O PROCESSO DE INSERC˘AO DA ROB~ OTICA EM UM N UCLEO … · por Howard Gardner, psicologo...

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O PROCESSO DE INSER ¸ C ˜ AO DA ROB ´ OTICA EM UM N ´ UCLEO DE ATIVIDADES DE ALTAS HABILIDADES/SUPERDOTA¸ C ˜ AO Juliani Chico Piai * , Ernesto Fernando Ferreyra Ram´ ırez * , Silvia Galv˜ ao de Souza Cervantes * , Osni Vicente * , Maria Bernadete de Morais Fran¸ ca * , Diogo Janes Munhoz , Fabiane Silva Chueire Cianca , Viviane Tramontina Leonessa * Departamento de Engenharia El´ etrica - Universidade Estadual de Londrina CEP 86057-970 Caixa Postal 10039 Londrina, PR, Brasil ucleo de Atividades de Altas Habilidades/Superdota¸c˜ao Londrina, PR, Brasil Emails: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] Abstract— Educational robotics has been used as a motivational tool for teaching sciences in various countries around the world. This article presents the process of inserting this activity in a public assistance core to children and adolescents identified as gifted or high skills (NAAH/S). This students assistance is conducted after/before school. In order to provide their contact with robotics, it set up a space for additional activities in the NAAH/S Londrina-PR. For this, the LEGO r Mindstorms kits and notebooks were available. Teacher’s Assistant began in the space on the orientation of the teachers core and electrical engineering graduate students. The project had clearly defined objectives for each of the classes involved. Students participating in the core would undergo a process of awakening their logical- mathematical and spatial abilities, encouraging them so to engineering courses. Undergraduate students, beyond developed the essential skills profile of the engineer, would be motivated through practical activities, to reduce the dropout in the first year course. To evaluate these results, questionnaires were applied and the response was positive. Keywords— LEGO Mindstorms, Engineering, Robotic Teacher’s Assistant Resumo— A rob´ otica educacional tem sido utilizada como ferramenta motivacional para o ensino de ciˆ encias exatas em diversos pa´ ıses ao redor do mundo. O presente artigo apresenta o processo de inser¸c˜ao desta atividade em um n´ ucleo p´ ublico de atendimento a crian¸cas e adolescentes, identificados como superdotados ou portadores de altas habilidades (NAAH/S). O atendimento a estes estudantes ´ e realizado no contraturno das aulas regulares do ensino b´asico. Visando proporcionar o contato destes com a rob´ otica, foi montado um espa¸ co para tais atividades complementares dentro do NAAH/S Londrina-PR. Para isto, foram disponibilizando kits Mindstorms da LEGO r e notebooks. Monitorias passaram a ser conduzidas no espa¸ co sobre orienta¸c˜ao de professores do n´ ucleo e alunos de gradua¸c˜ao em engenharia el´ etrica. O projeto possu´ ıa objetivos bem definidos para cada uma das classes envolvidas. Os estudantes participantes do n´ ucleo passariam por um processo de despertar de suas habilidades l´ogico-matem´ aticas e espaciais, estimulando-os assim aos cursos de engenharia. Os alunos de gradua¸c˜ao, al´ em de desenvolveram habilidades essenciais ao perfil do engenheiro, seriam motivados atrav´ es das atividades pr´aticas, visando reduzir a evas˜ ao nos primeiros anos de curso. Para avaliar tais resultados, question´arios foram aplicados aos envolvidos, cujas respostas indicaram que a interven¸ c˜ao pedag´ogica foi positiva para todos os participantes. Palavras-chave— LEGO Mindstorms, Engenharia, Monitorias de Rob´otica. 1 Introdu¸c˜ ao A engenharia ´ e uma ´ area estrat´ egica para o de- senvolvimento do pa´ ıs, e frequentemente, tem-se noticiado na m´ ıdia sobre a escassez destes profis- sionais no mercado. As disciplinas que poderiam despertar o interesse dos estudantes de ensino m´ e- dio para as ciˆ encias exatas: matem´ atica, f´ ısica e qu´ ımica por exemplo, acabam se tornando com- plexas, principalmente pela ausˆ encia de correla- ¸c˜ ao entre a teoria e situa¸c˜ oes cotidianas. Isto faz com que os jovens busquem outras profiss˜ oes, re- lacionadas principalmente as ciˆ encias humanas e biol´ ogicas, visto que nestas situa¸ oes, enxergar a aplica¸c˜ ao do conhecimento se torna mais evidente. Como instrumento motivacional para as ciˆ en- cias exatas, diversas atividades educacionais, en- volvendo rob´ otica, tem sido realizadas ao redor do mundo (Filippov et al., 2011) (Waddo and Jain, 2012) (Cruz-Mart´ ın et al., 2012). O apren- dizado atrav´ es de robˆ os permite aos estudantes um engajamento com a solu¸c˜ ao de problemas, exi- gindo um amplo racioc´ ınio e vis˜ ao do contexto. Ainda, quando os jovens trabalham em grupo, t´ ec- nicas de ensino s˜ ao desenvolvidas e o aprendizado ´ e colaborativo (Burbaite et al., 2013). Uma das ferramentas amplamente utilizadas neste contexto s˜ ao os kits Mindstorms da LEGO r . Nele, a programa¸c˜ ao pode ser realizada atrav´ es de blocos de fun¸c˜ oes, tornando o racioc´ ınio mais claro e o aprendizado descomplicado. Ainda, as pe¸cas para montagens s˜ ao bem difundidas, facili- tandoaobten¸c˜ ao de um prot´ otipo. Motores, rodas e sensores s˜ ao disponibilizados para permitir que os robˆ os executem as mais diversas fun¸c˜ oes, al´ em da unidade central de processamento NXT que o torna autˆ onomo. O uso destes kits surge como uma possibili- Anais do XX Congresso Brasileiro de Automática Belo Horizonte, MG, 20 a 24 de Setembro de 2014 4029

