REGISTRO DOI:10.69849/revistaft/th10248101417
Jorge Luís da Silva Vieira [1]
Cassiane Medianeira Viera [2]
Willians Ribeiro Mendes[3]
Resumo
Nos últimos anos, a robótica educacional tornou-se uma ferramenta poderosa para promover a inovação e a criatividade nas escolas. Este artigo analisa a integração da robótica no ambiente escolar, focando no desenvolvimento de competências técnicas e habilidades criativas, além da resolução de problemas. A robótica educacional, ao integrar áreas como ciência, tecnologia, engenharia, artes e matemática (STEAM), desenvolve habilidades essenciais para o século XXI, como raciocínio lógico, criatividade e colaboração. No entanto, seu uso deve ser contextualizado e conectado a objetivos educacionais específicos para atingir seu pleno potencial. A abordagem proposta envolve metodologias ativas que colocam os alunos como protagonistas de sua própria aprendizagem, utilizando projetos e jogos para tornar o aprendizado mais atrativo e significativo. A metodologia do estudo é qualitativa, com ênfase na observação participante e na análise documental. Visitas a escolas que implementaram programas de robótica serão realizadas para coletar dados sobre práticas adotadas, desafios enfrentados e impactos observados. A análise será realizada por meio de categorias pré-definidas, incluindo benefícios, metodologias e desafios da robótica educacional. Em conclusão, as oficinas de robótica proporcionaram uma experiência de aprendizagem ampla, contribuindo para o amadurecimento pessoal e a capacitação profissional dos alunos, ao integrar raciocínio lógico, criatividade e trabalho em equipe.
Introdução
Nos últimos anos, a robótica educacional tem emergido como uma ferramenta poderosa para promover a inovação tecnológica e estimular a criatividade entre os alunos nas escolas. Este artigo propõe uma análise heurística da robótica educacional e sua aplicação nas instituições de ensino, visando não apenas desenvolver competências técnicas, mas também fomentar habilidades criativas e promover a reflexão sobre problemáticas e suas soluções. O objetivo principal deste projeto é explorar como a robótica educacional pode ser efetivamente integrada ao ambiente escolar para engajar os alunos na prática maker, estimulando-os a pensar de forma inovadora e colaborativa.
A robótica educacional desempenha um papel fundamental no contexto educacional, pois possibilita a integração de áreas como ciência, tecnologia, engenharia, artes e matemática (STEAM). Por meio da robótica, os alunos podem desenvolver habilidades e competências fundamentais para o século XXI, incluindo o raciocínio lógico, a criatividade, a resolução de problemas e a colaboração. Além disso, a robótica educacional estimula o interesse dos alunos pelas áreas de STEAM, preparando-os para futuras carreiras e promovendo a inclusão digital e tecnológica.
A abordagem sugerida por Eteokleous e Ktoridou (2014) propõe o uso da robótica para apoiar o alcance de objetivos específicos de aprendizagem e melhorar a experiência educacional incluindo o desenvolvimento de habilidades como resolução de problemas, pensamento crítico, colaboração e criatividade.
Quando usada desta forma, a robótica torna-se uma ferramenta versátil que pode ser explorada em múltiplas disciplinas e ambientes educacionais, proporcionando uma experiência de aprendizagem mais rica e envolvente para os alunos.
O potencial da robótica pode ser limitado se for utilizada de forma não contextualizada:
“É importante reiterar que a aprendizagem significativa se caracteriza pela interação entre conhecimentos prévios e conhecimentos novos, e que essa interação é não literal e não arbitrária. Nesse processo, os novos conhecimentos adquirem significado para o sujeito e os conhecimentos prévios adquirem novos significados ou maior estabilidade cognitiva.” (Moreira, 2010, p. 2)
Isso significa que, se os alunos estão apenas aprendendo a parte técnica sem conectar essa aprendizagem a contextos mais amplos ou a objetivos educacionais específicos, eles não estarão explorando todo o potencial que a robótica pode oferecer. As metodologias ativas propõem um novo modelo de ensino, onde os alunos são protagonistas de sua aprendizagem. Através da utilização de abordagens STEAM, os estudantes têm a oportunidade de desenvolver habilidades e competências de forma integrada. Essa metodologia estimula o pensamento crítico, a criatividade e a solução de problemas, além de promover o trabalho em equipe e a comunicação. Dessa forma, a robótica educacional se torna uma ferramenta pedagógica poderosa para engajar os alunos e despertar o interesse pela ciência e tecnologia.
