1. Ensino Fundamental. 2. Ensino Médio. 3. Ensino Técnico.

Transcrição

1 Versão 1: Janeiro/2017

2 Modalidade Teórica OBR ORGANIZAÇÃO, REALIZAÇÃO E APOIO Universidade Federal de São Carlos - UFSCar Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP Serviço Social da Indústria de São Paulo - SESI - SP Instituto Federal do Rio Grande do Norte - IFRN Mostra Nacional de Robótica - MNR Centro Universitário da FEI - FEI Universidade Estadual Paulista - UNESP Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Universidade Federal do Rio Grande - FURG Universidade Federal do Espirito Santo - UFES Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovação e Comunicação - MCTIC Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq RoboCup Brasil Sociedade Brasileira de Computação - SBC CONSELHO SUPERIOR DA OBR Prof. Dr. Aquiles Medeiros Filgueira Burlamaqui (UFRN) Prof. Dr. Alexandre da Silva Simões (UNESP) Profa. MSc. Carmen Ribeiro Faria Santos (UFES) Profa. Dra. Esther Luna Colombini (UNICAMP) Prof. Dr. Flavio Tonidandel (FEI) Prof. Dr. Luiz Marcos Garcia Gonçalves (UFRN) Prof. Dr. Rafael Vidal Aroca (UFSCar) Prof. Dr. Reinaldo Augusto da Costa Bianchi (FEI) Profa. Dra. Silvia Silva da Costa Botelho (FURG) Este documento é de propriedade da Olimpíada Brasileira de Robótica e pode ser distribuído e reproduzido livremente, sem alteração de seu conteúdo original. Olimpíada Brasileira de Robótica Versão 1: Janeiro/2017 Modalidade Teórica / fls Relatório Técnico 1. Ensino Fundamental. 2. Ensino Médio. 3. Ensino Técnico. Olimpíada Brasileira de Robótica 2

3 Modalidade Teórica OLIMPÍADA BRASILEIRA DE ROBÓTICA OBR 2017 Contato (geral): Contato (modalidade teórica): Contato (modalidade prática): Coordenador Geral Prof. Rafael Vidal Aroca - UFSCar Vice Coordenadora Geral Profa. Tatiana de Figueiredo Pereira Alves Taveira Pazelli - UFSCar Coordenadora Administrativa Luciana Piccinini Coordenadora Nacional da Modalidade Prática Profa. Daniele Ortiz Hoffman Bonício - SESI - SP Coordenadora Nacional da Modalidade Teórica Profa. Cintia Kimie Aihara Nicoletti - COTUCA - UNICAMP Vice Coordenadora Nacional da Modalidade Teórica Profa. Sarah Thomaz de Lima Sá - IFRN Secretária Administrativa Susana Pires da Rocha Conheça todos nossos representantes estaduais, juízes, colaboradores e voluntários na página da OBR! COORDENADORES DE EDIÇÕES ANTERIORES Prof. Dr. Jackson P. Matsuura ITA OBR 2007 Prof. Dr. Luiz Marcos G. Gonçalves UFRN OBR 2008 e 2011 Prof. Dr. Alexandre da S. Simões UNESP OBR 2009 e 2010 Prof. Dr. Aquiles M. F. Burlamaqui UFRN OBR 2012 Prof. Dr. Flavio Tonidandel FEI OBR 2013 e 2014 Profa. Dra. Esther Luna Colombini UNICAMP OBR 2015 e 2016 OBR 2007 OBR 2008/2011 OBR 2009/2010 OBR 2012 OBR 2013/2014 Olimpíada Brasileira de Robótica OBR 2015/2016 3

4 Histórico de revisões Versão 1: Janeiro/2017 Data Jan/2017 Descrição Versão : Lançado manual 1.0 para 2017, baseado no manual de Março de

5 Sumário Introdução 6 Níveis e durações 7 Nível 0-1 o ano do Ensino Fundamental 8 Nível 1-2 o e 3 o ano do Ensino Fundamental 10 Nível 2-4 o e 5 o ano do Ensino Fundamental 12 Nível 3-6 o e 7 o ano do Ensino Fundamental 14 Nível 4-8 o e 9 o ano do Ensino Fundamental 16 Nível 5 - Ensino Médio e Técnico 18 5

