Cultura maker e Robótica sustentável: relato de experiência das aulas de Ciências em uma Escola Família Agrícola

Franciny da Silva Santos

Mestra em Educação em Ciências (IFES - Câmpus Vila Velha), professora de Ciências e Biologia

Giseli da Silva Lucas

Mestra em Educação em Ciências (IFES - Câmpus Vila Velha), professora de Ciências e Pedagoga

Marize Lyra Silva Passos

Doutora em Engenharia de Produção e em Ciências da Educação (IFES), professora do Ensino Superior

Mariella Berger Andrade

Doutora em Ciência da Computação (IFES), professora do Ensino Superior

Atualmente, nas escolas de ensino regular, as aulas de Ciências são em sua maioria teóricas, exaustivas e de poucas práticas. Muito se tem cobrado do professor para concluir o conteúdo programático em pouco tempo e com poucos recursos, o que leva o professor a não conseguir realizar um planejamento das aulas de forma mais elaborada e com maior qualidade; recorre-se, então, às aulas mais tradicionais. Corroborando esse pensamento, Moreira (2012, p. 25) afirma que

o modelo clássico em que o professor expõe (no quadro de giz ou com slides PowerPoint), o aluno copia (ou recebe eletronicamente os slides), memoriza na véspera das provas, nelas reproduz conhecimentos memorizados sem significado ou os aplica mecanicamente a situações conhecidas e os esquece rapidamente continua predominando na escola, aceito sem questionamento por professores, pais e alunos, fomentado pelos exames de ingresso às universidades e exaltado pelos cursinhos preparatórios. Uma enorme perda de tempo. Os alunos passam anos de sua vida estudando, segundo esse modelo, informações que serão esquecidas rapidamente.

Logo percebemos a necessidade de trabalhar com metodologias dinâmicas, que atraiam a atenção e conquistem os alunos. Dessa forma, facilita-se a aprendizagem dos conteúdos, tornando-a prazerosa e contextualizada com o mundo atual. Assim, as aulas mecânicas e descontextualizadas tornam-se aulas mais criativas e significativas.

Nesse sentido, a introdução de novas metodologias e tecnologias que permitem ao estudante assumir maiores responsabilidades com relação a sua aprendizagem tem se tornado muito frequente (Moran, 2018). Com vistas à utilização de metodologias ativas para a promoção de um ensino de Ciências prático-experimental, investigativo e com o aluno como protagonista do seu processo de aprendizagem, a abordagem maker aliada à Robótica pode ser vista como uma possibilidade de trabalho.

A educação maker, baseada na cultura maker, está relacionada a procedimentos, espaços e instrumentos que serão utilizados pelos estudantes no processo de transformação, adaptação e modificação da forma e da função dos materiais de acordo com o objetivo da atividade pedagógica (Cabeza; Rossi; Marchi, 2020).

A Robótica Educativa, segundo Menezes e Santos (2015), é um ambiente de aprendizagem onde os estudantes montam e programam protótipos construídos a partir de kits de montagem ou de materiais diversos. Além disso, ela pode ser considerada um dos expoentes do “aprender fazendo” nas escolas, sendo um ótimo recurso para uma prática pedagógica maker (Azevedo, 2019).

A Robótica sustentável é um meio de destinar o resíduo sólido – como carcaças de aparelhos eletrônicos, baterias de meia vida, plásticos, metais e papelão que seriam descartados no lixo ou até mesmo no ambiente – para uma finalidade proveitosa. Por consequência, atende de forma favorável às necessidades de quem cria e desenvolve os protótipos e aos propósitos de preservação ambiental, ao evitar o desperdício e a contaminação dos recursos naturais.

Trabalhar com afinco a questão ambiental, precisamente por conta de seu contexto ambíguo: de um lado, a degradação ambiental tem como uma de suas origens o mau uso das tecnologias (por exemplo, o abuso de agrotóxicos); de outro, o bom uso de ciência e tecnologia poderia ser iniciativa importante para termos a natureza como parceira imprescindível e decisiva da qualidade de vida (Demo, 2014, p. 11).

