PARA QUE ENSINAR CIÊNCIA NO SÉCULO XXI? - REFLEXÕES A PARTIR DA FILOSOFIA DE VYGOTSKI PARA UMA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA COM O USO DA ROBÓTICA

## PARA QUE ENSINAR CIÊNCIA NO SÉCULO XXI? - REFLEXÕES A PARTIR DA FILOSOFIA DE VYGOTSKI PARA UMA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA COM O USO DA ROBÓTICA

Keli Cristina Luchese 1 , Maicon Teixeira de Matos 2

- 1 Universidade Federal de Santa Catarina/Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física/Araranguá/SC, keliluchese@hotmail.com
- 2 Universidade Federal de Santa Catarina/Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física/Araranguá/SC, prof\_maicon@hotmail.com

## Resumo

A robótica educacional é definida como a área de conhecimento que se utiliza de robôs e programações para inserir no contexto do estudante novas formas de aprendizagem, propondo por meio dessas aulas a observação, resolução de problemas e a relação sócio cultural de educando para educando e educando para educador. A utilização dessa ferramenta vem sendo considerada uma forma inovadora na busca do conhecimento no cenário da educação atual, pois está relacionada com a proposta do 'aprender fazendo. Sendo que as atividades práticas realizadas visam provocar nos educandos a curiosidade e o interesse pelas aulas de ciência e tecnologia. O presente artigo tem como objetivo explanar sobre o uso da robótica educacional como ferramenta pedagógica de ensino-aprendizagem na área de Física, analisando as vantagens e os desafios encontrados no uso dessa ferramenta, bastante utilizada pelos autores deste artigo. Fundamentado na teoria construtivista de Vygotsky, que destaca a interação sócio cultural, em que a ênfase é a relação social dos estudantes, este trabalho pretende discutir como a robótica pode contribuir para uma educação do século XXI dentro das habilidades propostas pela UNESCO, tais como, como pensamento criativo, resolução de problemas, trabalho em equipe e habilidade de comunicação.

Palavras-chave : Robótica; Vygotsky; Metodologia de Ensino; Física.

## Introdução

Conforme Steffen (2002), pode se dizer que robótica é definida como uma área de conhecimento relacionada com o controle e a construção de robôs. No que diz respeito ao termo robô, é uma derivação da palavra tcheca 'robotnik' que significa 'servo'. Assim fica claro que o uso da robótica tem por objetivo a utilização de mecanismos de montagem e programação que servem para realizar atividades definidas por um programador, por isso o termo servo. A robótica está inserida em vários contextos do nosso cotidiano, mas a que sobressai nesse artigo é a robótica educacional.

Segundo Gomes (2006), a robótica educacional surgiu por meio da teoria do construcionismo realizadas por Seymour Paper. Ele defendia o uso de computadores, pois viu nesse equipamento uma possibilidade de atrair as crianças através de metodologias diferenciadas. Foi nesse contexto que começou a surgir a robótica educacional definida como um conjunto de conceitos tecnológico tais como: computadores, motores, sensores e software, em um ambiente destinado para tais atividades em que a proposta de trabalho se baseia em atividades realizadas em equipes de educandos.

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Como assegura Almeida (2013), pode-se dizer que a robótica na escola possibilita a autonomia do educando, pois permite que ele saia da sua carteira para atuar em atividades práticas e virar um observador/inventor. Com essa metodologia, ele passa a aprender através de seus próprios erros e acertos, tornando-se autônomo na construção do seu conhecimento, investigando, explorando, planejando e dando forma a suas ideias.

Reafirmando essa ideia, Gomes (2010) fala que ao trabalhar em um ambiente de robótica educativa, o protótipo construído pelos educandos passa a ser um artefato cultural em que eles utilizam para explorar e expressar suas próprias ideias. Mesmo realizando atividades em equipe, como propõe a robótica educacional, cada educando pode analisar e aprender de forma diferente, ou seja, tirar suas próprias conclusões sobre o que observou na atividade.

