Relatório Final de Atividades Projeto: Alternativas de Baixo Custo para o uso da Robótica Educacional: Construção e Avaliação do Framework GoGo BoardBolsista: Ramiz Augusto de Oliveira Nascimento – 077018 Orientador: Marcos Augusto Francisco Borges Vigência: 01/08/2008 à 31/07/2008 Local: Limeira – SP

1.Introdução

A utilização do construtivismo no ensino proporciona o aumento do interesse dos alunos pelo assunto que está sendo tratado, uma vez que eles são responsáveis pela construção do seu próprio conhecimento. Em especial, quando os alunos têm a possibilidade de construir e usar dispositivos que possam ser usados em aplicações propostas e desenvolvidas por eles próprios, o construtivismo mostra-se bastante eficaz na promoção do aprendizado, ou seja, o aluno tem a oportunidade de usar o conhecimento aprendido aliado a sua curiosidade e criatividade.

Segundo Serafim (2006), “Construtivismo, que no contexto educacional, pode ser entendido como uma tendência epistemológica, ou teoria do conhecimento. Teoria que privilegia a noção de “construção” do conhecimento, efetuada mediante interações entre sujeito (aquele que conhece) e objeto (sua fonte de conhecimento), buscando superar as concepções que focalizam apenas o empirismo (condições ligadas apenas a percepções ou a estimulação ambiental) ou a pré-formação de estruturas (condições ligadas a aspectos inatos ou advindos da maturação). A teoria valoriza as noções de atividade do sujeito em suas relações com o meio de conhecimento, de conflito cognitivo, de compreensão de erros e defasagens como hipóteses ou momentos construtivos da aquisição de conhecimentos.”

Tendo em vista o conceito de construtivismo apresentado por Serafim, podemos concluir que o construtivismo suscita no aluno o espírito de pesquisa e é com base nessa característica que os dispositivos e as placas são eficazes para o desenvolvimento da robótica educacional.

Vários trabalhos inspirados na tradição do aprendizado construcionista demonstraram como os Programmable Bricks- um pequeno computador de propósito geral com sensores e motores – podem ser usados para enriquecer as atividades de aprendizado (Sipitakiat 2004). Uma das metas deste projeto de iniciação científica foi buscar avaliar o baixo custo de projetos desenvolvidos com as placas GoGo Board juntamente com a análise de outros conjuntos do tipo programmable bricks(CTPB).Através de dinâmicas com framework GoGo Board, buscou-se identificar sugestões de uso para o framework GoGo Board em um ambiente de estudo de nível de graduação. Mais que a avaliação do uso do framework GoGo Board avaliamos, se necessário, a construção de uma placa GoGo Board.

2.Materiais e Métodos

Como materiais foram utilizados, o framework GoGo Board e os CTPB disponibilizados através de parceria, pelo NIED (Núcleo de Informática Aplicada à Educação): Lego Mindstorm RCX, Lego Mindstorm NXT e o PNCA ALFA 2008. Assim pude compará-los com o conjunto de robótica da GoGo Board.

2.1Lego Mindstorm RCX/RoboLab 2.0

O CTPB Lego Mindstorm RCX utiliza um ambiente de programação bem versátil, O RoboLab (ver figura 1), que permite a programação de robôs e dispositivos robóticos criados com o RCX, após a programação podemos enviar os dados a através de de transmissões infravermelho (LEGO, 2009).No RoboLab pequenos blocos programados são utilizados para montar o corpo do programa do robô como se estivéssemos desenhando um circuito eletrônico. Na figura 2, um exemplo simples de programação no RoboLab.

2.2 Lego Mindstorm NXT / Software NXT

O ambiente de programação, NXT software, dos CTPB Lego Mindstorm NXT e Lego Mindstorm RCX também utiliza blocos pré-programáveis, que se interligam para montar o corpo do programa do robô. Sua transmissão de dados pode ser sem fio(bluetooth) ou uma conexão física via USB ou mesmo podemos programar o robô no diretamente no microcontrolador (LEGO, 2008). Veja na figura 3 o ambiente de programação do Lego Mindstorm NXT.

