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GT 16 – Educação e Comunicação
A ROBÓTICA EDUCACIONAL NA MATEMÁTICA BÁSICA: UMA PROPOSTA DE APRENDIZAGEM COLABORATIVA
Carlos Alberto Pedroso Araújo (UFOPA) José Ricardo e Souza Mafra (UFOPA)
INTRODUÇÃO
O momento atual, no qual se discute o uso de tecnologias na educação, não se constitui um desafio inédito. Basta refletirmos que, o caderno foi introduzido no ambiente escolar apenas no século XVI (HÉBRARD, 2001), assim como o lápis e a pena metálica, foram inventados somente no início do século XIX. Tais recursos tecnológicos modificaram a maneira de ensinar, exigindo dos educadores novas práticas em suas ações, pois, ao ser inserida na escola, a escrita provocou nos sujeitos exigências e comportamentos inéditos (SANTOS, 2002). Tais desafios certamente sempre terão de ser enfrentados pelos profissionais da educação, de maneira que estes consigam trazer para o seu contexto as ferramentas tecnológicas. Nesse contexto, sabendo-se do papel importante que a escola desempenha na preparação dos estudantes para o mundo contemporâneo, é pertinente investigar proposições e soluções que motivem os aprendizes a refletir sobre novas formas de se relacionar e se comunicar. A partir desse pressuposto, apresentamos o seguinte problema de investigação: quais as possibilidades pedagógicas de um ambiente de aprendizagem colaborativa mediado por sistemas robóticos sob a perspectiva da teoria da atividade? A fim de responder a essa questão, esta investigação em desenvolvimento tem,
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inicialmente, o objetivo de produzir e dimensionar atividades didático-pedagógicas – a partir de um programa exploratório em robótica educacional – sob uma forte base teórica calcada na Teoria da Atividade (TA), de tal forma que estejam articuladas com o ensino/aprendizagem de conceitos matemáticos. Em seguida, buscaremos investigar como ocorrem os processos de pensamento, comunicação, interação e conhecimento através da realização dessas atividades com robótica em uma escola da educação básica em Santarém (PA). Este artigo, além da introdução, apresenta algumas considerações sobre a robótica educacional, a aprendizagem colaborativa, a TA e como elas estão articuladas. Na sequência, detalhamos as etapas do método a ser utilizado no trabalho, finalizando com algumas considerações sobre a proposta de investigação.
REVISÃO DA LITERATURA
No âmbito desta pesquisa, está sendo proposta a aprendizagem colaborativa como uma estratégia a ser abordada nas atividades de robótica educacional. Na aprendizagem colaborativa a ênfase está na interação entre os sujeitos e onde todos aprendem com todos. Neste modelo, o facilitador – que pode ser o professor – mediado pelo sistema de aprendizagem colaborativa, propicia situações de aprendizagem que levam a um enriquecimento pessoal e coletivo. Dillenbourg (1999) estabelece uma definição ampla – mas não satisfatória, segundo ele – de aprendizagem colaborativa afirmando que é uma situação na qual duas ou mais pessoas aprendem ou tentam aprender algo juntas. O autor afirma que esta definição pode criar objetos de estudo com diferentes escalas, tais como, de 2 a 30 sujeitos e de 20 minutos a um ano. Por exemplo, a pesquisa em aprendizagem colaborativa se preocupa com um grupo de dois a cinco indivíduos que colaboram por mais ou menos uma hora. Este é o caso da nossa pesquisa, onde as atividades de robótica pedagógica reunirão pequenos grupos de, no máximo, cinco alunos. No outro extremo da escala temos a aprendizagem colaborativa suportada por computador. Por sua vez, a robótica educacional é a aplicação da tecnologia da robótica na área pedagógica. Quem deu os primeiros passos na direção desse ambiente de aprendizagem foi Seymour Papert, em meados dos anos 60. Ele construiu um robô, chamado tartaruga de solo, e desenvolveu a linguagem LOGO, a qual controlava tal dispositivo robótico (PAPERT; SOLOMON, 1971). Na segunda versão deste robô, com o surgimento dos computadores pessoais, Papert desenvolveu uma tartaruga gráfica que se movimentava na tela do monitor.
