Robótica educacional

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A Robótica Educacional, também chamada de Robótica Pedagógica, é um termo que caracteriza uma ferramenta pedagógica de aprendizagem baseada na construção de dispositivos controláveis por softwares e computadores, programados a partir de modelos multidisciplinares. A utilização da Robótica Educacional em ambientes escolares visa mobilizar o papel do estudante-professor no processo de aprendizagem. Dentre tantos objetivos estão preconizados o raciocínio lógico, a utilização de criatividade, resolução de problemas por meio de erros e acertos, desenvolver habilidades manuais, introduzir conceitos de robótica e de linguagens de programação, motivar a curiosidade, o trabalho em equipe e o desenvolvimento cognitivo dos estudantes.[1]

Na imagem existem duas caixas abertas com peças de montagem como rodas, eixos, fios, entre outros.
Kit de montagem de peças LEGO MINDSTORMS

A Robótica Educacional, enquanto um recurso didático tecnológico, consiste em kits de montagem compostos por diversas peças: motores, engrenagens, polias, rodas, eixos até materiais de sucata como plásticos e madeiras. Essas peças se integram a microcomputadores e softwares que permitem o controle e funcionamento do modelo montado. Levando em consideração a faixa etária dos estudantes e na praticidade do ensino, empresas como a Lego, que comercializa brinquedos baseados em sistemas de construção, ganham destaque no ramo da Robótica Educacional. Logo, a robótica na educação se fundamenta em três itens: os kits de montagem que vão modelar o dispositivo, o computador e uma linguagem de programação para operar o dispositivo.[2]

O potencial da Robótica Educacional está em criar condições para a discussão, participação, criação e solução entre os estudantes e os professores. Esse processo pretende desenvolver cognitivamente o pensamento sistêmico e interdisciplinar nos estudantes, envolvendo disciplinas das ciências exatas e das ciências humanas na interface ser humano-máquina.

Na imagem, vemos um robô educacional montado com peças de Lego. para a competição First Lego League.
Robô educacional montado para a First Lego League (2018)

A Robótica Educacional, de um modo geral, é aplicada de três métodos diferentes nos ambientes escolares[3]:

  • Tema curricular: a robótica educacional é aplicada de maneira disciplinar (ou interdisciplinar) de modo que seja um recurso didático para o aprendizado de conceitos de disciplinas como matemática, física, entre outros.
  • Projeto: a robótica educacional é desenvolvida através do aprendizado por projetos que envolvem diferentes temáticas dos campos de saberes escolares. Apesar de ser parecida com o método citado anteriormente, ele se difere por potencializar uma aprendizagem baseada em projetos.
  • Competição: a robótica educacional é aplicada visando a participação em torneios de robótica que irão propor desafios e objetivos. Esta abordagem se inclui no conceito de Olimpíadas de Conhecimento. Dentre as competições estão: em escala nacional, a Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR) e o Torneio Juvenil de Robótica (TRJ) e, em escala internacional, a First Lego League (FLL) e a RoboCup.

Raízes da robótica educacional[editar | editar código-fonte]

Na imagem, a interface gráfica da linguagem Logo com comandos para a criação de um triângulo retângulo.
Interface gráfica da linguagem Logo criando formas a partir de triângulos retângulos.

Um dos grandes marcos da robótica educacional foi o advento da linguagem de programação Logo em 1967. É uma linguagem de programação voltada para a aprendizagem de crianças até adultos, criada a partir das pesquisas de Seymour Papert no laboratório de inteligência artificial do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), fundado por ele próprio e por Marvin Minsky.[4][5]

Seymount Papert entendia o computador não apenas como um máquina a ser operada, mas sim um dispositivo capaz de construir conhecimento através do “aprender fazendo” pela programação e pela ação reflexiva do estudante a partir de suas próprias experiências e da sua própria aprendizagem [6].Essa visão sobre a robótica na educação evidencia a relação das pesquisas de Papert sobre o Construcionismo com o Construtivismo de Jean Piaget, que entende que o conhecimento é construído a partir da manipulação dos objetos. Além das contribuições de Piaget, a robótica educacional também é fomentada pelas ideias do sócio-interacionismo de Lev Vygotsky, que entende que as construções do conhecimento acontecem em um espaço social, o que significa que a aprendizagem também ocorre na interação do indivíduo a partir das relações sociais com o outro.[7]