A STEAM proporciona uma forma interdisciplinar de aprendizado em que os estudantes podem conectar conceitos de diferentes áreas do conhecimento, promovendo uma visão integrada do aprendizado. Ao incluir a arte e a criatividade no processo, os estudantes são incentivados a desenvolver soluções inovadoras e a pensar fora da caixa valorizando a experimentação e o processo de aprendizagem, garantindo que os alunos sejam protagonistas de sua própria jornada educacional.
O desenvolvimento por meio de projetos, jogos e brinquedos é uma estratégia utilizada para estimular a criatividade e o pensamento crítico dos alunos. Através da criação e construção de projetos com componentes de robótica, os estudantes colocam em prática os conceitos teóricos aprendidos em sala de aula. Além disso, jogos e brinquedos educativos proporcionam um ambiente lúdico e motivador para o aprendizado, permitindo que os alunos desenvolvam habilidades como resolução de problemas, trabalho em equipe e tomada de decisões. Essa abordagem torna o processo de ensino-aprendizagem mais atrativo e significativo para os alunos, pois eles se tornam ativos na construção do conhecimento.
Metodologia
A metodologia adotada neste projeto baseou-se em uma abordagem qualitativa, com ênfase na observação participante e na análise documental. Foram realizadas aulas na escola Padre Cesar Albisetti, Poxoréu, fomentadas pelo programa FAPEMAT. A análise heurística foi realizada por meio de categorias pré-definidas, incluindo os benefícios da robótica educacional, as metodologias ativas utilizadas e os desafios enfrentados na implementação desses programas.
A abordagem qualitativa foca na observação participante e na análise documental para coletar e analisar dados, uma vez que aprender a aprender é aprender a partir do que já se conhece, num processo de busca, questionamento e construção (Moreira, 2010).
Dessa forma, o projeto adota uma abordagem qualitativa, que é adequada para estudos que buscam entender fenômenos complexos e contextuais em profundidade permitindo a exploração detalhada das práticas, desafios e impactos relacionados à robótica educacional nas escolas.
Soma-se a observação participante como técnica onde os pesquisadores se inserem no ambiente que estão estudando, participando ativamente das atividades para obter uma compreensão mais aprofundada e contextualizada. No contexto deste estudo, isso significa que os pesquisadores visitarão escolas que já implementaram programas de robótica educacional para observar diretamente como esses programas são conduzidos.
No tocante de análise documental realizamos observações diretas incluindo a análise de documentos, como relatórios de programas, materiais didáticos, e outros registros relevantes.
A análise dos dados será realizada por meio de uma análise heurística, utilizando categorias pré-definidas. Essas categorias incluem: Benefícios da Robótica Educacional, Metodologias Ativas Utilizadas, Desafios na Implementação.
Fundamentação Teórica
A robótica é vista como uma forma de melhorar a experiência de aprendizado, tornando-a mais interativa e envolvente. Ela serve para atingir objetivos específicos de aprendizagem, auxiliando os alunos a compreenderem melhor os conceitos teóricos através da aplicação prática. Isso estabelece uma ligação entre teoria e prática, facilitando a assimilação e aplicação do conhecimento adquirido.
Para Ausubel (2003),
A aprendizagem significativa é dita subordinada quando os novos conhecimentos potencialmente significativos adquirem significados, para o sujeito que aprende, por um processo de ancoragem cognitiva, interativa, em conhecimentos prévios relevantes mais gerais e inclusivos já existentes na sua estrutura cognitiva. 14
O “aprender a aprender”, um processo de construção do conhecimento baseado no que já se sabe. De acordo com Ausubel e Moreira (2010), o aprendizado eficaz ocorre quando os novos conhecimentos estão conectados a conceitos já conhecidos, através de um processo contínuo de busca, questionamento e construção. A metodologia combina observação direta e análise documental para explorar a implementação da robótica educacional em escolas. A análise é estruturada por categorias heurísticas e embasada em teorias educacionais relevantes, proporcionando uma visão abrangente e profunda dos impactos e desafios associados a esses programas.
