BRUNO LEAL BASTOS
CAMPINAS
2016
FLUÊNCIA ESTÉTICA E FLUÊNCIA TECNOLÓGICA
NO ENSINO FUNDAMENTAL
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação do Instituto de Artes da Universidade Estadual de Campinas para obtenção do título de Mestre em Artes Visuais.
Este exemplar corresponde à versão final da dissertação defendida pelo aluno Bruno Leal Bastos e orientada pelo Prof. Dr. José Armando Valente.
CAMPINAS
2016
FLUÊNCIA ESTÉTICA E FLUÊNCIA TECNOLÓGICA
NO ENSINO FUNDAMENTAL
Agradeço a Deus por ter me dado a oportunidade de iniciar o mestrado e forças para concluir este projeto que iniciou em 2007 no PPGEE da UFPA, passou pela FEEC e FT da Unicamp e termina agora, em 2016, no Instituto de Artes.
Agradeço a meus Pais (Suely e Jorge Bastos), e a minha Madrinha (Alcireza Martins) pelo suporte financeiro e psicológico.
Agradeço a minha esposa (Natália Paião) pelo suporte técnico e emocional. Agradeço à Denise Moura e Riveraldo Carmelo, do TJSE, pela força que me deram para o desenvolvimento do mestrado no período em que estive em Aracaju.
Agradeço aos meus amigos de graduação Marcus Pantoja e Néliton Maciel por terem me acolhido em seu kitnet em Campinas no início de 2008.
Agradeço ao meu amigo Hélio Vieira por suas geniais contribuições durante as oficinas e no desenvolvimento dos protótipos robóticos para as aulas.
Agradeço aos alunos de iniciação científica Fernando Ortolano e Paulo Vilas Boas pela ajuda durante as oficinas.
Agradeço aos professores João Vilhete e Hermes Renato Hildebrand pelos conhecimentos nas áreas de Robótica Pedagógica e Arte e Tecnologia.
Agradeço aos professores Milton Sogabe e Fernando Fogliano pelas valiosas dicas sobre estética.
Agradeço aos funcionários e professores da Escola Municipal Elza Maria Pellegrini de Aguiar, em especial às professoras Gisele Giachetto e Valéria Salgado pelo apoio durante as oficinas.
Enfim, agradeço ao meu orientador, professor José Armando Valente: por me guiar durante este trabalho; por esperar, pacientemente, o desenvolvimento do texto desta dissertação e por acreditar na minha vontade de terminar o mestrado.
" É a partir de histórias cativantes que se inicia o interesse pelo aprendizado de uma linguagem real, e não a partir da gramática ".
Quanto mais se pratica uma atividade, mais fluente se torna o seu desenvolvimento, pois os movimentos começam a ser automáticos, como se já tivesse nascido sabendo executá-los. O objetivo deste trabalho é mostrar como a realização de oficinas com atividades de Arte e Tecnologia contribui para a Fluência Estética e a Fluência Tecnológica de alunos do ensino fundamental. Esta pesquisa durou um ano e foi realizada em uma escola municipal de Campinas / SP. Participaram da pesquisa duas turmas do quinto ano do ensino fundamental, com cerca de 25 alunos cada, que interagiram com kits de robótica, peças de montar, laptops educacionais e um ambiente integrado de desenvolvimento para programação (Scratch IDE). A partir da análise dos resultados, concluiu-se que a realização de oficinas com atividades de Arte e Tecnologia contribui para a Fluência Estética e a Fluência Tecnológica por três motivos: 1 - Desenvolve atividades para o uso de conceitos de estética e tecnologia; 2 - Faz o aluno lidar com conceitos abstratos de forma prática; 3 - Proporciona um ambiente para teste e depuração de ideias. Além disso, os resultados emergentes indicam que os alunos ficam mais motivados a aprender e a fazer as atividades quando: 1 - Tiverem que apresentar o resultado de suas tarefas para os seus colegas de turma e professores; 2 - As atividades forem feitas a partir de um exemplo simples.
Palavras-chave: Tecnologias Educacionais; Ensino Fundamental; Apropriação
The more you practice an activity, the more fluent becomes its development, because the movements begin to be automatic, as if you were born knowing how to execute them. The objective of this study is to show how the realization of workshops about Art and Technology contributes to the Aesthetics Fluency and Technological Fluency of elementary school students. This research lasted a year and it was held in a municipal school in Campinas / SP. The participants were two fifth grade classes of elementary school with about 25 students each, which interacted with robotics kits, spare parts to assemble, educational laptops and an integrated development environment for programming (Scratch IDE). From the analysis of the results, it was concluded that the workshops with Art and Technology activities contributes to the Aesthetics Fluency and Technology Fluency for three reasons: 1 - It develops activities for the use of aesthetics and technology concepts; 2 - The student deals with abstract concepts in a practical way; 3 - It provides an environment for testing and debugging ideas. In addition, the emerging results indicate that students are more motivated to learn and to do the activities when: 1 – They have to present the results of their work to their classmates and teachers; 2 - The activities are made from a simple example.
Keywords: Educational Technologies; Elementary School; Technological Appropriation; Digital Inclusion; Scratch; Arduino; Art and Technology Workshop.
# Capítulo 1 – Revisão da literatura
Figura 1 - Programa Scratch _____________________________________ 20
Figura 2 - Placa Arduino __________________________________________ 22 Figura 3 - Protótipo da interface de robótica ____________________________ 22
Figura 4 - Laptop educacional _______________________________ 22
# Capítulo 2 – Questões metodológicas
Figura 5 - Programa S4A ________________________________________ 38 Figura 6a - Kit Atto Educacional KTR-10 ________________________________ 39
Figura 6b - Peças do kit ___________________________________________ 39
Figura 7a - Interface de controle projetada pela empresa Engcomper _____ 40
Figura 7b - Interface de controle produzida pela empresa Atto Educacional ____ 40 Figura 8 - Torcedor de futebol desenhado no Scratch ____________________ 42 Figura 9 - Torcedor de futebol com bandeira e foto _____________________ 43 Figura 10 - Alunos divididos em equipes _______________________________ 44 Figura 11 - Ambiente de robótica durante a fase de desenvolvimento ________ 45
Figura 12 - Equipe montando carro robótico __________________________ 46
Figura 13 - Modelo padrão de carro robótico __________________________ 47
# Capítulo 3 – Resultados
Figura 14 - Robô desenhado por um aluno de 11 anos ____________________ 54
Figura 15 - Vários robôs construídos com sucata _______________ 55
Figura 16a - Carro simples __________________________________________ 57 Figura 16b - Carro com muitos detalhes _______________________________ 57 Figura 17 - Layout da sala dividida em equipes _________________________ 58 Figura 18 - Instrutores explicando as atividades aos alunos _______________ 59
Figura 19 - Atividades sendo executadas pelos alunos _______________ 59
Figura 20 - Laptop controlando o carro robótico __________________________ 60
Figura 21 - Alunos brincando com o carro robótico _____________________ 61
# Capítulo 1 – Revisão da literatura
Tabela 1 - Comparação dos estágios da Fluência Estética categorizados por
Parsons e Housen ________________________________________________ 24
# Capítulo 2 – Questões metodológicas
Tabela 2 - Diferença de foco entre as turmas das oficinas de Arte e Tecnologia_ 48 Tabela 3 - Categorias Emergentes - Fluência Estética ____________________ 50
