IMPLEMENTAO DA ROBTICA EDUCATIVA NA EDUCAO BSICA:

O PROJETO ROBO+EDU

Ana Carolina Ribeiro Ribeiro*

Dante Augusto Couto Barone**

Lucas Eishi Pimentel Mizusaki***

Resumo: A robtica educativa o uso de robs e kits de robtica em projetos na escola.

Os alunos constroem e programam robs para realizar tarefas diversas, por vezes

interdisciplinares. Dessa forma, exercita-se e desenvolve habilidades cognitivas, de

trabalho em grupo e de organizao de projetos, alm de servir como um primeiro

contato para os alunos com a rea de engenharia. O projeto ROBO+EDU tem como

objetivo desenvolver um kit disponvel de robtica educativa Open Source, para as

escolas brasileiras atravs do projeto de introduo Robtica Educativa do Programa

Mais Educao. Baseando-se na plataforma Arduino, o grupo est desenvolvendo um

kit de robtica educativa capaz de competir com as plataformas fechadas j

comercializadas e que pode se beneficiar da comunidade de desenvolvimento que j

existe ao redor da plataforma.

Palavras-chave: Robtica Educativa, Open Source, Arduino.

1. Introduo

Esse artigo trata do projeto ROBO+EDU - Robtica Educativa do Programa Mais

Educao, suas perspectivas, etapas de implementao e dos desafios encontrados ao

longo de seu desenvolvimento. O projeto tem como objetivo a disseminao da

Robtica Educativa e a capacitao de professores que atuam nas escolas pblicas da

Educao Bsica. Para isso, visa a produo de materiais didticos e o desenvolvimento

de tecnologias e metodologias educacionais, de forma a incluir de maneira efetiva a

robtica no contexto educacional. Esse projeto desenvolvido no mbito do Programa

Mais Educao, do Ministrio da Educao no Brasil, que constitui-se como parte de

uma estratgia para a implementao do Ensino Integral nas escolas pblicas no pas,

* Mestre em Educao. Pedagoga no Projeto Contribuio em Robtica ao Programa Mais Educao

E-mail: carolribeiro2@hotmail.com

** Professor Titular do Instituto de Informtica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul

E-mail: dante.barone@gmail.com

*** Mestrando em Computao pelo Instituto de Informtica da Universidade Federal do Rio Grande do

Sul

E-mail: lepmizusaki@gmail.com

ampliando a jornada das escolas para, no mnimo, sete horas dirias, atravs do

desenvolvimento de oficinas em diversas reas do conhecimento.

Dessa forma, so apresentadas nesse artigo as contribuies da Robtica na rea da

Educao, seguido da apresentao do Projeto. A seguir, so problematizados os

desafios enfrentados na expanso do mesmo, e, por fim, so apresentados os prximos

passos do projeto.

2. Robtica Educativa

A robtica educativa uma atividade de ensino a partir da construo de robs

pelos alunos, sendo que um rob um mecanismo composto por um processador que

utiliza sensores e atuadores e que interage com o ambiente a partir de um programa que

descreve seu comportamento para realizar uma funo especfica. A robtica

educacional pode ser compreendida como um conjunto de recursos que visa o

aprendizado cientfico e tecnolgico integrado s demais reas do conhecimento,

utilizando-se de atividades como design, construo e programao de robs (LOPES

& FAGUNDES, 2006, p.3).

De acordo com (LOPES & FAGUNDES, 2006), a robtica educativa , muitas

vezes, vista como uma matria de formao tcnica, restrita ao ensino profissionalizante

dos nveis mdio e superior. Porm, para os autores existe uma aplicao para a robtica

que leva em conta o potencial que esta rea pode alcanar na educao de jovens em

idade escolar: a Robtica Educacional RE (p.2).

O uso da robtica na educao pode contribuir de maneira significativa a alunos e

professores. Para professores, permite que temas das mais diversas reas sejam

explorados, contando com o apoio de ferramentas que proporcionam experimentos

variados. Para os alunos, permite pr em prtica conhecimentos tericos, tornando o

estudo mais atrativo e proporcionando a construo do conhecimento. Isso, com base

em que o conhecimento no estaria no sujeito nem no meio, mas seria decorrente das

contnuas interaes entre os dois (PIAGET, 1972). Dessa forma, o ponto de partida do

conhecimento estaria constitudo pelas aes do sujeito sobre o real. Para se conhecer

um objeto ou uma situao necessrio agir sobre, modificando-o, transformando-o,

compreendendo o processo dessa transformao. Essa operao, que consiste em um

grupo de aes que possibilitam ao sujeito alcanar as estruturas da transformao,

permite a construo de estruturas que constituem a base do conhecimento (PIAGET,

1972).