Figura 1: RoboLab

Figura 2: Ambiente de programação do RoboLab

2.3 PNCA ALFA 2008 / LEGAL

Este conjunto de robótica educacional apresenta peças de montagem muito robustas, além de apresentar um ambiente de programação (LEGAL) simples, que utiliza a linguagem de programação LEGAL (PNCA, 2008). Veja o ambiente de programação do ALFA na figura 4.

A Interface do ambiente de programação LEGAL é divida e em três blocos principais: o bloco de botões de comando; ele esta localizado a esquerda e com esse botões podemos inserir comandos no corpo do programa, bloco de implementação; esta localizado no centro é o local onde construiremos o corpo do programa e por fim o bloco de erros que é a faixa preta localizada logo abaixo do bloco de programação, é através dela que os erros de implementação são acusados.

2.4 Framework GoGo Board

O framework GoGo Board é uma coleção de projetos de hardware e ferramentas de software. A figura 5 apresenta uma ilustração de uma placa que segue esse framework. Além do projeto da placa, o framework oferece um conjunto de ferramentas de software, incluindo um ambiente para transferência de programa para a placa e outro para controle e teste dos dispositivos da placa diretamente do computador. Tendo sido desenvolvido pelo mesmo grupo que propôs o construcionismo (liderado por Seymour Papert e David Cavallo, do Media Laboratory, do MIT). O Logo é a linguagem de

Figura 3: Ambiente de programação NXT

Figura 4: Ambiente de programação LEGAL

programação utilizada para programar os robôs e outros dispositivos robóticos (MIT, 2008).

O framework GoGo Board é um projeto aberto, ou seja, tanto o software quanto o hardware estão disponíveis na internet para consulta. Ela é composta de componentes simples que são facilmente encontrados em lojas de eletrônica e a sua principal diferença dos outros conjuntos educacionais de robótica é o baixo custo e o incentivo a utilização de sucatas para construção de robôs (MIT, 2008).

Através de placas previamente construídas no LIAG (Laboratório de Informática, Aprendizado e Gestão, da Faculdade de Tecnologia da Unicamp), a avaliação foi feita com testes de componentes da placa, montagem de sensores, testes de programação na linguagem LOGO e montagem de pequenos projetos pelos alunos. Nestes projetos desenvolvidos com os alunos, pude dar suporte acompanhando o desenvolvimento. Na figura 6, a imagem de software utilizado em todos os projetos para programar a GoGo Board em linguagem LOGO.

3.Resumo Geral dos objetivos

Os objetivos deste projeto podem ser enumerados conforme abaixo:1. Estudo e avaliação de placas seguindo o framework GoGo Board;2. Estudo e avaliação de outros Programmable Bricks para robótica;

Figura 5: Placa GoGo Board 3.0

Figura 6: GoGo Monitor 3.2.2

3. Propor uma forma de uso de em aprendizado colaborativo e construtivista de placas GoGo Board e outros Programmable Bricks ;

4. Analisar e comparar os diferenciais e o potencial de adequação das placas GoGo Board e dos outros Programmable Bricks para uso em aprendizagem colaborativa.

As metas a serem atingidas :a) Avaliação de placas GoGo Board (previamente construídas em projeto de

iniciação científica do mesmo orientador), incluindo testes de funcionamento, desenvolvimento de programas, sensores/motores com sucata e construção de placas;

b) Estudo de outros Programmable Bricks.c) Definição da condução das dinâmicas;d) Condução das dinâmicas;e) Consolidação das sugestões de uso para as placas e outros Programmable

Bricks.

