O uso da Robótica Educacional e de tecnologias digitais na aprendizagem de conteúdos da Matemática: experiência em escola privada na cidade de Natal/RN

Frequentemente, os educadores são desafiados a (re)pensar suas metodologias de ensino e práticas pedagógicas, a fim de colaborar com os educandos nos processos de ensino-aprendizagem, contribuindo na apreensão de conhecimentos fundamentais à formação educacional, social, ética e profissional, além do desenvolvimento de aspectos cognitivos, como a criticidade, a curiosidade e a criatividade.

Nessa vertente, Freire (1996) afirma que os educadores, por meio da reflexão sobre suas práticas pedagógicas, conseguem construir caminhos que interligam o conhecimento sistemático aos educandos, permitindo-os interiorizar o saber científico e relacioná-lo às suas experiências pessoais adquiridas no cotidiano. Desse modo, os professores promovem uma aprendizagem significativa e, consequentemente, auxiliam na formação de estudantes autônomos e protagonistas de suas aprendizagens.

Outrossim, referente ao ensino da Matemática, segundo Curtis (2014), muitos educandos apresentam bloqueio com a disciplina, visto que foi construído historicamente um falso paradigma de que a Matemática é uma ciência complexa e repetitiva, sendo possível a apreensão de seus conceitos e identificação de suas aplicações, apenas por alguns seletos grupos de estudantes.

Nesse contexto, a Robótica Educacional tem sido uma estratégia pedagógica adotada por algumas escolas que tem favorecido o processo de ensino-aprendizagem de conteúdos da Matemática no Ensino Fundamental e Médio, utilizando tecnologias digitais no desenvolvimento de aulas mais dinâmicas e participativas, as quais promovem a articulação entre a teoria e a prática.

De acordo com Silva (2009), é denominado Robótica Pedagógica ou Robótica Educacional o ambiente de aprendizagem em que o educador ensina os conteúdos inerentes da Matemática ou Física por meio de montagem, automação e domínio de dispositivos mecânicos que podem ser controlados pelo computador.

Nesse sentido, observou-se que os estudantes de uma nova turma de 1º ano do Ensino Médio em escola da rede privada na cidade de Natal apresentavam dificuldades na aprendizagem de conteúdos da Matemática, especificamente em notação científica, mudança de unidades de medida e de interpretação de dados estatísticos expressos por meio de gráficos e tabelas. A Robótica Pedagógica foi usada como estratégia didática para que os educandos apreendessem os conhecimentos da disciplina.

Diante disso, este artigo tem por objetivos refletir sobre a utilização da Robótica Educacional e das tecnologias digitais na aprendizagem de conteúdos da Matemática no Ensino Médio, discutir práticas pedagógicas à luz de estudos de teóricos que conversam sobre as temáticas, tais como: Freire (1996; 2005), Silva (2009), Ribeiro e Paz (2012), D’Ambrosio (2012) e Torcato (2012). Além de relatar experiência durante o primeiro semestre de 2019 na docência em escola da rede privada na cidade de Natal na qual realizaram-se atividades interdisciplinares e tecnológicas, a fim de que os educandos aprendessem conceitos dessa ciência.

Assim, no ímpeto de alcançar os propósitos supracitados, determina-se como percurso metodológico, inicialmente, a pesquisa bibliográfica de natureza qualitativa, investigando estudos de teóricos que embasam este artigo. Sobre esse tipo de pesquisa, Fonseca (1986) afirma que é feita a partir do levantamento de referências teóricas analisadas e publicadas por meios escritos e eletrônicos, como livros, artigos, dissertações, teses e páginas de websites. Logo, “qualquer trabalho científico inicia-se com uma pesquisa bibliográfica, que permite ao pesquisador conhecer o que já se estudou sobre o assunto” (Fonseca, 1986, p. 32).

Utiliza ainda o estudo de caso, relatando experiência na docência em turma de Ensino Médio em instituição de ensino privado na capital potiguar durante o primeiro semestre de 2019. De acordo com Minayo (2014), essa metodologia é utilizada em pesquisas científicas que buscam mapear, descrever e/ou analisar o contexto, as relações e as percepções a respeito da situação, fenômeno ou episódio em questão. Também é útil para gerar conhecimento sobre características significativas de eventos vivenciados, tais como intervenções e processos de mudança.

Acredita-se que este estudo contribuirá para que futuros e atuais educadores reflitam sobre suas práticas pedagógicas em sala de aula. Além disso, esta investigação permitirá nova discussão referente ao uso da Robótica Educacional e das tecnologias digitais no processo de ensino-aprendizagem. Também se espera um novo olhar do estudante sobre essa ciência, desmistificando a falsa ideia de que a Matemática é uma disciplina complicada e enfadonha, demonstrando, por meio dos relatos de experiências práticas, que ela pode ser divertida e interativa. 

