Atividade inserida no Projeto “Inteligência Artificial: da Lógica às Humanidades” (Chamada CNPq/MCTIC 03/2020).

A Base Nacional Comum Curricular incorpora, conforme exposto em suas competências gerais de número 2 e 5, habilidades e competências inerentes à elaboração, desenvolvimento e uso crítico e ético das tecnologias digitais tanto de forma direcionada – inter e pluridisciplinar – quanto na transversalidade do tema por meio de projetos integradores. O desenvolvimento de habilidades e competências atrelados à resolução de problemas por meio da elaboração e construção de dispositivos automatizados e robóticos, bem como da criação de algoritmos e programações lógicas, são os fundamentos de nossas atividades.

Em tempos de uma sociedade incorporada com dispositivos 4.0, aplicar as expertises inerentes a estas tecnologias em um contexto educacional deixou de ser um apenas uma inovação almejada para tornar-se uma realidade em meio a um contexto que exige um ensino híbrido mediado por tecnologias e outras ferramentas digitais.

Pretendemos desenvolver recursos pedagógicos – teóricos e práticos – de baixo custo pautados no conceito de sistemas lógicos que fundamentam grande parte das tecnologias 4.0, de modo a promover uma melhoria na qualidade do ensino de ciências.

Introdução

“Em tempos de uma sociedade incorporada com dispositivos 4.0, aplicar as expertises inerentes a estas tecnologias em um contexto educacional deixou de ser um apenas uma inovação almejada para tornar-se uma realidade em meio a um contexto que exige um ensino híbrido mediado por tecnologias e outras ferramentas digitais.”

Dentre as especialidades que integram o componente curricular de matemática e suas tecnologias nas escolas públicas e privadas brasileiras, destaca-se para os propósitos da presente atividade a linguagem formal, robótica e programação, cujo foco está no desenvolvimento de habilidades e competências atrelados à resolução de problemas por meio da elaboração e construção de dispositivos automatizados e robóticos, bem como da criação de algoritmos e programações lógicas. 

O objetivo deste material didático é apresentar atividades pedagógicas a serem aplicadas junto ao kit eletrônico distribuído pela Secretaria da Educação do Estado de São Paulo. Ademais, baseados neste kit, proporemos a elaboração de um kit de baixo custo análogo, para reprodução destas mesmas atividades em todo o Brasil.

imagem arduino unoO projeto Arduino começou em 2005 como uma ferramenta para alunos do Interaction Design Institute Ivrea, na Itália, com o objetivo de fornecer uma maneira fácil e de baixo custo para iniciantes e profissionais criarem dispositivos que interajam com seu ambiente usando sensores e atuadores.

Arduino é uma empresa de hardware e software de código aberto, comunidade de projetos e usuários que projeta e fabrica microcontroladores de placa única e kits de microcontroladores para a construção de dispositivos digitais. Os projetos da placa Arduino usam uma variedade de microprocessadores e controladores: as placas são equipadas com conjuntos de pinos de entrada/saída digitais e analógicas, permitindo a interface com várias placas de expansão (‘blindagens’) ou placas de ensaio (para prototipagem) e outros circuitos. As placas apresentam interfaces de comunicação seriais, incluindo Universal Serial Bus (USB) em alguns modelos, que também são usados para carregar programas. Os microcontroladores podem ser programados usando as linguagens de programação C e C ++, ou usando uma API padrão também conhecida como “linguagem Arduino” (uma linguagem simplificada, a qual utilizaremos aqui).

O Tinkercad usa um método de geometria sólida construtiva simplificado para construir modelos. Além da biblioteca padrão de formas primitivas, o usuário pode criar geradores de formas personalizadas usando um editor de JavaScript integrado. Utilizaremos esta plataforma para modelagem de dispositivos Arduino.

Material didático para aulas de Robótica
- Alguns dispositivos e conceitos relacionados -

Buzzer é um dispositivo de sinalização de áudio, que pode ser mecânico, eletromecânico ou piezoelétrico, usados por exemplo em dispositivos de alarme, cronômetros e confirmação de entrada do usuário, como um clique do mouse ou pressionamento de tecla. O osciloscópio é um instrumento de medida de sinais elétricos/eletrônicos que apresenta gráficos a duas dimensões de um ou mais sinais elétricos (de acordo com a quantidade de canais de entrada). O eixo vertical (y) do monitor representa a intensidade do sinal (tensão) e o eixo horizontal (x) representa o tempo, tornando o instrumento útil para mostrar sinais periódicos. Assista às aulas acima.

Material didático para aulas de Robótica e Matemática
- Trigonometria na prática -

As Relações Métricas do Triângulo Retângulo são conteúdos importantes da Trigonometria no Ensino Básico, pois possuem aplicações práticas na resolução de problemas matemáticos. Através da robótica (utilizando a plataforma Arduino) podemos de fato visualizar e aplicar as propriedades das figuras geométricas em componentes robóticos concretos, o que nos ajuda a desenvolver nos alunos o raciocínio dedutivo para a construção de soluções para questões práticas – a serem propostas nas construções dos artefatos deste módulo. 

Kit Robótico - Materiais para Robô Autônomo

Mãos à obra! Montando o Robô Autônomo

Sugestão de material didático complementar: questões éticas sobre carros autônomos.

Para escolas: faça o próprio kit!

Dentre os materiais necessários para a execução desta atividade destacam-se: Arduino UNO R3; Circuito Integrado (Ponte H); Motor DC (3-6v) e caixa de redução; Servo Motor; Sensor Ultrassônico; Buzzer; Matrizes de Contato ou Protoboard; Rodas.; moldes de madeira (ou plastico) para montar a base do robô (veja abaixo modelo de chassi).

Objetivos: 1. Planejamento, construção e desenvolvimento de modelos de decisão subjacentes à dispositivos inteligentes; 2. O robô autônomo: construção e programação; 3. O robô autônomo em contextos educacionais; 4. Competências e habilidades inerentes às pratica do robô autônomo.

Smart House

Dentre os materiais necessários para a execução desta atividade destacam-se: Arduino UNO R3; Circuito Integrado (Ponte H); Sensores fotoelétricos; Sensor de temperatura LM35; Motor elétrico da marca MABUCHI de 12 VCC, com pinhão de 8 dentes; Buzzer; Pedaços de Madeira ou Papelão; Leds.

Sugestão de material didático complementar: IA para o desenvolvimento sustentável.

Sede das atividades presenciais