Tabela 1. Cronograma

3.1 Resultados

Os objetivos foram alcançados acompanhando e apoiando atividades conduzidas em sala na disciplina de Tópicos Avançados em Arquitetura de computadores, que foi ministrada pelo professor Marcos Augusto Francisco Borges, da Faculdade de Tecnologia(FT), como “carro coletor” e a fonte externa de energia para placa, que servem como estudo e avaliação do framework GoGo Board. A seção 3.1.2 demonstra as características de cada conjunto de robótica educacional avaliado no NIED, e a 3.1.3 descreve como através das dinâmicas realizadas na FT observamos o aprendizado colaborativo e construtivista com apoio do framework GoGo Board. Na seção 3.1.4 descrevemos o andamento do objetivo 4 “analisar e comparar os diferenciais e o potencial de adequação das placas GoGo Board e dos outros Programmable Bricks para uso em aprendizado colaborativa”

3.1.1 Estudo e avaliação de placas seguindo o Framework GoGo Board

Com as placas previamente construídas, a avaliação foi feita com a montagem de pequenos projetos por alunos da FT. Nestes projetos desenvolvidos com os alunos, pude dar suporte acompanhando o desenvolvimento. Um dos projetos que pude dar suporte foi um jogo de memória, que consiste na memorização de uma sequência de luzes, sendo que a cada jogada é adicionada uma nova cor à sequência. De modo simplificado, o projeto possui quatro lâmpadas, sendo duas para a visualização da sequência e outras duas para informar se houve erro ou acerto de memorização. Na figura 7, a imagem do projeto genius.

To principal ; Onde tudo começamake "contador 0 ; cria var contador e seta como zeroresetdp ; volta o ponteiro para a primeira posição da memoriasetpower 3forever ; Aqui tudo começa 2[ make "contador :contador + 1 record (((random + 1) % 2) + 1) resetdp repeat :contador ; mostra a sequência de luzes [ make "luz recall ; cria var luz e seta como valor da memoria apontado if :luz = 1 [a, on wait 20 a,off ] if :luz = 2 [b, on wait 20 b,off] wait 10 ] pega as entradas, se errar a placa desliga ifelse entradas = 0 [stop][abcd, on wait 20 abcd, off wait 10] ;]end fim do corpo principal do

To entradasresetdp ; volta ponteiro para primeira posiçãorepeat :contador ; testa toda a sequência[ make "luz recall ; seta o valor de luz para o valor da memoria espera o usuário teclar waituntil[sensor1 < 500 or sensor2 < 500 ] ; if sensor1 < 500 [ a, on wait 20 a, off if not (:luz = 1) [output 0] ] if sensor2 < 500 [ b, on wait 20 b, off if not (:luz = 2) [output 0] ]

wait 10]output 1end fim do programa

Texto 1: Trecho de código 1

O programa em linguagem Logo ( texto 1) funciona de forma simplificada: duas lâmpadas são usadas para mostra a sequência, e as quatro piscam quando o jogador acerta a sequência. Caso contrário o programa termina.

Outro projeto que pude acompanhar foi a montagem de uma fonte externa de energia para a GoGo Board. Através de um relê podemos acionar esta fonte externa apenas com um sinal enviado da GoGo Board. Veja o esquema de circuitos na figura 8.

Figura 7: Projeto Genius

Figura 8: Desenho esquemático de relê

Seguindo a figura 8, o sinal de comando que vem da GoGo Board (5Volts) chega à base do transistor (TIP122) através de um resistor de 10 Kilo ohms ¼ Watts . Esse transistor tem seu emissor aterrado (o mesmo terra da GoGo Board) e seu coletor é ligado ao pino 3 do relê (uma ponta da bobina de acionamento) e também ao ânodo do diodo D1 (que pode ser o 1N4007 ou 1N4004). Esse diodo tem função protetora, evita transientes de chaveamento da bobina que poderia gerar correntes excessivas no transistor e danificá-lo. Tanto o cátodo do diodo e o pino 1 (outra ponta da bobina do relê) são alimentado pela tensão VCC (entre 8 Volts e 15 Volts nominal até 28Volts).