Desse modo, este trabalho encontra-se estruturado em quatro blocos: o primeiro é esta introdução, na qual realiza-se breve contextualização e exposição da problemática, além de apresentar os objetivos, metodologia e justificativa da pesquisa. Posteriormente, discute-se Robótica Educacional, tecnologias digitais e práticas pedagógicas à luz dos teóricos citados. No terceiro bloco, relatam-se experiências na docência, nas quais utilizaram-se estratégias pedagógicas para promover a apreensão de conhecimentos matemáticos; finalmente, expressam-se as considerações finais. 

As tecnologias digitais e a Robótica Educacional na aprendizagem de conteúdos da Matemática

Frequentemente, durante a rotina de sala de aula, ouvem-se muitos estudantes afirmar ser a Matemática uma disciplina complexa e repetitiva, na qual a compreensão de conceitos e identificação de aplicações no cotidiano são habilidades inerentes apenas a alguns educandos popularmente conhecidos como nerds.

De acordo com Curtis (2014), essa percepção justifica-se, pois historicamente foi construída uma imagem negativa sobre a Matemática; seu processo de ensino-aprendizagem está associado com práticas pedagógicas tradicionalistas, que exigem uma atitude pacífica e subordinada do estudante, além de estar relacionadas com atividades que exigem a constante repetição de cálculos algébricos, pouca criatividade e criticidade.

Logo, muitos educandos sentem-se apreensivos e inseguros quando necessitam apreender novos conceitos matemáticos ensinados em sala de aula. Curtis (2014) ainda complementa que é comum esses estudantes apresentarem certo bloqueio psicológico e cognitivo durante as avaliações escolares e testes envolvendo os conteúdos da Matemática. Segundo o autor, é como se fossem emitidos, automaticamente, pensamentos negativos que afirmam que eles não são capazes, que essa ciência é impossível de aprender (Curtis, 2014).

Nesse sentido, muitos educadores buscam (re)pensar suas metodologias de ensino e práticas pedagógicas, a fim de encontrar novos caminhos que permitam aos educandos interiorizar o conhecimento sistemático e que colaborem no desenvolvimento de princípios e saberes essenciais para suas formações, sejam educacionais, sociais, culturais, científicas e/ou profissionais.

Assim, referente à reflexão didática, Freire (1996) esclarece que a análise crítica e construtiva sobre as práticas pedagógicas é fundamental para o planejamento e o desenvolvimento de estratégias de ensino-aprendizagem que permitam aos educandos, a apreensão do conhecimento. O autor pontua também que, “na formação permanente dos professores, o momento fundamental é o da reflexão crítica sobre a prática. É pensando criticamente a prática de hoje ou de ontem que se pode melhorar a próxima prática” (Freire, 1996, p. 18).

Outrossim, Freire (2005) explica que a teoria e a prática devem estar interligadas no fazer docente; logo, é importante pensar caminhos alternativos que possam direcionar os educandos ao conhecimento científico, como relacionar os conceitos matemáticos trabalhados em sala de aula com suas experiências pessoais e profissionais, tendo em vista que os saberes prévios dos estudantes devem ser valorizados pelo professor, servindo muitas vezes de base para a construção de novos conhecimentos.

Nesse contexto, D’Ambrosio (2012) alerta que a Matemática ensinada em sala de aula deve ser uma disciplina viva, dinâmica e prática, na qual os educadores devem desafiar, intrigar e motivar os educandos, utilizando curiosidades históricas dessa ciência, exemplificando suas aplicações no contexto profissional e propondo atividades interdisciplinares que relacionem a Matemática a outras áreas do conhecimento, enriquecendo assim o processo de ensino-aprendizagem.

D’Ambrosio (2012) assegura ainda que o ideal é aprender com prazer ou o prazer em aprender, e isso relaciona-se com a postura filosófica do professor, sua maneira de ver o conhecimento, e do aluno, o qual também tem uma filosofia de vida em uma relação intrínseca, a qual o autor denominou “essência da Filosofia da Educação”.

De acordo com a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) (Brasil, 2017), o Ensino Médio está organizado em quatro áreas de conhecimentos: linguagens e suas tecnologias; ciências da natureza e suas tecnologias; ciências humanas e sociais aplicadas; e matemática e suas tecnologias. Elas se articulam tendo por objetivo favorecer o processo de ensino-aprendizagem de habilidades e competências necessárias para a formação humana, social, cultural, científica e profissional do educando, promovendo a interdisciplinaridade entre as áreas de conhecimento.