Tabela 4 - Categorias Emergentes - Fluência Tecnológica _______________ 51
# Capítulo 3 – Resultados
Tabela 5 - Potência do Motor X Distância Percorrida ____________________ 63 Tabela 6 - Categorização da Fluência Estética dos alunos _________________ 64 Tabela 7 - Categorização da Fluência Tecnológica dos alunos ______________ 64
UCA - Um Computador por Aluno
CDI - Comitê para Democratização da Informática
UFPA - Universidade Federal do Pará
NIED - Núcleo de Informática Aplicada à Educação
UNICAMP - Universidade Estadual de Campinas
SCIARTS - Grupo Interdisciplinar de Arte e Tecnologia
TIC - Tecnologias de Informação e Comunicação
TDIC - Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação
IDE - Integrated Development Environment (Ambiente Integrado de
________________Desenvolvimento)
S4A - Scratch for Arduino
LDR - Light Dependent Resistor (Resistor Dependente de Luz)
USB - Universal Serial Bus (Barramento Serial Universal)
NDT - Não Deu Tempo de fazer as medições
Circular - Movimento Circular
MEC - Ministério da Educação
ONG - Organização Não Governamental
Introdução ... 14
1 - Trajetória da vida acadêmica ... 14
2 - Tema da pesquisa ... 15 3 - Justificativa ... 15 4 - Questão da pesquisa ... 17 5 - Objetivo ... 17 5.1 - Objetivo geral ... 17 5.2 - Objetivo específico... 17 6 - Estrutura do texto ... 17 7 – Considerações parciais ... 18 1 – Revisão da literatura ... 19
1.1 – Scratch, Arduino, Laptop Educacional e o Projeto UCA... 19
1.2 – Fluência estética ... 23
1.3 – Inclusão digital X apropriação tecnológica ... 25
1.4 – Fluência tecnológica ... 27 1.5 – Robótica pedagógica ... 29 1.6 – Construção do conhecimento ... 31 1.7 – Considerações parciais ... 34 2 – Questões metodológicas ... 35 2.1 - Local ... 35 2.2 - Período ... 35 2.3 - Sujeito ... 36 2.4 - Abordagem ... 36 2.5 - Materiais ... 37
2.5.1 - Laptop educacional (Classmate) ... 37
2.5.2 - Programa S4A (Scratch for Arduino)... 38
2.5.3 - Kit de montagem ... 39
2.5.4 - Interface de controle ... 40
2.5.5 - Sensores e motores ... 40
2.6 - Procedimentos utilizados ... 40
2.6.1 - Realização das oficinas ... 41
2.6.2 - Coleta de dados ... 49
2.6.3 - Análise dos dados ... 49
3.1.1 - Turma A ... 53
3.1.2 - Turma B ... 57
3.1.3 - Categorização dos alunos da Turma A e Turma B ... 64
3.2 - Emergentes ... 64
3.3 – Considerações parciais ... 65
4 - Discussão... 66
4.1 - Como as oficinas contribuíram para a fluência estética e a fluência tecnológica?... 66
4.1.1 - Discussão sobre a Turma A ... 66
4.1.2 - Discussão sobre a Turma B ... 71
4.1.3 - Categorização das Turmas A e B: conceitos de estética e tecnologia ... 75
4.2 - Conclusões emergentes da pesquisa ... 79
4.2.1 – Os alunos ficam mais motivados a aprender e a fazer as atividades quando tiverem que apresentar o resultado de suas tarefas ... 80
4.2.2 - Os alunos ficam mais motivados a aprender e a fazer as tarefas quando as atividades forem feitas a partir de um exemplo simples ... 82
4.3 – Considerações parciais ... 84
Considerações finais do trabalho ... 85
1 - As principais descobertas ... 85 2 - Reflexões ... 85 3 - O futuro ... 86 Referências ... 88 Anexo A - Exercícios ... 99 Anexo B - Relatórios ... 105 Anexo C - Programas ... 112
Introdução
Nesta parte foi feita uma Introdução na qual se mostrará: minha trajetória acadêmica; o tema da pesquisa; a justificativa para a escolha do tema; a questão da pesquisa; o seu objetivo geral e os específicos e, por fim, a estrutura do texto, descrevendo um resumo de cada capítulo.
1 - Trajetória da vida acadêmica
Desde a época da graduação, em Engenharia de Computação na Universidade Federal do Pará (UFPA), trabalho com o ensino de robótica. Primeiro, com os calouros do meu curso; depois, em um projeto de extensão, para alunos do ensino médio em uma escola pública.
Eu me formei em 2007 (Belém/PA), e em 2008 vim para Campinas/SP e comecei a trabalhar em alguns projetos no Núcleo de Informática Aplicada à Educação (NIED) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). O primeiro projeto foi a construção de uma Maquete Tátil Sonora, com o objetivo de auxiliar pessoas com baixa visão e cegos a terem noção das dimensões de determinados espaços físicos, como o Campus da Unicamp. O segundo foi o Projeto UCA (Um Computador por Aluno), no qual ajudei a criar algumas oficinas com atividades de Arte e Tecnologia cujo objetivo era desenvolver exercícios e verificar como estes contribuíam para a Fluência Estética e a Fluência Tecnológica dos alunos participantes.
Em paralelo, desde 2008, também venho desenvolvendo outras atividades, como: participação em um grupo de Arte e Tecnologia chamado Sciarts1; gerência
da Engcomper: empresa da área de tecnologia que desenvolvia kits para ensino de eletrônica e programação; e, por fim, participação no programa do Governo Federal
chamado CI Brasil, trabalhando na empresa Freescale Semiconductors2.
Toda esta minha bagagem profissional com eletrônica, arte e educação acabou se encaixando como uma luva no tema do mestrado. Dessa forma, durante o
1 Equipe interdisciplinar que desenvolve seus projetos na intersecção entre Arte, Ciência e
Tecnologia: http://www.sciarts.org.br/
2 Empresa que projeta e desenvolve circuitos integrados. Atualmente se chama NXP Semiconductors:
desenvolvimento da dissertação, eu pude aproveitar a experiência que eu já tinha e também aprofundar ainda mais os conhecimentos dentro dessas áreas.
2 - Tema da pesquisa
O tema desta pesquisa é multidisciplinar e se desenvolveu em um triângulo cuja as arestas são as áreas de Arte, Tecnologia e Educação.
Dentro deste triângulo, delimitamos o assunto ao estudo da Fluência Estética e Fluência Tecnológica.
Dentro da área de Arte, foi explorado o aspecto estético a partir do desenvolvimento da sua fluência, e a análise foi feita considerando a experiência prévia do indivíduo em relação ao seu conhecimento em artes. Embora a influência da emoção na estética, e vice-versa, sejam pontos importantes a considerar, neste trabalho o foco principal do estudo da estética foi na questão pragmática, ou seja, no efeito prático que o seu uso pode gerar.
Na área de Tecnologia, o trabalho focou no uso de kits de robótica, laptops educacionais e programação de computadores. A análise considerou aspectos como robótica educacional, apropriação tecnológica e tecnologias específicas como o ambiente de programação Scratch.
Finalmente, abordamos a Educação no aspecto da construção do conhecimento, analisando os resultados principalmente sobre o ponto de vista do Construcionismo. Além disso, como uma abordagem emergente, também exploramos a motivação como algo essencial para o desenvolvimento do saber.
3 - Justificativa
A fluência é, por definição, a facilidade, clareza e espontaneidade no fazer, no falar ou no escrever (MICHAELIS, 2014). Pode-se observar isso na maneira como um jogador de futebol manipula a bola; na maneira como um cabeleireiro faz para cortar o cabelo e também na maneira como um analista de sistemas usa o computador.
conhecimento (GLADWELL, 2008)3. Geralmente um jogador de futebol começa a
praticar desde a infância; uma bailarina, ou um ginasta profissional, também começam a praticar desde cedo, para quando chegarem à idade adulta já possuírem muita desenvoltura em lidar com as especificidades de sua área.
Dentre as áreas em que se pode ficar fluente, este trabalho focou em duas: a Estética e a Tecnológica.