Diversos fatores podem promover a incluso da robtica educativa como um campo

acessvel aos propsitos educacionais, seja a facilidade de montagem e programao de

robs atravs de conjuntos de peas atrativas e de fcil manuseio e interfaces de

programao mais amigveis, voltadas para o pblico infantil.

Com o uso da robtica pedaggica, o aprendiz pode desenvolver

a sua capacidade de solucionar problemas, utilizar a lgica

de forma eficaz e aprender conceitos ligados a matemtica e

fsica. Desta forma se coloca em prtica conceitos abordados em

sala de aula apenas de maneira terica e sem conectividade com

o mundo real. A Robtica educacional proporciona um ambiente

caracterizado pela tecnologia e criatividade, estimulando o

aprendizado de conceitos intuitivos, a exemplo da cinemtica

em fsica (MORELATO, NASCIMENTO et al, 2010, p.81).

Entende-se, dessa forma, que promover o acesso Robtica nas escolas, tanto

pblicas quanto privadas, pode trazer grandes contribuies ao contexto escolar, seja

tornando as atividades mais variadas e atrativas ou promovendo descobertas

importantes no processo de aprendizagem.

3. O Projeto ROBO+EDU

O projeto ROBO+EDU visa a capacitao e a formao inicial e continuada de

professores e profissionais da Educao Bsica que atuam em escolas e/ou sistemas de

educao pblicos na rea de robtica educacional. Isso, a partir da explorao de um

kit desenvolvimento pelos participantes do projeto.

A motivao para o desenvolvimento dos kits ocorreu, entre outros fatores, tendo

em vista os altos valores dos kits existentes no mercado, muitas vezes, inacessveis para

as escolas. Alm disso, a dificuldade de importao de materiais mais variados e a

pouca variedade de funes nos kits existentes foram pontos determinantes para esse

projeto. Dessa forma, pretende-se, a partir do desenvolvimento de um kit de baixo custo

e mais acessvel para as escolas, alm da capacitao e acompanhamento do trabalho

nas escolas, disseminar o uso da robtica educativa no pas.

3.1 Kit ROBO+EDU

O projeto ROBO+EDU foi criado a partir das experincias vivenciadas no

projeto ROBOTEKA (BARONE & MIZUSAKI, 2012), cujo objetivo foi organizar um

grupo de robtica educativa com dez escolas na cidade de Goinia. Apesar das escolas

terem recebido muito bem a proposta de trabalhar com os kits de robtica educativa,

houve uma srie de avaliaes negativas. Entre essas questes, a compra dos kits passou

por vrios entraves burocrticos na importao e na oferta limitada dos equipamentos no

mercado brasileiro, a entrega dos kits atrasou um ano. Alm disso, o manual de

instrues disponibilizado no kit estava em ingls, o que limitava o trabalho nas escolas,

que muitas vezes no possuam professores de lnguas estrangeiras. Por fim, houve

reclamaes sobre uma certa limitao dos kits. Algumas vezes, as escolas no

possuam peas suficientes de um determinado tipo para seus projetos, inviabilizando-

os. Como o kit utilizado era uma plataforma comercial, seria necessrio comprar mais

peas para sanar esse problema.

O grupo resolveu utilizar uma estratgia de desenvolvimento Open Source, um

projeto aberto que pode ser utilizado por qualquer escola ou estudante independente.

Este kit seria um conjunto de especificaes de peas, sensores, atuadores e

controladores, passveis de serem consultadas em documentos disponibilizados e que

poderiam ser montados por pessoas ou produzidos sob encomenda. Por ser Open

Source, no h exclusividade de produo sobre o material, o que facilitaria sua

aquisio pelas escolas. De acordo com Cobo (2009, p. 130)

La arquitectura que soporta el open source promueve,

precisamente, la creativividad adaptable e innovadora, la

cooperacin y la imaginacin entre personas que no

necesariamente se conocen, ni que se encuentran en el mismo

espacio fsico. El open source no privilegia edad, gnero,

condicin social, ni etnia, sino que es la apiesta por sumar

creatividades, saberes y experiencias lo que la ha hecho tan

robusta en los ltimo aos, en especial dspues de la

masificacon de internet.