Além do mais, a BNCC, a respeito da formação dos estudantes, assevera que

cabe às escolas de Ensino Médio contribuir para a formação de jovens críticos e autônomos, entendendo a crítica como a compreensão informada dos fenômenos naturais e culturais, e a autonomia como a capacidade de tomar decisões fundamentadas e responsáveis; [...] promover o desenvolvimento de competências que possibilitem aos estudantes inserir-se de forma ativa, crítica, criativa e responsável em um mundo do trabalho cada vez mais complexo e imprevisível (Brasil, 2017, p. 39-40).

Assim, percebe-se que no Ensino Médio há preocupação com a formação de um estudante crítico, criativo e sociável, capaz de resolver problemas e tomar decisões autônomas com base em princípios éticos e morais, que tenha familiaridade com as novas tecnologias e respeito com a diversidade cultural e religiosa, competências estas que transcendem o ambiente escolar.

Outrossim, concernente às práticas pedagógicas, a BNCC (Brasil, 2017) reconhece as potencialidades das tecnologias digitais para a realização de uma série de atividades relacionadas a todas as áreas do conhecimento, a distintas práticas sociais e ao mundo do trabalho, de modo que é recomendada ao educador a busca por estratégias de ensino-aprendizagem que utilizem ferramentas de software e aplicativos de internet a fim de que os educandos possam compreender conceitos e compartilhar o conhecimento em diferentes mídias, simular fenômenos e processos de diferentes áreas do conhecimento, além de elaborar e explorar diversos registros de representação matemática.

Acredita-se ainda que o uso das tecnologias digitais em sala de aula colabora significativamente no processo de ensino-aprendizagem, permitindo que os estudantes desenvolvam o pensamento crítico, a curiosidade, a criatividade, o raciocínio lógico-matemático; principalmente, contribui para a socialização, por meio de atividades em grupos, as quais promovem a interação entre os educandos. A esse respeito, a BNCC (Brasil, 2017, p. 536) suplementa que

cabe ainda destacar que o uso de tecnologias possibilita aos estudantes alternativas de experiências variadas e facilitadoras de aprendizagens que reforçam a capacidade de raciocinar logicamente, formular e testar conjecturas, avaliar a validade de raciocínios e construir argumentações, [...] além de se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva.

Pelo exposto, percebe-se que a inserção das tecnologias digitais na dinâmica escolar, especificamente na sala de aula, proporciona inúmeros benefícios ao educando, na apreensão de conhecimentos sistemáticos, na construção de sua identidade, em sua formação educacional, social, ética e profissional.

Indo ao encontro dessas orientações presentes na BNCC (Brasil, 2017), Ribeiro e Paz (2012) argumentam que muitos educadores têm recorrido ao uso das novas tecnologias no ambiente escolar, pois o fascínio dos educandos pelos jogos virtuais, aplicativos de internet, plataformas de estudos online e videoaulas gratuitas disponíveis em diferentes sites pode colaborar para que os conceitos e aplicações da Matemática sejam aprendidos de forma dinâmica e prazerosa.

Nessa perspectiva, Ribeiro e Paz (2012) complementam que as novas tecnologias no ensino da Matemática devem ser utilizadas como aliadas na construção de verdadeiros conhecimentos, preparando o cidadão do futuro para uma vida social e profissional plena, capaz de compreender a importância da disciplina para sua formação educacional, identificar as aplicações dos conceitos matemáticos no cotidiano e inserir-se nesse surpreendente mundo tecnológico e digital.

Logo, considera-se que o educador e o educando têm um leque de ferramentas tecnológicas capazes de otimizar a aprendizagem e o compartilhamento de conhecimentos apreendidos. Diante disso, é necessária a reflexão docente sobre suas metodologias de ensino e práticas pedagógicas e dos estudantes em analisar sua postura frente à sua formação, para que realmente assumam o protagonismo de seu aprendizado. A esse respeito, Ribeiro e Paz (2012) atentam que

deve-se reconhecer a importância das mudanças na Educação, em especial na Matemática, pois as tecnologias serão capazes de divulgar as informações, as novas descobertas científicas, diminuir as distâncias, enfim, ter a certeza de que o mundo virtual pode proporcionar melhor qualidade na educação e na vida do educador e do educando (Ribeiro; Paz, 2012, p. 14).

