UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE HUMANIDADES FACULDADE DE EDUCAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM EDUCAÇÃO
FERNANDO BARROS DA SILVA FILHO
FUNDAMENTOS DA ROBÓTICA EDUCACIONAL
DESENVOLVIMENTO, CONCEPÇÕES TEÓRICAS E PERSPECTIVAS
FORTALEZA 2019
FERNANDO BARROS DA SILVA FILHO
FUNDAMENTOS DA ROBÓTICA EDUCACIONAL
DESENVOLVIMENTO, CONCEPÇÕES TEÓRICAS E PERSPECTIVAS
Dissertação de Mestrado apresentado ao Programa de Pós-Graduação em Educação da Faculdade de Educação da Universidade Federal do Ceará.
Linha de pesquisa: História e Memória da Educação
Eixo: História, Memória e Práticas Culturais Digitais.
Orientador: Prof. Dr. José Rogério Santana
FORTALEZA 2019
FERNANDO BARROS DA SILVA FILHO
FUNDAMENTOS DA ROBÓTICA EDUCACIONAL
DESENVOLVIMENTO, CONCEPÇÕES TEÓRICAS E PERSPECTIVAS
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Educação da Faculdade de Educação da Universidade Federal do Ceará. como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Educação. Área de concentração: História e Memória da Educação
Aprovada em: 25/03/2019
BANCA EXAMINADORA
_________________________________________ Prof. Dr. José Rogerio Santana (Orientador)
Universidade Federal do Ceará (UFC)
_________________________________________ Prof. Dr. Francisco Herbert Lima Vasconcelos
Examinador Externo ao Programa Universidade Federal do Ceará (UFC)
_________________________________________ Prof. Dr. João Batista Carvalho Nunes
Examinador Externo à Instituição Universidade Estadual do Ceará (UECE)
_________________________________________ Profa. Dra. Antonia Lis de Maria Martins Torres
Examinadora Interna Universidade Federal do Ceará (UFC)
AGRADECIMENTOS
À minha família pelo apoio, incentivo e paciência em compreender meus momentos de incertezas e dificuldades.
Aos profissionais e colegas que ajudaram o moldar-me como educador.
Ao meu orientador pela confiança e pela oportunidade de explorar o mundo que a academia nos proporciona.
À FUNCAP pelo apoio não só neste trabalho, mas também em todos os outros em que tive o privilégio de ser agraciado com seu o investimento por meio do Governo do Estado do Ceará como pesquisador e docente.
E a todas as pessoas que passaram na minha vida fazendo de mim a pessoa que sou hoje.
“E formou o Senhor Deus o homem do pó da terra, e soprou em suas narinas o fôlego da vida; e o homem foi feito alma vivente.”
RESUMO
Considerando que as tecnologias adentram diversos meios sociais, estando presentes em quase todos os contextos do mundo contemporâneo, temos que a educação atual tem sofrido diversas mudanças em função principalmente das tecnologias provenientes da informática. Dentro do contexto escolar presenciamos tanto em redes públicas como particulares o desenvolvimento de atividades que envolvem temáticas tecnológicas e dentre elas trazemos à discussão deste trabalho a Robótica Educacional. Há pelo menos uma década, pôde-se constatar dentro da rede pública de educação do Ceará, um movimento científico de apoio e incentivo às atividades de Robótica Educacional dentro das rotinas escolares. Estas atividades têm sido realizadas por professores que não tiveram a formação específica nesta temática, mas que mesmo assim, têm contribuído com trabalhos de relevante valor pedagógico. Isto nos instigou a questionar quais são os conceitos normalmente trabalhados por estes docentes nas atividades de Robótica Educacional, bem como identificar quais são as bases teóricas que norteiam suas ações pedagógicas. Para isso, foi realizado um levantamento de dados na base de informações da Secretaria da Educação do Estado do Ceará dos últimos dez anos, identificando todas as ações noticiadas pela referida rede. Este levantamento permitiu verificar diversas informações como, as formas de incentivo ao desenvolvimento de projetos, as formações dos professores envolvidos e as instituições escolares em que mais se evidenciam a temática abordada. Com posse destas informações foi realizado uma série de encontros com docentes e instituições de ensino para acompanhamento e observação dos trabalhos desenvolvidos, nos permitindo então, a identificar as temáticas abordadas e as teorias pedagógicas norteadoras das ações. Por fim, a consolidação destes dados nos permitiu elaborar um material didático de Robótica Educacional que foi utilizado para observar como se coloca o docente em formação diante da necessidade tecnológica da escola atual. Em suma o trabalho aponta que a Robótica Educacional se coloca dentro das redes de ensino trazendo consigo a oportunidade de trabalhar com duas das principais demandas formativas dos século vigente, que são: o trabalho colaborativo e o incentivo a resolução de problemas complexos. Além disto identificamos os problemas que podem vir a se desenvolver na utilização de procedimentos inadequados dos materiais didáticos disponíveis desvirtuando completamente a proposta construcionista da Robótica como instrumento de apoio pedagógico.
ABSTRACT
Considering that the technologies penetrate diverse social means, being present in almost all the contexts of the contemporary world, we have that the current education has undergone several changes mainly due to technologies coming from the computer science. Within the school context we witness both public and private networks the development of activities that involve technological topics and among them we bring to the discussion of this work Educational Robotics. For at least a decade, a scientific movement of support and incentive to the activities of Educational Robotics within the school routines has been verified within the public education network of Ceará. These activities have been carried out by teachers who did not have the specific training in this subject, but who have contributed with works of relevant pedagogical value. This instigated us to question what the concepts are normally worked by these teachers in the activities of Educational Robotics, as well as to identify which are the theoretical bases that guide their pedagogical actions. For this purpose, a data survey was carried out in the information base of the Education Department of the State of Ceará of the last ten years, identifying all the actions reported by said network. This survey allowed to verify several information such as the ways of encouraging the development of projects, the training of the teachers involved and the school institutions in which the subject matter is most evident. With this information, a series of meetings were held with teachers and educational institutions to follow up and observe the work developed, allowing us to identify the topics addressed and the pedagogical theories guiding the actions. Finally, the consolidation of these data allowed us to elaborate a didactic material of Educational Robotics that was used to observe how the teacher is placed in formation in view of the technological need of the current school. In short, the work points out that Educational Robotics is placed within the teaching networks, bringing with it the opportunity to work with two of the main formatives demands of the current century, which are: collaborative work and encouragement to solve complex problems. In addition, we identify the problems that may develop in the use of inadequate procedures of the available didactic materials, completely distorting the constructionist proposal of Robotics as an instrument of pedagogical support.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ... 11
1.1 Enfoque e objeto da pesquisa ... 11
1.1.1 Contexto tecnológico e educacional ... 14
1.1.2 A prática docente no envolto tecnológico ... 16
1.1.3 Catalisadores da Robótica Educacional ... 17
1.2 Objetivos ... 20 1.2.1 Objetivo geral ... 20 1.2.2 Objetivos específicos ... 20 1.3 Justificativa ... 20 1.4 Organização do trabalho ... 23 1.5 Metodologia ... 24 1.5.1 Perfil da pesquisa ... 24 1.5.2 Instrumentação e técnicas ... 25
2 CONCEPÇÕES ACERCA DA ROBÓTICA ... 26
2.1 A Robótica e seu histórico sociocultural e filosófico ... 26
