domingo, 4 de agosto de 2019

O Arduino na Educação


O mundo atravessa grandes transformações com impactos na forma como as pessoas vivem e trabalham. Estamos falando da digitalização na indústria, da inteligência artificial, da impressão 3D, da Internet das coisas, dos carros autônomos e da robótica em larga escala. Assim, cada vez mais a tecnologia se mostra como algo vital e torna os seres humanos dela dependentes.



Consequentemente, o ensino de disciplinas relacionadas a ciência, tecnologia, engenharia e matemática (STEM = Science, Technology, Engineering and Mathmatics) ganha enorme importância, e essa tendência pode ser facilmente comprovada observando o que está ocorrendo em diversos países, inclusive no Brasil.

Veja em:


Já a algum tempo as antigas classes de informática, em várias escolas de ensino médio, foram substituídas por aulas de robótica, com ênfase no ensino de alguma linguagem de programação. Sim, porque saber ligar os fios que conectam módulos e componentes eletrônicos através de um protoboard é apenas parte do desafio, sendo importantíssimo saber como fazer tudo isso funcionar através de um código específico, ou seja, por meio de um programa.

Se o mundo do futuro vai usar ainda mais a tecnologia, então os empregos do futuro demandarão mais profissionais com essa competência. Isso reforça a ideia que o ensino de ciência, tecnologia, engenharia e matemática é cada vez mais importante. Consequentemente, os que se destacarem nesses assuntos construirão e programarão as máquinas que automatizarão todos os outros trabalhos, e aqui devemos lembrar o básico: para escrever um programa usa-se uma linguagem de programação. 

Uma breve pesquisa na Internet mostra que existem muitas linguagens de programação como, por exemplo, o Java, o Ruby, o C++, o Python e o PHP, apenas para lembrar algumas das mais populares.  Nos empregos do futuro é bem provável que existam novas linguagens e que talvez ainda tenhamos algumas das linguagens de programação de hoje rodando a pleno vapor. Nós não sabemos, pois não temos bola de cristal. Mas podemos lembrar que muitos anos atrás o Fortran e o Cobol eram largamente utilizadas e hoje são apenas peças exóticas do nosso museu tecnológico. O fato é que a experiência humana mostra que o novo sempre vem. Como ninguém que vive nesse tempo presente pode aprender uma linguagem que só existirá no futuro, o jeito é aprender uma linguagem de programação existente e tirar proveito do valioso conhecimento que esse aprendizado trará do ponto de vista do raciocínio lógico. Quem aprende uma linguagem de programação poderá aprender outras linguagens.  Aprender a programar é um exercício que incentiva a criatividade e motiva o aluno a querer mais, a aprender mais! 

Mas qual seria a melhor primeira linguagem de programação para um aluno do ensino médio aprender? Para responder a essa pergunta vamos dar mais um passo considerando o uso de uma ferramenta educacional no ensino de robótica para alunos do ensino médio. É algo relevante – por instrumentalizar e facilitar – trabalhar com uma ferramenta educacional que permita aos alunos investigar seu interesse em cursos de ciência e tecnologia de uma maneira única. Eu considero que o Arduino é essa ferramenta. 

O Arduino é uma plataforma para desenvolvimento com inúmeras possibilidades que permite o uso da criatividade, na hora de aprender ou ensinar, desperta o interesse e a curiosidade! 

Na escola tradicional as matérias são ensinadas separadamente e de forma segmentada. Em outras palavras, os alunos têm aulas de matemática, física, química, biologia e assim por diante. Não é incomum que muitos, diante disso, tenham a percepção de que existe uma distância grande entre a teoria e a prática e que – no limite do exagêro - estão estudando coisas que “não servem para nada” e que não serão usadas no dia a  dia de seus trabalhos futuros. Por outro lado, quando uma ferramenta – como o microcontrolador Arduino - é utilizada, é imediatamente criada a oportunidade do aluno observar o modo como conceitos de diferentes matérias trabalham juntos, através de uma abordagem prática, na qual o aluno participa de atividades e desenvolve projetos.
 
O Arduino usa o C / C++, que são linguagens de programação de alto nível, com as quais é possível escrever um programa com comandos que podem ser compreendidos pelo estudante/programador. Entretanto, o Arduino é um microcontrolador que entende a chamada linguagem de máquina.  Usando a plataforma IDE (Integrated Development Environment ou ambiente de desenvolvimento integrado), um software totalmente gratuito que é baixado da Internet, o programa desenvolvido pelo estudante/programador – chamado de sketch - pode ser compilado, transformando a linguagem de alto nível em linguagem de máquina, e carregado no Arduino. Dessa forma, em pouco tempo, uma ideia pode ser transformada em algo real, palpável e que funcione na prática. É evidente que junto com o programa (software) deverão ser montados todos os componentes (hardware) – microcontrolador, módulos, componentes, etc - que estão representados nas instruções desse programa. Afinal de contas, uma coisa não funciona sem a outra, e vice-versa.  

Aprendizado de forma lúdica e ativa
Os alunos investigam situações problema e desenvolvem projetos com soluções
São incentivados a trabalhar em equipe e de forma colaborativa
Adquirem conhecimentos de programação de computadores
Relacionam conhecimentos de diferentes naturezas e áreas numa perspectiva interdisciplinar

O professor tem um importante papel nesse processo de formação do aluno, pois cabe a ele (ou a ela) apresentar aos alunos as várias tecnologias e conceitos que podem ser usados e assim promover a educação e o interesse nas áreas de ciência, tecnologia, engenharia e matemática. Esta abordagem integrada mostrará aos alunos como os vários campos e conhecimentos nessas áreas trabalham juntos para fornecer as soluções do mundo real. Bem, é isso aí. Até a próxima!