6 Introdução Cumprindo seu papel de atuar como instrumento para a melhoria dos ensinos fundamental, médio e técnico, bem como instrumento para atrair jovens talentosos a seguir carreiras científico-tecnológicas, a OBR através de seu comitê pedagógico, desde 2009 norteia suas provas escritas tendo como princípio a robótica como uma ferramenta para ajudar a aprender. Desta forma, a OBR busca oferecer novas possibilidades e estímulos para o aprendizado, utilizando a tecnologia como ferramenta para ampliar seu pensamento e estimulando novos mecanismos de aprendizagem. Este documento apresenta uma lista estruturada de assuntos para direcionar e apoiar os participantes no estudo para as provas da Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR). 6

7 Níveis e durações Nível 0: Corresponde ao 1º Ciclo dos Parâmetros Curriculares Nacionais. Destinada aos alunos regularmente matriculados no 1º ano do Ensino Fundamental no regime de 9 anos. Duração da prova: 1 hora. Nível 1: Corresponde ao 1º Ciclo dos Parâmetros Curriculares Nacionais. Destinada aos alunos regularmente matriculados na 1ª ou na 2ª série do Ensino Fundamental no regime de 8 anos e no 2º ou no 3º ano no regime de 9 anos. Duração da prova: 2 horas. Nível 2: Corresponde ao 2º Ciclo dos Parâmetros Curriculares Nacionais. Destinada aos alunos regularmente matriculados na 3ª ou na 4ª série do Ensino Fundamental no regime de 8 anos e no 4º ou no 5º ano no regime de 9 anos. Duração da prova: 2 horas. Nível 3: Corresponde ao 3º Ciclo dos Parâmetros Curriculares Nacionais. Destinada aos alunos regularmente matriculados na 5ª ou na 6ª série do Ensino Fundamental no regime de 8 anos e no 6º ou no 7º ano no regime de 9 anos. Duração da prova: 2 horas. Nível 4: Corresponde ao 4º Ciclo dos Parâmetros Curriculares Nacionais. Destinada aos alunos regularmente matriculados na 7ª ou na 8ª série do Ensino Fundamental no regime de 8 anos e no 8º ou no 9º ano no regime de 9 anos. Duração da prova: 2 horas. Nível 5: Destinada aos alunos regularmente matriculados em qualquer ano do Ensino Médio ou Técnico. Duração da prova: 4 horas. 7

8 Nível 0 1 o ano do Ensino Fundamental Baseado nos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN Nível 0 compreende o 1º ano do Ensino Fundamental (1º Ciclo dos PCN) Língua Portuguesa (Volume 02 dos PCNs) Leitura e compreensão de contos, mitos e lendas populares, receitas, instruções, relatos, entrevistas, anúncios e notícias. Matemática (Volume 03 dos PCNs) Números naturais e sistema de numeração decimal: reconhecimento de números; situações que envolvem contagem, medidas, comparação e ordenação. Operações com números naturais: formulação de situações-problema simples; utilização dos sinais +, -, x, e = na escrita de operações e na resolução de situações-problema. 8

9 Modalidade Teórica Espaço e forma: localização no espaço com base em pontos de referência; relações de tamanho e forma; observação, identificação, construção e representação de formas geométricas. Grandezas e medidas: comparação de grandezas de mesma natureza; utilização de instrumentos de medida conhecidos simples; identificação de unidades de tempo: dia, mês, bimestre, semestre, ano; reconhecimento de cédulas de moeda em circulação no Brasil; leitura de horas em relógios digitais e de ponteiros. Tratamento da informação: interpretação de informações em imagens; uso de números para organizar informações (exemplos: linhas de ônibus, número de telefone, placa de carro, número de sapato); intepretação e elaboração de listas e tabelas simples de dupla entrada. Ciências Naturais (Volume 04 dos PCNs) Ambiente: comparação de diferentes ambientes naturais e construídos; identificação de diferentes estratégias de sustentação e locomoção. Ser humano e saúde: comparação do corpo e dos comportamentos do ser humano e de outros animais. Recursos tecnológicos: conhecimento de origens e algumas propriedades de materiais e formas de energia cotidianos; investigação de processos artesanais e industriais simples. Robótica (Conteúdo específico) Saber identificar um robô e suas capacidades gerais. Olimpíada Brasileira de Robótica 9

10 Nível 1 2 o e 3 o ano do Ensino Fundamental Baseado nos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN Nível 1 compreende as séries inicias do Ensino Fundamental I (1o. Ciclo dos PCNs 1ª e 2ª série, ou 2º e 3º ano do novo regime) Língua Portuguesa (Volume 02 dos PCNs) Leitura e compreensão de contos, mitos e lendas populares, receitas, instruções, relatos, entrevistas, anúncios e notícias. Matemática (Volume 03 dos PCNs) Números naturais e sistema de numeração decimal: reconhecimento de números; situações que envolvem contagem, medidas, comparação e ordenação. Operações com números naturais: formulação de situações-problema simples; utilização dos sinais +, -, x, e = na escrita de operações e na resolução de situações-problema. 10