Um dos grandes benefícios da linguagem de programação Logo é que ela foi concebida como uma linguagem acessível, ou seja, os seus usuários não precisam ter um grande conhecimento sobre o universo da programação para que pudesse utilizá-la. O manuseio do Logo se baseia no controle de uma tartaruga gráfica que irá agir de acordo com os comandos em Logo. Essa manipulação da tartaruga enquanto um objeto gráfico é um ponto importante tanto na parte lúdica quanto no processo de aprendizagem, visto que os comandos do aluno são interpretados e exibidos em tela. O controle dos movimentos da tartaruga gráfica até chegar a um determinado resultado significa que o aluno está construindo um algoritmo a partir de uma lógica.[8]

Como a linguagem surgiu em 1967, os dispositivos gráficos para o controle dos dispositivos robóticos ainda não eram tão comuns, visto que a popularização de computadores pessoais não era a mesma que nos dias de hoje. Por exemplo, o primeiro computador pessoal a receber a linguagem Logo foi o Apple II, na virada para a década de 1980, com as aplicações Apple Logo, Logo Computer Systems, Terrapin Logo e Krell Logo.[9]

Levando em consideração a popularização da linguagem Logo enquanto recurso didático e a possibilidade de construção de dispositivos automatizados, a empresa de brinquedos de montagem Lego estabeleceu uma parceria com com o MIT para desenvolver o sistema LEGO-Logo: um conjunto de peças LEGO para a construção de dispositivos a partir de uma interface eletrônica baseada na linguagem de programação Logo. Agora, para além do controle da tartaruga gráfica (controle dos movimentos), é possível controlar a forma do dispositivo a partir de diferentes peças. Com o passar do tempo e o desenvolvimento da tecnologia, os dispositivos também deixaram de ser limitados por fios que os ligavam nos computadores para sensores e comunicação em infravermelho ou Bluetooth, por exemplo.[10]

Além do Lego, outros materiais para a montagem também foram fundamentais para as pesquisas e para o mercado educacional para a educação básica: Fischertechnik, K’Nex, Tetrix, Programmable Cricket (ou PicoCrickets), entre outros. Algumas plataformas de aprendizagem para programação se destacam na aplicação da linguagem de programação Logo, como o MegaLogo, o MicroMundos e o Superlogo, sendo este último desenvolvido pelo Núcleo de Informática Aplicada à Educação (NIED) da UNICAMP, em São Paulo.

Na imagem, vemos uma placa de Arduino de perto.
Placa Arduino

No contexto da robótica na educação, o lançamento das placas de Arduino a partir de 2005 foi um facilitador para a montagem e o ensino através de dispositivos robóticos. O Arduino foi concebido para auxiliar em projetos voltados para a eletrônica e a programação como algo que não tivesse altos custos e ajudasse na prototipagem desses mesmos projetos. A grande facilidade do Arduino é que ele foi criado na ideia de Hardware livre, o que significa que é possível comprar os componentes e montar o seu próprio Arduino. Para além da programação em Logo, a programação de kits de montagem também se baseia na linguagem nativa do Arduino, geralmente através da linguagem C++.[11][12][13]

A Robótica Educacional no ensino e no trabalho do professor[editar | editar código-fonte]

A aplicação da Robótica Educacional nas salas de aula permite que o estudante desenvolva habilidades de pesquisa, criticidade, resolução de problemas e desenvolvimento de raciocínio lógico. Os conceitos de diversas disciplinas são aplicados de modo prático, incentivando o estudante a aplicar etapas do método científico como observação, abstração, construção de hipóteses, interpretação, testes e conclusões para que seu dispositivo funcione. Essa perspectiva de métodos científicos substitui o ensino tradicional baseado na aquisição de conhecimentos factuais. Além disso, a aplicação desta tecnologia contribui também para o desenvolvimento interpessoal dos estudantes, visto que habilidades como altruísmo, criatividade, liderança e comunicação são comumente desenvolvidas no processo de aprendizado.[14]

O papel do professor também é modificado nesse novo ambiente de aprendizagem. O professor deixa de ser o principal transmissor do conhecimento e assume um papel de facilitador e mediador da aprendizagem do estudante. A Robótica Educacional é uma proposta educacional baseada na experimentação e na tentativa-erro que fundamenta novas bases para uma relação horizontal entre professor e aluno.

