XVIII Encontro Baiano de Educação Matemática A sala de aula de Matemática e suas vertentes UESC, Ilhéus, Bahia de 03 a 06 de julho de 2019 A ROBÓTICA EDUCACIONAL COMO PROPOSTA DE ENSINO DE CONCEITOS DA GEOMETRIA Janaina Aparecida de Oliveira 1 Universidade Federal de Uberlândia janainaufumestrado@gmail.com Hutson Roger Silva Universidade Federal de Uberlândia silva.hroger@gmail.com Arlindo José de Sousa Júnior Universidade Federal de Uberlândia arlindoufu@gmail.com Resumo: Este artigo tem como objetivo apresentar uma reflexão sobre a importância da robótica educacional como recurso didático no processo de ensino e aprendizagem de Geometria e sua influência na participação dos alunos em feiras de ciências. Ademais pretendese analisar os impactos em que a participação no Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID) pode contribuir na formação inicial à profissionalização dos estudantes que participaram dos projetos desenvolvidos. Ainda relata algumas experiências realizadas pelos alunos no ano letivo e o desenvolvimento dos mesmos nas aulas de Matemática. O trabalho se justifica pela grande dificuldade no processo de ensino e aprendizagem da geometria numa escola da rede municipal de Uberlândia-MG. Sendo assim, a Robótica Educativa é apresentada sob a ótica de desenvolvimento de atividades como recurso didático, com oficinas ministradas por bolsista e a professora supervisora do PIBID. Os materiais utilizados foram computadores e o kit LEGO Mindstorms EV3. Os resultados obtidos mostram o desenvolvimento da aprendizagem dos alunos em Geometria e a superação de obstáculos no trabalho coletivo no contato com a tecnologia através da robótica. Palavras-chave: Robótica Educacional. Geometria. Feiras de Ciências. PIBID. 1 Mestranda do Curso de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática da Universidade Federal de Uberlândia. 2019. In: Anais do XVIII Encontro Baiano de Educação Matemática. pp.xxx. Ilhéus, Bahia. XVIII EBEM. ISBN:
INTRODUÇÃO O uso de tecnologias auxilia na promoção de interdisciplinaridade, no trabalho colaborativo e cooperativo quando utilizado na educação. E inserida neste contexto, a robótica educacional se torna atraente para o aluno e um recurso didático em sala de aula para os professores. 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 robô. (Lopes, 2010, p.46). A robótica educacional é uma ferramenta que possibilita uma demonstração mais prática de conceitos teóricos que, muitas das vezes, o aluno não compreende facilmente utilizando apenas o modelo de aula comum. Simultaneamente, concede a integração de diversas disciplinas, proporcionando ao aluno um desenvolvimento amplo ao construir, observar, testar e fazer funcionar o seu robô de forma a cumprir a atividade proposta, exercitando a memória, o trabalho em grupo, desenvolvendo o pensamento crítico, as habilidades motoras, entre outras. A Robótica Educacional possibilita ao estudante tomar conhecimento da tecnologia atual, desenvolver habilidades e competências, como: trabalho de pesquisa, a capacidade crítica, o senso de saber contornar as dificuldades na resolução de problemas e o desenvolvimento do raciocínio lógico. (ZILLI, 2004, p. 13-14). Dessa forma, a robótica educacional está em conformidade com as Diretrizes Curriculares Nacionais da Educação Básica no Brasil onde: [ ] destacam em especial a interdisciplinaridade, assumindo o princípio de que todo conhecimento mantém um diálogo permanente com outros conhecimentos, e que o ensino deve ir além da descrição e constituir nos estudantes a capacidade de analisar, explicar, prever e intervir, objetivos que são mais facilmente alcançáveis se as disciplinas, integradas em áreas de conhecimento, puderem contribuir, cada uma com sua especificidade, para o estudo comum de problemas concretos, ou para o desenvolvimento de projetos de investigação e/ou de ação. Enfatizam que o currículo deve ter tratamento metodológico que evidencie a interdisciplinaridade e a contextualização (BRASIL, 2013, p. 28.). No ensino da matemática, considerando-a uma ciência de difícil assimilação dos alunos, utilizar essa ferramenta é um modo de desvincular a matemática da imagem de vilã em relação às outras matérias do currículo escolar, e despertar os alunos para a busca do conhecimento. A habilidade mais importante na determinação do padrão de vida de uma pessoa já se tornou a capacidade de aprender novas habilidades, de assimilar novos conceitos, de avaliar novas situações, de lidar com o inesperado. Isso será crescentemente verdadeiro no futuro: a habilidade competitiva será a habilidade de aprender. (PAPERT, 1994, p.5).