O relê, a ser usado como chave aberta que se fechará ao comando da GoGo Board, tem também o contato normal fechado, que não será usado em nosso caso. A lâmpada utilizada 127 Volts / 60 Watts tem um contato ligado à tomada da rede elétrica e o outro ligado ao pino 2 do relê (pino de contato comum).

O pino 4 do relê (normal aberto) vai ligado ao outro contato da rede elétrica, fechando assim o circuito de alimentação da lâmpada. A corrente nesse caso é dada por I=P/V I = 60 Watts /127 Volts I = 0,472A(ampere), que é baixa, pois o relê usado nominalmente agüenta 7A em 220 Volts e 15A em 127 Volts. O próprio transistor poderia comandar essa carga, porém é mais prudente utilizar relês ou apto acopladores e garantir que uma eventual falha não chegue a atingir a GoGo Board.

Mesmo assim, pode-se usar a criatividade para alimentar quaisquer outros equipamentos cujas potências estejam dentro dos parâmetros mencionados.

Além de dar suporte ao desenvolvimento dos projetos, também tive a oportunidade de desenvolver um projeto, o “carro coletor”. O projeto consiste em reconhecer o local de parada para coletar o objeto. Quando o carro coletor reconhece o local de parada, o objeto é empurrado por uma pá para dentro de uma caçamba e então ela é levantada através do tracionamento de um motor acoplado na base do carro coletor. Veja a imagem do carro coletor na figura 9.

3.1.2 Estudo e avaliação de outros Programmable Bricks para robótica

Nesta seção apresentarei os resultados das avaliações dos conjuntos educacionais de robótica com relação a GoGo Board. Além do framework GoGo Board diversos conjuntos de robótica educacional foram disponibilizados para este projeto, avaliados e

Figura 9: Carro Coletor

comparados: PNCA ALFA 2008, Lego Mindstorm RCX e Lego Mindstorm NXT. O primeiro dos CTPB a ser avaliado foi o ALFA da PNCA, logo depois o Lego Mindstorm RXT seguido pelo Lego Mindstorm NXT.

Após a avaliação de cada conjunto, constatei que apesar dos CTPBs apresentarem ótimos ambientes de programação e peças de montagem muito intuitivas a GoGo Board demonstrou ser mais acessível e vantajosa em aspectos como:

-o preço: a montagem de uma placa GoGo Board está bem abaixo dos outros conjuntos de robótica avaliados.

-acessibilidade: as peças de montagem da placa podem ser encontradas facilmente em lojas de componentes eletrônicos. E o software de programação pode ser obtido direto do site oficial da GoGo Board (www.gogoboard.org) gratuitamente.

Contudo, a GoGo Board não possui a robustez dos conjuntos de robótica educacional avaliados , visto que ao manusear a placa podemos facilmente danificar seus componentes. Esta fragilidade foi comprovada durante o desenvolvimento dos projetos já citados na seção 3.1.1 (Estudo e avaliação de outros Programmable Bricks para robótica). Diferente da GoGo Board, os módulos de controle dos conjuntos educacionais possuem revestimento de proteção o que evita o contato direto com componentes eletrônicos da placa do módulo de controle não permitindo assim o desgaste das trilhas e eventual danificação componentes eletrônicos. Além disso, por se utilizarem de peças especificamente elaboradas para uso com esses conjuntos, e não sucata para construção de dispositivos robóticos, os conjuntos possuem mais rigidez no encaixe das peças, como por exemplo as peças do CTPB ALFA da PNCA que são peças metálicas (Ver figura 10). Esta rigidez diminuí a flexibilidade de uso, por um lado, mas evita problemas no uso da placa, por outro, como conexões mal feitas ou curto-circuitos.

3.1.3 Aprendizado colaborativo e construtivista de placas GoGo Board

Neste seção apresentarei uma descrição sobre as dinâmicas de Robótica, com o framework GoGo Board, ministradas no LIAG (Laboratório de Informática Aprendizado e Gestão) da FT, com a participação de alunos de graduação em Tecnologia em Informática e Alunos do Ensino Médio.

