GUIA DE ATIVIDADES PARA A IMPLEMENTAÇÃO DA ROBÓTICA COMO RECURSO DIDÁTICO NA PROMOÇÃO DA EDUCAÇÃO AMBIENTAL

Wellington Nora Soares¹

¹Biólogo, Químico, Especialista em Educação Ambiental e Novas Tecnologias Educacionais, Mestre em Gestão Social, Educação e Desenvolvimento e Professor de Biologia e Química na Fundação de Ensino de Contagem – FUNEC. E-mail: wnsoares@gmail.com.

Fernanda Carla Wasner Vasconcelos²

²Bióloga, Mestre em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos, Doutora em Ciências e Professora do Programa de Pós-Graduação em Gestão Social, Educação e Desenvolvimento Local do Centro Universitário Una. E-mail: fernanda.wasner@prof.una.br.

RESUMO

O presente artigo tem por objetivo apresentar um guia de atividades e os processos que subsidiarão a implementação da Robótica Educacional (RE) como recurso didático, na promoção da Educação Ambiental (EA), no Ensino Médio (EM). Essa proposta surgiu a partir da investigação ocorrida na escola Alvimar Carneiro de Rezende, da rede Serviço Social da Indústria (SESI), em Contagem/MG. A abordagem foi qualitativa. A coleta de dados ocorreu por meio de entrevistas semiestruturadas realizadas com coordenadores, ex-coordenadores, professores e um grupo focal, realizado com alunos do Ensino Médio. Os resultados demonstraram que a robótica educacional fomenta os alunos na investigação de problemas ambientais, atende às orientações dos Parâmetros Curriculares Nacionais e Política Nacional de Educação Ambiental na promoção da EA, gerando inovações sociais que promovem o desenvolvimento local. Contudo, a implementação da RE no EM encontra desafios, a saber: o direcionamento da RE para o sexo masculino; a resistência e a falta de formação dos professores; a falta de integração da RE ao currículo e a ausência de estrutura física adequada às aulas de RE. Desta forma, este guia apresenta atividades de RE, elaboradas pelos pesquisadores, aplicadas aos alunos do EM da escola analisada e de outras instituições de ensino que utilizam a RE. Essas atividades buscam a interação entre a comunidade escolar e o meio ambiente, subsidiando a construção de práticas que busquem o desenvolvimento local a partir da EA. A elaboração desse guia de atividades foi baseada na Metodologia da Aprendizagem Integrativa, na qual são propostas atividades para sensibilização e construção de conhecimento, dentre as quais, citam-se: Leitura de textos, oficinas e torneios de robótica e discussão em grupo que auxiliam no desenvolvimento crítico da comunidade escolar que favorecem o desenvolvimento local. Tais atividades devem ser exploradas no processo de implementação da RE. Desta forma, este guia foi dividido em seis etapas: (i) sensibilização da comunidade escolar; (ii) construção do conhecimento; (iii) atividades com a robótica educacional; (iv) identificação de um problema ambiental; (v) avaliação do processo e (vi) expansão da aprendizagem para novos contextos. Por se tratar de pesquisa que envolve a participação de humanos, foi submetida na Plataforma Brasil e aprovada sob parecer CAAE nº 81901617.5.0000.5098.

Palavras-chave: Desenvolvimento local. Inovações sociais. Material instrucional. Metodologia da Aprendizagem Integrativa.Tecnologia educacional.

ABSTRACT

The present article aims to present a guide to activities and the processes that will support the implementation of Educational Robotics (RE) as a didactic resource in the promotion of Environmental Education (EA) in Secondary Education (SE). This proposal arose from the research carried out at the Alvimar Carneiro de Rezende School, from the Social Service of Industry, in Contagem / MG. The approach was qualitative. Data were collected through semi-structured interviews with coordinators, former coordinators, teachers and a focus group, carried out with high school students. The results showed that educational robotics encourages students to investigate environmental problems, comply with National Curricular Parameters guidelines and National Environmental Education Policy, in the promotion of EE, generating social innovations that promote local development. However, the implementation of RE in the MS encounters challenges, namely: the targeting of SR for males, resistance and lack of teacher training; the lack of integration of the SR into the curriculum and the lack of adequate physical structure to the RE classes. In this way, this guide presents RE activities, prepared by the researchers, applied to the MS students of the analyzed school and other educational institutions that use the RE. These activities seek the interaction between the school community and the environment, subsidizing the construction of practices that seek local development from EA. The elaboration of this guide of activities was based on the Methodology of Integrative Learning, being proposed activities for sensitization and construction of knowledge, among which are: Reading texts, workshops and tournaments of robotics and group discussion that aid in the critical development of the school community, which favor local development and should be explored in the implementation process of RE. In this way, this guide was divided into six stages: (i) sensitization of the school community; (ii) knowledge construction; (iii) activities with educational robotics; (iv) identification of an environmental problem; (v) evaluation of the process and (vi) expansion of learning to new contexts. Because it is a research that involves the participation of humans, it was submitted in the Brazil Platform and approved under CAAE opinion nº 81901617.5.0000.5098.

Keywords: Local development. Social innovations. Instructional material. Methodology of Integrative Learning. Educational technology.

INTRODUÇÃO

A Robótica Educacional (RE) foi criada em 1980 pelo matemático sul-africano Seymour Papert, em parceria com a LEGO^®. Papert (2008) afirma que o trabalho em equipe, fomentado pela robótica, faz com que os alunos adquiram confiança e compreendam com facilidade os conceitos estudados para, a partir disso, promoverem soluções para situações-problema propostas. Neste sentido, Rogers (2009) afirma que é possível citar problemas reais, como os desequilíbrios ambientais, para possibilitar aos alunos motivações significativas para a busca de soluções.