No contexto deste trabalho, a cultura maker e a Robótica sustentável podem ser alternativas para envolver os estudantes nas temáticas estudadas em Ciências, bem como para promover um olhar diferenciado para os resíduos produzidos pela nossa sociedade e em como é realizado o reaproveitamento e o descarte desses materiais, pois se situa em uma perspectiva de consumo consciente, com visão crítica de cadeia de produção.

O objetivo do presente artigo é relatar uma experiência de intervenção pedagógica realizada com os alunos do 9º ano do Ensino Fundamental de uma Escola Família Agrícola com base na utilização da cultura maker e da Robótica sustentável como ferramentas pedagógicas no ensino de Ciências a partir da confecção de protótipos utilizando materiais recicláveis.

Educação e o movimento maker

O movimento maker está associado às atividades que promovem a autonomia do aluno e permitem que eles vão além da teoria e materializem seus protótipos. Explorar atividades práticas possibilita desenvolver diferentes habilidades, criar e resolver problemas (Paula; Oliveira; Bertini Martins, 2019).

A prática permite ao aluno utilizar seus conhecimentos e experiências para resolver problemas e criar objetos. Os alunos compartilham ideias, concepções e idealizações para construir um objeto útil. Cada integrante, nesse projeto colaborativo, contribui com suas habilidades em prol do coletivo. São construídos protótipos com finalidades específicas, pensadas e discutidas pelo grupo. Dessa forma, os alunos podem se socializar com colegas por afinidade e com diferentes áreas do conhecimento, como ciência e tecnologia.

A organização dos sujeitos com interesses comuns permite o desenvolvimento da criatividade e da inovação.

Para isso, esses sujeitos utilizam preferencialmente a experiência, os conhecimentos, os planos de construção dos próprios membros do grupo ou aqueles tornados públicos via internet. Esses recursos, que são assim sistematicamente ampliados, testados e melhorados, concebidos na forma de recursos abertos, constituem uma base de trabalho compartilhada, de usufruto gratuito e coletivo e facilmente acessível. Os makers identificam-se ainda a um movimento organizado, estruturado a partir da noção de mínimos recursos e máxima partilha de idéias, de projetos e de concepções (Samagaia; Delizoicov, 2015, p. 2).

Face a isso, pode-se considerar “características intrínsecas da cultura maker: aprender fazendo, o compartilhamento sistematizado de ideias, o efeito de rede, enriquecer práticas pedagógicas com acesso à cultura e bens” (Cabeza et al., 2016, p. 664). As ações coletivas da prática maker na escola, estruturadas e organizadas, promovem o desenvolvimento dessas potencialidades nos alunos.

Assim, consideramos a "mão na massa", no contexto educacional, de sala de aula, mais que uma atividade escolar; é um ponto de partida para as investigações e criações. A investigação faz do aluno parte ativa do processo de ensino-aprendizagem, motiva-o e o torna protagonista.

Educação e a Robótica sustentável

Em meio às muitas tecnologias da atualidade, para potencializar o processo de ensino-aprendizagem, vê-se a necessidade de inserir atividades lúdicas que permitam ao aluno ser protagonista desse processo. Dentre as possibilidades educativas que permeiam um campo rico e desafiador, Azevedo, Francisco e Nunes (2017) destacam a Robótica Educacional ou Robótica Pedagógica para a promoção da criatividade e da autonomia.

Nesse sentido, a Base Nacional Comum Curricular (BNCC), documento norteador para as escolas, destaca as competências tecnológicas e traz as metodologias ativas como sugestão para que professores incentivem o aluno a sair da passividade e vivenciar novas experiências e aprendizagens (Brasil, 2018), como observado na competência 5:

Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva (Brasil, 2018, p. 9).

As atividades escolares propiciam momentos para a produção de conhecimentos e a socialização dos indivíduos e do que foi produzido por eles. Segundo Zilli (2004), a Robótica Educacional desenvolve habilidades e competências importantes, como a capacidade crítica e o raciocínio lógico.