Através das dinâmicas de Robótica pude identificar indícios claros da efetividade do construcionismo associado ao uso de robótica. Com o desafio proposto na dinâmica aliado a curiosidade e criatividade, os alunos conseguiram desenvolver a própria lógica de programação e interagir com o framework GoGo Board mesmo apresentando graus diferentes de dificuldade.

A avaliação heurística de Nielsen é uma técnica de usabilidade diferente das técnicas de usabilidade convencionais onde grupos de pessoas se reúnem para descobrir

Figura 10: Robô construído com CTPB da PNCA

eventuais problemas em projetos ou mesmo em sistemas, pois ela não exige uma gama de recursos que normalmente são usados em testes de usabilidade. Ela é uma técnica simples com métodos aproximados e menos exatos.

Contudo as iterações ainda estão presentes para se chegar a um sistema ou projeto estável. Esta técnica pode ser usada como uma livre exploração de um sistema ou projeto com uma coleção de questões que foram previamente selecionadas com importante para avaliar o sistema em questão (Muller, Matherson, Page end Gallup,1998).

A avaliação heurística demonstrou ser uma ferramenta muito eficaz no ambiente de aprendizado de robótica educacional. Através dela avaliei os alunos e o framework GoGo Board.

Para a condução das dinâmicas um material de apoio foi montado para os alunos iniciantes em robótica educacional. Este material é constituído de um tutorial com comandos em linguagem logo e exemplos de programação (ver figura 10 ) e um slide com informações sobre a origem do framework GoGo Board. Um carrinho que reconhece uma faixa preta no chão através de sensores de luz (figura 12) foi implementado para a execução do desafio durante adinâmica.

As dinâmicas foram conduzidas no LIAG (Laboratório de Informática, Aprendizado e Gestão) com no máximo 1 hora e 30 minutos de duração cada, com grupos com experiência em programação diversas interagindo com o framework GoGo Board em busca de um objetivo previamente definido. As dinâmicas foram filmadas e fotografadas com a devida autorização prévia dos participantes.

No início da dinâmica houve uma breve apresentação da GoGo Board, informando sobre o local onde a placa foi desenvolvia, descrevendo seus componentes logo depois uma breve explicação sobre conceitos de física, que auxiliariam a entender o funcionamento do robô.

E antes de iniciar o desafio da dinâmica apresentei-lhes a linguagem logo com o apoio de um tutorial contendo exemplos de programas da linguagem logo juntamente com o software GoGo Monitor ilustrado na figura 1, onde os participantes programavam o robô.

Figura 11: Tutorial Logo

O grupo de alunos dispostos a participar da dinâmica eram na sua maioria alunos da FT cursando Tecnologia em Informática e outros de escola de Ensino Médio, sendo 5 alunos do 1ª semestre, 3 alunos do 3ª semestre, 2 alunos do 5ª semestre e 1 do 6ª semestre em Tecnologia em informática.

Para dividir os alunos em grupos defini a seguinte classificação: alunos com boa experiência em programação básica; alunos do 5ª e do 6ª semestre, alunos com experiência razoável ou mediana em programação básica; alunos do 1ª e do 3ª semestre e alunos com nenhuma experiência em programação básica que correspondem aos aluno do Ensino Médio.

Durante três dias os grupos se revesaram em dinâmicas de 1 hora e 30 minutos de duração. No decorrer das dinâmicas avaliei o comportamento dos participantes segundo a Avaliação Heurística Participativa bem como suas dificuldades ou facilidades, o nível de interesse sobre o assunto principal exposto na dinâmica, as motivações e as reclamações com relação ao Framework GoGo Board.

No final da dinâmica eles preencheram uma avaliação, na qual expunham suas

Figura 12: Carrinho que reconhece faixa no chão

Figura 13: Aluna programando no GoGo Monitor

dificuldades com relação a linguagem Logo , a placa GoGo Board, o GoGo Monitor e onde também demonstrariam suas disposições para cursar uma disciplina relacionada a Robótica Educacional ou mesmo um projeto de Iniciação Científica.

