A Robótica Educacional

A Robótica Educacional: Uma experiência interdisciplinar de aprendizagem no Ensino da Física. The Robotics Educational: Na experience interdisciplinary in learning at the Teaching gives Physics. Simonica Bidin UEMS: Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul Email: bidinsimonica@gmail.com RESUMO A robótica educacional é uma ação pedagógica que utiliza a aprendizagem de conceitos científicos por parte dos alunos através da interação com um robô de maneira colaborativa. É uma área de pesquisa que propõe o desenvolvimento de robôs com o objetivo de auxiliar na interdisciplinaridade, pois agrega vários conceitos do conhecimento, aumentando a possibilidade de integração das disciplinas. Esta área de pesquisa é aplicada em diversas áreas, e em meados da década de 1960 chegou à escola e tomou uma nova forma, sendo configurada como Robótica Educacional, ou seja, a aplicação do aparato tecnológico na área pedagógica tornando-se mais um elemento facilitador no processo de ensino e aprendizagem. Dentre as tecnologias utilizadas na educação, à robótica tem se tornado frequente nas escolas públicas e privadas, devido ser uma tecnologia facilitadora no processo ensino-aprendizagem, despertando o interesse dos alunos, juntamente com um aumento natural da motivação dos envolvido. Palavras-chave: Robótica educacional, ensino-aprendizagem, tecnologias. ABSTRACT The educational robotics is a pedagogical action that uses the learning of scientific concepts by the students through interaction with a robot collaboratively. Is an area of research which proposes the development robots with at inaccessible, complex and dangerous, brings itself to interdisciplinarity, as it adds several areas of knowledge, increasing the possibility of integration of disciplines. And it has been applied in several segments, and in recent years come to school and took a new form, it is set to Educational Robotics, that is, a space where the learner you can have access to computers, components electronic, electromechanical (motors, gears, sensors, wheels, etc) and a programming environment so that the above components can operate. Among the technologies employed in education, robotics has become common in public and private schools, due to be an technology in teaching-learning process, waking up the interest, along with a natural increase of motivation two involved. Keywords: Educational robotics, teaching and learning, technologies. INTRODUÇÃO Em tempos de revolução tecnológica, a sociedade vive uma mudança de paradigma que se acentua com o passar das gerações. Surge a necessidade de utilizar novos recursos tecnológicos com o intuito de aprimorar o processo de aprendizagem baseado no modelo tradicional de ensino. As novas demandas do ensino e aprendizagem, vivenciadas pelo construtivismo, é conduzida pela velocidade das descobertas e informações existentes em diversas áreas do conhecimento. Entre os vários problemas que a educação vem enfrentando, encontra-se necessidade de viabilizar uma prática de ensino diferenciada e compatível com a concepção de aprendizagem como um processo permanente, marcado por continuidades, rupturas e retrocessos, os processos e resultados escolares continuam profundamente marcados pela ótica da homogeneidade, fazendo coincidir avaliar e julgar, considerando como relevante o que o educando acertou e errou. As discussões englobam desde sua necessidade e importância até sua prática em sala de aula. Tomado por uma inspiração e querendo melhorar o processo de ensino e aprendizagem, foi a partir desse problema que se escolheu como tema para o presente projeto de pesquisa: A Robótica educacional: Uma experiência interdisciplinar de aprendizagem no Ensino da Matemática e da Física, na qual pretende socializar uma metodologia diferenciada, com o uso da Robótica no ensino da Matemática e da Física para alunos do Ensino Médio. O objetivo geral deste projeto de pesquisa é realizar intervenções colaborativas no campo escolar, tendo em vista possibilitar a dinâmica da prática docente, a aplicação da