Robótica Aplicada à Educação Especial

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1 Robótica Aplicada à Educação Especial Tatiana Nilson dos Santos, Eliane Pozzebon, Luciana Bolan Frigo Laboratório de Tecnologias Computacionais LabTeC Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC Araranguá, Santa Catarina, Brasil Resumo O presente artigo apresenta os resultados de uma atividade envolvendo a robótica educacional na disciplina de matemática para as crianças do ensino especial e do ensino regular, entre seis a oito anos. Foram realizadas análises de suas reações, tempo de execução das atividades, interesse, dedicação, atenção, interação, entre outros. A primeira parte da atividade compreendeu a prática, onde cada criança ficou responsável pela montagem de um pedaço do robô (por exemplo, braço, adaptação de sensores, etc.). Na segunda parte, as crianças responderam três tipos diferentes de questionários: abertos, fechados e mistos. Palavras-chave Robótica Educacional; Educação Especial; Tecnologias Educacionais. I. INTRODUÇÃO A robótica educacional tem instigado um crescente interesse nos últimos anos, por ser uma forma atraente e lúdica de se trabalhar os conceitos vistos em sala de aula, motivando os alunos a refletirem sobre estes conceitos e a resolverem os problemas apresentados. Na robótica educacional é possível estimular a solução de problemas com conceitos multidisciplinares, como física, matemática, geografia, entre outros. Atualmente são raros os profissionais aptos a trabalharem na área da educação especial, tanto na parte pedagógica, quanto na psicológica, fisioterapeutas e até mesmo técnicos especializados a criar tecnologias que facilitem o desenvolvimento dessas crianças. O presente artigo, propôs uma atividade envolvendo a robótica educacional na disciplina de matemática para as crianças do ensino especial e do ensino regular, entre 6 (seis) a 8 (oito) anos, com o objetivo de estabelecer um comparativo do comportamento dessas crianças após análises de suas reações e tempo de execução das atividades. O artigo está organizado em seções que descrevem o conceito de robótica educacional, educação especial, a metodologia da proposta, os resultados obtidos, além das considerações finais. II. ROBÓTICA EDUCACIONAL A robótica educacional tem como objetivo principal tornar o aprendizado mais significativo, pois mobiliza, através de seu uso pedagógico, diferentes tipos de conhecimentos e competências. É considerada a ciência que estuda a montagem e programação de robôs; Para Lieberknecht[9] eles podem ser caracterizados como dispositivos autônomos reprogramáveis controlados por um programa de computador. A construção e programação de um robô exigem a combinação de conhecimentos de diversas áreas, o que faz da robótica uma área multidisciplinar [9]. Para Ragazzi[11], a robótica educacional tem como objetivo levar os alunos a descobrir o funcionamento da tecnologia de uma maneira divertida, desta forma, a robótica pode também discutir o conhecimento acumulado e contribuir para que os alunos possam utilizar, dominar e desenvolver o pensamento crítico [11]. Segundo Menezes [10] apud Dicionário Interativo da Educação Brasileira afirma que robótica educacional é: "Termo utilizado para caracterizar ambientes de aprendizagem que reúnem [...] kits de montagem compostos por peças diversas, motores e sensores controláveis por computador [...] que permitam programar de alguma forma o funcionamento dos modelos montados. Eles ainda complementam que nos ambientes destinados à robótica educacional, os sujeitos devem construir sistemas compostos por programas que os controlam para realizar uma determinada atividade [10]. Segundo Castilho apud Aglaé [2], os registros sobre a história da robóticacom foco na educação são poucos, quase raros. Estes registros começaram com Saymourt Papert após sua saída do Centro de Epistemologia Genética de Genebra, para ingressar no Laboratório de Inteligência Artificial