Destarte, observa-se que deve ser evitado aquele antigo modelo de aula, tradicional, em que o professor apresentava uma postura autoritária e os estudantes comportavam-se de forma passiva, ouvindo atentamente os ensinamentos expostos em um quadro branco, memorizando conceitos presentes em seus livros didáticos e repetindo cálculos algébricos enfadonhamente. Segundo Freire (1996) a teoria e a prática devem estar interligadas no fazer docente; logo é importante pensar caminhos alternativos que possam direcionar o educando ao conhecimento.

Uma metodologia de ensino que tem sido cada vez mais adotada pelas escolas é a Robótica Educacional, a qual permite ao educando apreender os conhecimentos científicos por meio da montagem e programação de robôs, uma estratégia de ensino-aprendizagem dinâmica e interativa que colabora no desenvolvimento cognitivo e no raciocínio lógico-matemático e promove a articulação entre saberes técnicos e propedêuticos.

De acordo com Silva (2009), a robótica é uma área de pesquisa que visa o desenvolvimento de robôs para, de algum modo, auxiliar o homem em tarefas complexas e repetitivas, sendo, portanto, uma área que agrega vários campos de conhecimento e traz em si a interdisciplinaridade e a forte interação entre a teoria e a prática.

Desse modo, tornou-se mais frequente a utilização dessa metodologia no ambiente escolar tanto no Ensino Médio quanto no Ensino Fundamental; por intermédio de Silva (2009), ela tem sido popularmente conhecida como Robótica Pedagógica ou Robótica Educacional. “É uma ciência nova que está em expansão, é considerada uma área interdisciplinar, que trabalha conceitos de Física, Matemática e Computação” (Silva, 2009, p. 28).

Além do mais, a Robótica Pedagógica envolve um processo de motivação, colaboração, construção e reconstrução em que o processo de ensino-aprendizagem é fundamentalmente uma experiência social, de interação entre a linguagem e a ação. Essa imersão deve favorecer a cooperação e a autonomia e assegurar a centralidade do indivíduo na construção do conhecimento. Nesse sentido, Silva (2009, p. 31) garante que

o casamento entre a Robótica e a Educação tem todos os ingredientes para dar certo. Primeiro, o robô, como elemento tecnológico, possui uma série de conceitos científicos cujos princípios básicos são abordados pela escola. Segundo, pelo fato de que os robôs mexem com o imaginário infantil, criando novas formas de interação e exigindo uma nova maneira de lidar com símbolos.

Compreende-se assim que o educador, ao utilizar a Robótica Educacional e as tecnologias digitais em sala de aula, contribui na formação profissional, cultural, social e tecnológica dos educandos, à medida que desenvolve o ensino-aprendizagem de conteúdos matemáticos por meio de robôs, notebooks, tablets, e/ou smartphones, desenvolvendo práticas pedagógicas mais dinâmicas e divertidas, as quais despertam maior interesse dos estudantes na apreensão do conhecimento.

Coincidindo com os pensamentos de Silva (2009), Torcato (2012) esclarece que a Robótica Pedagógica é basicamente a aplicação dos conceitos de Robótica Industrial em um ambiente de aprendizagem que tem como objetivo promover o estudo de conceitos multidisciplinares. É, sem dúvida, uma área que desperta muita curiosidade independentemente da idade, e isso abre espaço para que o professor trabalhe diferentes conteúdos e estimule o interesse e a participação dos estudantes nas atividades das aulas tradicionais.

Acredita-se que a Robótica Educativa é um dos ambientes de aprendizagem emergentes e que o seu uso tem impacto positivo no processo de ensino-aprendizagem, podendo ser encarada como uma nova estratégia pedagógica. Além disso, de acordo com Torcato (2012), ela tem forte componente prática e experimental, de modo que é fomentada um ciclo de projeto–construção–teste curto, tornando viável uma experimentação fácil. Assim, cada estudante pode constatar diretamente a validade das ideias que produz, de forma independente e/ou coletiva, e ganhar sensibilidade às potencialidades dos robôs móveis.

Logo, confia-se que o educador, utilizando metodologias de ensino e práticas pedagógicas divertidas e interativas, pensadas em articulação com a Robótica Pedagógica e as tecnologias digitais, desenvolve um ambiente de ensino-aprendizagem atrativo e que desperta o interesse dos estudantes para apreender os conceitos inerentes da Matemática.

O uso dessas estratégias de ensino tende a promover a interiorização de conhecimentos científicos, visto que práticas pedagógicas que recorrem à ludicidade, a jogos virtuais, brincadeiras e tecnologias digitais têm considerável aceitação dos educandos e assim colaboram na interação entre a teoria e a prática e na associação dos conteúdos ensinados em sala de aula com as experiências pessoais/profissionais desses indivíduos.

