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ISSN 2176-1396
ROBÓTICA EDUCACIONAL COMO RECURSO PEDAGÓGICO PARA
ALUNOS DE BAIXO RENDIMENTO: RELATO DE EXPERIÊNCIA
Luiz Roberto Cuch1 - UNINTER
Luciano Frontino de Medeiros2 - UNINTER
Eixo: Educação, Tecnologia e Comunicação
Agência Financiadora: não contou com financiamento
Resumo
A Robótica na Educação vem conquistando cada vez mais espaço e proporcionando novas
metodologias de aprendizagem que auxiliem os alunos a construir o próprio conhecimento a
partir de atividades sob a metodologia da aprendizagem baseada em problemas (PBL –
Problem Based Learning). A proposta deste trabalho é relatar a experiência da execução do
projeto denominado “A aplicação da Robótica Educacional nas Escolas Públicas do
Município de Porto União – SC”, que visa expor aos alunos o primeiro contato com a
robótica, utilizando-a de forma interdisciplinar dentro do contexto escolar. Este projeto está
sendo aplicado desde maio de 2017 em duas escolas públicas estaduais situadas no Município
de Porto União, Santa Catarina. Em uma das escolas escolhidas para a aplicação, os kits de
Robótica Educacional Lego Mindstorms, cedidos pelo governo estadual no ano de 2012
estavam guardados em armários sem a utilização, motivo segundo a direção da escola, o fato
de não ter professores capacitados para a utilização destes materiais. Nesta perspectiva, a
motivação para o desenvolvimento deste projeto é fazer o resgate e uso deste material,
objetivando a construção de uma metodologia de ensino que contribua para a aprendizagem
dos alunos participantes. Os alunos que estão participando das aulas foram escolhidos pelos
professores e equipe pedagógica, considerados como alunos com baixo rendimento escolar.
Assim, o referido projeto tem como expectativas contribuir para a melhora de algumas
competências como o desenvolvimento criativo do aluno, a capacidade de resolução de
problemas e de um melhor relacionamento interpessoal contribuindo para a melhora do seu
desempenho escolar. As aulas seguem uma metodologia ativa que possibilita um ambiente
dinâmico e lúdico, favorecendo a motivação e interesse do aluno no processo de
aprendizagem.
Palavras-chave: Robótica Educacional, Educação, Novas Tecnologias, Resolução de
Problemas.
1 Mestrando em Educação e Novas Tecnologias pelo Centro Universitário Internacional - UNINTER - Professor
do Centro Universitário de União da Vitória – UNIUV; Professor do Colégio Técnico de União da Vitória -
COLTEC. E-mail: [email protected]. 2 Professor do Programa de Pós-Graduação em Educação e Novas Tecnologias – PPGENT – UNINTER. Doutor
em Engenharia e Gestão do Conhecimento – UFSC. E-mail: [email protected].
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1. INTRODUÇÃO
As tecnologias digitais estão a cada dia mais presentes no cotidiano das pessoas,
fazendo com que alguns hábitos se modifiquem, tal como a forma de comunicação entre as
pessoas, que hoje é muito mais rápida e eficaz, se compararmos com os modos de uso de 20
anos atrás. Ainda que essa constatação, em primeiro lugar, possa ser considerada uma avanço,
a tecnologia também teve impactos quanto à cognição das pessoas. Por exemplo, antigamente
era necessário memorizar números de telefone, de casa, esposo(a), filho(a), mãe, pai, etc.
Atualmente o celular faz isso pelas pessoas e, dependendo da forma como se interpreta, pode
se constituir em uma vantagem ou não. Nesta linha de mudanças, as tecnologias da
informação e comunicação (TIC) alteraram também a forma como os alunos aprendem. Com
a ascensão das TIC em todos os segmentos da sociedade, a escola também foi contemplada
com uma série de equipamentos cedidos pelo governo federal por meio, por exemplo, através
do Proinfo (2012) que teve a finalidade de promover o uso da tecnologia como ferramenta de
enriquecimento pedagógico no ensino público fundamental e médio.