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  • O PROCESSO DE INSERÇÃO DA ROBÓTICA EM UM NÚCLEO DE ATIVIDADESDE ALTAS HABILIDADES/SUPERDOTAÇÃO

    Juliani Chico Piai∗, Ernesto Fernando Ferreyra Raḿırez∗, Silvia Galvão de SouzaCervantes∗, Osni Vicente∗, Maria Bernadete de Morais França∗, Diogo Janes Munhoz†,

    Fabiane Silva Chueire Cianca†, Viviane Tramontina Leonessa†

    ∗Departamento de Engenharia Elétrica - Universidade Estadual de LondrinaCEP 86057-970 Caixa Postal 10039

    Londrina, PR, Brasil

    †Núcleo de Atividades de Altas Habilidades/SuperdotaçãoLondrina, PR, Brasil

    Emails: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected],[email protected], [email protected], [email protected]

    Abstract— Educational robotics has been used as a motivational tool for teaching sciences in various countriesaround the world. This article presents the process of inserting this activity in a public assistance core to childrenand adolescents identified as gifted or high skills (NAAH/S). This students assistance is conducted after/beforeschool. In order to provide their contact with robotics, it set up a space for additional activities in the NAAH/SLondrina-PR. For this, the LEGOr Mindstorms kits and notebooks were available. Teacher’s Assistant began inthe space on the orientation of the teachers core and electrical engineering graduate students. The project hadclearly defined objectives for each of the classes involved. Students participating in the core would undergo aprocess of awakening their logical- mathematical and spatial abilities, encouraging them so to engineering courses.Undergraduate students, beyond developed the essential skills profile of the engineer, would be motivated throughpractical activities, to reduce the dropout in the first year course. To evaluate these results, questionnaires wereapplied and the response was positive.

    Keywords— LEGO Mindstorms, Engineering, Robotic Teacher’s Assistant

    Resumo— A robótica educacional tem sido utilizada como ferramenta motivacional para o ensino de ciênciasexatas em diversos páıses ao redor do mundo. O presente artigo apresenta o processo de inserção desta atividadeem um núcleo público de atendimento a crianças e adolescentes, identificados como superdotados ou portadores dealtas habilidades (NAAH/S). O atendimento a estes estudantes é realizado no contraturno das aulas regulares doensino básico. Visando proporcionar o contato destes com a robótica, foi montado um espaço para tais atividadescomplementares dentro do NAAH/S Londrina-PR. Para isto, foram disponibilizando kits Mindstorms da LEGOr

    e notebooks. Monitorias passaram a ser conduzidas no espaço sobre orientação de professores do núcleo e alunosde graduação em engenharia elétrica. O projeto possúıa objetivos bem definidos para cada uma das classesenvolvidas. Os estudantes participantes do núcleo passariam por um processo de despertar de suas habilidadeslógico-matemáticas e espaciais, estimulando-os assim aos cursos de engenharia. Os alunos de graduação, além dedesenvolveram habilidades essenciais ao perfil do engenheiro, seriam motivados através das atividades práticas,visando reduzir a evasão nos primeiros anos de curso. Para avaliar tais resultados, questionários foram aplicadosaos envolvidos, cujas respostas indicaram que a intervenção pedagógica foi positiva para todos os participantes.

