Robótica educacional: tudo que você precisa saber sobre a metodologia

A robótica é um campo da ciência e tecnologia que vem crescendo exponencialmente nos últimos anos. Além de impactar a indústria, o comércio e a economia, a robótica está mudando a forma como as crianças aprendem. 

As escolas, em resposta às mudanças da sociedade, estão se adaptando também à transformação digital. A tecnologia está cada vez mais presente na sala de aula, a fim de preparar os alunos para a vida moderna.

Se a sua escola ainda não possui um programa de robótica, leia este artigo para entender o que é robótica educacional e quais são as suas vantagens para a educação.

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O que é robótica?

A robótica é um campo multidisciplinar que envolve conhecimentos de mecânica, eletrônica, hidráulica, pneumática e computação. Todos esses saberes são necessários para criar robôs, visando a melhoria da qualidade de vida.

De acordo com a cientista da computação Mara J. Mataric, autora do livro Introdução à Robótica, a robótica é o estudo dos robôs, que, por sua vez, são sistemas autônomos existentes no mundo físico capazes de sentir o ambiente e agir sobre ele, a fim de alcançar certos objetivos.

Assim, percebemos que um robô detém cinco características essenciais:

• é autônomo, ou seja, não é controlado por um ser humano;
• possui um corpo físico;
• é capaz de perceber o ambiente e obter informações sobre ele;
• consegue agir, se mover ou mudar alguma coisa no mundo;
• age de forma inteligente e útil para si e para os outros.

Para isso, o robô é formado pelos seguintes componentes:

• corpo físico, para agir no mundo físico;
• controlador, para ser autônomo;
• sensores, para perceber o ambiente;
• atuadores e efetores, para realizar as ações.

Para que serve a robótica?

A robótica é a chave para um futuro mais eficiente, preciso e inovador. Ela permite automatizar tarefas rotineiras, liberando tempo para que as pessoas se concentrem em atividades mais complexas e criativas. 

Com a robótica, é possível explorar e pesquisar ambientes hostis, proporcionar assistência e cuidado personalizado, e até mesmo melhorar a precisão em áreas como a medicina e a logística. 

Além disso, a robótica é uma ferramenta educacional poderosa, permitindo que os estudantes aprendam conceitos de diversas disciplinas de forma interativa e divertida. 

E não é só isso! A robótica também pode ser usada para criar experiências de entretenimento, como robôs de companhia e jogos interativos. 

Pilares da robótica

A robótica é uma área interdisciplinar que combina conceitos de mecânica, eletrônica e programação para criar sistemas autônomos e inteligentes. Entenda melhor abaixo os três pilares da robótica:

Mecânica

A mecânica é responsável pelo design e construção da estrutura física do robô. Isso inclui a seleção de materiais, a criação de protótipos e a fabricação do robô. 

A mecânica também é a encarregada de criar sistemas de movimentação, como braços robóticos e sistemas de locomoção.

Eletrônica

Compete a eletrônica o desenvolvimento dos sistemas eletrônicos que controlam o robô. Isso abrange a criação de circuitos eletrônicos, a seleção de componentes eletrônicos e a integração de sistemas de controle. 

A eletrônica também tem a incumbência de criar sistemas de sensoriamento (equipamentos que transformam energia em sinais que podem ser convertidos em informações sobre o ambiente), como sensores de movimento e de temperatura.

Programação

Cabe a programação criar os algoritmos e softwares que permitem ao robô executar tarefas e tomar decisões. 

Isso engloba a criação de programas de controle, a integração de sistemas de sensoriamento e a implementação de algoritmos de aprendizado de máquina. 

A programação tem a função de  criar  interfaces de usuário, como telas de toque e comandos de voz.

Como funciona a robótica educacional? 

A robótica educacional é um recurso tecnológico de aprendizagem que dá aos estudantes a oportunidade de montar robôs, em colaboração com os colegas e sob orientação do professor, a fim de solucionar problemas, exercitar a criatividade e aplicar conceitos interdisciplinares.