2.1.1 História e evolução da Robótica ... 26
2.1.2 Contextualizando tecnologias em robótica na atualidade ... 33
2.1.3 Questões sociais e filosóficas sobre robótica no século XXI ... 40
2.2 Introdução à Robótica Educacional ... 42
2.2.1 A Robótica Educacional no mundo ... 42
2.2.2 As Tecnologias Educacionais e a Legislação educacional brasileira ... 44
3 FUNDAMENTOS TEÓRICOS E CONHECIMENTOS BASILARES DA ROBÓTICA EDUCACIONAL ... 46
3.1 Concepções teóricas ... 47
3.1.1 Heurística de George Pólya ... 47
3.1.1.1 As quatro fases do trabalho de Pólya aplicado a Robótica Educacional ... 48
3.1.2 A teoria epistemológica de Jean Piaget ... 53
3.1.2.1 Estágios Cognitivos ... 56
3.1.4 A postura do professor proposta por Borges Neto ... 59
3.1.4.1 Etapas da Sequência Fedathi aplicada a robótica educacional ... 61
3.2 Conhecimentos fundamentais para a orientação de trabalhos de Robótica Educacional ... 64
3.2.1 Tipologia robótica ... 66
3.2.2 Estrutura e arquitetura de dispositivos robóticos ... 70
3.2.3 Componentes eletrônicos e eletromecânicos ... 76
3.2.4 Circuitos digitais ... 81
3.2.5 Raciocínio lógico e matemático ... 83
3.2.6 Interfaces de programação ... 89
3.2.7 Linguagens de programação e robótica educacional ... 91
3.2.7.1 Logo ... 92
3.2.7.2 Scratch ... 100
3.2.7.3 Programação Arduino ... 101
4 MATERIAIS DIDÁTICOS DE ROBÓTICA EDUCACIONAL ... 104
4.1 Conectakit: desenvolvimento de protótipo de material didático ... 105
5 EXPERIMENTOS COM ESTUDANTES DO MAGISTÉRIO ... 111
5.1 Procedimentos metodológicos ... 111
5.2 Resultados ... 113
5.2.1 A prática da Robótica Educacional na formação de estudantes de pedagogia ... 113
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 122
REFERÊNCIAS ... 124
Anexos ... 127 Apêndice ... 142p
1 INTRODUÇÃO
1.1 Enfoque e objeto da pesquisa
O termo Tecnologia, etimologicamente originado a partir das palavras gregas “tekhne” e “logia”, possui como significado, o estudo da técnica, da arte ou ofício (GUIMARÃES & CABRAL, 2016). Com o passar dos séculos, as representações conferidas a este termo sofreram algumas mudanças e dentre os diversos significados atualmente atribuídos tem-se que a Tecnologia é uma relação existente entre as ciências e as engenharias, tornando-a um produto composto pela integração de instrumentos, métodos e técnicas com a finalidade de solucionar problemas e/ou facilitar a produtividade.
O valor que a Tecnologia assume no contexto social é claramente explicitado dentro da redação das Diretrizes Curriculares Nacionais Gerais da Educação de 2013, que conceitua o referido termo, bem como estabelece sua importância dentro dos processos de ensino e aprendizagem, conforme destacado a seguir:
A extensão das capacidades humanas, mediante a apropriação de conhecimentos como força produtiva, sintetiza o conceito de tecnologia aqui expresso. Pode ser conceituada como transformação da ciência em força produtiva ou mediação do conhecimento científico e a produção, marcada desde sua origem pelas relações sociais que a levaram a ser produzida. O desenvolvimento da tecnologia visa à satisfação de necessidades que a humanidade se coloca, o que nos leva a perceber que a tecnologia é uma extensão das capacidades humanas. A partir do nascimento da ciência moderna, pode-se definir a tecnologia, então, como mediação entre conhecimento científico (apreensão e desvelamento do real) e produção (intervenção no real). (BRASIL, 2013)
O desenvolvimento tecnológico, dentre outros, é um dos fatores determinantes das formas das quais as demandas humanas são atendidas, o que se configura em um fenômeno conceituado como Imperativo Tecnológico, que segundo entendimento de Crowston e Malone (1994) exerce efeitos determinantes em relação aos direcionamentos do desenvolvimento humano, principalmente nos contextos, econômicos, políticos e sociais.
Historicamente, as Eras pré-históricas1 foram nomeadas de acordo com as tecnologias então dominadas pela humanidade, fato este que por si só, já marca o valor atribuído ao estudo sobre o desenvolvimento tecnológico.
1 Idade da Pedra: entre 2,5 milhões a 3.000 a.C; Idade do Cobre: entre 3.300 a 1.200 a.C; Idade do Bronze: entre
A busca pela aquisição de vantagem sobre algo ou a necessidade de equilibrar os interesses humanos são exemplos de catalisadores do desenvolvimento tecnológico que classicamente são exemplificados pelo desenvolvimento de instrumentos dos homens primitivos para a caça, defesa e agricultura. Esta instrumentação possibilitou aos homens segurança e facilidade de aquisição de alimentos, porém, mais tarde levou a várias outras implicações, como, extinções de espécies, desmatamento e inclusive conflitos armados, desembocando em estruturas sociais organizadas por relações de dominantes e dominados.
Nos dias atuais, a imersão tecnológica vivenciada pela humanidade tem levado a reconfiguração funcional de diversos setores da sociedade, envolvendo desde os modos de produção, passando pelas formas de oferta e execução de serviços além de englobar os processos de comunicação, sistemas de saúde, segurança e inclusive, a educação.
Como fruto desta imersão temos hoje uma sociedade na qual a produção e domínio tecnológico é uma das principais promessas de sustentabilidade e consolidação das nações diante da competitividade pelos recursos globais.
Refletindo a afirmação anterior sobre a dependência e/ou necessidade do domínio e produção tecnológica, a luz do “Discurso sobre as Ciências e as Artes” proferido por Rousseau (1750), ainda que no auge do modernismo, presenciamos hoje mais do que nunca uma sociedade marcada pela busca do saber, da informação, espelhando isto nas relações sociais com o empoderamento por meio das ciências e das artes num esforço contínuo de causar o deslumbramento dos homens, e escravizando-os pela dependência.
Em suma, para Rousseau, o restabelecimento das ciências e das artes modernas não contribuíam para a formação de homens virtuosos, como os discursos da época pregavam. Para ele, as ciências e as artes inspiravam vaidades entre os homens e com isso seu direcionamento para o oposto da virtuosidade.
A tecnologia contemporânea no meio social, político e econômico também tem sido marcada em alguns aspectos por este equívoco citado por Rousseau já no século XVIII. Com a consolidação das representações do modo de viver influenciadas pela mentalidade capitalista, temos uma sociedade na qual a virtuosidade do indivíduo está nos bens acumulados e nas inovações tecnológicas em seu poder.
Diga-se de passagem, que em função da materialidade que se tem atribuído a informação e ao conhecimento, estes passam a ser também considerados parte dos bens acumulados pelos indivíduos, empresas, nações, etc.
Ciente destas reflexões, verifica-se atualmente uma difusão mundial do incentivo ao ensino por meio da informática, da programação e inclusive da robótica, as quais de certa
forma tem liderado a produtividade dos mercados tecnológicos. Essa difusão se dá não mais no sentido de sustentar o discurso de possibilitar o acesso às tecnologias e sim viabilizar a formação social e intelectual necessária para garantir a continuidade do processo evolutivo das tecnologias atuais e consequentemente, a devida colocação dentro dos blocos econômicos mundiais.
Apesar da existência deste direcionamento da educação tecnológica em interesses econômicos, no alicerce dos sistemas de ensino, ou seja, no chão da escola, presenciamos projetos elaborados sobre um discurso fundamentado no estímulo formador, na força educativa e que tenta mostrar que a tecnologia é fruto da criação humana e que sua concepção pode ser fundamentada para além da necessidade econômica e sim nas dimensões educativa, ética, filosófica e política.
Diante destas considerações coloca-se como principal premissa deste trabalho a investigação e a organização de forma sistemática, dos fundamentos que justificam o uso da Robótica Educacional na educação básica pública a fim de subsidiar o desenvolvimento de novos estudos sobre a temática.
