SÍNTESE DA PESQUISA
Explora a aplicação de aplicativos móveis para melhorar as taxas de
aprovação em cursos de matemática em instituições de ensino superior.
Utilizando uma abordagem qualitativa, o estudo analisou relatórios de exames
finais de sete semestres consecutivos e coletou dados de professores de
matemática da Universiti Teknologi MARA, no Sarawak Branch.
Os autores investigaram a Realidade Aumentada (RA) como uma estratégia
pedagógica para a aprendizagem de Geometria Espacial, utilizando o
software GeoGebra e a Sequência Fedathi (SF). A pesquisa exploratória
qualitativa analisou encontros formativos virtuais e concluiu que a RA e o
GeoGebra engajam estudantes e apoiam o ensino de Geometria Espacial;
Os autores investigaram a formação de professores e a integração do
pensamento computacional e da inteligência artificial na educação. Eles
analisaram o uso do ambiente App Inventor no planejamento de sequências
didáticas.
Aborda uma lição introdutória de pensamento computacional (CT) aplicada a
88 alunos em uma universidade americana. A atividade envolveu o projeto
básico de robôs em diferentes formatos de curso. A colaboração entre
docentes de educação e um professor de ciência da computação gerou
discussões sobre a integração do CT na formação de professores.
Analisa a implementação do currículo de matemática por professores do
ensino fundamental no Chile durante a pandemia da COVID-19, com foco em
estratégias didáticas e recursos educacionais. Os resultados revelam relações
entre conhecimento técnico, experiência e estratégias adotadas, além de
diferenças entre educadores rurais e urbanos.
O estudo aplica o algoritmo de rede neural na mineração de dados de recursos
educacionais e apresenta novas ideias para o desenvolvimento inteligente da
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avaliação do ensino. O algoritmo Apriori é modificado com base na árvore de
decisão e aplicado na análise das correlações entre os resultados da avaliação
do ensino e fatores como idade, gênero, título profissional e qualificação
acadêmica. Os resultados indicam que o algoritmo Apriori e o algoritmo
DEA-BP extraem leis e conhecimentos potenciais dos dados de avaliação do
ensino, oferecendo suporte às decisões e promovendo o desenvolvimento
inteligente de sistemas de tomada de decisão.
Apresenta uma revisão de literatura sobre o uso do WhatsApp na interação
entre professores de matemática e alunos durante o ensino e aprendizagem no
período de 2019 a 2020, abordando a influência da pandemia da COVID-19.
Os resultados indicam que as tecnologias móveis auxiliam na aprendizagem
de matemática e o WhatsApp promove ambientes colaborativos,
aproximando professores e alunos.
investiga a percepção dos professores sobre o impacto das tecnologias de
primeira e segunda geração, incluindo inteligência artificial, na docência.
Através de questionários, a pesquisa busca entender como os professores
veem e lidam com os desafios dessas inovações na educação.
Fonte: Elaboração dos autores
As pesquisas mencionadas acima abordam o uso de TDICs na Educação Matemática.
Essas pesquisas exploraram uma variedade de aspectos, como o uso de aplicativos móveis,
realidade aumentada, geocaching, vídeos interativos, inteligência artificial, e plataformas de
comunicação. Tais estudos compartilham do ideal de melhorar a qualidade do ensino e a
experiência de aprendizado dos alunos e identificar estratégias eficazes e inovadoras para a
Educação Matemática.
Esses estudos abrangem diversos contextos educacionais, desde o ensino fundamental
até o ensino superior, e investigam o impacto das TDICs em habilidades específicas, como
raciocínio proporcional, compreensão de conceitos geométricos, e aprendizado de álgebra. Eles
também consideram as implicações dessas tecnologias no envolvimento e motivação dos
alunos, assim como na promoção da aprendizagem colaborativa.
Algumas pesquisas focalizam em contextos específicos, como o ensino em escolas do
campo e o uso de tecnologias durante a pandemia da COVID-19, destacando o papel das TDICs
como ferramentas de suporte em situações desafiadoras. Outros estudos, por outro lado,
analisam as tendências, os pontos críticos, e as perspectivas futuras no campo da inteligência
artificial aplicada ao ensino de matemática.
No geral, os estudos indicam que o uso das TDICs na Educação Matemática pode trazer
benefícios significativos, como melhorias no desempenho acadêmico, aumento do
envolvimento e motivação, e maior compreensão dos conceitos matemáticos. No entanto,
também é crucial considerar os desafios associados à implementação dessas tecnologias, como
a necessidade de treinamento adequado para os professores e questões relacionadas à equidade
no acesso às tecnologias.
Jonas Souza BARREIRA; Marcos Guilherme MOURA-SILVA e Tadeu Oliver GONÇALVES
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Materiais e Métodos
Este artigo alinha-se à abordagem de pesquisa qualitativa, conforme estabelecido por
Bogdan e Biklen (1994). Tal abordagem pressupõe que os dados são gerados diretamente a
partir da fonte, o pesquisador sendo o principal agente de sua geração. Ou seja, o contato direto
do pesquisador com o indivíduo pesquisado, o contexto, o ambiente, dentre outros fatores, são
valorizados sob a perspectiva direta e introspectiva do pesquisador, em vista de que “o
comportamento humano é consideravelmente influenciado pelo contexto” (Bogdan; Biklen,
1994, p. 48).
Conforme exposto por Bogdan e Biklen (1994), o pesquisador qualitativo emprega
diversos instrumentos para a produção dos dados da pesquisa, isso demonstra a amplitude de
possibilidades de investigação que se apresentam no âmbito da pesquisa qualitativa. Neste
sentido, o instrumento adotado para a construção dos dados desta pesquisa foi a entrevista
semiestruturada.
No que concerne à análise dos dados, esta foi efetuada por meio da Análise Textual
Discursiva (ATD), segundo o método proposto por Moraes e Galiazzi (2007), por ser o que
mais adequadamente proporciona uma análise mais pormenorizada do objeto de investigação.
A Análise Textual Discursiva é caracterizada como um exercício de produção de metatextos,
derivados de um conjunto de textos (Gonçalves et al., 2020).
Nesse processo, são construídas estruturas de categorias que, ao serem convertidas em
textos, fornecem descrições e interpretações capazes de evidenciar novas formas de
compreender os fenômenos investigados (Moraes; Galiazzi, 2007, p. 89). A ATD constitui-se
de uma metodologia distribuída em quatro etapas - desconstrução e unitarização, categorização,
novo emergente, processo auto-organizado - de grande profundidade, demandando do
pesquisador atenção minuciosa ao transitar por cada etapa desse processo. Isso viabiliza um
melhor entendimento das informações que raramente poderiam ser desveladas por meio de
outras metodologias.
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Principais desafios e oportunidades do Generative Pre-trained Transformer (GPT) à
pesquisa em educação matemática
O Chat GPT é uma tecnologia concebida pela OpenAI, instituição de pesquisa em
inteligência artificial, erigida em dezembro de 2015 por uma plêiade de renomados especialistas
como Elon Musk, Sam Altman, Greg Brockman, Ilya Sutskever, John Schulman e Wojciech
Zaremba, entre outros. O Chat GPT está ancorado na arquitetura GPT (Generative Pre-trained
Transformer), que consiste numa linhagem de modelos linguísticos que são treinados mediante
volumosas quantidades de texto, sendo capazes de produzir respostas congruentes e pertinentes
a uma gama variada de questionamentos e temáticas. O GPT-3, para ilustrar, representa a
terceira geração desta arquitetura e alcançou notoriedade em virtude de seu desempenho notável
e habilidade de gerar textos de elevada qualidade.
"Generative Pre-trained Transformer", em português, pode ser interpretado como
"Transformador Pré-treinado Gerativo". A referida denominação possui as seguintes acepções:
i-"Gerativo" remete à aptidão do modelo de conceber novos textos a partir do
corpus textual utilizado em seu treinamento.
ii-"Pré-treinado" faz alusão ao fato de que o modelo foi treinado previamente
com um extenso conjunto de dados antes de ser calibrado para tarefas
específicas.
iii-"Transformador" é uma arquitetura de rede neural que serve de alicerce
para o modelo, possibilitando processamento paralelo e a focalização seletiva
nas partes relevantes do texto.
O Chat GPT é um recurso inovador e potente que pode ter relevância no campo da
pesquisa em Educação Matemática. Todavia, é imprescindível manter-se vigilante em relação
aos riscos correlatos à sua utilização e adotar medidas cautelares para minimizá-los. Os
pesquisadores devem assegurar a preservação de sua capacidade de reflexão crítica e elaboração
de soluções autônomas, garantir a proteção da privacidade e segurança dos dados, além de estar
atentos às questões de parcialidade e falta de transparência na IA. Ademais, é crucial fomentar
a integridade acadêmica, prevenindo o plágio e assegurando a compreensão completa das
soluções sugeridas pelo Chat GPT.
A seguir, elegemos alguns dos Principais desafios do Generative Pre-trained
Transformer (GPT) à pesquisa em educação matemática, com base nas respostas do Chat GPT.
Para tanto, acessamos a plataforma da OpenAI, disponível no endereço:
https://www.openai.com/ realizamos uma inscrição no Chat GPT-4, pagamos por uma
assinatura PLUS. Em seguida, depois de nos familiarizarmos com as ferramentas da plataforma,
fizemos uma entrevista diretamente com a IA- Chat GPT-4. Os dados da entrevista serão
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descritos a seguir:
Pesquisador: O que é o Chat GPT e como ele funciona?
IA- Chat GPT-4:
A plataforma inteligente, designada como ChatGPT-4, identifica-se como um modelo
linguístico fundamentado em Inteligência Artificial, estabelecendo seus respectivos processos
operacionais e as fronteiras de sua atuação. A vista disso, as pesquisadoras Urretavizcaya e
Onaindía (2002) salientam a pluralidade de aspectos relevantes a serem explorados no tocante
ao ensino de Inteligência Artificial. Urretavizcaya e Onaindía (2002) enfatizam a relevância de
empregar ferramentas de IA, a exemplo do ChatGPT, em domínios não tipicamente associados
à ciência da computação, a exemplo da matemática. Tal proposição se corrobora pela habilidade
exibida pelo ChatGPT em compreender e gerar textos, demonstrando assim, potencial para
auxiliar na instrução de conceitos matemáticos.
Adicionalmente, Urretavizcaya e Onaindía (2002) propõem a ideia de instituir uma
espécie de "mercado de oferta e demanda" no que se refere a matérias e docentes especializados.
Este conceito se harmoniza à capacidade do ChatGPT de prover suporte educacional escalável,
ampliando potencialmente o acesso a mentores especializados. Tal premissa também sugere a
viabilidade de empregar o ChatGPT em um leque variado de cenários instrucionais, como
videoconferências ou aulas presenciais.
Não obstante, é imperativo considerar a limitação do ChatGPT, uma vez que seu acervo
de conhecimentos é restrito a uma data específica. Tal aspecto reitera a necessidade de um
aprendizado perene e atualizado, tal como elucidadas por Urretavizcaya e Onaindía (2002).
Essa limitação também acentua a relevância da presença de educadores humanos no processo
instrucional, proporcionando orientação personalizada e adaptativa, além de estarem em dia
com as últimas inovações em suas respectivas áreas de especialização.
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Pesquisador: Você se considera relevante na pesquisa em educação matemática?
IA- Chat GPT-4:
Pesquisador: Quais são os principais desafios técnicos e pedagógicos do seu uso na
pesquisa em educação matemática?
IA- Chat GPT-4:
A inteligência artificial aborda a importância do ChatGPT no âmbito da educação
matemática, ressaltando a sua competência em auxiliar na elucidação de conceitos complexos,
prover assistência com desafios matemáticos e gerar questões práticas. Tal parecer enfatiza o
valor potencial desta ferramenta, entretanto reconhece que a IA não é capaz de substituir um
educador humano qualificado. Esta análise ponderada reforça a necessidade de integrar o
ChatGPT como um complemento ao professor, e não como substituto. No entanto, a eficácia
desta implementação reside no desenvolvimento incessante da IA para ampliar sua habilidade
em prover um suporte instrucional de qualidade.
Na terceira manifestação, a inteligência artificial aborda os desafios técnicos e
pedagógicos no que concerne à utilização do ChatGPT na educação matemática. Em termos
técnicos, os desafios concentram-se na capacidade limitada do modelo em lidar com problemas
matemáticos complexos, enquanto os desafios pedagógicos estão relacionados à dependência
excessiva de ferramentas de IA e à carência de habilidades de pensamento crítico por parte dos
alunos.
Esta manifestação oferece uma visão mais ponderada sobre a utilização do ChatGPT na
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educação matemática, lembrando que a implementação bem-sucedida de tais ferramentas
demanda uma consideração cautelosa de seus possíveis impactos negativos. Em suma, estas
manifestações sugerem que, embora o ChatGPT tenha potencial para aprimorar a educação
matemática, a sua utilização deve ser gerenciada de maneira criteriosa para maximizar os
benefícios e minimizar os riscos.
Pesquisador: Como a compreensão contextual e as limitações do conhecimento do Chat
GPT podem afetar sua eficácia na Educação Matemática?
