Educação, Tecnologias e Agroecologia

Protocolo 02:
Experimentação no Ensino de Química e Robótica Pedagógica: a relação entre o conceito de temperatura com estufas na Educação do Campo

Carlos Antônio Pereira Júnior
Vitor de Almeida Silva
Kelly Rita Ferreira dos Santos Silveira
Higor Júnior de Oliveira

Introdução

A Robótica é um campo de estudo científico iniciado no século XX e que vem sendo ampliado e diversificado ao longo desse início de século XXI. É inegável que os avanços da robótica modificaram a forma como seres humanos e máquinas trabalham e convivem no mundo tecnológico. O embate Homem versus Máquina é cada vez mais discutido tanto nos âmbitos científicos como os culturais e políticos. Contudo o processo educacional não ficou de fora e percebemos que, cada vez mais, os robôs estão adentrando a escola e modificando as estruturas definidas e rígidas dos currículos (PEREIRA JUNIOR, 2014).

A ciência desmembrada em seus campos de estudo se tornou fragmentada e específica. A robótica quebra esse paradigma por ser considerada interdisciplinar por natureza. Isso se confirma quando os conhecimentos necessários para a constituição da Robótica ultrapassam os limites da física, da hidráulica, da elétrica, da matemática e da computação. Ainda podemos perceber uma forte presença das humanidades quando resgatamos a importância da literatura, do teatro e do cinema em sua constituição. Ou seja, a Robótica se tornou um campo de estudo que vai além da essência científica quando atrai saberes das artes e humanidades.

Quando aproximamos a Robótica da Educação percebemos que a mesma acabou por se tornar um campo de estudos que modifica nossa atual compreensão da escola e sua estrutura. A robótica não pressupõe disciplinas, mas sim sua superação visando a integração do conhecimento. A criação de um novo campo de estudo e pesquisa chamado de Robótica Educacional ou Pedagógica vem para atender sua especificidade puramente pedagógica não abandonando seu caráter interdisciplinar.

Com a Robótica Educacional é possível propor alternativas para tratar das dificuldades de aprendizagem dos alunos em nível básico pois, através da elaboração e construção de robôs pode-se propor momentos de debate e questionamentos de conceitos relativos a teorias de difícil compreensão, além da articulação do trabalho em grupo, cada vez mais importante e necessário na constituição das propostas de Educação.

Podemos citar a teoria que versa sobre os conceitos da “Termodinâmica” em que, para o aprendizado, o aluno deverá dominar conceitos como: o de calor, da temperatura, do trabalho, da energia interna dos sistemas entre outros. A robótica pedagógica se constituiria como uma interface quando, para construir um robô que funcione e tenha algum propósito, o aluno se vê desafiado a desenvolver um estudo prévio desses conceitos. Claramente construir um robô com sensores capazes de fazer a leitura da temperatura ambiente, por exemplo, exige que o estudante domine o referido conceito. Dessa forma o robô poderá ser um elemento em sala que permite o aluno trabalhar passo a passo conceitos fundamentais de uma teoria para, por fim, compreendê-la de maneira mais ampla.

Objetivos

Produzir um robô pedagógico que fará a leitura da temperatura interna de estufas com diferentes formatos e coberturas. Poderão ser discutidos variados conceitos de diferentes frentes disciplinares com essa proposta como: circuitos (física), termodinâmica (química) e botânica (biologia).

Materiais e Métodos

Para o Robô

• Kit Robótica Arduino;
• 1 Computador ou Notebook;
• Materiais reaproveitados de impressoras, computadores etc.

Para as Estufas

• Materiais provenientes de marcenaria para construção das estufas;
• Material plástico em diferentes cores e espessuras;
• Fios de arame;
• Pregos pequenos;
• Martelo.

Com o kit Arduino para iniciantes como representado na figura 1 podemos montar um sensor de temperatura e o visor LCD para que possamos ter acesso ao valor da temperatura ambiente. A programação não é problema uma vez que já está disponível na internet em sua totalidade em diferentes sites e fóruns sobre Arduino. Aqui a estrutura do robô poderá ser de acordo com a vontade dos alunos para se adequar melhor a cada estufa.

Relativo as estufas (figura 2) na circular técnica da EMBRAPA de número 38, Reis (2005) lista cinco tipos possíveis. O autor detalha que esses formatos podem ser utilizados em climas variados e que podem ser utilizados para plantar diferentes tipos de hortaliças. Esses serão os formatos utilizados para construção no projeto pois permitem o controle de temperatura em diferentes situações. Os tipos de estufas descritas na Figura 2 são: 1) Túnel; 2) Teto em Arco; 3) Lean-to (Dente de Serra); 4) Lean-to (Comum); e 5) Capela.

Procedimentos de montagem

O processo de planejamento para o desenvolvimento desse procedimento experimental é de fundamental importância para o processo. Sugerimos ao professor a estruturação em 3 ou 4 fases para o melhor escalonamento e trabalho dos alunos.

A primeira etapa poderá consistir em debates e rodas de conversa para a compreensão do que é um robô, das estufas e da temperatura interna das estufas na produção agrícola e o planejamento da construção dos referidos.

Na segunda etapa os alunos poderão construir as estufas com os materiais coletados em marcenaria. Utilizando conceitos da matemática, os alunos podem prever o tamanho das estufas e a quantidade de material que será utilizada.

Para a terceira etapa o processo de construção do robô. A principal dificuldade é o processo de programação e estruturação do circuito. Porém alguns sites e fóruns da internet dispõem de grande material para auxiliar ( http://www.arduinoecia.com.br/2013/03/display-lcd-16x2-e-sensor-de.html e http://labdegaragem.com/profiles/blogs/tutorial-mostrar-a-temperatura-ambiente-com-o-arduino-em-um). A estrutura do robô poderá ter a conformação que melhor atender a necessidade do momento ou mesmo da preferência dos participantes.

Última e quarta etapa do experimento compreenderia analisar a temperatura interna das estufas com intuito de compreender conceitos relacionados a importância da temperatura no desenvolvimento das plantas.

Referências

MARTINS, A. O que é robótica. 2 edição. São Paulo: Brasiliense, 2006.

MATARIC, M. J. Introdução à Robótica. São Paulo. UNESP/Blucher. 2014.

PEREIRA JÚNIOR, C.A. Robótica educacional aplicada ao ensino de química: colaboração e aprendizagem. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Goiás. Goiânia, 2014.

REIS, N. V. B. Construção de Estufas para Produção de Hortaliças nas Regiões Norte, Nordeste e Centro-Oeste. Brasília: EMBRAPA – CNPH, 2005. 16p (EMBRAPA – CNPH. Circular Técnica de EMBRAPA Hortaliças, 38).