Robótica pedagógica em ambientes colaborativos: interfaces cognitivas e mediação de aprendizagens

July 27, 2017 | Autor: Luciana Zenha | Categoria: Mechatronics & Robotics, TICs aplicadas a la Educacion, Pedagogia, ROBOTICA
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Robótica pedagógica em ambientes colaborativos: interfaces cognitivas e mediação de aprendizagens
Luciana Zenha
Silvania Sousa do Nascimento
Este capítulo tem como objeto a pesquisa sobre as práticas de aprendizagem desenvolvidas em sala de aula formais e não formais mediadas pelo computador no uso do software livre e de vasto e diversificado material relacionado à robótica. Partindo do pressuposto de que a revolução tecnológica configurada pelo surgimento da Internet acarretou o aparecimento de novas práticas sociais de aprendizagem em função de fatores que vão desde a intensificação das possibilidades de acesso às informações até alterações ocorridas na própria estruturação dessa aprendizagem, esta pesquisa pretende observar, descrever e analisar maneiras de aprender mediadas por protótipos desenvolvidos pelos alunos, ou os chamados kits de assimilação, a partir do uso de software livre em computadores que possibilitem aos mecanismos determinados movimentos e uma certa agilidade na busca da representação da realidade através da apresentação do estudo realizado. Ao fazer uso da robótica, os alunos decidem o que representar, o momento de estudar e, principalmente, como desenvolver os protótipos planejados. A robótica é um ramo da informática que engloba computadores, robôs e computação, e trata de sistemas compostos por partes mecânicas automáticas e controladas por circuitos integrados, tornando sistemas mecânicos motorizados controlados manualmente ou automaticamente por circuitos elétricos. Para descrever e analisar essa prática de estudo e aprendizagem mediada por peças de montagem de robôs e uso do computador em plataformas livres como Linux e Edubuntu no uso de objetos de aprendizagem, o capítulo se organizará em torno de referencial teórico construído com base nos campos de estudo sobre a aprendizagem construcionista;1 o impacto de novas tecnologias de transmissão e conservação de conhecimento e da informação no uso do software livre2 e sobre a mediação cognitiva na teoria da atividade.


3 1. PAPERT. A máquina das crianças; TAPSCOTT. Geração digital e STERNBERG. Psicologia cognitiva. 2. LÉVY. A inteligência coletiva. 3. LEONTIEV. Activity, Consciousness, and Personality.













Contexto
A situação atual, novas tecnologias, ambientes, aprendizagem Uma das características mais marcantes de nossa sociedade é a intensificação da circulação de informações, principalmente pelo desenvolvimento de novas tecnologias. TV a cabo, vídeo, Internet, CD-ROM, softwares diversificados, "liberdade" no uso de softwares livres, robótica, dentre outras tecnologias que, após o rádio e a televisão, vieram ampliar as possibilidades de acesso à informação, integrando-se aos suportes tradicionais do acesso à informação e, muitas vezes, incorporando-os, transformando-os e, consequentemente, desenvolvendo e criando possibilidades de construção de conhecimento. Assume-se, em geral, que as tecnologias contribuíram para uma melhoria da qualidade de vida; isto parece que realmente aconteceu: pouco mais de 40% da população mundial tem acesso às novas tecnologias e às descobertas científicas veiculadas pela Internet.4 No entanto, o consumo indiscriminado dessas novas tecnologias e de seus recursos para esta parcela aumentou de forma extraordinária as diferenças entre os países. Indivíduos e grupos tendem a ter acesso diferenciado ao desenvolvimento das habilidades envolvidas no uso das novas tecnologias, num mundo em que cada vez mais os indivíduos e os grupos, mais do que desenvolver e utilizar as tecnologias para adaptar o meio às suas necessidades, têm que desenvolver ou adquirir capacidades e habilidades cada vez mais complexas para entender minimamente seu próprio ambiente. Na atualidade, em um mundo em que ainda existe uma alta porcentagem de analfabetismo, já não só é preciso dominar a língua oral e escrita.
Para poder tomar uma posição crítica e de valor e não só de consumo indiscriminado, precisa-se entender as chaves das linguagens audiovisuais e informáticas, ter capacidade para saber aprender, critério para selecionar e situar a informação e um mínimo de conhecimento básico para dar-lhe sentido e convertê-la em conhecimento pessoal, social e profissional.5 O processo de distribuição desigual das tecnologias digitais torna clara a importância e a necessidade de se procurar entender os seus impactos sobre diferentes aspectos da vida social em suas dimensões cultural, política, econômica, cognitiva e psicológica, e, como é o caso desta pesquisa, sobre a aprendizagem a partir de protótipos. Além disso, a pesquisa também implicará no uso de códigos-fonte abertos e plataformas colaborativas e cooperativas de aprendizagem, uma vez que a distribuição de informação e acesso aos códigos se dá de maneira aberta e, ao que parece, inclusiva.