11 Modalidade Teórica Espaço e forma: localização no espaço com base em pontos de referência; relações de tamanho e forma; observação, identificação, construção e representação de formas geométricas. Grandezas e medidas: comparação de grandezas de mesma natureza; utilização de instrumentos de medida conhecidos simples; identificação de unidades de tempo: dia, mês, bimestre, semestre, ano; reconhecimento de cédulas de moeda em circulação no Brasil; leitura de horas em relógios digitais e de ponteiros. Tratamento da informação: interpretação de informações em imagens; uso de números para organizar informações (exemplos: linhas de ônibus, número de telefone, placa de carro, número de sapato); intepretação e elaboração de listas e tabelas simples de dupla entrada. Ciências Naturais (Volume 04 dos PCNs) Ambiente: comparação de diferentes ambientes naturais e construídos; identificação de diferentes estratégias de sustentação e locomoção. Ser humano e saúde: comparação do corpo e dos comportamentos do ser humano e de outros animais. Recursos tecnológicos: conhecimento de origens e algumas propriedades de materiais e formas de energia cotidianos; investigação de processos artesanais e industriais simples. Robótica (Conteúdo específico) Saber identificar um robô e suas capacidades gerais. Olimpíada Brasileira de Robótica 11

12 Nível 2 4o e 5o ano do Ensino Fundamental Baseado nos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN Nível 2 compreende as séries finais do Ensino Fundamental I (2º Ciclo dos PCNs 3ª e 4ª série, ou 4º e 5º ano do novo regime) Língua Portuguesa (Volume 02 dos PCNs) Leitura e compreensão de contos, mitos e lendas populares, instruções e relatos, entrevistas e notícias, entrevistas, debates, anúncios comerciais, relatos históricos, revistas, classificados, textos normativos, estatutos e declaração de direitos. Coerência e coesão: relação causa/consequência; relações lógico-discursivas. Relações entre recursos expressivos e efeitos de sentido: identificação de efeitos de ironia e humor. 12

13 Modalidade Teórica Matemática (Volume 03 dos PCNs) Numeração: reconhecimento de números naturais e racionais; comparação e ordenação de números racionais; localização de números racionais em reta numérica; representação fracionária de números naturais. Operações: operações básicas com números naturais; soma e subtração de números racionais de forma decimal; cálculo simples de porcentagens; interpretação, formulação e resolução de situações-problema. Espaço e forma: representação de posição no espaço; representação do espaço; composição de figuras tridimensionais; simetria; ampliação e redução de figuras planas. Grandezas e medidas: comparação de grandezas de mesma natureza; unidades de medida e seus múltiplos (como metro, milímetro, centímetro, litro, mililitro, etc); unidades de tempo e temperatura; sistema monetário brasileiro; cálculo de perímetro e área de figuras desenhadas em malha quadriculada. Tratamento da informação: interpretação de tabelas e gráficos; média aritmética; conceito de probabilidade; identificação de possibilidades de combinar elementos de uma coleção. Ciências Naturais (Volume 04 dos PCNs) Ambiente: identificação de diferentes tipos de solo; relação entre troca de calor e mudança de estados físicos. Ser humano e saúde: identificação de aparelhos e sistemas e suas funções para compreender o corpo como um todo integrado. Recursos tecnológicos: reconhecimento e nomeação de fontes de energia; comparação de ferramentas, equipamentos e utensílios; situações-problema envolvendo água, lixo, solo, poluição e saneamento básico. Robótica (Conteúdo específico) Identificar e classificar características de robôs e suas funcionalidades. Códigos: Interpretação de códigos de programação simples. Olimpíada Brasileira de Robótica 13

14 Nível 3 6 o e 7 o ano do Ensino Fundamental Baseado nos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN Nível 3 compreende as séries iniciais do Ensino Fundamental II (3º Ciclo dos PCNs 5ª e 6ª série, ou 6º e 7º ano do novo regime) Língua Portuguesa (Volume 02 dos PCNs) Compreensão e interpretação de textos formais de forma individual e relacionada com outros textos. Matemática (Volume 03 dos PCNs) Números: reconhecimento de números; exploração de situações em que indicam falta, diferença, orientação (origem) e deslocamento entre dois pontos; localização de números racionais em reta numérica. Operações: parte/todo, quociente, razão; potência com expoente inteiro positivo ou expoente nulo; raiz quadrada e raiz cúbica; porcentagens; variáveis e expressões algébrica simples. 14