A Fluência Estética é importante para compreender como os padrões de beleza funcionam, a fim de que se possam combinar formas, cores e expressões de maneira harmoniosa, convergindo para o que é considerado belo na área e época em que se atua. Além do belo, a Fluência Estética também exerce influência no desempenho de instalações artísticas. Por exemplo, uma obra interativa na qual se espera que ela se mova de acordo com a ação de uma pessoa que passa pela frente, tal obra pode ser muito bela, mas se as partes que a constituem forem muito pesadas, e os motores não forem fortes o suficiente para movimentá-las, então a instalação interativa não se comportará de acordo com o esperado, podendo ficar sem movimento mesmo com a interação da pessoa. Dessa forma, a Fluência Estética é importante não apenas para o desenvolvimento de uma obra bela, mas também, como no caso das instalações interativas, para que a obra se comporte de acordo com o esperado.
A Fluência Tecnológica é muito importante na atualidade, principalmente para lidar com equipamentos eletrônicos, computadores e as novas Tecnologias Digitais de Informação de Comunicação (TDIC). O entendimento de como determinado programa de computador funciona, a sua relação com os outros programas, a habilidade para detecção de erros em equipamentos eletrônicos, e a habilidade de desenvolver um sistema utilizando uma linguagem de programação, tudo isso faz parte da Fluência Tecnológica, que é um atributo muito valorizado por empresas da área de tecnologia.
Para que um aluno possa adquirir Fluência Estética e Fluência Tecnológica se faz necessário que ele pratique atividades relacionadas a estas áreas. Não apenas a prática é importante, mas também o acompanhamento (pelos professores) da apropriação dos conhecimentos advindos da prática de atividades relacionadas à Estética e à Tecnologia, ou seja, fazer a análise sobre como o desenvolvimento de
3 Segundo o autor, são necessárias dez mil horas de prática para que uma pessoa se torne fluente
tais atividades contribui para a aquisição das fluências.
4 - Questão da pesquisa
Como a realização de oficinas com atividades de Arte e Tecnologia contribui para a Fluência Estética e a Fluência Tecnológica de alunos do ensino fundamental?
5 - Objetivo
5.1 - Objetivo geral
Mostrar como a realização de oficinas com atividades de Arte e Tecnologia contribui para a Fluência Estética e Fluência Tecnológica de alunos do ensino fundamental.
5.2 - Objetivo específico
Objetivo 1: Preparar e realizar oficinas com atividades de Arte e Tecnologia; Objetivo 2: Coletar dados qualitativos sobre as oficinas;
Objetivo 3: Analisar os dados coletados sobre a perspectiva da contribuição para a Fluência Estética e a Fluência Tecnológica de alunos do ensino fundamental.
6 - Estrutura do texto
Na Introdução se apresentou a trajetória da minha vida acadêmica, o tema desta pesquisa, a sua justificativa, a questão da pesquisa, o seu objetivo geral e os específicos, e a estruturação do texto desta dissertação.
No Capítulo 1 será apresentada a Revisão da Literatura, na qual serão abordados aspectos relacionados à Inclusão Digital, Fluência Estética, Fluência Tecnológica e ferramentas utilizadas nesta pesquisa, como o Scratch, Arduino e o Laptop Educacional.
No Capítulo 2 serão apresentadas as Questões Metodológicas da pesquisa, ou seja: local, sujeitos e abordagem da pesquisa, além dos procedimentos utilizados para a sua realização.
No Capítulo 3 os Resultados desta pesquisa serão abordados, separando-os nos resultados para a Turma A e a Turma B. Também serão vistos os resultados emergentes que surgiram durante esta pesquisa.
No Capítulo 4 a Discussão desta pesquisa será feita considerando a literatura da área, os resultados da pesquisa e a análise das conclusões.
Finalmente, serão feitas as Considerações Finais do trabalho, bem como uma breve reflexão sobre as principais descobertas da pesquisa.
7 – Considerações parciais
Neste capítulo vimos uma breve introdução sobre este trabalho.
No próximo, veremos a revisão da literatura, que ajudará a montar a base para a análise dos resultados desta pesquisa.
1 – Revisão da literatura
Neste capítulo será visto uma breve revisão da literatura, abordando aspectos da Fluência Estética e da Fluência Tecnológica e o uso do Scratch e Arduino dentro do contexto do Projeto UCA.
1.1 – Scratch, Arduino, Laptop Educacional e o Projeto UCA
Como a prática é uma condição essencial para se conseguir a fluência em qualquer área do conhecimento, para este trabalho foi escolhido o ambiente de programação Scratch (MALONEY et al., 2010), pois além de recursos computacionais para programação, o Scratch também dispõe de recursos multimídias como sons, animações e desenhos, sendo ao todo 8 categorias. Além disso, é de fácil manuseio e pode ser utilizado por crianças a partir de 8 anos de idade e que não apresentam Fluência Tecnológica (OLIVEIRA et al., 2014).
O Scratch é uma ferramenta bem versátil, que foi desenvolvida para que o usuário possa começar a usá-la com facilidade (chão baixo), que aquilo que se produza seja algo que se torne cada vez mais sofisticado ao longo do tempo (teto alto) e que possua recursos que agradem a uma grande gama de gostos (muro largo) (RESNICK et al., 2009)4. No estudo realizado por Oliveira et al. (2014), os
alunos do ensino fundamental que utilizaram o Scratch relataram interesse e afinidade com o programa, assim evidenciando a facilidade do uso de tal instrumento.
A Figura 1 representa uma ilustração do Scratch.
4 Neste artigo, o autor cita um comentário em que Papert argumenta que uma linguagem de
programação deve ter um “chão baixo” (fácil de iniciar), “teto alto” (oportunidades para criar projetos cada vez mais complexos ao longo do tempo) e “muros largos” (suportar muitos tipos diferentes de projetos para que pessoas com muitos interesses diferentes e estilos de aprendizagem possam se engajar).
Na Figura 1 temos, à esquerda, uma área de comandos; nesta, o usuário poderá escolher qual comando usar para montar a lógica do seu programa, como uma estrutura condicional, ou uma estrutura de laço; além desses comandos, também há os lógicos e matemáticos (como soma e multiplicação), os comandos de leitura de sensores, de sons, de desenho e de dados. Na parte do meio da tela há o espaço para a lógica do programa ser construída, ou seja, onde os blocos de comandos serão unidos para a construção do programa. À direita há o espaço, ou palco, para visualização dos resultados da estrutura de programação desenvolvida. Ademais, as instruções do Scratch parecem peças de um quebra-cabeça, pois mostram de forma clara como o comando deve ser encaixado adequadamente. Dessa forma as instruções, quando devidamente acopladas, criam os programas sem erros de pontuação (MALAN; LEITNER, 2007).
Para Maloney et al. (2008), o Scratch oferece uma linguagem de
programação visual que consiste na manipulação de mídias para a concepção de histórias interativas, jogos e até mesmo animações.
Além do Scratch, também foi usado um kit de robótica, desenvolvido com o Arduino (BANZI, 2009). O Arduino é uma placa open source, com um microcontrolador e pinos de entrada / saída, com um ambiente de desenvolvimento
Figura 1 - Programa Scratch Fonte: Elaboração própria do autor
Comandos
Código-fonte
que implementa a linguagem Processing. As placas podem ser montadas manualmente, ou compradas pré-montadas, podendo ser feito o download gratuito do seu ambiente de desenvolvimento (IDE), de código aberto, em sua página na Internet (BANZI, 2011). Além destas características, o Arduino também é ideal para a criação de equipamentos eletrônicos que permitem a interação com o ambiente. Estes equipamentos podem ser utilizados como entrada de sensores de temperatura, som, luz etc., assim permitindo inúmeras possibilidades de criação (SOUZA et al., 2011).
Atualmente existe um vasto número de versões nacionais de baixo custo da placa Arduino, contendo instruções de montagem a partir dos componentes eletrônicos básicos (SOUZA et al., 2011).
Além do Arduino, foi utilizado também um laptop educacional, fornecido pelo Projeto UCA (UCA, 2014). Este projeto foi uma iniciativa do Governo Federal junto ao Ministério da Educação (MEC), como uma ação de inserção das TDIC dentro das escolas públicas.