IA- Chat GPT-4:
Pesquisador: Quais são os principais riscos associados à dependência da tecnologia e
ao viés na aplicação do Chat GPT na educação matemática?
IA- Chat GPT-4:
É evidente a preocupação manifesta pela inteligência artificial com os desafios inerentes
à sua aplicação na educação matemática, ressaltando as limitações dessas tecnologias, como a
falta de compreensão contextual e o conhecimento restrito à data de término do treinamento. A
inteligência artificial sugere que essas restrições podem comprometer a eficácia dessas
ferramentas enquanto instrumentos didáticos.
Posteriormente, a inteligência artificial amplia tal discussão, elucidando preocupações
adicionais, tais como a dependência excessiva da tecnologia no âmbito da educação matemática
e os possíveis impactos desta dependência no desenvolvimento de habilidades críticas, como o
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pensamento crítico e a resolução autônoma de problemas. Além disso, a questão do viés e da
privacidade dos dados dos alunos também são apontadas como potenciais desafios.
Diversos autores (Conceição; Chagas, 2020; Urretavizcaya; Onaindía, 2002) advogam
pela utilização ponderada e crítica da inteligência artificial para avanço nos domínios da
educação e da pesquisa científica. Urretavizcaya e Onaindía (2002) conclamam a comunidade
acadêmica a fomentar discussões sobre a aplicação da inteligência artificial na educação, ao
passo que Conceição e Chagas (2020) propõem que a inteligência artificial pode se configurar
como uma aliada valiosa na pesquisa científica.
Isso denota a emergência de um debate continuado acerca dos benefícios e desafios da
inteligência artificial na educação matemática. Assim, torna-se crucial navegar por este campo
com cautela, buscando estratégias para maximizar os benefícios da IA e simultaneamente
minimizar os possíveis danos. A integração consciente da inteligência artificial na educação
matemática e na pesquisa científica pode ser uma parte crucial dessa estratégia.
Pesquisador: Quais são as principais oportunidades e benefícios potenciais do uso do
Chat GPT na pesquisa em Educação Matemática?
IA- Chat GPT-4:
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Pesquisador: Como o Chat GPT pode ser usado para melhorar a aprendizagem e o
engajamento dos pesquisadores em educação matemática?
IA- Chat GPT-4:
A Inteligência Artificial (IA) evidencia o notável valor do ChatGPT no domínio da
educação matemática. Nessa perspectiva, o ChatGPT pode ser empregado como instrutor,
viabilizando um ensino personalizado, bem como um recurso para consultas imediatas de
conceitos e teorias matemáticas. Além disso, promove a interação e cooperação entre
acadêmicos e propicia o surgimento de novos tópicos de investigação.
Contudo, Borges Neto e Borges (2007) enfatizam a escassez de planejamento
pedagógico na informatização das instituições de ensino brasileiras, evidenciando a relevância
de um plano minuciosamente articulado antes da integração da tecnologia digital no campo
educacional. Isso serve como uma advertência de que a IA em si não constitui a resposta
definitiva, mas sim um instrumento para o aperfeiçoamento da educação. A tecnologia deve ser
amalgamada a estratégias pedagógicas claras e bem estabelecidas para que seja efetiva.
Em linha com Borges Neto e Borges (2007), podemos afirmar que a IA pode constituir-
se uma ferramenta influente para a educação. Tais autores identificam a tecnologia digital como
um veículo para a disseminação do conhecimento, propiciando representações específicas do
saber, facilitando o manuseio e proferindo feedback. Adicionalmente, permite o
acompanhamento do progresso estudantil à distância.
Destaca-se a essencialidade de uma implementação pedagogicamente direcionada e
meticulosamente planejada da IA na educação. Esta tecnologia alberga um vasto potencial para
aprimorar a investigação em educação matemática, caso seja adequadamente empregada.
Todavia, é imprescindível que educadores e instituições compreendam como otimizar a
aplicação destas ferramentas tecnológicas no suporte e incremento da aprendizagem. Isto
abrange a capacitação dos pesquisadores, a adaptação da tecnologia às demandas dos estudantes
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e a criação de ambientes de aprendizagem dinâmicos e centrados no aluno.
Pesquisador: Quais são as possíveis aplicações do Chat GPT para o desenvolvimento
de pesquisas na educação matemática?
IA- Chat GPT-4:
Pesquisador: Como você observa as perspectivas futuras e desenvolvimentos no uso
do Chat GPT na pesquisa em educação matemática?
IA- Chat GPT-4:
As respostas elucidadas pela Inteligente Artificial conhecida como Chat GPT-4 durante
esta entrevista são representativas da mais moderna tecnologia em processamento de linguagem
natural, potencialmente aplicável à investigação no âmbito da educação matemática. O Chat
GPT-4, demonstrou as possibilidades e as vantagens em potencial derivadas da implementação
da IA na pesquisa educacional matemática, enfatizando a assistência individualizada oferecida
aos alunos, o aprimoramento do acesso à informação e a colaboração entre os pesquisadores.
Ao examinar as respostas, consideramos essencial atentar para os aspectos éticos e os
perigos relacionados ao plágio intrínsecos a essa aplicação. Tais preocupações devem ser
conduzidas paralelamente à análise dos desafios, oportunidades e futuras perspectivas já
discutidas. Os dilemas éticos abrangem o uso consciente do Chat GPT, assegurando que os
pesquisadores estejam cientes das limitações e desafios do modelo, incluindo possíveis
tendências e imprecisões. A supervisão humana é imprescindível para mitigar tais riscos e para
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assegurar que o Chat GPT seja usado de maneira ética e responsável.
A ameaça de plágio configura outra importante preocupação quando da utilização do
Chat GPT na pesquisa em educação matemática. O modelo é capaz de gerar textos a partir de
seu treinamento, o que pode resultar em similaridades não desejadas com fontes preexistentes.
Para mitigar o risco de plágio, é crucial que os pesquisadores verifiquem a originalidade dos
trabalhos produzidos pelo Chat GPT e atribuam devidamente as fontes quando necessário.
Ademais, é imprescindível que os educadores instruam os alunos sobre como utilizar o Chat
GPT de maneira ética, como um instrumento de apoio, e não como substituto para o pensamento
crítico e a pesquisa original.
No cenário atual, autores como Gomes, Almeida e Junior (2019) propõem uma
contemplação intrigante acerca do papel emergente da inteligência artificial (IA) na sociedade
e a percepção de um desejo humano de gerar construções "superiores a nós próprios". Os
autores postulam que a busca pela IA pode ser um reflexo de uma necessidade humana de
ultrapassar suas próprias limitações, insinuando que o que é estritamente humano já não é mais
suficiente. Esta ideia está interligada à crença de que a salvação da humanidade não reside mais
nas mãos do ser humano.
As tecnologias de IA devem ser empregadas como instrumentos para a preservação da
vida e para sustentar os interesses humanos. A IA poderia suplantar os humanos em tarefas
insalubres, permitindo uma aplicação da ciência em prol da humanidade. Contudo, existem
domínios do saber, como a arte, a filosofia, a psicologia, a ciência e a própria educação
matemática, onde a presença humana é insubstituível (Gomes; Almeida; Junior, 2019).
Simultaneamente, Gomes, Almeida e Junior (2019) apresentam uma crítica ao
antropocentrismo, argumentando que esta visão poderia direcionar a humanidade para uma rota
autodestrutiva. A criação de IA é vista como uma resposta a esta imprevisibilidade humana e
aos comportamentos predatórios associados ao antropocentrismo. A IA representa, assim, uma
reconstrução de possibilidades a partir do não humano.
Em síntese, Gomes, Almeida e Junior (2019) convidam a uma reflexão acerca do papel
da IA no mundo contemporâneo, enfatizando a necessidade de equilibrar a sua utilização com
a compreensão das áreas onde a presença humana permanece fundamental. Além disso, os
autores instigam-nos a questionar o antropocentrismo e a procurar novas possibilidades de
coexistência e sobrevivência por intermédio da tecnologia.
Desafios e oportunidades para o uso do chat GPT na pesquisa em educação matemática
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O potencial criativo do Chat GPT na pesquisa em Educação Matemática
Ao analisar os amplos escopos da linguagem humana, o Chat GPT demonstra um
potencial significativo de inovação, notadamente no campo de investigação acadêmica em
Educação Matemática, dos quais destaca-se:
Recursos Didáticos Personalizados: Com a capacidade de compreender e responder a
solicitações complexas, o Chat GPT pode ser utilizado para criar materiais didáticos
personalizados, adaptando-se às necessidades individuais dos estudantes, tornando o ensino de
conceitos matemáticos mais acessível e relevante.
Assistência na Resolução de Problemas: O Chat GPT pode servir como uma ferramenta
de auxílio na resolução de problemas matemáticos, oferecendo soluções, sugestões ou até
mesmo propondo desafios adicionais para aprofundar a compreensão do estudante.
Colaboração em Pesquisas: pesquisadores podem se beneficiar do Chat GPT como uma
ferramenta de brainstorming, ajudando a formular hipóteses, sugerir metodologias ou mesmo
revisar literatura relevante (Pereira, 2023). Além disso, o Chat GPT pode ser integrado a
plataformas de ensino online, atuando como tutor virtual, facilitando discussões em fóruns e
proporcionando feedback instantâneo sobre trabalhos e projetos.
Em resumo, o Chat GPT oferece promissoras oportunidades para inovar na pesquisa em
Educação Matemática. No entanto, como qualquer ferramenta, deve ser usado com
discernimento e em conjunto com outras metodologias pedagógicas para maximizar seu
potencial enquanto se minimizam suas limitações.
Considerações finais
Neste estudo, o objetivo geral foi identificar os principais desafios e oportunidades
associados ao uso do Chat GPT como ferramenta de apoio à pesquisa em educação matemática.
Entretanto, na análise das respostas concedidas pela Inteligente Artificial denominada Chat
GPT-4, levamos em consideração não apenas os desafios e oportunidades, mas também os
aspectos éticos e o perigo de plágio. Concluímos que, para potencializar ao máximo a
aplicabilidade do Chat GPT na educação matemática, é imperativo que os usuários estejam
cientes dessas preocupações e implementem medidas para assegurar a utilização ética e
responsável desta tecnologia.
Reconhecemos que a inteligência artificial tem evoluído vertiginosamente nos últimos
anos, apresentando oportunidades e desafios em múltiplos domínios, incluindo a educação
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matemática. O Chat GPT é uma ferramenta promissora com capacidade para auxiliar
pesquisadores e educadores, mas seu uso consciente requer uma análise cuidadosa de seus
desafios e oportunidades.
É crucial que pesquisadores e educadores estejam informados das limitações e desafios
do Chat GPT, incluindo a compreensão contextual limitada, os possíveis vieses e as questões
éticas e de privacidade. A capacitação dos usuários em relação ao uso responsável e ético do
Chat GPT é fundamental para garantir que a ferramenta seja empregada de maneira apropriada
e complementar ao processo de pesquisa e ensino.
Além disso, a utilização consciente do Chat GPT na pesquisa em educação matemática
implica a supervisão humana e a integração com outras metodologias de investigação. Isso
inclui a verificação da qualidade e originalidade das informações produzidas pelo modelo, bem
como o equilíbrio entre o uso da tecnologia e as abordagens pedagógicas tradicionais.
Consideramos ainda que, para aproveitar ao máximo o potencial do Chat GPT na
educação matemática, é importante adequar o modelo às necessidades específicas dos alunos e
pesquisadores. Isso pode envolver o treinamento e aperfeiçoamento do modelo com base em
contextos educacionais específicos, melhorando a capacidade do Chat GPT de fornecer suporte
personalizado e eficaz.
Em termos gerais, o uso responsável do Chat GPT também deve contemplar questões
de equidade e inclusão. Isso significa garantir que todos os alunos tenham acesso à tecnologia
e possam se beneficiar de seu potencial, independentemente de sua origem socioeconômica ou
habilidades específicas. Portanto, este artigo demonstrou que o Chat GPT oferece
oportunidades significativas para melhorar a pesquisa e o ensino em educação matemática.
No entanto, é fundamental abordar seus desafios e limitações de maneira proativa para
garantir seu uso responsável e ético. Ao promover a conscientização e capacitação dos usuários,
garantir a supervisão humana, adaptar o modelo às necessidades específicas, proteger os dados
e a privacidade e promover a equidade e inclusão, podemos maximizar o potencial do Chat GPT
como uma ferramenta valiosa de apoio à pesquisa em educação matemática.
Desafios e oportunidades para o uso do chat GPT na pesquisa em educação matemática
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Desafios e oportunidades para o uso do chat GPT na pesquisa em educação matemática
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Reconhecimentos: A Universidade Federal do Pará, ao Instituto de Educação Matemática e
Científica; ao Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemáticas.
Financiamento: Não aplicável.
Conflitos de interesse: Os autores expressam, de forma explícita e inequívoca, que não
possuem quaisquer conflitos de interesse, seja de natureza financeira, acadêmica, pessoal
ou outra, que possam influenciar, de maneira direta ou indireta, o conteúdo apresentado ou
as conclusões tiradas neste trabalho. Todas as informações e dados apresentados são
resultado de investigações imparciais e objetivas, sem qualquer interferência externa que
comprometa a integridade e a honestidade do manuscrito.