Sendo assim, os benefícios para o ensino-aprendizagem são vastos, mas sua implementação nas escolas ainda se configura como um desafio. A falta de recursos e espaços apropriados, assim como a falta de formação e a resistência à tecnologia por parte dos professores (Soares; Vasconcelos, 2019) são algumas das dificuldades encontradas.

Em uma perspectiva interdisciplinar e na tentativa de promover uma Educação Ambiental agregada às atividades curriculares escolares, o uso de materiais de baixo custo e reutilizáveis é um meio de tentar reduzir parte desses obstáculos. Dessa forma, a Robótica pode ser trabalhada de modo a ampliar e fortalecer aprendizagens que permeiam todas as disciplinas escolares. Para Soares e Vasconcelos (2019), com o uso da Robótica, pode-se criar uma aprendizagem em que não haja apenas transmissão do conhecimento, mas uma aprendizagem com interação e compartilhamento.

No ensino de Ciências, na unidade temática matéria e energia, é contemplado o estudo de materiais e suas transformações, fontes e tipos de energia utilizados na vida em geral, na perspectiva da construção de conhecimentos sobre a natureza da matéria e suas diferentes formas de uso (Brasil, 2018). Sendo assim, damos ênfase à importância do estudo voltado às atividades que promovam a reflexão sobre a utilização sustentável dos recursos naturais, energéticos e dos materiais diversos que desenvolvam o pensamento crítico em relação às ações humanas no ambiente e principalmente a destinação dos resíduos.

Dessa forma, percebemos a necessidade de defender a prática de atividades educacionais no ensino de Ciências que proponham momentos de reflexões acerca das ações humanas no ambiente e suas consequências para o planeta. Para isso, um projeto de intervenção pedagógica como a Robótica sustentável, aliada a atividades “mão na massa”, são um meio criativo e proveitoso para o reúso de materiais que seriam descartados e para a discussão de temáticas ambientais.

Metodologia

A intervenção pedagógica foi realizada em uma Escola Família Agrícola, com público-alvo de alunos do 9º ano do Ensino Fundamental (EF II). A escola é ligada ao Movimento de Educação Promocional do Espírito Santo (Mepes), com base na Pedagogia da Alternância, em que os alunos estudam alternando entre as sessões escolares (na escola) e as sessões sociofamiliares (em casa e na comunidade).

Trata-se de um trabalho de caráter qualitativo, em que foram desenvolvidas atividades e projetos com materiais alternativos e de baixo custo, com o intuito de promover um ensino prático sobre os conteúdos estudados pela turma e estimular o pensamento crítico e reflexivo dos alunos a respeito da Educação Ambiental. As atividades foram realizadas em grupos durante as aulas de Ciências e divididas em etapas de acordo com o trimestre e com as sessões (escolar e sociofamiliar).

A produção de dados ocorreu via observação participante e diário de bordo. A professora pesquisadora observou, anotou e acompanhou todo o processo de criação dos protótipos pelos alunos, o desenvolvimento deles durante as aulas e a respeito dos conteúdos. Segundo Bogdan e Biklen (1994), a observação participante permite que o pesquisador observe seu campo de estudo ao mesmo tempo que participa dele.

O relato de experiência mostra como foi realizada a intervenção pedagógica com os alunos do 9º ano do EF, com o objetivo de contribuir com futuras práticas pedagógicas voltadas para o ensino de Ciências, utilizando a cultura maker e a Robótica sustentável nas escolas da rede pública de ensino.

Relato de experiência

A intervenção pedagógica iniciou-se no mês de março de 2022; seu encerramento teve apresentações dos projetos desenvolvidos pelos alunos em julho. A intervenção foi planejada pela professora pesquisadora com o objetivo de desenvolver o pensamento científico e a construção de saberes que envolvam a Ciência, o cotidiano e os impactos que o ser humano vem causando ao meio ambiente.

No princípio, a professora promoveu com os alunos uma discussão sobre método científico e suas etapas, com o objetivo de estimulá-los a buscar o conhecimento científico, a relacioná-lo com o seu cotidiano, a experimentar, questionar, argumentar e solucionar problemas voltados para uma determinada questão.

