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Um projeto de ensino que utiliza um protótipo de carrinho controlado por arduino para motivar o aprendizado de elementos de geometria plana, como retas, ângulos e figuras geométricas. Através de atividades experimentais, os alunos representam e classificam diferentes formas geométricas usando o carrinho pré-programado e software de programação s4a. O projeto inclui orientações para professores, base de programação e tutorial de montagem do carrinho.
Tipologia: Notas de estudo
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CIP – Dados Internacionais de Catalogação na Publicação P969r Provin, Sara Robótica educativa [recurso eletrônico]: uma proposta construcionista para a ensinagem de alguns elementos de geometria plana no ensino fundamental / Sara Provin. – Passo Fundo: Ed. Universidade de Passo Fundo, 2020. 1.8 MB ; PDF. – (Produtos Educacionais do PPGECM). Inclui bibliografia. ISSN 2595- 3672 Modo de acesso gratuito: http://www.upf.br/ppgecm Este material integra os estudos desenvolvidos junto ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática (PPGECM), na Universidade de Passo Fundo (UPF), sob orientação do Prof. Dr. Juliano Tonezer da Silva e do prof. Luiz Henrique Ferraz Pereira.
Quadro 1 - Produto educacional ................................................................................................. 7 Quadro 2 - Quadro-síntese da aplicação da sequência de atividades. ........................................ 8 APÊNDICE A - ORIENTAÇÕES AO PROFESSOR Quadro 1 - Blocos lógicos utilizados para programação do servomotor. ................................. 58 APÊNDICE B - RELAÇÃO DE PEÇAS Quadro 1 - Descrição das peças utilizadas para montagem do carrinho. ................................. 74
experimental, utilizando os recursos do Arduino para trabalhar a robótica educativa e interagir com a programação desenvolvida no S4A^3. Nos apêndices, constam as orientações para o professor, a base de programação e o tutorial de montagem do carrinho. Esta sequência de atividades é resultante do trabalho de dissertação de Mestrado Profissional, do Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática da Universidade de Passo Fundo (UPF). Agradecemos a Secretaria Municipal de Educação de Erechim - RS, a Diretoria de Informática Educativa, ao Núcleo de Tecnologia Educacional Municipal, a Escola Municipal de Ensino Fundamental D. Pedro II, por acreditarem no meu trabalho possibilitando o desenvolvimento da minha pesquisa e aos estudantes que participaram da pesquisa com muito interesse e entusiasmo. Por fim, este Produto Educacional foi homologado junto ao programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática, do Instituto de Ciências Exatas Geociências, da Universidade de Passo Fundo, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ensino de Ciências e Matemática, sob orientação do Professor Dr. Juliano Tonezer da Silva e co-orientação Dr. Luiz Henrique Ferraz Pereira. (^3) S4A é uma linguagem de programação adaptada do software de Scratch, aberto também para o Arduino. Possui blocos específicos para ativar sensores e atuadores.
Este produto educacional se constitui em uma sequência de atividades direcionada a alunos e professores da disciplina de Matemática nos 6º e 7º anos do Ensino Fundamental, bem como aos alunos e professores que desenvolvem atividades voltadas ao ensino de robótica educativa. O propósito é trabalhar a geometria plana, buscando desenvolver a noção de alguns elementos, contemplando os critérios estabelecidos pela BNCC em cada uma das modalidades de ensino supracitadas. Para tanto, disponibilizamos uma série de atividades, conforme Quadro 1, estruturadas segundo os princípios do Construcionismo e baseadas sob a perspectiva da ensinagem. Quadro 1 - Produto educacional Unidade temática Geometria Público-alvo Estudantes de 6º e 7º anos Duração 13 encontros de 1h30 cada Objetivos Motivar, por meio das interfaces da robótica educativa, a aprendizagem de alguns elementos de geometria plana como retas, semirretas, segmentos de reta, retas paralelas, retas perpendiculares, ângulos e figuras planas como triângulos e quadriláteros; Resolver situações-problemas que envolvam a noção de alguns elementos básicos de geometria plana. Estruturação Demonstração de funcionamento do servomotor e do carrinho pré- programado. Atividades experienciais utilizando o carrinho para representar de alguns elementos de geometria plana. Desenvolvimento do projeto de robótica. Apresentação dos projetos. Fonte: Autores, 2019. 2.1 Cronograma de atividades A sequência de atividades é composta por 13 encontros com uma hora e meia de duração cada. O Quadro 2 apresenta a síntese dos 13 encontros.