Aprovação ética: Não aplicável.
Disponibilidade de dados e material: Não aplicável.
Contribuições dos autores: BARREIRA, J. S.: pesquisa de campo; coleta de dados; análise
e interpretação dos dados; redação do texto. MOURA-SILVA, M. G; GONÇALVES, T. O.:
supervisão, orientação, correções e avaliação final do manuscrito.
Processamento e editoração: Editora Ibero-Americana de Educação.
Revisão, formatação, normalização e tradução.
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DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v19iesp.2.18594 1
DESAFÍOS Y OPORTUNIDADES PARA EL USO DE CHAT GPT EN
INVESTIGACIONES DE EDUCACIÓN MATEMÁTICA
DESAFIOS E OPORTUNIDADES PARA O USO DO CHAT GPT NA PESQUISA EM
EDUCAÇÃO MATEMÁTICA
CHALLENGES AND OPPORTUNITIES FOR THE USE OF CHAT GPT IN
MATHEMATICAL EDUCATION RESEARCH
Jonas Souza BARREIRA1
e-mail: jonassouzabarreira@gmail.com
Marcos Guilherme MOURA-SILVA2
e-mail: marcosgmouras@yahoo.com.br
Tadeu Oliver GONÇALVES3
e-mail: tadeuoliver@yahoo.com.br
Cómo hacer referencia a este artículo:
BARREIRA, J. S.; MOURA-SILVA, M. G.; GONÇALVES, T. O.
Desafíos y oportunidades para el uso de chat GPT en
investigaciones de educación matemática. Revista Ibero-
Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 19, n. esp. 2,
e024084, 2024. e-ISSN: 1982-5587. DOI:
https://doi.org/10.21723/riaee.v19iesp.2.18594
| Enviado en: 14/10/2023
| Revisiones requeridas en: 06/11/2023
| Aprobado en: 07/02/2024
| Publicado en: 20/07/2024
Editor:
Prof. Dr. José Luís Bizelli
Editor Adjunto Ejecutivo:
Prof. Dr. José Anderson Santos Cruz
1
Universidad Federal de Pará (UFPA), Belém – PA – Brasil. Doctorado por el Programa de Posgrado en Educación
en Ciencias y Matemática (PPGECM/UFPA).
2
Universidad Federal de Pará (UFPA), Belém – PA – Brasil. Profesor Titular del Programa de Posgrado en
Educación en Ciencias y Matemática (PPGECM/UFPA). Doctorado en Ciencias y Educación Matemática
(UFPA)).
3
Universidad Federal de Pará (UFPA), Belém – PA – Brasil. Profesor/Investigador del Programa de Posgrado en
Educación en Ciencias y Matemática (PPGECM/UFPA).
Desafíos y oportunidades para el uso de chat GPT en investigaciones de educación matemática
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 19, n. esp. 2, e024084, 2024. e-ISSN: 1982-5587
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RESUMEN: El propósito de este artículo es identificar los principales retos y oportunidades
vinculados con el uso de Chat GPT como herramienta de apoyo en investigaciones de
Educación Matemática. Para ello, realizamos una entrevista con la Inteligencia Artificial Chat
GPT4. Los resultados señalan que Chat GPT es una herramienta alentadora basada en
inteligencia artificial con potencial para asistir en la investigación y enseñanza matemática. Sin
embargo, su empleo responsable y ético demanda una reflexión detallada sobre sus desafíos,
limitaciones y oportunidades. La supervisión humana y la combinación con otras metodologías
investigativas son esenciales para equilibrar el uso de esta tecnología con enfoques
pedagógicos. Finalmente, fomentar la equidad y la inclusión es crucial para asegurar que todos
los estudiantes accedan a la tecnología y aprovechen su potencial.
PALABRAS CLAVE: Chat GPT. Educación Matemática. Inteligencia Artificial. Tecnologías
de la Información y Comunicación.
RESUMO: O objetivo desse artigo é identificar os principais desafios e oportunidades
associados ao uso do Chat GPT como ferramenta de apoio à pesquisa em Educação
Matemática. Para tanto, realizamos uma entrevista com a Inteligência Artificial Chat GPT4.
Os resultados indicam que o Chat GPT é uma ferramenta promissora baseada em inteligência
artificial com potencial para auxiliar na pesquisa e ensino em educação matemática.
Entretanto, seu uso responsável e ético requer consideração cuidadosa de seus desafios,
limitações e oportunidades. A supervisão humana e a integração com outras metodologias de
pesquisa são fundamentais para equilibrar o uso dessa tecnologia com abordagens
pedagógicas. Por fim, promover a equidade e a inclusão são essenciais para garantir que todos
os alunos tenham acesso à tecnologia e se beneficiem de seu potencial.
PALAVRAS-CHAVE: Chat GPT. Educação Matemática. Inteligência Artificial. Tecnologia
da Informação e comunicação.
ABSTRACT: The aim of this article is to identify the main challenges and opportunities related
to the use of Chat GPT as a support tool in Mathematical Education research. For this purpose,
we conducted an interview with the Artificial Intelligence, Chat GPT4. The findings suggest
that Chat GPT is an encouraging tool based on artificial intelligence with the potential to assist
in both research and teaching in mathematics. However, its ethical and responsible use calls
for a thorough examination of its challenges, limitations, and opportunities. Human oversight
and the integration with other research methodologies are vital to balance the application of
this technology with pedagogical approaches. Ultimately, promoting equity and inclusion is
essential to ensure all students have access to technology and can harness its potential.
KEYWORDS: GPT Chat. Mathematics education. Artificial intelligence. Information and
communication technologies.
Jonas Souza BARREIRA; Marcos Guilherme MOURA-SILVA y Tadeu Oliver GONÇALVES
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 19, n. esp. 2, e024084, 2024. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v19iesp.2.18594 3
Introducción
La evolución progresiva de la Inteligencia Artificial (IA) ha proporcionado una gran
cantidad de innovaciones y beneficios en múltiples dominios. En el ámbito de la medicina, se
ha producido un uso estratégico de la IA para aumentar la precisión del diagnóstico y pronóstico
de las patologías, proporcionando terapias más eficaces y personalizadas.
Dentro de la industria automotriz, la IA ha sido una fuerza revolucionaria, especialmente
con la llegada de los vehículos autónomos, que tienen el potencial de aumentar la seguridad
vial y mitigar la congestión. De acuerdo con el análisis de Bojarski et al. (2016), Tesla, una
corporación innovadora, se ha destacado en el uso de la IA en su flota de vehículos eléctricos.
Esta tecnología desempeña un papel vital en el desarrollo y la mejora de la capacidad de
conducción autónoma de sus vehículos, contribuyendo a la seguridad, la eficiencia y la
experiencia del usuario. A pesar de que esta tecnología aún no está ampliamente disponible en
Brasil, ya se nota cuánto puede aumentar la IA la calidad de los automóviles.
En el sector financiero, la IA también ha tenido un impacto significativo, con el diseño
de algoritmos de trading capaces de procesar grandes volúmenes de datos y tomar decisiones
en muy poco tiempo. Estos algoritmos ayudan a optimizar las transacciones del mercado,
gestionar el riesgo y descubrir oportunidades de inversión.
En el ámbito artístico, la IA se ha empleado en la creación de obras originales,
explorando nuevas formas de expresión y desafiando la intersección entre humanos y máquinas.
Además, la IA se ha utilizado en la industria del entretenimiento para crear guiones y efectos
especiales, haciendo que el contenido sea más inmersivo y atractivo para la audiencia.
En el ámbito educativo, los sistemas de IA han permitido programas de aprendizaje
adaptativo, que identifican las necesidades individuales de los estudiantes y adaptan el
contenido y la metodología pedagógica. Esto puede culminar en un aprendizaje más
significativo y en una mejor construcción del conocimiento (Koedinger et al., 1997).
Los sistemas de Inteligencia Artificial (IA) empleados en el diseño de programas de
aprendizaje adaptativo son componentes cruciales de la progresión tecnológica en el campo
educativo. Estos sistemas ofrecen una instrucción personalizada a los estudiantes, adaptándose
a sus necesidades y habilidades individuales. Hay una multitud de aplicaciones y plataformas
que utilizan la IA para proporcionar experiencias de aprendizaje adaptativo. Estos incluyen
DreamBox Learning, una plataforma de enseñanza de matemáticas en línea que emplea
algoritmos adaptativos para ajustar el contenido y la velocidad de aprendizaje en función del
rendimiento de los estudiantes; Knewton, que utiliza la IA para analizar el rendimiento de los
Desafíos y oportunidades para el uso de chat GPT en investigaciones de educación matemática
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estudiantes y adaptar el contenido y las actividades de aprendizaje a las necesidades
individuales; y la plataforma ALEKS (Assessment and Learning in Knowledge Spaces), otro
ejemplo de un sistema de aprendizaje adaptativo basado en IA.
En pocas palabras, los sistemas de IA utilizados para desarrollar programas de
aprendizaje adaptativo están remodelando la forma en que los estudiantes aprenden e
interactúan con el contenido educativo. Estas plataformas y aplicaciones brindan instrucción
personalizada, lo que permite a los estudiantes alcanzar su máximo potencial de aprendizaje.
La adopción de la IA en los cursos de posgrado en Educación Matemática se ha
intensificado, lo que ha aportado beneficios tanto a los estudiantes como a los educadores.
Como ya se ha indicado, una de las formas en que se está utilizando la IA en los cursos de
posgrado en Educación Matemática es a través del desarrollo de sistemas inteligentes de tutoría
y entornos virtuales de aprendizaje de matemáticas. Estos sistemas pueden proporcionar a los
estudiantes oportunidades de aprendizaje personalizado y adaptativo, ajustándose a sus
necesidades específicas y fomentando una comprensión profunda de los conceptos matemáticos
(Woolf, 2009).
En el escenario actual, Chat GPT es una de las últimas y más sofisticadas herramientas
de Inteligencia Artificial (IA) desarrolladas por OpenAI, demostrando la capacidad de realizar
diversas tareas de manera eficiente. El término "Chat GPT" designa un modelo de lenguaje
impulsado por IA que se emplea para generar textos y realizar tareas de procesamiento del
lenguaje natural. "GPT" es el acrónimo de "Generative Pre-trained Transformer", que describe
la arquitectura y la técnica de entrenamiento empleada para crear estos modelos de lenguaje.
En el escenario actual, donde existe una incorporación casi incesante de tecnologías de
Inteligencia Artificial (IA) en casi todos los ámbitos de la sociedad, es crucial investigar los
retos y oportunidades que surgen para el uso de esta herramienta en el ámbito de la investigación
en educación matemática.
Este dominio, caracterizado por una profunda necesidad de personalización y
adaptación, puede beneficiarse significativamente de los avances proporcionados por la IA. Así,
en este artículo, nos preguntamos: "¿Cómo es posible implementar el uso responsable de Chat
GPT como herramienta de apoyo a la investigación en educación matemática, teniendo en
cuenta sus retos y oportunidades?". Para ello, pretendemos: Identificar los principales retos y
oportunidades asociados al uso de Chat GPT como herramienta de apoyo a la investigación en
educación matemática.
Jonas Souza BARREIRA; Marcos Guilherme MOURA-SILVA y Tadeu Oliver GONÇALVES
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Un análisis histórico de los avances e impactos de la inteligencia artificial en la
investigación en educación matemática
La historia de las tecnologías es una exploración fascinante que se extiende desde las
primeras herramientas e inventos de la antigüedad hasta el advenimiento contemporáneo de la
Inteligencia Artificial (IA). Comenzamos con la revolución neolítica, cuando las primeras
sociedades agrícolas idearon herramientas rudimentarias de piedra y madera para ayudarles en
sus tareas diarias. Procedemos a la antigüedad clásica, donde surgieron tecnologías innovadoras
como el acueducto romano y la imprenta china.
La era contemporánea, sin embargo, ha sido un período marcado por la innovación
acelerada y constante. La Revolución Industrial de los siglos XVIII y XIX introdujo la
maquinaria de vapor y la producción en masa, transformando las economías y sociedades
globales (Moll, 2021). La invención de la electricidad en el siglo XIX allanó el camino para
una serie de nuevas tecnologías, como la luz eléctrica, el telégrafo y, finalmente, el teléfono.
En el siglo XX, la creación de las computadoras digitales representó un hito en la
trayectoria tecnológica. Las primeras computadoras fueron máquinas gigantescas, utilizadas
principalmente con fines militares y científicos, pero la invención de los circuitos integrados y
los microprocesadores en la década de 1960 permitió la miniaturización de las computadoras y
su difusión para uso doméstico y comercial (Belusso; Peruchin, 2018).
Con la difusión de Internet en la década de 1990, el mundo se volvió cada vez más
interconectado, marcando el comienzo de una nueva era de información y comunicación
digitales. Estos avances tecnológicos han generado una gran cantidad de datos, lo que a su vez
ha impulsado el desarrollo de algoritmos y técnicas de aprendizaje automático. Es en este
contexto en el que entra la Inteligencia Artificial. Basada en algoritmos de aprendizaje
automático, la IA tiene la capacidad de aprender de los datos, hacer predicciones y tomar
decisiones.