A Robótica Educacional Decolonial[editar | editar código-fonte]

O pensamento Decolonial busca entender os poderes político, econômico e social a partir de uma retrospectiva histórica e se desprender dos efeitos do colonialismo que perduram até os dias de hoje, moldando a forma em que é compreendido a cultura e o trabalho.[15] Ela também leva em consideração a evolução do pensamento humano com o passar dos anos, procurando entender o mundo além da perspectiva ocidental trazendo discussões antropológicas e históricas sem desprezá-las.[16]

A Robótica Educacional Decolonial é um ramo da Tecnologia Decolonial e da Inteligência Artificial Decolonial,[17] praticado em vários lugares do mundo. Essa metodologia se fundamenta em teorias e práticas pedagógicas como a Pedagogia do Oprimido e os métodos Montessori, visando ensinar robótica a partir da cultura local, para pluralizar e diversificar os conhecimentos tecnológicos.[18]

Alguns desses aprendizados estão baseados em pesquisas no âmbito do Algoritmo Colonial e da Opressão Algorítmica. O Algoritmo Colonial consiste em sistemas de conhecimento e desenvolvimento baseados em valores passados e que continuam sendo perpetuados na educação e na tecnologia. As pesquisas que estudam a Opressão Algorítmica dizem respeito a padrões de discriminação contra grupos sociais em softwares e plataformas digitais por meio de sistemas automatizados, bases de dados e agentes artificiais que podem atuar arbitrariamente.[19][20][21] Portanto, a implementação da Robótica Educacional Decolonial nas escolas abre espaço para interdisciplinaridade, integrando matérias como sociologia, filosofia e história, além de preparar possíveis profissionais na área de Robótica e IA possuindo pensamento crítico a respeito de algoritmos coloniais e opressores.

Panorama da robótica no Brasil[editar | editar código-fonte]

Nos parâmetros curriculares brasileiros para a educação básica não existem alicerces para a introdução da robótica como recurso didático. Diante disso, a introdução da robótica educacional, na maioria das vezes, não está atrelada às aulas regulares ministradas na escola, mas sim fora do horário de aula e de acordo com o espaço e materiais disponíveis providenciados pela própria escola. Dentre os obstáculos para a aplicação da robótica no currículo escolar estão: o conflito de tempo entre as atividades de robótica e as aulas tradicionais da escola, o custo do equipamento e a própria formação do professor, tanto para articular a teoria com a prática tecnológica quanto para operar os equipamentos.[22]

Apesar da tecnologia ser algo comum no cotidiano na sociedade, a robótica educacional não é algo muito popular no ramo de ensino no Brasil devido a um reforço da prática pedagógica tradicional. Sendo pouco presente nas redes particulares de ensino, onde geralmente é oferecida como atividade opcional com um custo adicional aplicado nas mensalidades. Já na rede pública de ensino, ela é minimamente aplicada em um panorama geral, ocorrendo apenas em casos isolados ao longo do país.[23] Apesar da utilização da Robótica Educacional não ser muito difundida nas escolas, o Brasil possui um Programa Nacional de Tecnologia, criado pelo Ministério da Educação em 1997, destinado a estudantes e professores da rede pública de ensino para alavancar a tecnologia como ferramenta pedagógica no ensino fundamental e médio.[24]

