Iniciação Tecnológica no Ensino Fundamental: Desenvolvendo o Pensamento Computacional com o Projeto ProRobótica

## Iniciação Tecnológica no Ensino Fundamental: Desenvolvendo o Pensamento Computacional com o Projeto ProRobótica

## Technological Initiation in Elementary Education: Developing Computational Thinking with the ProRobótica Project

## Tiago Silva de Ávila¹, Adão Caron Cambraia², Uianes Luiz Rockenabach Biondo³

## Resumo

O projeto ProRobótica aborda o tema de 'computação e programação na Educação Básica' com o objetivo de tornar a tecnologia e a computação mais acessíveis no ensino fundamental. Isso é realizado por meio da criação de atividades, tanto remotas quanto presenciais, destinadas a 597 estudantes do 8º e 9º anos de escolas públicas estaduais e municipais em Santo Augusto, Nova Ramada e Passo Fundo. As atividades incluem programação offline, programação em blocos usando a plataforma Scratch, e prototipagem prática com o uso das plataformas Arduino e Lego.

Palavras-chave : Robótica; Ensino; Tecnologia; Programação; Computação desplugada.

## Abstract

The ProRobótica project addresses the theme of 'computing and programming in Basic Education' with the purpose of popularizing technology and computing in elementary education. This is achieved through the development of remote and in-person activities for 597 students in the 8th and 9th grades of public state and municipal schools in Santo Augusto, Nova Ramada, and Passo Fundo. The activities involve unplugged programming, block-based programming using the Scratch platform, and hands-on prototyping using the Arduino and Lego platforms.

Keywords : Robotics; Education; Technology; Programming; Unplugged Computing.

## INTRODUÇÃO

O ensino de conceitos de programação de computadores com robótica é uma proposta defendida a vários anos por pesquisadores da área de Educação em Computação. Seymour Papert, pesquisador referência, precursor e principal incentivador do ensino de programação para estimular o raciocínio lógico, deixa claro que a intencionalidade de se incentivar que crianças saibam programar uma máquina

vai além de instigá-las a 'pensar como máquinas' e sim que desenvolvam habilidades sobre 'como pensar' um problema:

Embora a tecnologia desempenhe um papel essencial na realização de minha visão sobre o futuro da educação, meu foco central não e a máquina mas a mente e, particularmente a forma em que movimentos intelectuais e culturais se auto definem e crescem. Na verdade, o papel que atribuo ao computador é o de um portador de "germes" ou "sementes" culturais cujos produtos intelectuais não precisarão de apoio tecnológico uma vez enraizados numa mente que cresce ativamente (PAPERT, 1985, p.23).

O movimento iniciado por Papert na década de 1960 é revitalizado na proposta de Wing (2006), introduzindo o termo 'Pensamento Computacional' (Computational Thinking) e mostra-se uma tendência em ascensão desde então. Segundo a autora, o pensamento computacional envolve a solução de problemas, a criação de sistemas e a compreensão do comportamento humano, com base nos conceitos fundamentais da ciência da computação. Nesse caso, pensar de maneira computacional e programação mobiliza uma gama de ferramentas mentais que refletem o alcance do campo de estudo da ciência da computação (WING, 2014).

A programação é uma das atividades que proporciona o desenvolvimento de pilares do pensamento computacional. Nesse caso, compreender sobre linguagens de programação traz, segundo Papert (1985;1992), melhorias nos processos de assimilação e do raciocínio lógico, pois, extrapola-se a ideia de solucionar problemas puramente pelo viés 'teoremático' - comumente utilizado no cotidiano escolar - sendo que soluções computacionais requerem, em geral, a construção a partir da problematização ou o exercício dela. Tem-se que a programação não é um conhecimento teoremático como os demais conhecimentos das ciências exatas do ensino fundamental e médio. Ela é problemática, ou seja, no lugar atribuir valores para algumas variáveis e resolver uma determinada fórmula, em programação precisamos 'construir a fórmula' e, para isso, é necessário compreender os diferentes campos do conhecimento para possibilitar a resolução de problemas. Programar é uma arte, pois a produção de algoritmos requer abstrações conceituais do problema a ser resolvido, demandando que o ato de pensar não seja como o da máquina, ao contrário, trata-se de pensar como as pessoas pensam, fazer o que epistemólogos fazem. Esse movimento proporciona uma situação de alta vivência que potencializa o diálogo para a construção do conhecimento.

Existem fortes evidências científicas que comprovam que crianças e adolescentes que aprendem a programar, melhoram seu desempenho em outras áreas disciplinares, entre elas a Matemática, Ciências e Línguas Estrangeiras (CLEMENTS, 2002) (DORAN, 2012) (PAPERT, 1980) (WING, 2014). As habilidades potencializadas com o desenvolvimento do pensamento computacional (criticidade, criatividade, raciocínio lógico, etc.) são habilidades necessárias ao mundo do trabalho. Grande parte das profissões estão em extinção e, tantas outras surgindo, por isso, essas habilidades se tornam essenciais para acessá-las no futuro. Os jovens têm muita experiência e considerada familiaridade na interação com novas tecnologias, mas têm pouca experiência em criá-las e expressarem-se com elas; é quase como se conseguissem ler, porém não conseguissem escrever com essas novas tecnologias. Vale lembrar que saber codificar será tão importante quanto saber ler no próximo século. As habilidades trabalhadas na Computação podem ser usadas em diversas áreas e são conhecimentos e técnicas importantes para aumentar as chances de acelerar o desenvolvimento do país, mantendo sua competitividade, apoiar a descoberta científica em outras áreas e desenvolver suas capacidades de inovar e criar novas tecnologias (BRACKMANN, 2017).