Hoy en día, la IA está presente en una amplia gama de aplicaciones, desde asistentes
virtuales en teléfonos inteligentes hasta vehículos autónomos y diagnósticos médicos
avanzados. Representa la culminación de miles de años de progreso tecnológico y continúa
abriendo nuevos horizontes para futuras innovaciones, incluidos entornos educativos como la
investigación matemática.
La Inteligencia Artificial (IA) ha asumido un papel cada vez más relevante en la
investigación en Educación Matemática a lo largo de los años. Desde la llegada de los primeros
programas informáticos educativos hasta las últimas innovaciones en IA, la tecnología ha sido
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un socio estratégico en la promoción de nuevos métodos y enfoques en la enseñanza y la
investigación de las matemáticas.
Los primeros pasos hacia la integración de la IA en la educación matemática se dieron
con la aparición de los ordenadores personales y el software educativo en la década de 1980.
Estos programas permitieron explorar conceptos matemáticos de una manera interactiva y
visual, fomentando que los estudiantes desarrollaran habilidades de resolución de problemas y
comprensión de conceptos abstractos (Ellington, 2003; Belusso; Peruchin, 2018).
Según Ellington (2003), con el paso del tiempo, la IA evolucionó y comenzó a
incorporarse a dispositivos portátiles, como las calculadoras gráficas. Estas calculadoras
proporcionaron a los estudiantes herramientas para resolver problemas complejos y visualizar
funciones matemáticas de una manera más intuitiva. Esta evolución ha traído nuevas
oportunidades para la investigación en Educación Matemática, permitiendo a los investigadores
investigar los impactos de estas herramientas en el aprendizaje y la enseñanza de las
matemáticas
El desarrollo de Internet y de las plataformas de aprendizaje en línea también
representó un hito significativo en la investigación en Educación Matemática. Con el aumento
de la conectividad y el acceso a los recursos en línea, los investigadores comenzaron a
investigar cómo la interacción y la colaboración en entornos virtuales podrían afectar el
aprendizaje de las matemáticas (Sutherland et al., 2004). Además, las plataformas de
aprendizaje en línea han proporcionado acceso a una variedad de recursos y actividades
interactivas, brindando nuevas oportunidades para la investigación en Educación Matemática.
En la actualidad, la IA y los sistemas de aprendizaje adaptativo están desempeñando un
papel cada vez más importante en la Educación Matemática (Woolf, 2009). Estas herramientas
de IA se han empleado para crear programas que se adaptan a las necesidades individuales de
los estudiantes, proporcionando una instrucción personalizada y permitiendo a los
investigadores investigar nuevos enfoques y metodologías en la enseñanza y el aprendizaje de
las matemáticas.
En Brasil, la implementación y el estudio de la Inteligencia Artificial (IA) en la
Educación Matemática aún no se ha establecido como un campo de estudio específico. Este
hallazgo pone de manifiesto una brecha significativa en la investigación educativa del país,
especialmente teniendo en cuenta el continuo avance de la IA y sus múltiples aplicaciones en
diversas áreas, incluida la educación.
Actualmente, el campo más cercano que aborda, de alguna manera, la intersección entre
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tecnología y educación es el de las Tecnologías Digitales de la Información y la Comunicación
(TDICs) en la Educación. Este campo de estudio se centra en la exploración e implementación
de diversas tecnologías digitales, como Internet, dispositivos móviles y software educativo,
para mejorar y transformar las prácticas educativas.
Si bien los TDIC en la educación implican el uso de la tecnología para facilitar y mejorar
la enseñanza y el aprendizaje, no se centran específicamente en la IA. Sin embargo, dada la
naturaleza en constante evolución de los TDIC y el potencial revolucionario de la IA, es
razonable predecir que la IA pronto se convertirá en un foco de estudio dentro del campo más
amplio de los TDIC en la educación.
Los TDIC han desempeñado un papel cada vez más importante en la sociedad brasileña,
impactando en diversos aspectos de la vida cotidiana, como el trabajo, la comunicación, el
entretenimiento y la educación. En el campo de la educación, los TDIC están transformando la
forma en que los docentes y los estudiantes interactúan y aprenden, brindando nuevas
oportunidades y desafíos. Una encuesta realizada para este artículo (tabla 01), muestra diez
estudios relevantes publicados entre 2017 y 2022, que exploran el uso de las TDIC en la
Educación Matemática:
Tabla 1 – Título de la tabla Publicaciones entre 2017 y 2022, que exploran el uso de las
TDIC en la educación matemática
RESUMEN DE LA INVESTIGACIÓN
Explora la aplicación de aplicaciones móviles para mejorar las tasas de
aprobación en los cursos de matemáticas en instituciones de educación
superior. Utilizando un enfoque cualitativo, el estudio analizó los informes de
los exámenes finales de siete semestres consecutivos y recopiló datos de
profesores de matemáticas de la Universiti Teknologi MARA en la sucursal
de Sarawak.
Los autores investigaron la Realidad Aumentada (RA) como estrategia
pedagógica para el aprendizaje de la Geometría Espacial, utilizando el
software GeoGebra y la Secuencia Fedathi (SF). La investigación cualitativa
exploratoria analizó las reuniones formativas virtuales y concluyó que la RA
y la GeoGebra involucran a los estudiantes y apoyan la enseñanza de la
Geometría Espacial;
Los autores investigaron la formación del profesorado y la integración de
Pensamiento computacional e inteligencia artificial en la educación.
Analizaron el uso del entorno App Inventor en la planificación de secuencias
didácticas.
Cubre una lección introductoria de pensamiento computacional (CT) aplicada
a 88 estudiantes en una universidad estadounidense. La actividad consistió en
el diseño básico de robots en diferentes formatos de cursos. La colaboración
entre profesores de educación y un profesor de informática generó discusiones
sobre la integración de la CT en la formación docente.
Se analiza la implementación del currículo de matemáticas por parte de
docentes de educación básica en Chile durante la pandemia de COVID-19,
centrándose en estrategias didácticas y recursos educativos. Los resultados
revelan relaciones entre el conocimiento técnico, la experiencia y las
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estrategias adoptadas, así como diferencias entre educadores rurales y
urbanos.
El estudio aplica el algoritmo de redes neuronales en la minería de datos de
recursos educativos y presenta nuevas ideas para el desarrollo inteligente de
la evaluación docente. El algoritmo Apriori se modifica en base al árbol de
decisión y se aplica en el análisis de las correlaciones entre los resultados de
la evaluación docente y factores como la edad, el género, el título profesional
y la calificación académica. Los resultados indican que el algoritmo Apriori
y el algoritmo DEA-BP extraen leyes y conocimiento potencial de los datos
de evaluación docente, ofreciendo apoyo a la toma de decisiones y
promoviendo el desarrollo inteligente de sistemas de toma de decisiones.
Se presenta una revisión bibliográfica sobre el uso de WhatsApp en la
interacción entre profesores y estudiantes de matemáticas durante la
enseñanza y el aprendizaje en el periodo 2019-2020, abordando la influencia
de la pandemia de COVID-19. Los resultados indican que las tecnologías
móviles ayudan en el aprendizaje de las matemáticas y WhatsApp promueve
entornos colaborativos, acercando a profesores y estudiantes.
Investiga las percepciones de los docentes sobre el impacto de las tecnologías
de primera y segunda generación, incluida la inteligencia artificial, en la
enseñanza. A través de cuestionarios, la investigación busca comprender
cómo los docentes ven y enfrentan los desafíos de estas innovaciones en la
educación.
Fuente: Elaboración propia
La investigación mencionada anteriormente aborda el uso de los TDIC en la Educación
Matemática. Estas encuestas exploraron una variedad de aspectos, como el uso de aplicaciones
móviles, realidad aumentada, geocaching, videos interactivos, inteligencia artificial y
plataformas de comunicación. Dichos estudios comparten el ideal de mejorar la calidad de la
enseñanza y la experiencia de aprendizaje de los estudiantes e identificar estrategias efectivas
e innovadoras para la Educación Matemática.
Estos estudios abarcan diversos contextos educativos, desde la escuela primaria hasta la
educación superior, e investigan el impacto de los TDIC en habilidades específicas, como el
razonamiento proporcional, la comprensión de conceptos geométricos y el aprendizaje del
álgebra. También consideran las implicaciones de estas tecnologías en el compromiso y la
motivación de los estudiantes, así como en la promoción del aprendizaje colaborativo.
Algunas investigaciones se centran en contextos específicos, como la enseñanza en
escuelas rurales y el uso de tecnologías durante la pandemia de COVID-19, destacando el papel
de los TDIC como herramientas de apoyo en situaciones difíciles. Otros estudios, en cambio,
analizan las tendencias, los puntos críticos y las perspectivas de futuro en el campo de la
inteligencia artificial aplicada a la enseñanza de las matemáticas.
En general, los estudios indican que el uso de TDIC en la Educación Matemática puede
aportar beneficios significativos, como mejoras en el rendimiento académico, un mayor
compromiso y motivación, y una mayor comprensión de los conceptos matemáticos. Sin
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embargo, también es crucial considerar los desafíos asociados con la implementación de estas
tecnologías, como la necesidad de una capacitación adecuada para los docentes y las cuestiones
relacionadas con la equidad en el acceso a las tecnologías.
Materiales y métodos
Este artículo se alinea con el enfoque de investigación cualitativa establecido por
Bogdan y Biklen (1994). Este enfoque asume que los datos se generan directamente desde la
fuente, siendo el investigador el principal agente de su generación. Es decir, el contacto directo
del investigador con el individuo investigado, el contexto, el entorno, entre otros factores, son
valorados desde la perspectiva directa e introspectiva del investigador, dado que "el
comportamiento humano está considerablemente influenciado por el contexto" (Bogdan;
Biklen, 1994, p. 48).
Como explican Bogdan y Biklen (1994), el investigador cualitativo emplea varios
instrumentos para la producción de datos de investigación, lo que demuestra la amplitud de las
posibilidades de investigación que se presentan en el ámbito de la investigación cualitativa. En
este sentido, el instrumento adoptado para la construcción de los datos de esta investigación fue
la entrevista semiestructurada.
En cuanto al análisis de los datos, este se realizó mediante el Análisis Textual Discursivo
(ATD), de acuerdo con el método propuesto por Moraes y Galiazzi (2007), por ser el que
proporciona un análisis más detallado del objeto de investigación. El Análisis Textual
Discursivo se caracteriza por ser un ejercicio de producción de metatextos, derivados de un
conjunto de textos (Gonçalves et al., 2020).
En este proceso, se construyen estructuras de categorías que, al convertirse en textos,
proporcionan descripciones e interpretaciones capaces de evidenciar nuevas formas de entender
los fenómenos investigados (Moraes; Galiazzi, 2007, p. 89). El ATD consiste en una
metodología distribuida en cuatro etapas -deconstrucción y unitarización, categorización, nuevo
proceso emergente, autoorganizado- de gran profundidad, exigiendo del investigador una
atención meticulosa a la hora de transitar por cada etapa de este proceso. Esto permite una mejor
comprensión de la información que rara vez podría revelarse a través de otras metodologías.
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Principales retos y oportunidades del Transformador Pre-entrenado Generativo (GPT)
para la investigación en educación matemática
Chat GPT es una tecnología concebida por OpenAI, una institución de investigación de
inteligencia artificial, erigida en diciembre de 2015 por una plétora de expertos de renombre
como Elon Musk, Sam Altman, Greg Brockman, Ilya Sutskever, John Schulman y Wojciech
Zaremba, entre otros. Chat GPT está anclado en la arquitectura GPT (Generative Pre-trained
Transformer), que consiste en un linaje de modelos lingüísticos que se entrenan a través de
voluminosas cantidades de texto, siendo capaces de producir respuestas congruentes y
pertinentes a una amplia gama de preguntas y temas. GPT-3, por ejemplo, representa la tercera
generación de esta arquitectura y ha alcanzado notoriedad en virtud de su notable rendimiento
y capacidad para generar texto de alta calidad.
"Transformador Pre-entrenado Generativo" en portugués puede interpretarse como
"Transformador Pre-entrenado Generativo". Ese nombre tiene los siguientes significados:
i-"Generativo" se refiere a la capacidad del modelo para concebir nuevos
textos a partir del corpus textual utilizado en su entrenamiento.
ii-"Pre-entrenado" alude al hecho de que el modelo fue pre-entrenado con un
extenso conjunto de datos antes de ser calibrado para tareas específicas.
iii-"Transformer" es una arquitectura de red neuronal que sirve como base para
el modelo, permitiendo el procesamiento paralelo y el enfoque selectivo en las
partes relevantes del texto.
Chat GPT es un recurso innovador y potente que puede tener relevancia en el campo de
la investigación en Educación Matemática. Sin embargo, es fundamental permanecer vigilante
en relación con los riesgos relacionados con su uso y adoptar medidas de precaución para
minimizarlos. Los investigadores deben garantizar la preservación de su capacidad de reflexión
crítica y la elaboración de soluciones autónomas, garantizar la protección de la privacidad y la
seguridad de los datos, y ser conscientes de los problemas de sesgo y falta de transparencia en
la IA. Además, es crucial fomentar la integridad académica evitando el plagio y asegurando una
comprensión profunda de las soluciones sugeridas por Chat GPT.