Bezerra (2018) verifica ainda que práticas pedagógicas interativas e lúdicas contribuem para que os estudantes obtenham melhores resultados em testes e avaliações escolares, deem saltos de qualidade no pensamento, desenvolvam o raciocínio lógico-matemático, a criatividade, a curiosidade e a criticidade, aspectos fundamentais para que eles assumam o papel de protagonistas de suas aprendizagens e de suas vidas.

A seguir, relata-se experiência na docência em turma de Ensino Médio em uma escola da rede privada na capital potiguar no primeiro semestre de 2019, na qual utilizaram-se tecnologias digitais e da Robótica Educacional a fim de promover a interdisciplinaridade, a articulação entre a teoria e a prática e de auxiliar os educandos na aprendizagem de conteúdos da Matemática.

Relato de experiência em Natal/RN

A escola participante da pesquisa faz parte de uma rede educacional de âmbito nacional, direcionada ao Ensino Fundamental II e ao Ensino Médio, com aulas presenciais apenas no turno matutino; até junho de 2019 possuía aproximadamente 250 alunos, de acordo com a supervisão pedagógica da unidade de Natal.

Na segunda semana de fevereiro de 2019, foi apresentada aos professores a nova turma de 1º ano do Ensino Médio, composta por 40 estudantes; a maioria era oriunda de outras instituições de ensino privado da capital, porém havia alguns educandos que cursaram o Ensino Fundamental II em escolas públicas.

Logo, foi necessário ao professor de Matemática, durante as duas primeiras semanas de aula, realizar atividades de revisão de conteúdo do Ensino Fundamental II, a fim de traçar um possível diagnóstico dos conhecimentos da turma inerentes à disciplina.

Após a aplicação dessas atividades, foi possível constatar, por meio dos resultados averiguados, que mais da metade dos estudantes apresentava dificuldades em alguns conteúdos da Matemática do Ensino Fundamental II, os quais seriam essenciais para a apreensão de conceitos que seriam trabalhados no Ensino Médio. Além do mais, os professores observaram que havia um problema de base Matemática, especificamente em notação científica, mudança de unidades de medida, interpretação de gráficos e resolução de questões contextualizadas.

Imediatamente foi agendada uma reunião entre supervisão pedagógica e professores de Matemática da instituição, a fim de pensar metodologias de ensino e estratégias pedagógicas que pudessem colaborar com os educandos no desenvolvimento da base matemática, na compreensão de conceitos matemáticos, os quais deveriam ter sido apreendidos no Ensino Fundamental II, e na resolução de problemas algébricos, suprindo assim as lacunas epistemológicas identificadas mediante as atividades realizadas.

Nesse sentido, foi proposta pela supervisão pedagógica a utilização da Robótica Educacional como estratégia de ensino-aprendizagem interdisciplinar e tecnológica que auxiliasse o educador em seu fazer didático e no ensino de conceitos matemáticos, além de possibilitar aos educandos uma aprendizagem significativa, articuladora entre a teoria e a prática e que promova o desenvolvimento cognitivo, o raciocínio lógico, a curiosidade e a criatividade de forma dinâmica, participativa e divertida.

Vale salientar que a Robótica Pedagógica já era utilizada na escola em outras turmas de Ensino Médio, todavia apenas durante as aulas de Física, pois acreditava-se que as atividades envolvendo montagem e programação de robôs estariam mais associadas a conceitos físicos tais como, Cinemática, Mecânica e Termodinâmica, além de relacionar-se fortemente com saberes específicos da área da computação.

Na última semana de fevereiro foi ofertado aos professores de Matemática um curso de capacitação em Robótica Pedagógica com carga de 16h. Além disso, foi disponibilizado pela instituição material didático impresso em livros contendo atividades lúdicas e estratégias de ensino utilizando montagem e programação de robôs. Além do mais, foi recomendado que os educadores acessassem a página oficial da instituição, onde havia um espaço específico com videoaulas, as quais poderiam inspirar o planejamento de novas propostas de ensino-aprendizagem.

A capacitação foi desenvolvida pelo programa Conecta Educação Tecnológica, o qual cria um ambiente de aprendizagem inovador com o objetivo de preparar os estudantes para a vida e para uma nova realidade profissional e, sobretudo, para enfrentar os desafios que se anunciam em um mundo cada vez mais dominado pela presença cotidiana da ciência e da tecnologia, sempre com foco nas áreas de CTEM (Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática).

Segundo a página oficial do Conecta Educação Tecnológica, é possível desenvolver um ambiente de ensino-aprendizagem mais criativo, interativo e divertido, utilizando recursos e materiais Lego, os quais propiciam aos educandos “a oportunidade de lidar com tecnologias dinâmicas, complexas e avançadas, usadas em sistemas de automação cada vez mais presentes na vida cotidiana” (Conecta, 2020, p. 1).