Como em outras épocas, há uma expectativa de que as novas tecnologias nos trarão
soluções rápidas para o ensino. Sem dúvida as tecnologias nos permitem ampliar o
conceito de aula, de espaço e tempo, de comunicação audiovisual, e estabelecer
pontes novas entre o presencial e o virtual, entre estarmos juntos e estarmos
conectados a distância. Mas se ensinar dependesse só de tecnologias já teríamos
achado soluções há muito tempo. Elas são importantes mas não resolvem questões
de fundo, ensinar e aprender são desafios maiores que enfrentamos em todas as
épocas e particularmente agora que estamos pressionados pela transição de modelo
de gestão industrial para o da informação e do conhecimento (MORAN, 2000,
pag.12).
Em concordância com a ideia do autor, o desafio de aumentar a qualidade da educação
é grande e o simples fato de inserir as tecnologias digitais não basta para termos melhoras
significativas. Alguns educadores consideram que a simples utilização desses meios é
suficiente para garantir um avanço na educação. Entretanto, apenas o uso não basta se tais
tecnologias não forem bem exploradas. Garante-se a novidade por algum tempo após a
implantação, mas termina por não acontecer melhoria significativa na educação (BRITO,
2006). Ensinar com as novas tecnologias será uma real revolução se mudarmos os paradigmas
de ensino. Caso contrário, daremos apenas um verniz de modernidade, sem mexer no
essencial (MORAN, 2000). Portanto, fica evidenciado que as tecnologias são meras
ferramentas assim como o quadro negro, o giz, o livro. Aliado à tecnologia, é necessário a
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adoção de uma nova metodologia ativa de ensino que contribua efetivamente para a
aprendizagem do aluno.
Em várias escolas, os recursos foram apenas disponibilizados fisicamente, sem a
adequada preparação metodológica para a sua utilização. Como exemplo desta situação, o kit
de robótica Lego, utilizado na Escola Nilo Peçanha, cedido pelo Governo Estadual de Santa
Catarina no ano de 2012, encontrava-se em desuso. Segundo a direção da escola, não havia
professores capacitados para trabalhar com esse material, constatado na fala da direção: “o
governo destinou os kits de Lego, mais não houve a preparação de professores para a
utilização, alguns kits sequer foram abertos”. Assim, surge uma oportunidade para conceber
um projeto que habilite a utilização deste material na escola, podendo se constituir numa
ferramenta significativa de apoio ao processo de aprendizagem dos alunos participantes.
2 A ROBÓTICA EDUCACIONAL E A APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA
A Robótica Educacional pode ser definida como “um conjunto de recursos que visa o
aprendizado científico e tecnológico integrado às demais áreas do conhecimento, utilizando-se
de atividades como design, construção e programação de robôs” (LOPES, 2008, p. 41). Neste
quadro, a Robótica pode ser trabalhada de forma interdisciplinar articulando várias disciplinas
dispostas no currículo escolar.
Conforme Gomes (2007 apud BIENIEK 2012), a Robótica Educacional estimula a
criatividade dos alunos devido à sua natureza dinâmica, interativa e até mesmo lúdica, além
de servir de motivador para estimular o interesse dos alunos no ensino tradicional. Ela é
caracterizada por ser um ambiente dinâmico e social, onde os alunos podem montar e
programar os movimentos do seu objeto caracterizado como um robô.
Proposta por David Ausubel, a aprendizagem significativa é uma teoria que ocorre
quando um aprendiz possibilita a interação de um novo conteúdo com sua estrutura cognitiva
e nesse processo esse conteúdo adquire significado (MONTEIRO, 2006, p.02). Aprender de
forma significativa acontece quando o conteúdo se relaciona com as estrutura cognitiva do
aluno, ou seja, aquilo que ele já sabe (conhecimentos prévios) fazendo com que esse conteúdo
lhe faça sentido. Para que a aprendizagem significativa aconteça, Moreira (2006, p.20)
destaca que são necessárias duas condições: 1) o material de aprendizagem deve ser
potencialmente significativo e 2) o aprendiz deve apresentar uma predisposição para aprender.
Dentro deste contexto, a utilização da Robótica Educacional tem grande potencial para
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atender as estas condições, visto ser considerada pelos alunos como uma ferramenta
inovadora que contribui para a motivação do aluno.
