Questões Sociocientíficas em uma turma de robótica do novo ensino médio: Uso do Arduino para a construção de um sensor de chuvas

## Questões Sociocientíficas em uma Turma de Robótica do Novo Ensino Médio: Uso do Arduino para a Construção de um Sensor de Chuvas

## Erick de Carvalho Barros¹ , João Paulo Fernandes² , Fabio Pinho³

- ¹ CEFET/RJ - Uned Petrópolis, erick.barros@aluno.cefet.rj.br

² CEFET-RJ - Uned Petrópolis, joao.fernandes@cefet-rj.br

- ³ Colégio Estadual Irmã Cecília Jardim, professorfabiopinho@gmail.com

Palavras-chave : Questões Sociocientíficas; Educação em Ciências; Ensino de Física

## Resumo expandido

Neste trabalho, será relatado as experiências de estágio supervisionado de um licenciando em Física pelo CEFET/RJ - campus Petrópolis, em que buscou-se utilizar as questões sociocientíficas e o quadro metodológico de Aikenhead (1994) como ferramenta norteadora na construção e aplicação de uma aula para uma turma de robótica de um colégio estadual do município de Petrópolis. A turma de robótica é uma disciplina eletiva implementada a partir do currículo do novo ensino médio. A utilização da ferramenta Arduino, usada como material pela turma de robótica, contribuiu para a construção dos conhecimentos de circuitos de forma prática e consiste em uma interface eletrônica que funciona como um microcomputador. A turma tinha como padrão trabalhar um componente de Arduino por aula, seus diversos usos, a montagem de um circuito com esse componente e o estudo de seu código.

A aula se iniciou com uma conversa informal sobre o frio extremo de inverno que assolava a cidade de Petrópolis no período em que ocorria a prática de estágio. Os invernos em Petrópolis costumam ser bem frios e em 2023 alcançou temperaturas mínimas de 1,5°, sendo inclusive a cidade com a temperatura mais fria no Brasil este dia (4 de julho de 2023). Cabe mencionar que essa temperatura foi aferida em uma estação meteorológica localizada em um pico nas montanhas da cidade, de forma que a temperatura em grande parte do município se manteve em torno de 10°, mas que demonstra bem o contexto de frio na cidade que baseou a conversa inicial (PETRÓPOLIS, 2023). A aula seguiu com uma discussão sobre as ondas de calor extremo na Europa e nos EUA em que o professor estagiário cita o aumento da temperatura na superfície do planeta e levanta o questionamento se haveria uma correlação entre este fato e as temperaturas extremas registradas e discutidas anteriormente, suscitando um possível desequilíbrio climático e tensionando o diálogo com a temática das mudanças climáticas. Nesse momento, o professor supervisor atenta a turma aos conteúdos já explorados durante o ano letivo presentes nessa discussão, relacionando-a com diversos conceitos de termodinâmica como máquinas térmicas, queima de combustível fóssil, efeito estufa e as próprias mudanças climáticas. Isso deu o gancho para o estagiário associar o aumento da temperatura na superfície do planeta com catástrofes climáticas e questionar aos alunos sobre como, na perspectiva deles, a tecnologia pode contribuir para a sua prevenção ou atenuar suas consequências. Nesse momento, muitos alunos contribuíram com diferentes visões sobre tecnologia que ajudaram a construir sentido para o projeto. O estagiário deu o exemplo das estruturas dos prédios no Japão, que são preparadas para terremotos, um aluno comentou sobre o uso de satélites e drones para monitorar

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8 a 10 de novembro de 2023 - SNEF em Rede: Laços e Nós do Ensino de Física

possíveis tempestades e uma das alunas indicou as sirenes, presentes em diversos lugares da cidade, que acionam com chuvas de risco. A partir desse exemplo, o estagiário relembrou as chuvas na cidade em 2022, refletindo a respeito do impacto das mudanças climáticas na intensidade e frequência dessas chuvas catastróficas e propôs aos alunos a construção de um circuito, utilizando Arduino, capaz de identificar a presença dessas chuvas e acionar um sistema similar as sirenes presentes nas áreas de risco da cidade. Durante a experiência não houve a oportunidade de mencionar o crescimento desenfreado e as diferentes condições de moradia em Petrópolis, aonde a população mais carente se arrisca morando em encostas com perigo de desabamento na falta de um planejamento habitacional por parte das autoridades. Entende-se que essa perspectiva é fundamental para o posicionamento crítico e ativos dos estudantes frente a questão sociocientífica escolhida.

Seguindo, o estagiário separa um último momento antes do intervalo para ensinar a respeito de medidas e escalas pluviométricas, a fim de entendimento das unidades, métodos de medição, leitura das escalas e os graus de periculosidade nos diferentes níveis de chuva (em mm/h). Após o intervalo, a aula seguiu para a montagem do circuito, os alunos já se encontravam divididos em 5 grupos, que estava separado previamente para as atividades da turma de robótica, e foram entregues uma protoboard, o Arduino, o sensor de chuvas, 3 LED's, resistores e 1 Buzzer para cada grupo realizar a montagem do seu projeto, em tese, capaz de acionar esses componentes quando detectasse chuva. O tempo curto de aulas impossibilitou a realização plena do planejamento, sobretudo na elucidação do código, que utilizava as escalas pluviométricas e acionava os LED's e Buzzers ao identificar quantidades específicas de chuvas em um intervalo de tempo predeterminado. Assim foi entregue um código simplificado e pronto em um dos desktops disponíveis na sala de robótica para os alunos compilarem em seus circuitos e verificarem seu funcionamento, utilizando um pano molhado no sensor de chuva ligado no circuito. Após o final da aula, 3 grupos haviam montado os circuitos e destes, 2 apresentaram equívocos em sua montagem, rapidamente identificados e corrigidos pelos alunos com auxílio do professor supervisor e estagiário, 1 grupo conseguiu entregar funcionando perfeitamente e 1 grupo não conseguiu efetuar a montagem.

