PROJETO DE EXTENSÃO OBI/OBR TREINAMENTO PARA PARTICIPAÇÃO NA OLIMPÍADA BRASILEIRA DE INFORMÁTICA E OLIMPÍADA BRASILEIRA DE ROBÓTICA

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1 PROJETO DE EXTENSÃO OBI/OBR TREINAMENTO PARA PARTICIPAÇÃO NA OLIMPÍADA BRASILEIRA DE INFORMÁTICA E OLIMPÍADA BRASILEIRA DE ROBÓTICA Ana Karina Vieira da Silva¹ (anakarinavs@ucdb.br), Raphael Ceni Gomez¹ (raphaelceni@gmail.com), Stéfany Monteiro da Silva Oliveira¹ (stefany.ucdb@gmail.com), Roger Rigon Eibel¹ (rogereibel16@gmail.com) ¹ Universidade Católica Dom Bosco - Avenida Tamandaré, 6000, , Campo Grande-MS, Brasil. RESUMO: O projeto de extensão OBI/OBR foi criado com o intuito de fornecer treinamento para que alunos que cursam o ensino fundamental e médio em escolas públicas e privadas do município de Campo Grande MS se tornem aptos a realizar as provas da olimpíada brasileira de informática e da olimpíada brasileira de robótica, visto que o conhecimento necessário para a participação nessas olimpíadas só poderiam ser obtidos através de cursos preparatórios. O curso proporciona aos alunos participantes o conhecimento de conceitos de desenvolvimento de software nas linguagens de programação em C/C++, e manipulação de sistemas analógicos e digitais em hardware através do Kit LEGO. Para atingir seu objetivo o projeto de extensão fornece na Universidade Católica Dom Bosco (UCDB) aulas semanais gratuitas de informática/programação e robótica, as aulas acontecem nos laboratórios da universidade e as ferramentas utilizadas durante o curso são todas disponibilizadas pelo projeto. 1 OBJETIVOS No Brasil existe cerca de nove olimpíadas científicas com diferentes focos, que são promovidas pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) órgão responsável por incentivar a pesquisa no Brasil. Para muitas dessas olimpíadas os estudantes que desejam participar recebem treinamento diário durante o ensino fundamental e médio. No entanto em algumas das áreas contempladas por tais competições, o conhecimento necessário para a realização das provas teóricas e práticas, só seriam obtidos através de cursos em escolas técnicas especializadas, escolas privadas com disciplinas complementares para tão função ou somente nos primeiros anos do ensino superior. Com o objetivo de fornecer conhecimento necessário para que alunos do ensino fundamental e médio possam participar da Olimpíada Brasileira de Informática (OBI) e Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR), o projeto de extensão OBI/OBR oferece aos alunos de escolas do município de Campo Grande no estado de Mato Grosso do Sul, o ensino de programação e robótica que possibilitam que os estudantes possam participar com êxito das competições. O projeto também promove uma interação entre os acadêmicos dos cursos de Engenharia de Computação, Mecânica, Controle e Automação, Engenharia Elétrica, Tecnologia em Analise e Desenvolvimento de Sistema da Universidade Católica Dom Bosco (UCDB) e os alunos do ensino fundamental e médio das escolas públicas e privadas.