Robótica como ferramenta interdisciplinar nos estudos da Física, na agregação da aprendizagem colaborativa, da autonomia, do raciocínio lógico e da criatividade. A ideia desta pesquisa é propor a utilização do kit de robótica dentro de um plano de aula para auxiliar o professor a ensinar os alunos de maneira lúdica desenvolvendo-nos mesmos a curiosidade e a oportunidade de ver além de conteúdo teórico, o funcionamento prático através de programações que permitem ao robô executar tarefas de acordo com o assunto abordado, ou seja, possibilitar vivencia da situação de aplicação do conteúdo teórico em meios tecnológicos educativos. Esta pesquisa visa aumentar o aproveitamento dos alunos, acelerando a curva de aprendizado e disponibilizando maior envolvimento do aluno com o professor e o assunto, podendo assim o aluno vivenciar a situação, almejando-se alcançar 90% do que lhe foi ensinado ao passar de alguns dias, ou seja, aumentando assim também a sua retenção de conhecimento. Diversos estudos têm demonstrado que somente a sala de aula não é suficiente para a construção do conhecimento científico, mas é necessária a inserção de métodos diferenciados e ferramentas tecnológicas, tal como a Robótica, pois abordada uma forma interativa com o ensino, visto que expõe de maneira visual tudo aquilo que é apreendido, qualificando assim o processo de ensino. Os métodos que serão utilizados neste projeto de pesquisa durante o processo de aprendizagem, serão baseados em pesquisas científicas, experimentos laboratoriais, resolução e solução de problemas, participação na OBR- olimpíada Brasileira de Robóticas, além da construção de pequenos robôs, durante a feira de ciência escolar, para fins de demonstrar o crescimento e interação dos alunos nos conteúdos abordados, tornando as aulas mais atrativas e interessantes tanto para o grupo discente quanto para o grupo docente, reformulando algumas metodologias de ensino, através dessa nova prática de ensino. O maior desafio é a necessidade de uma progressiva qualificação no ensino, saber lidar com situações da atualidade, modificar-se e ampliar conhecimentos, criar estratégias resolutivas, atuar e produzir em equipe, relacionar-se bem com as pessoas e apresentar sugestões em situações que as exigem são características necessárias a todos, a todo momento, dentro e fora da escola, na vida profissional tanto quanto na vida pessoal. As disciplinas de Matemática e Física têm sido apontadas, ao longo do tempo, como as principais responsáveis pelo fracasso escolar. A pretensão com este trabalho é demostrar uma proposta mais interessante e prazerosa que desperte, simultaneamente, o interesse e o raciocínio dos alunos nas aulas de Matemática e Física, baseada na Robótica Educacional, na qual será desenvolvida através das pesquisas científicas, experimentos laboratoriais, resolução e solução de problemas, participação na OBR- olimpíada Brasileira de Robóticas, além da construção de pequenos robôs, durante a feira de ciência escolar. Esta proposta permite que o aluno desenvolva e exercite suas habilidades motoras, explorando conceitos tecnológicos por meio da criatividade e do raciocínio lógico, e permite construir diversas montagens integradas ao conteúdo de cada aula. De modo descontraído, porém compromissado, a Robótica apresenta o universo da ciência e da tecnologia aos jovens e adultos, além de ampliar o conhecimento interdisciplinar, importante para desenvolver o pensamento crítico e formar opiniões sobre questões mundiais, relacionadas, por exemplo, a ações sociais, políticas, econômicas, de educação e de saúde. Essa metodologia pedagógica que será utilizada pelo professor leva o aluno a identificar e compreender conceitos, levantar hipóteses e confrontá-las com as suposições dos colegas, validando ou modificando sua própria ideia, sempre respeitando e valorizando a opinião alheia. Estas são condições importantes para o desenvolvimento de competências e para formação e construção do cidadão. A Robótica, atualmente, encontra-se em constante e acelerado crescimento. Situações que, no