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Robótica Educacional: história e fundamentos

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Robótica Educacional: história e fundamentos

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"Uma proposta pedagógica apropriada, aliada a um currículo e a um ambiente de aprendizagem adequados são alguns dos importantes fatores que precedem qualquer importantes fatores que precedem qualquer inovação educacional bem-sucedida".

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"A robótica é um recurso tecnológico que pode ser usado na educação para o desenvolvimento de projetos que visem:
* à aprendizagem de robótica propriamente dita(computação, engenharia, tecnologia);
* à aprendizagem de saberes e conteúdos (matemática, ciência, física, artes, etc);
* à integração da duas categorias anteriores" (STEAM).

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Os Termos e expressões a seguir são comuns no universo da robótica pedagógica ou educacional

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Os Termos e expressões a seguir são comuns no universo da robótica pedagógica ou educacional

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* Objeto Robótico: (EV3, SPIKE PRIME e CoderZ)
* Espaço físico/laboratório: ambiente de robótica nas instituições.
* Ambiente de aprendizagem: processo cognitivo, as relações que se estabelecem. " Por ser um recurso tecnológico diferenciado, ao ser incorporada ao processo de aprendizagem na educação, a robótica permite criar um ambiente motivador, criativo e científico".
* Projeto específico: projetos de algum tema específico (Torneios de robótica). Ex.: First Lego League.
* Metodologia: BNCC

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"...é preciso ter o cuidado de não utilizá-la para reforçar um modelo tradicional de ensino ou, como acontece em muitos casos, promovê-la apenas como um referencial de negócios ou de status da instituição perante a concorrência".

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Robótica como um recurso tecnológico, definição:

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Robótica como um recurso tecnológico, definição:

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"São conjuntos compostos por motores, polias, sensores, engrenagens, eixos, blocos ou tijolos de montagem, peças de sucata (metais, plásticos, madeira, etc.) e até microcomputadores com uma interface, usados para construir dispositivos que podem ser controlados e comandados por uma linguagem de programação".

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Nasceu na cidade de Pretória, África do sul em 1928. Alcançou o título de Bacharel em filosofia em 1949. PH.D de matemática em 1952 e direcionou seus estudos para o campo da inteligência artificial.

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Papert trabalhou em Genebra com Jean Piaget, procurando usar a matemática para entender como as crianças podem aprender e pensar.

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Ph.D em matemática e um dos principais pioneiros da inteligência artifical, convida Papert  para pesquisador associado no laboratório de inteligência artificial do MIT.
No trabalho em conjunto, os dois pesquisadores iniciaram diversos programas de pesquisa sobre teoria da computação, robótica, percepção humana e psicologia da criança.

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Pampert assumiu a direção do laboratório de inteligência artificial, onde trabalhou no grupo de Bolt, Beranek e Newmon, liderados por Wallace Feurzeig. Eles criaram juntos a primeira versão da Logo.

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Uma linguagem  de computador para crianças, que foi adotado em todo o mundo como recurso tecnológico na educação.
Significa: pensamento, raciocínio e discurso ou razão, cálculo e linguagem.

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Segundo Papert, o grupo do Logo viveu um momento importante de seu trabalho, pois, após identificar que o suso do computador trazia benefícios à educação.

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"Os alunos escreveram programas que transformavam palavras em inglês em uma língua chamada por eles de Pig Latin, além de jogos de estratégias e até mesmo poesia concreta" (PAPERT, 1993).

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1969 - Tartaruga como meio de programação

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1969 - Tartaruga como meio de programação

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Pesquisadores decidiram estender o uso da ferramenta para crianças em idade pré-escolar, sendo, então, proposta a tartaruga como meio de programação.
Era um brinquedo com rodas, conectado por um cabo ao computador, que lembrava uma tartaruga e obedecia a comandos como andar e girar.

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Foi desenvolvido a primeira tartaruga gráfica, que imitava as funções da tartaruga no chão, porém era exibida em um computador digital PDP-6 Conectado ao programa Logo no laboratório, rodado em computadores PDP-II

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Os primeiros trabalhos utilizando a tartaruga de chão e a tartaruga gráfica foram com alunos do 5º ano do Bridge School, em Lexington, Massachusetts (PAPERT, 1971a).

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O grupo Logo chegou ao ponto de ter de definir seus objetivos:
* continuar com as pesquisas e conviver com as limitações,
* ou adotar uma estratégia de longo prazo, tentando antecipar um tempo futuro em que outras formas de uso dos computadores seriam uma realidade.
* e então explorar maneiras de utilizá-las quando estivessem acessíveis.

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Tinha três grandes projetos com o Logo em escolas:
O projeto Brookline, na Lincoln  School, em Massachusetts;
o TI Logo,  uma versão da linguagem criada pela Texas Instruments, na Lamplighter School, no Texas;
e o prjeto Hennigan School, em Boston.