O tema se faz oportuno em função do espaço que a Robótica Educacional tem ganhado dentro dos sistemas de ensino, o que tem levado inclusive ao estabelecimento de instituições de ensino especializadas para trabalhar com a Robótica Educacional. Outro fenômeno que também tem se presenciado é justamente a reformulação de Projetos Políticos Pedagógicos2 (PPPs) de instituições de educação básica, estes sendo elaborados e fundamentados atrelados a programas de incentivo a educação tecnológica, inclusive por meio da Robótica Educacional, o que tem levado empresas e instituições a se estruturarem para o fornecimento de material didático e assessoria às escolas que desenvolvam este tipo de atividade.
Estas colocações, vinculadas às publicações acadêmicas mais recentes sobre Robótica Educacional, leva a colocar em pauta um estudo sistemático que venha a possibilitar a reflexão sobre o desenvolvimento, consolidação e perspectivas desta ferramenta pedagógica. Não se tem a pretensão de tornar este estudo uma espécie de guia sobre Robótica Educacional, mas sim, um facilitador para a imersão de pesquisadores neste tema que cada vez mais se coloca presente na sociedade/redes de ensino e consequentemente levantado questionamentos sobre qual o papel da academia diante destas movimentações na educação.
2 O Projeto Político Pedagógico (PPP) é um instrumento que reflete a proposta educacional da escola. É através
dele que a comunidade escolar pode desenvolver um trabalho coletivo, cujas responsabilidades pessoais e coletivas são assumidas para execução dos objetivos estabelecidos (OLIVEIRA, 2018)
1.1.1 Contexto tecnológico e educacional
Restringindo olhares para as redes de educação básica do Brasil verifica-se uma crescente demanda por trabalhos docentes fundamentados em estratégias metodológicas que estimulem e desenvolvam a capacidade de produção e raciocínio dos estudantes. Isto se dá, em função das dinâmicas sociais e tecnológicas vivenciadas, que marca como característica desta sociedade, a autonomia pelo conhecimento. Ou seja, a sociedade contemporânea, dentre outras características é marcada pela existência de estudantes que fundamentados em suas próprias concepções, experiências e saberes são os principais responsáveis pela produção do próprio conhecimento.
O perfil do estudante atual é caracterizado pela presença das tecnologias digitais, que de fato contrastam com o mundo vivenciado pelos seus pais e professores. Essa geração de estudantes compõe, segundo Palfrey (2011), um grupo chamado nativos digitais, que são crianças que já nasceram em um mundo permeado de tecnologias digitais, diferente de seus antecessores3, que viram estas tecnologias em desenvolvimento e sendo consolidadas no dia a dia implicando inclusive nas mudanças comportamentais e sociais explicitadas atualmente.
Os nativos digitais apresentam como características: a facilidade de manuseio de dispositivos computacionais, o costume em receber informações de forma mais rápida e dinâmica, além da aptidão pelo desempenho de multitarefas de forma paralela. Para Prensky (2001) eles dão preferência a análise gráfica e/ou visual em detrimento a leitura, muito provavelmente em função da relação estabelecida pela dinâmica temporal marcada pelo imediatismo da informação e pelas múltiplas conexões estabelecidas em redes, hipertextos e informações randômicas veiculadas via motores de busca e/ou redes sociais.
Diante dos Nativos Digitais, os professores classificados por Palfrey (2011) como integrantes de um grupo chamado, Imigrantes Digitais, se veem em dilemas formativos para atender as necessidades educacionais dos jovens estudantes. Primeiro pelo fato de normalmente estar internalizada em sua prática a transmissão linear do conhecimento em função da formação concebida a eles também por meio da transmissão linear. Segundo pela dificuldade de aceitação
3 Pessoas que nasceram antes de 1980 são normalmente consideradas “imigrantes digitais”. São caracterizados
pelo fato de experimentarem o surgimento das tecnologias digitais e por conta disto buscam engajar-se as inovações tecnológicas consolidadas na sociedade.
que a “linguagem” dos Nativos Digitais é tão capaz quanto a sua própria habilidade de realização (Prensky, 2001).
Freire (2011), ao discutir que ensinar não é transferir o conhecimento e sim criar, por meio de diferentes estratégias, as condições favoráveis para que a construção e reconstrução do conhecimento ocorra, subsidia a necessidade de reflexão sobre o aspecto tecnológico presente no contexto educacional contemporâneo, uma vez que estas estratégias estarão de certa forma atreladas as tecnologias difundidas no contexto social e educacional.
As fontes de conhecimento mudaram bastante dentro da última década, sendo que o maior referencial de informações e acúmulo dos saberes desenvolvidos pela humanidade se encontram não mais restrito às academias e escolas, historicamente instituídas de resguardar os conhecimentos humanos, dentro das horas/aulas logisticamente estabelecidas e sim disponíveis vinte e quatro horas por dia na internet, acessada principalmente por meio de dispositivos móveis como smartphones, tablets e notebooks.
Ambientes virtuais de aprendizagem e redes sociais são largamente explorados por estudantes de todas as idades e níveis de ensino, as vezes por mais horas do que em sala de aula e com um nível de envolvimento e discussão muitas vezes nunca alcançados dentro das salas de aula4.
Sites hospedam tutoriais e atividades que incitam a experimentação dos estudantes e consequentemente seus feedbacks por meio dos fóruns de discussão na forma de postagens ou comentários, além de videoconferências em tempo real através de transmissões ao vivo disponíveis até nos mais simples smartphones.
Não há de negar, porém que, por trás destes mecanismos de difusão de informações e geradores de experiências disponíveis na internet, há na realidade um complexo mecanismo de geração de capital. Isso se dá, por meio da veiculação de produtos, serviços e empreendimentos até os usuários da rede, baseado em dados coletados pelos mecanismos de navegação. Por outro lado, isto não descaracteriza o potencial formativo que tem sido explorado, principalmente pelos jovens estudantes.
Este momento evidenciado apresenta-se exemplificado nas colocações redigidas a quase duas décadas na redação de abertura dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) do
4 Em função do amplo significado que o termo “sala de aula” tem recebido atualmente, principalmente após os
surgimentos das salas de aulas a distância promovida pela difusão da tecnologia da computação e da internet, cabe ressaltar que, neste termo, me refiro a sala de aula tradicionalmente estabelecida na sua estrutura física comumente utilizada pelas redes de ensino brasileiras.
Ensino Médio publicados no ano 2000, o qual exemplifica este perfil da educação contemporânea, que segundo BRASIL (2000), o referido nível de ensino, neste caso o ensino médio, era caracterizado como um sistema em mudança e que refletia a consolidação do Estado democrático brasileiro, além da inserção das novas tecnologias na sociedade bem como as mudanças evidenciadas nos meios de produção dos bens e serviços.
A dezoito anos, estas eram as implicações a serem vivenciadas pelos sistemas de educação básica do Brasil, porém, nos dias de hoje, estas mudanças já estão de fato consolidadas, internalizadas nas rotinas escolares e no dia a dia da população, levando a um momento de reflexão acerca de quais expectativas foram de fato atendidas, bem como, quais as implicações que tem se vivenciado neste contexto em relação aos processos de ensino, aprendizagem e formação docente.
1.1.2 A prática docente e o envolto tecnológico
Para Lévy (1999) as novas tecnologias devem ser direcionadas para o fortalecimento do ambiente educacional. Este fortalecimento está diretamente atribuído aos saberes e competências profissionais dos professores para lidar com estas novas tecnologias.
Apesar de muito se discutir nos cursos de pedagogia e licenciaturas, sobre metodologias diversificadas, participativas e com elementos tecnológicos, a prática profissional do magistério no Brasil tem sido marcada pelo enfoque pedagógico tradicionalunilateral, que insiste em posicionar o professor como o único detentor dos saberes e com isso, estigmatizando--o como a principal fonte do conhecimento para os estudantes.