passado não muito distante, foram consideradas ficções científicas, hoje são realidade, graças ao avanço de pesquisas em áreas como eletrônica, mecânica, informática e Inteligência Artificial. A robótica educacional tornou-se uma ferramenta de grande utilidade no desenvolvimento das aulas na educação atual. Nota-se que eles podem ser utilizados em qualquer disciplina, qualquer área, para interagir com diversos tipos de situações. Além de inserir os alunos no mundo da tecnologia, também possibilita ao professor abordar temas mais complexos e abstratos da grade curricular, facilitando, assim, o aprendizado dos mesmos. Acredita-se que essa robótica possa ser inserida como diferencial importante à educação, no sentido de propiciar experiências transdisciplinares aos estudantes, oferecendo a oportunidade de se confrontar e resolver problemas que simulam situações da vida real, respeitando as características de aprendizagem de cada um. Com base em Mill (2013), acreditamos que a robótica, quando permeia o processo de ensino-aprendizagem, pode influenciar positivamente a construção do conhecimento e a composição de um ambiente educacional mais rico e motivador. A riqueza da robótica pedagógica está no seu potencial como metaformação e como criadora de um ambiente dinâmico de ensino e aprendizagem – que diz respeito à possibilidade de aprendermos coisas da própria robótica enquanto apreendemos e aprendemos coisas diversas de outras áreas de conhecimento por meio dela, num ambiente motivador e divertido (MILL, 2013, p.270). Uma forma de minimizar as dificuldades da aprendizagem é utilizar a Robótica Educacional nas aulas de Matemática e Física, a fim de estimular o interesse do aluno por esta área do conhecimento, além de promover uma aprendizagem significativa caracterizada pela interação entre o conhecimento do senso comum (aluno) e o conhecimento científico (professor), aplicando práticas de ensino diferenciadas em sala de aula. A robótica educacional engloba o conteúdo de diferentes disciplinas, além disso, pode ser utilizada em qualquer nível da educação, ou seja, ensino fundamental, médio e até superior. Por ser uma área que desperta bastante curiosidade, a robótica pode ser usada como ferramenta didática para auxiliar professores em diferentes conteúdos dependendo da disciplina a ser ensinada. Para os alunos, a robótica é uma excelente ferramenta para exercitar a criatividade, estudar e praticar conceitos relacionados a diferentes disciplinas, além de deixar a aula muito mais interessante. Sendo a robótica uma ferramenta multidisciplinar, ou seja, pode ser utilizada na transmissão de qualquer conteúdo, de qualquer área, utilizando como objeto central o robô. A robótica educacional procura auxiliar o aluno na construção do aprendizado adquirido em sala de aula, desta forma colocando em prática seu conhecimento. O principal objetivo da robótica educacional é promover o estudo de conceitos multidisciplinares, como da física e da matemática, estimulando a criatividade e a inteligência de forma a promover a interdisciplinaridade, utilizando ferramentas adequadas na realização de projetos que exploram a criação e automação de pequenos robôs. Este método de ensino não se insere nesse modelo de repetições, pois demanda a participação do grupo de alunos na concepção e modelagem do problema e da solução, na qual demonstre os conceitos discutidos e aprendidos em sala de aula e no cotidiano do grupo. Esta prática é considerada um meio moderno e eficiente de aplicar a teoria piagetiana em sala de aula. O aluno é levado a pensar na essência do problema, assimilando-o para, posteriormente, acomodá-lo em sua perspectiva de conhecimento. Todo o processo de construção de um experimento robótico leva à equilibração abordada por Piaget. Este conceito educacional visa levar o aluno a questionar, pensar e procurar soluções, a sair da teoria para a prática usando ensinamentos obtidos em sala de aula, na vivência cotidiana, nos relacionamentos, nos conceitos e valores. A tecnologia vem revolucionando a organização econômica, social, política