15 Modalidade Teórica Espaço e forma: sistema de coordenadas cartesianas; identificação e classificação de figuras bidimensionais e tridimensionais; verificação que a soma dos ângulos internos de um triangulo é 180. Grandezas e medidas: comprimento, massa, capacidade, superfície, volume, ângulo, tempo, temperatura, velocidade; memórias de computador: byte, quilobyte, megabyte, gigabyte (uso da potenciação); uso de régua. Tratamento da informação: intepretação de gráficos e tabelas; média aritmética; probabilidade. Ciências Naturais (Volume 04 dos PCNs) Ambiente: compreensão de cadeias alimentares; características adaptativas dos seres vivos. Recursos tecnológicos: comparação e classificação de diferentes equipamentos de uso cotidiano segundo sua finalidade, energias envolvidas e princípios de funcionamento. Língua Estrangeira (Volume 09 dos PCNs) Compreensão de textos curtos e simples em Língua Inglesa. Robótica (Conteúdo específico) Códigos: construção e interpretação de códigos de programação simples. Sensores: contagem de pulsos de encoder; medida de deslocamento; funcionamento de sensor de toque; conhecimento de tipos de sensores básicos e suas aplicações (encoder, sensor de toque, sensor de luz, sensor de cor, sonar, câmera, etc.) Olimpíada Brasileira de Robótica 15

16 Nível 4 8 o e 9 o ano do Ensino Fundamental Baseado nos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN Nível 4 compreende as séries finais do Ensino Fundamental II (4º Ciclo dos PCNs 7ª e 8ª série, ou 8º e 9º ano do novo regime) Língua Portuguesa (Volume 02 dos PCNs) Compreensão e interpretação de textos: gêneros diversos; inferência e dedução; contexto; interpretação de recursos figurativos; análise e crítica de forma e conteúdo. Matemática (Volume 03 dos PCNs) Números: racionais; irracionais. Operações: proporção (inversamente e diretamente proporcional); regra de três; equações e inequações de primeiro grau; equações de segundo grau; resolução de problemas com equações de primeiro e segundo grau. 16

17 Modalidade Teórica Espaço e forma: representação de pontos em plano cartesiano; identificação de ângulos congruentes, complementares e suplementares; Teorema de Tales; Teorema de Pitágoras. Grandezas e medidas: cálculo de área, perímetro e volume; algarismos duvidoso, significativo e erro de medida. Tratamento da informação: interpretação de gráficos de colunas e histogramas; compreensão de média, moda e mediana. Geografia (Volume 05 dos PCNs) Cartografia; pontos cardeais; coordenadas geográficas. Língua Estrangeira (Volume 09 dos PCNs) Compreensão de textos em Língua Inglesa. Robótica (Conteúdo específico) Códigos: construção e interpretação de códigos de programação mais elaborados. Sensores: identificação, princípio de funcionamento e aplicação de sensores básicos (encoder, sensor de toque, sensor de luz, sensor de cor, sonar, câmera, etc.). Atuadores: identificação e aplicação de atuadores básicos (motor de passo, motor CC, atuador pneumático, etc.). Elementos de mecânica: identificação e aplicação de elementos de mecânica básicos (rodas, engrenagens, alavancas, etc.) Olimpíada Brasileira de Robótica 17

18 Nível 5 Ensino Médio e Técnico Conteúdo baseado na matriz de referência do ENEM Nível 5 compreende todos os anos do Ensino Médio ou Técnico. Como a robótica é um assunto multidisciplinar não se espera do aluno conhecimento aprofundado de cada item dos conteúdos listados aqui, mas noções de cada um deles que permitam estabelecer relações entre estes assuntos e elaborar soluções para problemas que envolvem várias áreas do conhecimento. Assim, o conteúdo programático aplicado a este nível acrescenta aos assuntos abordados em níveis anteriores: Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias Matemática Números: reais. Operações: desigualdades; divisibilidade; fatoração; razões e proporções; porcentagem e juros; relações de dependência entre grandezas; sequências e progressões; princípios de contagem. 18