Analisando as falas descrita pelos autores e valorizando a qualidade do ensino e aprendizagem das aulas de matemática, este artigo apresenta uma experiência vivenciada por professores, graduandos e alunos de uma escola municipal em Uberlândia MG. O objetivo permeia em analisar a experiência construída por todos e verificar a eficácia da robótica educacional trabalhada em conjunto com os conteúdos da matemática. Um outro propósito deste relato de experiência é contribuir para que outros professores e graduando criem ideias de aulas dinâmicas e diferenciadas para trabalhar robótica educacional com seus alunos. Além do mais, busca valorizar a formação cidadã dos participantes e promover a inclusão de materiais digitais para a comunidade escolar, incentivando ao aprofundamento do uso desta ferramenta entre os alunos. METODOLOGIA Os alunos do ensino fundamental de uma escola municipal de Uberlândia vivem uma realidade preocupante: a separação entre a geometria e a matemática em duas disciplinas distintas. Essa separação entre os conteúdos trouxe para a sala de aula um desinteresse dos alunos pelo conteúdo que conta com apenas uma aula por semana e sem avaliações relacionadas ao quantitativo bimestral como a matemática e as outras disciplinas. Com a implementação do PIBID na escola, várias ações foram realizadas no sentido de melhorar o processo de ensino e aprendizagem desta disciplina. Dentre elas está a robótica educacional, que foi desenvolvida com oficinas extras-turno, ofertada para um grupo de alunos do 9º ano do Ensino Fundamental. Infelizmente não havia espaço no laboratório de informática para todos os alunos, nem disponibilidade dos bolsistas do PIBID para ministrar as atividades em outros horários. Outro problema que decorreu neste processo foi a falta do material dos Kits Lego MINDSTORMS Education EV3 Core Set acompanhado do software disponibilizado pela LEGO.s.
Figura 1 - Modelo Lego Mindstorms. Fonte: Lego Education. Nas atividades, os alunos montavam os robôs propostos pelos oficineiros. Na atividade de circunferência, o robô utilizado foi o Base Motriz que já se encontrava no manual de montagem, sendo batizado de Vandinho pelos alunos. Foi proposto aos alunos que, utilizando uma das circunferências feitas de barbante, descobrissem o valor do raio, do diâmetro, do perímetro da circunferência e o tempo que o robô demorava para percorrer cada um. Figura 2 - Robô Basse Motriz. Fonte: Fonte pessoal. Devido o atrito do solo em que o robô percorreu, a programação utilizada como referência foi por tempo, pois assim, seria mais preciso. Os alunos utilizaram os conhecimentos construídos anteriormente sobre o raio. Para encontrar o tempo que o robô levava para percorrer cada item, fizeram uso da regra de três, utilizando os conceitos citados. Depois de todos os itens encontrados, os alunos tiveram a ideia de esticar o barbante que representava a circunferência para conferir se o perímetro e o tempo que encontraram para efetuar esse trajeto eram validos e assim, observando que eram equivalentes. Os alunos demonstraram motivação para a realização da atividade proposta, conseguindo resolvê-la com alguns questionamentos dos próprios colegas e dos professores ali presentes.