    Palavras-chave— LEGO Mindstorms, Engenharia, Monitorias de Robótica.

    1 Introdução

    A engenharia é uma área estratégica para o de-senvolvimento do páıs, e frequentemente, tem-senoticiado na mı́dia sobre a escassez destes profis-sionais no mercado. As disciplinas que poderiamdespertar o interesse dos estudantes de ensino mé-dio para as ciências exatas: matemática, f́ısica eqúımica por exemplo, acabam se tornando com-plexas, principalmente pela ausência de correla-ção entre a teoria e situações cotidianas. Isto fazcom que os jovens busquem outras profissões, re-lacionadas principalmente as ciências humanas ebiológicas, visto que nestas situações, enxergar aaplicação do conhecimento se torna mais evidente.

    Como instrumento motivacional para as ciên-cias exatas, diversas atividades educacionais, en-volvendo robótica, tem sido realizadas ao redordo mundo (Filippov et al., 2011) (Waddo and

    Jain, 2012) (Cruz-Mart́ın et al., 2012). O apren-dizado através de robôs permite aos estudantesum engajamento com a solução de problemas, exi-gindo um amplo racioćınio e visão do contexto.Ainda, quando os jovens trabalham em grupo, téc-nicas de ensino são desenvolvidas e o aprendizadoé colaborativo (Burbaite et al., 2013).

    Uma das ferramentas amplamente utilizadasneste contexto são os kits Mindstorms da LEGOr.Nele, a programação pode ser realizada atravésde blocos de funções, tornando o racioćınio maisclaro e o aprendizado descomplicado. Ainda, aspeças para montagens são bem difundidas, facili-tando a obtenção de um protótipo. Motores, rodase sensores são disponibilizados para permitir queos robôs executem as mais diversas funções, alémda unidade central de processamento NXT que otorna autônomo.

    O uso destes kits surge como uma possibili-

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  • dade de reestruturação do ensino básico de ciên-cias (Chambers et al., 2008) (Harris, 2013). No en-tanto, uma reforma na preparação dos professoresseria necessária para que a robótica passasse a in-tegrar o curŕıculo (Bryan and Abell, 1999) (Bryanand Atwater, 2002) (Hadjiachilleos et al., 2013).Pensando nisto, a maneira encontrada, por umgrupo de professores do Departamento de Enge-nharia Elétrica da Universidade Estadual de Lon-drina, foi inserir a robótica educacional como ati-vidade complementar e sem nenhum custo aosparticipantes. Para isto, foi firmada uma par-ceria com o Núcleo de Atividades de Altas Ha-bilidades/Superdotação (NAAH/S) de Londrina-PR, com financiamento do Conselho Nacional deDesenvolvimento Cient́ıfico e Tecnológico (CNPq)em parceria com a empresa Vale do Rio Doce(Vale), através do edital Forma Engenharia de2012. O projeto possúıa dois objetivos bem cla-ros, o primeiro deles envolver os professores e alu-nos do núcleo, motivando-os através das ativida-des práticas e despertando o interesse dos estu-dantes pela carreira de engenheiro. O segundo, enão menos importante, buscava inserir e motivaralunos de graduação em engenharia elétrica, comfoco na redução da evasão nos primeiros anos decurso, composto majoritariamente por disciplinasteóricas.

    Diversas pesquisas seguem a mesma linha deideais. Por exemplo, a inserção da robótica utili-zando kits LEGO no curso de graduação em en-genharia da computação na Universidade do PáısBasco (Álvarez and Larrañaga, 2013). O objetivo,neste caso, era motivar os alunos na disciplina deprogramação básica, envolvendo-os no desenvolvi-mento das fases dos algoritmos, utilizando tantopseudo-código como fluxogramas. Esta disciplina,em alguns casos, representa o primeiro contato doaluno com a programação, tão essencial para estaformação e ao mesmo tempo muito abstrata. Aresposta dos jovens à interferência didática foi po-sitiva, afirmando que estas atividades aumenta-ram a motivação pelo curso e o tornaram maisinteressante.