Segundo Viríssimo (2015) é comum no Brasil a presença de práticas pedagógicas equivocadas em função de que alguns professores trabalham mais com a pedagogia tradicional, o que é justificado por Luckesi (2011) ao explicitar que isso se dá em função de que, a pedagogia tradicional permite que o professor “consiga” realizar a exposição levando-o a esperar um resultado do educando.
Cabe ressaltar que as metodologias tradicionais5, apesar de rotineiramente criticadas por acadêmicos e profissionais da educação, merecem seu devido destaque uma vez
5 Metodologia tradicional: A denominação “concepção pedagógica tradicional” ou “pedagogia tradicional” foi
introduzida no final do século XIX com o advento do movimento renovador que, para marcar a novidade das propostas que começaram a ser veiculadas, classificaram como “tradicional” a concepção até então dominante. Assim, a expressão “concepção tradicional” subsume correntes pedagógicas que se formularam desde a
Antigüidade, tendo em comum uma visão filosófica essencialista de homem e uma visão pedagógica centrada no educador (professor), no adulto, no intelecto, nos conteúdos cognitivos transmitidos pelo professor aos alunos, na disciplina, na memorização. (SAVIANE, 2006)
que as mesmas consideram a execução de ações necessárias ao atendimento de uma demanda social temporalmente específica.
Isso significa que não se trata de a metodologia utilizada ser boa ou não e sim se a mesma atende as necessidades vigentes na época em questão, neste caso, se os profissionais da educação a serviço da sociedade estão utilizando as estratégias pedagógicas apropriadas para atender a demanda social contemporaneamente vigente caracterizada pelo dinamismo e apropriação universal das informações.
Diversas são as implicações necessárias a transpor como profissional do ensino para vencer a barreira das concepções pedagógicas tradicionais.
Como descrito por Mizukami (1986, p.14), estando o educador primeiramente disposto, além de academicamente e profissionalmente preparado, ainda assim, na sua rotina de trabalho, findará por encontrar: uma gestão obrigando-o a contemplar todo o conteúdo curricular estabelecido muitas vezes de forma desanexa à realidade dos alunos; salas de aulas dispostas de forma a evidenciar sua presença como foco do processo de ensino; sistemas de avaliação quantitativos e/ou quantitativos “disfarçados” de qualitativos e alunos “treinados” a se comportarem como depósitos do educador como completa Freire (1985, p.38).
O que se pretende evidenciar neste momento a fim de fundamentar as discussões vindouras deste trabalho é que, professores e estudantes estão envolvidos num mesmo contexto social, mantendo muitas vezes uma comunicação maior e mais efetiva via redes sociais do que em sala de aula. Situam-se como iguais entre os milhares espalhados pela rede, com acesso aos mesmos saberes acumulados na história da humanidade à distância entre seus olhos e a tela, seja do smartphone ou do computador. Em ambientes como este, o professor assume um papel de suma importância para a educação contemporânea, que é justamente o de orientar o estudante no desenvolvimento de sua aprendizagem levando-o a colocar seus saberes em movimento na busca de explorar, redescobrir e redesenhar os conhecimentos humanos.
1.1.3 Catalizadores da Robótica Educacional
A difusão das Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação (TDIC), junto a tecnologia dos Micro-Eletro-Mechanical-Systems6 (MEMS), bem como o advento da Web 2.0, trouxeram para o contexto social contemporâneo novas formas de relação e movimentação da
6MEMS: Tecnologia baseada na encapsulação de sistemas formado por sensores, atuadores e elementos
micro-mecânicos além de circuitos eletrônicos em um único chip, utilizando técnicas e ferramentas desenvolvidas pela indústria de circuitos integrados.
informação e foram fundamentais para o estabelecimento da robótica como estratégia mediadora de ações pedagógicas.
Em substituição das Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC), as TDIC’s são caracterizadas pelo uso de dispositivos digitais como computadores, notebooks, tablets, smartphones, smarttvs, dentre outros, que consistem em dispositivos eletrônicos que se baseiam na lógica binária para armazenamento, processamento e movimentação de informações na forma de dados.
A redução dos custos de fabricação de equipamentos digitais, bem como a miniaturização destes se deu em função da tecnologia MEMS. Isto possibilitou atualmente a aquisição e mobilidade destes dispositivos eletrônicos por uma considerável parcela da população mundial, chegando ao patamar de que se tornou raro alguém sair para sua rotina diária sem estar acompanhado de algum destes dispositivos.
Em relação a Web 2.0, a mesma promoveu a descentralização da disponibilidade de conteúdos digitais, que em sua versão anterior estava centralizada nas grandes corporações, agora dando espaço a uma rede de criação e troca de informações pelos próprios usuários.
Meio a este cenário, as discussões e desenvolvimento de projetos de Robótica Educacional ganham espaço se impulsionando pela internet por meio da onda maker com entusiastas do do-it-you (diy)7 e pelo apoio de usuários defensores da filosofia hacker8.
Ao passo que a tecnologia MEMS barateou e diminuiu o custo de equipamentos digitais, propiciou também o surgimento de plataformas de prototipagem utilizadas como interfaces para desenvolvimento de hardwares robóticos.
O Arduino (figura 1) é um exemplo de plataforma de prototipagem eletrônica largamente utilizada em projetos educacionais de robótica em todo o mundo. A partir do Arduino é possível desenvolver uma gama de projetos, que vão desde circuitos digitais e analógicos simples para exposição em feiras científicas, até a aplicação em mecanismos de automação industrial.
7 Diy: faça você mesmo
8 A filosofia Hacker tem como fundamento a defesa do livre acesso as informações e busca pela melhoria da
qualidade de vida. Sendo originada no Massachusetts Institute of Technology, MIT, entre 1950 e 1960, foi difundido na década de 80 pelo jornalista e escritor Steven Levy.
Figura 1 – Modelos de Arduinos
Fonte: Arduino Portugal – Comunidade Arduino em Portugal (2018) 9
Trabalhos desenvolvidos no Massachusetts Institute of Technology (MIT) desde a década de 60, como a Linguagem Logo e o Scratch, associados ao potencial apresentados pelas interfaces de prototipagem como o Arduino, Raspberry e Esp32 têm possibilitado o acesso a Robótica Educacional numa linguagem de desenvolvimento simplificada e caracterizada principalmente pelo potencial educacional.
Este potencial tem sido largamente explorado por grandes corporações como Google, Microsoft, Lego, dentre outras, as quais normalmente justificam que este investimento se dá em função da necessidade de preparar novos desenvolvedores para dar conta do crescente mercado tecnológico, assim como destacado na abertura do site oficial da Google For Education (2018):
Mais de 65% dos alunos terão empregos que nem existem hoje.10 Queremos ajudar a prepará-los para esse futuro fazendo com que se interessem pelas possibilidades que a ciência da computação pode proporcionar para eles. Por isso estamos criando programas e apoiando parceiros que alcançam milhões de alunos todos os anos, com foco em garotas e outros jovens com pouca representatividade nessa área atualmente. (Fórum Econômico Mundial. "The Future of Jobs", 2016)
Em sala de aula, a Robótica Educacional configura-se como artefato tecnológico que, segundo Ribeiro (2006) possibilita ao aluno a construção subjetiva do conhecimento uma vez que os estudantes resgatam em seus próprios saberes as informações necessárias para levar
9Disponível em: < https://www.arduinoportugal.pt/o-que-e-arduino/> Acesso em out. 2018.
a assimilação de novos conteúdos, estes estrategicamente trabalhados nas problematizações desenvolvidas pelo educador.
É claro que para tanto, as problematizações devem ser elaboradas por meio de sequências didáticas fundamentadas em metodologias que buscam contextualizar os componentes curriculares estabelecidos pelos programas de ensino e colocando a experiência do educando como ponto central de partida dos trabalhos.