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Considerando que as atividades com robótica pedagógica são realizadas em grupos colaborativos de estudantes (ZILLI, 2004; SILVA, 2009; MALIUK, 2009; MORAES, 2010), buscamos analisar essas atividades como um esforço coletivo, segundo a TA desenvolvida por Engeström (1987). A TA originou-se a partir do trabalho de, principalmente, dois psicólogos russos, Vygotsky (2007) e Leontyev (1981). Foi originalmente concebida como um modelo da psicologia humana, no entanto passou por adaptações a fim de permitir análises de situações mais complexas que envolvem processos pessoais e organizacionais (LEONTYEV, 1981). Para Vygotsky (2007) a formação do ser humano se dá numa relação dialética entre este e a sociedade, o aprendizado ocorre na interação que o sujeito estabelece com o ambiente – o sócio-interacionismo. A TA, que expandiu o modelo socio-interacionista de Vygotsky, propôs uma metodologia para novos aprendizados no local de trabalho (ENGESTRÖM, 1987). Entretanto, nesta investigação, buscamos adequar essa teoria às atividades em robótica educacional. Assim, a partir de um contexto de atividade pedagógica, os elementos da TA de Engeström assumem outro significado: sujeito é o professor; artefato mediador é a robótica educacional; objeto é o problema matemático que será estudado pelo professor e alunos; regras são as normas e convenções da sala de aula; comunidade é formada pelo professor e alunos e; divisão de trabalho consiste da negociação de tarefas e responsabilidades na sala de aula. Visto que a robótica educacional é uma área de estudo recente, poucos trabalhos tem sido desenvolvidos com o objetivo de contribuir para o processo de ensino/aprendizagem. Segundo Junior, Vasques e Francisco (2010) 45% dos estudos que focam este objeto são de Programas de Pós-Graduação em Ciência da Computação e apenas 27% são oriundas dos Programas em Educação. Sendo a maior concentração dos trabalhos (72%), nas regiões sul e sudeste do Brasil. A partir disso, justifica-se o desenvolvimento de trabalhos acadêmicos sobre este tema em programas de Pós-Graduação em Educação na Região Norte.
MÉTODO
Segundo Gil (2002) as pesquisas exploratórias têm o objetivo de familiarizarmo-nos com um problema ainda pouco conhecido, visando torná-lo mais explícito ou, ainda, colaborando na construção de hipóteses. Dessa maneira, esta pesquisa será abordada pelo paradigma qualitativo de caráter exploratório e será desenvolvida em uma escola da educação básica de Santarém, no Pará. Os
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gestores e professores da escola farão a seleção de alunos para participar do projeto. As atividades na escola serão realizadas com o kit LEGO Mindstorms EV3 ®, desenvolvido para adolescentes, com objetivos educativos, a partir de uma parceria entre o MIT Media Laboratory e a LEGO, e a participação de Seymour Papert. Com a finalidade de introduzir a robótica educacional, utilizaremos uma adaptação da metodologia RoboEduc proposta em (SILVA, 2009). Em linhas gerais, esta metodologia apresenta três grandes etapas que são: formação em robótica educacional a ser realizada com os profissionais envolvidos no projeto, a realização de oficinas de robótica com os alunos da escola e, finalmente, o processo de avaliação. Para a coleta de dados, o principal método utilizado será a observação durante a realização das oficinas, onde serão avaliadas, principalmente, as interações aluno/aluno, professor/aluno e aluno/robô. Além da observação, outro instrumento será um questionário realizado com professores e alunos, cujo principal objetivo será saber como as oficinas de robótica influenciam no processo de ensino/aprendizagem.