2 O projeto proporciona aos alunos participantes o conhecimento de conceitos de desenvolvimento de software nas linguagens de programação em C/C++, manipulação de sistemas analógicos e digitais em hardware através do Kit LEGO. Oferecendo a aprendizagem de montagem, programação do conjunto de sensores (luz, ultrassônico, toque) e atuadores (motores) em diferentes desafios (pistas de competição), desmistificando as áreas de Engenharia, motivando o interesse e curiosidade pelas áreas tecnológicas além de aplicar conceitos das demais áreas estudas. 2 METODOLOGIA Com base nos conceitos descritos a seguir o projeto de extensão OBI/OBR, aplica a metodologia de ensino baseado nas regras, exercícios, provas anteriores e plataforma de ensino que estão disponíveis nos sites das olimpíadas. Atualmente a Olimpíada Brasileira de Informática (OBI) é uma competição organizada pela Sociedade Brasileira de Computação (SBC) nos moldes das outras olimpíadas científicas brasileiras, como Matemática, Física e Astronomia. O objetivo da OBI é despertar nos alunos o interesse por uma ciência importante na formação básica hoje em dia (no caso, ciência da computação), através de uma atividade que envolve desafio, engenhosidade e uma saudável dose de competição. A organização da OBI está a cargo do Instituto de Computação da UNICAMP (OBI, 2018). A primeira Olimpíada Brasileira de Informática foi realizada em 1999, através do incentivo dos professores Ricardo Reis e José Carlos Maldonado membros da Sociedade Brasileira de Computação. Atualmente a OBI está organizada em três modalidades: de Iniciação, Programação e Universitária. No entanto como o público alvo do projeto são alunos do ensino fundamental e médio, as modalidades que pertencem a esse público são as de Iniciação e Programação. Essas modalidades são divididas em algumas categorias, são elas: Modalidade Iniciação: Nível 1: para alunos até sétimo ano do Ensino Fundamental e Nível 2: para alunos até nono ano do Ensino Fundamental. Modalidade Programação: Nível Júnior: para alunos do ensino fundamental, Nível 1: para alunos até o primeiro ano do ensino médio e Nível 2: para alunos até o terceiro ano do ensino médio. Em todas as modalidades os alunos competem individualmente. Cada aluno poderá estar inscrito em apenas uma modalidade (OBI, 2018).

3 Modalidade Iniciação - nível 1 e nível 2 Na modalidade Iniciação os alunos concorrem resolvendo problemas de lógica e problemas de computação, sem uso de computador, apenas utilizando lápis e papel. O objetivo desta modalidade é despertar o gosto por problemas de computação e detectar talentos potenciais para programação (OBI, 2018). Modalidade Programação - nível júnior, nível 1 e nível 2 A prova da modalidade Programação exige conhecimento em programação; é necessário prover computadores para os participantes, na ocasião da prova. A prova é composta de tarefas de programação com níveis variados de dificuldade: há tarefas mais fáceis, em que um conhecimento mínimo de programação é suficiente, e algumas tarefas mais difíceis, que exigem um conhecimento um pouco mais avançado de programação, com noções de estruturas de dados, em um nível normalmente ensinado em colégios técnicos, ou no primeiro ano de cursos superiores de computação ou engenharia (OBI, 2018). Todos os alunos que participam da olimpíada recebem certificado de participação. Sendo premiados com medalhas de ouro, prata e bronze os primeiros colocados de cada modalidade. Os primeiros colocados das modalidades Iniciação e Programação são premiados com uma semana de cursos no Instituto de Computação da UNICAMP. Os cursos são escolhidos de acordo com a modalidade do participante. Para os alunos da modalidade Programação nível 2, haverá, durante o Curso de Programação Avançada, uma seleção para escolher os quatro alunos integrantes da equipe brasileira na Olimpíada Internacional de Informática, que conta com a participação de equipes de mais de 80 países (OBI, 2018). A Olimpíada Brasileira de Robótica, criada nos mesmos moldes da Olimpíada de Informática, tem como público alvo todos os estudantes de escolas públicas ou privadas que estão cursando o ensino fundamental, médio ou técnico. Ela é composta por duas modalidades a prática e a teórica, que foram elaboradas de modo a possibilitar tanto alunos que não possuem a robótica inserida no seu ambiente escolar, quanto alunos que já possuem familiaridade com o assunto possam competir entre si. A OBR é organizada desde 2006 com o apoio do Ministério da Educação, Ciência e Tecnologia, CNPq e Capes, e é coordenada por um grupo composto por cientistas e doutores na área de robótica e tecnologia das maiores e melhores universidades públicas e particulares do Brasil e é conhecida como o maior evento de robótica da América Latina e classifica equipes para a RoboCup, maior evento de robótica do mundo. Somente no ano de 2016, competindo na modalidade pratica, foram cerca de 120 mil participantes divididos em mais de 3 mil equipes provenientes de todos os estados brasileiros.