Discussão:
A robótica educacional oferece uma abordagem interdisciplinar para o ensino, integrando conceitos de ciência, tecnologia, engenharia, artes e matemática (STEAM). Essa integração permite que os alunos desenvolvam habilidades técnicas, como programação e eletrônica, ao mesmo tempo em que estimula a criatividade e o pensamento crítico. Através de projetos, jogos e brinquedos construídos com componentes de robótica, os estudantes são incentivados a buscar soluções inovadoras para problemas reais, promovendo assim a aprendizagem significativa.
As metodologias ativas na robótica educacional colocam o aluno como protagonista de sua própria aprendizagem, estimulando a autonomia e a colaboração. A abordagem STEAM proporciona uma visão integrada do conhecimento, permitindo que os alunos conectem conceitos de diferentes disciplinas e desenvolvam uma compreensão mais ampla e contextualizada do mundo ao seu redor. Além disso, o desenvolvimento por meio de projetos, jogos e brinquedos oferece um ambiente lúdico e motivador para o aprendizado, tornando o processo de ensino-aprendizagem mais atrativo e significativo.
Em matemática, uma das propostas desenvolvidas pelos estudantes foi criar um robô capaz de resolver um cubo mágico. Este projeto requer uma combinação de conhecimentos avançados de algoritmos, programação e resolução de problemas, proporcionando aos alunos uma experiência prática aprofundada em conceitos de matemática e tecnologia.
Foto 1 – Robô resolvendo cubo mágico
Fonte: Arquivo pessoal, 2023.
Na área de física, os alunos se dedicam ao estudo e aplicação de conceitos básicos de engenharia e leis físicas. Este trabalho culminou no desenvolvimento de um carro de Fórmula 1 em miniatura, reforçando os conceitos teóricos da física e mostrando a importância da aplicação prática e da inovação tecnológica.
Foto 2- Carro de Fórmula 1
Fonte: Arquivo pessoal, 2023.
Nos componentes curriculares de Ciências e Biologia, foi desenvolvido um protótipo de um escorpião robô. Esse projeto permitiu explorar a organização corporal dos aracnídeos de forma detalhada, além de proporcionar uma compreensão prática do mecanismo pelo qual um escorpião injeta veneno em suas presas. Durante a construção do protótipo, os alunos puderam estudar a anatomia específica desses animais, compreender a função de cada parte do corpo e replicar esses conhecimentos no modelo robótico. Além disso, o protótipo serviu como uma ferramenta didática para observar e simular o processo de envenenamento, oferecendo uma experiência de aprendizado interativa e envolvente.
Foto 3- Robô escorpião
Fonte: Arquivo pessoal, 2023.
Os clubes de protagonismo podem desempenhar um papel importante na promoção da diversidade e inclusão, proporcionando um ambiente acolhedor e inclusivo para membros de diferentes origens, gêneros e habilidades.A criação do clube de robótica tem uma relevância significativa em diversos aspectos como o desenvolvimento de habilidades técnicas em programação, eletrônica, mecânica, entre outras áreas, preparando os membros para carreiras em campos relacionados à tecnologia. Além disso, ao exigir soluções criativas para problemas complexos, há o fomento da criatividade e inovação por meio de um ambiente onde os membros podem explorar suas ideias e trabalhar de forma colaborativa para criar soluções inovadoras. Ao construir e programar robôs, os estudantes têm a oportunidade de aplicar conceitos teóricos aprendidos em sala de aula de uma maneira prática, fortalecendo a compreensão dos conceitos e promovendo a aprendizagem significativa
Com a participação do professor de Artes, Roberto Sol, os alunos tiveram a oportunidade de trabalhar com projeto inovador e interdisciplinar. Durante as aulas de teatro, eles criaram roteiros originais, aplicando conceitos de dramaturgia e expressão cênica. Esses roteiros serviram de base para a produção de vídeos criativos que aliaram artes cênicas a projetos de engenharia. Esse esforço colaborativo culminou na produção de vídeos que não apenas demonstraram suas habilidades artísticas, mas também destacaram a aplicação prática dos conceitos STEAM. Esses vídeos foram então apresentados na I Mostra STEAM, [4]organizada pela Diretoria Regional de Educação (DRE) de Primavera do Leste. A mostra serviu como uma plataforma para que os alunos compartilhassem seus projetos, trocassem conhecimentos e se inspirassem mutuamente. A iniciativa não só promoveu o aprendizado interdisciplinar, mas também incentivou a criatividade, a inovação e o trabalho em equipe entre os estudantes.