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Papert destacou que o uso da palavra Logo passou por uma ambiguidade sistemática. O que era para dar nome a linguagem de programação, também foi usada para designar a família de linguagens de programação cuja versão atual manteve a estrutura da versão de 1977/1978, muito diferente daquela desenvolvida na década de 1960.

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Nasceu com uma perspectiva diferente para o uso educacional do computador. Em vez de ser um objeto no processo, o aprendiz se torna sujeito ativo, pois, ao comandar o computador tendo em mente suas intenções, ele assume a responsabilidade sobre sua própria aprendizagem.

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Valendo-se de sua experiência, de suas pesquisas e dos estudos de autores como Piaget, Dewey, Montessori e até Paulo Freire, Papert definiu a teoria construcionista de aprendizagem.

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Com a tecnologia dos computadores favorecendo a utilização individual das máquinas, o Logo ganhou força nas espaços educativos, com a expansão das versões do Logo como linguagem e filosofia.

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Papert aceitou um convite do governo francês para estabelecer um centro de desenvolvimento e informática.

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Instituto de Tecnologia de Massachusetts

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Papert ajudou a fundar o programa de artes e ciências da mídia, no Laboratório de Mídia do MIT.

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Papert é considerado um dos autores fundamentais sobre tecnologia de informação e comunicação na educação, principalmente no que diz respeito ao uso de computadores na aprendizagem.

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No Logo, manipular a tartaruga como objeto gráfico é um dos pontos mais importantes para o uso do computador na educação e, principalmente, para o processo de aprendizagem, pois o aluno torna parte ativa nele na medida em que constrói o seu conhecimento por intermédio do processo de programação.

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Mitchel e Steve, trabalhando no Laboratório de Mídia da MIT, desenvolveram um sistema que conectou a linguagem Logo a motores, luz e sensores, que podiam ser incorporados a dispositivos criados com peças de LEGO.
Assim, foram desenvolvidos conjuntos de montagem, que foram disponibilizados ao mercado mundial.

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1998 - RCX - Que agregava algumas funcionalidades do tijolo vermelho, incluindo saidas de motores, entradas de sensores e uma tela LCD.
2006 - NXT - Lançado  também em versão brinquedo e educacional, substitui o Mindstorms com RCX e, entre outras novidade, possui um novo tijolo programável mais avançado, com mais funções e um novo ambiente de programação.
2013 - EV3 - A Lego lançou a 3º geração do conjunto robótica, junto com um novo ambiente de programação em Labview.

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No mercado educacional, existe uma variedade de conjuntos  de robótica para a educação básica.

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Existem escolas que possuem parcerias com empresas ligadas ao ramo da tecnologia educacional e que utilizam materiais alternativos, como sucata e placas de prototipagem  genéricas - como é o caso de arduino, uma placa de prototipagem eletrônica de código aberto - para desenvolverem seus trabalhos com robótica, bem como várias linguagens de programação para controle dos dispositivos.

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Prega a aprendizagem por meio de atividades mão na massa e que está relacionado com a utilização diversos tipos de materias) e da fabricação digital (produção de objetos físicos com base em modelos digitais, associada a utilização de impressoras 3D, cortadoras a lases, etc.)

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2006 - Pensamento computacional aplicado à robótica educacional

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2006 - Pensamento computacional aplicado à robótica educacional

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A expressão pensamento computacional surgiu no texto de Jeannette Wing, em que ela destaca que o "pensamento computacional se baseia no  poder e nos limites de processos de computação, quer eles sejam executadas por um ser humano ou por  uma máquina".
Envolve, nesse sentido, a resolução de problemas e concepções de sistemas que se baseiam em conceitos da ciência da computação.

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Definição de pensamento computacional, por NSF, ISTE e CTSA.

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Definição de pensamento computacional, por NSF, ISTE e CTSA.

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*Formular problema de maneira que permita o uso do computador e outras ferramentas para que sejam resolvidos;
*organizar e analisar dados de maneira lógica;
*representar dados por intermédio de abstrações, como modelos e simulações;
*automatizar soluções por meio do pensamento algoritmico (sequencial);
*identificar, analisar e implementar soluções possíveis com o objetivo de atingir a combinação mais eficiente e eficaz de passos e recursos; e
* generalizar e transferir esse processo de resolução para uma variedade de problemas.

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Documento norteador do currículo da educação básica para a realidade brasileira

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Apresenta em sua versão final o pensamento computacional na área de matemática, relacionando-a ao algoritmos.

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Segundo Valente, o pensamento computacional pode ser trabalhado em diversos contextos, como em atividades diárias, gamificação, jogos, jornalismo, engenharia, ciências, etc.

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Algumas práticas curriculares e em programas de contraturno estão em evidência nos últimos anos, como o ensino de programação, de computação com robótica e de programação como atividade transversal ao currículo.