1.2 Objetivos
Partindo-se das considerações previamente explicitadas e nas observações de trabalhos com a Robótica Educacional desenvolvidos nas redes de ensino público do Ceará nos últimos dez anos, nos instigam a levantar algumas questões que fundamentam os objetivos deste trabalho.
1.2.1 Objetivo geral
Descrever quais os fundamentos que justificam e sistematizam os trabalhos de Robótica Educacional na educação básica por meio da observação da ação de formação de estudantes de pedagogia da Universidade Federal do Ceará.
1.2.2 Objetivos específicos
• Traçar as relações entre o desenvolvimento da tecnologia Robótica com a Robótica Educacional;
• Analisar quais as teorias e estratégias pedagógicas fundamentam se fazem presentes nas atividades de Robótica Educacional;
• Identificar e relacionar os saberes científicos basilares para o trabalho pedagógico com a Robótica Educacional.
1.3 Justificativa
A exploração do potencial pedagógico da Robótica Educacional se dá por meio do atendimento de duas necessidades, as quais devem ser atendidas de tal a forma a garantir que a
mesma flua positivamente dentro das instituições escolares: a primeira é a formação do educador e a segunda é a disponibilização de materiais e equipamentos.
Restringindo nosso foco as redes de ensino público do Ceará, evidenciamos que a disponibilização de materiais e equipamentos têm saído na frente em relação a formação do educador, o que é evidenciado pela disponibilização de kits de Robótica Educacional tanto na rede pública municipal de Fortaleza como na estadual a pelo menos dez anos como exemplificado por Farias (2012):
A Secretaria Municipal de Educação de Fortaleza (SME), em parceria com a Empresa EDACOM TECNOLOGIA, iniciou no ano de 2008, em caráter pioneiro, um projeto de robótica educacional. Atualmente este projeto está sendo executado em 50 (cinquenta) unidades escolares do 6º ao 9º ano, atendendo a aproximadamente 25.000 alunos, com ampliação em 2012 para 110 unidades escolares da Educação Infantil e Ensino Fundamental (1º ao 9º ano).
Ao analisarmos as propostas para oferta da Robótica Educacional nas graduações, podemos observar que, dentro dos últimos dez anos, não se evidenciou a discussão sobre o tema dentro da composição curricular dos referidos cursos, o que pode ser constado no anexo A.
O mais próximo disto tem sido as discussões promovidas dentro das disciplinas de Informática Educativa e Informática na Educação, que são optativas nas licenciaturas e obrigatória somente na pedagogia. No entanto, de acordo com os dados gerais desta disciplina disponibilizado pelo sistema de informática da Universidade Federal do Ceará (anexo B) não é contemplada a Robótica Educacional dentro dos componentes curriculares dos graduandos.
A análise acima se restringiu aos cursos de pedagogia e licenciaturas em matemática, física, química e biologia em função de levantamento estatístico sobre a formação dos professores que orientam trabalhos de Robótica Educacional na rede estadual, a partir dos arquivos de notícias da rede estadual de educação desde 2009, indicarem maior incidência de professores destas disciplinas.
Este descompasso presente entre a disponibilidade de material didático e formação docente aparenta ter sido a principal responsável pela constante crítica relativa ao sucateamento destes materiais, uma vez que em função do educador não ter recebido a devida formação para trabalhar com o referido material didático, estes findam a serem encerrados nos depósitos escolares tendo sua integridade e função comprometida, além disso é claro que não pode deixar de ser citado o prejuízo aos investimentos públicos realizados em materiais que não tiveram seu fim pedagógico efetivado.
Apesar deste aparente desalinhamento entre formação profissional e investimento público, um forte movimento científico tem sido observado dentro deste recorte de dez anos nas redes de ensino públicas do Estado do Ceará, o que pode ser evidenciado por meio dos eventos de divulgação das produções científicas que ocorrem anualmente tendo como destaque a Feira de Ciências Estadual que atualmente encontra-se em sua décima primeira edição, com o nome de Ceará Científico.
Este evento configura-se atualmente como um dos principais difusores da Robótica Educacional da rede municipal e estadual, tanto que em suas primeiras edições, a Robótica Educacional estava integrada a categoria de ciências da natureza e matemática, porém, em função da sua repercussão nestas edições, a mesma possui atualmente uma categoria específica a qual atrai anualmente uma das maiores audiências deste evento.
Apesar do valor pedagógico apresentado pelos trabalhos científicos de Robótica Educacional dentro dos ambientes escolares dentro desta última década, não se pode deixar de extrair daí uma questão muito importante que é justamente, qual o acesso efetivo desta tecnologia educacional a maioria dos estudantes?
Este questionamento se fundamenta na observação de que, dentro das instituições escolares, em função da limitação de materiais e principalmente pelo pouco número de professores orientadores aptos a trabalharem com esta temática, as instituições se restringem a trabalhar com um número reduzido de alunos, normalmente os considerados alunos “destaques”, que apresentam habilidades e aptidões necessárias para o desenvolvimento do projeto proposto e com isso um maior potencial de repercussão de crédito à referida instituição escolar frente ao sistema de ensino.
Isso nos leva a retomar as reflexões tecidas na abertura deste trabalho, sobre a visão de Rousseau sobre o desvirtuamento da ciência em vaidade, ao investigar o estampar de muros escolares informando que “ali, os alunos trabalham com robótica educacional”.
Esta é uma questão de grande valor, pois se a Robótica Educacional apresenta potencial pedagógico para a construção do conhecimento e desenvolvimento de habilidades dos educandos, por que ela está restrita somente aos alunos mais desenvolvidos em detrimento aos que de fato necessitam de suas contribuições?
Destas colocações emanam a justificativa geral deste trabalho que é a necessidade de investigar os fundamentos da Robótica como atividade pedagógica e sistematizar seus conteúdos a fim de subsidiar estratégias que a consolide dentro das redes de ensino de forma abrangente.
1.4 Organização do trabalho
Este trabalho foi organizado em seis capítulos dos quais esta introdução faz parte e se configura como o capítulo de número um.
O capítulo dois traz um estudo sobre a concepção da Robótica, como ciência contemporânea, descrevendo seu desenvolvimento histórico, sua contextualização com as tecnologias na atualidade e as questões sociais e filosóficas levantadas em função de sua consolidação na vida das pessoas e chegando aos sistemas de ensino.
A exposição desse trilhar se faz necessária para fundamentar como de fato a ciência Robótica veio a conceber a Robótica Educacional, bem como sua difusão pelo mundo e a legislação educacional que a rege.
O capítulo três apresenta uma revisão bibliográfica que expõe as concepções teóricas que fundamentam a utilização da robótica como atividade pedagógica, partindo desde os estudos sobre Heurísticas de George Pólya, passando pela teoria epistemológica de Jean Piaget e o Construcionismo desenvolvido por seu discípulo Seymour Papert.
Também é realizada uma discussão sobre a postura do professor ao trabalhar atividades de robótica educacional à luz da proposta da Sequência Fedathi desenvolvida por Borges Neto.
Além das concepções teóricas o capítulo três também encerra uma descrição detalhada dos conhecimentos técnicos fundamentais normalmente dominados por professores que trabalham com robótica educacional. A listagem destes conhecimentos se deu a partir de questionários aplicados a um grupo de professores orientadores de projetos de robótica educacional da rede pública do Ceará que se reúnem anualmente na Feira de Ciências do Estado. O capítulo quatro apresenta um estudo realizado em campo analisando como se dão as atividades de robótica educacional dentro da proposta curricular do curso de pedagogia ofertado pela Universidade Federal do Ceará permitindo assim traçar um perfil formativo e curricular da robótica educacional para a rede pública de Fortaleza.
