Robótica sustentável: da reciclagem à educação tecnológica do futuro para preservação do meio ambiente

 

 

Simone Helen Drumond Ischkanian¹

Regina Daucia de Oliveira Braga²

Diogo Rafael da Silva³

Taynan Alécio da Silva ⁴

Kátia Fernandes da Cunha Lourenço⁵

 

1.   INTRODUÇÃO

Com a modernização tecnológica do século XXI, houve o aumento na quantidade de resíduo eletrônico descartado de forma incorreta ou armazenado sem utilidade. Como podemos reaproveitar estes resíduos? O artigo “Robótica sustentável: da reciclagem à educação tecnológica do futuro para preservação do meio ambiente”. O delineamento do artigo é baseado no FAÇA VOCÊ MESMO, que visa o desenvolvimento cognitivo global do aluno (típico e atípico) na sua autonomia para o desenvolvimento de habilidades e projetar competências. Nosso foco esta na ação teórica, para que educadores possam desenvolver nas salas de aula e em todos os níveis de ensino projetos e planejamentos para mudar o mundo, através da ROBÓTICA SUSTENTÁVEL.

O que e robótica sustentável? É um ramo da robótica que utiliza os elementos da mecânica, eletrônica, eletricidade e computação para construir e animar protótipos, auxiliando o processo de ensino e aprendizagem.

Qual a importância da robótica sustentável? O trabalho com a Robótica Sustentável contribui com a diminuição do impacto ambiental, no momento que reutiliza lixos eletrônicos. Além disso, é uma atividade de baixo custo para alavancar a educação tecnologica em todas as escolas do país, ou seja, caminhar junto pela pesquisa tecnologica e projetar conhecimento de norte a sul do Brasil

 

Figura 1: Quais as vantagens de utilizar materiais recicláveis na construção de um robô.

Fonte: Autores (2022)

 

Quem é Isaak Yudovich Ozimov? Em 2 de janeiro de 1920, na cidade russa de Petrovitchi, nascia um dos maiores nomes por trás das teorias que envolvem a robótica. Isaak Yudovich Ozimov foi um escritor e bioquímico responsável por diversas obras de ficção e divulgação científica. Asimov escreveu e revisou mais de 500 obras ao longo de sua vida, além de cerca de 90 mil cartas.

A obra mais famosa de Isaac Asimov é a série Fundação, referida muitas vezes como Trilogia da Fundação. Apesar disso, o conto “I, Robot” (“Eu, Robô”) ficou em evidência por algum tempo em meio ao público geral, graças uma produção cinematográfica.  

Estamos vivendo momentos de avanços tecnológicos, trabalhar com a robótica sustentável significa retroceder na educação? Para este contexto é necessário que os educadores tenham uma visão muito além da sua época, como Isaac Asimov

A área da robótica era uma das mais exploradas pelo escritor, e ele acertou em muitas de suas previsões a respeito das tecnologias que temos hoje. Por ser escritor de ficção científica, muito do que Asimov falava em sua época era considerado um absurdo, apenas fantasia de uma mente criativa.

No entanto, o autor previu o surgimento de várias tecnologias utilizadas nos dias de hoje. Em 1988, o autor deu uma ideia de como seria a propagação do conhecimento no futuro. O modelo descrito por ele nada mais é do que a internet como conhecemos hoje. Nas palavras do autor: “[...]Uma vez que tenhamos computadores em casa, cada um deles ligado a bibliotecas enormes, qualquer pessoa pode fazer perguntas e ter respostas, obter materiais de referência sobre qualquer assunto em que esteja interessada em saber.”.

Quais são as leis da robótica? Os robôs estão presentes em centenas de notícias espalhadas pela internet. A cada dia, novos humanoides são apresentados, os quais estão cada vez mais aptos de realizar atividades que antes eram consideradas exclusivamente humanas. Asimov previu o surgimento de robôs com a aparência de pessoas.

Em seu livro, “Eu, Robô”, o autor apresentou as três Leis da Robótica, as quais ditam as regras básicas para que robôs e seres humanos convivam de forma pacífica.

·  1ª lei: Um robô não pode ferir um ser humano ou, por ócio, permitir que um ser humano sofra algum mal.

·  2ª lei: Um robô deve obedecer às ordens que lhe sejam dadas por seres humanos, exceto nos casos em que tais ordens contrariem a Primeira Lei.

·  3ª lei: Um robô deve proteger sua própria existência, desde que tal proteção não entre em conflito com a Primeira e Segunda Leis.

Algum tempo depois, Asimov criou uma quarta lei (chamada Lei Zero), a qual diz: “Um robô não pode fazer mal à humanidade e nem, por inação, permitir que ela sofra algum mal”. Mesmo que não pareçam muito úteis no momento, as três Leis da Robótica são levadas à sério por muitos pesquisadores da área.

