VIII ENCONTRO DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PESQUISADORES EM EDUCAÇÃO ESPECIAL

Londrina de 05 a 07 novembro de 2013 - ISSN 2175-960X

*Professores do Núcleo de Atividades de Altas Habilidades/Superdotação (NAAH/S) situado

no Colégio Estadual Vicente Rijo em Londrina-PR.

**Professores do Curso de Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de

Londrina (UEL) financiados pelo Edital Forma Engenharia – CNPq/VALE – 2012.

ELABORAÇÃO DE REGULAMENTO PARA COMPETIÇÃO DE ROBÓTICA

ENVOLVENDO ESTUDANTES COM ALTAS HABILIDADES / SUPERDOTAÇÃO

DO ENSINO FUNDAMENTAL E MÉDIO

DIOGO JANES MUNHOZ*

ERNESTO FERNANDO FERREYRA-RAMÍREZ**

FABIANE SILVA CHUEIRE CIANCA*

OSNI VICENTE**

JULIANI CHICO PIAI**

INTRODUÇÃO

No Brasil, a Superdotação é uma temática cujo interesse vem crescendo na última década,

pois Nakano e Siqueira (2012) identificaram, após pesquisas em bases de dados digitais,

somente um trabalho nacional publicado antes de 2002, em contraste com 29 trabalhos

nacionais publicados após esse ano até 2011. Nesse mesmo estudo, Nakano e Siqueira (2012)

perceberam a ausência de instrumentos específicos validados e normatizados para a

identificação de superdotados no Brasil. Por exemplo, muitas vezes a Superdotação pode ser

confundida com Síndrome de Asperger. Segundo Vieira e Simon (2012), os indicadores que

mais aproximam essas duas necessidades educacionais especiais estão relacionadas à

cognição, a saber: fluência e precocidade verbal; interesse restrito em determinadas áreas; e

desenvolvimento irregular em comparação ao desenvolvimento social e afetivo. Em

compensação, há diferenças significativas na interação social dos indivíduos com Síndrome

de Asperger e dos superdotados, sendo que os primeiros apresentam dificuldade para: iniciar

ou manter conversas; discernir se um assunto é adequado ou não; interpretar linguagem

corporal e expressões faciais, entre outras. Assim, estudos e pesquisas na área possuem

imenso valor para evitar desperdício desses talentos em potencial (NAKANO e SIQUEIRA,

2012).

Nesse contexto, o Ministério da Educação (MEC) implantou Núcleos de Atividades de Altas

Habilidades/Superdotação (NAAH/S) espalhados pelo Brasil, que utilizam entre outras, a

Teoria dos Três Aneis de J. Renzulli (RENZULLI, 2004; VIRGOLIM, 2007) para identificar e

atender crianças e adolescentes com indicativos de altas habilidades/superdotação (AH/SD)

em escolas públicas, permitindo o seu pleno desenvolvimento intelectual, social e

comportamental.

De forma geral, segundo J. Renzulli os indivíduos com AH/SD apresentam criatividade,

envolvimento com a tarefa e capacidade acima da média, sendo também influenciados pela

sua rede de relacionamentos, ou seja, família, amigos, escola e outros (VIEIRA e SIMON,

2012). Geralmente, verifica-se que a capacidade das pessoas com AH/SD é específica e não

genérica, podendo citar, como exemplos, Einstein, Mozart e Shakespeare, que apesar de

apresentarem altas habilidades científica, musical e literária, sendo considerados inclusive

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como gênios em suas áreas, apresentavam limitações nos relacionamentos interpessoais, na

escrita e nos movimentos corporais, respectivamente (ANTUNES, 2006a). Assim, pode-se

aplicar ao ensino de pessoas com AH/SD a Teoria das Inteligências Múltiplas (IM) proposta

por Howard Gardner, psicólogo norte-americano da Universidade de Harvard, em 1983

através do livro “As Estruturas da Mente” (GARDNER, 2007). Nessa teoria, Gardner defende

que o potencial humano não pode ser medido apenas pelo Quociente de Inteligência (QI),

visto que há diversos tipos de inteligência: linguística; lógico-matemática; espacial; musical;

corporal-cinestésica; interpessoal; intrapessoal e naturalista (ARMSTRONG, 2001; VIEIRA e

SIMON, 2012).