4 Modalidade Prática A OBR estabelece anualmente uma tarefa, e os alunos deverão construir robôs que atendam a esta tarefa. Os robôs podem ser integralmente construídos pelos alunos ou podem ser construídos utilizando kits robóticos (a critério dos participantes) (OBR, 2018). Essa modalidade é dividida em dois níveis. O nível 1 que é destinado a alunos do ensino fundamental, e o nível 2 destinado a alunos do ensino médio ou técnico, nesse nível podem participar também alunos que estejam estudando em cursinhos preparatórios para o vestibular, desde que não estejam cursando ou não tenham sido aceitos em qualquer curso superior. Cada equipe é formada por grupos de 2 a 4 alunos, de um mesmo nível, eles concorrem em duas fases uma estadual e outra regional, todos os alunos participantes recebem certificados e os melhores colocados são premiados com medalhas. Modalidade Teórica Os estudantes responderão questões de uma prova escrita preparada por uma Comissão de Professores (Comitê de provas) da OBR. Essa modalidade é realizada em uma única fase para os níveis 0-4 e em duas fases para o nível 5. A prova é aplicada simultaneamente em todas as escolas participantes do país (OBR, 2018). Essa modalidade é dividida em 6 níveis que estão de acordo com a escolaridade do participante. O detalhamento de cada nível pode ser encontrado no site oficial da olimpíada e são eles: Nível 0: Corresponde à Pré-Escola. Destinada aos alunos regularmente matriculados no 1o ano no regime de 9 anos. Nível 1: Corresponde ao 1º. Ciclo dos parâmetros curriculares nacionais. Destinada aos alunos regularmente matriculados nas 1ª e 2ª séries do ensino fundamental. Nível 2: Corresponde ao 2º. Ciclo dos parâmetros curriculares nacionais. Destinada aos alunos regularmente matriculados nas 3ª e 4ª séries do ensino fundamental. Nível 3: Corresponde ao 3º. Ciclo dos parâmetros curriculares nacionais. Destinada aos alunos regularmente matriculados entre a 5ª e 6ª séries do ensino fundamental. Nível 4: Corresponde ao 4º. Ciclo dos parâmetros curriculares nacionais. Destinada aos alunos regularmente matriculados entre a 7ª e 8ª séries do ensino fundamental. Nível 5: Destinada aos alunos regularmente matriculados em qualquer série/ano do ensino médio ou técnico. Os melhores alunos deste nível serão convidados a frequentar um minicurso de robótica com kits educacionais. Os estudantes podem participar tanto da modalidade prática como da teórica, visto que elas são independentes (OBR, 2018).

5 No decorrer do projeto são aplicados exercícios em forma de desafios para que os alunos possam resolver trabalhando o raciocínio lógico e também a programação, para iniciar o treinamento começa-se utilizando o Ambiente de Aprendizagem SACI, que pode ser visualizada na figura 1, além dessa plataforma é utilizado o software gratuito DEV C++ para criação dos programas e os mesmo são submetidos no site da olimpíada para validação e verificação. Figura 1 Aluno do projeto utilizando o ambiente de aprendizagem SACI. Fonte: Arquivos do projeto, DESENVOLVIMENTO O treinamento para a olimpíada de informática consiste nos seguintes passos: 1) Introdução a lógica de programação; 2) Elementos de C++; 3) Construtores e Destrutores em C++; 4) Estruturas de controle (comandos SELECT, INSERT, CREATE, etc); 5) Funções em C++; 6) Passagem de paramentos e conceito de tratamentos de exceções; 7) Testes para avaliar o conhecimento dos alunos; 8) Maratona de programação interna entre os participantes do projeto. O software utilizado para o treinamento da olimpíada de informática é o DEV C++, figura 2, que comporta as linguagens de programação C e C++, os exercícios de lógica e linguagem de programação são retirados do site oficial da competição.

