O currículo das Ciências da Natureza do Estado de São Paulo estabelece que o desenvolvimento de equipamentos, softwares, a elaboração de técnicas de investigação beneficiaram a Ciência em muitas áreas acelerando algumas descobertas e possibilitando outras. A produção de conhecimentos e sua relação e influência na produção de bens e serviços torna a Ciência estão cada vez mais próximas da vida das pessoas e, ao mesmo tempo, torna esses conhecimentos necessários para a compreensão do mundo, a participação em debates sobre temas da Ciência presentes no cotidiano, o posicionamento e a tomada de decisão. Esses fatos fazem da Alfabetização Científico-Tecnológica uma inegável condição para a plenitude da cidadania.
A partir do referencial abordado no capítulo 2, onde foi definida a concepção de Alfabetização Científica, toma-se como referência para análise as competências
desenvolvidas por Carvalho e Sasseron (2013) como norteadoras para a identificação do processo de alfabetização científica. A tabela 4 exibe três competências:
Tabela 4 – Eixos Estruturantes da Alfabetização Científica
Eixos Estruturantes Descrição
1. Compreensão básica de termos, conhecimentos e conceitos científicos fundamentais.
A construção de conhecimentos científicos possibilitando a aplicação nas diversas situações do dia-a-dia.
2. Compreensão da Natureza das ciências e dos fatores éticos e políticos que circundam sua prática.
O entendimento de que a Ciência é uma construção humana, que está em constante transformação de acordo com dados obtidos nas pesquisas e que resultam nos saberes.
3. Entendimento das relações existentes entre ciência, tecnologia, sociedade e meio ambiente.
A identificação da relação entre as três áreas e das consequências que a ação de uma pode provocar em outras.
Fonte: Carvalho e Sasseron (2011)
De acordo com a concepção de competência construída por meio da relação entre a definição de competência e as competências gerais para o currículo de Ciências, é possível identificar a proximidade entre os eixos estruturantes da Alfabetização Científica e as competências gerais. Os três eixos estruturantes exibidos na tabela 4 ilustram um ensino de Ciências que possibilita a formação de um cidadão capaz de mobilizar saberes científicos construídos para compreender o mundo e aplicá-los nas situações em que percebe a ausência de neutralidade da Ciência e com o fato de suas leis não serem imutáveis, assim como reconhecer a relação entre a Ciência à tecnologia e o ambiente e compreender os impactos positivos e negativos dessa relação na sociedade moderna.
As autoras destacam a importância de uma proposta curricular apresentar objetivos voltados para a alfabetização científica e que quando esta tem relação com os eixos estruturantes, criam oportunidades para o desenvolvimento da mesma. Verifica-se no excerto a seguir:
Em nossa concepção, as propostas didáticas que surgirem respeitando estes três eixos devem ser capazes de desenvolver o início da Alfabetização Científica, pois terão criado oportunidades para trabalhar problemas envolvendo a sociedade e o ambiente, discutindo concomitante, os fenômenos do mundo natural associados, a construção do entendimento sobre esses fenômenos e os empreendimentos criados a partir de tal conhecimento (CARVALHO; SASSERON, 2011).
A articulação entre os eixos estruturantes e as competências gerais do currículo de Ciências é possível porque as competências para um currículo são pensadas a partir dos objetivos e da concepção do ensino e, neste caso, tanto os objetivos para o ensino de Ciências quanto à concepção estão alinhados com os eixos estruturantes de um ensino voltado para a formação científica de um cidadão atuante na sua sociedade.
4.2 TDIC: ROBÓTICA
A partir da análise do currículo de Ciências do Estado de São Paulo, de suas características e concepção de ensino e da concepção de competência, segue a análise da possibilidade de integração da robótica educacional enquanto uma TDIC integrada ao Currículo de Ciências com o objetivo de desenvolvimento da alfabetização científica. Ao se debruçar na história do desenvolvimento da robótica industrial e sua aplicação na educação, emergiram alguns conteúdos específicos cruciais para a integração com os conteúdos da base nacional e o desenvolvimento da robótica aplicada ao ensino de Ciências. Estes conteúdos estão relacionados com a definição de um robô, assim como com conhecimentos necessários para a construção de um robô.
A tabela 5 mostra os conteúdos específicos da robótica que são conhecimentos provenientes de Ciências como a Física e a Computação, os quais foram integrados à engenharia para o desenvolvimento da robótica.
Tabela 5 - Conteúdos Específicos da Robótica
Conteúdos Descritores
Definição de robô O que é um robô e as características que o diferencia de outras máquinas automatizadas.
Elementos constituintes de um robô Definição e descrição de todos os elementos que fazem parte da composição de um robô.
Programação Por meio de um software determina as tarefas que um robô irá
realizar.
Tipos de robôs As tarefas definem a estrutura do robô.