Figura 3 - Alunos executando atividade. Fonte pessoal. A outra atividade proposta foi criada por um grupo de alunos do projeto para participarem de uma Feira de Ciências 2017 na Universidade Federal de Uberlândia (UFU), com o tema A matemática está em tudo. A proposta denominada como A Robótica entre três lados, consiste na explicação e demonstração dos tipos de triângulos e suas propriedades. Os alunos estudaram em oficinas anteriores que o robô andava 7 centímetros em 3 segundos, assim usando a regra de três temos que em 1 segundo o robô anda aproximadamente 2,4 centímetros. A atividade se inicia com o triângulo isósceles. Pela propriedade, sabemos que o triângulo isósceles possui dois lados iguais (AB = AC) e os ângulos da base também são iguais. Usando o robô, base motriz com um pincel atômico acoplado, os alunos posicionaram o robô em um determinado ponto da cartolina onde teríamos o vértice A do ABC. Em seguida, programaram o robô para andar durante 3 segundos, virar formando um ângulo de 65º, andar por mais 2 segundos, virar novamente formando outro ângulo de 65º e andar novamente por 3 segundos, parando no local de partida. Após o percurso do robô, ficou desenhado na cartolina o triângulo isósceles desejadas. Logo em seguida, utilizando o mesmo robô, colocaram-no em um ponto qualquer na cartolina e programaram para andar durante 1.5 segundos, virar formando um ângulo de 60º graus, andar por 3 segundos, virar formando outro ângulo de 60º graus, andar novamente por 3 segundos, virar formando outro ângulo de 60º e, por fim, andar novamente por 1.5 segundos parando no ponto de partida. Formando assim o triângulo equilátero, que têm como propriedades possuir os três lados e os três ângulos iguais. Repetiram o processo, fazendo o robô andar durante 3,57 segundos (aproximadamente 8 centímetros), virar, andar por 5,36 segundos (aproximadamente 12 centímetros), virar e andar
por 4,46 segundos (aproximadamente 10 centímetros), obtendo assim o triângulo escaleno que possui propriedade de ter os três lados e os três ângulos diferentes. Por fim é proposto o seguinte desafio: Programe o robô de forma que ele faça um triângulo de medidas AB = 14, BC = 6 e CA = 10. A partir desse exercício o professor tem a possibilidade de ensinar que para fazer um triângulo as medidas não devem ser escolhidas aleatoriamente e sim respeitando algumas regras. Assim, com essa aula o professor pode abordar diversos tópicos, tais como: Tipos de triângulos e suas propriedades; Soma dos ângulos internos de um triângulo; Condições de existência do triângulo. Observando a vasta extensão de conteúdos que podem ser explorados na geometria, aconselha ao professor ministrar suas aulas fazendo associação com os demais conteúdos de sua disciplina ou até de outras matérias. Além do mais, aulas que utilizem a investigação e a modelagem matemática são enriquecidas com essas formas de proposta. Antes de mais nada, o professor necessita planejar suas atividades para conseguir cumprir melhores seus objetivos. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados foram satisfatórios principalmente por tornar as aulas mais interessantes. Segundo os alunos, todas as aulas deveriam ser diferentes dentro de sala de aula. A robótica incentivou alguns alunos a criarem projetos para participarem da Feira de Ciências da cidade e a atividade descrita neste artigo, foi premiada com o 2º lugar na sua categoria. Os bolsistas do PIBID atuaram efetivamente nos projetos realizados, e esta troca de experiência foi essencial para todos os sujeitos envolvidos. Entretanto, podemos elencar alguns pontos negativos no decorrer das atividades propostas como o fato de as escolas públicas não possuírem estrutura para adquirir o material necessário, o despreparo dos professores regentes em realizar atividades semelhantes durante as aulas e a dificuldade dos alunos em trabalharem em grupos. Apesar dos contratempos, vale ressaltar os inúmeros pontos positivos que essa atividade obteve. Os alunos conseguiram realizar a atividade proposta assimilando os conhecimentos adquiridos em sala de aula à tecnologia presente na robótica fazendo do ensino e da aprendizagem de geometria algo prático e prazeroso.
CONCLUSÕES Com a robótica educacional, os alunos passaram a construir seu conhecimento através de suas próprias observações e aquilo que é aprendido pelo esforço próprio do aluno tem mais significado para si próprio. É indispensável a observação de que todo o aprendizado é uma via de mão dupla, na qual passamos nossos conhecimentos e experiências para esses alunos, assim como aprendemos, com cada um deles. As atividades propostas durante o projeto de robótica foram capazes de proporcionar uma aprendizagem significativa não somente de robótica e matemática, mas também de outras áreas do conhecimento. REFERÊNCIAS BRASIL. Diretrizes Curriculares Nacionais Gerais da Educação Básica. Brasília: MEC/SEB/DICEI, 2013. 562p. LOPES, D. Q. Brincando com Robôs: desenhando problemas e inventando porquês. Santa Cruz do Sul, RS, Edunisc, 2010, p115. PAPERT, S. M. A máquina das crianças: repensando a escola na era da informática. Porto Alegre: Artes Médicas, 1994. 210p. ZILLI, S. A Robótica Educacional no Ensino Fundamental: Perspectiva e Prática. 2004. 89f. Dissertação (Mestrado em Educação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.