A aprendizagem colaborativa pode ser definida como um conjunto de métodos e técnicas de aprendizagem para utilização em grupos estruturados, assim como de estratégias de desenvolvimento de competências mistas (aprendizagem e desenvolvimento pessoal e social), em que cada membro do grupo é responsável, quer pela sua aprendizagem, quer pela aprendizagem dos demais elementos. Sobre as interfaces cognitivas o capítulo pretende se deter ao desenho das interfaces gráficas para leitura proposto para o usuário (por meio dos manuais e softwares dos kits), a hipertextualidade e as conexões realizadas entre os comandos e as ações desenvolvidas pelo grupo e, além disso, estudará os objetos virtuais de aprendizagem que auxiliam na busca de soluções para a construção dos protótipos interdisciplinares da robótica. Apresentaremos alguns protótipos de ambiente de aprendizagem colaborativa presencial, empregando o software livre e materiais alternativos e nos baseando no trabalho por projetos, para que os professores e alunos tenham a possibilidade de mediar e disponibilizar seus projetos coletivos por meio de blogs e repositórios on-line.

O trabalho por projetos e seus diários de bordo Aprendizagem, pedagogia, projetos, inteligência coletiva, participação O contexto em que a tecnologia deve ser entendida na educação é o da aprendizagem. Isso significa integrar a utilização das tecnologias6 no currículo de um modo significativo e incorporá-la às atuais práticas de sala de aula bem-sucedidas, como a educação baseada em resultados e a aprendizagem colaborativa. Os projetos de robótica podem fornecer um contexto autêntico em que os alunos desenvolvem conhecimento, habilidades e valores. O envolvimento do aluno é uma característica marcante do trabalho por projetos, o que pressupõe um objetivo que dá unidade e sentido às várias atividades, bem como um produto final que pode assumir formas muito variadas, mas procura responder ao objetivo inicial e reflete o trabalho realizado.
Ao participar de um projeto, o aluno está envolvido em uma experiência educativa em que o processo de construção de conhecimento está integrado às práticas vividas. Esse aluno deixa de ser, nessa perspectiva, apenas um "aprendiz" do conteúdo de uma área de conhecimento qualquer. É um ser humano que está desenvolvendo uma atividade complexa e que nesse processo está se apropriando, ao mesmo tempo, de um determinado objetivo de conhecimento cultural e se formando como sujeito cultural. Isso significa que é difícil, ou quase impossível, homogeneizar os alunos, é impossível desconsiderar suas história de vida, seus modos de viver, suas experiências culturais, e dar um caráter de neutralidade aos conteúdos, desvinculando-os do contexto sócio-histórico.
A discussão sobre pedagogia de projetos não é nova. Ela surge no início do século XX, com John Dewey. Já nessa época a discussão estava pautada numa concepção de que educação é um processo de vida e não uma preparação para a vida futura, ou seja, a escola deve representar a vida presente. Em um projeto, a responsabilidade e a autonomia dos alunos são essenciais; os alunos são corresponsáveis pelo trabalho e pelas escolhas ao longo do desenvolvimento do projeto, em geral, desenvolvido em equipe, motivo pelo qual a cooperação está também quase sempre associada a

