Por fim, o capítulo cinco constitui as considerações do trabalho e as perspectivas para novos estudos.
1.5 Metodologia
1.5.1 Perfil da pesquisa
Em função dos fatos a evidenciados dentro do presente trabalho só apresentarem relevância, considerando os mesmos inseridos em um contexto, que envolve vários segmentos humanos, como sociedade, política, economia, saúde, segurança, necessidades energéticas e materiais, dentre outros, o mesmo foi norteado pela abordagem metodológica dialética por meio de pesquisa qualitativa sobre a interpretação dinâmica e totalizante da realidade como orienta Pradanov (2013, p. 34).
Gil (2008, p. 14) explica que a dialética “fornece as bases para uma interpretação dinâmica e totalizante da realidade, uma vez que estabelece que os fatos sociais não podem ser entendidos quando considerados isoladamente”.
Em relação a metodologia procedimental inerente aos meios técnicos utilizados para a investigação abordada neste trabalho, utilizou-se o método experimental paralelo ao método observacional. Apesar de não ser comum a utilização do método experimental em investigações das ciências humanas, o mesmo possibilitou o levantamento de dados uma vez que os objeto de estudo (aptidão no desenvolvimento de projetos de robótica educacional) sofre influências por meio da ação do pesquisador (formador) e com isto garantiu informações e momentos de feedback e reflexões (GIL, 2008).
O método observacional contemplou os momentos pós oficinas realizadas com estudantes de pedagogia da Faculdade de Educação da UFC colocando neste momento o pesquisador como expectador das ações realizadas pelos estudantes/professores envolvidos nos trabalhos de Robótica Educacional desenvolvidos na disciplina de Informática na Educação ministrada pelo Prof. Rogério Santana durante os semestres letivos de 2018.1 e 2018.2.
Quanto a natureza deste estudo, o mesmo se classificou como uma pesquisa aplicada, em função de se objetivar neste trabalho a aplicação prática de novos meios e processos metodológicos induzidos diretamente na formação docente a fim de proporcionar as ciências implícitas no processo a serem erguidas em prol dos interesses sociais contemporâneos. Quanto aos objetivos, classifica-se como pesquisa descritiva a fim de possibilitar a comunidade científica/acadêmica dados e informações que levam ao desenvolvimento de estudos mais aprofundados sobre a temática abordada e consequentemente o desenvolvimento de métodos pedagógicos que atendam às necessidades advindas das mudanças tecnológicas.
No ponto de vista dos procedimentos técnicos desenvolvidos neste trabalho, optou-se por configurá-lo como uma pesquisa participante, que optou-segundo Pradanov (2013):
“[...]caracteriza-se pela interação entre pesquisadores e membros das situações investigadas. A descoberta do universo vivido pela população implica compreender, numa perspectiva interna, o ponto de vista dos indivíduos e dos grupos acerca das situações que vivem.”
A forma de abordagem do estudo configurou-se como qualitativa em função de utilizar-se do ambiente natural onde ocorre o fenômeno (instituição de formação docente) para a coleta dos dados que por sua vez apresenta uma relação dinâmica entre o os sujeitos e suas subjetividades integrados ao mundo real.
1.5.2 Instrumentação e técnicas
Pradanov (2013, p.102) apresenta que a “observação direta extensiva ocorre através do questionário, do formulário, de medidas de opinião e de atitudes, história de vida, discussão em grupo, análise de conteúdo, testes, sociometria”. Esta técnica apresentou as principais características abordadas no desenvolvimento das ações de coleta de dados deste trabalho, os quais ao serem extraídos da realidade, por meio da observação participante, nos forneceram os dados primários a serem refinados a posteriori.
Como instrumento de avaliação do estado da arte, se fez uso da revisão de documentos obtidos pelo canal de notícias da Secretaria da Educação do Estado do Ceará, além dos documentos curriculares oficiais disponibilizados pelo sistema de informação na web da Universidade Federal do Ceará.
A fim de obter dados mais objetivos relativos a natureza dos indivíduos envolvidos, foi lançado também o uso de formulários de pesquisa em três etapas das formações, levantando dados sobre conhecimentos prévios, perspectivas, dificuldades encontradas e saberes consolidados de forma curricular.
Todas as atividades foram registradas em áudio e vídeo e transcritas posteriormente sendo observadas as implicações pedagógicas instigadas por meio da revisão bibliográfica levantada para orientar a pesquisa.
Consolidada a coleta dos dados passaremos a análise e interpretação dos mesmos através dos conteúdos e dos discursos construídos por estes, levando assim a construção teórica sustentada pelos teóricos abordados.
2 CONCEPÇÕES ACERCA DA ROBÓTICA E DA ROBÓTICA EDUCACIONAL
As alíneas redigidas a seguir objetivam fundamentar a temática abordada de tal forma a embasar a esclarecer como os vários contextos sociais ao longo da história, estão de fato, de uma forma ou outra relacionados com o desenvolvimento das tecnologias que atualmente conceituamos como robótica. Busca-se apresentar como seu contexto de desenvolvimento envolveram e impulsionaram outras ciências como: a física, química, matemática, dentre outras, as quais encontram-se estabelecidas no atual currículo escolar. É apresentado também, as relações existentes na arte e literatura como catalisadora do intelecto e criação humana bem como a resposta cultural dos impactos da consolidação tecnológica na vida da sociedade instigando a levantar discussões filosóficas e sociológicas quanto a várias passagens da robótica como determinantes dos modos de vida da humanidade ao longo dos anos como por exemplo: disponibilidade de recursos, poderio bélico, conforto e bem-estar.
Por fim, são apresentadas algumas concepções teóricas que fundamentam a utilização da robótica como auxiliar nos processos de ensino e aprendizagem constituindo assim a terminologia: Robótica Educacional.
A metodologia utilizada para este estudo consiste no levantamento bibliográfico e consulta de documentos oficiais, tendo como principal fonte de busca, indexadores acadêmicos e sítios de internet oficiais do Governo Federal Brasileiro.
2.1 A Robótica e seu histórico sociocultural e filosófico
2.1.1 História e evolução da Robótica
Temos presenciado o interesse das instituições de ensino por atividades que envolvem o que tem se chamado de Robótica Educacional. Este tema, apesar de se referenciar na atualidade, na realidade tratar-se de uma área que vem sendo desenvolvida ao longo dos séculos, situando-se sempre ao entorno de questões cotidianas, que desde então sempre foram exploradas mediante as necessidades de natureza energética e ambiental, e que envolvem uma formação crítica multidisciplinar e interdisciplinar contemplada por saberes e conhecimentos em áreas como: física, química, matemática, linguagem, geografia, biologia, história dentre outras.
Ainda hoje, muitas pessoas acreditam que a área conhecida hoje como robótica, seja algo recente ou, em outras palavras, que a robótica tenha tido origens a partir do século XX, no entanto, argumentos favoráveis e fatos históricos sobre o desenvolvimento de
autômatos na antiguidade fundamentam que a robótica faz parte do cotidiano da humanidade desde seus primórdios.
A Robótica se estabeleceu como ciência durante o século XX entretanto a mesma já se fazia presente em diversas civilizações antigas através dos desenvolvimentos e construções de dispositivos automatizados, mecanismos e ferramentas.
Normalmente é atribuído à Grécia Antiga (1100 a.C - 146 a.C.) o local de advento dos primeiros autômatos, entretanto diversos estudos (BRETT, 1954; HOBSBAWM, 1952; THOMPSON, 1988) indicam que este tipo de atividade data de períodos e povos mais antigos dentre os quais se pode citar a civilização Egípcia (3150 a.C. - 1070 a.C.) em que mecanismos autônomos de segurança eram implementados nas edificações de pirâmides a fim de impedir a ação saqueadores ou outros tipos de invasores de acordo com a tradução de Pierre Vattier do manuscrito árabe redigido por Murtada Ibn Al-Khafîf (1154-1237), normalmente intitulado l'Egypte de Murtadi fils du Gaphiphe (O Egito de Murtadi filho do Gaphiphe).