Embora o cinema e a literatura insistam em histórias com teorias conspiratórias, nas quais as máquinas se rebelam e tentam dominar os seres humanos, o respeito a esses princípios faz com que, na prática, seja pouco provável que algo do gênero possa acontecer em um futuro muito próximo.

Como a sustentabilidade pode estar inserida na robótica? O Método de Portfólios Educacionais SHDI destaca em suas atividades pedagógicas que a Robótica Sustentável contribui com a diminuição do impacto ambiental no momento que reutiliza o lixo eletrônico, além de ser uma atividade de baixo custo.

Qual é o objetivo da robótica educacional? Como metodologia ativa de aprendizagem, a robótica educacional tem como objetivo formar alunos mais proativos, que assumam a responsabilidade por seu processo de aprendizado.

O que é a robótica educacional e quais são os ganhos para o aprendizado? “Eles aprendem a organizar o raciocínio lógico, lidam com questões do trabalho em grupo e estão sempre voltados a resolver um problema atual. É a iniciação ciêntifica popular com base na sustentabilidade  na educação publica e particilar do Brasil.

 

2.   DESENVOLVIMENTO

Planificado pelos autores do Método de Portfólios Educacionais SHDI – Inclusão, Autismo e Educação, enfatizaram um projeto educacional que é de grande valia para a educação de nosso país e ser utilizando como ponte de novas aprendizagens.

Projeto educacional interdisciplinar com articulação nas diversas disciplinas do ambiente educacional: Robótica sustentável: da reciclagem à educação tecnológica do futuro para preservação do meio ambiente. Autores 2022 ^{1, 2, 3, 4 e 5.}

Objetivo geral: Desenvolver uma experiência de aprendizagem de robótica sustentável que possibilite aos alunos típicos e atípicos, refletir sobre inteligência artificial e desenvolvimento tecnológico, atendendo às suas contribuições para uma sociedade melhor.

Objetivos específicos: Compreender a importância da inteligência artificial e do desenvolvimento tecnológico para a humanidade. Apresentar conceitos básicos da inteligência artificial e do pensamento computacional. Identificar espaços de vivências tecnológicas, educacionais e culturais. Conhecer a história da internet e do computador. Reconhecer a importância dos avanços tecnológicos para a melhoria da vida das pessoas. Compreender e exercitar a cidadania como forma de participação social e política. Promover desafios capazes de inspirar atitudes de solidariedade, cooperação e respeito. Refletir sobre vida sustentável, meio ambiente, trabalho e relações sociais.

ODS (Objetivos De Desenvolvimento Sustentável): A ONU (Organização das Nações Unidas) há alguns anos tem influenciado governos, empresas e a sociedade em geral na busca de um mundo mais equilibrado e sustentável. Após vários anos de trabalho, a ONU lançou os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável, construídos de forma participativa para ajudar todos os países e pessoas da Terra. Porém neste projeto piloto, destacamos 4 ODS, como sugestão.

 

	Objetivo 4 – Educação de Qualidade   Assegurar a educação publica e particular, incluindo a educação inclusiva e equitativa, qualidades e adaptações de conteúdos, para promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida dos alunos típicos e atípicos.
	Objetivo 9 – Indústria, inovação e infraestrutura.   Projetar na educação publica e particular, infra estruturas resilientes, para promover o desenvolvimento global dos alunos típicos e atípicos, aflorando uma educação inclusiva e sustentável fomentada na inovação.
	Objetivo 12 – Consumo e produção responsáveis.   Assegurar padrões educacionais que possam conscientizar os alunos típicos e atípicos sobre o desenvolvimento global acelerado de produção, projetando perspectivas que possam promover reflexão e mudanças de posturas na vida cotidiana com foco no consumo sustentável.
	Objetivo 17 – Parcerias e meios de implementação   Fortalecer os meios de implementação e revitalizar a parcerias com a comunidade educacional e social. Destacar de forma global o desenvolvimento sustentável do projeto, das ações em sala de aula e dos planejamentos interdisciplinares.

Quadro 1: Objetivos de Desenvolvimento Sustentável Adaptados ao projeto.

Fonte: Método de Portfólios Educacionais SHDI (2022)

 

Segundo Garcia e Soares (2014), quando um grupo de alunos está trabalhando em equipe e eles se ajudam como parceiros entre si e com o professor, em um uma prática pedagógica, esse processo de ensino e aprendizagem será colaborativo.

 

Competências e habilidades com foco na educação de alunos típicos e atípicos:

Competência 4: Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens artística, matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo.

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.

Atividades práticas: Debate a partir de leitura prévia das informações pertinentes ao tema do projeto, sempre promovendo métodos e técnicas capazes de incluir alunos típicos e atípicos. Resolução de situação problema, com foco em promover adaptações para os alunos atípicos. Leitura compartilhada em times e exposição dialogada (construção de um quadro de aula interativo).

