ESCOLA ESTADUAL AMOR DIVINO
Pernambuco
GRE Metropolitana Sul
Projeto
Introdução à Robótica
Educacional como ferramenta de apoio no processo de ensino e
aprendizagem.
Jaboatão dos Guararapes
2015
Sumário
INTRODUÇÃO
A Robótica Educacional é uma área
que possui um forte potencial multidisciplinar, pois engloba o
conteúdo de diferentes Áreas do Conhecimento e Componentes
Curriculares, tendo como objetivo a construção de equipamentos
automatizados por parte dos estudantes.
É cada vez mais comum o uso destes
equipamentos para auxiliar os seres humanos em inúmeras tarefas
repetitivas, insalubres e perigosas, bem como para as mais variadas
atividades do seu cotidiano.
Diante das demandas da sociedade,
iniciou uma proposta de robótica educacional com o uso de materiais
recicláveis e sucata com o intuito de mostrar aos educandos que
seria possível fazer algo com objetos que muitos consideravam
inúteis. Foram desenvolvidos com esses materiais o braço hidráulico
e o carrinho luz. Posteriormente foi feito com um kit, o carrinho
seguidor de linha e agora pretende-se dar continuidade com o kit
Arduíno.
O hardware e software podem ser uma
excelente ferramenta de ensino e aprendizagem se bem aplicada e
explorada no ensino médio. Os dispositivos automatizados instigam a
curiosidade de adolescentes, assim utiliza-se tal curiosidade para
proporcionar ao educando uma maneira lúdica de aprendizagem de
disciplinas como: Matemática, Física, Língua Portuguesa,
Informática, Educação Física e Geografia de forma simples e
agradável, contemplando todas as Áreas do Conhecimento.
Utilizaremos para esse objetivo uma
plataforma de prototipagem eletrônica de hardware livre chamada
Arduíno, que será usado para o desenvolvimento de objetos
interativos independentes, ou ainda para ser conectado a um
computador hospedeiro.
OBJETIVOS
Objetivo
Geral
Proporcionar ao educando do Ensino
Médio o aprendizado dos conteúdos dos Componentes Curriculares das
quatro Áreas de Conhecimento que constam em sua grade curricular
através do uso da plataforma de prototipagem eletrônica de hardware
livre Arduíno, como sequência
das ações de anos anteriores do projeto de robótica feito com
sucata e posteriormente com kit´s (" braço hidráulico,
carrinho luz e carrinho seguidor de linha").
Objetivos Específicos
• Proporcionar ao educando o contato
com equipamentos de robótica;
• Ensinar sobre a prototipagem
eletrônica através de projetos desenvolvidos em grupo ;
• Promover um espaço de
aprendizagem interdisciplinar e contextualizado, envolvendo
diretamente as disciplinas de: Matemática, Física, Língua
Portuguesa, Informática, Educação Física e Geografia;
• Possibilitar melhor compreensão
dos conceitos básicos envolvidos em modelagem matemática,
matemática binária, mecânica, eletrônica, produção de texto,
programação, movimentos do corpo humano e localização de objetos;
• Promover a capacidade da aplicação
do Arduíno num contexto de solução de um problema.
JUSTIFICATIVA
Qual professor nunca ouviu a pergunta:
Para que serve esse assunto?
Os educandos não conseguem perceber o
significado daquilo que é ensinado e por isso não se sentem
motivados para aprender os conteúdos das disciplinas. Essas mesmas
disciplinas são ministradas de forma isolada uma das outras, criando
abismos para os estudantes perceberem o que há de comum entre elas.
Surgiu a ideia da criação de um projeto contextualizado e
interdisciplinar para estimular a criatividade e curiosidade desses
educandos.