6 Figura 2 Aula de programação com o software DEV C++. Fonte: Arquivos do projeto, O ensino para a olimpíada de informática já fornece uma base para o treinamento da olimpíada de robótica visto que os alunos precisam além de construir também programar um robô. O raciocínio lógico é trabalhado no aluno através do projeto, do controle, da programação, da experimentação, da reflexão e da busca por solução de problemas. As ações na área de Robótica seguirão os seguintes passos: 1) Conhecimento da importância e dos usos da robótica; 2) Apresentação de características de hardware: o funcionamento dos sensores, a unidade de processamento e dos servo-motores que estão presentes nos robôs; 3) O ambiente de desenvolvimento visual NXT-G e o ambiente para a programação EV3. De forma didática, os alunos desenvolverão software para os robôs, utilizando comandos de condicional e estruturas de repetição; 4) Competição interna entre participantes do projeto. As ferramentas que auxiliam os alunos no treinamento para a olimpíada de robótica são o ambiente de desenvolvimento visual NXT-G e EV3, que utiliza a linguagem de blocos para programação. Pode ser visualizado na figura 3 e o processo de transmissão para o robô lego montado, que acontece após sua programação via cabo USB conectado no LEGO e também no computador, fazendo o upload da programação feita pelo aluno no software LEGO para o kit em questão. E na figura 4 dois robôs montados com o Kit EV3 e um com o kit NXT.

7 Figura 3 - Ambiente de desenvolvimento visual NXT-G e processo de transmissão para o robô. Fonte: Arquivos do projeto, Figura 4 LEGO NXT e EV3. Fonte: Arquivos do projeto, Na figura 5 é possível visualizar a pista de competição montada e fornecida para competição interna entre as equipes, simulando a olimpíada de robótica, nesta atividade o robô deveria retirar qualquer objeto que fosse colocado dentro da área, sem nunca ultrapassar os limites estipulados.

8 Figura 5 - Pista de competição interna entre alunos do projeto. Fonte: Arquivos do projeto, Na figura 6 é possível visualizar o kit LEGO NXT, sendo montado pelos alunos e acadêmicos extensionistas, os mesmo no projeto desempenham o papel de monitores / professores, para os alunos das escolas atendidas, passando a eles suas experiências adquiridas nas disciplinas dos cursos que são discentes e também aprimorados através dos treinamentos pelos professores do projeto. Os Kits são utilizados nas aulas do projeto para execução das atividades de treinamento com os alunos das escolas do município de Campo Grande - MS. Figura 6 Equipe (alunos de escolas parceiras público externo) auxiliado pelos acadêmicos extensionistas montando kit LEGO. Fonte: Arquivos do projeto, 2016.

9 Na figura 7 é possível visualizar a entrega de medalhas ás equipes com seus membros (alunos) ganhadores nas competições internas de programação e robótica. Que são realizadas ao final do ano letivo para concluir o projeto e de forma simbólica motivar e incentivar os alunos que competiram. Figura 7 Coordenadora do projeto entregando medalhas pós competições. Fonte: Arquivos do projeto, Na figura 8, mostra a equipe do projeto de extensão, coordenadora do projeto e professora de programação, professor de robótica, acadêmicos extensionistas do ano de 2017 e alunos das escolas do município de Campo Grande e seus professores, com suas medalhas após as competições no último dia de aula do ano de Figura 8 Finalizando as aulas do projeto de extensão OBI/OBR Fonte: Arquivos do projeto, 2017.

