Algoritmo é o conceito básico para entender o funcionamento dos diversos sistemas digitais que usamos diariamente. Empresas e governos contam com equipes de especialistas em áreas como Matemática, Estatística e Computação para desenvolverem ferramentas de busca de informação e análise de dados, entre tantas outras funções. Ferramentas digitais que decidem, por exemplo, se determinados profissionais são falhos, causando suas demissões; que potencializam crises financeiras, gerando recessão; e que, também, estabelecem as informações relevantes nas pesquisas via Web.

Carlo Emmanoel Tolla de Oliveira, doutor em Computação pela Universidade de Londres e pesquisador da UFRJ, considera que desenvolver o pensamento computacional nos estudantes é tão importante quanto ensinar a ler e a escrever: “Na época da escravidão, o analfabetismo era um sistema de opressão. Podemos dizer que agora está se dando o mesmo em relação a quem sabe programar e as pessoas que ignoram o funcionamento de máquinas que impactam suas vidas”.

Carlo explica que “todo pensamento segue um padrão que é chamado algoritmo. Em sua essência, um algoritmo é um conjunto de fatos que se segue para resolver um problema. Um bebê aprende a andar por meio de algoritmos. Seu cérebro, por tentativa e erro, vai aprendendo que é preciso alternar o braço oposto à perna – o que permite andar sobre dois pés. O pensamento computacional tenta formalizar isso. Cria algoritmos, ou seja, sequências inequívocas, caminhos garantidos para solucionar questões”.

Cathy O´Neil é PhD em Matemática por Harvard e pós-doutora pelo MIT. Escreveu o livro Weapons of Math Destruction (Armas de Destruição pela Matemática, em tradução livre) com o objetivo de levar ao cidadão informações que o auxiliem no entendimento dos diversos sistemas digitais que compõem o mundo contemporâneo.

O caso da professora

Um dos exemplos descritos no livro é o de Sarah Wysocki, professora de uma escola pública em um bairro pobre da capital dos Estados Unidos. Em 2007, o prefeito de Washington D.C., Adrian Fenty, queria melhorar as unidades com baixo desempenho. A teoria era que os estudantes não aprendiam o suficiente porque seus professores não estavam trabalhando bem. Em 2009, Michelle Rhee, secretária de Educação, usou os resultados da ferramenta Impact para avaliar os professores. Essa ferramenta, desenvolvida por uma consultoria sediada na Universidade de Princeton, utilizava um algoritmo para medir o progresso educacional dos estudantes e calcular quanto do seu avanço ou declínio poderia ser atribuído aos professores.

Ao fim do ano letivo de 2010-11 (nos EUA, o ano letivo se inicia no final de agosto e termina no final de maio do ano seguinte), 206 professores foram demitidos por terem ficado abaixo do índice mínimo adotado pelo algoritmo. Uma das docentes demitidas era Sarah Wysocki, professora do 5º ano na MacFarland Middle School há dois anos. Mesmo bem avaliada por seu diretor e também pelos pais dos estudantes, Wysocki recebeu uma péssima pontuação na avaliação Impact.

No entanto, investigações dos jornais Washington Post e USA Today revelaram sérios indícios de fraude em testes de avaliação em 41 escolas do distrito escolar de Washington D.C., incluindo aquela de onde a maioria dos estudantes de Sarah Wysocki era oriunda. Quase 30% dos estudantes foram classificados como tendo níveis avançados em leitura, cinco vezes mais do que a média das escolas públicas da região, mas a professora constatou, na sala de aula, que muitos deles apresentavam dificuldade para ler frases simples. Segundo a autora, provavelmente o que aconteceu é que os estudantes de Sarah Wysocki começaram o ano com pontuações infladas artificialmente. Por isso, os resultados no final do 5º ano fizeram parecer que tinham baixo desempenho. A suposição é que professores da escola anterior adulteraram os testes, para assegurar seus empregos e também o bônus de 8 mil dólares garantido como política pública aos que lecionassem para alunos com melhores notas.

Sarah Wysocki ficou sem emprego por poucos dias. Com as boas referências que tinha, incluindo a do diretor da escola que a demitiu, logo foi contratada em uma unidade de um rico distrito escolar no norte do estado da Virgínia (próximo a Washington D.C.).