Desta forma, é importante compreender o papel Robótica Educacional como ferramenta para promoção da Educação Ambiental (EA), Inovação Social (IS) e para o Desenvolvimento Local (DL).

A proposta de um guia para a implementação da RE como recurso didático, na promoção da educação ambiental no ensino médio, tem a intenção de facilitar o conhecimento do espaço ocupado pela comunidade onde as escolas (que receberão este guia) estão localizadas. A implementação da RE desperta as potencialidades, desenvolve o pensamento crítico e possibilita olhares para oportunidades de melhorias no que diz respeito à preservação e conservação do ambiente onde se localizam essas comunidades. O que se objetiva é a formação de cidadãos críticos que busquem melhorias socioambientais para os locais onde vivem.

Além disso, os educadores irão se deparar com a robótica educacional em seu cotidiano, pois o governo federal anunciou, em janeiro de 2018, um investimento de R$ 100 milhões de reais para a ampliação do ensino de robótica nas escolas públicas. Este valor será investido até o final de 2019, na aquisição de 13 mil kits, seleção e padronização de kits, formação dos professores e construção de laboratórios de robótica. A adesão ao programa é facultativa, cabendo essa decisão a cada estado/município. O governo do estado da Paraíba aderiu ao projeto em fevereiro de 2018, e já recebeu investimentos de mais de R$ 10 milhões para a construção de 11 laboratórios para o Ensino Médio, 52 laboratórios para o Ensino Fundamental e para a compra de 137 kits de robótica que beneficiarão 395 escolas (COSTA, 2018).

Assim, diante do investimento anunciado pelo MEC, é preciso fomentar a pesquisa sobre a utilização da robótica na educação, promover eventos que divulguem a metodologia da RE e produzir materiais de apoio pedagógico, pois, atualmente, a comunidade de pesquisa nesta área demonstra limitações (SOARES; VASCONCELOS, 2018).

Neste sentido, essa proposta foi elaborada a partir da averiguação da importância da relação entre a Robótica Educacional, Educação Ambiental, Inovação Social e Desenvolvimento Local, observados nas entrevistas semiestruturadas com os professores, coordenadores e ex-coordenadores e, no grupo focal, com os alunos. Diante dos desafios citados pelos entrevistados na pesquisa de campo, fica evidente a necessidade de estruturar atividades que minimizem os empecilhos encontrados na implementação da robótica no EM.

Segundo os dados dessa pesquisa, as principais dificuldades encontradas na implementação da robótica (como recurso didático na promoção da educação ambiental) são: a falta de formação para trabalhar com a robótica; a resistência à tecnologia por parte dos professores; a promoção da educação ambiental por uma perspectiva interdisciplinar; o número reduzido de estudos que associem Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação - TDIC, educação ambiental e inovação social; o desconhecimento da Política Nacional de Educação Ambiental (PNEA) e o direcionamento dessas atividades para o sexo masculino.

Desta forma, este artigo tem por objetivo apresentar um guia de atividades e os processos que subsidiarão a implementação da robótica educacional como recurso didático na promoção da educação ambiental no Ensino Médio.

A elaboração do guia de atividades foi baseada na Metodologia de Aprendizagem Integrativa (MAI). A escolha por esta metodologia se baseou nos resultados positivos encontrados nas pesquisas realizadas por Huber et al. (2007), Newell (2010), Mehiam (2015) e Ricieri (2016), que se utilizaram desta metodologia para a introdução de projetos educacionais em instituições de ensino ao redor do mundo.

REVISÃO DA LITERATURA

A revisão de literatura deste trabalho aborda os seguintes temas: (i) Construcionismo; (ii) a robótica educacional; (iii) a utilização da robótica como recurso didático para a promoção da educação ambiental, inovação social e desenvolvimento local.

Construcionismo e a robótica educacional

Seymour Papert desenvolveu, em 1960, a ideia dos computadores pessoais como ferramentas para a aprendizagem. Esta forma de abordagem foi chamada de construcionista e foi desenvolvida a partir do construtivismo de Jean Piaget.

Para Papert, o aprendiz constrói, com o auxílio do computador, o seu próprio conhecimento pois “os computadores podem e devem ser utilizados como instrumentos para trabalhar e pensar, como meios de realizar projetos, como fonte de conceitos para pensar ideias.” (PAPERT, 2008, p.158).

Valente (2009) afirma que Papert utilizou o termo construcionista para se referir a um conhecimento que se dá quando o aluno constrói um objeto de sua conveniência, o que pode ser ilustrado através da robótica educacional.

Na utilização da RE, é possível criar uma forma de aprendizagem onde o conhecimento não seja apenas transmitido, mas, que propicia ao aluno interagir com as peças e desenvolver os conceitos. O processo não dá ênfase ao produto e, sim, a cada uma das etapas pelas quais o estudante atinge os seus objetivos (PAPERT, 2008; FEITOSA, 2013; LIMA, 2016). A utilização dessa ferramenta permite, como afirmam Papert (2008), Rogers (2009) e Educacional (2014) criar um ambiente de aprendizagem no qual o conhecimento não é simplesmente transmitido, mas, onde o estudante pode interagir com os objetos desenvolvendo outros conceitos. Ao final do processo, a ênfase não é o produto, mas sim o processo pelo qual se atingem os objetivos. Lima (2017) salienta que, na abordagem construcionista, existem duas vantagens que colaboram para o processo de aprendizagem: a primeira é o fato do aluno confeccionar algo de seu interesse, como um robô. Por isso, o aluno se encontra bastante motivado. A segunda é a ação do aprendiz em construir algo, ou seja, a aprendizagem se dá por meio do seu próprio fazer, tornando-se significativa. Neste sentido, os professores podem auxiliar os alunos no processo de aprendizagem, mas não comandam o processo.