    Em Huang et al. (2013) os kits foram apli-cados para desenvolver as habilidades dos alunosdo ensino médio quanto a solução de problemas.Os estudantes utilizaram manuais técnicos paracoletar informações e análise durante o processode aprendizado. Além disso, muitos utilizaram atentativa e erro para resolver os problemas. Estasolução também foi fortemente utilizada pelos alu-nos envolvidos durante as práticas.

    A principal inovação, do ponto de vistade ensino, apresentada neste artigo, está nofato dos alunos de ensino básico envolvidos se-rem considerados portadores de altas habilida-des/superdotação. Estes indiv́ıduos são identifi-cados nas escolas e convidados a participar doNAAH/S, que mantém núcleos em todo o Bra-

    sil. A intenção da universidade foi proporcionaruma nova atividade no núcleo, visto que não écomum o acesso das escolas públicas brasileirasao kits da LEGO. Além disso, associado a super-dotação, estes estudantes podem apresentar ou-tros quadros como hiperatividade, dificuldade derelacionamento, soberba, entre outros, caracteri-zando um verdadeiro desafio a todos os envolvi-dos. Sendo assim, os alunos de graduação em en-genharia, além de desenvolverem os conhecimen-tos técnicos relacionados a prática da robótica, li-daram com caracteŕısticas essenciais ao perfil doengenheiro: liderança, tomada de decisões, flexibi-lidade e, principalmente, habilidade em trabalharcom pessoas.

    2 Altas Habilidades/Superdotação

    No Brasil, a Superdotação é uma temática cujointeresse vem crescendo na última década, poisNakano and Siqueira (2012) identificaram, apóspesquisas em bases de dados digitais, somente umtrabalho nacional publicado antes de 2002, emcontraste com 29 trabalhos nacionais publicadosapós esse ano até 2011. Além disso, foi notadaa ausência de instrumentos espećıficos validados enormatizados para a identificação de superdota-dos no Brasil.

    Alunos superdotados estão presentes emgrande número nas escolas e muitas vezes pas-sam despercebidos (Freitas and Negrini, 2008).Verifica-se que muitos estudantes que apresentamAltas Habilidades/Superdotação (AH/SD) costu-mam enfrentar problemas, pois ao invés da es-cola motivá-los para dar continuidade ao processode aprendizagem, ocorre o contrário, fazendo comque estes alunos percam o incentivo em aprender(Piske, 2011). Caso não sejam identificados e es-timulados, podem sofrer com o fracasso escolar,chegando até a evadirem da escola devido às prá-ticas tradicionais excludentes e desestimulantes,já que vão à escola em busca de novos desafiospara a aprendizagem (Freitas and Negrini, 2008).Além disso, estes alunos desenvolvem comporta-mentos não apropriados, como a falta de atençãopor causa de situações frustrantes (Piske, 2011).

    Visando reduzir esse problema, há algunsanos, o Ministério da Educação (MEC) im-plantou Núcleos de Atividades de Altas Habili-dades/Superdotação (NAAH/S) espalhados peloBrasil, que utilizam entre outras, a Teoriados Três Anéis de J. Renzulli (Renzulli, 2004)(Virgolim, 2007) para identificar e atender crian-ças e adolescentes com indicativos de altas habi-lidades/superdotação (AH/SD) em escolas públi-cas, permitindo o seu pleno desenvolvimento inte-lectual, social e comportamental.

    De forma geral, segundo Renzulli (2004) osindiv́ıduos com AH/SD apresentam criatividade,envolvimento com a tarefa e capacidade acima da

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  • média, sendo também influenciados pela sua redede relacionamentos, ou seja, famı́lia, amigos, es-cola e outros (Vieira and Simon, 2012). Geral-mente, verifica-se que a capacidade das pessoascom AH/SD é espećıfica e não genérica, podendocitar, como exemplos, Einstein, Mozart e Shakes-peare, que apesar de apresentarem altas habilida-des cient́ıfica, musical e literária respectivamente,sendo considerados inclusive como gênios em suasáreas, apresentavam limitações nos relacionamen-tos interpessoais, na escrita e nos movimentos cor-porais, respectivamente (Antunes, 2006). Assim,pode-se aplicar ao ensino de pessoas com AH/SD aTeoria das Inteligências Múltiplas (IM) propostapor Howard Gardner, psicólogo norte-americanoda Universidade de Harvard, em 1983 através dolivro As Estruturas da Mente (Gardner, 2007).Nessa teoria, Gardner defende que o potencial hu-mano não pode ser medido apenas pelo Quocientede Inteligência (QI), visto que há diversos tiposde inteligência: lingúıstica; lógico-matemática;espacial; musical; corporal-cinestésica; interpes-soal; intrapessoal e naturalista (Armstrong, 2011)(Vieira and Simon, 2012).