Na perspectiva de colaborar com a construção do conhecimento, diferentes abordagens podem favorecer o desenvolvimento de aprendizados que promovam capacidades e aptidões profissionais e pessoais constitutivas do pleno desenvolvimento humano (THOMAS, 2021).

Com a previsão do desenvolvimento da cultura digital, mundo digital e pensamento computacional na BNCC, torna-se imprescindível a criação de materiais didáticos para a Educação Básica, principalmente para os Anos Finais (8º e 9º anos), pois grande parte dos professores não encontra materiais que os auxiliem a organizar suas aulas de forma a tirar o máximo proveito das tecnologias e do conhecimento da Computação. Este trabalho apresenta a metodologia e uma discussão acerca do desenvolvimento do projeto prorobótica executados nas escolas municipais e estaduais da região Celeiro por meio de metodologias ativas plugadas e desplugadas.

De um lado, usos de diversas tecnologias (como sites e redes sociais) para possibilitar uma sala de aula mais comunicativa e atividades práticas com o uso da prototipagem em plataformas de robótica; por outro lado, utiliza metodologias desplugadas que possibilitam aos alunos um aprendizado fazendo de forma ativa, pois utilizam lápis,

papel, caneta, lápis e aprendem sobre computação, desenvolvendo o pensamento computacional.

## PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

O desenvolvimento deste trabalho se estruturou através de módulos de aplicação nas escolas. Inicialmente foi estipulada a plataforma de comunicação que seria utilizada durante o desenvolvimento do projeto, sendo as escolhidas: Google sites, WhatsApp, Instagram e Facebook. Essas plataformas visavam inserir os extensionistas e alunos no desenvolvimento das atividades remotas, na divulgação da programação e da execução oficinas presenciais. Além disso, essas tecnologias abertas são ferramentas essenciais para maximizar a comunicação entre os participantes.

A próxima etapa do trabalho consistiu no treinamento da equipe executora, através de oficinas que visavam aprofundar a temática utilizada na execução do projeto nas escolas. As oficinas foram de: i) Oficina de computação desplugada ( prof. Dra. Aline de Bona ); ii) Oficina de programação de Arduino com Scratch ( prof. Dr. Marco Trentin ); iii) Os três momentos pedagógicos e programação em blocos. ( Rodrigo Thomas e Uianes Biondo) . Essa formação também consiste em proporcionar aos membros da equipe e voluntários a criação de materiais didáticos (vídeos e tutoriais escritos para a utilização com os alunos). Todos as demais etapas são de atividades com alunos e são desenvolvidas de forma remota e uma oficina presencial a cada módulo. As atividades remotas são disponibilizadas nas plataformas de trabalho digitais, orientadas pelo grupo de trabalho do projeto e pelo professor extensionista na escola. A oficina presencial é realizada no fechamento de cada módulo pela equipe de trabalho, ocupando as estruturas de laboratório e salas de aula das escolas, além da utilização dos kits de robótica, notebooks e equipamentos audiovisuais oriundos do

financiamento do projeto.

A organização pedagógica e didática do projeto é pautada nos 3 Momentos Pedagógicos desenvolvida por Delizoicov, Angotti e Pernambuco (DELIZOICOV, 2011):

A ' problematização inicial ' é o primeiro momento pedagógico, ele se passa por meio das situações que o estudante vivencia, nessa parte o aluno deve expor e pensar melhor sobre o assunto trazendo a necessidade de entendê-lo (THOMAS, 2021). Na

problematização inicial realizamos uma explosão de ideias sobre assuntos do meio ambiente, problematizando questões como poluição e cuidados com o meio ambiente.

- O segundo momento pedagógico é caracterizado como ' organização do conhecimento '. Nele os alunos desenvolvem as atividades sobre os conhecimentos necessários para trabalhar a problemática citada no primeiro momento pedagógico, tudo isso com a orientação do docente. Nesse momento foram trabalhadas diversas atividades de Computação.

Já o terceiro momento pedagógico é a ' recontextualização do conhecimento '. Este momento pedagógico se caracteriza pela atividade de sistematização do conhecimento elaborado pelo aluno, analisando e interpretando as situações iniciais e outras que possam ser compreendidas pelo mesmo conhecimento.