Na abordagem construcionista é necessário que o aluno seja desafiado a desenvolver, por meio de sua imaginação e criatividade, algo que possa ampliar suas habilidades e talentos. Neste sentido, o estudante não se limita a fornecer respostas sobre fatos, mas precisa investigar, montar os protótipos e apresentar as soluções para os desafios propostos (ALMEIDA; 2015).

O desafio na RE é proposto por meio da situação-problema. Feitosa (2013) afirma que, na situação-problema, o aluno é instigado a resolver uma situação por meio de uma sequência de ações. Assim, os alunos assumem um papel ativo no processo de ensino-aprendizagem. E, ao invés de decorarem fórmulas, símbolos e textos, eles os utilizam como ferramentas para solucionar problemas (LIMA, 2017).

As situações-problema propostas na RE exigem uma abordagem interdisciplinar e integradora para que possam ser entendidas pelos alunos. Neste sentido, Newell (2010, p.5) afirma que “a Metodologia da Aprendizagem Integrativa (MAI) expõe os alunos a diversas perspectivas e os incentiva a integrar seus conhecimentos.”

Para auxiliar nas resoluções das situações-problema propostas pela RE, e auxiliar na integração de conhecimento proposta pela MAI, existem diversos kits de RE disponíveis no mercado. Esses materiais são organizados na forma de kits que contêm peças para as montagens e podem variar em termos de quantidade de peças e custo de investimento. O quadro 1 traz algumas comparações entre as principais ferramentas da robótica educacional disponíveis no mercado.

Quadro 1 - Comparação entre as principais ferramentas da robótica educacional.

Ferramenta Critério	Arduíno	Fischer Technik	LEGO® Mindstorms® EV3	ModelixRobótics.
Valor em R$	240,00 a 620,00	4.600,00 a 5.600,00	1.840,00 a 2.600,00	500,00 a 700,00
Material Pedagógico	Não	Sim	Sim	Não
Conhecimentos prévios	Sim	Não	Não	Sim
Sistemas operacionais	Windows, Linux e Mac e Raspbian	Windows, Linux e Mac	Mac e Windows	Windows, Linux e Mac

Fonte: Souza (2016).

A plataforma Arduíno é composta por um hardware (placa controladora) que pode ser facilmente conectada a um computador e programada por um software (ambiente de desenvolvimento). Depois de programado, o Arduino pode ser usado de forma independente, ou seja, pode ser usado para controlar um robô. O Arduíno é destinado ao público adolescente e adulto.

A ferramenta Fischer Technik possibilita trabalhar com vários aspectos comuns a diversas faixas etárias (coordenação motora, trabalho em equipe, raciocínio lógico, disciplina e criação). O kit é destinado a crianças e adolescentes apresentando montagens mecânicas, eletromecânicas e eletrônicas que podem ser controladas pelo computador.

O kit LEGO^® MINDSTORMS^® Education EV3 é uma solução educacional de robótica que estimula o aprendizado de diversas disciplinas. É destinada a alunos a partir dos 10 anos até o Ensino Médio e também para projetos de cursos do Ensino Superior. O kit contém, além das peças encontradas em qualquer conjunto de LEGO^® brinquedo, peças que permitem a construção de mecanismos simples, tais como engrenagens, eixos, polias, motores, sensores e luzes.

O kit Modelix Robotics permite uma grande quantidade de experimentos com o uso de peças metálicas, termoplásticas em terceira dimensão (3D), polias, engrenagens, sensores, motores e circuitos eletrônicos que podem ser controlados pelo computador. Indicado para adultos e adolescentes, o kit é composto por peças plásticas flexíveis, além de motores, lâmpadas, sensores e placas para trabalho com energia solar.

Todos os kits permitem trabalhar com até quatro alunos simultaneamente. Nas aulas, os estudantes são incentivados, através das situações-problema, a pesquisar, planejar, experimentar e propor soluções. Todas as ferramentas, dentro da RE, são adequadas ao nível escolar do estudante e estão relacionadas às disciplinas e aos conteúdos trabalhados em sala de aula.

Além dos Kits, as montagens dos protótipos podem ser realizadas com resíduos eletrônicos oriundos da reciclagem de robôs. Lima (2016) afirma que a popularização dos produtos tecnológicos tem acarretado problemas ambientais que tendem a se agravar nos próximos anos, visto o avanço tecnológico que motiva a geração desses resíduos eletrônicos. Desta forma, a EA é promovida através da construção do protótipo e, também através da reciclagem dos resíduos.

A robótica como recurso didático para a promoção da educação ambiental, inovação social e desenvolvimento local.

Segundo o artigo 1º, da Lei n°. 9.795/1999, a Educação Ambiental deve ser compreendida como “processos por meio dos quais o indivíduo e a coletividade constroem valores sociais, conhecimentos, habilidades, atitudes e competências voltadas para a conservação do meio ambiente, de uso comum do povo, essencial à sadia qualidade de vida e sua sustentabilidade.” (BRASIL, 1999).

Assim, a Educação Ambiental deve contribuir para que os alunos compreendam a sua relação com a natureza como um processo dinâmico e crítico. Neste sentido, a escola deve fornecer uma educação que forme alunos críticos e capazes de perceber o seu papel no contexto em que estão inseridos, que pensem no futuro de uma maneira responsável e ecologicamente correta (ALMEIDA, 2015).

Nesse contexto, os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) sugerem que a EA deva ser trabalhada de maneira interdisciplinar e transversal de modo a integrar todo o ensino formal. Os temas transversais são definidos por Brasil (1998) como questões sociais pertencentes a diferentes áreas. Tais temas se constituem em processos vividos por toda sociedade que devem ser debatidos em todas as áreas do conhecimento no intuito de buscar soluções. São questões urgentes que afetam a todos e necessitam de atitudes pessoais. Portanto, é necessário o ensino e a aprendizagem de conteúdos ligados aos temas transversais.

