Computational Solving of Mathematical Problems Assisted by Artificial Intelligence
DOI:
https://doi.org/10.47456/rjn84x61Keywords:
Computational Thinking; Algorithm-solution; Python; GeminiAbstract
This article presents the results of a basic, qualitative, and exploratory research project developed to evaluate the use of artificial intelligence to program algorithmic solutions for computational solving of mathematical problems. The theoretical framework for this work is based on the concepts of computational problem-solving and computational thinking, with the latter being used as a heuristic resource. The methodological procedures consist of three steps: (1) selection of suitable mathematical problems for computational solving; (2) development of algorithmic solutions for the chosen problems; (3) use of artificial intelligence to program the developed algorithmic solutions and validation of the results. The programs were written in the Python language using the Gemini artificial intelligence, version 2.5 Flash. To illustrate the proposal, this article presents the computational solution of a mathematical problem and the programming of the algorithmic solution by artificial intelligence. In conclusion, we found that using artificial intelligence to program algorithmic solutions for mathematical problems is a promising and simple-to-implement teaching approach.
References
ARIMOTO, Maurício; OLIVEIRA, Weldrey. Dificuldades no Processo de Aprendizagem de Programação de Computadores: um Survey com Estudantes de Cursos da Área de Computação. In: Workshop sobre Educação em Computação (WEI), 27. 2019, Belém. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2019 . p. 244-254. ISSN 2595-6175. DOI: 10.5753/wei.2019.6633. Disponível em: https://sol.sbc.org.br/ index.php/wei/article/view/6633. Acesso em: 14 jan. 2026.
BRACKMANN, Christian P. Desenvolvimento do pensamento computacional através de atividades desplugadas na Educação Básica. Orientador: Dante Augusto Couto Barone. 2017. 226 p. Tese (Doutorado em Informática na Educação) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2017. Disponível em: https://lume.ufrgs.br/handle/10183/172208. Acesso em 12 dez. 2022.
BRASIL, Lei N° 14.533, de 11 de janeiro de 2023. Art.3°, Inciso I. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2023-2026/2023/lei/l14533.htm. Acesso em: 3 jan. 2026.
CAZADINE, Amanda F.; CARDOSO, Valdinei C. Explorando o uso do chatgpt em situações-problema de proporcionalidade. Kiri-Kerê: Pesquisa em Ensino, v.1, n.24, p.67-87, 2025. DOI: https://doi.org/10.47456/5h8p2s12. Disponível em: https://periodicos.ufes.br/kirikere/article/view/46349. Acesso em: 12 jan. 2026.
CREMA, Cristiani. Computação desplugada para estudantes do Ensino Médio: concepção, execução e avaliação de atividades. 155p. Dissertação (mestrado em Ensino de Ciências, Matemática e Tecnologias) – Universidade do Estado de Santa Catarina, Joinvile, 2020. Disponível em: https://sucupira-legado.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=9917752. Acesso em: 14 jan. 2026.
CURZON, Paul; MCOWAN, Peter W. The Power of Computational Thinking: Games, Magic and Puzzles to Help You Become a Computational Thinker. Singapore: World Scientific, 2017. DOI:10.1142/q0054.
FASSARELLA, Lúcio S. A resposta é plausível? Comentários baseados em um cálculo de probabilidades. Revista do Professor de Matemática, n.70, 2009, p.1-5. Disponível em: http://www.rpm.org.br/cdrpm/70/10.html. Acesso em: 5 jan. 2026.
FASSARELLA, Lúcio S. Resolução Computacional de Problemas de Probabilidade. Proceedings Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics, v.3, n.2, art.020129 [6 pages], 2015. DOI: 10.5540/03.2015.003.02.0129. Disponível em: https://proceedings.sbmac.org.br/sbmac/article/view/1020. Acesso em: 19 jan. 2026.
FASSARELLA, Lúcio S. Estimando Probabilidades por Simulações Computacionais. Professor de Matemática Online, v.9, n.2 , p.240-251, 2021a. DOI: 10.21711/2319023x2021/pmo917. Disponível em: http://pmo.sbm.org.br/wp-content/uploads/sites/16/2021/02/art17_vol9_PMO_SBM_2021.pdf. Acesso em: 12 jan. 2026.
FASSARELLA, Lúcio S. Desconexão procedimental e programação no ensino-aprendizagem da matemática: considerações a partir da teoria dos registros de representação semiótica. Revemat, v.15, n.2, p.1-24, 2021b. DOI: 10.5007/1981-1322.2020.e76610. Disponível em: https://periodicos.ufsc.br/index.php/revemat/article/view/76610. Acesso em: 19 jan. 2026.
FASSARELLA, Lúcio S. Aspectos Semióticos da Programação da Aprendizagem da Matemática. Anais do Encontro Regional de Matemática Aplicada e Computacional - ERMAC 2022. Universidade Federal do Espírito Santo, São Mateus - ES, 19-21 de outubro de 2022. p.62–68, 2022. ISBN: 978-65-00-72846-0. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1jqoFF2rNbIi-uSBY1Fmy335G6ATHL0Jg/view?pli=1. Acesso em: 6 jan. 2026.
GOOGLE. Breve descrição da linguagem de programação Python. Gemini, versão 3, 19 jan. 2026a. Disponível em: https://gemini.google.com/share/df9fa314ec93. Acesso em: 19 jan. 2026.
GOOGLE. Breve descrição da inteligência artificial Gemini. Gemini, versão 3, 19 jan. 2026b. Disponível em: https://gemini.google.com/share/d55d80aec5f3. Acesso em: 19 jan. 2026.