Pode-se distinguir os projetos a partir de dois ângulos:7 os projetos que se organizam em torno de uma atividade pedagógica precisa, como, por exemplo, a montagem de um espetáculo em conjunto, a organização de uma jornada esportiva, a criação de oficinas abertas, a criação de um jornal; a cooperação é, então, o meio para realizar um empreendimento que ninguém tem a força ou a vontade de fazer sozinho. os projetos cujo desafio é a própria cooperação e que não têm prazos precisos, já que visam instaurar uma forma de atividade profissional interativa que se assemelha mais a um modo de vida e de trabalho, como, por exemplo, a criação de protótipos em equipe – quer seja para se desenvolver um elevador ou até mesmo uma cidade. Em uma cultura de projetos todos devem estar familiarizados com essa ideia, tanto alunos quanto professores: para que a autenticidade, característica fundamental de um trabalho coletivo com o foco na mesma meta, seja preservada, o problema a resolver deverá ser relevante e deverá ter um caráter real para os alunos.

Não se trata de mera reprodução de conteúdo pronto. Além disso, o problema não é independente do contexto sociocultural e os alunos procuram construir respostas pessoais e originais. Um projeto envolve complexidade e resolução de problemas. O objetivo central do projeto constitui um problema ou uma fonte geradora de problemas, que exige uma atividade para sua resolução. Um projeto percorre várias fases, são elas: escolha do objetivo central; formulação dos problemas; planejamento; execução e divulgação dos trabalhos. A partir dessas características, poderemos situar os projetos como uma proposta de intervenção pedagógica que dá à atividade de aprender um sentido novo, em que as necessidades de aprendizagem aparecem nas tentativas de resolver situações problemáticas. Um projeto gera situações de aprendizagem ao mesmo tempo reais e diversificadas. Possibilita, assim, que os aprendizes (no caso, tanto professor quanto alunos), ao decidirem, opinarem e debaterem, construam sua autonomia e seu compromisso com o social, formando-se como sujeitos culturais. A cultura de uma prática baseada na pedagogia de projetos traduz uma determinada concepção de conhecimento escolar, trazendo à tona uma reflexão sobre a aprendizagem dos alunos e os conteúdos das diferentes disciplinas.
E permite, aos elementos envolvidos, analisar os problemas, as situações e os conhecimentos dentro de um contexto e em sua totalidade, utilizando, para isso, os conhecimentos presentes nas disciplinas e sua experiência sociocultural. O que se coloca, portanto, não é a organização de projetos em detrimento dos conteúdos das disciplinas, e sim a construção de uma prática pedagógica centrada na formação global dos alunos. O desenvolvimento de projetos com o objetivo de resolver questões relevantes para o grupo vai gerar necessidade de aprendizagem, e, nesse processo, os alunos irão se defrontar com os conteúdos das diversas disciplinas, entendidos como "instrumentos culturais" valiosos para a compreensão da realidade e a intervenção em sua dinâmica. Segundo Hernandez, "com os projetos de trabalho, os alunos não entram em contato com os conteúdos disciplinares a partir de conceitos abstratos e de modo teórico, como, muitas vezes, tem acontecido nas práticas escolares".