A sequência didática apresentada usou como ferramenta teóricometodológica o quadro de Aikenhead (1994) que possui a estrutura que orientou o planejamento da aula: i. introdução ao problema social, em que se planejou a discussão sobre temperaturas extremas e o aquecimento da superfície do planeta buscando relacionar os temas com as catástrofes climáticas e com as chuvas rotineiras de Petrópolis; ii. Análise da tecnologia relacionada ao tema social, em que se discutiu sobre as possibilidades e limitações do avanço tecnológico na tratativa de catástrofes ambientais; iii. Estudo do conteúdo científico definido em função do tema social e da tecnologia introduzida, em que se planejou trabalhar o conteúdo de circuitos e escalas/medidas pluviométricas e que o professor supervisor contribuiu de forma espontânea elucidando os conteúdos de termodinâmica; iv. Estudo da tecnologia correlata em função do conteúdo apresentado, em que foi planejado propor o uso do Arduino na construção prática de um circuito um elétrico capaz de identificar chuvas; v. discussão da questão social original, em que foi planejado, porém não executado, uma discussão com a turma a respeito da semelhança do projeto deles com as sirenes de alerta de chuva presentes nas áreas de risco da cidade e após o estagiário iria generalizar o trabalho para projetos maiores, deixando a imaginação e criatividade dos alunos guiarem a discussão, para exemplificar o estagiário iria propor um projeto hipotético que pudesse comunicar os alunos via e-mail caso detectasse

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chuva em um grau acima do seguro na escala pluviométrica em um determinado intervalo de tempo.

A aula do projeto relatado teve como objetivo principal levantar questionamentos acerca de questões sociocientíficas e suas implicações no contexto da sala de aula. A despeito das questões sociocientíficas, Bernardo e Reis (2020, p.2) dirão que: 'se caracterizam como tema de reconhecida relevância social e caráter controverso que facilita a abordagem dos conteúdos científicos [...] de forma articulada com outras dimensões - política, econômica, socioambiental, ética, moral e cultural ligadas ao tema'. De forma geral, as questões sociocientíficas trouxeram diferentes dinâmicas para a turma de robótica durante a aula, a discussão prévia a montagem dos projetos trouxe uma abordagem que os alunos não estavam acostumados para aula e que ajudou a construir um sentido, tanto para a tecnologia explorada quanto para o conteúdo de física apresentado. É a discussão na parte inicial da aula que permitiu ao professor colaborar com a construção de sentido por parte do aluno a respeito do tema, trazer o conteúdo para a vivência do aluno, com um assunto que tange os problemas de sua cidade e possui certo grau de importância para o seu contexto de vida. Basicamente, foi utilizado um problema social de relevância ambiental para basear a aula em um contexto no qual o aluno estivesse presente com a finalidade de incentivar os estudantes a pensarem criticamente os problemas apresentados e serem agentes ativos na busca por alternativas. As questões sociocientíficas se mostraram uma importante ferramenta para os professores de ciências e física no geral, mas se mostrou especialmente perspicaz para professores de física que usam de uma perspectiva libertadora de ensino e assim 'enxergam a educação como um meio para o desenvolvimento de uma conscientização crítica; de uma mudança de atitude por parte do sujeito, que passaria a questionar a realidade em que vive, almejando uma transformação social.' (MUNIZ, MUNIZ e BRAGA, 2020, p. 78). Isso pois estabelece uma relação direta dos conteúdos de física com questões ambientais, sociais e consequentemente políticas do tema. Dessa forma o quadro de Aikenhead serviu como uma útil ferramenta metodológica na elaboração de aulas que pudessem explorar os conteúdos da matéria de forma crítica e provocar o aluno a refletir sua realidade material e sobretudo instigar sua participação, aproveitando-se ao máximo, as discussões propostas para criar sentido para a atividade a partir do contexto do aluno, de forma a não ser apenas um circuito proposto, mas um circuito que o cativasse a pensar e em que pudesse identificar como aquilo está presente no seu cotidiano.

## Referências

MUNIZ, Rita de Fátima; MUNIZ, Sheila Maria; BRAGA, Adriana Eufrásio. TENDÊNCIAS PEDAGÓGICAS. Revista Docentes, v. 5, n. 13, p. 74-83, 2020. Disponível em:

https://revistadocentes.seduc.ce.gov.br/revistadocentes/article/view/252. Acessado em: 1 Out. 2022 .

BERNARDO, José R. da R. REIS, Pedro G. R. A formação do professor de ciências e os desafios da prática em questões sociocientíficas. Revista de Educação Ciência e Tecnologia, v.9, n.1, 2020.

AIKENHEAD, Glen. What is STS Science Teaching? Cap.5. 1994.

Diário de Petrópolis. Petrópolis foi a cidade com a temperatura mais fria do Brasil nesta terça-feira (04). Diário de Petrópolis, 04 de julho de 2023, Disponível em: www.diariodepetropolis.com.br/integra/petropolis-foi-a-cidade-com-a-temperaturamais-fria-do-brasil-nesta-terca-feira-04-242752. Acesso em: 10/17/2023

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