Aplicações da robótica Campos e áreas de atuação do robô.
Fonte: Niku (2013).13
13 Organização: STROEYMEYTE, T. S. L.
A robótica no contexto educacional pode ser desenvolvida como um trabalho dentro de uma disciplina ou na forma de projetos. As duas formas demandam o planejamento em que o professor define os objetivos, as temáticas e os conteúdos a serem trabalhados. No trabalho por projetos, no que se refere às temáticas, o professor pode deixar que os alunos selecionem as temáticas que lhes interessam. Quanto aos conteúdos, estes estarão dispostos em dois grupos: o primeiro é composto por conteúdos específicos da robótica para a construção dos protótipos e o segundo por conteúdos relacionados à temática do projeto. Sobre a importância deste planejamento e organização do trabalho Almeida e Valente comentam:
Ao elaborar os planos de ensino ou projetos de trabalho e criar as estratégias didáticas em consonância com a estrutura, organização e diretrizes do sistema educativo, os professores tomam decisões por antecipação das situações e ressignificam o currículo prescrito, que ganham novos contornos na prática segundo a abordagem pedagógica abraçada pelo professor, que pode ser voltada a transmissão de informações e à assimilação apassiva do aluno ou pode ser construída na ótica da aprendizagem ativa (ALMEIDA; VALENTE, 2011, p.15).
Assim, a partir de conteúdos específicos e da relação entre estes conteúdos e o currículo de Ciências da Natureza, o professor planeja e organiza o desenvolvimento do trabalho em conjunto com seus alunos na seleção da temática e na construção do protótipo. A tabela 6 expõe o detalhamento do segundo item da Tabela 5: os elementos constituintes de um robô. Tais conhecimentos são importantes para a elaboração de um projeto, ao se definir a temática e o que se pretende desenvolver.
Tabela 6 - Funções de cada Elemento de um Robô
Elemento Função
Controlador Controla todas as tarefas e funções dos sensores, atuadores, dispositivos e circuito.
Sensores Interagem com o ambiente externo coletando
informações e enviando ao sistema.
Atuadores Realizam a movimentação do robô.
Dispositivos de Saída Emitem informações.
Circuito Promovem a interação entre o controlador, o ambiente
externo e o computador.
Software Faz a comunicação entre o computador e o robô,
determina as tarefas que o robô deve realizar. Fonte: Niku (2013).14
Assim como os conhecimentos sobre a composição de um robô são necessários, também o é o conhecimento das áreas de aplicação da robótica, de forma que ao elaborar um projeto deve-se ter em conta tanto a temática das Ciências quanto a área da aplicação da robótica em que estará localizado o projeto. A tabela 7 apresenta algumas aplicações da robótica que podem ser exploradas no ensino de Ciências.
14 Organização: Stroeymeyte, T. S. L.
Tabela 7 - Áreas de Aplicação da Robótica
Aplicação Tarefas realizadas
Indústria Carregamento, retirada e deposição, soldagem,
pintura, empurrar, girar dobrar, abanar, pressionar, remoção de material, perfuração, rebarbação, colocação de cola, corte.
Inspeção Inspecionar peças, placas entre outros produtos por meio de um sistema de raios-X, detector de ultrassom, dentre outros.
Detecção de fissuras, rachaduras, trincas, fadiga, verificação de junções, soldas e rebites.
Medicina Em cirurgias para corte, perfuração, mandrilagem do furo, instalação de implantes.
Doméstica Servir, carregar, aspirar, limpar, cortar grama.
Exploração Utilização em pesquisas exploratórias em ambientes desconhecidos ou inacessíveis aos seres humanos Ambientes Perigosos Atuação em ambientes ou realizando tarefas que
envolvem materiais que oferecem riscos à vida humana.
Acessibilidade Realização de tarefas que auxiliam pessoas com deficiência ou com alguma dificuldade de mobilidade. Serviços de Emergência Utilização em serviços de emergência durante
catástrofes naturais ou causadas pelos seres humanos. Agricultura Utilização em tarefas de inspeção de produtos, na
preparação da terra e plantio de sementes e na colheita.
Criação de Animais Robôs que realizem o que as fêmeas fariam com seus filhotes; e tarefas como inspecionar, alimentar e vigiar criações de animais.
Animatrônica Robôs que se parecem e se comportam como seres humanos e animais.
Entretenimento Robôs que interagem com seres humanos, danças e realizam atividades de entretenimento.
Fonte: Niku (2013).15
Convém notar que as áreas descortinadas na tabela 7 não contemplam todas as áreas de aplicação da robótica e também não esgotam as possibilidades de aplicação para o ensino
15 Organização: Stroeymeyte, T. S. L.
de Ciências. O objetivo do quadro é esboçar algumas possibilidades de relação com as Ciências da Natureza.