Realizar Corridas em Linha Reta

Uma vez que nem todos os alunos tinham experimentado programar com recurso ao sensor ultrassónico e este sensor ser importante para a realização das corridas entre os Robots, e aproveitando também o genuíno interesse dos alunos em realizar corridas, lançámos-lhes o desafio de realizarem corridas em linha reta, de um lado ao outro da sala, de modo que o Robot parasse, de uma forma autónoma, quando estivesse a uma distância de 15 cm da parede oposta. Analisemos como é que três dos quatro grupos de trabalho atuaram perante este desafio. Trazemos estes três grupos de trabalho pois realizaram programações diferentes, e tiveram formas de atuação também diferentes, perante a mesma situação.

A Programação do Grupo M, P e R10

O M pediu auxílio aos elementos do seu grupo para alterar a posição das mesas de modo a colocá-las, em linha reta, de um extremo ao outro da sala.

Aproximámo-nos do grupo e, na tentativa de reconhecer a sua perspetiva e fomentar também que o aluno justificasse as suas ações, questionámos:

Inv: Por que é que estão a mudar a ordem das mesas?

M: É para ajudar na programação. Já sei quanto tempo o Robot demora a percorrer uma mesa, agora é só contar quantas mesas temos e programar. Ele leva 5 segundos a andar duas mesas, e agora… [conta as mesas] temos 11 mesas, logo tem de andar… [Para por uns instantes para realizar cálculos mentalmente] 27 segundos.

O seu colega, P, faz-lhe um alerta.

10 _{Até ao momento da realização das corridas os grupos de trabalho sofreram alterações, assim, até esse momento,} identificamos os grupos pelo nome dos alunos que o compõem.

P: Não, 26. Ele tem de parar antes de bater.

M: Pois é, tem de parar antes, tem de ser 26. A professora vai ver como vai dar certo! Neste diálogo verificamos que existem perspetivas partilhadas e construídas, entre estes alunos, que contribuíram para uma programação eficaz. É evidente que estes alunos reconhecem e utilizam corretamente, no contexto da situação, a noção de proporcionalidade direta pois a estrutura de programação, utilizada pelo grupo, assentou nessa noção, embora não tenha sido explicitada pelos alunos, precisamente por este conceito estar percebido e ser reconhecido por todos os elementos do grupo visto que no ano anterior esta ter sido uma temática trabalhada com os Robots por estes alunos (Fernandes, 2012; 2013a). Embora o Robot utilizado e o ambiente de programação fossem diferentes, o conceito de proporcionalidade direta fez ressonância e foi utilizado como ferramenta que contribuiu para uma programação eficaz. Existiu uma clara tentativa de construção de uma perspetiva partilhada acerca do tempo a colocar na programação para o Robot realizar a corrida que foi frutífera, pois o Robot parou mesmo antes de bater na parede.

Inv: E agora, se eu colocar o Robot ao meio da sala, como vão fazer? Programar tudo de novo? A questão levantada foi formulada com o intuito de criar uma vista privilegiada sobre a programação que os alunos estavam a fazer. Estávamos a tentar levar os alunos a refletirem sobre a programação que fizeram, a tentar abrir novas perspetivas sobre a programação do Robot, a tentar fazer emergir disposição nos alunos para procurarem uma programação mais eficaz e, desta forma, tentar criar motivos para os alunos refletirem sobre como programar o Robot para parar a 15 cm da parede, independentemente do seu ponto de partida. Ao lançarmos a questão estávamos a dar mais um elemento para tornar visível uma ferramenta (neste caso, a utilização do sensor ultrassónico) da prática, colocando na perspetiva dos alunos outras possibilidades de programação. Além disso, como tínhamo-nos apercebido que a R (aluna do grupo do P e do M) não estava a participar no trabalho do seu grupo e tínhamos conhecimento acerca das capacidades da aluna em programar com o sensor ultrassónico, lançámos o desafio de forma a encorajá-la a contribuir de uma forma produtiva para o trabalho do seu grupo. A R, no primeiro dia de programação do Robot, tinha trabalhado com a N (aluna que no presente dia estava a formar grupo com outra aluna, a D) e estas, quando estavam a explorar o ambiente de programação do Robot, tinham utilizado o sensor ultrassónico para fazer o Robot parar quando detetasse um objeto a 30 cm.