Assim, a escola deve enfrentar o desafio de oferecer meios efetivos para que os alunos possam compreender a temática ambiental, além de desenvolver as suas potencialidades para colaborar com a construção de uma sociedade ambientalmente sustentável e socialmente justa.

Outro desafio é a promoção da EA por uma perspectiva interdisciplinar. Para Japiassu, uma prática assume o caráter interdisciplinar quando

[...] todas as vezes em que ele conseguir incorporar os resultados de várias especialidades, que tomar de empréstimo a outras disciplinas certos instrumentos e técnicas metodológicos, fazendo uso dos esquemas conceituais e das análises que se encontram nos diversos ramos do saber, a fim de fazê-los integrarem e convergirem, depois de terem sido comparados e julgados (JAPIASSU, 1976, p.75) (Grifos nosso).

Contudo, percebe-se que trabalhar utilizando vários olhares e diferentes diálogos seja uma prática ainda incipiente no contexto escolar. É comum que o trabalho interdisciplinar seja confundido com práticas multidisciplinares e pluridisciplinares.

Para Delattre (2006, p.280), “a multidisciplinaridade é uma simples associação de disciplinas que concorrem para uma realização comum, mas sem que cada disciplina tenha que modificar significativamente a sua própria visão das coisas e dos próprios métodos.”

Japiassu (1976) afirma que tanto a multi, quanto a pluridisciplinaridade, realizam apenas um agrupamento de disciplinas. No caso da multidisciplinaridade, não ocorre relação entre as disciplinas e, no caso da pluridisciplinaridade, apenas relações pontuais. Para Fazenda (2011), na pluridisciplinaridade, ocorre certa cooperação entre as áreas do conhecimento, mas não há uma ligação entre os conteúdos. O que se consegue é apenas uma integração de métodos ou teorias.

Neste sentido, a interdisciplinaridade não pode ser confundida com uma simples fusão de disciplinas e práticas docentes. Na interdisciplinaridade, há necessidade da inter-relação:

Não significa, tampouco, a integração de conteúdos, mas a inter-relação entre as disciplinas, em se considerando seus objetivos e metodologias próprias. Interrelacionar não é integrar, globalizar, perdendo-se de vista a especificidade de cada objeto de conhecimento. Uma ação pedagógica interdisciplinar requer, antes de tudo, uma atitude interdisciplinar. E, no limite, interdisciplinaridade faz-se, antes, entre os indivíduos para, só depois, concretizar-se na inter-relação entre as disciplinas. (MAHEU, 2003, p.26) (Grifos nosso).

Lima e Monteiro (2018) corroboram com esta ideia ao afirmarem que o caráter da integração interdisciplinar não extingue nenhum dos campos da ciência.

A integração interdisciplinar, citada por Lima e Monteiro, pode ser realizada pela utilização da RE. Segundo Feitosa (2013), a Robótica Educacional é uma ferramenta capaz de promover a interdisciplinaridade e a transversalidade no que diz respeito à Educação Ambiental. Para desenvolver um protótipo (robô), na Robótica Educacional, o aluno deve inicialmente ser desafiado através de uma situação-problema e, em seguida, buscar alternativas para solucioná-la. Na busca dessas soluções, o aluno necessita integrar os conhecimentos dos diversos conteúdos para montar o protótipo apropriado. Assim, pode-se inferir que a robótica apresenta um grande potencial interdisciplinar, visto que a construção de um protótipo extrapola a sala de aula ao integrar teoria à prática nas vivências e experiências de cada um.

Essa extrapolação da sala de aula, nos projetos de Robótica Educacional, deve ter como característica básica o fomento à construção de objetos com características sociais, compartilhados por toda comunidade escolar. Uma vez que os projetos de RE se fazem a partir de uma situação-problema, tal extrapolação da sala de aula deve possibilitar que todos os envolvidos em um projeto de RE trabalhem para auxiliar na solução dessa situação.

Assim, ao fomentar a construção de protótipos na RE, com características socioambientais, como no caso desta pesquisa, pratica-se a inovação social. Caulier-Grice et al. (2012) corroboram com esta ideia ao afirmarem que a inovação social pode ser entendida como a ruptura de antigos paradigmas e como uma nova percepção para solucionar problemas crônicos gerados pela sociedade, tais como, as mudanças climáticas, escassez de recursos naturais, entre outros. Mulgan (2007) corrobora com Caulier-Grice e colaboradores ao afirmar que as inovações sociais são soluções eficazes, sustentáveis e eficientes para atender a uma demanda social. Essas inovações geram maior valor que as práticas pré-existentes e seus benefícios são compartilhados com toda a sociedade. As inovações sociais são boas para a sociedade e aumentam a sua capacidade de agir, promovendo o desenvolvimento local.

Dowbor (2007), Mueller et al. (2012) e Paula (2014) afirmam que, além dos aspectos econômicos, culturais e políticos, são necessárias ações de educação ambiental para que ocorra o desenvolvimento local. A EA deve ser um processo que propicie às pessoas uma compreensão crítica sobre o meio ambiente, visando melhorias na qualidade de vida e diminuindo o consumo desenfreado. Nesse contexto, Milani afirma que

[...] atualmente é quase unânime entender que o desenvolvimento local não está relacionado unicamente com crescimento econômico, mas também com a melhoria da qualidade de vida das pessoas e com a conservação do meio ambiente. Estes três fatores estão inter-relacionados e são interdependentes. O aspecto econômico implica em aumento da renda e riqueza, além de condições dignas de trabalho. A partir do momento em que existe um trabalho digno e este trabalho gera riqueza, ele tende a contribuir para a melhoria das oportunidades sociais. Do mesmo modo, a problemática ambiental não pode ser dissociada da social. (MILANI, 2005, p.22).