Referências

  1. Zilli, Silvana Do Rocio (2004). A robótica educacional no ensino fundamental: perspectivas e prática (Dissertação de Mestrado). Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. 
  2. Campos, Flávio Rodrigues (2011). Currículo, Tecnologias e Robótica na Educação Básica (PDF) (Dissertação de Doutorado). Pontifícia Universidade Católica de São Paulo 
  3. Campos, Flavio Rodrigues (2017). «Robótica Educacional no Brasil: questões em aberto, desafios e perspectivas futuras». Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação (4): 2108–2121. ISSN 1982-5587. Consultado em 19 de agosto de 2021 
  4. Campos, Flávio Rodrigues (2011). Currículo, Tecnologias e Robótica na Educação Básica (PDF) (Dissertação de Doutorado). Pontifícia Universidade Católica de São Paulo 
  5. FIA (24 de fevereiro de 2021). «Robótica educacional: o que é, como funciona e importância». Blog FIA. Consultado em 28 de agosto de 2021 
  6. PAPERT, Seymour (1971). «A computer Laboratory For Elementary Schools». Massachusetts: MIT (1). Consultado em 13 de setembro de 2021 
  7. Campos, Flavio Rodrigues (2017). «Robótica Educacional no Brasil: questões em aberto, desafios e perspectivas futuras». Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação (4): 2108–2121. ISSN 1982-5587. Consultado em 19 de agosto de 2021 
  8. PAPERT, Seymour (1993). Mindstorms: Children, Computers and Powerful Ideas (em inglês). New York: Basic Books. ISBN 978-0-85527-163-3 
  9. CHAVES, Eduardo (1998). Tecnologia e Educação: o futuro da escola na sociedade da informação. Campinas: [s.n.] 
  10. BARANAUSKAS, Cecília; MAZZONE, Jaures; VALENTE, José (2007). Aprendizagem na era das tecnologias digitais. São Paulo: Editora Cortez. p. 271. ISBN 9788524913471 
  11. «A Low-Cost and Simple Arduino-BasedEducational Robotics Kit» (PDF). 7 de dezembro de 2013 
  12. Plaza, Pedro; Sancristobal, Elio; Carro, German; Blazquez, Manuel; García-Loro, Félix; Martin, Sergio; Perez, Clara; Castro, Manuel (1 de dezembro de 2018). «Arduino as an Educational Tool to Introduce Robotics». 2018 IEEE International Conference on Teaching, Assessment, and Learning for Engineering (TALE): 1–8. doi:10.1109/TALE.2018.8615143 
  13. SILVA, Francisco; SCHERER, Daniel (2013). «Praxede: Protótipo de Um Kit Educacional de Robótica Baseado na Plataforma Arduino». Revista EaD e Tecnologias Digitais na Educação: Universidade Federal da Grande Dourados. 1 (1): 44-56. Consultado em 13 de setembro de 2021 
  14. Zilli, Silvana Do Rocio (2004). A robótica educacional no ensino fundamental: perspectivas e prática (Dissertação de Mestrado). Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. 
  15. Mohamed, Shakir; Png, Marie-Therese; Isaac, William (1 de dezembro de 2020). «Decolonial AI: Decolonial Theory as Sociotechnical Foresight in Artificial Intelligence». Philosophy & Technology (em inglês) (4): 659–684. ISSN 2210-5441. doi:10.1007/s13347-020-00405-8. Consultado em 25 de agosto de 2021 
  16. Batista, Danillo Macedo Lima (2020). «PRINCÍPIOS DE METODOLOGIAS DECOLONIAIS EM LETRAS E LINGUÍSTICA». Anais do Simpósio Internacional de Ensino de Língua, Literatura e Interculturalidade (SIELLI) e Encontro de Letras (1): 1–14. ISSN 0000-0000. Consultado em 25 de agosto de 2021 
  17. Mohamed, Shakir (26 de maio de 2020). «Decolonial Theory as Sociotechnical Foresight in Artificial Intelligence» (PDF). doi:10.1007/s13347-020-00405-8 
  18. «Decolonial Robotics – Oya que Legal – Instituto de pesquisa de tecnologias educativas». Consultado em 12 de agosto de 2020 
  19. Mohamed, Shakir; Png, Marie-Therese; Isaac, William (1 de dezembro de 2020). «Decolonial AI: Decolonial Theory as Sociotechnical Foresight in Artificial Intelligence». Philosophy & Technology (em inglês) (4): 659–684. ISSN 2210-5441. doi:10.1007/s13347-020-00405-8. Consultado em 25 de agosto de 2021 
  20. SANDVIG, Christian; HAMILTON, Kevin; LANGBORT, Cedric (2016). «When the algorithm itself is a racist: Diagnosing ethical harm in the basic components of software.». International Journal of Communication (em inglês) (10): 4972–4990. Consultado em 25 de agosto de 2021 
  21. WILLIAMS, Betsy-Anne; BROOKS, Catherine; SHMARGAD, Yotam (2018). «How algorithms discriminate based on data they lack: Challenges, solutions, and policy implications». International Journal of Information Policy (em inglês) (8): 78-115. Consultado em 25 de agosto de 2021 
  22. Campos, Flávio Rodrigues (2011). Currículo, Tecnologias e Robótica na Educação Básica (PDF) (Dissertação de Doutorado). Pontifícia Universidade Católica de São Paulo 
  23. Campos, Flavio Rodrigues (2017). «Robótica Educacional no Brasil: questões em aberto, desafios e perspectivas futuras». Revista Ibero-Americana de Estudos em Educação (4): 2108–2121. ISSN 1982-5587. Consultado em 19 de agosto de 2021 
  24. «Portal do FNDE - Proinfo». www.fnde.gov.br. Consultado em 23 de agosto de 2021 

Ligações externas[editar | editar código-fonte]