Através destas dinâmicas pude avaliar o framework GoGo Board aplicando os conceitos de aprendizado colaborativo e construtivista com apoio da avaliação heurística participativa.

As dinâmicas foram realizadas com a participação de 14 alunos no total. A GoGo Board apesar da fragilidade de sua estrutura demonstrou ser capaz de ser introduzida em disciplinas de cursos de graduação ou ensino médio para aprendizado com relação a robótica educacional.

Os alunos com boa experiência em programação participaram da primeira dinâmica, que tinha por objetivo validar o processo. Após verificar os pontos negativos da dinâmica, conclui que a dinâmica não deveria possuir um nível de complexidade elevado, para não desmotivar os alunos.

Assim melhorados alguns pontos, obtive bons resultados nas dinâmicas com alunos com pouca experiência e alunos sem experiência . Na tabela 2 (Resultados das avaliações das dinâmicas) podemos verificar os resultados das avaliações entregues aos alunos.

Tabela 2 . Resultados das avaliações das dinâmicas

Os alunos com boa experiencia aparentaram pouco interesse com relação a robótica educacional e desistiram do desafio devido ao nível de complexidade da dinâmica. Assim as dinâmicas foram adaptadas para cada grupo de alunos.

Os alunos com nenhuma experiencia em programação sentiram-se motivados apesar das dificuldades em entender os conceitos básicos de programação assim como os alunos com experiência mediana.

Portanto, foram realizadas diferentes tipos de dinâmicas para cada grupo de alunos com diferentes níveis de programação, ou seja, para alunos com boa experiência um desafio com nível elevado sem introduzir conceitos de física e de lógica de programação, para alunos com experiência mediana um desafio de nível baixo mas com uma introdução de lógica de programação e para alunos sem experiência em programação um desafio com nível baixo com uma introdução sobre logica de programação e conceitos de física elétrica.

Dinâmica Alunossem experiência experiência mediana boa experiência

resposta /pergunta sim não sim não sim nãoclareza de funcionamento Framew ork 2 0 8 1 0 3interface GoGo Monitor agradável 2 0 8 1 0 3a interface GoGo monitor ajuda realização da tarefa 2 0 6 3 0 3possui conhecimento em robótica 0 2 1 8 2 1dif iculdades com a GoGo Board 1 1 2 7 0 3disposto a participar de projetos de robótica 1 1 9 0 1 2

3.1.4 Analise e comparação dos diferenciais e o potencial de adequação das placas GoGo Board e dos outros Programmable Bricks para uso em aprendizagem colaborativa e construtivista.

Este objetivo foi iniciado, em antecedência ao previsto pelo cronograma. Foi realizado em parceria com o NIED que disponibilizou os conjuntos de robótica educacional. Construindo robôs com os diferentes Programmable Bricks, pude averiguar as dificuldades que cada conjunto de robótica apresenta no momento de desenvolver um robô.

Interagir com os diversos Programmable e com framework GoGo Board, passando por todas as etapas do aprendizado construtivista e colaborativa. Fez-se, desde a construção da placa GoGo Board, com a construção do robô com materiais sucateados até a implementação da programação do robô, uma base de informações suficientes para a análise e comparações dos diferenciais e o potencial de adequação das placas. Essas informações foram complementadas com as dinâmicas realizadas na FT. Com a realização das dinâmicas pude observar com maior clareza o potencial do framework GoGo Board com relação a outros Programmable Bricks e alguns pontos de desvantagem com relação aos outros Programmable Bricks.