Logo após, a professora fez uma explanação sobre o que é Robótica sustentável e como podemos utilizá-la para testar o método científico. Foram apresentados aos alunos alguns exemplos de projetos realizados por meio da Robótica sustentável. Na sequência, os alunos foram orientados a formar grupos de trabalho para desenvolver seus protótipos. Para a sessão sociofamiliar, os alunos foram orientados a pesquisar sobre essa temática e a organizar ideias que gostariam de testar.

Na segunda aula da intervenção pedagógica, formamos uma roda de conversa para os grupos de alunos apresentarem as ideias de projetos que eles gostariam de realizar e o porquê de suas escolhas. Os grupos, de 1 a 5, optaram por fazer, respectivamente, uma minimáquina de arar, um barco, um carrinho, um robô e um barco.

Nesse momento, a professora explicou uma etapa importante: o registro da atividade, o qual aconteceria no formato de trabalho escrito. Mostrou-se aos alunos como elaborar um projeto escrito, especificando os tópicos que deveriam ser descritos por eles. O Quadro 1 mostra um resumo de como elaborar um projeto escrito, que foi apresentado aos alunos pela professora.

Quadro 1: Guia de elaboração de um projeto escolar

Itens do projeto

O que deve conter

Capa

Nome da escola; título; nome dos alunos; nome da professora; local e ano; margem padrão; desenho é opcional

Introdução

O que será o projeto e o porquê de sua escolha

Objetivos

Ideia central do projeto e qual meta busca-se atingir

Materiais

Lista de materiais utilizados no desenvolvimento do projeto

Metodologia

Descrição das etapas de realização do projeto

Resultados e discussão

Descrição dos resultados obtidos nos testes, apontando erros e o que deveria ser feito para melhorar

Conclusões

A opinião do grupo sobre as aulas, a elaboração e execução do projeto

Referências

Lista das referências usadas para a escrita e a execução do projeto, incluindo canais de YouTube

Em casa, na sessão sociofamiliar, os alunos deram início à elaboração da primeira versão do projeto escrito, que deveria conter: capa, introdução, objetivos, materiais e metodologia. A entrega dessa primeira versão aconteceu na sessão escolar seguinte. A professora corrigiu e indicou o que poderia ser melhorado, acrescentado ou retirado.

Após a correção, os alunos iniciaram a separação dos materiais para a execução prática do projeto. Vale ressaltar que, ao ler o trabalho do grupo 1 e conversar com os integrantes, foi decidido que eles iriam alterar o projeto, uma vez que não teriam como trazer os materiais para construir a minimáquina de arar. Eles ficaram de pesquisar e apresentar uma nova ideia na aula seguinte.

Na quarta aula da intervenção pedagógica, os grupos de alunos levaram todos os materiais para iniciar a construção de seus protótipos. O grupo 1 levou uma nova proposta e decidiu criar um protótipo de robô guindaste hidráulico. A partir dessa sessão, todos os grupos tiveram três aulas para desenvolver seus projetos e realizar o primeiro teste. Concomitantemente, eles continuaram a escrita, utilizando o que realizavam na prática para escrever o trabalho. A Figura 1 mostra alguns dos alunos trabalhando no desenvolvimento de seus projetos nas sessões escolares.

Figura 1: Desenvolvimento dos projetos pelos grupos 1 e 2

Fonte: Arquivo pessoal, 2022.

No final de julho, logo após as férias escolares, os grupos reuniram-se no refeitório da escola para a apresentação dos projetos e as discussões dos resultados. A Figura 2 mostra as apresentações dos trabalhos realizados pelos grupos de alunos.

Figura 2: Apresentação dos projetos dos grupos 3, 4 e 5

Fonte: Arquivo pessoal, 2022.

No momento das apresentações, os alunos puderam discutir e refletir sobre erros e acertos na construção dos protótipos, formas de solucionar os problemas encontrados e o que eles fariam para melhorar seus projetos. A Figura 3 mostra um dos momentos de discussão entre os alunos sobre o projeto do grupo 4.