O laptop educacional é uma ponte para a transformação das práticas educacionais dos professores por meio da tecnologia (SILVA, 2009). Para o governo brasileiro, o Projeto UCA apoia-se na disseminação do laptop educacional, com acesso à Internet, que pode propiciar ao aluno a inclusão digital e uma melhoria no atributo da educação (CAEAT, 2008 apud MOREIRA, 2010). Por meio do Projeto UCA, tanto o aluno como o professor da educação básica receberam um computador portátil (laptop), o que possibilitou uma modificação na educação fundamentada na cooperação, na qual a pedagogia volta-se para o desenvolvimento autônomo, e os alunos podem se tornar protagonistas da construção do conhecimento (FREIRE, 2009). Para Arantes, Amiel e Fedel (2014), o essencial não é apenas criar textos, usar redes sociais e a Internet, se faz necessário também entender como os computadores funcionam.
Assim, no presente estudo, o Arduino foi utilizado para que o aluno pudesse controlar o seu próprio robô, fazendo a interface com o seu laptop educacional Classmate (CLASSMATE, 2014), experimentando diversos tipos de montagens e analisando como o design de cada montagem influenciava no desempenho do movimento do seu robô.
A seguir temos algumas ilustrações das ferramentas que foram utilizadas durante o desenvolvimento deste trabalho:
A Figura 2 ilustra a placa Arduino, que contém um microcontrolador de 8 bits que serve para capturar dados de sensores e controlar motores.
A Figura 3 ilustra o protótipo da interface desenvolvida utilizando o Arduino em seu núcleo. Através desta interface, o Scratch é capaz de fazer a leitura dos dados dos sensores e o controle dos atuadores.
Finalmente, na Figura 4 temos o laptop educacional Classmate, no qual o Scratch foi instalado para que os alunos pudessem aprender diversas técnicas de programação, como também ter acesso à leitura dos sensores, controle dos motores, à captura de imagens através da câmera do computador e também à pesquisa de informações na Internet.
Figura 2 - Placa Arduino
Fonte: Elaboração própria do autor Figura 3 Fonte: Elaboração própria do autor – Protótipo da interface de robótica
Figura 4 - Laptop educacional Fonte: Elaboração própria do autor
1.2 – Fluência estética
Como já foi mencionado na Introdução, a Fluência Estética é a compreensão de como os padrões de beleza funcionam, como os estilos se encaixam e se combinam, como o layout de uma determinada construção, dependendo do padrão estético usado, pode influenciar no desempenho do objeto construído.
Para Rossi (2005), o conceito estético se faz presente por toda a vida, e na idade adulta todos tendem a atingir os níveis mais complexos de compreensão. E quanto menor a criança, mais as ideias são ingênuas e baseadas no cotidiano, em relação aos aspectos estéticos.
Segundo Dewey (1934), a Fluência Estética emerge segundo padrões que surgem na interação entre o ser e o meio. O autor cita, como exemplo, que os objetos industriais possuem uma determinada forma para o seu uso, sendo que a função estética não é primordial na escolha da sua construção, e sim a sua funcionalidade e modo de fabricação. Embora a indústria priorize a funcionalidade, há de se considerar também o fator estético, a beleza, e é neste ponto que o design equilibra o estético e o funcional, gerando uma experiência agradável ao usuário do produto. De acordo com Nóbrega (2006), para a criação de uma “máquina” é necessário adequar alguns requisitos estéticos, tecnológicos e funcionais. Por exemplo, carros e telefones atualmente possuem um determinado design idealizado no passado por alguém. Em relação à robótica, o imaginário já tem um pré-conceito idealizado de robô, que aparece na maioria das vezes como uma imagem antropomórfica.
De acordo com Maliuk (2009), o termo robô está sempre entrelaçado a um dispositivo com aspecto humano. Alguns filmes, como “O Exterminador do Futuro”, trazem esta ideia do aspecto humano (androide), e em sua pesquisa Maliuk verificou que os alunos trouxeram esta ideia de robô humanoide em seus projetos.
Para Sutherland (2009), usar o ensino para abordar o conceito de design (construção de objetos) não é novidade, sobrevém da engenharia didática, que utiliza a ideia do design dentro dos problemas de matemática, fazendo com que o aluno tenha interesse no contexto abordado.
Segundo Smith e Smith (2006), a Fluência Estética é mais influenciada, em primeiro lugar, pela frequência de visitação a museus, seguida pelo treinamento
formal em arte e por último pela idade da pessoa, ou seja, segundo os autores, uma atividade prática em artes contribui mais para a Fluência Estética do que uma atividade teórica.
Smith e Smith (2006) fazem uma comparação da categorização da Fluência Estética segundo Parsons (1987) e Housen (1992), de acordo com a Tabela 1:
Parsons Housen
Estágio 1 Favoritismo: esta fase está
associada com crianças
pequenas. As pinturas existem para o prazer.
Narrativo: o espectador cria uma
narrativa da arte. A avaliação é baseada no que o espectador gosta.
Estágio 2 Beleza e Realismo: as pinturas existem para representar coisas e devem ser atraentes.
Construtivo: julgamentos pessoais
sobre se as obras de arte parecem o que supõem ser.
Estágio 3 Expressividade: a expressividade da pintura, à medida que ela é pessoalmente entendida, se torna mais importante que a beleza.
Classificativo: obras descritas em
termos históricos de arte, usando uma escola, um gênero ou um período por base.
Estágio 4 Estilo e Forma: meio, estilo e forma são importantes. A obra de arte existe em público e em uma tradição artística.
Interpretativo: sentimentos pessoais e significados guiam a interpretação da obra.
Estágio 5 Autonomia: o indivíduo pode
transcender as limitações
tradicionais e culturais na
interpretação da obra.
Re-criativo: significado pessoal combina com entendimentos e interesses mais amplos.
A Tabela 1 mostra que em cada estágio o indivíduo alcança um novo nível de percepção da arte. Não existe, necessariamente, uma relação direta entre os estágios de Parsons e Housen.
Tabela 1 – Comparação dos estágios da Fluência Estética categorizados por Parsons e Housen Fonte: (SMITH; SMITH, 2006)
Seguramente o que foi imaginado no passado influenciou e/ou influencia nas práticas culturais que rodeiam o desenvolvimento da sociedade tecnológica atual (HOLMER, 2008).
Dentro de uma sala de aula é preciso verificar quais são as capacidades interpretativas que as crianças têm e como elas compreendem a arte por meio da estética (PARSONS, 1998a apud ROSSI, 2005).
1.3 – Inclusão digital X apropriação tecnológica
Com a evolução da informática, o computador pessoal se tornou muito importante no dia a dia do trabalho. Entretanto, esta evolução ainda não chegou para todos, principalmente nos países emergentes, como o Brasil, no qual uma parte da população ainda não sabe usar este equipamento de forma eficiente.
Para Jordão (2009 apud ANDRADE, 2011), o acesso à Internet vem crescendo atualmente e as crianças têm tido acesso à tecnologia antes mesmo de serem alfabetizadas.
A Inclusão Digital é a aprendizagem necessária ao indivíduo para circular e interagir no mundo das mídias digitais como consumidor e como produtor de seus conteúdos e processos (RONDELLI, 2003).
De acordo com Silva et al. (2005), a Inclusão Digital está inserida dentro do processo de aquisição de informação, que pode se dar a partir dos meios digitais, como ponto de partida. A assimilação da informação e sua reestruturação por meio de um novo conhecimento gera uma melhoria na qualidade de vida das pessoas.
Para Silva Filho (2003), um companheiro importante para a Inclusão Digital é a educação, pois a tecnologia deve fazer parte do processo de ensino e de aprendizagem, a fim de gerar a educação continuada. Apesar de a ação governamental ser de grande valia, ela deve integrar a participação de toda a sociedade. Pires (2009) afirma que as TDIC são, como um todo, um complemento fundamental para as práticas pedagógicas, pois propiciam um apoio aos trabalhos e um vasto aprofundamento de determinadas temáticas.