A inteligência espacial, ou visuoespacial, permite relacionar o espaço próprio do indivíduo

com o espaço que o envolve, através da percepção e administração de distâncias, pontos de

referência e localização geográfica. Em outras palavras, um indivíduo com boa inteligência

espacial consegue visualizar tridimensionalmente e decodificar graficamente imagens e

objetos, fazendo a sua transformação ou combinação em novas posições. Por isso, esta

habilidade é extremamente nítida em arquitetos, escultores, matemáticos, pintores e em

profissionais que se valem da orientação espacial no seu dia a dia, tais como motoristas e

marinheiros (ANTUNES, 2006b, VIRGOLIM, 2007).

A inteligência lógico-matemática está relacionada à competência em compreender os

elementos da linguagem algébrica e numérica, permitindo a resolução de problemas que

envolvam números, grandezas e valores de forma surpreendentemente rápida. Esta habilidade

está mais presente nas profissões ligadas à Física, à Matemática e à Engenharia, bem como

nas ciências contábeis e na área de programação de computadores (ANTUNES, 2006c;

VIRGOLIM, 2007).

Por isso, embora todas as inteligências sejam importantes, neste presente trabalho é dado

enfoque às inteligências espacial e lógico-matemática por estarem mais diretamente

relacionadas ao exercício das profissões relacionadas às ciências exatas e engenharias. No

caso das engenharias, há carência de engenheiros no mercado (PIAI et al., 2013). Por isso,

quaisquer iniciativas para fomentar o interesse em Engenharia e diminuir a evasão escolar

serão bem-vindas.

O uso de robôs é bastante difundido para o ensino de Engenharia Elétrica, Eletrônica ou

Mecânica devido ao seu apelo futurista, que encanta os alunos. Um robô é um dispositivo

mecânico motorizado e controlado por computador que pode ser programado para fazer

automaticamente uma variedade de tarefas. Uma vez programados, os robôs podem realizar

suas tarefas sem supervisão humana, ou seja, de forma autônoma (SALANT, 1990). Segundo

Filippov et al. (2011), o ensino de engenharia em escolas e universidades russas,

principalmente nos primeiros anos de graduação, é facilitado ao utilizar dispositivos robóticos

devido a sua popularidade entre os jovens. Como exemplo disto nos Estados Unidos, Wadoo e

Jain (2012) propõem o uso de kits de robótica LEGO NXT e software ROBOTIC em diversas

aulas de laboratório de Sistemas de Controle para cursos de graduação em Engenharia.

Dentre diversas plataformas de ensino existentes no mercado, o kit de robótica LEGO

MINDSTORMS® NXT possui três vantagens: é baseado no popular brinquedo LEGO de

peças de encaixar, o que confere facilidade e flexibilidade de montagem; possibilita boa

conexão sem fio (wireless) através do sistema de comunicação Bluetooth; e apresenta um

preço bastante acessível (em torno de US$300 sem contar os impostos) em relação a outras

alternativas de robótica (FILIPPOV et al., 2011).

Na literatura encontram-se diversos relatos de experiências internacionais bem sucedidas

utilizando o kit de robótica LEGO MINDSTORM NXT. Em escolas e universidades da

Lituânia, os kits foram utilizados no ensino de ciências da computação (BURBAITE et al.,

2012) e na Ilha de Chipre para a preparação de professores de ciências do ensino fundamental

(HADJIACHILLEOS et al., 2012). Além disso, conteúdos complexos, como aquisição de

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dados em tempo real e sistemas de controle, foram ministrados, aplicando kits da LEGO, aos

estudantes de graduação em Engenharia de Telecomunicações e de Computação da

Universidade de Málaga na Espanha (CRUZ-MARTÍN et al., 2012).

Figura 1 – Esquematização do “Ciclo de Criação de Conhecimento” (NONAKA, 1995 apud

CHEN, 2012).

A explicação para a popularidade do uso de kits LEGO para o ensino de ciências é dada pelo

pesquisador taiwanês C. Y. Chen, que defende que isto está de acordo com a Teoria do Ciclo

da Criação de Conhecimento proposta por I. Nonaka em 1995, que está esquematizada na

Figura 1. Nesta teoria, argumenta-se que a aquisição de conhecimento de uma pessoa baseia-

se entre a interação da aquisição de conhecimento explícito e tácito. O conhecimento explícito