A Robótica Educacional foi escolhida
como estratégia para aglutinar os aprendizes em torno de um tema que
seria o norteador do projeto. Para isso, decidiu-se utilizar a
plataforma de computação física denominada de Arduíno, devido ao
aumento de sua popularidade (tanto no meio acadêmico como amador),
por ter baixo custo, tecnologia livre, relativa facilidade de
aprendizagem e apresentar um grande potencial de aplicabilidade em
inúmeras situações.
Todas essas vantagens nos levou a
escolher esta plataforma como facilitador e motivador do processo de
ensino e aprendizagem dos adolescentes do ensino médio,
possibilitando a aplicação do Arduíno na contribuição para o
aprendizado de Matemática, Física, Informática, Língua
Portuguesa, Educação Física e Geografia.
Cada disciplina atuará para a
execução do projeto e cada grupo de alunos desenvolverá o projeto
em relação a uma disciplina, tendo como norte aproximá-las e
conectá-las:
-
Língua Portuguesa: Registrar todas
as etapas do projeto com uma produção textual;
-
Física: Dominar conceitos de
mecânica (movimento) e eletrônica (dispositivos, sensores e
atuadores);
-
Informática: Entender as ideias de
algoritmo e linguagem de programação;
-
Matemática: Modelar situações
concretas com objetos matemáticos e entender a matemática binária;
-
Educação Física: Comparar o
movimento de uma máquina com o movimento de uma pessoa;
-
Geografia: Relatar meios para a
localização de objetos no plano.
MARCO
TEÓRICO
“O Arduino é uma plataforma de
computação física de fonte aberta, com base em uma placa simples
de entrada/saída (input/output), assim como em um ambiente de
desenvolvimento que implementa a linguagem Processingn
(www.processing.org).
O Arduino pode ser utilizado para
desenvolver objetos interativos independentes, ou conectado a
softwares do seu computador. As placas podem ser montadas
manualmente, ou compradas pré-montadas; você pode fazer o download
gratuito do Integrated Development Enviroment (IDE) de código aberto
em www.arduino.cc
”(Banzi, 2011) .
De acordo com Banzi(2011), “a
filosofia Arduino concentra-se em desenvolver projetos, e não em
falar sobre eles . Ela representa uma busca constante por meios
rápidos e poderosos de criarmos protótipos. Exploramos muitas
técnicas de prototipagem e desenvolvemos formas de pensar cada vez
mais práticas.”
Ainda de acordo com Banzi(2011), “O
Arduino é composto por dois componentes principais: a placa Arduino,
elemento de hardware com o qual você trabalha ao construir seus
objetos; o IDE do Arduino, o software que você executa em seu
computador. O IDE pode ser utilizado para criar um sketch (esboço,
um pequeno programa de computador), do qual você fará o upload para
a placa do Arduino. O sketch dirá à sua placa o que deve ser
feito.”
Essa plataforma foi criada com o
objetivo de permitir a construção de ferramentas que são
acessíveis, com baixo custo, flexíveis e de fácil manipulação,
inclusive por professores e estudantes.
A facilidade de sua utilização é a
maior vantagem do Arduíno sobre outras plataformas de
desenvolvimento de microcontroladores. Pessoas que não são da área
técnica podem, rapidamente, aprender o básico e criar seus próprios
projetos em um intervalo de tempo relativamente curto.
METODOLOGIA
As ações do projeto vem sendo
realizadas já há alguns anos, como sequência evolutiva através
das várias possibilidades que a robótica educacional pode
proporcionar. Estas ações foram registradas e vivenciadas nas
feiras de conhecimentos da escola. Estes procedimentos foram
desenvolvidos em sala com os estudantes do ensino médio, de forma
interdisciplinar, a princípio com as disciplinas de matemática,
física e informática, evoluindo para o acréscimo de outras
disciplinas; pois a princípio eram feitas com material reciclado,
com sucata evoluindo para um kit robô seguidor de linha, e depois o
Arduíno.
O Projeto de destina aos educandos
dos três anos do Ensino Médio (20 estudantes). Será executado sob
a forma de Oficina durante seis meses (Julho à dezembro), duas vezes
por semana (terça e quinta-feira das 8:00 às 12:00 horas).