    A inteligência espacial, ou visuoespacial, per-mite relacionar o espaço próprio do indiv́ıduo como espaço que o envolve, através da percepção eadministração de distâncias, pontos de referên-cia e localização geográfica. A inteligência lógico-matemática está relacionada à competência emcompreender os elementos da linguagem algébricae numérica, permitindo a resolução de proble-mas que envolvam números, grandezas e valoresde forma surpreendentemente rápida. As pro-fissões ligadas às ciências exatas (F́ısica, Mate-mática, Computação) e engenharias utilizam-sebastante dessas duas habilidades (Antunes, 2006)(Virgolim, 2007).

    Sendo assim, o presente artigo concentra seusesforços nos tipos de inteligência espacial e lógico-matemática, visando despertar o interesse destesalunos, detentores destas aptidões, para as enge-nharias.

    3 Ensino de Ciências Através daRobótica

    O uso de robôs é bastante difundido para o en-sino de engenharia devido ao seu apelo futurista,encantador para os alunos. Um robô é um dispo-sitivo mecânico motorizado e controlado por com-putador que pode ser programado para fazer au-tomaticamente uma variedade de tarefas de formaautônoma (Salant, 1990). Se a utilização da robó-tica é motivadora aos estudantes de graduação,o mesmo pode ser feito para os alunos de ensinobásico, despertando-lhes o interesse pelas ciênciasexatas.

    Uma das motivações para a inserção dos kitsMindstorm da LEGO no Núcleo de Altas Habili-

    dades Superdotação foi Teoria do Ciclo de Cria-ção de Conhecimento. Nesta teoria, argumenta-se que a aquisição de conhecimento do indiv́ıduobaseia-se entre a interação da aquisição de conhe-cimento expĺıcito e tácito. O conhecimento expĺı-cito é formal, e é composto por números, palavrasou imagens que podem ser facilmente dissemina-das através de procedimentos formais, especifica-ções, manuais ou fórmulas. Já o conhecimentotácito é intuitivo, e está relacionado ao sistema decrenças, valores pessoais e ao exerćıcio de algumaatividade profissional. Em outras palavras, pode-se dizer que o conhecimento expĺıcito correspondeao “saber o que fazer”, enquanto que o conheci-mento tácito é “saber como fazer”. Por isso, oconhecimento tácito é mais dif́ıcil de formalizar edisseminar. A socialização (interação social entremestre e disćıpulos, ou instrutor e estagiários) éo processo mais efetivo para aquisição de conhe-cimento tácito, que é feito através da observação,imitação e prática. A externalização é a fase emque o conhecimento tácito é convertido em conhe-cimento expĺıcito. Nesta fase, o indiv́ıduo forma-liza as suas próprias verdades interiores acerca deum determinado assunto que está sendo vivenci-ado. Na etapa de combinação, os conhecimentosexpĺıcitos prévios do indiv́ıduo são revistos, traba-lhados e recombinados para gerar novos conheci-mentos expĺıcitos (Chen, 2012).

    Por exemplo, o desenvolvimento de um pro-tótipo de robótica com fins didáticos requer oconhecimento prévio, e domı́nio pelo menos bá-sico, de diversos conteúdos (computação, f́ısica,matemática, telecomunicações, eletrônica, entreoutros). Finalmente, a etapa de internalizaçãoocorre quando o conhecimento expĺıcito é trans-formado em conhecimento tácito, através da apli-cação prática de saberes teóricos. Nesta etapa, sãoformados os modelos mentais que farão parte dosconhecimentos intuitivos (insights) do indiv́ıduo.Isto explica a popularidade do uso de kits LEGOpara o ensino de ciências.

    4 Monitorias no NAAH/S

    A inserção da robótica educacional no Núcleo deAtividades de Alta Habilidades/Superdotação, lo-calizado no Colégio Estadual Vicente Rijo emLondrina-PR, passou por algumas etapas.