Segundo Nakashima e Amaral (2006), todos os setores da sociedade são influenciados pela tecnologia, assim como a educação. Portanto, incumbe à escola aprender a utilizar este meio para que os alunos se beneficiem deste recurso. Para
Moran (2013), a escola ainda está focada nos modelos tradicionais de ensino, o que dificulta a introdução da tecnologia como meio de ensino.
Existem várias iniciativas, tanto públicas quanto do terceiro setor, que tentam promover a Inclusão Digital, como o Telecentro (DARELLI, 2002) que é uma sala de informática instalada em uma região da periferia que permite à população local ter acesso a vários recursos de informática antes inacessíveis. Outro exemplo é o CDI (Comitê para Democratização da Informática) (BAGGIO, 2000), uma ONG (Organização Não Governamental) que recolhe computadores usados, faz a sua manutenção, e redistribui esses equipamentos para entidades como igrejas, associações comunitárias, dentre outras; com o objetivo de que esses computadores sejam usados para ensinar informática às pessoas carentes.
Além disso, a Inclusão Digital é ir além do acesso às TDIC, é fazer uso crítico das informações geradas pelos recursos tecnológicos, e também saber usar essas informações como um instrumento de tomada de decisão tanto para a vida pessoal como para a comunidade em que participa, desenvolvendo, desta forma, uma melhoria da qualidade de vida coletiva (PRETTO; PINTO, 2006).
Os autores Dunn e Johnson-Brown (2008) dizem que as TDIC empoderam o indivíduo a seguir as suas próprias aspirações, tendo não apenas um desenvolvimento pessoal, mas também o desenvolvimento da sua comunidade.
Porém, hoje somente o acesso aos computadores perdeu um pouco a força, pois as TDIC estão fazendo parte da nossa vida. Assim, é necessário não apenas usar, mas também se apropriar destas tecnologias, pois elas interferem e medeiam os processos informacionais e comunicativos das pessoas (TIC, 2015).
Segundo Borges (2009), a Apropriação Tecnológica acontece quando o sujeito é capaz de utilizar as tecnologias para resolver situações cotidianas e, além disso, Valente e Almeida (2007) dizem que é necessário que o sujeito se aproprie das tecnologias digitais, sendo que estas já fazem parte da nossa cultura e do cotidiano, argumentando que, da mesma maneira que dominamos a tecnologia da escrita, é também necessário se apropriar das tecnologias digitais de informação e comunicação. As TDIC possibilitaram a criação de novas formas de expressão e comunicação, como por exemplo: o desenvolvimento e uso de imagens, de sons, de animação e a combinação dessas modalidades. Para Almeida e Valente (2012), as TDIC têm influenciado a modificação na sociedade atual, assim como no avanço da ciência, contudo na área da educação a tecnologia tem sido pouco explorada.
De acordo com Leontiev (1984), para que o processo de apropriação ocorra, se faz necessário a participação do sujeito em uma atividade conjunta com outros sujeitos. Lima (2003) diz que para ocorrer a apropriação do uso dos componentes tecnológicos é essencial a assimilação da natureza e do sentido da atividade do objeto, por meio de uma prática que o indivíduo realiza primeiramente de forma gradual e assistida.
Para Papert (1985), o computador é um catalizador de ideias e o início de uma mudança cultural, intermediando as relações com o novo. Moran, Masetto e Behrens (2000) dizem que a tecnologia deve ser usada de maneira democrática, a fim de educar e facilitar o progresso do indivíduo.
1.4 – Fluência tecnológica
A Fluência Tecnológica é a facilidade de lidar com computadores e equipamentos eletrônicos. Fazem parte da Fluência Tecnológica: o entendimento de como determinado programa de computador funciona, a sua relação com os outros programas, a habilidade para detecção de erros em equipamentos eletrônicos e a habilidade de desenvolver algo utilizando uma linguagem de programação (RESNICK; RUSK, 1999) e (MIT MEDIA LAB, 2014 [2003]).
Segundo Martins (2008), a Fluência Tecnológica na era atual demanda a realização de ações em contextos e mídias sociais diferenciados. O meio tecnológico pode expandir o conhecimento de um indivíduo por meio das interações, socializações, indagações e investigações proporcionadas. Para Mallmann et al. (2012), a Fluência Tecnológica consiste em um processo de aprendizagem que acontece ao longo da vida, e com este conhecimento o indivíduo é capaz de se adaptar às mudanças do cotidiano, adquirindo novas maneiras de aplicação das tecnologias.
Segundo Papert e Resnick (1995), para o indivíduo se tornar Fluente Tecnologicamente, é necessário que as construções sejam significativas, e não apenas usar a tecnologia indiscriminadamente. Além disso, a Fluência Tecnológica abrange tanto o conhecimento da tecnologia em si como a forma ativa de como ela é usada (PAPERT; CAVALLO, 2001). Kafai (1999) afirma que, para que o indivíduo consiga se apropriar da Fluência Tecnológica, é necessário que ele consiga criar, corrigir, modificar, compartilhar novas apropriações tecnológicas e a aplicabilidade
dessas ferramentas.
De acordo com Borges (2009), a apropriação tecnológica pode ser compreendida em espiral, que tem como embasamento os seguintes níveis, que vão mediar este processo:
1) Nível emocional: neste é necessário que o sujeito deseje, queira algo, para apropriar-se das questões tecnológicas, no qual a relação consigo mesmo (interno) e com o outro e o mundo (externo) se integram. O nível emocional vai permear todo o processo, porém só este aspecto não basta, pois se faz necessário ter acesso aos recursos tecnológicos;
2) Nível técnico operacional: neste se faz necessário o uso e a disponibilidade de recursos para que de fato ocorra a “apropriação";
3) Nível de imitação: neste o aluno, ao buscar a apropriação tecnológica, imita o outro, tentando se assemelhar ou até mesmo superar os seus pares, assim aprimorando ou recriando a partir de algo imitado, levando o sujeito aos níveis mais difíceis da apropriação;
4) Nível relacional: neste a apropriação tecnológica não está no professor e/ou aluno, nem nos seus pares, tão pouco nas tecnologias, mas no enlace entre todos estes aspectos mencionados;
5) Nível autoformação: neste o sujeito tem a consciência de sua responsabilidade através de sua formação, a partir do uso de tecnologias como meio de transmissão de ideias, culminando na autonomia, na autocrítica e no autoconhecimento. Por meio deste último nível o sujeito passa a utilizar as tecnologias para agregar valor a sua qualidade de vida.
Segundo Neves Júnior (2011), as categorias de expressão da Fluência Tecnológica são organizadas e nomeadas da seguinte maneira:
1) Nomenclatura técnica: durante a realização de uma oficina há uma interação entre o meio e os indivíduos, por consequência há um vocabulário próprio ou conjunto de nomes para determinados objetos e conceitos técnicos. Dentre esses nomes, há os que são apropriados ao material usado na robótica educacional e outros ao contexto de engenharia;
2) Expressão do conceito: durante as oficinas inseridas no contexto escolar, os alunos se apropriam de inúmeros conceitos técnicos que, mesmo sem saber a nomenclatura rebuscada, conseguem expressar a essência com suas próprias
palavras;
3) Domínio conceitual: esta categoria se refere à aplicação concreta do que foi aprendido, com o uso do conhecimento no dia a dia e em diferentes circunstâncias;
4) Domínio do código tecnológico: esta categoria foi constituída para qualificar as unidades de significado que se distinguem através da combinação de elementos como: construção lógica, propriedade do conceito tecnológico, domínio da terminologia, conceitos matemáticos e de nomenclaturas técnicas para explicar algo complicado, produzindo um discurso técnico que geralmente não faz parte do vocabulário dos alunos;
5) Design e dimensionamento: esta categoria ocorre quando o sujeito se aproxima da Fluência Estética, expressando conceitos aprendidos empiricamente ou intuitivamente dentro do contexto da forma e função de um projeto ou modelo tecnológico;
6) Vontade de aperfeiçoar: esta categoria se relaciona com a habilidade de empregar a tecnologia a fim de beneficiar o seu entorno para estender e ajudar os outros a adquirirem novos conceitos, entrando em um contexto de melhoria contínua.