Figura 3: Momento de discussão sobre o projeto do grupo 4

Fonte: Arquivo pessoal, 2022.

As discussões foram muito importantes no processo de aprendizagem dos alunos e para o resultado final do projeto. Os alunos tiveram participação ativa durante todo o projeto, compartilharam informações e fizeram sugestões para os protótipos construídos pelos colegas de classe. Os erros e/ou dificuldades encontradas e as sugestões propostas estão descritas no Quadro 2.

Quadro 2: Descrição dos erros e/ou dificuldades evidenciadas e sugestões propostas pelos alunos

Grupo/Projeto

Erros ou dificuldades encontradas

Sugestões propostas

Grupo 1: Robô guindaste hidráulico

Uma das seringas estava travando e dificultando a execução de um dos movimentos.

Trocar a seringa.

Grupo 2: Barco de isopor

Dificuldade para conectar os fios; distância curta de locomoção.

Conexão dos fios foi resolvida por um aluno de outro grupo; trocar a bateria e a hélice por uma mais forte.

Grupo 3: Carrinho de garrafa PET

Não andou. Bateria e hélices não eram compatíveis com o tamanho do carrinho.

Trocar a bateria por uma mais forte e aumentar a hélice ou diminuir o tamanho do carrinho, utilizando uma garrafa PET menor.

Grupos 4: Robô de papelão

Faltou a parte de cima (cabeça);

dificuldade para andar.

Construir a parte de cima e agregar ao restante; trocar as rodinhas ou passar menos cola.

Grupo 5: Barco de palito de picolé

Não andou, ficou girando; hélice quebrou.

Colocar um peso na frente para estabilizar; trocar a hélice por uma mais resistente.

Ressaltamos que o projeto do grupo 4 não foi finalizado a tempo, pois faltou comprometimento por parte de alguns integrantes do grupo. Sendo assim, o robô deles não foi finalizado, mas a parte que ficou pronta funcionou como planejado. Além disso, o carrinho do grupo 3 não andou, mas as soluções sugeridas foram pertinentes e funcionais. A Figura 4 mostra os protótipos construídos pelos grupos no decorrer da intervenção pedagógica.

Figura 4: Protótipos dos grupos 1, 2, 3, 4 e 5, respectivamente

Fonte: Arquivo pessoal, 2022.

Outro ponto importante na discussão dos trabalhos foi a conversa sobre a importância da reutilização de materiais, do descarte adequado dos resíduos sólidos, da escolha de produtos sustentáveis e da coleta seletiva dos diferentes tipos de materiais. A professora aproveitou o momento para discutir com os alunos questões que permeiam a Educação Ambiental, sensibilizando-os quanto aos impactos que o ser humano tem causado ao meio ambiente e as consequências geradas. Além disso, observou-se que o momento também foi oportuno para discussões entre os alunos sobre suas futuras profissões, uma vez que perceberam como eram capazes de pensar e criar coisas diferentes.

A entrega do projeto final, contendo todas as partes especificadas no Quadro 01 ocorreu em uma sessão escolar após os testes finais dos protótipos. A avaliação individual da intervenção pedagógica aconteceu durante todo o processo. A professora analisou a participação do aluno durante a pesquisa e elaboração do projeto, bem como sua cooperação com o grupo. A avaliação em grupo foi realizada durante as apresentações dos protótipos.

Considerações finais

No decorrer do processo de criação dos protótipos, percebemos a utilização de conhecimentos prévios dos estudantes e uma relação positiva do uso das tecnologias para buscar os conhecimentos necessários para a execução das atividades.

Os possíveis impactos dessa prática pedagógica é atribuir significados aos conteúdos curriculares trabalhados em sala de aula, levar alunos à reflexão sobre as ações antrópicas e do problema socioambiental que é o descarte incorreto dos resíduos sólidos, valorizar a reutilização de materiais que seriam descartados e promover a criatividade, a curiosidade, a construção de conhecimentos de Eletrônica e Robótica, além da promoção do trabalho colaborativo entre os grupos e a discussão de problemas socioambientais e seus impactos na vida do ser humano e dos demais seres vivos.