Dispositivos como os citados por Al-Khafîf compunham um conjunto de mecanismos projetados e construídos de tal forma a aproveitar propriedades ópticas de pedras preciosas, bem como, da canalização de fluxos de ar dentro de dutos de ventilação, a fim de promover o referido efeito de tochas na impressão de presença de outros seres por meio dos sons gerados pela modelação do ar. O que nada mais é do que uma versão primitiva dos alarmes eletrônicos que temos hoje instalados em nossos veículos e casas.
Na literatura e na mitologia sempre se encontram elementos que inspiram a criatividade humana. Na antiguidade este fato já era evidenciado pela busca da criação de dispositivos que viessem a servir as ordens de seus criadores o que encontramos por exemplo nas narrativas de Homero, o qual inspirado pelos fascínios da criação de seres perfeitos, relatou na Ilíada a existência dos autômatos11, seres mecânicos inteligentes, criados pelo deus Hefesto os quais eram seus serventes e protegiam seu palácio feito de metal.
De acordo com a narrativa de Homero, o deus Hefesto construiu em seu palácio seres autômatos que lhe serviam como ajudantes em suas tarefas e protegiam seus domínios. Dentre estes autômatos Hefesto teria criado os trípodes que continham rodas de ouro o que as permitiam locomover-se sozinhas para as reuniões dos deuses.
11 Autômato: conversão latim da palavra grega αὐτόματον, autômato, que significa "agindo pela vontade própria".
Comumente descreve máquinas que se movimentam de forma autônoma, especialmente aquelas que imitam ações humanas ou de animais
Figura 2 - Apolo sobrevoando o mar utilizando um Trípode alado
Fonte: ResearchGate repositório digital (2017)12
Obras como as de Homero e de outros escritores da época possivelmente vieram a servir de inspiração para estudiosos como Ctesibius, matemático e engenheiro grego que viveu entre 285-222 a.C. em Alexandria no Egito. Durante a juventude Ctesibius prestava assistência ao pai que era barbeiro, ofício no qual concebeu sua primeira invenção, que consistia num espelho suspenso contrabalanceado por pesos de chumbo, que com a ajuda de um sistema de varas, permitiam ajustar a altura do mesmo de acordo com a estatura do cliente. Neste ofício Ctesibius também presenciou sua primeira experiência com a pneumática na qual eventualmente percebeu que o contrapeso de chumbo utilizado em seu engenho anteriormente citado, ao passar por dentro de um tubo, comprimia o ar que ao escapar por pequenas fendas emitia sons que podiam ser modelados abrindo assim sua mente para o desenvolvimento de vários mecanismos pneumáticos e autômatos, que vão desde instrumentos musicais até armas militares.
Ainda em Alexandria, outro grego chamado Heron (10 d.C. - 80 d.C.) construiu diversas invenções dentre as quais se destaca a primeira máquina de “vender água da história”, em que a mesma liberava um jato de água ao receber uma moeda do usuário.
12
Disponível em: <https://www.researchgate.net/figure/303820506_fig2_Fig-4-Apollo-flying-over-the-sea-on-his-winged-tripod-Below-him-dolphins-fish-and> Acesso em out. 2017.
Figura 3 - Ctesibius de Alexandria
Fonte: Enciclopédia Britânica Online (2017)13
Heron foi responsável pelos primeiros experimentos com energia eólica, em que aperfeiçoou o funcionamento do Hydraulis, um órgão a água construído por Ctesibius, através da integração de um pistão em um cata-vento, o que alimentava os dutos do órgão com um fluxo contínuo de ar. Também lhe é atribuída a criação de diversos outros mecanismos os quais são: a eolípila14, a seringa, a bomba de pressão projetada para uso dos bombeiros de Roma, os teatros de autômatos, a porta automática e um veículo móvel capaz de se movimentar para frente e para trás movido pela energia cinética proporcionada pela queda de grãos de trigo dentro de um mecanismo sendo este considerado um dos mais autênticos autômatos da época.
Figura 4 - Máquina de vender água
Fonte: Greek Boston (2017)15
Figura 5 - Eolípila
Fonte: ResearchGate (2017)16
Figura 6 - Teatro de autômatos
Fonte: Explorable.com (2017)17
13 Disponível em: < https://www.britannica.com/biography/Ctesibius-of-Alexandria?oasmId=136707> Acesso
em out. 2017.
14 Eolípila: considerado o primeiro motor a vapor documentado a eolípila consiste em uma câmara com tubos
curvados por onde vapores são expelidos impulsionando o movimento da câmara em torno dos hemisférios dos quais está suspensa.
15 Disponível em: < http://www.greekboston.com/culture/inventions/vending-machine/> Acesso em nov. de
2017
16 Disponível em: <
https://www.researchgate.net/figure/226680721_fig16_Fig-16-a-Heron%27s-aeolipile-and-b-a-modern-replica-photographed-by-Katie-Crisalli> Acesso em nov. de 2017
Diante destes exemplos fica esclarecido porque é atribuído historicamente aos gregos a construção dos primeiros autômatos (AZEVEDO, 2006 p. 4).
Com o passar dos séculos muitos dispositivos robóticos foram concebidos pela humanidade em várias civilizações. No entanto, aos árabes, se atribui o interesse no desenvolvimento de mecanismos que fossem de encontro às necessidades humanas dando um destaque especial ao polímata Al Jazari (1136–1206) que viveu durante a Idade do Ouro Islâmico, equivalente a Idade Média, ao qual é atribuída a autoria do manuscrito “O Livro do Conhecimento de Dispositivos Mecânicos Engenhosos”, em que é descrito com detalhes o funcionamento e instruções de construção de cem mecanismos que vão desde relógios até sistemas de irrigação.
Figura 7 – Sistema de irrigação Figura 8 – Sistema de irrigação Figura 9 - Relógio
Fonte: O Livro do Conhecimento de Dispositivos Mecânicos Engenhosos (Al-Jazari) (2017)
A partir do século XV os autômatos começam a trilhar rumo a uma maior complexidade quando dentre outros destaques, Leonardo da Vinci (1452 – 1519) desenvolveu uma extensa investigação acerca da anatomia dos animais possibilitando assim a disponibilidade de consideráveis referências para o desenvolvimento e criação de articulações mecânicas. Neste período se nota o surgimento de diversos exemplares de bonecos que moviam os membros, os olhos e que conseguiam executar ações simples como escrever ou tocar alguns instrumentos. Neste momento presenciamos o surgimento dos conceitos trabalhados atualmente na biônica, na medicina de próteses e na cibernética, ciências estas que buscam integrar organismos vivos, sistemas eletromecânicos e computacionais para o desenvolvimento de próteses, órgãos artificiais e exoesqueletos de melhoria artificial de humanos.
Nesta época já se discutia o impacto da existência de máquinas que pudessem consequentemente substituir a força de trabalho, principalmente após contribuições do inventor e artista francês Jacques de Vaucanson (1709 – 1782) ao qual é atribuído a construção do
primeiro androide18, o qual tinha a capacidade de tocar flauta. De fato, este impacto realmente começou a ser percebido durante o século seguinte no qual presenciou-se a primeira revolução industrial, em que ocorreu um intenso deslocamento da população rural para os centros urbanos, criando enormes concentrações urbanas (KNAPP, 1989, p. 77). Os operários viviam em péssimas condições de trabalho e moradia bem como expostos à insalubridade o que levava a dispersão de várias doenças.