do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), em 1964 e, a partir de então se iniciam seus trabalhos com robótica voltada para a educação [2] [9]. Saymourt via o computador como um recurso que possibilitasse atrair a atenção das crianças e isso facilitaria o processo de aprendizagem [2]. Além disso, um de seus trabalhos mais conhecidos foi a criação da tartaruga controlada em LOGO ( linguagem de programação de fácil assimilação, a qual serve para a comunicação do homem com o computado ). [2] [9]. Percebe-se que, apesar de todos os projetos e estudos, arobótica Educacional,ainda pouco discutida no cenário acadêmico brasileiro. Segundo Júnior [8]: Page 108

2 a partir do levantamento [...] e da análise das pesquisas pode-se perceber que este campo de investigação é interdisciplinar, complexo e potente, considerando as demandas educacionais contemporâneas. Segundo Conchinha [5], a robótica educacional surgiu a partir das dificuldades em despertar nos alunos a atenção devida pelos conteúdos escolares tradicionais, além da necessidade de criar um ambiente que [...] valorize a aprendizagem e desafie as habilidades [...] de forma contínua [5]. Para Fagundes [6], a utilização da robótica na sala de aula direciona os alunos à atividades que privilegiam o aspecto investigativo que surge do interesse [...] dos alunos, além de favorecer a autonomia dos mesmos numa situação onde esses interesses são ferramentas no processo de aprendizagem. Entende-se por robótica educacional, a (re) utilização de conceitos de robótica industrial, em um ambiente de aprendizagem que tem como principal objetivo promover o estudo de conceitos multidisciplinares, como física, matemática, geografia, português, informática, entre outros [14]. Desta forma, pode-se afirmar que os benefícios proporcionados pela utilização da robótica em sala de aula, são garantir que o educando seja capaz de se auto-avaliar Para Ragazzi [11], cada vez mais escolas, tanto da rede pública, quanto da rede privada do Brasil estão descobrindo que a utilização da robótica pode ser simples e muito interessante para alunos de todas as idades. Atualmente, um dos projetos mais bem desenvolvidos nesta área é o Combo 8, um kit educacional elaborado para o ensino de robótica em escolas (públicas e/ou privadas) desde o ensino fundamental até o ensino superior. Os estudantes programam através do software Modelix System, que não exige conhecimento em linguagens de programação. Além de inserir os alunos no mundo da tecnologia, o Combo 8, também possibilita ao professor abordar temas mais complexos e abstratos da grade curricular, facilitando, assim, o aprendizado dos alunos. III. EDUCAÇÃO ESPECIAL Os métodos e costumes da educação especial no Brasil tiveram fortes influências da Europa. Um destes costumes, muito praticado no século XVII era abandonar as crianças com deficiência nas ruas, igrejas, conventos, etc.; muitas dessas crianças morriam de fome, frio ou eram devoradas por animais de rua (cães)[12]. No século XVIII, criou-se a roda dos expostos no Rio de Janeiro e em Salvador, e no século seguinte em São Paulo e, a partir de então as crianças rejeitas eram cuidadas por religiosas. A história da educação especial/inclusiva no Brasil, propriamente dita, começa a ser contada na época do Império, com a criação de duas instituições especializadas no ensino das crianças com deficiências: Figura 1: Ilustração da Roda dos Expostos Fonte: Silva, 2013 o Imperial Instituto dos Meninos Cegos, em 1854 (atualmente conhecido por Instituto Benjamin Constant IBC) e o Instituto de Surdos Mudos, em 1857 (denominado hoje, por Instituto Nacional da Educação dos Surdos INES), ambos criados no Rio de Janeiro [7]. Mais tarde, por volta do início do século XX (mais especificamente em 1926) é fundado o Instituto Pestalozzi, especializado no atendimento às pessoas com deficiência mental; anos mais tarde, em 1954, foi fundada a primeira Associação de Pais e Amigos dos Excepcionais (APAE); o