10 Todas as aulas são ministradas nos laboratórios de informática da UCDB, os softwares e os kits utilizados são disponibilizados pela universidade. Os alunos (público externo) que participam do projeto são selecionados pelas escolas parceiras de acordo com a quantidade de vagas disponíveis para cada escola. Os acadêmicos extensionistas participantes do projeto recebem treinamento dos professores responsáveis pelo projeto para auxiliar nas aulas de robótica e linguagem de programação, podendo assim ensinar o conteúdo aprendido em sala de aula. 4 RESULTADOS Logo nas primeiras aulas, nota-se o interesse dos alunos tanto nas aulas de OBI, figura 9, como nas de OBR, figura 10, utilizando a prática da Robótica Pedagógica na montagem de robôs, juntamente com a utilização das ferramentas de programação. Despertou-se o interesse dos alunos também nas questões, sobretudo que envolvem o seu funcionamento, como o uso de engrenagens, rodas e motores em conjunto. Figura 9 - Aula de programação. Fonte: Arquivos do projeto, Figura 10 Aula de Robótica. Fonte: Arquivos do projeto, 2015.

11 Os exercícios da OBI/OBR ajudam a praticar interpretação de texto, contribuem na aprendizagem do inglês por conta das codificações e trabalham o raciocínio lógico, matemático e computacional. Os estudantes conseguem fazer na prática uma análise em como influenciar o aumento da velocidade e a força de um Robô, na construção de seu protótipo, aprimorando assim, seus conhecimentos em disciplinas como a matemática e a física. Houve um processo de motivação, colaboração e construção. Permitindo o desenvolvimento do pensamento crítico e de habilidades para resolver problemas. Tornando as disciplinas como a matemática, interpretação de texto, inglês, entre outras, mais prazerosa. O Projeto OBI/OBR possui uma grande relevância social para os alunos visto que ajuda a ampliar a sua visão de mundo e aproxima à universidade do ensino fundamental e médio, esta aproximação consequentemente contribui para a sua permanência na escola, e os motiva a vislumbrarem a possibilidade de ingresso no Ensino Superior. Para enfatizar essa relevância tem-se o depoimento via do professor que sempre acompanha os alunos no projeto (Páblo Carcheski de Queiroz), de uma das escolas parceiras do projeto, ou seja, público alvo do projeto: Na última reunião que tivemos com os pais, os responsáveis por alguns alunos vieram conversar comigo sobre o projeto e se mostraram muito satisfeitos com nosso trabalho, de possibilitar aos seus filhos a realização dessa atividade. Segundo eles os alunos chegam em casa e comentam sobre as atividades realizadas no curso, sobre o que aprenderam, entre outras coisas. Isso também ocorre durante a semana quando alguns deles vem me procurar para falar das atividades ou de situações que viram nas mídias relacionadas as atividades realizadas no projeto. Como mencionei os que participam desse projeto estão se destacando no que se refere à tecnologia, a concentração nas aulas, na necessidade de saber algo além do comentado pelo professor em sala de aula e que isso pode fazer falta em determinados momentos de suas vidas. O contato direto dos acadêmicos com diferentes pessoas permite o crescimento pessoal e o amadurecimento das relações sociais e, dessa forma, colocar em prática os conhecimentos que adquirem na Universidade. Foi constatado que a troca de experiências entre o ambiente acadêmico e o comunitário, oferecem subsídios técnico-práticos e científicos que aprimoram os seus conhecimentos, habilidades e assim, abrindo novas perspectivas para a formação acadêmica, técnica e profissional com valores humanísticos e éticos.

12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS CNPq. Olimpíadas Científicas. Acesso em 12 Fev Disponível em: < OBI. Olimpíada Brasileira de Informática XIX Olimpíada Brasileira de Informática. Acesso em 14 Fev Disponível em: < OBR. Olimpíada Brasileira de Robótica. O que é a OBR?. Acesso em 16 Fev Disponível em: < OBR. Olimpíada Brasileira de Robótica. Modalidade Teórica. Acesso em 16 Fev < OBR. Olimpíada Brasileira de Robótica. Modalidade Prática. Acesso em 16 Fev <