Um kit de robtica educativa possui um controlador, sensores, motores e peas

mecnicas bsicas. O kit desenvolvido a partir do projeto ROBO+EDU composto por

uma tampa injetada na parte de cima do chassi projetado, em que acoplado um sensor

ultrassnico, alm de sensores de luminosidade e de temperatura, pushbutton e led

RGB. Possui, tambm, dois servo motores de rotao contnua para locomoo e ua

Ball Caster de movimento livre para apoio traseiro. composto tambm por sensores

seguidores de linha, infravermelho e buzzer, para a emisso de diferentes sons. Sua

utilizao pode ser feita atravs de cabo USB ou de pilhas AA.

Para a programao do kit ROBO+EDU, foi criado um shield Arduino, uma placa

que pode ser conectada sobre a placa de controle para estender suas funcionalidades.

Dentro do projeto ROBO+EDU, em parceria com o projeto ROBOCETI, est sendo

desenvolvida uma plataforma de programao visual chamada Visuino (JOST et al.,

2012), que, assim como o kit de robtica, aberta e objetiva facilitar o acesso a

instituies de ensino interessadas. Essa ferramenta atende propsitos gerais de

programao, podendo ser utilizado de forma independente com diferentes kits

baseados em Arduino. , contudo, possvel combin-lo com a biblioteca criada para os

kits de robtica do ROBO+EDU, permitindo um alto nvel de abstrao para o ensino,

facilitando a assimilao da lgica por trs do controle de um rob.

3.2 Implementao do Kit

Para a implementao dos kits nas escolas participantes do projeto, sero realizadas

capacitaes com os professores responsveis pelas atividades de robtica de cada

escola, alm dos monitores que fazem parte do projeto. At o momento, conta-se com

260 escolas participantes distribudas em todo o pas. Optou-se, dessa forma, pelo

desenvolvimento de capacitaes em 14 capitais e no distrito federal, abrangendo todas

as regies, de forma que seja possvel a participao da grande maioria das escolas.

Tendo em vista que muitos professores e monitores participantes do projeto esto

iniciando sua atuao na rea de robtica, realizada uma introduo da robtica no

campo educacional, alm de suas implicaes e possibilidades de aplicao. Aps essa

explanao, sero realizados experimentos prticos com hardware e software para que

os participantes possam familiarizar-se com o kit, contando com o auxlio dos

desenvolvedores e demais participantes do projeto. realizada a explicao das partes

do kit, do microcontrolador e da interface com computador pelo software de

programao. So realizadas experimentaes envolvendo a medio de distncia pelo

sensor ultrassnico e pelo sensor infravermelho, alm da medio de temperatura e de

luminosidade. Busca-se, dessa forma, promover espaos para que os professores sintam-

se motivados e confiantes para o crescimento da robtica em suas escolas.

4. Desafios na implementao da Robtica Educativa

No incio do projeto, 56 escolas demonstraram interesse em participar das

atividades de robtica. A primeira etapa seria destinada ao contato com essas escolas e

confeco de materiais e ao suporte dos kits que j estivessem presentes nas escolas. O

contato com as 56 escolas interessadas em participar do projeto foi realizado por e-mail

e telefone. Nesse primeiro momento, houve dificuldades em contatar essas escolas e

falar com os responsveis pelo programa em cada instituio. Estabelecido o contato,

foi realizado um levantamento de como estava a situao das escolas na rea de

robtica. Dessas, 25 haviam comprado diferentes tipos de kits, onze estavam com

dificuldades de organizao para o desenvolvimento do projeto, sete no possuam mais

interesse em participar e em treze no foi possvel realizar contato. A partir desse

levantamento, optou-se por realizar uma modificao no plano de trabalho do projeto

tendo em vista a variedade de situaes encontradas.

Essas questes refletem uma srie de dificuldades de implementao de um projeto

como esse em nvel nacional. Mesmo que as tecnologias sejam uma realidade das

escolas, entre os alunos e os professores reconheam a necessidade de constante

atualizao, a resistncia um fator recorrente entre eles. Entre os principais fatores

para essa resistncia, destacam-se o medo de mexer em algo que pode estragar e a falta

de um conhecimento amplo sobre a tecnologia em questo, de forma que seja includa

de maneira efetiva no trabalho pedaggico.