O objetivo da robótica educacional, conforme Fornaza e Webber (2014), é integrar conteúdos curriculares, colocando o educando como construtor de sua aprendizagem, ou seja, ela passa a ser um processo ativo em que a aula parte de uma situação problema que deve ser resolvida por eles. A educação do século XXI traz muito fortemente a ideia do 'aprender fazendo' e a robótica educacional pode ser utilizada como ferramenta para tal metodologia. Isso porque o educando pode analisar os resultados das práticas realizadas, proporcionando a si próprio uma forma mais lúdica de aprender. De acordo com Campos (2017), a robótica é uma prática com grande potencial para impactar a educação em ciência e tecnologia, pois favorece o 'aprender fazendo'.

Conforme Aglaé (2008), o trabalho com a robótica no âmbito educacional estimula a curiosidade, empolgação, concentração, orgulho e prazer na realização das atividades. A partir de metodologias específicas, as quais possibilitam o relacionamento entre conteúdos curriculares, como os de Matemática, Artes, Física, Ciências e entre outros. Assume-se, desta forma, como ferramenta interdisciplinar, defendendo de tal modo a construção do conhecimento.

Corroborando com essa ideia, Zilli (2004) argumenta que atualmente o uso da robótica tem sido bastante difundida e estudada como ferramenta para a educação contemporânea. Além disso, a robótica educacional pode contribuir para o desenvolvimento de experimentações para as aulas de Física.

Sobre isso, Campos (2017, p. 2109), acrescenta que na última década, a robótica tem aguçado o interesse de docentes e pesquisadores como um importante recurso para o desenvolvimento cognitivo e habilidades sociais de alunos.

Além de ter um papel importante como facilitadora de conhecimento, essa prática nos permite desenvolver trabalhos em equipe o que leva o educando à interação sócio cultural, que de acordo com Vygotsky:

'a zona de desenvolvimento proximal é a distância entre o nível real (da criança) de desenvolvimento determinado pela resolução de problemas independentemente e o nível de desenvolvimento potencial determinado pela resolução de problemas sob orientação de adultos ou em colaboração com companheiros mais capacitados.' (VYGOTSKY, 2001, p.86).

Na teoria vygotskyana os agentes envolvidos devem ter contato com o experimento e a troca de saberes. Como afirma Silva e Gonçalves (2007), o desenvolvimento cognitivo se dá pelo processo de internalização da interação social com materiais fornecidos pela cultura.

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Para Ferreira (apud Gaspar 2005) ressalta que a apresentação de experiências de demonstração em sala de aula geralmente negligencia as interações entre os estudantes e entre eles e o instrumental. Ocorrem aulas expositivas das quais o experimento realizado pelo professor equivale a um recurso audiovisual. A proposta de utilização da robótica educacional está alicerçada nesse princípio, em que a interação social deve ser feita para a busca na solução do problema.

Esse artigo propõe uma análise do uso da robótica como ferramenta para uma educação voltada ao século XXI, e como essa metodologia pode contribuir para a formação integral dos educandos segundo as habilidades propostas pela Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura - UNESCO e embasada na teoria de aprendizagem de Vygotsky.

## Como utilizar a robótica em uma educação do século XXI?

Podemos definir o ser humano como um ser dotado de uma capacidade cognitiva, pois desde que nascemos estamos aprendendo algo. Conforme Pierre Levy (1995), vivemos em um mundo cercado de informações, e no meio desse turbilhão é preciso construir o conhecimento. Parece conveniente dizer que estamos envolto em informações e que é preciso organizá-las para que possamos, construir o próprio conhecimento, fazer relações e compreender novas informações.

Muitos estudiosos procuraram compreender a forma com que o ser humano aprende, e desses estudos surgiram algumas teorias de aprendizagem. Dentre elas, a que será discutida nesse artigo é a teoria de Lev Vygotsky, já que essa está de acordo com metodológica de ensino através da robótica educacional.

Vygotsky (1991) define que a aprendizagem se dá por meio de três pontos principais: interação sócio cultural, zona de desenvolvimento proximal e socialização com um ser de maior conhecimento cognitivo.