M: Temos que medir a distância novamente e alterar o tempo que ele anda. A R tenta entrar na discussão do grupo, dando uma sugestão.

R: Não. Utilizamos o sensor ultrassónico para ele parar.

6. Das Corridas com Robots à Aprendizagem da Estatística e da Cidadania P e M: Mas como é que isso funciona? Nunca experimentámos. R: Vamos. Eu mostro.

A aluna posiciona-se no grupo dizendo o que pensa sobre a situação. Os colegas aceitam a sua sugestão, dirigem-se todos para junto do computador e a R continua a apresentar a sua perspetiva.

R: Temos que criar um loop e colocar o bloco para o Robot andar para a frente, por um tempo não limitado, mudamos aqui o tempo [Apontando no ambiente de programação] em vez de estar 26 segundos colocamos o tempo em unlimited, anda até encontrar uma distância que temos que definir, por exemplo… inferior a 20cm. Assim, o Robot vai andar até encontrar uma parede a 20cm de distância. Depois temos que dizer para o Robot parar. Para isso, colocamos um bloco com os dois motores parados no fim. [Foi explicando o processo e alterando a programação que já tinham.]

Os três alunos estabeleceram contacto e, através do diálogo estabelecido, cooperaram e alteraram a programação de modo a tornarem o Robot autónomo na corrida em linha reta.

P: Temos que ver a velocidade dos motores. M: Temos que colocar no máximo para ganharmos. P: Vamos colocar a velocidade em 100.

R: Temos que confirmar em que porta está ligado o sensor ultrassónico para colocarmos a certa no bloco.

M: Está na 1.

R: Então, aqui temos que mudar para 1. [Aponta no ecrã do computador para indicar o local onde é necessário alterar a programação para o sensor ficar conectado à porta 1.]

Estes alunos, criaram um programa em que Robot ao detetar um som superior a 70 decibéis andava para a frente, por um tempo não determinado, até encontrar um obstáculo a uma distância inferior a 20cm, posto isso, parava os dois motores. Depois, experimentaram a programação, que resultou.

Neste caso, a programação emergiu porque os alunos prestaram atenção aos vários elementos do grupo e aceitaram as suas contribuições, criando-se assim uma atitude positiva de relacionamento entre os participantes. Durante a cooperação que estabeleceram, os alunos posicionaram-se e entraram em sintonia com os colegas e com as diferentes perspetivas acerca da programação que estavam a fazer. Os três alunos tornaram-se presentes e contribuíram de forma a construírem uma programação mais eficaz. Estabeleceram no grupo, uma relação de respeito mútuo, responsabilidade e confiança entre os três alunos. Esta relação estava inicialmente estabelecida apenas entre dois elementos do grupo. Não obstante, houve intencionalidade da nossa parte em manter os alunos envolvidos no seu processo de aprendizagem.

Estes três alunos definiram os seus objetivos, envolveram-se em ações e refletiram sobre as mesmas de modo a construírem uma perspetiva partilhada sobre a programação que estavam

a fazer e, assim, resolveram, com sucesso, o desafio proposto. Tiveram em comum a preocupação de perceber o processo de programação e a intenção de conseguir programar corretamente o Robot. Ao programarem o Robot e ao construírem uma perspetiva partilhada sobre essa programação, desenvolveram-na dando-lhe significado. E, assim, a forma como o Robot teria que ser programado de forma a tirar um bom partido do sensor ultrassónico passou a fazer parte do conhecimento de todos os elementos do grupo, e não apenas da R. Através do diálogo que estabeleceram e pela forma como atuaram, os alunos construíram perspetivas partilhadas sobre como programar o Robot fazendo bom uso do sensor ultrassónico e ampliaram a sua plataforma de conhecimento partilhado com mais este recurso.