e cultural da sociedade da informação e comporta novas maneiras de trabalhar, de se comunicar, de se relacionar, de aprender e de pensar (COLL; MONEREO, 2010). Segundo isso tem contribuído para a formação da sociedade e novos recursos tecnológicos vão surgindo e/ou sendo aperfeiçoados, auxiliando o novo contexto da sociedade contemporânea. Nesse sentido, foi desencadeada uma nova cultura, a digital, no qual molda o pensar, o agir, o comunicar-se com os outros, o trabalhar e o aprender (KENSKI, 2015), podendo potencializar e promover a equidade e a qualidade na educação. Barbosa (2016) nos relata que, em sua pesquisa, buscou compreender qual a perspectiva do desenvolvimento de um trabalho coletivo de robótica educacional com estudantes do ensino médio, no qual acompanhou, durante alguns anos, instituições públicas e privadas, universidades e organizações. Segundo o autor, as marcas mais evidentes analisadas na construção e na programação de robôs, foi o desenvolvimento da autonomia, da colaboração, do compartilhamento e da autoria tecnológica. O estudo tem caráter qualitativo e utilizou como instrumentos metodológicos o diário de campo, fotografias, filmagens, produção de documentos, aplicação de questionários e entrevista. Barbosa analisou o processo do aprendizado mediante os eixos do movimento de aprendizagem em rede com robótica, dos diferentes papéis nos acontecimentos de robótica e experiências em engenharia e tecnologia, buscando compreender qual a trajetória do processo de constituição de uma rede de aprendizagem de robótica educacional. O autor relata, ainda, que os participantes da pesquisa exerceram papéis distintos, os quais lhes deixaram responsáveis pela própria transformação. Segundo o autor, a robótica educacional envolve práticas que possibilitam que os alunos construam o seu próprio conhecimento e desenvolvam o raciocínio lógico, ao passo que projetam, programam e constroem os seus robôs. Em outras palavras, defender duas formas distintas e complementares de uso da robótica educacional: 1) ensinar alunos do ensino médio a construir, por exemplo, um braço mecânico é importante, agrega diversos conhecimentos e sentidos, mas neste caso a escola está servindo de espaço para uma robótica que já existe e vem pronta da engenharia, o conteúdo é adaptado e adicionado ao currículo escolar; 2) outra forma de pensar a robótica educacional é a busca por uma ruptura antropofágica com a robótica técnica e universitária, na qual a escola e seus membros recebem as ferramentas, aprendem a manipulá-las e, uma vez que estão imersos em uma realidade distinta da qual a robótica foi inicialmente concebida, são capazes de inovar, criar novos significados, novas formas de uso do mesmo material. Nesse contexto, entende-se a Robótica Educacional como um recurso que possibilita atender a necessidade da prática científica na Educação Básica, por se tratar de um dispositivo tecnológico compreendido como um artefato cognitivo que possibilita explorar e expressar as ideias dos educandos na resolução de problemas cotidianos. Consequentemente, o uso da ferramenta leva o aluno a ir além da simples observação das formas de solução e modelagem, disponibilizando uma aprendizagem significativa e científica. Muito além da introdução de recursos tecnológicos no ambiente educacional, especificamente na Educação Básica, se faz necessário desenvolver e estimular os alunos a se tornarem profissionais da ciência, pois somente assim será possível amplificar os avanços científicos e tecnológicos, tendo como missão capacitar para a organização do pensamento de maneira lógica, e auxiliar na construção de uma consciência crítica e participativa em relação ao meio em que se vive. Vivemos em um mundo cada vez mais tecnológico. A cada dia surgem protótipos, hardwares, softwares e atualizações de recursos neste âmbito. Dessa forma, torna-se inviável para as instituições escolares omitir as potencialidades pedagógicas destas ferramentas. No entanto, é preciso analisar a sua inserção no ambiente educacional, despertando-o para a utilização