Lições Aprendidas para Robótica e Educação

Este texto em tópicos é um compilado de lições aprendidas ao longo de mais de 10 anos desenvolvendo tecnologias para salas de aula, em especial para o aprendizado STEM para crianças e adolescentes. Nesse período como pesquisador em um laboratório de prototipagem na universidade pude avaliar diferentes abordagens e tecnologias, sempre com um olhar sobre a acessibilidade econômica dos artefatos, fator essencial para a adoção tecnológica em países em desenvolvimento.

Apoio ao professor é essencial

As tecnologias devem apoiar o professor na sua aula. Se for algo útil e fácil de usar (modelo de aceitação da tecnologia clássico – TAM) o professor levará para a sala de aula.

1. Deve exigir pouco ou nenhum setup inicial.
2. Deve ser resistente para o professor dar na mão do aluno e aguentar enquanto ele prepara a aula com todos.
3. Deve ser encantador e possível de ser manipulado pelos os alunos: Não adianta algo que chame a atenção visual, mas que não pode ser tocado ou manipulado pelos alunos curiosos.
4. Deve ser barato ou acessível! O professor tem que ter coragem de deixar os alunos explorarem sem medo de ficar sem seus equipamentos!
  - Soluções open-source são ideais.
  - Soluções não proprietárias, feitas de componentes acessíveis, são ideais.
  - Soluções que podem ser construídas em sala ou em casa são ideais.
  - Soluções monolíticas, com poucas conexões, ou com eletrônica blindada, são ideais.
5. Apoiar o professor com planos de aula claros e definidos garantem a adesão do professor à tecnologia.
  - Os planos devem sempre permitir que ao final da aula haja um momento de exploração livre ou de desafio dos alunos com o robô, para que alunos que desempenharam bem possam continuar envolvidos com a aula, enquanto o professor lida com os alunos de menor desempenho.

Desafios de alunos com diferentes backgrounds

Alunos chegam à sala de aula com conhecimentos muito heterogêneos sobre robótica, programação e eletrônica. Essa diferença de bagagem de conteúdo é o maior desafio para o professor de tecnologia.

1. As tecnologias devem dar liberdade ao professor de poder apoiar alunos atrasados no conteúdo sem deixar os alunos empolgados de lado.
2. Meninos e meninas têm diferenças nesse processo em todas as idades: Apesar de meninas terem um desenvolvimento antecipado, a empolgação e “força” dos meninos faz com que muitas vezes deixem eles exercerem domínio nas ferramentas (computadores, robôs, peças, etc.). É dever do professor estar atento a questões de gênero para evitar o domínio pela “força” por parte dos meninos. Em idades escolares a separação por gênero, nesse caso, favorece mulheres na tecnologia.
3. A concorrência de atenção entre o conteúdo da sala de aula e o conteúdo “do mundo” é desleal.
  - O aluno precisa estar preparado para a aula, o que quer que seja essa preparação. Em adolescentes, diversos fatores afetam essa desatenção em sala, desde metabólicas (sono, fome) como sociais (amigos, relacionamentos).
  - Estratégias antigas para programação (como ligar um LED no Arduino, ou ver uma respostas de terminal em uma IDE de programação) não empolgam alunos imersos em tecnologia, em especial adolescentes.
4. O uso de Inteligência Artificial nos primeiros ensinamentos de programação é nocivo para os novatos. Alunos desestimulados, mesmo se acabaram de ter uma aula de um dado conteúdo, tentarão fazer uso de IA para resolver desafios do conteúdo dado. Terminarão com um código alienígena para o professor, que precisa de vários ajustes conceituais para funcionar, e que o professor não terá estímulo em tentar corrigir.
  - O uso de plataformas que impedem o uso de IA, como programação em blocos, pode ser fator determinante para isolar o problema.

Soluções tecnológicas que não assustem

Aspectos técnicos e tecnológicos impactam bastante a vida do professor em sala, porém o impacto no aluno é devastador. Ao trabalhar com hardwares, tem-se uma multiplicação de fatores que podem trazer ruído no ensino: O erro é no código? No hardware? Na montagem? Nas redes? Se aluno, ao encontrar uma barreira, tem a sensação de que não tem ideia do que houve nem que conseguiria ultrapassar os desafios sem o professor, ficará irremediavelmente frustrado e desinteressado no conteúdo.

1. Isolar o aluno de questões técnicas complexas, e trabalhar com situações bem definidas (mesmo que limitantes) é pedagogicamente ideal.
  - Ex: Os pinos bem definidos e organizados da placa Arduino UNO, em comparação com os pinos aleatórios e multifuncionais da plataforma ESP32.
2. Programação em blocos não é necessariamente sinônimo de programação estimulante.
  - Alunos podem achar a manipulação de blocos inicialmente interessante, porém cansativa com o passar do tempo.
  - Alunos, mesmo que em idade tenra, podem trabalhar bem com código escrito, especialmente em linguagens com sintaxe mais leve, como python. O professor deve ter coragem de apresentar código digitado após um período no código em blocos.

Oportinidade na competitividade

A competição é algo inerente da condição humana, e ainda é latente nas idades mais jovens, decaindo com o amadurecimento. Usar a competição saudável a favor do ensino pode ser fator determinante para uma boa aula. Apesar disso, nunca deve-se estimular a competição individual, pois ela será abusada pelos que têm mais desenvoltura com ecnologia (talvez como compensação pela ausência de outras desenvolturas sociais).

1. A competição entre times é interessante. A competição pela evolução pessoal também traz resultados, se as avaliações dos resultados forem automáticas ou claras para os alunos.
2. Alunos desestimulados não participarão de desafios caso saibam que a resposta será dada de bandeja ao final. Eles enrolarão e esperarão o resultado final.

Oportunidade na cultura Hacker e Cyberpunk

Aprender a programar não é somente um aprendizado de uma capacidade, mas sim uma cultura e um estilo de vida a ser buscado por alguns jovens.

1. Surfar a onda de ser um dev pode ser fator para estimular alunos aos conteúdos tecnológicos, ao estimular a cultura dev (que é respeitada pelo seu alto valor aquisitivo e por respeito geral da sociedade).
  - Adesivos nos computadores, cultura cyberpunk, piadas de programação que não são compreendidas por todos, práticas complexas para outros (como usar o GIT), termos da área, são exemplos que apoiam a criação da cultura ao redor da sala de aula.

Prof. Daniel Chagas é Formado em Administração, com mestrado e doutorado em Informática Aplicada. É professor na Universidade de Fortaleza, nas áreas de Interação Humano-Computador e nas disciplinas de Experimentações. É coordenador do Laboratório de Pesquisa e Inovação – LAPIN FabLab, onde desenvolve pesquisas em Robótica e Internet das Coisas. É membro fundador da comunidade ForHacker. Link para Lattes http://lattes.cnpq.br/6721491420185862