é formal, e é composto por números, palavras ou imagens que podem ser facilmente

disseminadas através de procedimentos formais, especificações, manuais ou fórmulas. Já o

conhecimento tácito é intuitivo, e está relacionado ao sistema de crenças e valores pessoais

associados ao exercício de alguma atividade profissional. Em outras palavras, pode-se dizer

que o conhecimento explícito corresponde ao “saber o que fazer”, enquanto que o

conhecimento tácito é “saber como fazer”. Por isso, o conhecimento tácito é mais difícil de

formalizar e disseminar. A socialização (interação social entre mestre e discípulos, ou instrutor

e estagiários) é o processo mais efetivo para aquisição de conhecimento tácito, que é feito

através da observação, imitação e prática. A externalização é a fase em que o conhecimento

tácito é convertido em conhecimento explícito. Nesta fase, o indivíduo formaliza as suas

próprias verdades interiores acerca de um determinado assunto que está sendo vivenciado. Na

etapa de combinação, os conhecimentos explícitos prévios do indivíduo são revistos,

trabalhados e recombinados para gerar novos conhecimentos explícitos. Por exemplo, o

desenvolvimento de um protótipo de robótica com fins didáticos requer o conhecimento

prévio, e domínio pelo menos básico, de diversos conteúdos (computação, física, matemática,

telecomunicações, eletrônica, entre outros). Finalmente, a etapa de internalização ocorre

quando o conhecimento explícito é transformado em conhecimento tácito, através da

aplicação prática de saberes teóricos. Nesta etapa, são formados os modelos mentais que farão

parte dos conhecimentos intuitivos (insights) do indivíduo (CHEN, 2012).

As iniciativas descritas anteriormente mostram o uso de kits LEGO como ferramenta didática

para ensino regular de ciências (física e matemática) no ensino médio e na graduação em

engenharia. Este fato gerou um questionamento: “Por que não usar robótica para ensino

especial no Brasil?”. Assim, está sendo desenvolvido o projeto de extensão descrito em PIAI

et al. (2013), que relata a experiência bem sucedida de trabalho conjunto de professores e

alunos de graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de Londrina (UEL –

Paraná – Brasil) para formar tutores (professores e alunos do ensino médio) do Núcleo de

3057

Atividades de Altas Habilidades/Superdotação (NAAH/S) da mesma cidade, através da

utilização de kits de robótica LEGO MINDSTORMS® NXT.

Os tutores formados passaram a atuar com uma turma de 29 alunos do NAAH/S,

desenvolvendo os mais diferentes protótipos. Na próxima etapa do projeto, estes estudantes

participarão de uma competição de robôs, onde características como, trabalho em equipe,

agilidade de raciocínio para a tomada de decisões, liderança, valor atribuído ao ganhar e ao

perder, entre tantas outras, serão estimuladas e observadas, contribuindo para a formação do

indivíduo. No entanto, para que estas características possam ser incitadas, a escolha das

atividades a serem realizadas, determinação das equipes, premiações e regras, devem ser

cuidadosamente preparadas. Este trabalho trata do desenvolvimento destas condições para que

a execução da competição se torne possível e contribua efetivamente para a formação destes

alunos. São apresentadas todas as etapas de desenvolvimento da atividade, bem como o

objetivo central de cada uma delas.

MÉTODO

Para a elaboração dos desafios a serem propostos no campeonato, foram seguidas as etapas

mostradas no Quadro 1, e que são descritas posteriormente em mais detalhes.

Quadro 1 – Etapas envolvidas na elaboração do regulamento do Campeonato de Robótica.

Etapas Atividades

1 Acompanhamento das aulas de robótica dos alunos

2 Definição das competências a serem estimuladas / avaliadas

3 Elaboração dos tipos de provas (desafios) do campeonato de robótica

4 Definição dos critérios de pontuação / penalidades das provas

5 Preparação dos percursos e obstáculos envolvidos nas provas

6 Elaboração, revisão e divulgação do texto final do regulamento

A etapa 1 consistiu no acompanhamento, por parte dos professores de Engenharia Elétrica da

UEL, das aulas de robótica ministradas pelos tutores aos alunos do NAAH/S. Esta etapa

ocorreu dois meses após o término do curso de formação de tutores, descrito em Piai et al.