atendimento educacional especializado às pessoas com superdotação foi iniciado em 1945, na Sociedade Pestalozzi, pela pedagoga e psicóloga Helena Antipoff [7]. A educação especial é uma ramificação da Educação voltada ao ensino de crianças (e/ou jovens) com determinadas necessidades especiais, tais como: surdos, cegos, deficientes mentais (ou intelectuais), deficientes físicos ou motores, superdotados, entre outros. Em [12], a Constituição de 1824, outorgada por D. Pedro I, privava do direito político o incapacitado físico ou moral (título II, artigo 8º, item 1). Porém, somente em 1988 com a Constituição Federal (Art. 208, III) que as pessoas com necessidades passaram a ter direito a receber educação, preferencialmente na rede regular de ensino. Atualmente, inúmeras leis regem os direitos e deveres dos alunos da educação especial, tais como: o ECA Estatuto da Criança e do Adolescente, a LDB 9394/96 Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional, o PNE Plano Nacional de Educação, PDE Plano de Desenvolvimento da Educação, entre outros; além disso, decretos, portarias e resoluções foram institucionalizadas à favor dos deficientes, como por exemplo, o Decreto nº de 2005 que dispõe sobre a inclusão da Libras como disciplina curricular [...] [4]. Se a falta de apoio aos alunos com deficiência é grande, a falta de materiais que auxiliam seu desenvolvimento é maior ainda; poucos são os equipamentos ou softwares, por exemplo, que com foco pedagógico destinam-se a facilitar o processo de ensino-aprendizagem da criança. Page 109

3 IV. APLICAÇÃO DA ROBÓTICA EDUCACIONAL Neste trabalho foi aplicada a robótica educacional, mais especificamente o Lego Mindstorms NXT 2.0, em dois grupos de crianças (um com deficiência e outro sem deficiência), entre 6 (seis) a 8 (oito) anos, que cursam o 1º e o 3º ano do ensino fundamental regular e, para as crianças com necessidades, que além disso, também estejam cursando (em turno inverso) o SAEDE (Serviço de Atendimento Educacional Especializado). Tendo como foco principal a disciplina de matemática, a atividade tem o objetivo de estimular nas crianças o entendimento às duas principais operações matemáticas soma e subtração. Os processos de realização da atividade foram divididos em etapas, primeiro trabalhou-se com as crianças com deficiências e, devido ao grau de dificuldade encontrado neste grupo, optou-se por dividi-las num subgrupo de acordo com suas necessidades: 1) deficientes auditivos e 2) deficientes intelectuais. No primeiro dia trabalhou-se com as duas crianças que possuem deficiência auditiva e no dia subsequente, com a criança portadora de deficiência intelectual. Após análise das reações das crianças com necessidades, executou-se a mesma atividade com um grupo de 4 (quatro) crianças sem deficiência, concomitantemente. V. RESULTADOS DAS ATIVIDADES Para a execução das atividades foram necessárias 8 (oito) crianças, sendo 4 (quatro) sem deficiência e 4 (quatro) com deficiência na faixa etária dos 6 (seis) aos 8 (oito) anos, ou seja, alunos do 2º e 3º ano do ensino fundamental do ensino regular e do ensino especial. O SAEDE (Serviço de Atendimento Educacional Especializado), local onde foram realizadas as atividades, localiza-se anexo ao colégio Escola de Educação Básica Castro Alves e atende as seguintes deficiências: auditiva, intelectual, PC (Paralisia Cerebral) e TDAH (Transtorno de Défict de Atenção com Hiperatividade); porém somente a deficiência auditiva e a deficiência intelectual foram utilizadas para a realização das atividades. Primeiramente, montou-se o robô de maneira bem simples e com um visual agradável e verificou-se a reação das crianças com o mesmo. Foram analisados aspectos como: interesse, dedicação, atenção, interação, entre outros. Planejou-se uma atividade bem simples, onde cada criança deveria escolher uma das 4 (quatro) cores trabalhadas: vermelho, verde, azul e amarelo. Após a escolha da cor, cada criança, uma de cada vez, deveria