Entretanto, a implementação da Robótica Educacional (que visa à promoção da EA, às inovações sociais e ao desenvolvimento local) requer que seja compreendida como uma metodologia de grande importância no processo de aprendizagem. Para que isso aconteça, é necessário percorrer alguns caminhos. Neste sentido, a elaboração do Guia se baseou na Metodologia de Aprendizagem Integrativa (MAI).

A Metodologia da Aprendizagem Integrativa (MAI) visa oferecer ao aluno mais do que uma experiência curricular. Tal metodologia se constitui em um tipo de aprendizagem que cultiva habilidades, valores essenciais e capacidades, envolvendo os alunos com perguntas significativas e promovendo fortes laços entre a aprendizagem acadêmica e comunitária (HUBER, 2007). Desta forma,

[...] a aprendizagem integrativa fornece aos alunos informações adicionais sobre uma situação complexa além do que as disciplinas, ou mesmo, estudos interdisciplinares podem oferecer. Estabelecer essas abordagens para maximizar sua efetividade exige uma repensação do currículo e da pedagogia pelos professores e administradores. (NEWELL, 2010, p.5).

Assim, segundo Mehiam (2015) e Ricieri (2016), um projeto baseado na metodologia da aprendizagem integrativa deve considerar alguns pilares, a saber: (i) Envolver a comunidade escolar. Funcionários, professores e alunos, comprometidos com a aprendizagem significativa irão facilitar a implementação do projeto. (ii) Apontar contextos, através de situações-problema, mas não determiná-los. Essa determinação deve ser feita pelos estudantes em cada atividade. (iii) Trazer o mundo para dentro da sala de aula. (iv) Aprender a aprender, oferecer ao aluno a criação de oportunidades que podem ser aplicadas ao mundo do trabalho, ao conteúdo aprendido, com foco na aprendizagem. (v) Utilizar múltiplos métodos, tecnologias e recursos pedagógicos.

Desta forma, o Guia para a implementação da robótica como recursos didático para a promoção da educação ambiental no Ensino Médio (baseado na MAI, com o intuito de promoção do desenvolvimento local e de inovações sociais) deverá sensibilizar a comunidade escolar; promover a construção do conhecimento em RE e EA; fomentar a realização de atividades com a robótica educacional; identificar um problema ambiental; avaliar o processo de expansão da aprendizagem por meio dos torneios de robótica internos e externos.

Diante do exposto, espera-se que, com a aplicação das atividades propostas nesse Guia, seja possível facilitar o processo de implementação da robótica educacional nas instituições de ensino. Por sua vez, a RE tem o intuito de promover a educação ambiental, promover as inovações sociais e o desenvolvimento local de forma interdisciplinar, além de inovar as práticas de ensino-aprendizagem. As atividades propostas nesse Guia possibilitam maior participação da comunidade escolar na busca de soluções para os problemas socioambientais da região, possibilitando melhoria na qualidade de vida e no desenvolvimento local.

METODOLOGIA

O Guia de atividades para a implementação da robótica educacional, como recurso didático na promoção da educação ambiental no Ensino Médio, configura-se na forma de um produto técnico, em cumprimento à Portaria Normativa nº 17, de 28 de dezembro de 2009, que dispõe sobre Mestrado Profissional no âmbito da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (BRASIL, 2009).

A elaboração deste Guia foi baseada nos resultados obtidos na pesquisa de campo realizada na escola Alvimar Carneiro de Rezende, da Rede SESI, em Contagem/MG, com coordenadores, ex-coordenadores, professores e alunos conforme parecer CAAE n° 81901617.5.0000.5098.

Assim, o guia para implementação da RE (como recurso didático para a promoção da educação ambiental no Ensino Médio) tem o objetivo de fomentar a educação ambiental como uma prática capaz de formar cidadãos críticos para que sejam atores sociais em um processo de gestão socioambiental. Essa prática promoverá o desenvolvimento local. O guia apresenta as seguintes etapas: (i) sensibilização da comunidade escolar; (ii) construção de conhecimentos; (iii) atividades com a robótica educacional; (iv) identificação de um problema ambiental; (v) atividades com a robótica educacional; (vi) expansão da aprendizagem para novos contextos.

Ressalta-se que todas as atividades descritas no guia foram trabalhadas pelos pesquisadores com os alunos da Escola Alvimar Carneiro de Rezende (Contagem/MG) e em outras escolas que adotam a metodologia da robótica educacional. O Guia possui dimensões de 210mm x 297mm, com orientação das páginas em estilo retrato, composto por 41 páginas e será disponibilizado gratuitamente pelos autores através de contato via e-mail.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A Robótica Educacional se constitui em um instrumento para o desenvolvimento local. Isso porque, através de sua utilização na promoção da Educação Ambiental, ocorre o desenvolvimento crítico dos alunos que os leva a participar efetivamente das tomadas de decisões locais. Desta forma, a elaboração do guia de atividades de robótica visa subsidiar a implementação da robótica, como recurso didático, na promoção da educação ambiental, no Ensino Médio. Esse guia foi baseado em ações realizadas na escola Alvimar Carneiro de Rezende.

A Metodologia de Aprendizagem Integrativa (MAI), na qual o Guia foi baseado, sugere que a implementação de projetos educacionais, capazes de fomentar a formação de sujeitos críticos, seja feita através dos seguintes passos: sensibilização da comunidade escolar; embasamento teórico; identificação de um problema ambiental, desenvolvimento das atividades com a robótica educacional, avaliação do processo e expansão da aprendizagem para novos contextos (HUBER, 2007; NEWELL, 2010; MEHIAM, 2015; RICIERI, 2016).