Com a reunião dessas informações pude averiguar que a GoGo Board, bem como os outros Programmable Bricks, de certa maneira, obrigam o aluno a construir seu conhecimento base através de pesquisas, testes da implementação de programas para os robôs e as observações de cada novo teste. Ao envolver conceitos de física na construção de robôs os alunos tem contato direto com os conceitos e aprendem com seus erros, construindo assim o conhecimento. A construção do conhecimento através da robótica educacional com a GoGo Board demonstrou ser mais eficaz, quando feita com o acompanhamento de um orientador no processo de montagem do robô, pois muitos dos erros que aparecem durante o processo de implementação de algum projeto com a GoGo Board apenas são visualizados por pessoas com experiência. Com as dinâmicas realizadas na FT verifiquei que se alguns erros de projeto não forem acompanhados por orientadores, por vezes podem desestimular o aluno a prosseguir na construção do projeto com a GoGo Board.

Em geral com outros Programmable Bricks em que os projetos não necessariamente exigem conceitos de física para iniciar uma implementação, o acompanhamento colaborativo não é vital. O CTPB Lego Mindstorm NXT, por exemplo, que acompanha peças como motores e sensores, propõe exemplos de montagem de robôs que facilitam a implementação de projetos e faz com que conceitos de física elétrica não precisem ser abordados tão profundamente. Nas tabelas 3, 4 e 5 (comparação entre CTPBs) resumo uma comparação com base em aprendizado colaboracionista construtivista.

Tabela 3: comparação entre CTPBs Framework GoGo Board e Alfa PNCA

GoGo Board ALFA da PNCANível de conceitos básicos para implementação de projetos

Alto médio

Necessidade de pesquisas para implementação de projetos

sim sim

Necessidade de sim não

acompanhamento de orientador para implementação de projetos Dificuldade na programação de robôs com base no software, na linguagem(orientada ou não, por blocos programados ou não )

média média

Tabela 4 : comparação entre CTPBs Framework GoGo Board e NXT Mindstorm

GoGo Board NXT MindstormNível de conceitos básicos para implementação de projetos

Alto baixo

Necessidade de pesquisas para implementação de projetos

sim não

Necessidade de acompanhamento de orientador para implementação de projetos

sim não

Dificuldade na programação de robôs com base no software, na linguagem(orientada ou não, por blocos programados ou não )

média baixa

Tabela 5 : comparação entre CTPBs, Framework GoGo Board e RCX Mindstorm

GoGo Board RCX MindstormNível de conceitos básicos para implementação de projetos

Alto médio

Necessidade de pesquisas para implementação de projetos

sim sim

Necessidade de acompanhamento de orientador para implementação de projetos

sim não

Dificuldade na programação de robôs com base no

média média

software, na linguagem(orientada ou não, por blocos programados ou não )

Como podem verificar nas tabelas 2, 3 e 4 também comparo o nível de dificuldade que o aluno deverá encontrar ao programar seus robôs nos seguintes CTPBs. Com base nestas tabelas, indico que a programação por blocos programáveis, no caso os CTPBs Lego NXT e RXT Mindstorms apresentam maior facilidade de programação e detecção de erros que na lógica programacional, enquanto que em uma linguagem de programação como a LOGO do GoGo Monitor e a LEGAL da PNCA que não são por blocos programacionais, e apesar de serem linguagens em Português não facilitam para um iniciante em robótica a detectar erros de lógica programação tanto quanto em um linguagem por blocos de programação.

4.Programa de Iniciação Científica Junior

Nesta seção descrevo o trabalho de orientação dos alunos de Iniciação científica Junior.

Este trabalho consiste em introduzir alunos de nível de Ensino Médio no amplo mundo da pesquisa acadêmica. Os aluno aprendem todo o processo que envolve a elaboração de um projeto na área de robótica , passando pela pesquisa como construção do conhecimento base (conceito de física, matemática entre outras disciplinas), planejamento para determinar as diretrizes a serem seguidas por etapas (averiguação de custo de materiais, datas de entregas etapas de construção e programação ) e por fim testes para identificação e compreensão dos erros cometidos durante todo o processo envolvido e por implementação de relatórios e artigos.