procurar dentro da sala de aula sua cor correspondente, poderia ser em objetos, materiais, nas paredes, no chão, até no quadro; ao encontrar a cor, a criança deveria apontar o sensor do robô para aquele objeto e verificar a tela do robô: x Se a resposta fosse positiva, ou seja, a cor que ela estava procurando é a que o sensor está apontando, o robô mostraria um sorriso em sua tela; x Se a resposta fosse negativa, o robô mostraria uma cara triste. Todos os fatos e acontecimento durante a atividade foram documentados. Figura 2: Arquitetura do robô Após a etapa de observação, o robô foi montado de acordo com os resultados da primeira mostra, levando em consideração as dificuldades encontradas pelas crianças, suas barreiras e necessidades. Planejou-se uma atividade focando na disciplina de matemática (para a educação básica), concomitantemente com as cores já trabalhadas. Esta atividade está em fase de desenvolvimento e deve ser aplicada nos próximos meses. Pretende aplicá-la da seguinte maneira: cada cor correspondia a um número verde: 1 (um); vermelho: 2 (dois); azul: 3 (três); amarelo: 4 (quatro). Figura 3: Relação cor X número Após o entendimento e associação das crianças quanto à relação acima, o robô mostrará em seu leitor uma série de operações de adição e subtração, somente com as cores, por exemplo: azul + vermelho (3 + 2). A criança deverá associar o número com a cor e dizer o resultado correto; para confirmar a resposta correta, o robô reconhecerá pelo sensor a bola que contem o resultado correto e a empurrará para frente com suas rodas. A primeira atividade não obteve sucesso (principalmente com as crianças sem deficiência), elas encontravam-se dispersas, sem dar muito importância ao robô e a atividade; Por outro lado, as crianças sem deficiência demonstraram um pouco mais de interesse em descobrir o objetivo da atividade e para que o robô seria utilizado. Algo interessante que todas as crianças fizeram foi questionar; Page 110

4 apesar de nem sempre estarem atentas, muitas dúvidas surgiam e elas não hesitavam em perguntar. Após diversas pesquisas, encontrou-se um trabalho semelhante realizado pela estudante de mestrado, Cristina Isabel Conchinha, do Instituto de Educação Universidade de Lisboa em Ela realizou atividades com duas crianças portadoras de paralisia cerebral da Associação Portuguesa de Paralisia Cerebral, com faixa etária entre 8 (oito) e 18 (dezoito) anos, porém, segundo Conchinha (2011) para uma das crianças, intelectualmente sua idade mental correspondeu a 5 (cinco) anos e 9 (nove) meses ; as atividades envolveram a utilização, de maneira geral da Robótica Educacional e de maneira específica o Lego Mindstorms. A primeira parte da atividade compreendeu a prática, onde cada criança ficou responsável pela montagem de umaparte do robô (por exemplo, braço, adaptação de sensores, etc.). Na segunda parte, as crianças responderam 3 (três) tipos diferentes de questionários: abertos, fechados e mistos; e por fim, foi realizado um questionário com a fisioterapeuta que acompanhava as crianças. O trabalho apresentado neste artigo diferencia-se do trabalho acima citado pelo fato de estar mais focado na interação da criança com o robô propriamente dito e suas reações, do que levar em consideração o processo de montagem do mesmo. VI. CONCLUSÃO Neste trabalho foi realizado um comparativo da aplicação da robótica educacional em grupos de crianças com deficiência e sem deficiência. Foram realizadas análises de suas reações, interesse, dedicação, atenção, interação, questionamento, entre outros. Nas análises foram identificados que as crianças sem deficiência demonstraram mais interesse em descobrir o problema que seria resolvido do que as crianças com deficiência. Porém, todas participaram da atividade, interagindo e questionando, Como trabalho futuro, aplicar em outras turmas com idades e deficiências diferentes. AGRADECIMENTOS Os autores deste artigo agradecem a toda equipe do Laboratório de