É necessário envolver as comunidades escolares através da sensibilização, para que estas comunidades conheçam a importância da robótica no amadurecimento crítico dos alunos em relação às temáticas socioambientais. Assim, é preciso que professores, funcionários e alunos entendam os objetivos da implementação da robótica e sua importância. Desta forma, é necessário realizar a sensibilização das comunidades escolares, com o auxílio de textos e vídeos sobre a robótica educacional.

Neste sentido, Perona e Vasconcelos (2015) afirmam que é preciso explicitar aos professores, funcionários e alunos os objetivos e importância do projeto, para que não ocorra o desinteresse. Deve-se evidenciar a responsabilidade ambiental que todas as pessoas têm e a necessidade de atitudes para reverter a situação socioambiental na atualidade.

O embasamento teórico é relevante, pois o que se pretendeu no guia foi identificar, na literatura, trabalhos que foram bem sucedidos nas diferentes temáticas (robótica educacional, educação ambiental, inovação social e desenvolvimento local). Tais trabalhos propuseram reflexões sobre melhorias ambientais para toda a sociedade.

Estes temas podem estar estruturados em atividades de sensibilização diversas, como as realizadas na Escola Alvimar Carneiro de Rezende (Contagem/MG), em que a comunidade escolar teve a oportunidade de ler textos e assistir vídeos sobre essas temáticas, realizar as oficinas de robótica (FIGURA 1) e participar das discussões em grupo.

Figura 1: Oficinas de robótica educacional

Fonte: Soares e Vasconcelos, 2018.

Após a sensibilização da comunidade escolar, é necessário propor atividades interdisciplinares. O objetivo é o de gerar conhecimento a partir do embasamento teórico sobre os temas estruturantes dessa proposta: robótica educacional, educação ambiental, inovação social e desenvolvimento local. Essas atividades deverão ocorrer em seis encontros, após a etapa de sensibilização. Neste sentido, serão propostas quatro atividades que envolvem a leitura de textos, exibição de vídeos e participação em oficinas, para que a comunidade escolar conheça e tenha um entendimento maior sobre a RE.

Desta forma, a sequência do Guia apresenta as atividades com a robótica 1 e 2 (FIGURA 2). O objetivo dessas atividades, segundo a Metodologia de Aprendizagem Integrativa (MAI), é apontar contextos e desenvolver o raciocínio lógico, a criatividade e o relacionamento interpessoal. Na abordagem construcionista, o aluno é desafiado a investigar e desenvolver uma solução tangível para uma situação-problema. Assim, a aprendizagem se dá de forma significativa (ALMEIDA, 2015).

Figura 2: Robô escorpião

Fonte: Soares e Vasconcelos, 2018.

Essas atividades são importantes para embasar a atividade 3 de robótica livre. Nessa etapa, os alunos são desafiados a confeccionar a montagem de um protótipo para solucionar um problema ambiental, sem o auxílio de apostilas didáticas. Assim, o professor irá trazer o mundo para a sala de aula. A figura 03 apresenta alguns protótipos desenvolvidos para solucionar problemas ambientais.

Figura 3: Protótipos para soluções ambientais

Fonte: Soares e Vasconcelos, 2018.

As atividades realizadas como o auxílio da RE se mostraram importantes para o desenvolvimento local, pois, a partir da caracterização da região feita através de trabalhos de campo, observação de mapas e registros fotográficos, será possível levantar os principais problemas ambientais e propor as soluções adequadas.

É importante ressaltar que, na investigação das soluções para os trabalhos propostos, alunos e professores buscarão a interação de múltiplos olhares e as possíveis contribuições das diferentes visões da ciência acerca da situação-problema proposta. Neste sentido, Lima e Monteiro (2018, p.20) afirmam que “a interdisciplinaridade, além de propor a religação dos saberes, nos convida a refletir sobre as questões concernentes à humanidade, a ponderar sobre seus benefícios e malefícios para a sociedade e o planeta, a fim de fomentar a ciência com consciência.”

Outro aspecto importante observado deverá ser a junção da teoria, obtida no embasamento teórico, à prática, no espaço onde vivem os alunos. Essa junção evidencia os quatro pilares da educação para o século XXI, propostos por Delors (1999).

No processo de avaliação da atividade, serão consideradas as ideias de Fernandes (2017), que afirma que a avaliação em robótica deve seguir as modalidades diagnóstica, formativa e somativa.

A modalidade diagnóstica refere-se à análise do conhecimento dos alunos antes da aula. A modalidade formação refere-se à avaliação contínua realizada durante todo o processo de ensino-aprendizagem e, a modalidade somativa constitui uma avaliação realizada ao final das oficinas de robótica. A aplicação dessas três modalidades de avaliação permite uma análise geral do aluno ao contrário de análises isoladas.

As modalidades diagnóstica e formação serão avaliadas quando o aluno se deparar com a situação-problema e precisar montar, programar e executar o robô. A modalidade somativa deve ser contemplada ao final de todo o processo através de uma avaliação interdisciplinar. Através da avaliação interdisciplinar, será percebido se houve ou não o desenvolvimento crítico dos alunos em relação à temática ambiental e ao desenvolvimento local propostos.

A avaliação da eficácia da robótica como instrumento de promoção da educação ambiental pode ser realizada através da verificação da aplicabilidade dos protótipos na resolução da situação-problema. Na busca de solução para a situação-problema,o aluno aprende a aprender. Além disso, os protótipos construídos pelos alunos poderão responder aos desafios enfrentados pela sociedade. Neste sentido, ocorrerá a inovação social. Caulier-Griece et al. (2012) afirmam que a inovação social é um conjunto de processos por meio dos quais novas ideias, objetos e práticas são criados, para atender à uma demanda da sociedade.