Essa abordagem interdisciplinar tem ajudado a enriquecer a experiência educacional, mostrando como diferentes áreas do conhecimento podem se complementar e contribuir para uma aprendizagem mais integral. Além das iniciativas promovidas pelos professores, os alunos também demonstram uma autonomia e criatividade muito elevadas. Esses vídeos destacam projetos desenvolvidos e métodos utilizados, demonstrando o entusiasmo e o envolvimento dos alunos no aprendizado prático e interdisciplinar.
Dentro do projeto também foi desenvolvido um campeonato interno de robótica com o objetivo de incentivar o interesse dos alunos por ciência, tecnologia e inovação. A competição foi organizada para proporcionar uma experiência prática e interativa, onde os estudantes puderam aplicar os conhecimentos adquiridos em sala de aula de maneira dinâmica e divertida. O campeonato foi dividido em diversas etapas, começando com a formação das equipes, compostas por alunos de diferentes séries. Cada equipe recebeu o desafio de projetar, construir e programar um robô capaz de realizar tarefas específicas. As tarefas variavam em complexidade e exigiam habilidades em diversas áreas, como mecânica, eletrônica e programação. A culminância do campeonato ocorreu em um grande evento na escola, onde as equipes apresentaram seus robôs e competiram entre si em diversas provas. As provas testaram a eficiência, a criatividade e a funcionalidade dos robôs em tarefas como resgate de objetos, corrida de obstáculos e partidas de sumô robótico.
Foto 4 – Campeões do torneio interno de sumô de robô
Fonte: Arquivo pessoal, 2023.
Além disso, formamos uma equipe de destaque para representar a Diretoria Regional de Educação (DRE) de Primavera do Leste no Campeonato Estadual de Robótica. Os alunos selecionados demonstraram notável habilidade técnica, criatividade e capacidade de trabalhar em equipe durante o campeonato interno. Com o apoio dos professores e dedicação aos treinamentos, a equipe se preparou para enfrentar os desafios da competição estadual ocasião em que tiveram oportunidade de competir com outras escolas, trocar experiências e expandir ainda mais seus conhecimentos.
Foto 5 – Equipe no campeonato estadual de robótica em Cuiabá
Fonte: Arquivo pessoal, 2023.
Todas estas atividades foram realizadas no âmbito da abordagem STEAM, integrando ciência, tecnologia, engenharia, artes e matemática visando preparar os alunos para os desafios do século XXI, incentivando a criatividade, o pensamento crítico e a resolução de problemas complexos. O sucesso dos projetos desenvolvidos demonstra o potencial desta abordagem para transformar a aprendizagem e envolver os alunos de forma significativa e criativa.
Foto 6 – Estudantes apresentando os robôs ao secretário de educação Alan Porto
Fonte: Arquivo pessoal, 2023.
Os benefícios da robótica educacional são diversos, incluindo o estímulo do raciocínio lógico, o empoderamento do aluno como protagonista, o aperfeiçoamento de produtos, a integração e implementação dos projetos nas comunidades e a conscientização do reaproveitamento de materiais. No entanto, a implementação desses programas enfrenta desafios, como a falta de recursos financeiros e materiais, a formação inadequada dos professores e a resistência à mudança por parte da comunidade escolar. Superar esses desafios requer um compromisso conjunto de educadores, gestores, pais e alunos, bem como o apoio de políticas públicas voltadas para a promoção da inovação tecnológica no ambiente escolar.