Sabe-se que o receio em mexer em uma ferramenta um fator comum para os

imigrantes digitais, ou de qualquer pessoa que no tenha acompanhado desde cedo os

avanos das tecnologias nos ltimos anos. O medo de estragar um fator frequente,

tendo em vista a falta de manuteno dos laboratrios e equipamentos das redes

pblicas de ensino. Sabe-se que, muitas vezes, cabe ao professor responsvel a

manuteno e a soluo de problemas, o que dificulta o uso de certas ferramentas e que

os professores se sintam a vontade para mexer e testar suas hipteses e aprendizagens.

Essa espcie de analfabetismo digital um problema srio, na viso de Arajo e

Glotz (2009, p.7), tendo em vista que os professores que so responsveis pela

alfabetizao dos alunos tambm sofrem do mesmo problema de muitos dos seus

educandos, ou seja, muitos dos professores no sabem manusear as tecnologias a que

esto dispondo.

Cabe escola, dessa forma, permitir que o aluno assuma um papel central no seu

processo de aprendizagem, no sendo tratado como um receptor passivo de informao,

mas atuando e sendo protagonista de seu aprendizado. Para isso, de acordo com

Guimares (2012), o processo de aprendizagem deve se tornar cada vez mais

personalizado, focado nas necessidades e interesses individuais (p.127).

Tendo isso em vista, entende-se que, para que a expanso do uso da robtica na

educao seja expressiva, essencial o acompanhamento das atividades realizadas nas

escolas. Isso proporcionar aos professores espaos em que ele poder contar com um

profissional qualificado e que o auxiliar em seu trabalho pedaggico. De fato, no que

tange tecnologia, boa parte dos professores apresenta grandes dificuldades para adot-

la em seu cotidiano, enquanto, em outro extremo, seus alunos manipulam facilmente os

aparelhos eletrnicos. Se o docente no possui um nvel mnimo de domnio dos

recursos apresentados pelas tecnologias digitais, falar em elaborao de estratgias

pedaggicas que explorem as potencialidades por eles oferecidas esvazia-se de sentido.

5. Consideraes finais

Enquanto a robtica educativa se torna um campo promissor para projetos

educativos, a tecnologia disponvel para esse trabalho ainda est escassa no Brasil. Se,

por um lado, existem diversos produtos no mercado, eles possuem pouca flexibilidade e

acabam exigindo que a escola trabalhe com uma marca. Kits Open Source podem ser

uma boa alternativa, se puderem se beneficiar de uma comunidade de desenvolvimento

viva, para tanto ser necessrio buscar apoio em programas como o Mais Educao e

formar parcerias com universidades, escolas tcnicas e grupos independentes de

desenvolvimento que possam dar auxlio tcnico s escolas e seus projetos.

A la luz de las ideas aqu expuestas, parece recomendable que

desde las primeras interacciones estudiante-tecnologa se ensee a

nins y adolescentes a conocer, explorar e incluso aprender a

programar software open source. Segn evidencian ciertas

experiencias, aprender a programar en una edadtemprana estimula

en los educandos el pensamiento lgico, analtico, el

autoaprendizaje, la colaboracin y la creatividad adaptable e

innovadora, entre otras habilidades (COBO, 2009, p. 130)

O projeto ROBO+EDU ainda est em uma fase inicial de projeto mas o uso de

tecnologias open source j viabiliza uma compatibilidade com outros kits e tecnologias

que possam ser desenvolvidas em paralelo. Entende-se, dessa forma, que o

acompanhamento da equipe desenvolvedora na incluso dessa ferramenta pelo professor

fundamental para a efetividade do projeto. A construo de novas competncias

docentes fator determinante nas prticas pedaggicas, principalmente naquelas que

envolvem o uso de tecnologias tais como a Internet e seus recursos. Embora muitos

cursos de formao proponham o uso de tecnologias digitais, entende-se que o uso da

tecnologia como fim em si mesmo no ser capaz por si s de transformar prticas

tradicionais. Prope-se que a capacitao docente explore o desenvolvimento de

competncias e habilidades tcnicas e pedaggicas, norteadas pela reconstruo do

conhecimento como forma de relacionar a informao prtica formativa, uma vez que

a maioria do corpo docente em atuao pertence ao grupo de imigrantes digitais. A

formao docente que necessita contemplar reflexes sobre como as tecnologias digitais

podem contribuir para fomentar um ambiente de interao e elaborao de

conhecimento entre os sujeitos envolvidos no processo de aprendizagem.

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