com direcionamento pedagógico. Segundo Gomes (2010) a robótica pedagógica ou robótica educacional consiste basicamente na aprendizagem por meio da montagem de robôs. Esses dispositivos passam a ser, na verdade, artefatos cognitivos que os alunos utilizam para explorar e expressar as suas próprias ideias. A robótica pedagógica permite interagir com o empírico (robô) e o abstrato (programa) em um mesmo projeto, proporcionando a oportunidade do aluno observar a ação (movimento do robô) de seu raciocínio executado em um artefato físico. Portanto, mais do que apenas ensinar bons métodos de aprendizagem, torna-se também muito importante ensinar ao futuro professor como os seus alunos vão aprender, o porquê e para que este ou aquele método funciona, e principalmente, torna-se essencial dotar o educador de instrumentos teóricos para que em sua prática ele consiga se colocar também como pesquisador. Ou seja, o professor precisa compreender como se dá o processo de aquisição de uma nova linguagem, assim poderá escolher um método mais adequado a seus alunos. Segundo GARCIA (2002 p. 48), 'quer seja professor ou aluno, ao adotar uma atitude investigativa perante o conhecimento, certamente sofrerá transformações em suas relações com o processo e com o produto do mesmo'. CONCLUSÃO Esta pesquisa leva a conclusão de que novas metodologias e auxilio de tecnologias educacionais nas frentes de ensino são muito importantes, pois além de enriquecer o plano de aula, oferecem meios que aumentem a curiosidade e participação dos alunos, sem mudar a direção do assunto e sim o complementando. Com aumento da interação entre professor e aluno é possível acelerar a linha de aprendizagem e aumentar a retenção do conhecimento, fazendo-se o aluno através dessa dinâmica o grande privilegiado, pois a tendência é que haja um melhor aproveitamento do assunto em questão. O objetivo com a presente pesquisa é o de desmistificar o uso e a inserção da Robótica Educacional, na Educação Básica, enfatizando o seu potencial no incentivo à Iniciação Científica e o despertar para vocações científicas, e assim, compreendê-la além de um simples artefato de para modelagem. Vygotsky já mencionava no início do século XX que aprender a ler e a escrever é mais do que um exercício de traçado de letras ou de montar palavras juntando letras, mas de compreender como a fala desenhada funciona e pode ser usada nas relações com o outro e na compreensão do mundo e de si mesmo. Segundo SCHLOGL: 'Devido à linguagem, a percepção humana deixa de ser determinada exclusivamente por elementos fisiológicos e orgânicos dos nossos sentidos, tornando-se simbólica e impregnada de significados dados pela cultura'. (2010, p. 42) Ao professor cabe o papel de mediador, de organizador do processo de ensino, para exercer com sucesso este papel o docente precisa participar ativamente dos processos de apropriação e de elaboração dos conhecimentos pelos alunos, compreendendo as formas complexas de construção de significados sobre a língua escrita. Este trabalho se mostra relevante, uma vez que apresenta os benefícios obtidos pelos alunos, analisando se os objetivos do projeto estão sendo alcançados, e também ao apresentar o obstáculo supracitado e até então não identificado, colaborando para o melhor desempenho de outros projetos. Os objetivos deste projeto são em desenvolver nos alunos habilidades como: noções básicas do uso do computador, de programação e da Robótica Educacional, desenvolvimento do raciocínio lógico e do senso crítico, capacidade de trabalhar em equipe e capacidade de aplicar conceitos da robótica a outras disciplinas como matemática e física foram alcançados e é notório na convivência com os alunos se analisado o comportamento dos mesmos nos laboratórios onde serão produzidos os robôs. Garcia (2015), em sua pesquisa, objetivou elaborar robôs reaproveitando materiais reciclados para debater conceitos de biologia, analisando como a robótica educacional proporcionaria e facilitaria o aprendizado dos alunos do nível médio de ensino. Sua pesquisa é do tipo qualitativa, e, em sua