Outro ponto a ser considerado foi o desenvolvimento dos alunos quanto à escrita. Consideramos esse processo importante, uma vez que incentiva a leitura e a pesquisa sobre a temática estudada, possibilita o aprendizado da organização de um trabalho científico e os ajuda a melhorar sua escrita. Contribuiu, também, para cumprir uma exigência curricular do terceiro trimestre: criar, executar, escrever e apresentar um projeto final como requisito parcial para aprovação no 9º ano do Ensino Fundamental.

A abordagem “mão na massa” mostrou-se eficiente no desenvolvimento das atividades, possibilitando o protagonismo e a interação dos alunos na criação de protótipos. Além disso, foi possível observar a valorização dos saberes e das habilidades dos alunos, bem como a cooperação e o compartilhamento de ideias e informações entre eles.

Espera-se que este trabalho possa contribuir com professores no desenvolvimento de suas atividades, inspirando-os sobre como proporcionar aulas diferenciadas e com significado a partir da cultura maker e da Robótica sustentável.

Agradecimentos

Aos alunos do 9º ano do EF da EFA de Olivânia por sua curiosidade, participação e por toda dedicação nos trabalhos desenvolvidos. À Fapes, pela concessão da bolsa de mestrado.

Referências

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AZEVEDO, L. S. Cultura maker: uma nova possibilidade no processo de ensino-aprendizagem. 2019. 100f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Inovação em Tecnologias Educacionais, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Instituto Metrópole Digital, Natal, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/28456/1/Culturamakernova_Azevedo_2 019.pdf. Acesso em: 27 set. 2022.

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CABEZA, E. U. R. et al. A cultura maker como democratização tecnológica no meio rural. Ciência Alimentando o Brasil, v. 143, p. 660- 672, 2016. Disponível em: https://www.agbbauru.org.br/publicacoes/Alimentando2ed/pdf/Alimentando2ed-17- SNCT2016.pdf. Acesso em: 27 set. 2022.

DEMO, P. Educação científica. Revista Brasileira de Iniciação Científica, v. 1, nº 1, p. 1-19, maio 2014.

MENEZES, E. T. de; SANTOS, T. H. dos. Robótica Educacional (verbete). Dicionário Interativo da Educação Brasileira - EducaBrasil. São Paulo: Midiamix, 2015.

MORAN, José. Metodologias ativas para uma aprendizagem mais profunda. In: MORAN, José. Metodologias ativas para uma educação inovadora: uma abordagem teórico-prática. Porto Alegre: Penso, 2018. p. 02-25.

MOREIRA, Marco Antonio. ¿Al afinal, qué es aprendizaje siginificativo? Qurriculum: Revista de Teoría, Investigación y Práctica Educativa, La Laguna, nº 25, p. 29-56, mar. 2012.

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Publicado em 17 de setembro de 2024

Como citar este artigo (ABNT)

SANTOS, Franciny da Silva; LUCAS, Giseli da Silva; PASSOS, Marize Lyra Silva; ANDRADE, Mariella Berger. Cultura maker e Robótica sustentável: relato de experiência das aulas de Ciências em uma Escola Família Agrícola. Revista Educação Pública, Rio de Janeiro, v. 24, nº 34, 17 de setembro de 2024. Disponível em: https://educacaopublica.cecierj.edu.br/artigos/24/34/cultura-maker-e-robotica-sustentavel-relato-de-experiencia-das-aulas-de-ciencias-em-uma-escola-familia-agricola

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1 Comentário sobre este artigo

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Professor Walter • 2 meses atrás

Excelente artigo! Estou utilizando como referência em vários projetos e nas minhas aulas na escola. O conteúdo é muito bem estruturado e claro, o que facilita bastante o aprendizado dos meus alunos. A abordagem dos temas é completa e atual, o que tem contribuído de forma significativa para o desenvolvimento dos nossos estudos. Com certeza continuarei usando este material como apoio nas minhas aulas. Parabéns pelo trabalho!

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