## Relação sócio cultural

O ser humano aprende a todo momento, e essa aprendizagem tem relação com o meio em que o indivíduo está inserido. Muitas vezes a sala de aula não permite essa troca de conhecimento entre educandos, porque muitas metodologias estão voltadas ao conhecimento individual. Conforme Aglaé (2008), para que possamos desenvolver aulas das quais todos possam agir de forma colaborativa é preciso primeiro que os profissionais trabalhem dessa forma. Isso se dá através de planejamentos, aplicando aulas mais dinâmicas, as quais possam promover o desenvolvimento de capacidades cognitivas a partir da interação sócio cultural.

Uma aprendizagem colaborativa é um desafio a ser realizado por parte do educador, pois o mesmo tem que envolver a sua turma no entorno de uma proposta de trabalho que propicia os meios para essa aconteça, como reforça Campos:

'O espaço social não é visto aqui com um lugar neutro onde o desenvolvimento de atividades intelectuais acontece, mas sim como intimamente envolvido com o processo e com o resultado do próprio desenvolvimento. Assim, este desdobramento está fundamentado no próprio construcionismo e também marcado fortemente pela presença do sóciointeracionismo de Vygotsky.' (CAMPOS, 2017, p. 3)

## Desenvolvimento da zona proximal

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A aprendizagem na teoria sócio - cultural acontece nas mediações realizadas no transcorrer da realização do trabalho a qual Vygotsky define a Zona de Desenvolvimento Proximal:

'Um dos princípios básicos da teoria de Vygotsky é o conceito de "zona de desenvolvimento próximo". Zona de desenvolvimento próximo representa a diferença entre a capacidade da criança de resolver problemas por si própria e a capacidade de resolvê-los com ajuda de alguém. Em outras palavras, teríamos uma "zona de desenvolvimento auto suficiente" que abrange todas as funções e atividades que a criança consegue desempenhar por seus próprios meios, sem ajuda externa. (VYGOTSKY, 2002, p.4)

Conforme a teoria de Vygotsky, sempre que o educador vai aplicar sua aula, ele deve ter claro qual o conhecimento cognitivo de seus educandos. Para que não corra o risco de utilizar conceitos que não estão na zona proximal deles, ou utilizar conceitos que estão muito abaixo do que eles já conhecem.

Na robótica educacional é possível propor situações problemas aos educandos que estejam de acordo com sua zona de conhecimento proximal. Indo gradativamente e ampliando a complexidade de conceitos necessários para a resolução da situação problema, elevando-os à apropriação de mais conhecimento.

## O ser mais capaz

Para Vygotsky, o aprendizado se dá pelas relações sócio - cultural em que sempre deve existir uma pessoa com maior conhecimento cognitivo.

'Zona de desenvolvimento próximo, por sua vez, abrange todas as funções e atividades que a criança ou o aluno consegue desempenhar apenas se houver ajuda de alguém. Esta pessoa que intervém para orientar a criança pode ser tanto um adulto (pais, professor, responsável, instrutor de língua estrangeira) quanto um colega que já tenha desenvolvido a habilidade requerida'. (VYGOTSKY, 2002, p. 4).

Ao utilizarmos a robótica como metodologia de ensino, propõe-se a formação de trabalhos em equipe capaz de proporcionar uma diversidade de conhecimentos cognitivos, fazendo com que o educando, através dessa interação educandoeducando e educando-educador, possa se apropriar de novos conhecimentos.