A robótica possibilita que o aluno desenvolva a sua autonomia, permite a participação
em atividades práticas realizadas em grupos que passam a aprender por descoberta,
valorizando-se o aprender através de seus próprios erros e acertos. Neste sentido os alunos
passam a ser os verdadeiros protagonistas na construção do seu conhecimento.
Com relação a trabalhos similares desenvolvidos anteriormente, Moraes (2010) faz um
relato de experiência sobre a aplicação da robótica educacional como recurso de
aprendizagem nas aulas de matemática. Segundo a autora, a robótica serviu como instrumento
potencializador nas aprendizagens matemáticas. Contribuiu também para a uma sala de aula
mais dinâmica, favorecendo assim a motivação e interesse dos alunos pela matemática e
ajudou no desenvolvimento da autonomia, da criatividade, do raciocínio lógico-matemático
dos alunos. Zilli (2004) e Silva (2009), em seus estudos, ressaltam que a Robótica
Educacional permite a resolução de problemas no contexto real, possibilitando o
desenvolvimento de competências e habilidades como o trabalho em equipe e colaborativo, o
senso de organização, a responsabilidade. Nesta perspectiva a Robótica Educacional pode ser
um importante recurso pedagógico no contexto escolar, possibilitando auxiliar no
desenvolvimento de várias competências como os listados anteriormente e contribuindo para
uma melhor qualidade na educação.
3. DESCRIÇÃO DO PROJETO
Este relato de experiência refere-se ao projeto de dissertação de mestrado de um dos
autores do artigo, cujo objetivo é avaliar a aplicação da Robótica Educacional nas Escolas
Públicas do Município de Porto União – SC. O projeto é amparado pelo Programa de
Incentivo a Pesquisa Acadêmica –PIPA da Fundação Municipal Centro Universitário de
União da Vitória. No escopo da sua aplicação, visa proporcionar aos alunos do Ensino Médio
o primeiro contato com a Robótica e tem como expectativa a melhoria do desenvolvimento
criativo do aluno, da capacidade de resolução de problemas e melhor capacidade de
relacionamento interpessoal, de forma geral apoiando a aprendizagem de alunos com baixo
rendimento escolar.
Estão participando do projeto 35 alunos das primeira e segunda séries do Ensino
Médio. Destes, 20 são da Escola de Educação Básica Nilo Peçanha e 15 da Escola de
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Educação Básica Professor Balduíno Cardoso, ambas localizadas no município de Porto
União, Santa Catarina. As aulas do referido projeto acontecem no período do contraturno. Nas
terças feiras são atendidos os alunos da Escola Nilo Peçanha e nas quintas e sextas feiras os
alunos da Escola Balduíno Cardoso. Nas duas escolas, os alunos são divididos em grupos de 5
integrantes que participam por duas horas do projeto. Os alunos participantes do projeto
foram escolhidos pelos professores e equipe pedagógica das escolas envolvidas.
Para o desenvolvimento do projeto, foram utilizados kits de robótica que são
detalhados a seguir.
3.1 KITS DE ROBÓTICA UTILIZADOS
O grande precursor da robótica na escola foi Seymour Papert. Ele via no computador
um recurso atrativo para as crianças e portanto facilitando o processo de aprendizagem. Um
dos trabalhos mais importantes de Papert (1994) foi a criação da linguagem Logo. Esta
linguagem abriu um espaço de criação com capacidade de simular formas, imagens e
comandos bem acessíveis a qualquer idade, abrangendo desde as ciências até as artes. Esta
forma simples de programação atraiu a atenção de muitos (CASTILHO, 2006 apud
ALMEIDA 2013). Na linguagem Logo, há uma interface gráfica onde é preciso através de
comandos controlar os movimentos de uma tartaruga.
Atualmente existem várias empresas que comercializam conjuntos de peças para o
trabalho com a Robótica Educacional, os kits de Robótica. Tais kits possuem linguagens
próprias de programação ou utilizam outras existentes no mercado, como as baseadas na
linguagem Logo, por exemplo. Alguns utilizam peças a partir de material fabricado ou as
peças de montar da Lego para a construção das maquetes ou protótipos. No contexto deste
projeto foi utilizado, além do kit da Lego, o kit Modelix, conforme descritos a seguir.