(2013). A partir disto, os profissionais envolvidos (docentes da Engenharia Elétrica e

docentes, psicólogos e pedagogos do NAAH/S) reuniram-se algumas vezes para trocar

impressões sobre: o nível de assimilação dos conteúdos de robótica pelos alunos do NAAH/S;

e a natureza das provas, às quais se decidiu chamar de desafios, a serem propostas aos alunos

durante o campeonato. Nessas reuniões, foi constatado que:

(a) os alunos trabalhavam em grupos heterogêneos, com níveis de aptidão lógico-

matemática e espacial diferentes, devidos à diferença de idade, escolaridade e

temperamento. Por isso, seria interessante que as provas apresentassem um nível de

complexidade crescente para que pudessem contar com a participação de alunos de

várias idades (11 a 16 anos);

(b) a realização das provas, deveria ser individual e exclusiva (o aluno de uma equipe que

participou de uma prova, não poderia participar das demais provas e nem receber

ajuda dos monitores). Isto evitaria que alguns alunos, comodamente, se utilizassem do

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auxílio explícito dos monitores, e que os alunos mais velhos, ou habilidosos,

tomassem o lugar dos menores;

(c) a pontuação final de cada prova deveria ser obtida através de alguma fórmula,

relacionada com o objetivo a ser atingido, permanecendo em uma escala de 0 a 100

pontos. Isto evitaria subjetividades no julgamento do desempenho das equipes;

(d) deveria haver o estímulo a criatividade, através da inserção de efeitos sonoros e visuais

nos robôs das equipes competidoras;

(e) a pontuação final deveria ser a média das provas em que houve participantes das

equipes, de forma que equipes de alunos mais novos (11 a 13 anos) tivessem chance de

competir com equipes formadas por alunos mais velhos (14 a 16 anos).

Com isso, foram cumpridas as etapas 2, 3 e 4, que foram obtidas por meio do processo

brainstorming não-estruturado, no qual várias pessoas discutem, e posteriormente formatam,

ideias colocadas de forma espontânea à medida que elas surgem em suas mentes

(BRASSARD, 1994).

Na etapa 5, alunos e professores do NAAH/S que não participavam das oficinas de robótica, e

que tinham habilidades relacionadas às artes plásticas, conceberam, esculpiram e pintaram os

obstáculos e percursos a serem utilizados na competição. Pôde-se perceber o entusiasmo

apresentado por estes alunos, ao ver que as suas obras artísticas seriam apreciadas e utilizadas

por outras pessoas.

Finalmente, durante a etapa 6, após várias discussões por parte dos profissionais envolvidos,

chegou-se ao texto final do regulamento. A sua divulgação aos alunos participantes ocorreu

com antecedência de cinco semanas, para permitir um tempo hábil de preparação para a

competição.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Nas Figuras 1 e 2 são mostrados, respectivamente, a frente e o verso da folha de regulamento

da competição. Nessas figuras, pode-se perceber que as observações descritas na seção de

Método foram contempladas no regulamento da competição, como mostrado no Quadro 2.

Quadro 2 – Correspondência entre as observações feitas pelos profissionais envolvidos e os

itens do regulamento da competição de robótica.

Observação Itens do regulamento relacionados

(a) 3a, 6

(b) 3b, 3c, 4b, 4c, 4d

(c) 3d, 3e, 6

(d) 3f

(e) 3g

Os demais itens do regulamento (1, 2, 4a, 5), não mostrados no Quadro 2, são componentes

informativos que servem para tornar mais clara a interpretação e a finalidade do texto.

3059

Figura 1 – Primeira página do regulamento da competição de robótica do NAAH/S de

Londrina-PR (fonte: os autores).

3060

Figura 2 – Segunda página do regulamento da competição de robótica do NAAH/S de

Londrina-PR (fonte: os autores).

Nas Figuras 3 e 4 são mostrados momentos da preparação dos alunos para os desafios da

competição de robótica, após a divulgação do regulamento (etapa 6 apresentada no Quadro 1).

Pode-se perceber a empolgação dos alunos envolvidos, pois a possibilidade de participar da

competição despertou neles o espírito competitivo, e ao mesmo tempo, estimulou a sua

interação social devido ao trabalho em equipe.

3061

Figura 3 – Preparação dos alunos para a competição de robótica (fonte: os autores).

Figura 4 – Preparação dos alunos para a competição de robótica (fonte: os autores).