Através desse curso de capacitação e dos materiais disponibilizados, os professores de Matemática conseguiram desenvolver noções básicas de montagem e programação de robôs, promover a interdisciplinaridade entre a Matemática e outras áreas de conhecimento e refletir e planejar atividades pedagógicas que articulassem a teoria e a prática e promovessem a aprendizagem de saberes matemáticos por meio da Robótica Educacional.

Logo, os educadores decidiram utilizar essa estratégia pedagógica para sanar as dificuldades de aprendizagem de conceitos da Matemática constatadas nas atividades iniciais aplicadas nas primeiras semanas de fevereiro.

As aulas tecnológicas e interdisciplinares ocorreram durante as sextas-feiras no contraturno escolar, ou seja, durante o horário vespertino, e contaram com a participação de todos os estudantes do 1º ano do Ensino Médio, visto que a presença era obrigatória e registrada via frequência de aula em diário de classe.

O kit Lego Mindstorms EV3 (Lego, 2006) é constituído de componentes para processamento e transmissão de dados, além de conter sensores e peças para conexão e transmissão de movimento. O material é didático e de fácil manuseio, ideal para jovens e crianças que não possuem familiaridade com montagem e programação de robôs ou estão iniciando o aprendizado nessa área.

O Lego Mindstorms EV3 é um dos kits de robótica mais populares do mundo, composto por um bloco conhecido como “tijolo” programável – um compacto computador com motores elétricos, sensores e peças como engrenagens, eixos, vigas de encaixe, polias, roscas e cremalheiras, dentre outros. O kit padrão que foi utilizado pelos professores de Matemática tem cerca de 600 peças, incluindo o bloco programável, um transmissor infravermelho para o envio de programas para os robôs, um CD-ROM do software Mindstorms, um guia do construtor, motores, sensores e outras peças como conectores, rodas e pneus.

Os estudantes deviam construir e programar os robôs por meio de manuais presentes nos kits Lego para que eles realizassem atividades e movimentos de forma autônoma, orientados apenas por comandos prévios programados no sistema computacional Mindstorms EV3, o qual pode ser baixado no site oficial daLego e utilizado gratuitamente em notebooks e/ou computadores.

Na Figura 1 está um dos kits Lego Mindstorms EV3 usados durante as aulas tecnológicas e interdisciplinares que trabalhavam conceitos de Matemática básica nos quais os estudantes apresentavam dificuldades de aprendizagem.

Na imagem é possível observar o material do Conecta utilizado nas aulas interdisciplinares e tecnológicas. Ao todo, foram disponibilizados aos estudantes oito kits Lego Mindstorms EV3, além de oito notebooks necessários para realizar a programação dos robôs. Os estudantes eram responsáveis pela organização das peças e dos equipamentos tecnológicos, os quais deveriam ser guardados nos armários coletivos ao final das aulas, supervisionados pela coordenação escolar e pelos professores.

Nas primeiras sextas-feiras em que as atividades foram desenvolvidas, observou-se que os estudantes aparentavam estar entusiasmados e ansiosos para manusear os equipamentos tecnológicos e os kits Lego; eram visíveis a curiosidade e o interesse em participar dos desafios propostos pelos professores; assim, sem perceber, eles estavam trabalhando os conceitos de Matemática nos quais inicialmente apresentavam dificuldades de aprender.

Nesse sentido, pode-se destacar a atividade “cesta de 3 pontos”, a qual iniciou-se com uma problemática cotidiana presente no livro Conecta – material impresso recebido pelos estudantes em meados de março. O educador solicitava que eles formassem pequenos grupos de cinco integrantes e em seguida realizassem a leitura compartilhada.

A questão evidenciava a situação crítica de um time de basquete que apresentava grande margem de erros em seus lançamentos de cestas de três pontos durante as partidas em um campeonato. Desse modo, conceitos de ângulos e unidades de medida, além de energia mecânica e força, entre outros, estavam sendo trabalhados pelos professores de Matemática e de Física, colaborando assim na interiorização de conhecimentos científicos e promovendo a interdisciplinaridade.

Após a leitura, os grupos foram desafiados a construir o robô catapulta utilizando o manual de montagem; em seguida, deviam programá-lo para a realização de testes de lançamentos com uma pequena bola, que eram fundamentais para descobrir a melhor angulação, a fim de ajudar o time de basquete a obter êxito nos lançamentos de cestas de três pontos, aumentando desse modo a pontuação durante as próximas partidas do campeonato.