No âmbito deste trabalho, as oficinas com atividades de Arte e Tecnologia são aulas em que se trabalha com elementos de tecnologia (hardware e software) dentro do contexto de artes. Fragoso (2010) menciona que a Arte e a Tecnologia apresentam, como uma de suas principais características, a necessidade de estabelecer relações entre a pesquisa em artes visuais e os sistemas computacionais.
1.5 – Robótica pedagógica
Para Gomes et al. (2010), a robótica vem trazendo mudanças e inovações para diversas áreas da sociedade, assim uma das possibilidades de uso desta tecnologia é dentro do contexto educacional.
As bases da robótica pedagógica (D’ABREU, 1999) foram importantes para a criação de um ambiente no qual se pudesse trabalhar as oficinas de Arte e
Tecnologia inseridas no contexto do currículo escolar dos alunos (D’ABREU; BASTOS, 2013).
De acordo com Vygotsky (1984), a escola tem um papel importante no desenvolvimento do ensino, este direcionado para a ocorrência do avanço da sociedade como um todo, pois é através deste avanço que se forma um homem capaz de ser consciente, crítico e construtor da história.
Cabral (2011) e Araújo (2004) afirmam que algumas escolas possuem uma sala de informática, mas que nem sempre ela é utilizada por causa da falta de um professor da área. Assim, a informática muitas vezes é vista como algo desvinculado das demais atividades curriculares; além disso, o professor de uma determinada disciplina muitas vezes não tem nenhum ou tem um conhecimento limitado sobre o uso dos computadores, o que dificulta ainda mais o uso das TDIC nas atividades em sala de aula. Para Valente (1999), a implantação da informática nas escolas alude a mudanças que abrangem muito mais que a formação de um novo profissional, sendo necessário que todos os contextos escolares estejam preparados para as mudanças educacionais necessárias para formar professores aptos à utilização da tecnologia.
Para Ribeiro (2006), a robótica educacional é um instrumento que pode ser utilizado como uma forma de ensino e de aprendizagem, principalmente na área de matemática, ciências físicas e naturais. Além disso, a robótica educativa pode ser um instrumento abrangente, pois pode ser utilizada em todos os níveis educacionais e pode ser inserida em diversos assuntos. De acordo com Furletti (2010), a robótica educacional pode ser uma ferramenta importante para a resolução de problemas ou até mesmo para o desenvolvimento de experimentos, propiciando um ambiente de sala de aula inovador, e deixando o educador mais próximo do diálogo com os alunos. Para Fróes (1998), a robótica educacional cria uma ligação entre o professor e os alunos através dos desafios proporcionados pelos problemas do contexto.
Maisonnette (2002) acredita que a robótica educacional propicia ao aluno a edificação do seu conhecimento por meio de suas próprias observações, e isto possui muito mais significado, pois faz como que o estudante, por meio do seu esforço, adquira o conhecimento.
De acordo com Teixeira (2006), a robótica proporciona ao aluno a resolução de problemas inesperados e distintos dos exercícios comuns de sala de aula, sendo esta uma situação diferente até mesmo para o professor.
matemático na resolução de algo. Uma das hipóteses deste fracasso é pelo fato de o aluno não ter construído o seu próprio conceito. Um dos papéis do computador é dar suporte à construção do conhecimento das disciplinas escolares (a matemática, por exemplo), assim propiciando uma mudança no sistema educacional por meio do auxílio de ferramentas tecnológicas.
De acordo com Fortes (2007), a robótica educacional oferece ao professor um ambiente dinâmico de aprendizagem, oferecendo aos alunos a criação / elaboração de inúmeras atividades e contextualizando a matemática com fenômenos físicos utilizando sensores, atuadores, programação e a robótica em si.
Zilli (2006) diz que a robótica educacional viabiliza a pesquisa, o senso crítico, a resolução de problemas e também o raciocínio lógico, assim possibilitando uma conexão favorável entre os saberes educacionais e o contexto no qual o indivíduo está inserido.
Segundo Cyberbox (2006 apud CASTRO, 2008), a robótica educacional serve como instrumento para o professor demonstrar na prática conceitos teóricos de difícil concepção, assim motivando o aluno a abstrair suas ideias, observar e inovar.
De acordo com Castro (2008), a robótica cria uma nova forma de ensino à disposição do professor, a partir de demonstrações práticas de vários conceitos teóricos, motivando tanto o professor como o aluno. Assim, a robótica pedagógica cria interações entre o aluno e o mentor através dos desafios oferecidos pelo contexto. Oliveira (1993a) diz que a função do aluno é resolver um determinado problema e o professor tem como papel orientar a busca da solução. Para De Paula (2015), o professor precisa ter uma certa afinidade com a tecnologia, pois ele é uma peça fundamental para o aproveitamento do aluno.
Para Zilli (2004), a robótica educacional pode ser adequada para qualquer escola, até mesmo para aquelas que possuem ensino tradicional, pois os recursos pedagógicos podem ser atraentes para alunos, professores e a equipe pedagógica.
1.6 – Construção do conhecimento
Para Ribeiro (2006), a motivação é um fator importante para a maioria das teorias de aprendizagem, pois está intimamente relacionada com a estimulação, atenção e a ansiedade. A robótica proporciona o interesse, levando vantagens
pedagógicas importantes para o contexto Construcionista da aprendizagem.
A robótica propicia ao aluno a oportunidade da criação, pois antes de construir o robô é necessário imaginar, fazer um desenho (esboço) da sua forma. Para Gobbi (2002), Pereira (2005) e Ferreira (2001), é através do desenho que o aluno percebe a realidade do contexto em que está inserido. Os autores comentam também que o desenho pode ser usado como um meio de compreensão do pensamento do aluno. Para Coutinho e Zanella (2008), a partir do desenho é possível refletir sobre a linguagem, percepção e a memória do aluno. Além disso, a maneira de como estes fatores se desenvolvem varia com as condições sociais e culturais nas quais o aluno está inserido.
Oliveira (1993b) diz que através do aprendizado se iniciam processos de desenvolvimento que, futuramente, se tornarão parte das funções psicológicas firmadas no indivíduo.
Segundo Burovich e Bzuneck (2001), atualmente dentro da educação a motivação se tornou um problema, pois representa um fator de qualidade pessoal dentro do aprendizado, e à medida que a estudante passa de ano, o seu interesse pode desmoronar e podem surgir dúvidas a respeito da sua própria capacidade de aprender determinado conteúdo escolar.
Dessa forma, Csikszentmihalyi (1990) afirma que é necessário que a atividade a ser realizada seja proporcional à habilidade do indivíduo, pois caso a atividade esteja acima das habilidades do realizador, isto pode ocasionar ansiedade, frustração e desmotivação. Ademais, segundo Koster (2005), se a realização da atividade for muito difícil, ela deixa de ser vista pelo executor como uma “atividade divertida”.
E uma “atividade divertida” é o núcleo da motivação. Segundo Minsky (1986), a essência do interesse por algo é conseguir enxergar a beleza da atividade, e não apenas as regras, como no aprendizado de uma linguagem real: o primeiro interesse de uma criança em uma língua são pelas histórias cativantes (a beleza da literatura), e não pelas regras gramaticais.
Na pesquisa realizada por Portsmore, Cyr e Rogers (2001), por meio da robótica na escola, a motivação dos alunos os levou a querer trabalhar até mesmo durante o intervalo das atividades.
De acordo com Ribeiro, Coutinho e Costa (2007), a robótica é um meio de motivar os alunos nas áreas de estudos mais difíceis, com base em fundamentos
pedagógicos que contribuem para a aquisição de competências curriculares do ensino básico.