3.1.1 Kit de Robótica Lego Mindstorms
O kit Lego Mindstorms RCX 1.0, comercializado pela empresa dinamarquesa Lego,
teve sua produção iniciada em 1999 e contem software e hardware que permitem a criação de
robôs customizáveis e programados (LEGO, 2009).
Figura 1 - Controlador e Sensores
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Fonte: Adaptado de Lego(2009).
A programação dos robôs Lego Mindstorms RCX 1.0 é feita com a linguagem de
programação gráfica a partir do software Robolab que é disponibilizado pela própria
fabricante. A programação do robô é feita de maneira visual, na qual blocos de
funcionalidades são agrupados tais como peças de um quebra cabeça, permitindo a execução
de diversos tipos de comandos, que vão desde a movimentação do robô até a leitura de dados
dos sensores.
Figura 2 –Recorte de tela da Interface do Software Robolab
Fonte: Os Autores
3.1.2 Kit de Robótica Modelix
O kit Modelix Robotics visa o desenvolvimento de projetos de robótica para diferentes
níveis educacionais. Em sua versão 3.6, o kit é composto por um microcontrolador, display,
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LCD, joystick, controle remoto, fonte de alimentação e diversos outros componentes, tais
como sensores, atuadores e componentes estruturais (MODELIX ROBOTICS, 2013).
Figura 3 - Peças do Kit de Robótica Modelix
Fonte: MODELIX ROBOTICS (www.modelix.cc)
Para a programação, o Modelix System Pro é o software disponibilizado pela
fabricante. Através da construção de fluxogramas é descrito o que o robô deve fazer,
permitindo o controle de motores, sensores, luzes, dentre outros. Segundo o fabricante, há
suporte para a detecção de erros. Após compilação, o programa pode ser transferido para o
microcontrolador e então executado.
4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Para uma aprendizagem significativa os alunos são estimulados a pensar, estruturar
suas ideias, elaborar hipóteses, para, enfim, chegar ao objetivo proposto. Devido a isso, a
Robótica Pedagógica caracteriza-se como uma aprendizagem baseada em problemas. Para
trabalhar a robótica sob o contexto da metodologia de aprendizagem baseada em problemas as
aulas do projeto seguem 4 momentos distintos: problematização, exploração de possíveis
soluções, desenvolvimento das soluções elencadas e análise dos resultados.
Na problematização, após a divisão das equipes de trabalho é exposto a(s) atividade(s)
aos alunos forma de desafios/situações problemas a fim de incentivar a aprendizagem por
descoberta e estimula-los a utilizar do raciocínio para a resolução do problema. Como por
exemplo: Criar um veículo motorizado que deve se locomover em linha reta desviando os
obstáculos encontrados e respeitando uma distância de segurança de 15 centímetros.
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No segundo momento os alunos listam as possíveis soluções em forma de
brainstorming3, apontando como será o processo, quais componentes ou sensores serão
utilizados, qual tipo de objeto será construído. Nesta hora é importante salientar a importância
do respeito as opiniões e ideias do outros, bem como o trabalho em equipe.
No terceiro momento os alunos precisam colocar em pratica as ideias obtidas no
momento anterior, a fim de solucionar os problemas. É a fase de testes, da aplicação das
possibilidades e ideias listadas no momento anterior, é preciso desenvolver as hipóteses
elencadas pelo grupo para resolver o problema proposto.
Figura 4 - Alunos participantes do projeto realizando as atividades propostas.
Fonte: Os autores
Na análise dos resultados, o objetivo é verificar os dados obtidos com a aplicação dos
possíveis soluções, o objetivo é verificar se a resolução do problema aconteceu de maneira
3 O termo brainstorming segundo o dicionário eletrônico Priberan, é uma técnica para desenvolvimento de novas
ideias ou resolução de problemas, baseada numa discussão em que várias pessoas fazem muitas sugestões para
que sejam escolhidas as melhores ou uma fusão delas.