CONSIDERAÇÕES SOBRE A INVESTIGAÇÃO
De acordo com Maliuk (2009) a robótica educacional ou pedagógica preocupa-se com "o processo de construção e elaboração do pensamento do aluno" e o objetivo não está apenas em construir um artefato, mas no enfoque do percurso utilizado até que o produto final seja atingido. A robótica educacional pode propiciar a interação professor/aluno e aluno/aluno por meio de atividades concebidas e construídas em grupos que exploram diferentes competências intelectuais. Essa tecnologia vem ao encontro dos anseios de educadores que buscam estimular seus educandos a desenvolverem a criatividade, motivados pelo uso da tecnologia (MORAES, 2010). Segundo Silva (2009), a partir da análise de características da robótica industrial, pode-se afirmar que o uso da robótica em sala de aula pode desenvolver a autonomia, a capacidade de trabalhar em grupo, a interdisciplinaridade, desenvolver habilidades e competências ligadas à lógica, entre outros objetivos. Particularmente, em se tratando de pesquisas em educação matemática, os encaminhamentos proporcionados pela utilização da robótica educacional, aplicada ao ensino e a aprendizagem de conceitos matemáticos, podem fornecer indícios de percepções e interações significativas para o entendimento de como ocorrem processos de aquisição de conceitos matemáticos, a partir de interações sociais entre
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os envolvidos. Tais características envolvidas nesta investigação objetiva tanto o aumento gradativo da capacidade de abstração matemática, por parte de alunos em processo de escolarização, como também munir o professor de um ferramental alternativo, em termos de acréscimo em sua prática permanente de atividade docente. Nessa perspectiva, este estudo pretende contribuir para o conjunto de pesquisas referentes à educação matemática e suas relações com o uso de tecnologias, notadamente a robótica educacional ou pedagógica, mais especificamente na formulação de uma base teórica consistente para os estudos em robótica educacional aplicada a educação matemática.
REFERÊNCIAS
DILLENBOURG, P. What do you mean by collaborative learning? In P. Dillenbourg (Ed) Collaborative learning: Cognitive and Computational Approaches. Oxford: Elsevier, 1999. p.1-19. ENGESTRÖM, Y. Learning by Expanding: an activity-theoretical approach to developmental research. Helsinki: Orienta-Konsultit Oy, 1987. GIL, A.C. Como elaborar projetos de pesquisa. 4.ed. São Paulo: Atlas, 2002. HÉBRARD, J. Por uma bibliografia material das escrituras ordinárias. O espaço gráfico do caderno escolar (França – Séculos XIX e XX). Revista Brasileira de História da Educação. Campinas: Autores Associados, n.1, p.115-141, 2001. JUNIOR, N. M. F; VASQUES, C. K; FRANCISCO, T. H. A. Robótica educacional e a produção científica na base da CAPES. Revista Eletrônica de Investigação e Docência, p.35-53, 2010. LEONTYEV, A. N. The problem of activity in psychology. In Wertsch, J.V.(Ed.). The concept of activity in Soviet psychology. Armonk, N.Y.: M.E.Sharpe, 1981. p.120–142. MALIUK, K. D. Robótica educacional como cenário investigativo nas aulas de matemática. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-graduação em Ensino de Matemática. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2009. MORAES, M. C. Robótica Educacional: socializando e produzindo conhecimentos matemáticos. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-graduação em Educação em Ciências: Química de Vida e Saúde. Universidade Federal do Rio Grande. Rio Grande, 2010. PAPERT, S.; SOLOMON, C. Twenty Things to do with a Computer. Artificial Intelligence Memo No. 248. Cambridge: MIT Artificial Intelligence Lab. 1971. SANTOS, V. M. dos. Caderno escolar: um dispositivo feito peça por peça para a produção de saberes e subjetividades. Caxambu, 25ª Reunião da ANPED, GT. História da Educação, 2002.
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SILVA, A. F. da. RoboEduc: Uma Metodologia de Aprendizado com Robótica Educacional.127 f. Tese (Doutorado) – Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Natal, 2009. VYGOTSKY, L. S. A formação social da mente. 7.ed. Tradução: José Cipolla Neto, Luis Silveira Menna Barreto, Solange Castro Afeche. São Paulo: Martins Fontes, 2007. ZILLI, S. do R. A Robótica Educacional no Ensino Fundamental: Perspectivas e Prática. 2004. 89 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Programa de PósGraduação em Engenharia de Produção, UFSC, Florianópolis.