Para Valente e Canhette (1993), a robótica educacional oferece o uso da informática como conexão para conteúdos escolares (matemática, por exemplo), inserindo o aluno como um construtor de sua aprendizagem, e a utilização da programação pode ser ajustada de acordo com a faixa etária. Assim, a robótica educacional oferece como recursos a resolução de problemas e a criação de experimentos.
Segundo Harel e Papert (1991), o Construcionismo tem como base que a aprendizagem se consolida quando o aprendiz está engajado em construir algo que possa ser divulgada ao público.
De acordo com Valente (1998), para que formação com base no Construcionismo seja legítima, ela deve ser realizada dentro da escola junto com o professor, assim o conhecimento obtido é contextualizado.
Resnick (2001) diz que o Construcionismo acrescenta a ideia de que quando um indivíduo está interessado em construir algo significativo para si ou para as pessoas que o cercam, o conhecimento nasce de maneira mais eficaz.
Segundo Papert (1994), o Construcionismo parte da hipótese de que as crianças podem buscar certo conhecimento por si só, sendo apoiadas pela educação formal, mas também apoiadas pelos fatores psicológicos, moral, material e intelectual.
Vygotsky (1996) diz que é necessário um intermediador para que o aluno consiga ir do nível de desenvolvimento real (quando consegue solucionar problemas de maneira independente) até o nível de desenvolvimento potencial (capacidade de resolver problemas mais avançados com a ajuda de um professor). O autor chama a distância entre o nível de desenvolvimento real e o nível de desenvolvimento potencial de Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP).
Para Lima (2005), a teoria do Construcionismo também leva o indivíduo a pensar sobre as questões que envolvem o acesso às tecnologias digitais quando se refere ao acesso igualitário aos computadores. Além disso, o Construcionismo é uma ponte entre o aprendizado convencional e os conceitos de design.
1.7 – Considerações parciais
Neste capítulo vimos uma breve revisão da literatura, especificamente sobre os conceitos de Scratch, Arduino, Laptop Educacional, Inclusão Digital, Apropriação Tecnológica, Fluência Estética, Fluência Tecnológica, Robótica Pedagógica e Construção do Conhecimento.
No próximo capítulo veremos as questões metodológicas deste trabalho, e de que forma as oficinas de Arte e Tecnologia foram desenvolvidas dentro do Projeto UCA.
2 – Questões metodológicas
Neste capítulo serão apresentados o local, período, sujeito, materiais utilizados e abordagem da pesquisa, além dos procedimentos utilizados para a execução das oficinas com atividades de Arte e Tecnologia, contemplando a realização, coleta e análise dos dados.
2.1 - Local
Esta pesquisa foi realizada na escola pública municipal, de ensino fundamental, Elza Maria Pellegrini de Aguiar, localizada no bairro Ouro Verde, município de Campinas, estado de São Paulo.
A escola Elza possui cerca de 500 alunos, distribuídos nos períodos da manhã e tarde em turmas do Ensino Fundamental, e participa desde 2010 do Projeto UCA.
Nesta escola, além das oficinas com atividades de Arte e Tecnologia, existia também outras iniciativas que utilizam os laptops educacionais, tais como a criação de blogs; aulas de desenho; pesquisas na disciplina de geografia utilizando o laptop; os alunos que levavam os laptops para casa com o intuito de incluir digitalmente os pais; dentre muitos outros projetos.
A escola possui estrutura própria para lidar com os laptops educacionais (que totalizavam cerca de 500 unidades), como: armários para recarregar as baterias dos laptops; rede sem fio para acesso à Internet durante as aulas e um técnico em informática para efetuar alguns reparos e configurações.
Não apenas professores e alunos, mas também todo o corpo de funcionários da escola estava engajado para a realização do Projeto UCA.
2.2 - Período
O período total da pesquisa foi de fevereiro a dezembro de 2012, sendo dividido em duas etapas.
Na primeira etapa, de fevereiro a julho de 2012, as oficinas foram realizadas com um grupo com cerca de 25 alunos do 5º ano do ensino fundamental. Para este
trabalho, este grupo será chamado de Turma A.
Na segunda etapa, de agosto a dezembro de 2012, as oficinas foram realizadas com outro grupo com cerca de 25 alunos do 5º ano do ensino fundamental. Este grupo será denominado Turma B.
Em ambas as turmas, as oficinas foram realizadas no período da manhã.
2.3 - Sujeito
Participaram desta pesquisa 50 sujeitos, divididos em 25 na primeira etapa e 25 na segunda, todos entre 9 e 11 anos, brasileiros, da classe social C, que estudavam no 5º ano do ensino fundamental.
2.4 - Abordagem
Neste trabalho foi utilizada a abordagem da Pesquisa-Ação (THIOLLENT, 1996), pois os pesquisadores estiveram envolvidos na ação do projeto, em atividades como: planejamento das oficinas, aplicação das atividades, análise das informações juntos aos professores, sugestão de atividades e planejamento interativo com os envolvidos, de acordo com as especificidades do projeto. Outro ponto a destacar foi o tipo de análise desta pesquisa, que teve predominância qualitativa.
Durante o desenvolvimento, os pesquisadores estavam divididos da seguinte forma:
1 Pesquisador Doutor da Unicamp: documentava as atividades no diário de bordo da pesquisa e dava consultoria no planejamento das aulas;
1 Estudante de mestrado: ministrava as oficinas e desenvolvia o software e o hardware para as aulas;
1 Professora da turma: acompanhava as oficinas e inseria a temática das atividades no contexto do currículo escolar;
1 Graduando de iniciação científica: auxiliava os alunos durante as oficinas e registrava, com filmagens e fotos, as atividades.
2.5 - Materiais
Para a realização das oficinas, foram usadas as seguintes ferramentas:
2.5.1 - Laptop educacional (Classmate)
É um computador desenvolvido para ser utilizado por crianças e o seu uso na escola Elza Pellegrini fez parte do Projeto UCA, que contemplou a escola com cerca de 500 unidades deste Laptop Educacional.
O Classmate vem equipado com uma tela de 10 polegadas, processador Intel Atom de 1.6GHz, memória de 512MB de RAM, e Flash disk de 4GB. Além disso, vem com uma versão do sistema operacional Linux, configurado pela empresa Metasys. Entretanto, para esta pesquisa, foi instalada uma versão do sistema operacional Linux configurado pela equipe do PROUCA de Brusque/SC (UBUNTUCA, 2014), que é baseada na versão 10 do Ubuntu (UBUNTU, 2014). Utilizamos esta versão do sistema operacional por ser mais leve do que a versão da empresa Metasys e por ser mais compatível com o Scratch.
O Classmate foi utilizado nesta pesquisa como uma ferramenta em que os alunos puderam trabalhar realizando as atividades das oficinas, tanto as atividades de desenvolvimento de programa com o Scratch, como a manipulação do carro robótico através da interface de controle.
2.5.2 - Programa S4A (Scratch for Arduino)
Além do Scratch (mencionado na revisão da literatura), foi usado o programa S4A (S4A, 2014), que além das funcionalidades do Scratch, possui funcionalidades adicionais para controle de motores e leitura de sensores.
A Figura 5 mostra mais detalhes deste programa:
Na Figura 5 podemos ver os mesmos elementos presentes no programa Scratch tradicional (comandos, código-fonte e palco) com o acréscimo de uma área para visualização do valor dos sensores, conforme visto nesta figura. Estes valores são lidos através da placa Arduino conectada ao computador e devidamente configurada para se comunicar com o S4A.
Comandos Código-fonte Valor dos sensores
Figura 5 - Programa S4A Fonte: Elaboração própria do autor
2.5.3 - Kit de montagem
Também foi dado aos alunos, para a montagem do robô, um kit de peças de montar da marca Atto Educacional (ATTO, 2015), contendo mais de 6000 peças. As Figuras 6a e 6b ilustram o kit de peças:
A Figura 6a apresenta um kit que possui peças de encaixe como roscas, parafusos, hastes dos mais diversos tamanhos, cores diferenciadas de peças e ferramentas para auxiliar na montagem. A Figura 6b apresenta detalhes das peças.