A robótica não deve ser vista apenas como um fim técnico – ou seja, o aprendizado de como montar e programar robôs – mas sim como um meio para enriquecer a experiência de ensino e aprendizagem dos estudantes.
Nos dias 6, 7 e 8 de agosto de 2024, ocorreu o Festival de Robótica Educacional de Mato Grosso, sediado no SESI Escola Cuiabá, em uma parceria entre SEDUC-MT, SESI e SENAI. Este evento destacou-se como uma iniciativa essencial para o estímulo à inovação e à aprendizagem tecnológica, promovendo um ambiente de competição saudável, trabalho em equipe e desenvolvimento de habilidades fundamentais para o futuro.
FOTO 7 – LevelUp1 e LevelUp2 no Festival de Robótica Educacional de Mato Grosso
Fonte: Arquivo pessoal, 2024.
O festival foi estruturado em várias modalidades competitivas, refletindo a diversidade e complexidade do campo da robótica educacional. No dia 6, foi realizado o Torneio de Sumô de Robôs, seguido pelas competições da Etapa Off Season nos dias 7 e 8, que incluíram as modalidades FLL (First Lego League), FRC (First Robotics Competition) e FTC (First Tech Challenge).
Nossa instituição de ensino teve uma participação destacada na modalidade de Sumô de Robôs, com as equipes LevelUP1 e LevelUp2, competindo nas categorias de Ensino Fundamental e Médio, respectivamente. Ao todo, 52 equipes, compostas exclusivamente por estudantes da rede estadual de ensino, participaram dessa modalidade.
Com empenho e competência, a equipe LevelUp2 conquistou o título de campeã na modalidade de Sumô de Robôs, evidenciando não apenas o talento e a técnica dos alunos, mas também sua capacidade de enfrentar desafios e alcançar a excelência em um ambiente de alta competitividade.
FOTO 8 – LevelUp2 na premiação do festival com secretário de educação Alan Porto
Fonte: Arquivo pessoal, 2024.
Conclusão:
Observou-se que as oficinas de robótica educacional proporcionaram uma experiência de aprendizagem ampla e multifacetada, transcendente ao mero conteúdo técnico ensinado. As atividades colaborativas intensificaram o engajamento dos estudantes, promovendo um ambiente de aprendizado dinâmico e interativo.
Essas oficinas contribuíram significativamente para o amadurecimento pessoal dos participantes. Os alunos desenvolveram habilidades essenciais para o crescimento individual, como a capacidade de resolver problemas de forma criativa e inovadora, e a habilidade de pensar criticamente e de forma científica. O exercício contínuo do raciocínio lógico durante as atividades práticas de robótica reforçou a compreensão e aplicação dos conceitos teóricos aprendidos em sala de aula.
Além do amadurecimento pessoal, as oficinas também favoreceram a capacitação profissional dos estudantes. A prática de atividades que exigiam a colaboração em equipe e a comunicação eficaz preparou-os melhor para o ambiente de trabalho moderno, onde essas habilidades são extremamente valorizadas. O relacionamento interpessoal foi aprimorado à medida que os alunos aprenderam a trabalhar juntos, a resolver conflitos e a tomar decisões coletivas.
Ao integrar o desenvolvimento do raciocínio lógico e científico com a criatividade e o trabalho em equipe, as oficinas de robótica educacional demonstraram ser uma ferramenta poderosa para o desenvolvimento holístico dos estudantes. Essas experiências não apenas enriqueceram o conhecimento técnico dos participantes, mas também os prepararam para enfrentar desafios futuros com maior confiança e competência, refletindo um aprendizado que se estende além da sala de aula e se aplica a diversas áreas da vida e do trabalho.