Tecnologias Computacionais da UFSC/Araranguá e a Direção e Professores da Escola Básica Castro Alves onde foram realizados os experimentos com os robôs. REFERÊNCIAS [1] Modelix Robotics Open Source Kit Escolares. < Acesso 12 jun [2] AGLAÉ, Akynara; et. AL. Utilização da Teoria de Vygotsky em Robótica Educativa. UFRN: Natal, Departamento de Engenharia da Computação e Automação, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, [3] BRASIL. Lei de Diretrizes e Bases da Educação. Lei nº 9.394/96. [4] CASAGRANDE, Ferdinando. A Legislação Educacional que trata da inclusão. Revista Nova Escola. < Acesso 11 jun [5] CONCHINHA, Cristina Isabel. Lego Mindstorms: um estudo com utentes com paralisia cerebral. UL: Lisboa, Dissertação (Mestrado) Área de Especialização em Tecnologias da Informação e Comunicação e Educação, Instituto de Educação da Universidade de Lisboa, Universidade de Lisboa, [6] FAGUNDES, Carlos Arthur Nepomuceno; et. al. Aprendendo Matemática com Robótica. UFRGS: Porto Alegre, Instituto de Matemática, Universidade do Rio Grande do Sul [7] Grupo de Trabalho (MEC/SEESP). (2007). Política Nacional de Educação Especial na Perspectiva da Educação Inclusiva. < Acesso 02 jun [8] JÚNIOR, Nacin Miguel Francisco; VASQUES, Carla K.; FRANCISCO, Thiago Henrique Almino. Robótica Educacional e a Produção Científica na Base de Dados da Capes. < Acesso 09 jun [9] LIEBERKNECHT, Eduardo. (2009). Robótica Educacional. < Acesso 11 jun [10] MENEZES, EbenezerTakunode; SANTOS, Thais Helena dos. Robótica Educacional (verbete). Dicionário Interativo da Educação Brasileira. EducaBrasil. São Paulo: Midiamix Editora, < Acesso 10 jun [11] RAGAZZI, Vivian. Robótica na Escola: é pra já! < >. Acesso 12 jun [12] RODRIGUES, Olga Maria Piazentin Rolim; MARANHE, Elisandra André. Práticas em Educação Especial e Inclusiva. Educação Especial: história, etiologia, conceitos e legislação vigente. Bauru, [13] SILVA, Robson Roberto da. Os Pequenos Enjeitados.Revista Leituras da História. < asp>. Acesso 09 jun [14] TORCATO, Paulo. O Robô ajuda? Estudo do Impacto do uso de Robótica Educativa como Estratégia de Aprendizagem na disciplina de aplicações informáticas B. Congresso Internacional de TIC e Educação. Instituto de Educação da Universidade de Lisboa AUTORES Tatiana Nilson dos Santos, graduanda do curso de Tecnologias da Informação e Comunicação pela Universidade Federal de Santa Catarina e do curso de Pedagogia pela Universidade Norte do Paraná. É membro do Laboratório de Tecnologias Computacionais da Universidade Federal de Santa Catarina. tatysanthos@hotmail.com Page 111

5 ElianePozzebon, professora Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) do campus Araranguá. Coordenadora do LabTeC. Fez o Doutorado na Engenharia Elétrica com ênfase em Automação e Sistemas na Universidade Federal de Santa Catarina (2008). Possui mestrado em Ciências da Computação pela Universidade Federal de Santa Catarina (2003), especialização em Engenharia de Software (1999) e graduação em Processamento de Dados pela Cesufoz (1998). Tem experiência na área de Ciência da Computação, com ênfase em Inteligência Artificial, atuando principalmente nos seguintes temas: Inteligência Artificial, Sistemas Multiagentes, Jogos Computacionais e Dispositivos Móveis. eliane.pozzebon@ufsc.br Luciana Bolan Frigo, professora Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) do campus Araranguá. Fez o Doutorado na Engenharia Elétrica com ênfase em Automação e Sistemas na Universidade Federal de Santa Catarina (2007) e Doutorado em Informática pela Universidade de Toulouse I. Possui mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (2002) e graduação em Engenharia de Controle e Automação pela Universidade Federal de Santa Catarina (2000). Coordenadora do LabTeC. Tem experiência na academia e na indústria atuando principalmente nos seguintes temas: Engenharia de Software, Sistemas Multiagentes, Jogos Computacionais e Dispositivos Móveis. luciana.frigo@ufsc.br Page 112