Figura 6a - Kit Atto Educacional KTR-10 Fonte: (ATTO, 2015)
Figura 6b - Peças do kit Fonte: (ATTO, 2015)
2.5.4 - Interface de controle
Como meio de comunicação entre o laptop educacional e as peças do carro robótico, foi disponibilizada, para cada equipe, uma Interface de Controle projetada pela empresa Engcomper, utilizando a placa Arduino, e produzida pela empresa Atto Educacional. As Figuras 7a e 7b ilustram a interface projetada e a produzida:
A Figura 7a é o protótipo inicial da interface. Dentro desta caixa há um Arduino que captura os sinais dos sensores e os envia para o computador. Além disso, há também um driver (conversor de potência) para acionar os motores usados no carro robótico. A Figura 7b é a versão da interface produzida pela empresa Atto Educacional para uso com o seu kit de peças.
A diferença entre as duas interfaces é que a da Figura 7a foi o projeto inicial, feito à mão, e o da figura 7b segue o padrão industrial, para produção em larga escala.
2.5.5 - Sensores e motores
Como sensor, foi usado principalmente o de luminosidade (um LDR) e algumas vezes o sensor de toque. Como atuador, foi usado um motor de corrente contínua, de 5V x 500mA.
2.6 - Procedimentos utilizados
O desenvolvimento desta pesquisa foi dividido em 3 etapas: realização das oficinas, coleta de dados e análise dos dados coletados.
Figura 7a - Interface de controle projetada pela
empresa Engcomper
Fonte: Elaboração própria do autor.
Figura 7b - Interface de controle produzida
pela empresa Atto Educacional
2.6.1 - Realização das oficinas
As oficinas com atividades de Arte e Tecnologia foram desenvolvidas durante o ano de 2012, em duas turmas de alunos (nomeadas Turma A e Turma B), com 25 alunos cada.
Elas eram realizadas uma vez por semana, pelo tempo de duas horas-aula (cada hora-aula durava 45 minutos). As oficinas duraram quatro meses a cada semestre, fazendo um total de 32 horas-aula por turma, sendo, ao todo, 16 encontros.
A realização das oficinas foi no horário normal de aula dos alunos, pela parte da manhã, como uma disciplina do currículo escolar.
2.6.1.1 – Turma A
As atividades da Turma A foram realizadas durante o primeiro semestre do ano. O objetivo desta primeira turma era montar um carrinho robótico e controlá-lo usando o Scratch e o laptop educacional.
Dessa forma, foi realizada uma palestra para os alunos sobre o uso da robótica. Após este evento, foi pedido aos alunos que desenhassem no papel um robô que gostariam de construir, e também que montassem, com sucata, um protótipo deste robô.
Em um segundo momento os alunos aprenderam a desenhar utilizando o Scratch. Neste primeiro exercício no computador eles desenharam um torcedor segurando a bandeira de um time de futebol, conforme a Figura 8.
O torcedor, ilustrado na Figura 8, foi desenvolvido utilizando as ferramentas de desenho do Scratch, como se fosse um desenho feito à mão.
No exercício seguinte, os alunos fizeram a animação do torcedor que eles haviam desenhado, a fim de que aprendessem os primeiros comandos de programação e fazendo com que o torcedor balançasse a bandeira que estava segurando.
A seguir, foi pedido aos alunos que procurassem na Internet figuras da bandeira dos seus times de futebol favoritos, e colocassem esta figura em seus desenhos, a fim de que aprendessem a pesquisar figuras na Internet.
Em seguida, foi pedido para que os alunos colocassem som no torcedor, que haviam desenhado, utilizando a gravação de sua voz.
Depois foi pedido para que o aluno usasse a câmera do computador para tirar uma foto sua e a colocasse no rosto do torcedor que havia desenhado, com o objetivo de parecer que era ele quem estavam torcendo. A Figura 9 ilustra o resultado deste exercício.
Figura 8 - Torcedor de futebol desenhado no Scratch Fonte: Elaboração própria do autor
O torcedor da Figura 9 já é um pouco mais sofisticado que o da Figura 8, pois utiliza elementos como a figura de uma bandeira, que foi capturada da Internet, e a imagem de um rosto de torcedor, capturada através da câmera do computador e editada com as ferramentas do Scratch.
Até este momento cada aluno usava o seu próprio laptop. A partir do momento que os alunos começaram a trabalhar com os kits de robótica, eles foram divididos em 5 equipes de 5 integrantes cada, conforme ilustra a Figura 10.
Figura 9 - Torcedor de futebol com bandeira e foto Fonte: Elaboração própria do autor
Na Figura 10 temos a sala de aula dividida em equipes, sendo que no meio da sala ficavam os kits de montagem, que o aluno podia escolher as peças e levá-las para o seu grupo construir a parte física do robô.
Divididos em equipes, cada grupo recebeu um kit de robótica para que desenvolvesse algumas tarefas. Além disso, foi usada uma versão modificada do programa Scratch, o S4A (S4A, 2014).
O ambiente de robótica, que utilizava o Arduino em seu núcleo, foi projetado especificamente para estas oficinas (D'ABREU; GIACHETTO; BASTOS, 2012), conforme ilustra a Figura 11.
Figura 10 - Alunos divididos em equipes Fonte: Elaboração própria do autor
A Figura 11 mostra a interface projetada com o Arduino, junto com o laptop educacional e um motor, durante o período de desenvolvimento do ambiente de robótica, e também como era feita a conexão do motor ao laptop através da interface.
Depois que os alunos se apropriaram dos kits, a primeira tarefa foi desenhar no Scratch um animal de estimação, ligar um sensor de luminosidade ao laptop educacional e, se este sensor detectasse pouca luz, ou seja, o ambiente estivesse escuro, o desenho do animal de estimação iria emitir um som; se estivesse claro, o animal de estimação ficaria calado. Neste exercício os alunos fizeram uso de condicionais por meio dos operadores maior que (>) e menor que (<) durante a programação no Scratch. Há alguns exemplos, no Anexo C, de programas em Scratch (S4A) abordados durante as atividades.
Após este exercício, foi pedido para que os alunos conectassem um motor ao laptop educacional, e caso estivesse escuro, além do animal de estimação gritar, o motor iria girar no sentido horário; caso estivesse claro, o motor iria girar no sentido anti-horário.
Após os alunos aprenderem sobre o uso do Scratch, e sobre como ler o sensor de luminosidade e controlar um motor, a próxima tarefa deles foi lidar com a
Figura 11 - Ambiente de robótica durante a fase de desenvolvimento Fonte: Elaboração própria do autor
S4A sendo executado
Motor Interface
montagem do carrinho.
As equipes foram dispostas em círculo na sala de aula e no meio da sala foram colocadas várias peças de montagem, e foi pedido a cada grupo para que montasse o seu próprio carrinho robótico. A Figura 12 mostra uma equipe montando um carro robótico.
Nesta etapa nenhuma instrução foi dada sobre como montar o carrinho robótico ou como lidar com as peças. As equipes ficaram livres para fazer as montagens que quisessem, sendo que ao final teriam que apresentar o resultado dos seus trabalhos, que seria o carrinho robótico funcionando, ou seja, o robô montado e se movimentando a partir dos comandos programados. Inclusive nossas sugestões, desde o início, foram bem genéricas, solicitando que montassem o carrinho, porém sobre o modo de fazer era deixado para o aluno decidir.
2.6.1.2 – Turma B
Nesta segunda turma o foco foi o uso do carrinho robótico, e não a montagem. Neste caso, a montagem se resumiu ao acoplamento de algumas partes do carro robótico.
Desta forma, no primeiro exercício os alunos foram orientados a montar a carcaça de um carro robótico padrão, sendo o mesmo modelo utilizado para todas as equipes. A Figura 13 ilustra o modelo padrão de carro robótico.
Figura 12 - Equipe montando carro robótico Fonte: Elaboração própria do autor