Colaboram com esta afirmação Aglaé:

'o conhecimento é construído pelas interações com outros indivíduos. As interações sociais desencadearam o desenvolvimento. Isso ocorre devido ao processo de mediação criado quando duas ou mais pessoas cooperam numa atividade (interpessoal), favorecendo a reconstrução do conhecimento (intrapessoal)'. (AGLAÉ, p. 2, 2008)

Ao trabalharmos em grupo estamos fazendo com que o educando tenha contato mais íntimo com colegas com maior conhecimento cognitivo, dentro da teoria sócio - cultural esse indivíduo é chamado de ser mais capaz. Como afirma Vygotsky:

'A criança fará amanhã sozinha aquilo que hoje é capaz de fazer em cooperação. Por conseguinte, o único tipo correto de pedagogia é aquele que segue em avanço relativamente ao desenvolvimento e o guia; deve ter por objetivo não as funções maduras, mas as funções em vias de maturação'. (Vygotsky, 2002, p. 73)

Como a robótica pode colaborar para uma educação do século XXI conforme as habilidades propostas pela UNESCO

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Segundo a UNESCO (2015) 'há muito tempo aceita-se o papel da educação na promoção da paz, dos direitos humanos, da igualdade, da tolerância da diversidade e do desenvolvimento sustentável'. Para promovermos uma educação voltada a essas habilidades, devemos trabalhar com projetos que levem os educandos a pensar de forma crítica, visando resolver problemas de nossa comunidade, país e mundo. Por isso é importante usar metodologias voltadas à resolução de problemas e busca de solução em atividades realizadas grupos, das quais facilitam a interação social, evitando-se o individualismo.

- O uso da robótica em sala tem por objetivo promover a integração entre educandos, através de atividades em grupo, onde os mesmos devem procurar soluções para resolver uma situação problema proposta pelo educando, bem como, fazer com que o educando seja observador e consiga fazer ligações entre teoria e prática. Conforme a UNESCO (2015) devemos estimulá-lo para analisar criticamente , o caso e propor soluções para questões da vida real.
- Ao desenvolvermos uma aula onde o foco é observar um determinado fenômeno, é possível levar o educando a perceber que nem sempre conseguimos atingir os resultados esperados. De acordo com a UNESCO (2015), devemos levar o educando a observar os pressupostos. Desse modo, o uso da robótica nos permite levá-lo a reexaminar teorias, e compreender que a ciência não é exata.

Dentre as habilidades propostas pela UNESCO (2015) para formação integral do indivíduo, podemos perceber que o uso da robótica vem de encontro com algumas dessas habilidades: pensamento crítico, poder de tomar decisões, inovação, forma executiva, habilidade de escutar, criatividade, alfabetização em TICs, comunicação, capacidade de resolver problemas e argumentação.

- O desenvolvimento de aulas utilizando a robótica educacional, parte do pressuposto de que o educador deve expor ao educando a resolução de uma situação problema, onde o mesmo deverá utilizar conceitos aprendidos em sala de aula, para conseguir desenvolver um robô que sirva como solução para o problema proposto pelo educador. Além disso, é possível desenvolver atividades que façam o educando observar, analisar tirando suas próprias conclusões. Ao final da aula eles compartilham com as demais equipes o que conseguiram observar, o que deu certo na atividade, como chegaram à solução do problema. Portanto, é possível dessa forma, trabalhar dentro das habilidades citadas no parágrafo acima, os seja trabalhar a parte cognitiva do educando.

Dentro das habilidades interpessoais e intrapessoais podemos citar a: confiança, responsabilidade, trabalho em equipe, influência social, empatia, poder de tomar decisões auto monitoramento, liderança, produtividade, autodidatismo e a iniciativa. Essas habilidades podem ser trabalhadas no âmbito da robótica educacional, pois as atividades devem ser realizadas em grupos e cada um dos integrantes deve realizar uma função diferente dentro da equipe. É importante mostrar ao educando que cada integrante é parte fundamental da equipe e que se cada um não desenvolver o seu papel, a equipe acaba sendo prejudicada. Dessa maneira, é possível fazer o educando perceber o seu auto monitoramento e sua influência social.

## Considerações finais

A robótica educacional é considerada por muitos estudiosos uma ferramenta bastante relevante no contexto da educação atual, mas essa esbarra em muitos

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problemas no cenário da educação brasileira. De acordo com Campos (2017, p. 2212) 'a tecnologia está em todos os lugares menos na escola', hoje existem vários especialistas investindo em tecnologias que servem para auxiliar o educador em sala de aula, o problema é que na escola ainda permanecemos na educação formal, e esta não acompanha o ritmo de desenvolvimento da sociedade contemporânea.