Nas aulas ou atividades de robótica, os alunos utilizam kits de montagem compostos por diversas peças eletrônicas (motores, sensores, botões, baterias, controladores e manipuladores), como os da LEGO® Education.

Com a ajuda de um software, os estudantes programam o robô para funcionar de uma certa forma e cumprir um objetivo previamente definido. 

Essas atividades podem ser organizadas em torno de temas curriculares, projetos de robótica ou encontros de preparação para uma competição da área, como a FIRST® LEGO® League Discover e o FIRST® LEGO® League Explore.

Quais são os objetivos da robótica na escola?

A robótica educacional tem o objetivo de desenvolver nos estudantes habilidades do século XXI. Na aula de robótica, os alunos trabalham:

• pensamento computacional;
• programação;
• computação;
• cultura digital;
• raciocínio lógico;
• resolução de problemas;
• trabalho em equipe;
• pensamento crítico;
• pensamento criativo;
• comunicação;
• investigação matemática;
• perseverança;
• proatividade;
• gestão do tempo;
• gestão de projetos.

Além de promover essas competências digitais e socioemocionais, a aula de robótica oferece um ambiente prático e interativo para aplicar diversos conhecimentos de Física e Matemática:

• mecânica;
• estática;
• elétrica;
• eletrônica;
• ótica;
• ondulatória;
• geometria plana;
• geometria espacial;
• e álgebra.

7 razões para incluir a robótica na rotina dos estudantes

Justamente por apoiar o processo de ensino-aprendizagem, a robótica educacional tem se tornado uma grande aliada das escolas. Separamos sete motivos para incluir a robótica no plano de aula da sua escola.‍

1. Desenvolve o raciocínio lógico, analítico e crítico dos alunos.

Por meio da construção de robôs e da programação de códigos, sequências de números, ações e palavras, o aluno é incentivado a pensar de forma estruturada, o que favorece o desenvolvimento do raciocínio e a habilidade de resolução de problemas.

Além de aplicar, na prática, algumas áreas do conhecimento estudadas, a robótica educacional estimula o espírito investigativo do aluno, de forma que ele possa encontrar as soluções para os desafios propostos.

2. Aumenta o engajamento e a colaboração em sala de aula

Análise, planejamento, criação e execução de ideias em atividades práticas, como a manipulação de blocos concretos para montar robôs. Já pensou na quantidade de áreas envolvidas nessas atividades e no entusiasmo dos alunos ao montarem suas próprias invenções?

Compartilhando as informações, testando, dialogando e buscando resolver de forma conjunta as dificuldades encontradas, os alunos desenvolvem a criatividade e a colaboração.

3. Fortalece a aprendizagem STEAM

A robótica educacional fortalece a aprendizagem de STEAM (Ciências, Tecnologia, Engenharia, Artes e Matemática), em uma abordagem interdisciplinar e interativa.

O STEAM desenvolve habilidades de pesquisa científica e incentiva o trabalho mão na massa, por meio de experimentos, hipóteses e análise de resultados.

4. Transforma consumidores de tecnologia em criadores de tecnologia

A prática da robótica faz com que os estudantes deixem de ser apenas consumidores de tecnologia para serem criadores de tecnologia. É o que demanda a Base Nacional Comum Curricular, em sua 5ª competência geral:

“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”.

5. Desperta curiosidade pelo funcionamento das tecnologias

O processo de planejamento, criação e documentação de robôs colabora para a formação de estudantes mais críticos e curiosos. Embora os alunos estejam cercados de tecnologias digitais no cotidiano, raramente eles param para pensar em como esses dispositivos funcionam.

Mas enquanto planejam, criam, programam e documentam robôs, os alunos têm a oportunidade de parar, questionar e pensar, de maneira aprofundada, sobre os mecanismos tecnológicos do dia a dia.