A continuación, hemos elegido algunos de los principales retos del Transformador Pre-
entrenado Generativo (GPT) para investigar en educación matemática, basándonos en las
respuestas de Chat GPT. Para ello, accedimos a la plataforma de OpenAI, disponible en:
https://www.openai.com/ nos registramos en Chat GPT-4, pagamos una suscripción PLUS.
Luego, después de familiarizarnos con las herramientas de la plataforma, realizamos una
entrevista directamente con AI- Chat GPT-4. Los datos de la entrevista se describirán a
continuación:
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Investigador: ¿Qué es Chat GPT y cómo funciona?
IA- Chat GPT-4:
La plataforma inteligente, designada como ChatGPT-4, se identifica como un modelo
lingüístico basado en Inteligencia Artificial, estableciendo sus respectivos procesos operativos
y los límites de su actuación. Ante esto, los investigadores Urretavizcaya y Onaindía (2002)
destacan la pluralidad de aspectos relevantes a explorar respecto a la enseñanza de la
Inteligencia Artificial. Urretavizcaya y Onaindía (2002) enfatizan la relevancia del empleo de
herramientas de IA, como ChatGPT, en dominios que no suelen asociarse con las ciencias de la
computación, como las matemáticas. Esta proposición se ve corroborada por la capacidad
exhibida por ChatGPT para comprender y generar textos, demostrando así potencial para
ayudar en la instrucción de conceptos matemáticos.
Además, Urretavizcaya y Onaindía (2002) proponen la idea de establecer una especie
de "mercado de oferta y demanda" con respecto a las asignaturas especializadas y a los
docentes. Este concepto armoniza con la capacidad de ChatGPT para proporcionar apoyo
educativo escalable, lo que podría ampliar el acceso a mentores especializados. Tal premisa
también sugiere la viabilidad de emplear ChatGPT en una amplia gama de escenarios
educativos, como videoconferencias o clases presenciales.
No obstante, es imperativo considerar la limitación de ChatGPT, ya que su grupo de
conocimientos está restringido a una fecha específica. Este aspecto reitera la necesidad de un
aprendizaje perenne y actualizado, tal como lo dilucidan Urretavizcaya y Onaindía (2002). Esta
limitación también acentúa la relevancia de la presencia de educadores humanos en el proceso
de instrucción, brindando orientación personalizada y adaptativa, además de estar al día con las
últimas innovaciones en sus respectivas áreas de especialización.
Desafíos y oportunidades para el uso de chat GPT en investigaciones de educación matemática
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Investigadora: ¿Te consideras relevante en la investigación en educación matemática?
IA- Chat GPT-4:
Investigadora: ¿Cuáles son los principales desafíos técnicos y pedagógicos de su uso
en la investigación en educación matemática?
IA- Chat GPT-4:
La inteligencia artificial aborda la importancia de ChatGPT en el campo de la educación
matemática, destacando su competencia para ayudar en la elucidación de conceptos complejos,
brindar asistencia con desafíos matemáticos y generar preguntas prácticas. Dicha opinión
enfatiza el valor potencial de esta herramienta, pero reconoce que la IA no es capaz de
reemplazar a un educador humano calificado. Este análisis reflexivo refuerza la necesidad de
integrar ChatGPT como un complemento del profesor, en lugar de como un sustituto. Sin
embargo, la eficacia de esta implementación radica en el desarrollo incesante de la IA para
mejorar su capacidad de proporcionar un apoyo educativo de calidad.
En la tercera manifestación, la inteligencia artificial aborda los desafíos técnicos y
pedagógicos en relación con el uso de ChatGPT en la educación matemática. En términos
técnicos, los desafíos se centran en la capacidad limitada del modelo para manejar problemas
matemáticos complejos, mientras que los desafíos pedagógicos están relacionados con la
dependencia excesiva de las herramientas de IA y la falta de habilidades de pensamiento crítico
de los estudiantes.
Esta manifestación ofrece una visión más reflexiva sobre el uso de ChatGPT en la
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educación matemática, recordando que la implementación exitosa de tales herramientas
requiere una cuidadosa consideración de sus posibles impactos negativos. En definitiva, estas
manifestaciones sugieren que, aunque ChatGPT tiene el potencial de mejorar la educación
matemática, su uso debe gestionarse con criterio para maximizar los beneficios y minimizar los
riesgos.
Investigadora: ¿Cómo pueden afectar la comprensión contextual y las limitaciones del
conocimiento de Chat GPT a su eficacia en la Educación Matemática?
IA- Chat GPT-4:
Investigadora: ¿Cuáles son los principales riesgos asociados a la dependencia
tecnológica y el sesgo en la aplicación de Chat GPT en la educación matemática?
IA- Chat GPT-4:
Es evidente la preocupación expresada por la inteligencia artificial con los retos
inherentes a su aplicación en la educación matemática, poniendo de manifiesto las limitaciones
de estas tecnologías, como la falta de comprensión contextual y de conocimientos restringidos
a la fecha final de la formación. La inteligencia artificial sugiere que estas restricciones pueden
comprometer la eficacia de estas herramientas como herramientas de enseñanza.
Posteriormente, la inteligencia artificial amplía esta discusión, dilucidando
preocupaciones adicionales, como la excesiva dependencia de la tecnología en el ámbito de la
educación matemática y los posibles impactos de esta dependencia en el desarrollo de
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habilidades críticas, como el pensamiento crítico y la resolución autónoma de problemas.
Además, el problema del sesgo y la privacidad de los datos de los estudiantes también se señalan
como posibles desafíos.
Varios autores (Conceição; Chagas, 2020; Urretavizcaya; Onaindía, 2002) abogan por
el uso reflexivo y crítico de la inteligencia artificial para avanzar en los campos de la educación
y la investigación científica. Urretavizcaya y Onaindía (2002) hacen un llamado a la comunidad
académica para fomentar discusiones sobre la aplicación de la inteligencia artificial en la
educación, mientras que Conceição y Chagas (2020) proponen que la inteligencia artificial
puede ser un aliado valioso en la investigación científica.
Esto denota el surgimiento de un debate en curso sobre los beneficios y desafíos de la
inteligencia artificial en la educación matemática. Por lo tanto, se vuelve crucial navegar este
campo con cautela, buscando estrategias para maximizar los beneficios de la IA y, al mismo
tiempo, minimizar los daños potenciales. La integración consciente de la inteligencia artificial
en la educación matemática y la investigación científica puede ser una parte crucial de esta
estrategia.
Investigador: ¿Cuáles son las principales oportunidades y beneficios potenciales del
uso de Chat GPT en la investigación en Educación Matemática?
IA- Chat GPT-4:
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Investigador: ¿Cómo se puede utilizar Chat GPT para mejorar el aprendizaje y la
participación de los investigadores en la educación matemática?
IA- Chat GPT-4:
La Inteligencia Artificial (IA) pone de manifiesto el notable valor de ChatGPT en el
ámbito de la educación matemática. Desde esta perspectiva, ChatGPT puede emplearse como
instructor, lo que permite una enseñanza personalizada, así como un recurso para consultas
inmediatas de conceptos y teorías matemáticas. Además, promueve la interacción y la
cooperación entre académicos y fomenta el surgimiento de nuevos temas de investigación.
Sin embargo, Borges Neto y Borges (2007) enfatizan la escasez de planificación
pedagógica en la informatización de las instituciones educativas brasileñas, evidenciando la
relevancia de un plan meticulosamente articulado ante la integración de la tecnología digital en
el campo educativo. Esto sirve como advertencia de que la IA en sí misma no es la respuesta
definitiva, sino más bien una herramienta para mejorar la educación. La tecnología debe
combinarse con estrategias pedagógicas claras y bien establecidas para que sea efectiva.
En línea con Borges Neto y Borges (2007), podemos afirmar que la IA puede ser una
herramienta influyente para la educación. Estos autores identifican la tecnología digital como
un vehículo para la difusión del conocimiento, proporcionando representaciones específicas del
conocimiento, facilitando el manejo y proporcionando retroalimentación. Además, le permite
realizar un seguimiento del progreso de los estudiantes de forma remota.
Se destaca la importancia de una implementación pedagógicamente dirigida y
meticulosamente planificada de la IA en la educación. Esta tecnología tiene un gran potencial
para mejorar la investigación en educación matemática, si se emplea adecuadamente. Sin
embargo, es fundamental que los educadores y las instituciones entiendan cómo optimizar la
aplicación de estas herramientas tecnológicas para apoyar e incrementar el aprendizaje. Esto
abarca la formación de investigadores, la adaptación de la tecnología a las demandas de los
Desafíos y oportunidades para el uso de chat GPT en investigaciones de educación matemática
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estudiantes y la creación de entornos de aprendizaje dinámicos y centrados en el estudiante.
Investigadora: ¿Cuáles son las posibles aplicaciones de Chat GPT para el desarrollo de
investigaciones en educación matemática?
IA- Chat GPT-4:
Investigador: ¿Cómo ve las perspectivas y desarrollos futuros en el uso de Chat GPT
en la investigación en educación matemática?
IA- Chat GPT-4:
Las respuestas dilucidadas por la Inteligencia Artificial conocida como Chat GPT-4
durante esta entrevista son representativas de la tecnología más moderna en procesamiento del
lenguaje natural, potencialmente aplicable a la investigación en el campo de la educación
matemática. Chat GPT-4, demostró las posibilidades y ventajas potenciales derivadas de la
implementación de la IA en la investigación educativa matemática, haciendo hincapié en la
asistencia individualizada ofrecida a los estudiantes, la mejora del acceso a la información y la
colaboración entre investigadores.
Al examinar las respuestas, consideramos esencial prestar atención a los aspectos éticos
y los peligros relacionados con el plagio intrínsecos a esta aplicación. Esas preocupaciones
deben llevarse a cabo en paralelo con el análisis de los desafíos, las oportunidades y las
perspectivas futuras ya examinadas. Los dilemas éticos abarcan el uso consciente de Chat GPT,
lo que garantiza que los investigadores sean conscientes de las limitaciones y desafíos del
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modelo, incluidos los posibles sesgos e inexactitudes. La supervisión humana es imprescindible
para mitigar estos riesgos y garantizar que Chat GPT se utilice de forma ética y responsable.
La amenaza del plagio es otra preocupación importante cuando se utiliza Chat GPT en
la investigación en educación matemática. El modelo es capaz de generar texto a partir de su
entrenamiento, lo que puede dar lugar a similitudes no deseadas con fuentes preexistentes. Para
mitigar el riesgo de plagio, es crucial que los investigadores verifiquen la originalidad de los
trabajos producidos por Chat GPT y atribuyan adecuadamente las fuentes cuando sea necesario.
Además, es imperativo que los educadores instruyan a los estudiantes sobre cómo usar Chat
GPT de manera ética, como una herramienta de apoyo y no como un sustituto del pensamiento
crítico y la investigación original.
En el escenario actual, autores como Gomes, Almeida y Junior (2019) plantean una
intrigante contemplación sobre el papel emergente de la inteligencia artificial (IA) en la
sociedad y la percepción de un deseo humano de generar construcciones "superiores a nosotros
mismos". Los autores postulan que la búsqueda de la IA puede ser un reflejo de una necesidad
humana de superar sus propias limitaciones, insinuando que lo estrictamente humano ya no es
suficiente. Esta idea se entrelaza con la creencia de que la salvación de la humanidad ya no
reside en las manos del ser humano.
Las tecnologías de IA deben emplearse como instrumentos para la preservación de la
vida y para mantener los intereses humanos. La IA podría suplantar a los humanos en tareas
poco saludables, permitiendo una aplicación de la ciencia en beneficio de la humanidad. Sin
embargo, hay dominios del conocimiento, como el arte, la filosofía, la psicología, la ciencia y
la propia educación matemática, donde la presencia humana es insustituible (Gomes; Almeida;
Junior, 2019).
Al mismo tiempo, Gomes, Almeida y Junior (2019) presentan una crítica al
antropocentrismo, argumentando que esta visión podría dirigir a la humanidad por un camino
autodestructivo. La creación de la IA se ve como una respuesta a esta imprevisibilidad humana
y a los comportamientos depredadores asociados con el antropocentrismo. La IA representa,
por tanto, una reconstrucción de las posibilidades a partir de lo no humano.
En resumen, Gomes, Almeida y Junior (2019) invitan a una reflexión sobre el papel de
la IA en el mundo contemporáneo, enfatizando la necesidad de equilibrar su uso con la
comprensión de las áreas donde la presencia humana sigue siendo fundamental. Además, los
autores nos instan a cuestionar el antropocentrismo y a buscar nuevas posibilidades de
convivencia y supervivencia a través de la tecnología.