Nessa mudança de perspectiva, os conteúdos deixam de ser um fim em si mesmos e passam ameios para ampliar a formação dos alunos e sua interação com a realidade, de forma crítica e dinâmica. "Há, também, o rompimento com a concepção de 'neutralidade' dos conteúdos disciplinares que passam a ganhar significados diversos a partir das experiências sociais dos alunos envolvidos nos projetos".
O diário de bordo é uma maneira de orientar o aluno e ao mesmo tempo indicar seus registros e progressos em relação ao desenvolvimento dos protótipos e de suas "descobertas". Na prática pedagógica o diário de bordo pode ser considerado como um caderno de anotações, mas sem a distinção entre as disciplinas. Nesse momento do projeto, consideramos o diário de bordo como um portfólio que pode ser materializado como um blog virtual. Essa mudança de perspectiva pode trazer consequências na forma de selecionar e sequenciar os conteúdos das disciplinas. Esta costumava ser construída em etapas, de modo cumulativo, em que o conteúdo devia ser "vencido" para outro ser "apresentado" ao aluno.
Os projetos de trabalho trazem nova concepção de desenvolvimento, fundados na dinâmica, no processo de "ir e vir", em que os conteúdos vão sendo tratados de forma mais abrangente e flexível, dependendo do conhecimento prévio e da experiência cultural dos alunos. Assim, um mesmo projeto pode ser desencadeado em turmas de séries diferentes, recebendo tratamento diferenciado, a partir do perfil dos grupos. Em As árvores do conhecimento, Authier e Lévy propunham uma visão da aprendizagem a partir de coletivos em profunda sinergia, em que os indivíduos conseguiriam interagir em trocas de conhecimentos e competências entre si, o professor assumindo ali a figura do mediador ou do orientador. Uma turma escolar ou grupo de alunos podem estabelecer sinergia a ponto de manter entre si um nível de troca de conhecimentos satisfatório, uma prática de inteligência coletiva a partir de um trabalho por projetos. No entanto, alimentar um processo é algo complexo, pois não é óbvio que as pessoas estarão dispostas a trocar conhecimentos em qualquer situação e produzir conhecimento utilizando um projeto coletivo.
Conceito histórico, códigos, liberdade Este capítulo, além de procurar dar um passo para a descrição dos processos de produção de conhecimento baseados no trabalho por projetos, tentará apontar novas práticas e comportamentos condicionados por essas novas tecnologias a partir do uso do software livre com códigos abertos. Assim, os adolescentes envolvidos atuarão em uma plataforma aberta com procedimentos compartilhados. O código-fonte aberto nada mais é do que a exposição total dos códigos-fonte que serão usados por determinada aplicação ou programa. Essa filosofia ganhou força após a criação do projeto GNU. Os softwares que serão utilizados no desenvolvimento da pesquisa no laboratório de robótica deverão seguir este parâmetro e apresentar possibilidades de mudança e evolução em relação ao uso. As sugestões de software na robótica para o uso nesta pesquisa são: Kdevelop e gEDA.














Grupo de adolescentes, geração interligada em redes de contatos e troca Muitas vezes mais adaptados às linguagens informáticas que os adultos, os jovens compartilham códigos de base digital com bastante facilidade. Não é de se estranhar que a ligação dos jovens com os computadores seja, em muitos casos, uma relação bastante natural. Progressivamente no Brasil, ao longo das três últimas décadas, as gerações mais novas se familiarizam cada vez mais rapidamente com as tecnologias de informação e comunicação. Através do contato com a programação televisiva e com jogos eletrônicos (que migraram dos consoles acoplados às telas de TV para os monitores do computador), muitos jovens, pertencentes principalmente aos segmentos médios da população, acabaram por incorporar os códigos desses aparatos tecnológicos.
O acesso mediado aos softwares e interfaces amigáveis possibilita algum tipo de leitura do conteúdo desses suportes e, em certas situações, propicia ferramentas de linguagem para a construção de suas próprias mensagens. Embora a maioria da população não possua computadores em seus domicílios, é significativo o crescimento da demanda pela tecnologia. Uma vez que os espaços utilizados pelos jovens muitas vezes são os escolares, nos propusemos a explorar o ambiente do laboratório de robótica de um colégio de classe média na região da Pampulha, em Belo Horizonte.
É possível concluir, a partir das reflexões de Vianna, que "o ciberespaço guarda correspondência clara entre o que é usualmente chamado de Real Life (RL) e a Virtual Life (VL), modalidades de vida perpassadas pela coletividade". Em relação a essas duas realidades, Vianna vê o ciberespaço como "um lugar de aprendizado de luta dos jovens contra o tédio, a partir das experiências de metamorfose dos indivíduos no exercício de vários papéis".
Mecanismos, recursos e trabalho em equipe A robótica educativa é um termo utilizado para caracterizar o ambiente de aprendizagem em que se utilizam materiais como sucatas, motores, sensores, computadores, softwares e até mesmos kits pré-montados. A robótica pedagógica ou educativa utiliza-se dos conceitos de diversas disciplinas para a construção de modelos interessantes, proporcionando às equipes uma rica experiência de aprendizagem.
O professor e os alunos aprendem com a montagem a automação de dispositivos mecânicos que podem ser controlados por computador. Já faz algum tempo que se estuda uma forma de utilizar a robótica no ensino, possibilitando ao aluno tomar conhecimento das inovações da tecnologia e concretizar o que se aprende com a teoria, na tentativa de cada vez mais aperfeiçoar os dispositivos. Busca-se também promover com os alunos o estudo de conceitos multidisciplinares, sejam de física, matemática, geografia etc., podendo variar o modo de aplicação, estimulando a criatividade e a inteligência e com isso promover a interdisciplinaridade a partir do uso de ferramentas adequadas para realização de projetos que irão explorar alguns aspectos como pesquisa, construção, automação e outros.