metodologia, utilizou o estudo de caso, fazendo uso da análise de conteúdo para a análise dos dados. O trabalho da autora consistiu em uma construção de um robô que representasse o sistema nervoso humano, proposto pelos alunos, onde foram além da teoria, pois eles próprios construíram o protótipo. Garcia conseguiu analisar que a cooperação foi uma das principais características na atividade, desde a idealização do robô até sua finalização. A autora constatou, ainda, o despertar do interesse motivacional dos alunos tanto pela biologia quanto pelos sistemas eletrônicos a partir desta interação. Evidente que alguns obstáculos no desenvolvimento do trabalho serão encontrados, mas as soluções são fáceis de se implementar. O principal dessa o envolve a inclusão dos professores na formação, paralela ou anteriormente a formação do jovem. Ou seja, a experiência obtida facilitará a execução de projetos futuros da mesma natureza. A dinâmica em grupo revela também os aspectos emocionais que envolvem o processo de aquisição de uma nova linguagem. Podemos dizer que a possibilidade de mediação deve-se também ao imaginário da cultura tecnológica que mobilizou os estudantes, despertando a própria imaginação e vontade destes. Portanto, não sabemos dizer ainda se esta dinâmica será repetida ou aperfeiçoada, mas reforço a importância dos sujeitos envolvidos com o uso de tecnologia na escola se apropriar do material e, como melhores conhecedores da sua realidade, olharem sempre para as possibilidades de construção de novos usos e significados para a tecnologia, não deixando que aquele instrumento vire apenas mais um artefato tecnológico que com o tempo será esquecido em um armário. Por fim, a proposta de que o trabalho com robótica educacional não deve ser pautado e avaliado apenas referenciando-se na robótica já consolidada nas universidades e nas indústrias. Cabe à escola incorporar esta ferramenta no seu cotidiano, transformando a robótica e deixando que a robótica também transforme a escola. Referências BARBOSA, F. da C. Rede de aprendizagem em robótica: uma perspectiva educativa de trabalho com jovens. 2016. 366 f. Tese (doutorado) – Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-Graduação em Educação. COLL, C; MONEREO, C. As tecnologias da informação e da comunicação e os processos de desenvolvimento e socialização. In: COLL, C; MONEREO, C. Psicologia da educação virtual: Aprender e ensinar com as tecnologias da informação e da comunicação. Porto Alegre: Artmed, 2010. p. 47-65. GARCIA, Maria de Fátima. A produção do conhecimento na escola pública por meio da pesquisa: o projeto 'Ciência na Escola'. 2002. Tese (Doutorado em Educação) – Unicamp, Campinas. GARCIA, M. C. de M. Robótica Educacional e aprendizagem colaborativa no ensino de Física: discutindo conceitos relacionados ao sistema robótico. 2015. 112 f. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Goiás. Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemática, Goiânia, 2015. GOMES, A., Henriques j., e Mende, A. j. (2010). Uma proposta para ajudar alunos com dificuldades na aprendizagem inicial de programação de computadores. Educação, formatação e tecnologias. Grochocki, L. R.; Silva, R. B. Robótica Educacional. Guarapuava: Barbosa e Silva & Grochocki Ltda. Disponível em: http://roboticaeducacional.com.br. Acesso em: 10 janeiro de 2018. Lógico, criatividade, resolução de problemas, trabalho em grupo, etc. KENSKI, V. M. Educação e Internet no Brasil. In: THEMOTEO, R. J. (org). Internet e sociedade. Edição Cadernos Adenauer XVI, Rio de Janeiro, n.3, abr. 2015. p.133-150. SCHLOGL, Michele. O processo de sistematização de conhecimentos para o aprendizado da linguagem escrita. 2013. Tese (Mestrado em educação) – Unicamp, Campinas. VIGOTSKI, L.S. A formação social da mente: o desenvolvimento dos processos psicológicos superiores. São Paulo. Martins Fontes, 6ª edição, 1999.

A Robótica Educacional

SIMONICA BIDIN

Consórcio: aprenda a usá-lo para atingir suas metas, com Alysson Tosin | Café com ADM 472

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