Essa abordagem possibilitou o desenvolvimento de projetos integradores que relacionam os conhecimentos de programação e robótica com problemas reais de vida (a ideia é relacionar com Ciências - problemas de meio ambiente, etc). As estruturas modulares de implementação do trabalho são quatro: i) Seminário de apresentação do projeto e aplicação do teste Roman (ROMAN-GONZALES, 2019): Nesta etapa são apresentadas aos alunos as diretrizes do projeto e como serão realizadas as atividades, além da aplicação do teste Roman, que é realizado antes da aplicação do projeto, para avalizar a metodologia. ii) Computação Desplugada: são atividades de aprendizagem da lógica computacional, em que os alunos através de vídeos explicativos e orientações desenvolvem exercícios desplugados para estimular a estrutura de programação em blocos. iii) Programação em blocos: Noções básicas e avançadas de programação em blocos (Scratch). Com desenvolvimento de animações, histórias animadas e criação de jogos. Desenvolvimento de projetos educacionais com programação. iv) Robótica Educacional com Plataforma Arduíno e Lego: Construção de protótipos e projetos educacionais través do uso da placa Arduíno. Para finalizar a apresentação de protótipos utilizando a plataforma de robótica da LEGO.

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

Durante os meses de dezembro de 2021, janeiro e fevereiro de 2022 foram momentos de formação dos multiplicadores (equipe do projeto e voluntários). Esse processo foi

a 'alma' do projeto, pois esses professores são os responsáveis pelas atividades que estão sendo desenvolvidas com os alunos nas escolas de 8º e 9º anos.

No primeiro semestre, as etapas de apresentação do projeto e aplicação do teste Roman, atividades de computação desplugada e programação em blocos através da plataforma Scratch já foram desenvolvidas com 597 alunos das escolas municipais e estaduais das três cidades envolvidas no projeto. Durante o desenvolvimento do projeto em sua fase inicial, é possível aferir que a grande maioria dos alunos envolvidos (< 80% dos alunos envolvidos), mesmo com um conhecimento de programação ínfimo, foram capazes de criar os primeiros algoritmos e realizar as primeiras animações através da plataforma Scratch. No segundo semestre, foram realizadas as atividades mais práticas, com o uso da plataforma Arduino e Lego. A incorporação desta etapa proporcionou uma abordagem prática e envolvente ainda maior aos estudantes, permitindo que, em alguns casos, os alunos tivessem autonomia para desenvolver algoritmos mais complexos e atividades que envolviam a programação de Arduino e do Lego. Apesar dos desafios enfrentados ao introduzir essas tecnologias em escolas com recursos limitados, a superação dessas barreiras revelou-se extremamente gratificante. As atividades realizadas resultaram em melhorias notáveis no desenvolvimento lógico dos estudantes, destacando-se pela promoção da criatividade, habilidades de resolução de problemas e pensamento crítico. Mesmo diante das limitações de infraestrutura, a implementação bem-sucedida do Arduino e Lego gerou uma motivação intrínseca nos estudantes, estimulando um interesse duradouro e inspirando-os a participar ativamente de mais atividades relacionadas à programação, automação e computação. Essa abordagem prática não apenas capacitou os estudantes com habilidades técnicas valiosas, mas também cultivou um entusiasmo contínuo pelo aprendizado.

## Referências

BONA, A.S.D. ; DREY, Rafaela Fetzner. Piaget e Vygotsky: Um paralelo entre as ideias de cooperação e interação no desenvolvimento de um espaço de aprendizagem digital . Tear: Revista de Educação, Ciência e Tecnologia , v. 2, p. 1-17, 2013.

BRACKMANN C. Desenvolvimento do Pensamento Computacional Através de Atividades Desplugadas na Educação Básica. Tese de Doutorado: Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS, Brasil, 2017.

CLEMENTS, D. H. Computers in Early Childhood Mathematics. Contemporary issues in early childhood , [s.l.], v. 3, nº 2, p. 160-181, 2002.

DELIZOICOV, Demétrio; ANGOTTI, José; PERNAMBUCO, Marta. Ensino de Ciências: fundamentos e métodos. 4. ed. São Paulo: Cortez, 2011.

DORAN, K. et al. Outreach for improved student performance: a game design and development curriculum. [s.l.]: ACM Press, 2012.

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ROMÁN-GONZÁLEZ, M; MORENO-LEÓN, J; ROBLES, G. Combining Assessment Tools for a Comprehensive Evaluation of Computational Thinking Interventions . In: Computacional Thinking Education. Anais: Springer Singapore, p. 79-98, 2019.

THOMAS, T., CAMBRAIA, A.C., ZANON, L.B. Formação Integrada na Educação Profissional e Tecnológica: Pensamento computacional e crítico por meio do ensino de programação, ReTER, Santa Maria, v.2, n.4. 2021.

TRENTIN, M. A. S. ; PASINATO, L. B. ; REIS, J. ; BARANDAS, M. E. B. ; PISSOLATTO, E. C. Robótica on-the-fly: aprendendo e ensinando. Debates em Educação , v. 12, p. 805817, 2020.

WING, Jeannette. Computational Thinking. Communications of the ACM . New York, v. 49, nº 3, p. 33-35, 2006.

WING, J. Computational Thinking with Jeannette Wing . Columbia Journalism School: [s.n.], 2014.

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