19 Modalidade Teórica Espaço e forma: características das figuras geométricas planas e espaciais; posições de retas; simetrias de figuras planas ou espaciais; congruência e semelhança de triângulos; relações métricas nos triângulos; circunferências; paralelismo e perpendicularidade. Grandezas e medidas: unidades de medida e escalas; comprimentos, áreas e volumes; ângulos. Tratamento da informação: representação e análise de dados; medidas de tendência central (médias, moda e mediana); desvios e variância; noções de probabilidade. Álgebra: gráficos e funções; funções algébricas de 1º e 2º graus, polinomiais, racionais, exponenciais e logarítmicas; equações e inequações; relações no ciclo trigonométrico e funções trigonométricas; sistemas de equações. Física Conhecimentos básicos e fundamentais: ordem de grandeza; notação científica; Sistema Internacional de Unidades; gráficos e vetores; conceituação de grandezas vetoriais e escalares; operações básicas com vetores. Grandezas fundamentais da mecânica: tempo, espaço, velocidade e aceleração; descrições do movimento e sua interpretação: quantificação do movimento e sua descrição matemática e gráfica; noção de sistemas de referência inerciais e não inerciais; momento de uma força (torque). Energia, trabalho e potência: conceituação de trabalho, energia e potência; conceito de energia potencial e de energia cinética; conservação de energia mecânica e dissipação de energia; forças conservativas e dissipativas. Fenômenos elétricos e magnéticos: blindagem; capacitores; Efeito Joule; Lei de Ohm; resistência elétrica e resistividade; relações entre grandezas elétricas: tensão, corrente, potência e energia; circuitos elétricos simples; correntes contínua e alternada; medidores elétricos; representação gráfica de circuitos; símbolos convencionais; potência e consumo de energia em dispositivos elétricos; campo magnético; imãs permanentes; linhas de campo magnético; campo magnético terrestre. Oscilações, ondas, óptica e radiação: feixes e frentes de ondas; reflexão e refração; óptica geométrica: lentes e espelhos; formação de imagens; instrumentos ópticos simples; fenômenos ondulatórios; pulsos e ondas; período, frequência, ciclo; propagação: relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda; ondas em diferentes meios de propagação. Calor e temperatura: escalas termométricas; transferência de calor e equilíbrio térmico; condução do calor; dilatação térmica; aplicações e fenômenos térmicos de uso cotidiano. Olimpíada Brasileira de Robótica 19

20 Modalidade Teórica Química Transformações químicas: energia calorífica; calor de reação; energia elétrica; potencial padrão de redução; pilha; eletrólise; Leis de Faraday; energia nuclear. Conceitos fundamentais da radioatividade: reações de fissão e fusão nuclear. Energias: petróleo, gás natural e carvão; biomassa; biocombustíveis; impactos ambientais de combustíveis fósseis; energia nuclear; lixo atômico; vantagens e desvantagens do uso de energia nuclear. Biologia Hereditariedade e diversidade da vida: princípios básicos que regem a transmissão de características hereditárias; mutações gênicas e cromossômicas; fundamentos genéticos da evolução; aspectos genéticos da formação e manutenção da diversidade biológica. Ciências Humanas e suas tecnologias Revolução Industrial: criação do sistema de fábrica na Europa e transformações no processo de produção; formação do espaço urbano-industrial; transformações na estrutura produtiva no século XX: o Fordismo, o Toyotismo, as novas técnicas de produção e seus impactos; a globalização e as novas tecnologias de telecomunicação e suas consequências econômicas, políticas e sociais. Cartografia: projeções cartográficas; leitura de mapas temáticos, físicos e políticos; tecnologias modernas aplicadas à cartografia. Língua Estrangeira Compreensão de textos em Língua Inglesa. Robótica Códigos: construção e interpretação de códigos de programação elaborados. Sensores: identificação, princípio de funcionamento e aplicação de sensores (encoder, sensor de toque, sensor de luz, sensor de cor, sonar, câmera, ultrassom, bússola, acelerômetro, giroscópio, etc); medida de distância e posição com odometria (usando encoders); orientação inercial (Roll, Pitch, Yaw). Atuadores: identificação, princípio de funcionamento e aplicação de atuadores básicos (motor de passo, motor CC, servo-motor, atuador pneumático, válvula solenoide, etc.). Elementos de mecânica: identificação, princípio de funcionamento e aplicação de elementos de mecânica básicos (rodas, engrenagens, alavancas, etc.). Olimpíada Brasileira de Robótica 20

21 Modalidade Teórica Eletrônica: modulação por largura de pulso (PWM); ponte H; relés; contatos normalmente aberto (NA) e normalmente fechado (NF); noção básica de microcontroladores (Atmega/Arduino, PIC, Raspberry Pi, etc.); portas de entrada/saída digital; portas de entrada/saída analógica. Olimpíada Brasileira de Robótica 21