Esta sequência de atividades está organizada em treze encontros de uma hora e meia cada. A etapa um com quatro encontros, demonstra o funcionamento do carrinho pré- programado e do servomotor, utilizando o Arduino. A etapa dois com quatro encontros, consiste em atividades experienciais com o carrinho pré-programado, a etapa três com quatro encontros, terá o propósito de traçar as estratégias para o desenvolvimento do projeto de robótica; e a etapa quatro com um encontro, a socialização dos projetos. No Apêndice A constam todas as orientações direcionadas ao professor, que irá mediar as atividades durante todas as etapas. Os dados do caderno para os estudantes, deverão ser preenchidos pelos integrantes no decorrer das atividades, sendo entregue ao professor após o encerramento das tarefas. No Apêndice B constam relação de peças utilizadas para montagem do carrinho pré-programado. A sugestão base da programação para o carrinho está especificada no Apêndice C. O manual com a demonstração para montagem do carrinho pré-programado, está em Apêndice D. No decorrer dos encontros, serão apresentados tópicos pré-identificados com algumas instruções para o professor e para o aluno no momento em que for desenvolver esta sequência. No entanto, nada impede que as atividades sejam adaptadas para melhor contemplar o contexto escolar onde a comunidade está inserida. 3.1 Instruções para a primeira etapa de atividades A primeira etapa desta sequência de atividades é composta por quatro encontros. No primeiro encontro, o professor irá demonstrar o sistema de funcionamento de um carrinho pré- programado, que desenha o trajeto percorrido. O protótipo carrinho, será utilizado para representar retas, semirretas e segmentos de reta. No segundo encontro, serão demonstrados exemplos de retas paralelas e perpendiculares por meio do software de programação S4A e do carrinho pré-programado. No terceiro encontro, serão representados ângulos por meio da programação de blocos lógicos e do carrinho pré-programado, reconhecendo os principais elementos dessa grandeza geométrica. Para finalizar a primeira etapa, no quarto encontro será demonstrada a classificação
de ângulo reto, agudo, obtuso e raso, por meio da programação do servomotor^5 interligado a placa Arduino^6. Nesse sentido, no primeiro encontro deverão ser formados grupos com no máximo três integrantes. Os mesmos deverão ser mantidos até o encerramento das atividades. Cada integrante terá uma função na sua equipe. Em cada encontro, um relator ficará responsável em transcrever as respostas para as questões apresentadas. A função do integrante responsável pela pesquisa na internet , será de buscar os objetos de estudo de cada encontro, em sites de pesquisa. A função do responsável pela pesquisa nos livros didáticos, será de investigar como o mesmo objeto é apresentado em livros de 6º e 7º anos. Os espaços em branco podem servir para anotações ou desenhos. Para cada encontro, as equipes deverão seguir as orientações do professor e responder as questões dispostas no decorrer das atividades. Serão apresentados tópicos pré-identificados com algumas instruções para as equipes. 3.1.1 Encontro 1: Etapa 1 Após a definição dos integrantes de sua equipe, preencha os dados abaixo. Lembre-se, que a sua equipe será a mesma até a conclusão das atividades da sequência didática. No entanto, as funções a serem desempenhadas, poderão ser alteradas a cada encontro. Data: ______/______/_______ Grupo: ____________ Componentes: 1) Nome ________________________ Função: Pesquisar na internet.
Após ligar o carrinho, procurem testar os seguintes comandos: seta para cima, seta para baixo, seta para a direita e seta para a esquerda, observando seu deslocamento. A Figura 1, ilustra o carrinho pré-programado com um pincel em anexo, que registra os movimentos rotacionais e o caminho percorrido. Figura 1 - Carrinho pré-programado. Fonte: Autores, 2019. Atividade prática: Utilizando o carrinho pré-programado, sua equipe deverá representar um exemplo de reta, semirreta e segmento de reta. Para isso, deverá ser anexado no chão um pedaço de papel de aproximadamente um metro. A medida em que o carrinho realiza os movimentos solicitados, o pincel deixará registrado seu percurso. Após a representação dos três objetos, busquem identificá-los. Para encerrar, sua equipe deverá responder às questões abaixo:
3.1.2 Encontro 2: Etapa 1 Após a definir a função de cada integrante da equipe, preencher os dados abaixo. Data: ______/______/_______ Grupo: ____________ Componentes: 1) Nome ________________________ Função: Pesquisar na internet.
3.1.3 Encontro 3: Etapa 1 Após a definir a função de cada integrante da equipe, preencher os dados abaixo. Data: ______/______/_______ Grupo: ____________ Componentes: 1) Nome ________________________ Função: Pesquisar na internet.
Tempo estimado: 1 h e 30’ Atividade prática: Utilizando o software S4A, cada integrante deverá representar por meio do software S4A, um exemplo de ângulo utilizando a categoria dos blocos “caneta” e “movimento”. Para isso, a equipe deverá observar com atenção o exemplo demonstrado por seu professor. Após todos os integrantes concluírem a atividade, seguir para o próximo passo. Atividade de pesquisa: Os responsáveis pelas pesquisas deverão consultar na internet e em livros didáticos a representação de ângulo, registrando em um caderno as principais considerações. Na sequência, os pesquisadores devem repassar os resultados encontrados para a descrição do relator. Relator, lembre-se de citar a fonte onde foram encontradas as informações. Em caso de dúvida, solicite ajuda do seu professor. Relato das pesquisas:
Socialização: Vamos compartilhar os resultados encontrados!? Comente com seu professor e colegas, os objetos que foram encontrados pela equipe, analisando as semelhanças e as diferenças, considerando as diferentes fontes de buscas que foram utilizadas. Onde é possível observar a existência de ângulos no seu dia-a-dia?
3.1.4 Encontro 4: Etapa 1 Após a definir a função de cada integrante da equipe, preencher os dados abaixo. Data: ______/______/_______ Grupo: ____________ Componentes: 1) Nome ________________________ Função: Pesquisar na internet.
Atividade de pesquisa: Os responsáveis pelas pesquisas deverão consultar na internet e em livros didáticos sobre a classificação dos ângulos. A equipe deverá registrar as principais considerações, respondendo as questões abaixo:
Socialização: Vamos compartilhar os resultados encontrados!? Comente com seu professor e colegas, os objetos que foram encontrados pela equipe, considerando as diferentes fontes de buscas que foram utilizadas. Atividade prática: O segundo exemplo a ser programado no servomotor é o ângulo de 180º. Após executar a programação, observar se a mesma corresponde a abertura do servomotor. Caso ocorram divergências entre os valores, buscar ajustar o valor da programação para que a indicação do ângulo venha a ser correta.