Desafíos y oportunidades para el uso de chat GPT en investigaciones de educación matemática
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El potencial creativo de Chat GPT en la investigación en Educación Matemática
Al analizar los amplios alcances del lenguaje humano, Chat GPT demuestra un
importante potencial de innovación, especialmente en el campo de la investigación académica
en Educación Matemática, entre los que destacan:
Recursos de aprendizaje personalizados: Con la capacidad de comprender y responder
a indicaciones complejas, Chat GPT se puede utilizar para crear materiales de aprendizaje
personalizados, adaptándose a las necesidades individuales de los estudiantes, haciendo que la
enseñanza de conceptos matemáticos sea más accesible y relevante.
Asistencia para la resolución de problemas: Chat GPT puede servir como una
herramienta para ayudar a resolver problemas matemáticos, ofreciendo soluciones, sugerencias
o incluso proponiendo desafíos adicionales para profundizar la comprensión del estudiante.
Colaboración en investigación: Los investigadores pueden beneficiarse de Chat GPT
como herramienta de lluvia de ideas, ayudando a formular hipótesis, sugerir metodologías o
incluso revisar la literatura relevante (Pereira, 2023). Además, Chat GPT puede integrarse en
plataformas de enseñanza en línea, actuando como tutor virtual, facilitando discusiones en foros
y proporcionando comentarios instantáneos sobre trabajos y proyectos.
En resumen, Chat GPT ofrece oportunidades prometedoras para innovar en la
investigación en Educación Matemática. Sin embargo, como cualquier herramienta, debe ser
utilizada con discernimiento y en conjunto con otras metodologías pedagógicas para maximizar
su potencial y minimizar sus limitaciones.
Consideraciones finales
En este estudio, el objetivo general fue identificar los principales desafíos y
oportunidades asociados con el uso de Chat GPT como herramienta de apoyo a la investigación
en educación matemática. Sin embargo, en el análisis de las respuestas proporcionadas por la
Inteligencia Artificial llamada Chat GPT-4, tuvimos en cuenta no solo los retos y oportunidades,
sino también los aspectos éticos y el peligro del plagio. Concluimos que, para maximizar la
aplicabilidad de Chat GPT en la educación matemática, es imperativo que los usuarios sean
conscientes de estas preocupaciones e implementen medidas para garantizar el uso ético y
responsable de esta tecnología.
Reconocemos que la inteligencia artificial ha evolucionado rápidamente en los últimos
años, presentando tanto oportunidades como desafíos en múltiples dominios, incluida la
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educación matemática. Chat GPT es una herramienta prometedora con la capacidad de ayudar
a investigadores y educadores, pero su uso consciente requiere un análisis cuidadoso de sus
desafíos y oportunidades.
Es crucial que los investigadores y educadores estén informados de las limitaciones y
desafíos de Chat GPT, incluida la comprensión contextual limitada, los posibles sesgos y los
problemas éticos y de privacidad. Capacitar a los usuarios sobre el uso responsable y ético de
Chat GPT es fundamental para garantizar que la herramienta se emplee de manera adecuada y
complementaria al proceso de investigación y enseñanza.
Además, el uso consciente de Chat GPT en la investigación en educación matemática
implica la supervisión humana y la integración con otras metodologías de investigación. Esto
incluye verificar la calidad y originalidad de la información producida por el modelo, así como
equilibrar el uso de la tecnología y los enfoques pedagógicos tradicionales.
También consideramos que, para aprovechar al máximo el potencial de Chat GPT en la
educación matemática, es importante adaptar el modelo a las necesidades específicas de
estudiantes e investigadores. Esto puede implicar entrenar y refinar el modelo en función de
contextos educativos específicos, mejorando la capacidad de Chat GPT para brindar un soporte
personalizado y efectivo.
En términos generales, el uso responsable de Chat GPT también debe abordar cuestiones
de equidad e inclusión. Esto significa garantizar que todos los estudiantes tengan acceso a la
tecnología y puedan beneficiarse de su potencial, independientemente de su origen
socioeconómico o habilidades específicas. Por lo tanto, este artículo ha demostrado que Chat
GPT ofrece oportunidades significativas para mejorar la investigación y la enseñanza en
educación matemática.
Sin embargo, es fundamental abordar de manera proactiva sus desafíos y limitaciones
para garantizar su uso responsable y ético. Al promover la concienciación y el empoderamiento
de los usuarios, garantizar la supervisión humana, adaptar el modelo a necesidades específicas,
proteger los datos y la privacidad, y promover la equidad y la inclusión, podemos maximizar el
potencial de Chat GPT como una valiosa herramienta de apoyo a la investigación en educación
matemática.
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DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v19iesp.2.18594 22
Reconocimientos: la Universidad Federal de Pará, el Instituto de Educación Matemática y
Científica; al Programa de Posgrado en Educación en Ciencias y Matemática.
Financiación: No aplicable.
Conflictos de intereses: Los autores manifiestan, de forma explícita e inequívoca, que no
tienen ningún conflicto de intereses, ya sea de carácter financiero, académico, personal o de
otra índole, que pueda influir, directa o indirectamente, en el contenido presentado o en las
conclusiones extraídas en este trabajo. Toda la información y los datos presentados son el
resultado de investigaciones imparciales y objetivas, sin ninguna interferencia externa que
comprometa la integridad y honestidad del manuscrito.
Aprobación ética: No aplicable.
Disponibilidad de datos y material: No aplicable.
Contribuições dos autores: BARREIRA, J. S.: pesquisa de campo; coleta de dados; análise
e interpretação dos dados; redação do texto. MOURA-SILVA, M. G; GONÇALVES, T. O.:
supervisão, orientação, correções e avaliação final do manuscrito.
Procesamiento y edición: Editora Iberoamericana de Educación - EIAE.
Corrección, formateo, normalización y traducción.
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CHALLENGES AND OPPORTUNITIES FOR THE USE OF CHAT GPT IN
MATHEMATICAL EDUCATION RESEARCH
DESAFIOS E OPORTUNIDADES PARA O USO DO CHAT GPT NA PESQUISA EM
EDUCAÇÃO MATEMÁTICA
DESAFÍOS Y OPORTUNIDADES PARA EL USO DE CHAT GPT EN
INVESTIGACIONES DE EDUCACIÓN MATEMÁTICA
Jonas Souza BARREIRA1
e-mail: jonassouzabarreira@gmail.com
Marcos Guilherme MOURA-SILVA2
e-mail: marcosgmouras@yahoo.com.br
Tadeu Oliver GONÇALVES3
e-mail: tadeuoliver@yahoo.com.br
How to reference this article:
BARREIRA, J. S.; MOURA-SILVA, M. G.; GONÇALVES, T. O.
Challenges and opportunities for the use of chat GPT in
mathematical education research. Revista Ibero-Americana de
Estudos em Educação, Araraquara, v. 19, n. esp. 2, e024084, 2024.
e-ISSN: 1982-5587. DOI:
https://doi.org/10.21723/riaee.v19iesp.2.18594
| Submitted: 14/10/2023
| Revisions required: 06/11/2023
| Approved: 07/02/2024
| Published: 20/07/2024
Editor:
Prof. Dr. José Luís Bizelli
Deputy Executive Editor:
Prof. Dr. José Anderson Santos Cruz
1
Federal University of Pará (UFPA), Belém – PA – Brazil. PhD from the Postgraduate Program in Science and
Mathematics Education (PPGECM/UFPA).
2
Federal University of Pará (UFPA), Belém – PA – Brazil. Permanent professor of the Postgraduate Program in
Science and Mathematics Education (PPGECM/UFPA). PhD in Science and Mathematics Education (UFPA).
3
3
Federal University of Pará (UFPA), Belém – PA – Brazil. Professor/Researcher of the Postgraduate Program in
Science and Mathematics Education (PPGECM/UFPA).
Challenges and opportunities for the use of chat GPT in mathematical education research
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DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v19iesp.2.18594 2
ABSTRACT: The aim of this article is to identify the main challenges and opportunities related
to the use of Chat GPT as a support tool in Mathematical Education research. For this purpose,
we conducted an interview with the Artificial Intelligence, Chat GPT4. The findings suggest
that Chat GPT is an encouraging tool based on artificial intelligence with the potential to assist
in both research and teaching in mathematics. However, its ethical and responsible use calls for
a thorough examination of its challenges, limitations, and opportunities. Human oversight and
the integration with other research methodologies are vital to balance the application of this
technology with pedagogical approaches. Ultimately, promoting equity and inclusion is
essential to ensure all students have access to technology and can harness its potential.
KEYWORDS: GPT Chat. Mathematics education. Artificial intelligence. Information and
communication technologies.
RESUMO: O objetivo desse artigo é identificar os principais desafios e oportunidades
associados ao uso do Chat GPT como ferramenta de apoio à pesquisa em Educação Matemática.
Para tanto, realizamos uma entrevista com a Inteligência Artificial Chat GPT4. Os resultados
indicam que o Chat GPT é uma ferramenta promissora baseada em inteligência artificial com
potencial para auxiliar na pesquisa e ensino em educação matemática. Entretanto, seu uso
responsável e ético requer consideração cuidadosa de seus desafios, limitações e oportunidades.
A supervisão humana e a integração com outras metodologias de pesquisa são fundamentais
para equilibrar o uso dessa tecnologia com abordagens pedagógicas. Por fim, promover a
equidade e a inclusão são essenciais para garantir que todos os alunos tenham acesso à
tecnologia e se beneficiem de seu potencial.
PALAVRAS-CHAVE: Chat GPT. Educação Matemática. Inteligência Artificial. Tecnologia
da Informação e comunicação.
RESUMEN: El propósito de este artículo es identificar los principales retos y oportunidades
vinculados con el uso de Chat GPT como herramienta de apoyo en investigaciones de
Educación Matemática. Para ello, realizamos una entrevista con la Inteligencia Artificial Chat
GPT4. Los resultados señalan que Chat GPT es una herramienta alentadora basada en
inteligencia artificial con potencial para asistir en la investigación y enseñanza matemática.
Sin embargo, su empleo responsable y ético demanda una reflexión detallada sobre sus
desafíos, limitaciones y oportunidades. La supervisión humana y la combinación con otras
metodologías investigativas son esenciales para equilibrar el uso de esta tecnología con
enfoques pedagógicos. Finalmente, fomentar la equidad y la inclusión es crucial para asegurar
que todos los estudiantes accedan a la tecnología y aprovechen su potencial.
PALABRAS CLAVE: Chat GPT. Educación Matemática. Inteligencia Artificial. Tecnologías
de la Información y Comunicación.
Jonas Souza BARREIRA; Marcos Guilherme MOURA-SILVA and Tadeu Oliver GONÇALVES
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Introduction
The progressive evolution of Artificial Intelligence (AI) has provided a myriad of
innovations and benefits across multiple domains. In the sphere of medicine, the strategic use
of AI has been observed to increase the accuracy of diagnosis and prognosis of pathologies,
providing more effective and personalized therapies.
Within the automotive industry, AI has been a revolutionary force, especially with the
advent of autonomous vehicles, which have the potential to increase road safety and alleviate
congestion. According to Bojarski 's analysis et al. (2016), Tesla, an innovative corporation, has
stood out in the use of AI in its fleet of electric vehicles. This technology plays a vital role in
developing and enhancing the autonomous driving capabilities of your vehicles, contributing to
safety, efficiency and user experience. Although such technology is not yet widely available in
Brazil, it is already noticeable how much AI can increase the quality of automobiles.
In the financial sector, AI has also had a significant impact, with the design of trading
algorithms capable of processing vast volumes of data and making decisions in minimal time.
These algorithms help optimize market transactions, manage risks and discover investment
opportunities.
In the artistic domain, AI has been used to create original works, exploring new forms
of expression and challenging the intersection between human and machine. Additionally, AI
has been used in the entertainment sector to develop scripts and special effects, making content
more immersive and attractive to the audience.
In the educational sphere, AI systems have enabled adaptive learning programs, which
identify the individual needs of students and adapt the content and pedagogical methodology.
This can culminate in more meaningful learning and better knowledge construction (Koedinger
et al., 1997).
Artificial Intelligence (AI) systems employed in designing adaptive learning programs
are crucial components of technological progression in the educational field. These systems
offer personalized instruction to students, adapting to their individual requirements and skills.
There are a multitude of applications and platforms that use AI to provide adaptive learning
experiences. Among these, we can mention DreamBox Learning, an online mathematics
teaching platform that uses adaptive algorithms to adjust the content and speed of learning based
on student performance; Knewton, which uses AI to analyze student performance and adapt
learning content and activities to individual needs; and the ALEKS (Assessment and Learning
in Knowledge Spaces) platform, another example of an adaptive learning system based on AI.
Challenges and opportunities for the use of chat GPT in mathematical education research
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Briefly, AI systems used to develop adaptive learning programs are reshaping the way
students learn and interact with educational content. These platforms and applications provide
personalized instruction, enabling students to reach their maximum learning potential.
The adoption of AI in postgraduate courses in Mathematics Education has intensified,
bringing benefits to both students and educators. As already indicated, one of the ways in which
AI is being used in postgraduate courses in Mathematics Education is through the development
of intelligent tutoring systems and virtual mathematics learning environments. Such systems
can provide students with personalized and adaptive learning opportunities, adjusting to their
specific needs and encouraging a deep understanding of mathematical concepts (Woolf, 2009).