A promoção de torneios internos de robótica, para expor os resultados à comunidade escolar, é importante, pois além de ser um excelente momento para avaliar a aplicabilidade dos protótipos, expande a aprendizagem para novos contextos e reforça os laços entre a família e a escola.

Os alunos que se destacam nos torneios internos deverão ser convidados a participar da equipe de competição em robótica, representando a escola nos torneios regionais (FIGURA 4).

Figura 4: Torneio de robótica da First Lego^®League - FLL

Fonte: Soares e Vasconcelos, 2018.

Desta forma, a implementação da robótica educacional, baseada na Metodologia da Aprendizagem Integrativa (MAI), constituirá um instrumento de educação ambiental, pois contribuirá para a concretização dos quatro pilares da educação propostos por Jacques Delors. A associação entre robótica educacional e educação ambiental fomentará os alunos a assumirem o papel de protagonistas do seu aprendizado e desenvolverem competências necessárias para a tomada de decisão na promoção do desenvolvimento local.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

A partir da verificação da importância da utilização da robótica educacional como instrumento para a promoção educação ambiental, ocorrida na escola Alvimar Carneiro de Rezende, a proposta de um Guia com atividades para a implementação da robótica no Ensino Médio se faz pertinente.

A elaboração do guia de atividades, baseada nos quatro pilares da metodologia da aprendizagem integrativa, busca facilitar o processo de implementação da robótica educacional (contribuindo para a sensibilização da comunidade escolar sobre a importância da utilização da metodologia na promoção dos temas ambientais e indicando práticas interdisciplinares sobre a temática ambiental), conforme as orientações dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN). Além disso, o guia visa promover o engajamento dos alunos, através das situações-problema propostas, levando em consideração a realidade da região onde se encontra a comunidade escolar.

Apesar das limitações, por ter sido elaborado em experiências locais, esse guia pode ser usado como ferramenta de promoção da educação ambiental, não só no local que foi objeto deste estudo, mas também poderá ter sua metodologia de elaboração e produção replicada em outras instituições de ensino nas quais se pretenda realizar a implementação da robótica educacional.

O Guia não tem a pretensão de acabar com todos os problemas socioambientais de uma região. Entretanto, irá auxiliar na formação crítica dos alunos através da educação ambiental, contribuído assim, para o desenvolvimento local e subsidiando o professor na adoção da RE como prática docente efetiva. Desta forma, o guia será disponibilizado para instituições públicas e privadas que pretendam implementar a robótica educacional.

Sugere-se a formulação de um banco de práticas de RE e EA nas escolas que adotam essa metodologia, pois isso favorece a troca de experiências entre docentes e entre docentes e discentes, a fim de compreender diferentes realidades e entender como a robótica foi implementada em suas rotinas. Além disso, o banco possibilitará conhecer práticas relacionadas à utilização de novas tecnologias de informação e comunicação na promoção da educação ambiental, que podem propiciar empoderamento a esses jovens. Outra temática relevante é a compreensão de como estas tecnologias têm sido usadas para produzir ferramentas metodológicas de baixo custo e eficazes nas soluções das demandas da sociedade.

Assim, espera-se que o Guia de atividades de robótica, baseado na metodologia de aprendizagem integrativa, sensibilize a sociedade local e promova mudanças de comportamentos ambientais, visando inovações sociais e o desenvolvimento local.

REFERÊNCIAS

ALMEIDA, F.L.; MOITA, F.M.G.C. Biologando: a tecnologia digital no ensino de Biologia. Revista Internacional de Aprendizaje em Ciencia, Matemáticas y Tecnologia, João Pessoa, v.2. Jul. 2015. Disponível em: <http://journals.epistemopolis.org/918>. Acesso em: 24 de jan. 2018.

ALMEIDA, F. de L. Lego® Education: Um recurso didático para o ensino e aprendizagem sobre os artrópodes quelicerados. 2016. 115f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Educação Matemática - PPGECEM) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2016.

BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria de Educação Básica. Paramêtros Curriculares Nacionais: ensino médio. Brasília, DF, 02 abr. 2000. Disponível em: <http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/14_24.pdf>. Acesso em: 24 Jan. 2018.

BRASIL. Parecer- CNE/CEB nº 7/2010a. 13 de Julho de 2010b. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/dmdocuments/rceb004_10.pdf. Acesso em: 06 set. 2018.

BRASIL. Resolução- CNE/CEB nº 4/2010b. 13 de Julho de 2010b. Disponível em http://portal.mec.gov.br/dmdocuments/rceb004_10.pdf. Acesso em: Acesso em: 06 set. 2018.

BRASIL. Alternativas e Protagonistas. Consulta Popular, 1999.

CAULIER-GRICE, J.; MURRAY, R.; MULGAN, G.; MILL, F. Defining Social Innovation. Brussels: DG Research, 2012.

CNI. Confederação Nacional da Indústria. Cresce o interesse feminino por ocupações industriais. 2018. Disponível em: https://noticias.portaldaindustria.com.br/noticias/educacao/ ocupacoes-industriais/. Acesso em: 30 Out. 2018.

COSTA, R.D.A. Paradigmas da educação ambiental: análise das percepções e práticas de professores de uma rede pública de ensino Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, Vigo, v.17, n.1, 248-262. Abr. 2018.

DELATTRE, P. Investigações interdisciplinares: objetivos e dificuldades. Interdisciplinaridade: antologia. Porto/PT: Campo das Letras, 2006.

DELORS, J. Educação um tesouro a descobrir. 7ed. São Paulo: Cortez, 2012.

DOWBOR, L. O que é poder local? 2007. Disponível em: <http://dowbor.org/08podlocal.doc>. Acesso em: 24 Mai. 2018.