Afinal, essa é a missão da robótica educacional: levar aos alunos a compreenderem o funcionamento e a aplicação da tecnologia no mundo real.

6. Melhora o desempenho escolar

As atividades de robótica podem ilustrar conceitos teóricos difíceis de serem compreendidos na sala de aula tradicional. Os conhecimentos de geometria, álgebra, estatística, mecânica, ótica e eletromagnetismo são facilmente percebidos no processo de construção de robôs.

Essa aplicação melhora a proficiência dos alunos em diversos componentes curriculares, principalmente em Matemática e Física.

7. Prepara os alunos para o mercado de trabalho

A robótica e a programação estão ganhando cada vez mais espaço no mercado de trabalho, tanto em cargos de tecnologia da informação quanto em outras profissões. 

Nem todo aluno vai trabalhar criando robôs, mas as habilidades desenvolvidas na robótica educacional vão acompanhá-los por toda vida. 

Independentemente da carreira escolhida, o futuro profissional precisará ser adaptável, proativo, comunicativo e capaz de resolver problemas em equipe.

Como iniciar um projeto de robótica na escola?

Agora que você viu todas as vantagens de trabalhar a robótica na escola, saiba como começar um projeto dessa área em sua instituição. Confira o passo a passo abaixo:

1. Adquirir um kit de robótica

O primeiro passo é escolher e adquirir um kit de robótica para a escola. Esse material vai nortear o planejamento pedagógico, já que cada kit possui peças e propostas diferentes.

Na escolha, leve em consideração a idade dos alunos, o objetivo do projeto e a maturidade digital da escola.

2. Preparar o espaço físico

Decida qual local da escola vai sediar as aulas de robótica. Pode ser o laboratório de informática, a sala maker ou uma sala criada especialmente para o projeto.

Recomenda-se que o ambiente tenha espaço amplo e mesas grandes com superfície livre, a fim de facilitar a manipulação das peças e o teste dos robôs. Além disso, deve ter computadores com conexão à Internet. 

Também é importante adquirir algumas ferramentas básicas, como chaves de fenda, alicates, soldadores e parafusos. 

3. Contratar ou capacitar professores

O segundo passo é garantir que haja professores engajados e preparados. 

Você pode contratar professores especializados na área ou capacitar os docentes da sua instituição – preferencialmente,  professores de Física ou Matemática – que tenham interesse em robótica. 

O professor responsável pelo projeto deve ter paixão pela tecnologia, disposição para aprender e criatividade.

4. Planejamento pedagógico

Depois de decidir o kit de robótica e o professor responsável, é hora de fazer o planejamento pedagógico. Defina os objetivos de aprendizagem, conforme a BNCC, as aulas, as atividades, o cronograma completo e os métodos de avaliação.

5. Colocar o plano em prática

Para iniciar oficialmente o projeto, comece com uma aula especial, que aumente a expectativa dos estudantes. Acompanhe o progresso do professor e dos alunos, dando maior suporte no primeiro semestre. 

6. Avaliação e monitoramento

Durante o projeto, recolha feedback do professor, dos estudantes e dos pais e responsáveis. Avalie os resultados e veja quais mudanças são necessárias para o próximo semestre.

Quer ajuda para ensinar robótica na sua escola?

O Educacional, Ecossistema de Tecnologia e Inovação, pode ajudar sua escola a ensinar robótica de várias formas:

• fornecemos kits LEGO® Education e micro:bit;
• temos atividades online de robótica e programação na plataforma Hub Educacional;
• realizamos a formação Embaixadores da Inovação, com o objetivo de capacitar os professores em educação 4.0, o que inclui o ensino de robótica;
• e desenvolvemos um projeto completo de robótica (o programa Robotis) que inclui kits de robótica, formação para professores, plano de aula, suporte técnico e acompanhamento pedagógico.

Para obter mais informações e descobrir qual solução é a melhor para sua escola, entre em contato com um dos consultores do Educacional.