Os estudantes precisaram também medir, com o auxílio de régua ou fita métricas, as distâncias percorridas pela bola desde o ponto de lançamento até tocar o solo, anotando de forma organizada os valores em seus cadernos, junto com as angulações obtidas na etapa inicial da atividade. Finalmente, precisaram realizar transformações de unidades de medidas, ou seja, expressar os resultados obtidos em metros, centímetros e quilômetros. Além do mais, os professores incitavam os educandos a apresentar suas respostas por meio de notação científica.

Observou-se, durante a realização da atividade, que os estudantes estavam fascinados com as ferramentas tecnológicas: enquanto integrantes da equipe montavam o robô, outros realizavam a programação via notebook. Percebeu-se ainda a autonomia na aprendizagem, pois eles pesquisavam nainternet conteúdos sobre notação científica, transformações de unidades de medida, questionavam os professores sobre os valores encontrados; indubitavelmente era um ambiente de ensino-aprendizagem dinâmico, participativo e divertido, em que o conhecimento científico era compartilhado.

Na Figura 2 é possível ver os estudantes participando da atividade, construindo o robô catapulta e programando-o, inserindo no software Lego Mindstorms EV3, presente no notebook, os comandos essenciais para a realização dos desafios solicitados.

Verifica-se na Figura 2 um dos grupos presentes desenvolvendo o robô catapulta; o trabalho coletivo foi fundamental para o sucesso da atividade, visto que aqueles estudantes que compreendiam os conteúdos matemáticos, tais como notação científica, transformações de unidades de medida e conceito de ângulos, ajudavam os colegas que apresentavam dificuldades em aprender.

A seguir mostra-se o resultado da montagem e da programação do robô catapulta construído pelo grupo de estudantes, já em fase de testes, lançando a bola em diferentes angulações e realizando as medidas das distâncias alcançadas pelo objeto.

Finalmente, os educandos apresentaram para os professores e demais grupos os resultados encontrados durante a atividade; além disso, explicaram como é possível realizar transformações de unidades de medida de comprimento por meio de regra de três simples e trouxeram outros exemplos para a discussão, envolvendo conversão de unidades de medidas de tempo, volume e massa, o que enriqueceu a aprendizagem coletiva.

Ainda houve explanação sobre notação científica, visto que os estudantes precisavam determinar os resultados obtidos durante a atividade prática por meio de potências de base dez. À medida que iam expondo os valores encontrados, ensinavam aos demais colegas como utilizar esse conceito matemático, que é essencial para a representação numérica de algarismos muito grandes ou muito pequenos.

Destarte, para a realização dessa atividade tecnológica e interdisciplinar, foi necessária a utilização de quatro sextas-feiras consecutivas no turno vespertino, visto que era o único horário disponível, por ser o período de contraturno de aula.

Acredita-se que os objetivos pedagógicos determinados foram alcançados, pois gradativamente era perceptível o crescimento cognitivo dos educandos, os quais expressavam maior curiosidade e criticidade, muitos inclusive começaram a trazer questionamentos e apontamentos pertinentes sobre os conteúdos ministrados pelo professor durante as aulas de Matemática.

Esses feedbacks positivos motivaram os professores e a supervisão pedagógica a planejar e elaborar atividades cada vez mais criativas e dinâmicas, que promovessem a interiorização de conhecimentos matemáticos e contribuíssem para o processo de formação educacional, social, científica e cultural dos educandos.

Nesse contexto, é importante destacar outra atividade desenvolvida pelos educadores matemáticos durante o mês de abril, a qual foi denominada Cuidado com a Empilhadeira!”: inicialmente, os educandos precisavam compreender uma situação-problema, em que um funcionário deveria manusear uma máquina empilhadeira de caixas contendo produtos de vidro, ou seja, fáceis de serem quebrados.

Após a leitura e discussão sobre a problemática, os estudantes deveriam interpretar dados estatísticos sobre a capacidade de massa suportada pela máquina em toneladas, além de analisar os valores numéricos que relacionam velocidade e tempo, os quais foram expressos por meio de gráficos e tabelas. Desse modo, os educandos desenvolviam competências e habilidades voltadas à compreensão e interpretação de dados estatísticos apresentados de diferentes formas.

Em seguida, deveriam formar pequenos grupos de cinco integrantes para construir e programar o robô empilhadeira, o qual deveria cumprir missões definidas pelos educadores. Com o apoio do manual de montagem e programação, as equipes trabalharam em harmonia e solidariedade, visto que aqueles integrantes que demonstravam maior desenvoltura com a Robótica auxiliavam aos demais colegas, compartilhando assim o conhecimento.