Neste programa de iniciação cientifica júnior, introduzi os alunos na robótica educacional e utilizando o framework GoGo Board ensinei conceitos de física elétrica, que são ministradas em ambientes de aprendizado de nível de ensino médio, alguns conceitos sobre lógica de programação com apóio do software GoGo Monitor, também apresentei componentes eletrônicos.

Após esta preparação, para formar a base de conhecimento necessária para o processo de construção de robôs, disponibilizei robôs ilustrados nas figuras 9 e 12 para que pudessem desenvolver novos programas na linguagem Logo e aprendessem a programar através de testes com os robôs e verificação de erros de lógica programacional.

As próximas etapas desta iniciação cientifica júnior será desenvolver robôs ou ambientes robóticos utilizando sucatas. 5.Conclusão

Com os doze meses disponibilizado para este projeto, cumpriu-se com o esperado. No LIAG, pude pessoalmente desenvolver um robô e orientar alunos com outros projetos usando o framework GoGo Board. No NIED tive contato com outros Programmable Bricks , para que pudesse descobrir as vantagens de desvantagens entre eles e com relação ao framework GoGo Board. Através das dinâmicas verifiquei como seria a aceitação da GoGo Board em um ambiente de aprendizado colaboracionista e construtivista. Com a reunião de todas as informações obtidas analisei com base na aprendizagem construtivista e colaborativa o potencial da GoGo Board.

Portanto, depois de realizar estes experimentos em ambientes reais de aprendizado, concluo que o framework GoGo Board poderá ser introduzido em ambientes

tanto de graduação quanto de ensino médio. Sugere-se, apenas, algumas melhorias no hardware, voltadas para sua durabilidade e resistência; e no software, com relação a melhorias na interface e tratamentos de erros da programação. Uma adequação do framework GoGo Board para aceitar linguagens de programação mais comumente usadas, ou programação por blocos, poderia atingir alunos de nível de graduação que não se mostraram motivados a seguir algum projeto com o framework GoGo Board, devido ao nível de complexidade da dinâmica. Isto foi percebido nos resultados apresentados na tabela 2 (Resultados das avaliações das dinâmicas) da sub-seção 3.1.3 e dos resultados das tabelas 3, 4 e 5 da sub-seção 3.1.4 , pois todo o processo que envolve a engenharia de ambientes robóticos ou mesmo a construção de robôs com a GoGo Board adequasse muito bem em ambiente de aprendizado colaborativo e construtivista que visam o baixo custo.

6.Bibliografia

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LEGO, Lego Mindstorms NXT. Disponível em <http://mindstorms.lego.com> .Acessado em: dezembro de 2008.

MIT, Media Laboratory, Future of Learning Group. GoGo Board. Disponível em<http://www.gogoboard.org> . Acessado em: agosto. 2008.

PNCA(2008) programacaoavançada.pdf Disponível em:<http://www.pnca.com.br/images/stories/programacaoavancada.pdf> Acessado em: novembro. 2008.

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Serafim, M. A. S. O DIREITO DE SE ALFABETIZAR NA ESCOLA. 2006. Trabalho de conclusão de curso (graduação) - Faculdade de Educação, Universidade Estadual de Campinas, Disponível em : <http://libdigi.unicamp.br/document/?down=20792 >Acessado em: dezembro.2008.

Sipitakiat, A. R. Getting Started Guide with Program Examples, version – 10 de maio 2006: Ed: Carla Gomez Monroy, Disponível em <http://www.gogoboard.org/cocoon/gogosite/availableboards/gogo30/main.xsplang=en> Acessado em: 2008.

Muller, Matherson, Page end Gallup, Methods & tools: participatory heuristic evaluation, p13-muller.pdf, página 13 – 18 disponível em <http://portal.acm.org/citation.cfm?doid=285213.285219 > Acessado em abril de 2009

Morelato, Leandro de Almeida- Alternativas de Baixo Custo para uso da Robótica Educacional: Construção e Avaliação do Framework GoGo Board. Relatório –Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica 2007-2008 -Universidade Estadual de Campinas -Faculdade de Tecnologia.