FAZENDA, I.C.A. Integração e interdisciplinaridade no ensino brasileiro: Efetividade ou ideologia. 6 ed. São Paulo: Edições Loyola Jesuitas, 2011.

FEITOSA, J.G. Material Didático Pedagógico. Curitiba: Zoom Editora Educacional, 2013.

FERNADES, C.C. Uma Metodologia Para a Avaliação Automática das Aulas de Robótica. 2017. 106f. Tese (Doutorado em Educação). Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN. Natal. 2017.

FEURSTEIN, R. Mediated learning experience(MLE): Theoretical, Psychosocial And Learning Implications. London: Freund, 1994.

HUBER, M.T. Integrative Learning: Opportunities to Connect. Peer Review, Washington, n.22, Maio 2007. Disponível em: http://www.carnegiefoundation.org/elibrary/integrativelearning. Acesso em: 20 de jul. 2018.

JAPIASSU, H. Interdisciplinaridade e patologia do saber. Rio de Janeiro: Imago Editora; 1976, 220p.

LIMA, K.O.; MONTEIRO, G.V. Epistemologia Ecossistêmica e Interdisciplinaridade: uma parceria necessária ao ensino escolar do século XXI. Revista Interdisciplinaridade, São Paulo, n.12, p. 01-129, abr. 2018.

MAHEU, C. A. Interdisciplinaridade e mediação pedagógica. Rio de Janeiro: Imago Editora, 2003. Disponível em: www.nuppead.unifacs.br/artigos/Interdisciplinaridade.pdf. Acesso em: 20/07/2018.

MAZZOLAI, B; MARGHERI, L; CIANCHETTI, M; DARIO, P; LASCHI, C .The plant as a biomechatronic system. Plant Signaling & Behavior, Milan, v.5, p.90–93. 2010. Disponível em: <http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.4161/psb.5.2.10457>. Acesso em: 18 out. 2017.

MEHIAM, S. Caminhos de Aprendizagem Integrativa na BardCollege: Conectando Experiências Essenciais. Peer Review, Washington, v.17, n.4, 2015. Disponível em: https://www.aacu.org/peerreview/2014-2015/fall-winter/merriam. Acesso em: 20 de Jul. 2018.

MILANI, C. Teorias do capital social e desenvolvimento local: lições a partir da experiência de Pintadas (Bahia, Brasil). Organizações & Sociedade, Salvador, v. 11, Ago. 2005. Disponível em: http://www.spell.org.br/documentos/ver/36695/teorias-do-capital-social-e-desenvolvimento-local--licoes-a-partir-da-experiencia-de-pintadas--bahia--brasil. Acesso em: 24 Set. 2018.

MUELLER, C.C; HILLIG, C; BRINCKMANN, W.E; ALMEIDA, U. Educação Para o Desenvolvimento Local: Uma Alternativa Para o Desenvolvimento de Municípios. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental REGET/UFSM, Santa Maria. v.5, n.5, p.883 - 903, 2012. Disponível em: https://periodicos.ufsm.br/reget/article/viewFile/4309/2819. Acesso em: 24 set. 2018.

MULGAN, G.; TUCKER, S.; RUSHANARA, A.; SANDERS, B. Social innovation: what it is, why it matters and how it can be accelerated. Working Paper, Oxford Said Business School, 2007.

NEWELL, W.H. Educando para um mundo complexo: aprendizagem integrativa e estudos interdisciplinares. Liberal Education, Washington, v.96, n.4, Fev. 2010. Disponível em: https://www.aacu.org/peerreview/2014-2015/fall-winter/newelll. Acesso em: 20 de Jul. 2018.

PAPERT, S. A máquina das crianças – repensando a escola na era da informática. Porto Alegre: Artmed, 2008.

PAULA, J. Políticas de apoio ao desenvolvimento local. Rio de Janeiro, 2014.

PERONA, G.M.; VASCONCELOS, F.C.W. Guia de Atividades para Construção de Agendas 21 Escolares. 2015. 37p.

PERRENOUD, P. Avaliação: da excelência à regulação das aprendizagens. Entre duaslógicas.Porto Alegre: Artmed, 1999.

RICIERI, D.V. Metodologia de Aprendizagem Integrativa e Significativa. 2016. Disponível em: https://www.researchgate.net/profile/Denise_Ricierj.

ROGERS, C. Introduction. Physics With Robotics – An NXT and RCX Activity Guidefor Secondary and College Physics.Knoxville, TN:CollegeHousePublishing, 2009

ROY, A; PATRICK, K; JARKKO, S; MIKKO, V; MARKKU, T.Promoting proper education for sustainability: An exploratory study of ICT enhanced Problem Based Learning in a developing country. International Journal of Education and Development using Information and Communication Technology (IJEDICT), v.10, n.1, p.70-90, 2014. Disponível em: <https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1071197.pdf>. Acesso em: 22 Jan. 2018.

SOARES, W.N; VASCONCELOS, F.C.V. A Utilização de Tecnologias de Informação e Comunicação Como Recurso Didático Para a Promoção da Educação Ambiental. Tecnologias na Educação, Belo Horizonte, v. 24, n. 1, p. 51-66, 2018.

SOUZA, P. de S.; MOITA, F. da M.C. da S.C.; CARVALHO, A.B.G.Tecnologias digitais na educação. Campina Grande: EDUEPB, 2016.

SOUZA, P. de S.; MOITA, F. da M.C. da S.C.; CARVALHO, A.B.G.Tecnologias digitais na educação. Campina Grande: EDUEPB, 2016.

VALENTE, J.A. Aprendendo para a vida: os computadores na sala de aula. São Paulo: Cortez, 2001.

VYGÓTSKY, L.S. A formação social da mente. São Paulo: Martins Fontes, 1996.