Estes alunos, enquanto programavam o Robot, mantiveram-se em diálogo, experimentaram, construíram perspetivas partilhadas e alteraram a programação. A experimentação, a programação e a construção de perspetivas partilhadas foram elementos fundamentais para a sustentação das ações destes alunos. Em cada tentativa formulada e negociada, para solucionar um problema, os alunos tornaram-se agentes do seu próprio conhecimento e construíram todo o seu processo de aprendizagem. Este processo conjunto de ações, reflexões e avaliação das ações refletiu toda a dinâmica de aprendizagem destes alunos e é um indicador de que a intenção de ação destes alunos manteve-se desde o início da aula até terem conseguido programar corretamente o Robot para as duas situações.

A Programação do Grupo N e D

A N e a D programaram o Robot para andar para a frente até o sensor ultrassónico detetar um objeto a 15cm de distância. Contudo, não tiveram em atenção que este sensor não estava colocado exatamente na frente do seu Robot, por isso, o Robot batia na parede antes de parar. A determinada altura, estabeleceu-se o seguinte diálogo:

N: Já percebi porque é que não funciona. O sensor está muito para trás, por isso, o Robot bate na parede antes de parar.

A D, na tentativa de perceber a perspetiva da sua colega, questiona: D: Como assim? Como fazemos então para funcionar?

A D ao contrário da N nunca tinha programado com recurso ao sensor ultrassónico, por isso, não tinha o mesmo conhecimento que a colega acerca do funcionamento e das potencialidades deste sensor no desempenho do Robot.

N: Temos que medir a distância entre o sensor ultrassónico e a frente do Robot. Segurando no Robot a N continuou a apresentar a sua perspetiva.

N: Programámos o Robot para parar quando o sensor detetasse uma parede a 15 centímetros mas o sensor ultrassónico não está colocado na frente do Robot. Estás a ver?

6. Das Corridas com Robots à Aprendizagem da Estatística e da Cidadania

A N ao mesmo tempo que fala aponta, no Robot, para a localização do sensor a fim de mostrar o que está a dizer. As alunas continuam.

D: Pois não, está mais atrás.

N: A programação não funciona porque o Robot bate na parede antes de parar. D: Pois, temos que medir a distância entre o sensor ultrassónico e a frente do Robot.

A D na tentativa de reconhecer a perspetiva da colega, escuta-a, segue-a de perto e completa as suas meias-falas, o que mostra evidência de que está a conseguir acompanhar e a perceber o raciocínio da colega.

Durante este processo, as alunas estabelecem contacto, sincronizando-se uma com a outra, de forma a cooperarem mutuamente. Respeitam-se e partilham as responsabilidades.

A N pensa alto para tornar público o seu pensamento (Alrø & Skovsmose, 2006, p. 114) e, também, na tentativa de perceber e reconhecer porque é que a programação que tinham feito não estava a funcionar como imaginaram. Posto isso, as alunas mediram a distância entre o sensor ultrassónico e a frente do Robot e conseguiram alterar a programação de modo ao Robot desempenhar eficazmente o pretendido.

Uma vez que cada Robot possuía uma morfologia específica, a programação foi diferente para todos os Robots.

A Programação do Grupo H, T e G

Estes alunos programaram o Robot para andar para a frente durante 1 segundo, com os motores a andarem a uma intensidade de 80. Mediram a distância percorrida, em centímetros, pelo Robot, e verificaram que percorria 20 centímetros. Depois, com a ajuda da fita métrica mediram o comprimento da sala e verificaram que media 6,97 metros. Converteram os metros a centímetros e utilizaram, segundo as suas palavras, “a regra dos três simples” (H), retiraram 10 centímetros ao resultado para, segundo os alunos, “o Robot parar antes de bater na parede” (T e G) e, desta forma, conseguiram programar o Robot para realizar o solicitado. Para programar o Robot estes alunos primeiro realizaram medições e relacionaram diferentes unidades de medida (metros, centímetros e segundos). Os alunos, tiveram que explorar a situação, criar e testar as suas conjeturas e ensaiar a estratégia a utilizar. Em suma, para programar eficazmente o Robot pensaram de uma maneira lógica e reflexiva.