In the current scenario, Chat GPT is one of the most recent and sophisticated Artificial
Intelligence (AI) tools developed by OpenAI, demonstrating the ability to perform various tasks
efficiently. The term "Chat GPT" designates an AI-based language model that is employed to
generate text and perform natural language processing tasks. "GPT" is the acronym for
"Generative Pre-trained Transformer", which describes the architecture and training technique
employed to create these language models.
In the current scenario, where we witness an almost incessant incorporation of Artificial
Intelligence (AI) technologies in almost all spheres of society, it is crucial to investigate the
challenges and emerging opportunities for the use of this tool in the field of research in
mathematics education.
Such a domain, characterized by a deep need for personalization and adaptation, can
benefit significantly from the progress made by AI. Therefore, in this article, we ask ourselves:
"How is it possible to implement the responsible use of Chat GPT as a tool to support research
in mathematics education, taking into account its challenges and opportunities?" To this end,
we aim to: Identify the main challenges and opportunities associated with using Chat GPT as a
tool to support research in mathematics education.
A Historical Analysis of the Advances and Impacts of Artificial Intelligence in Research in
Mathematics Education
The history of technologies is a fascinating exploration that stretches from the earliest
tools and inventions of antiquity to the contemporary advent of Artificial Intelligence (AI). We
begin with the Neolithic revolution, when the first agricultural societies designed rudimentary
stone and wooden instruments to assist in their daily tasks. We proceed to classical antiquity,
where innovative technologies such as the Roman aqueduct and the Chinese printing press
Jonas Souza BARREIRA; Marcos Guilherme MOURA-SILVA and Tadeu Oliver GONÇALVES
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emerged.
The contemporary era, however, was a period marked by accelerated and constant
innovation. The Industrial Revolution of the 18th and 19th centuries introduced steam
machinery and mass production, transforming global economies and societies (Moll, 2021).
The invention of electricity in the 19th century paved the way for a series of new technologies,
including electric light, the telegraph, and eventually the telephone.
In the 20th century, the creation of digital computers represented a milestone in the
technological trajectory. The first computers were gigantic machines, used mainly for military
and scientific purposes, but the invention of integrated circuits and microprocessors in the 1960s
allowed the miniaturization of computers and their dissemination for domestic and commercial
use (Belusso; Peruchin, 2018).
With the spread of the Internet in the 1990s, the world became increasingly
interconnected, ushering in a new era of digital information and communication. These
technological advances have generated a vast amount of data, which in turn has driven the
development of algorithms and machine learning techniques. It is in this context that Artificial
Intelligence comes into play. Based on machine learning algorithms, AI has the ability to learn
from data, make predictions and make decisions.
AI is currently present in a wide range of applications, from virtual assistants on
smartphones to autonomous vehicles and advanced medical diagnostics. It represents the
culmination of thousands of years of technological progress and continues to open new horizons
for future innovations, including educational environments, such as research in Mathematics
Education.
Artificial Intelligence (AI) has assumed an increasingly relevant role in research in
Mathematics Education over the years. From the advent of the first educational software to the
latest innovations in AI, technology has been a strategic partner in promoting new methods and
approaches in mathematics teaching and research.
The first steps towards the integration of AI in Mathematics Education occurred with
the emergence of personal computers and educational software in the 1980s. These programs
enabled the exploration of mathematical concepts in an interactive and visual way, encouraging
students to develop problem-solving skills and understanding abstract concepts (Ellington,
2003; Belusso; Peruchin, 2018).
According to Ellington (2003), as time passed, AI evolved and began to be incorporated
into portable devices, such as graphing calculators. These calculators provided students with
Challenges and opportunities for the use of chat GPT in mathematical education research
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tools to solve complex problems and visualize mathematical functions in a more intuitive way.
This evolution has brought new opportunities for research in Mathematics Education, allowing
researchers to investigate the impacts of these tools on learning and teaching mathematics.
The development of the internet and online learning platforms also represented a
significant milestone in research in Mathematics Education. With increased connectivity and
access to online resources, researchers began to investigate how interaction and collaboration
in virtual environments could impact mathematics learning (Sutherland et al., 2004). In
addition, online learning platforms have provided access to a variety of interactive resources
and activities, providing new opportunities for research in Mathematics Education.
Currently, AI and adaptive learning systems are playing an increasingly important role
in Mathematics Education (Woolf, 2009). These AI tools have been employed to create
programs that adapt to individual students' needs, providing personalized instruction and
allowing researchers to investigate new approaches and methodologies in teaching and learning
mathematics.
In Brazil, the implementation and study of Artificial Intelligence (AI) in Mathematics
Education has not yet been established as a specific field of study. This finding highlights a
significant gap in the country's educational research, especially considering the continuous
advancement of AI and its multiple applications in various areas, including education.
Currently, the closest field that addresses, in some way, the intersection between
technology and education is Digital Information and Communication Technologies (TDICs) in
Education. This field of study focuses on the exploration and implementation of various digital
technologies, such as the internet, mobile devices and educational software, to improve and
transform educational practices.
Although TDICs in education involve the use of technology to facilitate and improve
teaching and learning, they do not specifically focus on AI. However, given the ever-evolving
nature of TDICs and the revolutionary potential of AI, it is reasonable to predict that AI may
soon become a focus of study within the broader field of TDICs in education.
TDICs have played an increasingly important role in Brazilian society, impacting
various aspects of everyday life, including work, communication, entertainment and education.
In the field of education, TDICs are transforming the way teachers and students interact and
learn, providing new opportunities and challenges. A survey carried out for this article (table
01) shows ten relevant research studies published between 2017 and 2022, which explore the
use of TDICs in Mathematics Education:
Jonas Souza BARREIRA; Marcos Guilherme MOURA-SILVA and Tadeu Oliver GONÇALVES
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Table 1 – Table title Publications between 2017 and 2022, which explore the use of TDICs in
mathematics education
RESEARCH SUMMARY
Explores the application of mobile applications to improve pass rates in
mathematics courses at higher education institutions. Using a qualitative
approach, the study analyzed final exam reports from seven consecutive
semesters and collected data from mathematics teachers at Universiti
Teknologi MARA, at Sarawak Branch.
The authors investigated Augmented Reality (AR) as a pedagogical strategy
for learning Spatial Geometry, using the GeoGebra software and the Fedathi
Sequence (SF). The qualitative exploratory research analyzed virtual training
meetings and concluded that AR and GeoGebra engage students and support
the teaching of Spatial Geometry;
The authors investigated teacher training and the integration of computational
thinking and artificial intelligence in education. They analyzed the use of the
App Inventor environment in planning teaching sequences.
Covers an introductory computational thinking (CT) lesson applied to 88
students at an American university. The activity involved the basic design of
robots in different course formats. Collaboration between education faculty
and a computer science professor generated discussions about integrating CT
into teacher training.
Analyzes the implementation of the mathematics curriculum by elementary
school teachers in Chile during the COVID-19 pandemic, focusing on
teaching strategies and educational resources. The results reveal relationships
between technical knowledge, experience and adopted strategies, as well as
differences between rural and urban educators.
The study applies the neural network algorithm to data mining of educational
resources and presents new ideas for the intelligent development of teaching
evaluation. The Apriori algorithm is modified based on the decision tree and
applied to the analysis of correlations between teaching evaluation results and
factors such as age, gender, professional title and academic qualification. The
results indicate that the Apriori algorithm and the DEA-BP algorithm extract
laws and potential knowledge from teaching evaluation data, offering
decision support and promoting the intelligent development of decision-
making systems.
It presents a literature review on the use of WhatsApp in the interaction
between mathematics teachers and students during teaching and learning in
the period from 2019 to 2020, addressing the influence of the COVID-19
pandemic. The results indicate that mobile technologies help in learning
mathematics and WhatsApp promotes collaborative environments, bringing
teachers and students closer together.
investigates teachers' perceptions of the impact of first- and second-
generation technologies, including artificial intelligence, on teaching.
Through questionnaires, the research seeks to understand how teachers see
and deal with the challenges of these innovations in education.
Source: Prepared by the authors
The research mentioned above addresses the use of TDICs in Mathematics Education.
This research explored a variety of aspects, such as the use of mobile applications, augmented
reality, geocaching, interactive videos, artificial intelligence, and communication platforms.
Such studies share the ideal of improving the quality of teaching and students' learning
experience and identifying effective and innovative strategies for Mathematics Education.
Challenges and opportunities for the use of chat GPT in mathematical education research
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These studies cover diverse educational contexts, from elementary school to higher
education, and investigate the impact of TDICs on specific skills, such as proportional
reasoning, understanding geometric concepts, and learning algebra. They also consider the
implications of these technologies for student engagement and motivation, as well as promoting
collaborative learning.
Some research focuses on specific contexts, such as teaching in rural schools and the
use of technologies during the COVID-19 pandemic, highlighting the role of TDICs as support
tools in challenging situations. Other studies, on the other hand, analyze trends, critical points,
and future perspectives in the field of artificial intelligence applied to mathematics teaching.
Overall, studies indicate that the use of TDICs in Mathematics Education can bring
significant benefits, such as improvements in academic performance, increased involvement
and motivation, and greater understanding of mathematical concepts. However, it is also crucial
to consider the challenges associated with implementing these technologies, such as the need
for adequate training for teachers and issues related to equity in access to technologies.
Materials and methods
This article aligns with the qualitative research approach, as established by Bogdan and
Biklen (1994). This approach assumes that the data is generated directly from the source, with
the researcher being the main agent of its generation. In other words, the researcher's direct
contact with the researched individual, the context, the environment, among other factors, are
valued from the researcher's direct and introspective perspective, given that “human behavior
is considerably influenced by the context” (Bogdan; Biklen, 1994, p. 48, our translation).
As explained by Bogdan and Biklen (1994), the qualitative researcher uses several
instruments to produce research data, this demonstrates the breadth of research possibilities that
arise within the scope of qualitative research. In this sense, the instrument adopted to construct
the data for this research was the semi-structured interview.
Regarding data analysis, this was carried out using Discursive Textual Analysis (DTA),
according to the method proposed by Moraes and Galiazzi (2007), as it is the one that most
adequately provides a more detailed analysis of the object of investigation. Discursive Textual
Analysis is characterized as an exercise in producing metatexts, derived from a set of texts
(Gonçalves et al., 2020).
In this process, category structures are constructed which, when converted into texts,
provide descriptions and interpretations capable of highlighting new ways of understanding the
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investigated phenomena (Moraes; Galiazzi, 2007, p. 89). ATD consists of a methodology
distributed in four stages - deconstruction and unitarization, categorization, emerging new, self-
organized process - of great depth, demanding meticulous attention from the researcher when
going through each stage of this process. This enables a better understanding of information
that could rarely be revealed through other methodologies.
Generative’s main challenges and opportunities Pre-trained Transformer (GPT) to
mathematics education research
Chat GPT is a technology designed by OpenAI, an artificial intelligence research
institution, created in December 2015 by a group of renowned experts such as Elon Musk, Sam
Altman, Greg Brockman, Ilya Sutskever, John Schulman and Wojciech Zaremba, among others.
GPT Chat is anchored in the GPT (Generative Pre-trained Transformer), which consists of a
lineage of linguistic models that are trained using voluminous amounts of text, being capable
of producing congruent and pertinent answers to a varied range of questions and themes. GPT-
3, to illustrate, represents the third generation of this architecture and has achieved notoriety
due to its remarkable performance and ability to generate high quality texts.
This term has the following meanings:
i-"Generative" refers to the model's ability to design new texts based on the
textual corpus used in its training.
ii - " Pre -trained" alludes to the fact that the model was previously trained
with an extensive data set before being calibrated for specific tasks.
iii - "Transformer" is a neural network architecture that serves as the
foundation for the model, enabling parallel processing and selective focusing
on relevant parts of the text.
Chat GPT is an innovative and powerful resource that may be relevant in the field of
research in Mathematics Education. However, it is essential to remain vigilant regarding the
risks associated with its use and adopt precautionary measures to minimize them. Researchers
must ensure the preservation of their capacity for critical reflection and development of
autonomous solutions, ensure the protection of privacy and data security, in addition to being
aware of issues of bias and lack of transparency in AI. Furthermore, it is crucial to foster
academic integrity, preventing plagiarism and ensuring complete understanding of the solutions
suggested by Chat GPT.
Below, we have chosen some of Generative 's main challenges Pre-trained Transformer
(GPT) to mathematics education research, based on GPT Chat responses. To do so, we access
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the OpenAI platform, available at: https://www.openai.com/ we register for GPT-4 Chat and
pay for a PLUS subscription. Then, after familiarizing ourselves with the platform's tools, we
interviewed directly with IA-Chat GPT-4. The interview data will be described below:
Researcher: What is GPT Chat and how does it work?
IA- GPT-4 Chat:
The intelligent platform, designated as ChatGPT-4, identifies itself as a linguistic model
based on Artificial Intelligence, establishing its respective operational processes and the
boundaries of its operation. In view of this, researchers Urretavizcaya and Onaindía (2002)
highlight the plurality of relevant aspects to be explored regarding the teaching of Artificial
Intelligence. Urretavizcaya and Onaindía (2002) emphasize the relevance of employing AI
tools, such as ChatGPT, in domains not typically associated with computer science, such as
mathematics. This proposition is corroborated by the ability displayed by ChatGPT in
understanding and generating texts, thus demonstrating the potential to assist in the instruction
of mathematical concepts.