Após os primeiros anos da industrialização foi na tecnologia fabril, financiada pela produtividade da classe operária, que se iniciou um rápido processo de desenvolvimento a fim de promover a substituição de mão de obra humana por máquinas e equipamentos (HOBSBAWM, 1952), o que promoveu a rápida ascensão do nível de desemprego refletindo no grande número de famílias vivendo em estado de miséria nos centros urbanos. Por outro lado, ao passo que se desenvolveu a revolução industrial, se notou a revolução agrícola em função da presença da mecanização, que também abrangeu os processos rurais. Isto possibilitou o aumento na produtividade e oferta de alimentos, o que levou a redução de custos e consequentemente garantiu a subsistência destas famílias em situação de miséria, o que por sua vez promoveu um aumento da taxa de natalidade da população intensificando ainda mais a densidade demográfica e os problemas sociais.
Por volta de 1860 se presenciou uma segunda Revolução Industrial, a qual agora estava caracterizada pela investida às inovações técnicas, dentre as quais destaca-se a energia elétrica, a siderurgia do aço, os avanços e desenvolvimento nos meios de transportes e o surgimento de novos meios de comunicação como o telégrafo e telefones. Neste momento, a mão de obra operária da qual até então não se exigia considerável capacitação técnica passou a ser cobrada cada vez mais pela especialização que atendesse a crescente demanda dos processos de produção condizente com os avanços tecnológicos.
Entendendo que a Educação é uma prática social que é determinada por seu contexto histórico, há evidências que no período por hora em destaque, a escola assumiu um papel fundamental na formação da mão-de-obra necessária ao modelo de produção industrial, tanto que a classe hegemônica garantia materiais didáticos para que não faltasse meios às escolas de possibilitar a qualificação dos operários nas habilidades requeridas pelos meios de produção. Isto refletia na própria escola, uma vez que a mesma estava a se deparar com
18 Andróide: Aparelho ou máquina que se assemelha à figura humana inclusive apresentando movimentos e
inovações, que até então os professores também ainda não tinham formação para uso e compreensão.
E será na virada do século XIX para o século XX, com o desenvolvimento do behaviorismo, que se define com mais clareza o significado do termo “tecnologia do ensino e aprendizagem”, em parte detalhado e desenvolvido pelo trabalho de Skinner (1972), pesquisador o qual apresentou fortes influências no período, as quais repercutem ainda nos dias de hoje através de seus estudos comportamentalistas, a partir dos quais foram desenvolvidos diversos processos ou programas de ensino denominados métodos de instrução (SILVA, 2006, p. 2) os quais fundamentam o instrucionismo.
Voltando a atenção à resposta cultural apresentada na época, presenciamos um momento marcante na história dos autômatos, o qual foi a primeira vez em que a terminologia robô foi utilizada. O escritor e dramaturgo tcheco, Karel Capek (1890-1938) em uma de suas peças teatrais intitulada R.U.R.19, conta a história de um cientista chamado Rossum, o qual cria uma substância química utilizada para construção de robôs humanoides, que deveriam ser obedientes e realizar todo o trabalho físico, entretanto o exército de robôs construídos finda se tornando muito inteligente e terminam por dominar o mundo.
Outras produções culturais da época também apresentam em sua trama a natureza ostensiva dos robôs sobre a humanidade, se destacando dentre elas o filme alemão de ficção científica “Metrópolis”20 no qual se apresenta a preocupação crítica com a mecanização da vida industrial nos grandes centros urbanos.
Dentre as influências culturais sobre o tema nos anos 1940, se destaca o escritor russo Isaac Asimov (1920-1992) o qual trilhou um caminho inverso acerca da relação humana com a mecanização, até então muito criticada em função de quase três séculos de submissão social, apesar da considerável evolução econômica presenciada. Asimov dedicou-se a produção de ficções que buscavam mostrar as possibilidades da humanidade ao utilizar a robótica no contexto diário.
A partir deste momento a robótica se consolida como ciência e surgem os esforços para a construção de robôs industriais dos quais é atribuída ao engenheiro Joseph F. Engelberger (1925-2015) a construção do Unimate, primeiro robô industrial montado e comercializado mundialmente pela General Motors.
19 R. U. R. Rossumovi Univerzální Roboti (Robôs Universais de Rossum). A frase em inglês "Rossum's Universal
Robots" foi usada como legenda na versão checa original. O termo robô derivaria do tcheco e significaria “escravo” o que implicaria em influência crítica marxista nesta peça de teatro.
Deste ponto em diante a robótica é disseminada industrialmente e fortalece o produtivismo decorrente do modelo econômico estabelecido, os robôs industriais começaram mais uma vez a efetivar a preocupação social iniciada no século XVI, buscando o aumento na produtividade, a melhoria na qualidade dos produtos consequentemente possibilitando a redução de custos com o operariado.
2.1.2 Contextualizando tecnologias em robótica na atualidade
Grandes transformações sociais ocorreram em entre as décadas de 60 e 70 em função da internacionalização da economia.
É no cenário das grandes transformações sociais ocorridas no final dos anos 1960 e meados de 1970 que se desencadeou o que vários teóricos compreendem como sendo a nova face da internacionalização da economia. A globalização, sob a égide do capital financeiro, redimensiona a divisão social do trabalho, buscando uma flexibilidade no processo de trabalho, impulsionado pela tecnologia de base microeletrônica, pela robótica, dentre outros. Aliando os avanços do campo tecnológico e o capital industrial, desencadeiam-se profundas mudanças de ordem econômica, política, cultural e social. (LIS, 2014)
Foi meio a este cenário que em 1961, a General Motors colocou em funcionamento o robô Unimate. Cenário este, em que se observava que a sociedade se encontrava sob influência de uma forte tendência tecnológica derivada da corrida espacial e da expansão econômica herdada do pós-guerra. A partir deste momento se iniciou a difusão de robôs nas linhas de produção a qual continua em expansão até os dias de hoje.
Os primeiros robôs industriais eram projetados para realizar basicamente trabalhos de manipulação de objetos de grande massa ou sob condições nocivas a manipulação humana. Normalmente a rotina de trabalho destes robôs era limitada a uma única função, a qual era repetida de forma sequencial. Devido à ausência de sensores apropriados, o equipamento se limitava a apresentar somente os seus estados internos de operacionalização o que não era suficiente para uma leitura externa as condições ambientais ao qual o robô estava inserido e consequentemente exigia que a estação de trabalho do equipamento fosse especialmente projetada para tal finalidade.
Os robôs desta época ficaram conhecidos como Robôs de Primeira Geração limitados a funções específicas e sequenciais, dependentes de uma preparação especial do ambiente para êxito de suas funções. Alguns exemplos destes robôs podem ser conferidos nas imagens apresentados a seguir:
Figura 10 – Unimate Figura 11 – Palletizer
Fonte: Robotic Industries Association (2018)21 Fonte: AZO Robotics (2018)22
Figura 12 – Puma Figura 13 – Famulus
Fonte: Timetoast (2018)23 Fonte: International Federation of Robotics (2018)24
Uma esteira rolante que transporta caixas depositadas sobre um ponto A (começo de sua superfície) a um ponto B (fim de sua superfície) é um bom exemplo de um robô simples de primeira geração.
Figura 14 –Robô de primeira geração: Esteira de transporte de carga
Fonte: produzido pelo autor (2018)
A medida que caixas são depositadas no ponto A as mesmas devem ser recolhidas quando chegam em B. Se em algum momento as caixas são forem recolhidas ao
21 Disponível em: <https://www.robotics.org/joseph-engelberger/unimate.cfm>. Acesso em jun. de 2018. 22 Disponível em: <https://www.azorobotics.com/equipment-details.aspx?EquipID=295>. Acesso em jun. de
2018.
23 Disponível em: <https://www.timetoast.com/timelines/primeros-robots>. Acesso em jun. de 2018. 24Disponível em: < https://ifr.org/robot-history>. Acesso em jun. de 2018.