Atividades com os recursos tecnológicos utilizando as tecnologias ativas do momento ou possível ao contexto social e ambiental escolar: Fórum e Socrative (Quiz).

Metodologias e atividades: Roda de conversar: conversar sobre o que acharam do projeto. Refletir sobre as atividades do projeto e realizar a autoavaliação. Organizar com os alunos as atividades para serem realizadas num espaço maker, que pode ser dentro ou fora da sala de aula.

Organizar com os professores das demais disciplinas possibilidades interdisciplinares para contextualizar o planejamento pessoal de cada disciplina e assim, aflorar o projeto nos diversos cantos do ambiente escolar. 

 

ROBÓTICA SUSTENTÁVEL E APRENDIZAGEM

 

A tecnologia é facilmente percebida, tendo como exemplos: carros, celulares e computadores. Contudo, a maioria dos estudantes não sabe a explicação científica do funcionamento desses equipamentos (Benitti et al., 2009).

 Robótica sustentável: da reciclagem à educação tecnológica do futuro para preservação do meio ambiente do futuro para preservação do meio ambiente é um exemplo de como se pode trabalhar a iniciação a pesquisa científica no ambiente escolar com aluno típico e atípico e propiciar contextos interdisciplinares com foco na criativi­dade e a experimentação de forma lúdica para construir atividades com a Robótica Sustentável.

É fundamental proporcionar aos alunos, novas ideias, assim como proporcionar maneiras de descobrir novos caminhos em relação às aplicações de conceitos abordados em sala de aula, para:

Ischkanian, Braga, Rafael da Silva, Alécio da Silva e Lourenço (2022) destacam que a Robótica Sustentável, diversas instituições pelo mundo têm feito pesquisas relacionadas ao tema do artigo, despertando nos alunos típicos e atípicos um interesse em utilizar as ferramentas tecnológicas no âmbito da educação, para criar e recriar com o reaproveitamento de equipamentos em desuso (Her­nandez, 2013), tendo como exemplo o uso dos lixos eletrônicos.

A preocupação com o lixo e o meio ambiente, a cada dia está aumentando por parte da sociedade, do governo, dos educadores e das instituições de ensino, que buscam conscientizar a população, através de projetos. Com o avanço da tecnologia, aumenta também a discussão sobre o descarte dos artefatos, tanto os que não funcionam, como os que funcionam, mas não servem mais aos usuários, no caso, os lixos eletrônicos. Estes englo­bam vários materiais de eletroeletrônicos como: computadores, televisores, celulares, videogames, etc (Celinski et al., 2012).

Diversos projetos com a Robótica Sustentável contribuem com a diminuição do impacto ambiental, no momento que reutiliza lixos eletrônicos. Além disso, é uma atividade de baixo custo (Bogarim et al., 2015).

O trabalho com a Robótica Sustentável, em especial quando é voltada para o Ensino Interdisciplinar, constitui-se num conjunto de ferramentas dinâmicas que podem influenciar no processo de aprendizagem, a ponto de favorecer o desenvolvimento de habilidades como a criatividade, o raciocínio crítico e a resolução de problemas (Schivani, Brockington, Pietrocola, 2013).

Miranda e Suanno (2009) destacam que atividades com a Robótica Sustentável têm propiciado um aprendizado de conceitos a partir de sua montagem e seus dispositivos que são tanto mecânicos como eletrônicos e se interagem. Entretanto, os autores salientam que esse tipo de atividade deve ter o cuidado de ser orga­nizada com critérios e um bom planejamento, no intuito de que não resulte num ensino tecnicista. Eles também afirmam que o mais importante no trabalho com a Robótica Sustentável não é o resultado em si, e sim todo o processo. É nele que há a reflexão individual, a interação em grupo, onde surgem os problemas e, consequentemente, a discussão sobre sua solução.

Na aprendizagem colaborativa, os estudantes típicos e atípicos, dialogam entre si e também, em determinadas situa­ções, com os educadores que trabalham o projeto de forma interdisciplinar. Nesse debate, os discentes expõem suas ideias e seus pensamentos. Dessa forma, pode-se chegar a novas opiniões.

Esse tipo de metodologia exige o engajamento dos alunos típicos e atípicos em todo o processo de construção do conhecimento e, com isso, eles desenvolvem fundamentos que levam a se tornarem seres mais autônomos e críticos. Eles são constantemente incentivados a compartilharem seus conhecimentos e concepções que são colocados a prova e, dessa forma, passam a ser avaliados e analisados no processo de construção dos conhecimentos.