GOOGLE. Breve descrição do Google Colab. Gemini, versão 3, 19 de jan. 2026c. Disponível em: https://gemini.google.com/share/8ab0d0f7cab8. Acesso em: 19 jan. 2026.
KOSMYNA, Nataliya; HAUPTMANN, Eugene; YUAN, Ye T.; SITU, Jessica; LIAO, Xian-Hao; BERESNITZKY, Ashly V.; BRAUNSTEIN, Iris; MAES, Pattie. Your brain on chatgpt: Accumulation of cognitive debt when using an ai assistant for essay writing task. ArXiv (preprint): 2506.08872 (2025). Disponível em: https://arxiv.org/abs/2506.08872. Acesso em: 14 jan. 2025.
KOSOVA, Robert; SINA, Zenel; KAPÇIU, Rinela; KOSOVA, Anna M., KONDRA, Asad. Solving math problems with computer programs. The benefits for the high school students. 3rd International Conference on Engineering, Natural and Social Sciences. Konya/Turkey, May 16-17, 2024, p.703-710. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1847SEy_Tfx7ke1qnO6Pepq 873WnlkFkV/view. Acesso em: 17 jan. 2026.
MORAES, Fábio A. C. A Programação como ferramenta didático-pedagógica para o ensino de Geometria na Educação Básica em um ambiente construcionista. 247f. Dissertação (Mestrado em Ensino na Educação Básica) – Programa de Pós-Graduação em Ensino na Educação Básica, Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Universitário Norte do Espírito Santo. São Mateus, ES, 2020. Disponível em: https://ensinonaeducacaobasica.ufes.br/pt-br/pos-graduacao/PPGEEB/detalhes-da-tese?id=14489. Acesso em: 14 jan. 2026.
PAPERT, Seymour. Mindstorms: Children, Computers, And Powerful Ideas. New York: Basic Books, 1980.
PAPERT, Seymour. Logo: Computadores e Educação. Brasiliense, São Paulo, 1985 (1980).
PAPERT, Seymour. A máquina das crianças: repensando a escola na era da informática. Ed. revisada. Tradução: Sandra Costa. Porto Alegre: Artmed, 2008 (1993).
PROJECT EULER. Project Euler. Página inicial. Disponível em: https://projecteuler.net/. Acesso em: 17 jan. 2026.
POLYA, Georg. A arte de resolver problemas. Rio de Janeiro: Interciência, 1978.
SOUZA, Franciley A. de; FALCÃO, Taciana P.; MELLO, Rafel F. O Ensino de Programação na Educação Básica: Uma Revisão da Literatura. In: Anais do XXXII Simpósio Brasileiro de Informática na Educação (SBIE), 2021, p.1265-1275. Disponível em: https://sol.sbc.org.br/index.php/sbie/article/download/18148/17982. Acesso em: 14 jan. 2026.
TAVARES, Lucas C. O pensamento computacional na resolução de problemas discretos: seu valor didático à luz da Teoria dos Registros de Representação Semiótica. Dissertação (Mestrado em Ensino na Educação Básica) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Universitário Norte do Espírito Santo. 136f. São Mateus, ES, 2024. Disponível em: http://repositorio.ufes.br/handle/10/17977. Acesso em: 5 jan. 2026.
VALENTE, José A. Por quê o computador na educação? In: Valente, José A. (org.). Computadores e conhecimento: repensando a educação. 2a. ed. Campinas, SP: Unicamp/Nied, 1998. p.29-53.
VALENTE, José A. A Espiral da aprendizagem e as tecnologias da informação e comunicação: Repensando conceitos. Em M.C. Joly (ed.). Tecnologia no Ensino: implicações para a aprendizagem. São Paulo: Casa do Psicólogo Editora, 2002. pp. 15-37.1
VALENTE, José A. A Espiral da Espiral de Aprendizagem: o processo de compreensão do papel das tecnologias de informação e comunicação na educação. Tese (Livre Docência) – Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Artes. Campinas, SP: 2005. Anexo 3, p.209-232. Disponível em: https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/857072. Acesso em: 9 jan. 2026.
VALENTE, José A. Integração do pensamento computacional no currículo da educação básica: diferentes estratégias usadas e questões de formação de professores e avaliação do aluno. Revista e-Curriculum, v.14, n.03, p. 864–897, jul./set. 2016. Disponível em: https://revistas.pucsp.br/index.php/curriculum/article/view/29051. Acesso em: 9 jan. 2026.
VICARI, Rosa Maria; MOREIRA, Álvaro; MENEZES, Paulo Blauth; MENEZES, Crediné Silva de; NUNES, Daltro; LIVI, Maria Aparecida C. Pensamento Computacional: Revisão Bibliográfica. 2. ed. Porto Alegre: Desenvolvido no âmbito do Projeto UFRGS/MEC, 2018. 192 p. v. 1. Disponível em: https://lume.ufrgs.br/handle/10183/197566. Acesso em 12 dez. 2022.
YAN, Lixiang; GREIFF, Samuel; LODGE, Jason M.; GASEVIC, Dragan. Distinguishing performance gains from learning when using generative AI. Nat. Rev. Psychol. v.4, p.435–436 (2025). DOI:10.1038/s44159-025-00467-5. Disponível em: https://www.nature.com/articles/s44159-025-00467-5. Acesso em: 14 jan. 2026.
WING, Jeannette. Pensamento Computacional – Um conjunto de atitudes e habilidades que todos, não só cientistas da computação, ficaram ansiosos para aprender e usar. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia. Ponta Grossa, ano 2016, v. 9, n. 2, ed. 1, p. 1-10, 2016. DOI 10.3895/rbect.v9n2.4711. Disponível em: https://periodicos.utfpr.edu.br/rbect/article/view/4711. Acesso em: 31 ago. 2022.
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