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eficaz. Estes momentos formam um ciclo continuo até que de fato o problema seja
solucionado, instigando o aluno a desenvolver o raciocínio lógico através do controle, da
programação, da experimentação, da reflexão e da busca por solução de problemas. É comum
ver estudantes falharem ao tentar resolver um problema porque tentam resolver inteiramente
de uma vez só do que tentar resolver em partes e depois reunir a fim de entender um problema
como um todo. É preciso substituir aprender por princípios para resolver problemas
(PAPERT, 1994). É preciso quebrar esse paradigma que as TIC proporcionam o
conhecimento pronto, e implantar uma metodologia ativa que o aluno coloque o aluno no
centro do processo de aprendizagem, que o estimule a aprender a aprender, afinal como diz
Moran (2000) o conhecimento não se passa, o conhecimento cria-se, constrói-se.
Embora o projeto esteja em fase preliminar, já foi possível notar através da observação
participante e de questionários a motivação dos alunos e a melhora do desempenho em alguns
pontos, tais como o trabalho em equipe e raciocínio lógico analítico na percepção dos
problemas apresentados nas atividades. O aluno A salientou: “estou gostando bastante do
projeto, porque aqui a gente aprende de forma mais prazerosa, as atividades são
desafiadoras, isso nos motiva a trabalhar em conjunto para tentar resolver...”. Como já
mencionado acima todas as atividades são desenvolvidas tendo como base a problematização,
onde os alunos em grupo precisam obrigatoriamente trabalhar em equipe para resolver a
situação. A aluna B disse: “As aulas de robótica tem me ajudado a trabalhar em equipe, no
começo não gostava muito, pois sou de fazer as coisas sozinha...mas com as atividades
propostas no projeto vi a importância de trabalhar juntos, afinal sozinha eu não conseguiria
resolver os problemas propostos pelo professor”. O raciocínio lógico de alguns alunos
também apresentou uma leve melhora. Em entrevista com um dos professores de matemática
dos alunos participantes do projeto ele destacou “que alguns alunos do projeto estão se
mostrando mais atentos na hora de resolverem alguns exercícios, procurando entender o
problema antes de executar”. Esse relato do professor pode ser fruto do trabalho desenvolvido
pelo projeto, haja visto que, durante as aulas os alunos só podem trabalhar com o kit de
robótica na prática quando o grupo apontar as possibilidades discutidas no grupo para
solucionar o problema, só após isso que irão desenvolver as hipóteses, seguindo a linha de
pensamento: Pensar antes de executar.
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5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho apresentou um relato de experiência sobre a aplicação da Robótica
Educacional com alunos das primeiras e segundas séries do ensino médio de duas escolas
públicas estaduais do município de Porto União-SC. Por meio dele foi possível identificar
após a observação que a Robótica Educacional pode contribuir para o aprendizado científico e
tecnológico, integrados a várias áreas de conhecimento. Este trabalho pode também contribuir
para o aperfeiçoamento de algumas atitudes e habilidades interdisciplinares como a
organização, o trabalho em equipe através das relações interpessoais.
Além disso, pode contribuir também para o raciocínio lógico analítico, fazendo com
que o aluno aperfeiçoe a capacidade de percepção de entender e propor soluções para resolver
problemas. Sob esta perspectiva, a aprendizagem tem potencial para ultrapassar os limites da
sala de aula, levando o aluno a elaborar conjecturas, criar soluções que interajam com o
mundo real. Portanto, além de resolver os problemas curriculares, os alunos passam a
reconhecer que tais situações são reais e a aprendizagem contextualizada pode se tornar
significativa e, portanto duradoura.
O uso de ferramentas tecnológicas tem impacto na motivação dos aprendizes e no seu
engajamento nas tarefas. Neste contexto, os kits de Robótica Educacional se apresentam como
um atrativo recurso didático que pode ser utilizados de forma interdisciplinar dentro do
currículo escolar. Na conclusão da aplicação deste projeto, a amplitude dos dados coletados
possibilitarão uma análise mais detalhada e completa, o que permitirá a constatação dos
resultados preliminares já obtidos e possivelmente novos relatos de alunos com relação à
aplicação da Robótica Educacional a serem abordados em trabalhos futuros.
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