Uso de grandes modelos de linguagem na geração automática de questões de matemática: uma abordagem baseada em design science research

Abstract

O avanço da Inteligência Artificial tem ampliado significativamente as possibilidades de apoio ao ensino, especialmente no contexto da Matemática no Ensino Médio, área que exige prática contínua e diversidade de exercícios. Contudo, a elaboração manual de questões alinhadas à BNCC permanece uma atividade intensiva em termos de tempo e esforço docente, enquanto estudantes ainda relatam dificuldades relacionadas à clareza dos enunciados, ao nível de dificuldade e à motivação durante a prática. Diante desse cenário, este trabalho tem como objetivo desenvolver e validar uma plataforma digital baseada em modelos de linguagem para a geração automática de questões de Matemática, voltada ao apoio simultâneo de professores e alunos. A pesquisa foi conduzida segundo a metodologia de Design Science Research (DSR), contemplando a construção do artefato, sua demonstração e avaliação empírica com estudantes e docentes do Instituto Federal da Paraíba. Os resultados quantitativos com estudantes indicaram elevada aceitação da plataforma, com mais de 87% de concordância quanto à facilidade de uso, 93,9% quanto à utilidade das questões para o estudo e 83,7% de intenção de reutilização. A análise qualitativa revelou uma percepção positiva quanto à simplicidade da interface e ao potencial da ferramenta para o estudo autônomo, ao mesmo tempo em que apontou limitações técnicas, especialmente relacionadas à renderização matemática. Na avaliação docente, 75% das questões foram consideradas conceitualmente corretas e pedagogicamente relevantes, embora tenham sido identificadas fragilidades na clareza textual e na calibração do nível de dificuldade. Conclui-se que a plataforma apresenta viabilidade técnica, boa aceitação pedagógica inicial e potencial relevante como ferramenta de apoio ao ensino-aprendizagem de Matemática, desde que acompanhada de revisão docente e de aprimoramentos nos mecanismos de controle e validação automática das questões.