    Primeiramente, o intuito do projeto era mon-tar um espaço de robótica dentro do NAAH/S.No entanto, isto só foi posśıvel graças ao financia-mento do Conselho Nacional de DesenvolvimentoCient́ıfico e Tecnológico (CNPq) em parceria coma empresa Vale do Rio Doce (Vale), através do edi-tal Forma Engenharia de 2012. Foram adquiridoskits Mindstorms da LEGOr que possuem, alémdas tradicionais peças para montagem dos protó-tipos, um bloco programável que dá autonomiaao robô, sensores, servo-motores, mesa giratória,

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  • Figura 1: Monitorias no espaço de robótica doNAAH/S Londrina.

    software de programação e peças LEGO Technicr

    como blocos, vigas, eixos, rodas, engrenagens epolias. Para instalação do software que permite aprogramação de robôs autônomos, também foramadquiridos notebooks.

    No entanto, o espaço de robótica não teriautilidade alguma se os professores do núcleo nãosoubessem utilizá-lo e perpetuassem as aulas nolocal. Para isto, todos os docentes interessa-dos foram convidados a participar de um cursode formação dentro da própria universidade (Piaiet al., 2013). Alunos participantes do NAAH/S,identificados com inteligência lógico-matemática eespacial, também frequentaram o curso de forma-ção. Além disso, estudantes e professores da en-genharia elétrica foram envolvidos, atuando comoorientadores. Com isto, conhecimentos de técni-cas de programação e montagem dos kits foramtransferidos aos participantes, possibilitando queestes fossem os principais responsáveis pelo anda-mento das atividades nos espaços.

    Após a realização do curso, monitorias passa-ram a ser realizadas no espaço de robótica, comopode ser visto na Figura 1. Os alunos que par-ticiparam da formação, atuaram como monitoresdiretos dos outros estudantes que frequentam oNAAH/S, transferindo os conhecimentos adquiri-dos de programação, funcionamento das peças emontagens mecânicas, além de atuarem como ĺı-deres das equipes, Figura 2.

    Os professores do núcleo supervisionaram to-das as atividades, orientando os monitores e ga-rantindo condições para a realização dos exerćı-cios. Os alunos de graduação em engenharia exer-ceram papel semelhante ao dos professores, super-visionando e auxiliando os monitores e os partici-pantes das atividades.

    Os alunos do NAAH/S foram divididos emequipes de 4 ou 5 participantes, e desenvolveramatividades semanais no espaço de robótica, comomostrado na Figura 3. Foram propostos diversos

    Figura 2: Monitor do NAAH/S orientando aequipe.

    Figura 3: Trabalho em equipe durante as monito-rias no espaço de robótica.

    desafios, todos abordavam na prática e de formaindireta, conceitos da matemática, f́ısica e enge-nharia, como: determinação do ângulo de giro deum robô, desvio de obstáculos utilizando sensoresóticos, entre outros.

    Além disso, as atividades proporcionaram aosparticipantes um primeiro contato com a lógica deprogramação de forma lúdica. Ainda, puderamconhecer diferentes tipos de sensores e seus fun-cionamentos, motores, alavancas, transmissão dedados sem fio, entre outros assuntos relacionadosas engenharias.

    As monitorias ocorreram durante 4 meses cul-minando com o I Campeonato de Robótica doNAAH/S Londrina, organizado pelos professoresda universidade e do núcleo, surtindo em grandedivulgação, tanto em âmbito local quanto nacional(Munhoz et al., 2013).

    Foram utilizados dois questionários para aavaliação dos resultados da intervenção pedagó-gica, com questões abertas e fechadas, que visa-vam avaliar as monitorias e as atividades da robó-tica educacional. Um questionário foi respondidopelos graduandos do curso de Engenharia Elétrica

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  • e o outro pelos participantes alunos do NAAH/S.As questões objetivas receberam tratamento esta-t́ıstico e as informações subjetivas foram agrupa-das em temas de análise, com base nos conteúdosdas respostas, conforme orienta Bardin (1977).

    5 Avaliação das Monitorias por parte dosAlunos de Graduação

    Um dos objetivos do projeto era motivar os alu-nos de graduação em engenharia elétrica, além dedespertar habilidades essenciais ao profissional deengenharia. Dois estudantes participaram das ati-vidades de monitoria como bolsistas. Para avaliaro resultado desta intervenção, estes alunos foramquestionados, primeiramente, sobre como foramas monitorias. As respostas surgiram positivas,mencionando inclusive que as dúvidas dos alunosdo núcleo conduziam as explicações dos conteú-dos a serem abordados. Nesta observação pode-seperceber o despertar desses alunos, acostumadoscom disciplinas tão técnicas, para a necessidadede desenvolver a boa comunicação, a habilidadede ensinar o que se aprendeu e, como direcionarestes conhecimentos.