Campos (2017) afirma que embora haja alguns setores públicos que de forma isolada investem em tecnologia educacional, as escolas privadas têm buscado ampliar o uso dessa ferramenta de uma forma bem mais intensa do que os setores públicos. Isso porque os equipamentos utilizados em oficinas de robótica podem ter um alto custo financeiro. Mesmo escolas com alto investimento em robótica se deparam com outros questionamentos: Como utilizar a robótica de forma eficiente?

- O problema é que esta tecnologia muitas vezes é utilizada em aulas consideradas de extraclasse e estão totalmente voltadas à montagem e programação de robôs, e não estão articuladas com os conteúdos de sala de aula.

Utilizar a robótica como uma disciplina isolada, pode não ser a melhor maneira de contribuir com o desenvolvimento do conhecimento cognitivo do educando, pois ele não consegue relacioná-lo com os conteúdos de sala, e acaba por entender que a robótica é uma disciplina isolada das demais. É preciso ter cuidado quando se implanta ou utiliza a robótica no âmbito educacional, é importante que educadores e gestores entendam que ela é uma ferramenta e que deve ser utilizada dentro de conteúdos curriculares e se possível de forma interdisciplinar. Quando o educador se propõe a utilizar a robótica em suas aulas deve ter claro que ela tem que estar ancorada com o conteúdo de sua disciplina, assim o educando poderá perceber essa interação entre atividade prática e conteúdo curricular, possibilitando-lhe fazer relações e aumentando seu conhecimento cognitivo. Para ser mais eficiente outra proposta é trabalhar conteúdos de forma interdisciplinar com auxílio da robótica.

Para Campos (2017, p. 2114) 'se quisermos alcançar os alunos, independentemente de suas aptidões', é preciso pensar em projetos mais amplos', é bastante perceptível ao educador que utiliza a robótica que alguns têm muita facilidade em montar e programar, outros já não tem muito interesse por essa atividade. Por isso é preciso trabalhar projetos embasados em temas, que combinem várias atividades como cálculos, desenhos, redações, jogos, apresentações de projetos desenvolvidos, questionamentos, pois isso possibilita ao educador conseguir engajar toda a turma em sua proposta de trabalho.

Ao trabalharmos a robótica de forma interdisciplinar ou mesmo em uma disciplina isolada nos deparamos com o tempo limitado das aulas, pois a realização desse tipo atividades, demanda bastante tempo. A aula é dividida em várias etapas: análise de situação problema inserida em algum tema de estudo, construção dos robôs por parte dos educandos, programação, questionamento sobre o que foi observado, instrumento avaliativo para a verificação dos conhecimentos alcançados por eles e pôr fim a discussão sobre o papel de cada indivíduo dentro da equipe. Por isso é importante a discussão entre educadores sobre a forma de abordagem dessa metodologia, isso adverte outro ponto importante, a falta de capacitação do corpo docente à inserção de novas tecnologias no âmbito escolar.

Ao escrevermos este artigo, autores adeptos da inclusão da robótica educacional em nossas aulas de Física, buscamos entender como a aprendizagem sócio - cultural pode auxiliar na melhoria das atividades que propomos aos educandos. Pois cientes de que devemos fazer com que eles tenham um pensamento

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crítico, criativo, apto a resolver problemas e o mais importante que aprendam a trabalhar em equipe, respeitando cada colega, participando ativamente, tendo consciência de que o conhecimento é individual e que isso é de sua responsabilidade.

A inserção de metodologias práticas como a robótica tem se mostrado uma ferramenta bastante importante para a educação do século XXI. Mesmo assim ela tem muitos obstáculos a serem vencidos, como a falta de capacitação dos educadores, falta de investimento, falta de interesse de governantes e principalmente a falta de pesquisa que colabore com a sua eficiência quanto à aprendizagem do educando.

## Referências

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