A robótica educacional oferece uma oportunidade única para transformar o processo de ensino-aprendizagem, promovendo a inovação tecnológica e estimulando a criatividade dos alunos. No entanto, para que esses programas sejam efetivamente implementados, é necessário superar desafios e barreiras, garantindo o acesso equitativo a recursos e formação adequada para os educadores. Através de uma abordagem colaborativa e interdisciplinar, é possível maximizar o potencial da robótica educacional como uma ferramenta pedagógica poderosa para preparar os alunos para os desafios do século XXI.
Portanto, ela não é o objetivo final da educação, mas sim um meio para atingir outros objetivos educacionais. Ao utilizar a robótica, os estudantes podem desenvolver uma variedade de competências relevantes, tais como pensamento crítico, resolução de problemas, colaboração e criatividade. Essas habilidades são fundamentais para o aprendizado de diversas disciplinas e contextos, proporcionando uma experiência educacional mais rica e diversificada.
Referências
ALVES, F. R. V. Didática das Ciências e Matemática (DCeM): surgimento e implicações para a formação do professor. Investigações em Ensino de Ciências – IENCI, v. 22, nº 3, 291 – 320, 2017.
AUSUBEL, D. P. Aquisição e retenção de conhecimentos: uma perspectiva cognitiva. Lisboa: Plátano, 2003.
Eteokleous, N. e Ktoridou, D. (2014). Integrando a Robótica para Desenvolver Habilidades de Aprendizagem Baseadas em Problemas. In Anais da ICICTE 2014 – Conferência Internacional sobre TIC na Educação (pp. 272-281)
MOREIRA, M. A. O que é afinal aprendizagem significativa? Revista cultural La Laguna Espanha, 2012. Disponível em: http://moreira.if.ufrgs.br/oqueeafinal.pdf. Acesso em: 15 maio 2024.
_________; MASINI, E. F. S. Aprendizagem significativa: a teoria de David Ausubel. São Paulo: Centauro, 2001.
[1] Possui graduação em Matemática pela Universidade Federal de Mato Grosso (2014), segunda licenciatura em Física pelo Centro Universitário Faveni (2023), especialização em Psicopedagogia Educacional e Clínica pela FIAVEC – Faculdades Integradas de Várzea Grande (2016) e em Metodologia do Ensino da Matemática e Física pela faculdade Educamais (2023). Atualmente é professor da Escola de Tempo Integral Padre César Albisetti.
jorge.vieira@edu.mt.gov.br
http://lattes.cnpq.br/0550798867618567
[2] Possui graduação em Letras – Língua Portuguesa pela Universidade Federal de Mato Grosso (2017) e especialização em Gestão Escolar pela UNISERRA – UNIDADE DE ENSINO SUPERIOR DE TANGARA DA SERRA LTDA – ME (2018). Atualmente é Professora da Escola Plena Adolfo Augusto de Moraes e supervisora PIBID da Universidade Federal de Rondonópolis.
cassiane.viera@edu.mt.gov.br
http://lattes.cnpq.br/5111416245288965
[3] Doutor em Engenharia Elétrica na área de Automação e Sistemas, pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte/UFRN. Atualmente é professor efetivo do Departamento de Ensino do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso. Foi Coordenador do Curso de Técnico em Eletrotécnica do IFMT/Primavera do Leste (2021). Foi Coordenador do Curso de Engenharia de Controle e Automação, do IFMT/Primavera do Leste (2014 – 2016). Foi Coordenador dos Cursos PRONATEC do IFMT/Pontes e Lacerda (2013 – 2014). Foi Coordenador de Pesquisa, Pós-Graduação e Inovação do IFMT/Pontes e Lacerda (2013). E Foi Coordenador de Extensão do IFMT/Pontes e Lacerda (2012-2013). Atua principalmente: Qualidade e Eficiência Energética, Automação de Sistemas, Sistemas de Energia/Potência, Controle de Processos, Automação Industrial e Técnicas de Inteligência Artificial para Irrigação de Precisão.
willians.mendes@ifmt.edu.br
http://lattes.cnpq.br/3447942477539493
[4] Vídeo disponível em: <https://vm.tiktok.com/ZMM3YsnbL>