Ischkanian, Braga, Rafael da Silva, Alécio da Silva e Lourenço (2022) ainda destacam que metodologias baseadas na aprendizagem colaborativa objetivadas no projeto de Robótica Sustentável, propor­cionam práticas pedagógicas mais ativas por estimularem o pensamento crítico, a interação entre os estudantes, a negociação de informações e a resolução de problemas.

O conhecimento metacognitivo refere-se ao conhecimento adquirido pelo indivíduo com relação ao todo cognitivo – sua mente e suas características psicológicas, e as experiências metacognitivas referem-se à consciência das experiências cognitivas e afetivas que acompanham cada empreendimento cognitivo.

 

3.   CONSIDERAÇÕES FINAIS

 As atividades educacionais com a Robótica Sustentável proporcionam aos alunos típicos e atípicos momentos de trabalho em equipe que promovem aprendizagens transformadoras, sobre a importância da sustentabilidade, tanto no que diz respeito à reutilização dos materiais, como o local certo de jogar fora determinados objetos, com o intuito de diminuir o impacto ambiental que o lixo, principalmente o eletrônico, tem proporcionado devido seus elementos tóxicos.

A montagem dos diversos protótipos que se projetam na Robótica Sustentável utilizando ventilador de mesa, mini aspirador, carregador eólico e mão biônica elétrica construída com recicláveis, fez com que os alunos típicos e atípicos possam discutir assuntos relacionados à Eletricidade, tais como resistores, corrente elétrica, circuitos elétricos, geradores e indução magnética.

 O mesmo acontece nas atividades que envolvem robô hidráulico e a mão hidráulica. Neste caso, os alunos podem ser incentivados a debater, para ampliara  aprendizagens sobre assuntos relacionados à Hidrostática, o Princípio de Pascal. Dessa forma, a atividade contribui interdisciplinarmente nas diversas disciplinas do contexto escolar. A atividade em equipe interdisciplinar com a Robótica Sustentável proporciona aos alunos típicos e atípicos aprendizagens colaborativas pela troca de informações, interações entre si, ajudando um ao outro, a resolverem os problemas propostos e contribuírem entre eles na construção de conceitos rela­cionados aos conteúdos da escola.

A Robótica Sustentável, tendo a aprendizagem colaborativa como fundamentação teórico-metodológica, permitem ensinar assuntos relacionados aos conteúdos que necessitam de uma holística e aprendizado coeso, assim como discutir a susten­tabilidade de forma a refletir sobre o impacto ambiental causado por lixos eletrônicos, tem poluído o Planeta Terra e nosso papel enquanto educadores e direcionar perspectivas educacionais para que o aluno do hoje, o aluno do amanhã e principalmente o aluno do futuro, possa fazer a diferença positiva em todas as suas etapas educacionais e de vida social. Devemos deixar esse mundo, muito melhor do que quando aqui chegamos e a Robótica Sustentável é um boa possibilidade para este enfoco.

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REFERÊNCIAS

BENITTI, F. B. V.; et al. (2009). Experimentação com Robótica Educativa no Ensino Médio: Ambiente, Atividades e Resultados. In: Anais do XXVII Congresso da SBC - XV Workshop de Informática na Escola, Bento Gonçalves-RS, p. 1811-1820.

 BOGARIM, C. A. C.; et al. (2015). Laboratório de Robótica Sustentável (LarPP Sustentável). VI Escola Regional de Informática, Coxim-MT.

 CELINSKI, T. M.; et al. (2012). Robótica Educativa: uma Proposta para o Reuso do Lixo Eletrônico em uma Atividade de Extensão Universitária. In: 4º Congresso Internacional de Educação, Pesquisa e Gestão, Curitiba-PR, p. 1-10.

 GARCIA, M. C. M.; Soares, M. H. F. B. (2014). Robótica Educacional e Aprendizagem Colaborativa no Ensino de Biologia: Discutindo o Conceito de Sistema Nervoso. Revista da SBEnBIO, n. 7, p. 5278-5289.

 HERNANDEZ, F. K. H.; et al. (2013). Promovendo a Robótica Educacional para Estudantes do Ensino Médio Público do Brasil. Nuevas Ideas en Informática Educativa, v. 9, p. 739-742. Tradução livre dos autores Ischkanian, Braga, Rafael da Silva, Alécio da Silva e Lourenço (2022)

 MIRANDA, J. R.; Suanno, M. V. R. (2009). Robótica Pedagógica: Prática Pedagógica Inovadora. In: IX Congresso Nacional de Educação e III Encontro Sul Brasileiro de Psicopedagogia, Curitiba-PR, p. 8073-8086.

 SCHIVANI, M. Brockington, G. Pietrocola, M. (2013). Aplicações da Robótica no Ensino de Físi­ca: Análise de Atividades numa Perspectiva Praxeológia. Revista de Educación en Ciencias, Journal of Science Education, special issue – v. 14, p. 32-36.