Additionally, Urretavizcaya and Onaindía (2002) propose the idea of establishing a type
of "supply and demand market" with regard to specialized subjects and teachers. This concept
aligns with ChatGPT's ability to provide scalable educational support, potentially expanding
access to specialized mentors. This premise also suggests the feasibility of using ChatGPT in a
wide range of instructional scenarios, such as videoconferences or in-person classes.
Nevertheless, it is imperative to consider the limitation of ChatGPT, as its knowledge
pool is restricted to a specific date. This aspect reiterates the need for permanent and updated
learning, as elucidated by Urretavizcaya and Onaindía (2002). This limitation also emphasizes
the relevance of the presence of human educators in the instructional process, providing
personalized and adaptive guidance, in addition to being up to date with the latest innovations
in their respective areas of specialization.
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Researcher: Do you consider yourself relevant in research in mathematics education?
IA- Chat GPT-4:
Researcher: What are the main technical and pedagogical challenges of using it in
mathematics education research?
IA- Chat GPT-4:
Artificial intelligence addresses the importance of ChatGPT in the context of
mathematics education, highlighting its competence in helping to elucidate complex concepts,
providing assistance with mathematical challenges and generating practical questions. This
opinion emphasizes the potential value of this tool, however it recognizes that AI is not capable
of replacing a qualified human educator. This thoughtful analysis reinforces the need to
integrate ChatGPT as a complement to the teacher, not a replacement. However, the
effectiveness of this implementation lies in the incessant development of AI to expand its ability
to provide quality instructional support.
In the third manifestation, artificial intelligence addresses the technical and pedagogical
challenges regarding the use of ChatGPT in mathematics education. In technical terms, the
challenges focus on the model's limited ability to deal with complex mathematical problems,
while the pedagogical challenges are related to the excessive dependence on AI tools and the
lack of critical thinking skills on the part of students.
This statement offers a more considered view on the use of ChatGPT in mathematics
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education, remembering that the successful implementation of such tools demands careful
consideration of their possible negative impacts. In short, these manifestations suggest that,
although ChatGPT has the potential to improve mathematics education, its use must be
managed judiciously to maximize benefits and minimize risks.
Researcher: How can the contextual understanding and knowledge limitations of Chat
GPT affect its effectiveness in Mathematics Education?
IA- Chat GPT-4:
Researcher: What are the main risks associated with dependence on technology and
bias in the application of Chat GPT in mathematics education?
IA- Chat GPT-4:
The concern expressed by artificial intelligence with the challenges inherent to its
application in mathematics education is evident, highlighting the limitations of these
technologies, such as the lack of contextual understanding and knowledge restricted to the end
date of training. Artificial intelligence suggests that these restrictions may compromise the
effectiveness of these tools as teaching instruments.
Subsequently, artificial intelligence expands this discussion, elucidating additional
concerns, such as the excessive dependence on technology in the scope of mathematics
education and the possible impacts of this dependence on the development of critical skills,
such as critical thinking and autonomous problem solving. Furthermore, the issue of bias and
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student data privacy are also highlighted as potential challenges.
Several authors (Conceição; Chagas, 2020; Urretavizcaya; Onaindía, 2002) advocate
the thoughtful and critical use of artificial intelligence to advance the fields of education and
scientific research. Urretavizcaya and Onaindía (2002) call on the academic community to
encourage discussions about the application of artificial intelligence in education, while
Conceição and Chagas (2020) propose that artificial intelligence can be a valuable ally in
scientific research.
This denotes the emergence of a continued debate about the benefits and challenges of
artificial intelligence in mathematics education. Therefore, it is crucial to navigate this field
with caution, seeking strategies to maximize the benefits of AI and simultaneously minimize
the possible harms. The conscious integration of artificial intelligence into mathematics
education and scientific research can be a crucial part of this strategy.
Researcher: What are the main opportunities and potential benefits of using Chat GPT
in research in Mathematics Education?
IA- Chat GPT-4:
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Researcher: How can Chat GPT be used to improve learning and engagement for
mathematics education researchers?
IA- Chat GPT-4:
Artificial Intelligence (AI) highlights the remarkable value of ChatGPT in the field of
mathematics education. From this perspective, ChatGPT can be used as an instructor, enabling
personalized teaching, as well as a resource for immediate consultation of mathematical
concepts and theories. Furthermore, it promotes interaction and cooperation between academics
and encourages the emergence of new research topics.
However, Borges Neto and Borges (2007) emphasize the lack of pedagogical planning
in the computerization of Brazilian educational institutions, highlighting the relevance of a
meticulously articulated plan before the integration of digital technology in the educational
field. This serves as a warning that AI itself is not the definitive answer, but rather an instrument
for improving education. Technology must be amalgamated with clear and well-established
pedagogical strategies for it to be effective.
In line with Borges Neto and Borges (2007), we can state that AI can be an influential
tool for education. These authors identify digital technology as a vehicle for the dissemination
of knowledge, providing specific representations of knowledge, facilitating handling and
providing feedback. Additionally, it allows you to monitor student progress remotely.
The essentiality of a pedagogically targeted and meticulously planned implementation
of AI in education stands out. This technology holds vast potential to improve research in
mathematics education, if properly used. However, it is essential that educators and institutions
understand how to optimize the application of these technological tools to support and increase
learning. This encompasses training researchers, adapting technology to student demands, and
creating dynamic, student-centered learning environments.
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Researcher: What are the possible applications of Chat GPT for developing research in
mathematics education?
IA- Chat GPT-4:
Researcher: How do you see future prospects and developments in the use of GPT Chat
in mathematics education research?
IA- Chat GPT-4:
The answers elucidated by the Artificial Intelligence known as Chat GPT-4 during this
interview are representative of the most modern technology in natural language processing,
potentially applicable to research in the field of mathematics education. GPT-4 Chat
demonstrated the possibilities and potential advantages derived from implementing AI in
mathematics educational research, emphasizing individualized assistance offered to students,
improved access to information, and collaboration among researchers.
When examining the responses, we consider it essential to pay attention to the ethical
aspects and dangers related to plagiarism intrinsic to this application. Such concerns must be
conducted in parallel with the analysis of the challenges, opportunities and future perspectives
already discussed. Ethical dilemmas encompass the conscientious use of GPT Chat, ensuring
that researchers are aware of the model's limitations and challenges, including potential biases
and inaccuracies. Human supervision is essential to mitigate such risks and to ensure that GPT
Chat is used in an ethical and responsible manner.
Challenges and opportunities for the use of chat GPT in mathematical education research
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The threat of plagiarism is another important concern when using GPT Chat in
mathematics education research. The model is capable of generating texts from its training,
which may result in unwanted similarities with pre-existing sources. To mitigate the risk of
plagiarism, it is crucial that researchers verify the originality of work produced by Chat GPT
and properly attribute sources when necessary. Furthermore, it is essential that educators
instruct students on how to use GPT Chat ethically, as a support tool, and not as a substitute for
critical thinking and original research.
In the current scenario, authors such as Gomes, Almeida and Junior (2019) propose an
intriguing contemplation about the emerging role of artificial intelligence (AI) in society and
the perception of a human desire to generate constructions "superior to ourselves". The authors
postulate that the search for AI may be a reflection of a human need to overcome its own
limitations, insinuating that what is strictly human is no longer enough. This idea is
interconnected with the belief that the salvation of humanity no longer lies in the hands of
human beings.
AI technologies must be used as instruments to preserve life and sustain human interests.
AI could supplant humans in unhealthy tasks, allowing for the application of science for the
benefit of humanity. However, there are domains of knowledge, such as art, philosophy,
psychology, science and mathematical education itself, where human presence is irreplaceable
(Gomes; Almeida; Junior, 2019).
Simultaneously, Gomes, Almeida and Junior (2019) present a critique of
anthropocentrism, arguing that this view could direct humanity towards a self-destructive path.
The creation of AI is seen as a response to this human unpredictability and the predatory
behaviors associated with anthropocentrism. AI thus represents a reconstruction of possibilities
based on the non-human.
In summary, Gomes, Almeida and Junior (2019) invite a reflection on the role of AI in
the contemporary world, emphasizing the need to balance its use with understanding the areas
where human presence remains fundamental. Furthermore, the authors encourage us to question
anthropocentrism and look for new possibilities for coexistence and survival through
technology.
Jonas Souza BARREIRA; Marcos Guilherme MOURA-SILVA and Tadeu Oliver GONÇALVES
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The creative potential of Chat GPT in research in Mathematics Education
By analyzing the broad scopes of human language, Chat GPT demonstrates a significant
potential for innovation, notably in the field of academic research in Mathematics Education,
of which the following stand out:
Personalized Teaching Resources: With the ability to understand and respond to
complex requests, GPT Chat can be used to create personalized teaching materials, adapting to
students' individual needs, making the teaching of mathematical concepts more accessible and
relevant.
Problem Solving Assistance: GPT Chat can serve as a tool to help solve mathematical
problems, offering solutions, suggestions or even proposing additional challenges to deepen the
student's understanding.
Research Collaboration: Researchers can benefit from Chat GPT as a brainstorming
tool, helping to formulate hypotheses, suggest methodologies or even review relevant literature
(Pereira, 2023). Furthermore, Chat GPT can be integrated into online teaching platforms, acting
as a virtual tutor, facilitating discussions in forums and providing instant feedback on work and
projects.
In summary, Chat GPT offers promising opportunities to innovate in Mathematics
Education research. However, like any tool, it must be used with discernment and in conjunction
with other pedagogical methodologies to maximize its potential while minimizing its
limitations.
Final remarks
In this study, the general objective was to identify the main challenges and opportunities
associated with using Chat GPT as a tool to support research in mathematics education.
However, when analyzing the answers provided by the Artificial Intelligence called Chat GPT-
4, we took into account not only the challenges and opportunities, but also the ethical aspects
and the danger of plagiarism. We conclude that, to maximize the applicability of Chat GPT in
mathematics education, it is imperative that users are aware of these concerns and implement
measures to ensure the ethical and responsible use of this technology.
We recognize that artificial intelligence has evolved dramatically in recent years,
presenting opportunities and challenges in multiple domains, including mathematics education.
Chat GPT is a promising tool with the capacity to assist researchers and educators, but its
Challenges and opportunities for the use of chat GPT in mathematical education research
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conscious use requires a careful analysis of its challenges and opportunities.
It is crucial that researchers and educators are aware of the limitations and challenges of
Chat GPT, including limited contextual understanding, potential biases, and ethical and privacy
concerns. Training users in relation to the responsible and ethical use of Chat GPT is essential
to ensure that the tool is used appropriately and complementary to the research and teaching
process.
Furthermore, the conscious use of GPT Chat in mathematics education research implies
human supervision and integration with other research methodologies. This includes checking
the quality and originality of the information produced by the model, as well as balancing the
use of technology and traditional pedagogical approaches.
We also consider that, to make the most of Chat GPT's potential in mathematics
education, it is important to adapt the model to the specific needs of students and researchers.
This may involve training and refining the model based on specific educational contexts,
improving Chat GPT's ability to provide personalized and effective support.
In general terms, responsible use of Chat GPT must also address issues of equity and
inclusion. This means ensuring that all students have access to technology and can benefit from
its potential, regardless of their socioeconomic background or specific skills. Therefore, this
article has demonstrated that Chat GPT offers significant opportunities to improve research and
teaching in mathematics education.
However, it is critical to proactively address its challenges and limitations to ensure its
responsible and ethical use. By promoting user awareness and empowerment, ensuring human
oversight, adapting the model to specific needs, protecting data and privacy, and promoting
equity and inclusion, we can maximize Chat GPT's potential as a valuable tool supporting
research in mathematics education.
Jonas Souza BARREIRA; Marcos Guilherme MOURA-SILVA and Tadeu Oliver GONÇALVES
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Jonas Souza BARREIRA; Marcos Guilherme MOURA-SILVA and Tadeu Oliver GONÇALVES
RIAEE – Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação, Araraquara, v. 19, n. esp. 2, e024084, 2024. e-ISSN: 1982-5587
DOI: https://doi.org/10.21723/riaee.v19iesp.2.18594 21
Acknowledgments: The Federal University of Pará, to the Institute of Mathematics and
Scientific Education; to the Postgraduate Program in Science and Mathematics Education.
Financing: Not applicable.
Conflicts of interest: The authors explicitly and unequivocally express that they do not
have any conflicts of interest, whether of a financial, academic, personal or other nature,
that could influence, directly or indirectly, the content presented or the conclusions drawn
In this job. All information and data presented are the result of impartial and objective
investigations, without any external interference that would compromise the integrity and
honesty of the manuscript.
Ethical approval: Not applicable.
Availability of data and material: Not applicable.
Author contributions: BARREIRA, JS: field research; data collect; analysis and
interpretation of data; text writing. MOURA-SILVA, M. G; GONÇALVES, TO:
supervision, guidance, corrections and final evaluation of the manuscript.
Processing and editing: Editora Ibero-Americana de Educação.
Review, formatting, standardization, and translation.