Segundo os professores de Matemática, o desafio proposto aos grupos era construir e programar o robô para que ele, de modo autônomo, caminhasse até um pequeno espaço que contém blocos quadrangulares feitos com peças de Lego, e com diferentes massas. O robô precisaria realizar o percurso repetidas vezes trazendo o máximo de blocos possível em apenas cinco minutos.

Posteriormente, as equipes, com ajuda de uma pequena balança de cozinha, obteriam as massas totais e apresentariam os resultados alcançados em distintas unidades de medidas de massa, tais como miligramas, decigramas, gramas e quilogramas.

Atenta-se para o fato de que as respostas dadas pelos grupos deveriam estar em notação científica; logo, eles estariam aprendendo os conceitos matemáticos de forma dinâmica, divertida e interativa. Percebe-se que as dificuldades matemáticas verificadas por meio de atividades desenvolvidas no início de fevereiro estavam sendo trabalhadas por meio da Robótica Educacional e das tecnologias digitais.

A seguir observa-se uma das equipes construindo o robô empilhadeira, uma atividade interdisciplinar e tecnológica planejada e organizada pela supervisão pedagógica e pelos professores de Matemática que promoveu o ensino-aprendizagem significativo e a articulação entre teoria e prática.

Destarte, alguns conteúdos da Matemática, como transformações de unidades de medida, notação científica, interpretação e análise de gráficos e tabelas de estatística, leitura e compreensão de problemas matemáticos, foram interiorizados por meio de atividades pedagógicas que utilizaram a Robótica Educacional e as tecnologias digitais.

Na Figura 5 mostra-se a finalização do robô empilhadeira construído e programado pelas equipes. Um momento de alegria e satisfação visível nos olhares e sorrisos de todos os estudantes participantes da atividade.

Os desafios propostos pelos professores de Matemática foram cumpridos com louvor por todas as equipes, as quais conseguiram se divertir e aprender os conteúdos da Matemática por meio de estratégias de ensino-aprendizagem que utilizaram Robótica Pedagógica e tecnologias digitais. A atividade “Cuidado com a Empilhadeira!” foi desenvolvida durante quatro sextas-feiras.

Outras atividades semelhantes às duas já relatadas foram planejadas pelos professores e pela supervisão pedagógica e nas sextas-feiras posteriores foram aplicadas durante o contraturno. Logo verificou-se que, gradativamente, os estudantes demonstravam-se mais motivados e curiosos à aprendizagem matemática, muitos inclusive traziam sugestões de tarefas e desafios encontrados na internet, os quais poderiam ser reproduzidos em sala de aula, inserindo-se no contexto da Robótica Pedagógica.

Finalmente, constatou-se que o uso da Robótica Educacional e de tecnologias digitais na aprendizagem de conteúdos da Matemática permitiu a interiorização de conceitos matemáticos por meio de atividades pedagógicas mais participativas e divertidas, as quais contribuíram para o desenvolvimento cognitivo dos educandos e o raciocínio lógico, além de potencializar a criatividade, a curiosidade e a criticidade, permitindo que eles apreendessem o saber científico e o compartilhassem com os demais colegas, tornando-se, assim, indivíduos autônomos e protagonistas de suas aprendizagens.

Considerações finais

Esta investigação científica partiu de uma problemática observada nas primeiras semanas de aula de Matemática em uma turma de 1º ano do Ensino Médio em escola privada na cidade de Natal, na qual os professores observaram que os educandos apresentavam dificuldades em conceitos matemáticos do Ensino Fundamental II que serviriam de base para a apreensão de conhecimentos inerentes ao Ensino Médio: muitos estudantes não conseguiam resolver problemas de Matemática envolvendo notação científica e transformações de unidades de medida, além de terem déficit ao interpretar e analisar dados estatísticos apresentados através de gráficos e tabelas.

Acredita-se que essa estratégia pedagógica proporcionou os resultados esperados, visto que os educandos apresentaram, gradativamente, ao longo das aulas de Matemática e de Física, maior participação, inclusive compartilhando apontamentos pertinentes aos conteúdos introduzidos pelos professores.

Além disso, os estudantes demonstravam-se mais curiosos, críticos e criativos, de modo que muitos solicitavam aos educadores listas de exercícios extras, pesquisavam conceitos matemáticos em casa e compartilhavam curiosidades, traziam propostas de atividades lúdicas, utilizando a Robótica Pedagógica e as tecnologias digitais. Constatou-se também que nos testes e avaliações bimestrais de Matemática os educandos aparentavam maior segurança e tranquilidade, o que, consequentemente, possibilitou a obtenção de melhores notas.

Referências

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