Cathy O’Neil pergunta no livro: “como o sistema aprende se a consequência que produziu é acertada?” E responde: “A questão é que esse tipo de sistema não evolui sozinho. A ferramenta determinou que os professores eram falhos e assim eles foram vistos na sociedade. Em vez de procurar pela verdade, a pontuação encarnou uma ‘verdade’ imposta. O modelo por si só é uma caixa preta; contém um segredo corporativo secreto. Se os detalhes são escondidos, é mais difícil questionar e protestar. A natureza desse tipo de ferramenta tecnológica é realizar as análises para codificadores e estatísticos, e esses profissionais, por sua vez, têm como regra deixar as máquinas darem os resultados de modo automático”.

Ética

Carlo Oliveira, pesquisador do Laboratório de Automação de Sistemas Educacionais da UFRJ, considera que a principal questão envolvendo algoritmos, seus sistemas e suas máquinas, a tecnologia, enfim, é ética. “Sistemas com algoritmos estão impactando vidas e podem prejudicá-las. Por isso, a Sociedade Brasileira de Computação está recomendando que ensinemos pensamento computacional nas escolas, pois as pessoas podem ser manipuladas se ignorarem esse conhecimento. Nós, cientistas da computação, temos essa responsabilidade com a sociedade – de procurar educar para o pensamento computacional, sob pena de nos tornarmos meros instrumentos para indústrias e governos que insistirem nos sistemas fechados”.

Rede Pública Municipal de Ensino do Rio de Janeiro

A equipe da qual Carlo faz parte na UFRJ está desenvolvendo uma nova proposta pedagógica para o Ensino Fundamental. Esse projeto pedagógico está sendo aplicado na E.M. Jornalista e Escritor Daniel Piza (6ª CRE), em Costa Barros, há três anos. Lá, ensina-se o pensamento computacional por meio de games, em uma parceria com a professora de Ciências, Ana Paula Cavadas, que trabalha o conteúdo da sua disciplina e conta com estudantes do Ensino Médio (em sua maioria ex-alunos da escola) para ensinar programação.

Carlo explica que “produzindo jogos de computador, os cérebros dos estudantes aprendem a desenvolver um pensamento computacional, que usa todo o pensamento em algoritmo no processo. Por exemplo, um sistema que funcione de acordo com a regra da evolução. Os alunos precisam entender bem o que a professora de Ciências explicou, porque terão que replicar o que aprenderam quando criaram o game e, se não tiver lógica, a professora vai corrigir o conteúdo, dizendo-lhes o que não tem sentido no jogo, sob a ótica dos conhecimentos em Biologia. Os alunos ficam motivados a aprender e adquirem um conhecimento permanente, não apenas algo que decoram para a prova e que será esquecido tão logo passe o exame. O pensamento computacional melhora todas as notas de todas as matérias”.

Há uma outra escola da Rede onde o método está sendo empregado: a E.M. Charles Anderson Weaver (6ª CRE), em Coelho Neto. A UFRJ deseja ampliar a aplicação da pedagogia por games nas escolas públicas municipais do Rio.

Sistemas algorítmicos podem sair do controle dos humanos?

Na entrevista que concedeu ao Portal MultiRio, Carlo disse ainda que sistemas algorítmicos clássicos, do tipo polinomial, seguem apenas regras pré-definidas e não saem do controle de quem os criou, mas se forem usados algoritmos heurísticos, isso pode acontecer. Ele explicou que essas máquinas têm a capacidade de modificar os próprios códigos para atingir a meta que foi estabelecida.

Em suas palavras: “as máquinas com algoritmos heurísticos podem decidir sozinhas que o passo a passo com os quais os humanos as programaram não é a forma mais eficiente de chegar ao resultado estabelecido. Isso aconteceu com o Facebook no desenvolvimento de reconhecimento facial que estava sendo desenvolvido. Os profissionais colocaram diversos computadores trocando informações entre si para obter o reconhecimento facial. O algoritmo heurístico desse sistema decidiu, sozinho, que o protocolo criado pelos humanos era incipiente e começou a desenvolver uma linguagem própria entre eles – os computadores. Os responsáveis pelo projeto ficaram com medo e desligaram o sistema. Os sistemas heurísticos são feitos com metas a alcançar e tentam todas as possibilidades para atingir o objetivo proposto, podendo considerar, inclusive, que a linguagem humana contém problemas de comunicação”.