Inicialmente, introduzirá os
estudantes aos termos e conceitos da
Robótica, através de experimentação
e atividades; paralelo a isso, os conteúdos dos Componentes
Curriculares serão trabalhados.
Após essa etapa, cada grupo de
estudantes (5), deverá construir um projeto de introdução à
Robótica, que será implementado ao longo do período da Oficina.
Cabe aos Professores, supervisionar
as atividades dos educandos, ministrar as aulas introdutórias,
apresentar a maneira correta de manipular cada equipamento, ter os
devidos cuidados com a eletricidade e avaliar o desenvolvimento dos
estudantes ao longo das etapas deste Projeto que acontecerá no
Laboratório de Informática e terá seu resultado exposto na feira
de conhecimentos da Unidade Escolar, no final do ano letivo.
CRONOGRAMA
Etapas
|
Jul
|
Ago
|
Set
|
Out
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Nov
|
Dez
|
Levantamento
bibliográfico
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x
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Aquisição de
material
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x
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Curso de
capacitação para o professor
|
x
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|
Início do
projeto com os estudantes
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x
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Introdução aos
conceitos de Robótica Educacional e Arduíno
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|
x
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|
Exercícios
práticos
|
|
x
|
x
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|
Programação de
circuitos que
relacionam
teoria e
prática
|
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x
|
x
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|
|
Relacionar os
circuitos montados com os conteúdos dos Componentes Curriculares
|
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|
x
|
x
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|
Desenvolvimento
dos projetos
|
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x
|
x
|
x
|
Seminário de
apresentação
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|
x
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Relatório
|
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|
x
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ORÇAMENTO
Material
|
Material
|
Curso
|
Quantidade
|
Valor
Unit.
(R$)
|
Valor
Total
(R$)
|
Desktop
|
X
|
|
10
|
|
|
Projetor
|
X
|
|
1
|
|
|
Notebook
|
X
|
|
1
|
|
|
Ferramentas
|
X
|
|
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|
Bancada
|
|
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|
|
Kit
Iniciante V7 Arduino Uno R3
|
x
|
|
4
|
185,00
|
740,00
|
Capacitação
|
|
x
|
|
|
651,00
|
PARTICIPANTES
|
Professor
|
Componente
curricular
|
Número
de matrícula
|
Frequência
|
1
|
Deliberto
Sergio
|
Matemática
|
243.426-1
|
|
2
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
Estudante
|
Ensino
Médio - Ano(grau)
|
Número
de identificação
|
Desenvolvimento
|
Frequência
|
1
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
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|
|
5
|
|
|
|
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|
6
|
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
|
8
|
|
|
|
|
|
9
|
|
|
|
|
|
10
|
|
|
|
|
|
11
|
|
|
|
|
|
12
|
|
|
|
|
|
13
|
|
|
|
|
|
14
|
|
|
|
|
|
15
|
|
|
|
|
|
16
|
|
|
|
|
|
17
|
|
|
|
|
|
18
|
|
|
|
|
|
19
|
|
|
|
|
|
20
|
|
|
|
|
|
RESULTADOS
ESPERADOS
Um aluno consciente da relação
entre o teórico e o prático, adquirindo uma vivência concreta a
partir do conhecimento abstrato e vice-versa. Um estudante curioso
para saber como as máquinas ao seu redor funcionam e como as mesmas
podem tornar a vida do ser humano mais segura, confortável e menos
repetitiva.
Estimulando esses jovens a aprender a
pensar fazendo, e consequentemente, possibilitando o aprimoramento de
suas ideias e de seu pensamento.
Deixando-os aptos para a
experimentação, criação, colaboração, modificação,
compartilhamento e reutilização.
REFERÊNCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
BANZI, Massino. Primeiros
Passos com o Arduino. São Paulo: Novatec Editora, 2011.