A ideia principal foi montar um projeto em forma de maquete, levando o aluno a interagir com colegas na criação e execução, ensinando-o a respeitar, exigir, conceder, compreender e ter disciplina; a descobrir soluções para os problemas que vão surgir. Além de utilizar a metodologia de trabalho por projetos e ampliar o uso da prática mediada pelos computadores, apontando possibilidades de uso do software livre com liberdade de expressão e escolha


Referências
AUTHIER, Michel; LÉVY, Pierre. As árvores do conhecimento. São Paulo: Escuta, 1995.
BRETAS, Maria Beatriz Almeida Sathler. Interações telemáticas: um estudo sobre jovens internautas de Belo Horizonte. 2000. 231 p. Tese (Doutorado em Ciência da Informação) – Escola de Ciência da Informação, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2000.
HERNANDEZ, Fernando; VENTURA, Montserrat. A organização do currículo por projetos de trabalho. Porto Alegre: ArtMed, 1998.
LANDOW, George. Hypertext 2.0: The Convergence of Contemporary Critical Theory and Technology. Baltimore: The Johns Hopkins University Press, 1997.
LAVE, Jean; WENGER, Etienne. Situated Learning: Legitimate Peripheral Participation. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1991.
LEONTIEV, Aleksei Nikolaevich. Activity, Consciousness, and Personality. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1978. Disponível em: Acesso em: 27 de jun. 2011.
LÉVY, Pierre. A inteligência coletiva: por uma antropologia do ciberespaço. São Paulo: Loyola, 1998.
LÉVY, Pierre. As tecnologias da inteligência. Trad. Carlos Irineu da Costa. Rio de Janeiro: Editora 34, 1993.
PAPERT, Seymour. A máquina das crianças: repensando a escola na era da informática. Trad. Sandra Costa. Porto Alegre: ArtMed, 1994.
POSTMAN, Neil. Amusing Ourselves to Death: Public Discourse in the Age of Show Business. New York: Penguin Books, 1985. SANCHO, Juana Maria (Org.). Para uma tecnologia educacional. Porto Alegre: ArtMed, 1998.
SANDHOLTZ, Judith et al. Ensinando com tecnologia: criando salas de aula centradas nos alunos. Porto Alegre: ArtMed, 1997.
TAPSCOTT, Don. Geração digital: a crescente e irreversível ascensão da Geração Net. São Paulo: Makron Books, 1999.



Educação científica e cidadania CS 5.5.indd 247 a 255 12/03/2012 11:09:41
CIÊNCIAS, TECNOLOGIAS E PRÁTICAS COLABORATIVAS EM AMBIENTES DIGITAIS
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Luciana Zenha é doutora em Educação. Tese sobre Redes Sociais e Aprendizagens pela UFMG, mestre em Educação pela mesma universidade e graduada em Pedagogia pela UEMG. Possui pesquisas principalmente com os temas: Educação; Educação a distância; Tecnologia; Interatividade; Leitura; Software livre; Redes sociais on-line; e Robótica educativa. E-mail: [email protected] Twitter: @zenhaead Blogs: http://roboticaescola.blogspot.com Outros blogs em que a autora posta e atua: http://educaromance.blogspot.com http://netnografiadigital.blogspot.com http://massinhademodelar.blogspot.com
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Silvania Sousa do Nascimento é doutora em Didática das Disciplinas Científicas e Tecnológicas pela Universidade de Paris VI e graduada em Física pela Universidade Federal de Minas Gerais. Estuda práticas discursivas em ambientes escolares e não escolares com foco na produção e circulação do conhecimento científico nas diferentes esferas sociais. Professora do Programa de Pós-Graduação em Educação da Faculdade de Educação da UFMG e diretora da Diretoria de Divulgação Científica da Pró-Reitoria de Extensão da mesma universidade. E-mail: [email protected]


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