    Quando questionados sobre as dificuldadespara transferir o conteúdo, notou-se certa inse-gurança. Eles disseram que precisariam de maistempo para absorver o conhecimento de formaconsistente, e só então se sentiriam aptos a ensi-nar. A avaliação positiva que se pode fazer destaresposta é que os alunos de graduação aprenderama importância de se preparar bem para qualquerexposição ao público em geral.

    Certamente, esta insegurança surgiu de-vido a alguns problemas enfrentados, principal-mente quanto aos questionamentos dos alunos doNAAH/S. Estes compreendiam o conteúdo commuita facilidade, indagando os estudantes de en-genharia sobre assuntos relacionados e, alguma ve-zes, não dominados. Este fato fez com que o ma-terial didático fosse revisado, trazendo maiores ńı-veis de dificuldade, de forma a não desmotivar osparticipantes. Neste momento, os alunos de gra-duação tiveram que ter flexibilidade e tomar a de-cisão de revisar o material para que sua liderançafrente aos participantes não fosse influenciada.

    Por fim, foram questionados sobre a experiên-cia de ensinar e a satisfação que isto lhes trouxe.A avaliação foi positiva, ressaltando inclusive quenão só transmitiram o conhecimento, como apren-deram muito. Os alunos de graduação, que atua-ram como monitores, demonstraram interesse emcontinuar trabalhando com robótica, ampliar oprojeto e atingir outros públicos. Com base nes-tas informações, é posśıvel afirmar que os estu-dantes foram motivados com as atividades práti-cas. Além disso, a habilidade em trabalhar compessoas foi exercitada durante todo o projeto. Ahiperatividade de alguns alunos do NAAH/S foi

    controlada com o aumento do ńıvel de dificuldadedas atividades, demandando maior racioćınio eatraindo a atenção. As dificuldades de relaciona-mento existiram, como em qualquer trabalho emequipe, mas houve flexibilidade dos estudantes deengenharia elétrica para contorná-las.

    Sendo assim, o binômio ensino-aprendizadofoi realmente uma via de mão dupla. Os estudan-tes de graduação puderam perceber que ensinar éaprender, e só assim podemos formar indiv́ıduoscapazes de multiplicar conhecimento: pensando,refletindo, questionando e agindo.

    6 Avaliação das Monitorias pelosParticipantes

    Dentre os alunos participantes das monitoriasno NAAH/S, 18 responderam a um questionárioquantitativo e qualitativo para possibilitar a ava-liação da intervenção pedagógica.

    Primeiramente, a intenção era saber como ha-viam sido as monitorias para cada um deles e aresposta foi 100% positiva. Todos os alunos dis-seram ter gostado bastante de trabalhar com ro-bótica, e salientaram que as aulas eram dinâmicase empolgantes. Este retorno positivo é muito im-portante, visto que o objetivo principal deste pro-jeto era motivar os alunos, principalmente para asciências exatas.

    Na sequência, eles foram questionados sobreo tempo disponibilizado para a realização das ati-vidades práticas. Este quesito é de grande im-portância na avaliação geral da intervenção, vistoque um dimensionamento incorreto poderia inter-ferir na motivação dos participantes. 61% dos es-tudantes responderam que sim, o tempo foi su-ficiente para desenvolver as atividades propostasde forma objetiva. No entanto, 39% responderamnão. Destes, 28% justificaram que as atividadestinham alta complexidade e precisariam de maistempo para compreendê-las, demonstrando certadificuldade principalmente com os conceitos de ló-gica e programação. Os outros 72% gostariam queas aulas tivessem um tempo maior para aprendermais e melhor. Sendo assim, pode-se afirmar que,nas próximas monitorias, o tempo disponibilizadodeverá ser um pouco maior, atendendo a observa-ção dos participantes que o consideraram insufici-ente.

    Como o impasse com a programação era es-perado, visto que este foi o primeiro contato demuitos deles com a área, a próxima perguntaconcentrava-se em saber se os estudantes haviamsentido alguma dificuldade no decorrer das moni-torias. A grande maioria, 66% disseram não terenfrentado nenhum problema, certamente aquelesque detém inteligência lógico-matemática e espa-cial mais desenvolvida. 33% responderam ter tidodificuldade, sendo que para 83% destes o obstáculofoi a programação. Para o projeto, este resultado

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  • Figura 4: Conceitos das ciências exatas identifica-dos pelos estudantes durante as atividades práti-cas.