A Figura 5 mostra as anotações feitas, espontaneamente, por um aluno do NAAH/S durante a

preparação para os desafios 1 (movimento angular) e 2 (movimento linear) da competição de

robótica. Nessa figura, pode-se notar o início, ainda que incipiente, de modelagem matemática

do sistema eletromecânico de acionamento das rodas do robô LEGO. Como mencionado por

Bassanezi (2009), a modelagem matemática é uma ferramenta muito importante relacionada

aos atuais avanços em diversos campos da ciência, tais como: Física; Química; Biologia e

Astrofísica. Estas ciências, como citado anteriormente, estão relacionadas com a inteligência

lógico-matemática (GARDNER, 2007). Nesse sentido, verifica-se que os objetivos 2a e 2b do

regulamento (vide Figura 1) estão sendo alcançados. Segundo Gonçalves e Strapasson (2007),

a oportunidade de interpretar dados reais colhidos nos meios de comunicação permite

desenvolver um senso crítico mais refinado por parte dos alunos, tornando-os mais preparados

3062

para enfrentar a realidade da vida cotidiana. Neste trabalho, como pode ser visto na Figura 5,

está havendo estímulo para coletar dados in loco de um modelo real, e a partir disto fazer

inferências matemáticas sobre o seu funcionamento. Então, além de estimular diretamente

habilidades relacionadas com a inteligência lógico-matemática, também pode-se dizer que

estão sendo estimuladas competências (confecção e análise de tabelas e gráficos) que

auxiliarão os alunos a serem melhores cidadãos, pois eles poderão entender, questionar, e,

quem sabe aprimorar, o mundo em que vivemos. Com isso, acredita-se que o objetivo 2c do

regulamento também está sendo atingido.

Figura 5 – Anotações de aluno do NAAH/S feitas durante a preparação para o campeonato de

robótica (fonte: os autores).

Figura 6 – Pirâmides de Gizé em fase de preparação pelos alunos do NAAH/S – Londrina –

PR e que serão utilizadas nos percursos da competição de robótica (fonte: os autores).

3063

Figura 7 – Obstáculos preparados com garrafas PET, revestidas de papel-marchê, pelos alunos

do NAAH/S – Londrina – PR e que serão utilizados na competição de robótica.

Fonte: os autores.

As Figuras 6 e 7 mostram alguns obstáculos preparados pelos alunos de artes plásticas do

NAAH/S de Londrina-PR. Percebe-se que a finalidade inicial do projeto, a saber: incentivar

competências ligadas às inteligências lógico-matemática e espacial; vem sendo ampliada para

outros estudantes do NAAH/S que não participam da oficina de robótica. Assim, verifica-se a

presença dos Três Anéis de Renzulli (VIRGOLIM, 2007), ou seja, os alunos com habilidades

acima da média em áreas específicas, como por exemplo, pintura e escultura, também podem

mostrar envolvimento nas tarefas, relacionadas a outras habilidades, com um propósito

definido e utilizando todo o seu potencial criador (criatividade).

Neste trabalho também se verificou a implementação das atividades do Modelo Triádico de

Enriquecimento (RENZULLI e REIS, 1997 apud CHAGAS et al., 2007). A competição de

robótica, mais especificamente a preparação dos alunos, representa uma atividade do tipo III

(investigação de problemas reais). As atividades gerais de exploração (tipo I) e de treinamento

(tipo II) consistiram nas oficinas de treinamento dos monitores e docentes do NAAH/S. No

caso dos alunos do NAAH/S, também houve atividades do tipo I e II, através do primeiro

contato com a tecnologia LEGO MINDSTORMS®

e das aulas fornecidas pelos docentes e

monitores.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Neste trabalho, é descrito o processo de criação do regulamento para um campeonato de

robótica, envolvendo estudantes com altas habilidade / superdotação (AH/DT) do ensino

fundamental e médio, ligados ao NAAH/S de Londrina – PR. Basicamente, as regras

elaboradas visam facilitar a aplicação de conhecimentos e o desenvolvimento de habilidades

relacionadas com as inteligências lógico-matemática e espacial. Durante o processo de

preparação para o campeonato, foi curioso observar como o espírito de competição entre as

equipes participantes foi avivado. Além disso, a preparação para o campeonato também

estimulou o convívio social dos alunos participantes, através da combinação de estratégias

para utilizar durante a competição.

Também, observou-se que, não houve somente incentivo às competências ligadas às

inteligências lógico-matemática e espacial, mas também houve estímulos para a participação

3064

de estudantes com altas habilidades em outras áreas específicas, como por exemplo, pintura e

escultura. Com isso, pôde-se verificar a presença dos Três Anéis de Renzulli e das atividades

que compõem o Modelo Triádico de Enriquecimento.

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