    é positivo visto que foi apresentando aos estudan-tes de ensino médio a possibilidade de controlarqualquer máquina, o que deveria despertar o in-teresse destes pela engenharia. Apesar de algunsdeles responderem afirmativamente, espera-se quea dificuldade se transforme em um desafio.

    Como um dos desejos do projeto era tornarteorias da matemática e f́ısica palpáveis aos es-tudantes do ensino básico, a pergunta seguintequestionou a percepção dos participantes quantoa relação entre a prática e conceitos das ciênciasexatas. A minoria não conseguiu identificar es-tes conceitos durante a montagem dos protótipos.No entanto, 78% deles foi capaz de relacioná-los.Os ângulos da matemática, a ótica e a teoria dasalavancas da f́ısica foram os conceitos mais men-cionados, conforme visto na Figura 4. De fato, osângulos foram muito abordados, visto que um dosdesafios era fazer o robô girar. A ótica estava pre-sente nos sensores, capazes de identificar cores eobjetos que determinavam um percurso a ser se-guido. As alavancas fizeram parte das montagensdos robôs, principalmente quando eles deveriamfuncionar como cargueiros.

    Por fim, os alunos foram abordados sobre o in-teresse pela engenharia, foco principal do projeto.Caso já o possúıssem, deveriam mencionar qualaspecto mais lhes chamou atenção. Para os 72%dos participantes interessados nesta profissão, aconstrução dos robôs e a programação foram asetapas mais empolgantes. Com isto, é posśıveldizer que o processo de desenvolvimento de umprotótipo a partir de pequenas peças e, a possi-bilidade de dar-lhe vida através da programação,foi o ponto alto das atividades de monitoria. Orestante dos estudantes não possúıa interesse pelaárea, mas 60% deles foram despertados, afirmandoque ficaram instigados em vivenciar novas situa-ções de aplicabilidade dos conceitos de engenharia,demonstrando que o objetivo do projeto foi atin-gindo.

    7 Considerações Finais

    Neste trabalho, foi relatada a experiência deutilização da robótica para motivar alunos do

    ensino básico portadores de Altas Habilida-des/Superdotação (AH/SD). Visto que muitas ve-zes, nas escolas tradicionais, esses alunos apre-sentam problemas de comportamento e relaciona-mento, a associação da robótica aos conteúdos re-gulares de F́ısica e Matemática estudados por elesserviu como um desafio adicional, que os instigou aexercitar e aperfeiçoar ainda mais as suas habilida-des espaciais e lógico-matemáticas, apresentandoas possibilidades da engenharia e motivando-os aescolhe-lá como profissão. Além disso, a prepara-ção e a participação no campeonato de robóticaao final das monitorias induziu-os a exercitar ou-tras habilidades, tais como a lingúıstica e o rela-cionamento interpessoal, indispensáveis para umconv́ıvio pleno em sociedade.

    Por outro lado, os discentes de graduação emEngenharia Elétrica, que participaram como mo-nitores, através dessa experiência de trabalho, en-contraram motivação adicional para continuar nocurso, pois perceberam a importância do profissi-onal de Engenharia para a sociedade. Eles tam-bém vivenciaram a responsabilidade do trabalhode ensino, passando a dar mais valor para essaatividade.

    Por fim, pode-se verificar que os alunos doNAAH/S, possúıam conhecimento e capacidadede análise reflexiva suficiente para realizaremquestionamentos e identificarem problemas, alémde poderem contribuir com novas ideias. O com-portamento desses alunos exigiu dos monitoresda graduação maior aprofundamento dos conteú-dos para orientação e reestruturação do planeja-mento das atividades. Diante dessa constatação,considera-se importante realizar futuras investiga-ções comparativas referentes ao desempenho dosalunos com AH/SD da educação básica e dos es-tudantes de graduação em engenharia elétrica noque se refere a identificação de problemas a se-rem resolvidos na realização de uma atividade e acapacidade de solucioná-los de maneira criativa einovadora.

    Agradecimentos

    Os autores agradecem ao CNPq e a Vale pelo fi-nanciamento da pesquisa. A Universidade Esta-dual de Londrina e ao NAAH/S Londrina peloapoio e disponibilização de espaço f́ısico no decor-rer do projeto.

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