A construção de conhecimentos de algoritmos : uma estratégia de ensino-aprendizagem utilizando a plataforma de prototipagem eletrônica arduino

Abstract

Alguns dos maiores desafios no processo de ensino-aprendizagem nos cursos Técnicos de Informática estão relacionados com a disciplina Lógica de Programação. Esta disciplina geralmente é ministrada no início dos cursos e apresenta altos índices de reprovação devido ao seu nível de complexidade e de abstração na construção de algoritmos computacionais. Estudos revelam que a prática pedagógica tradicional no ensino de algoritmos torna-se um processo desmotivador para os alunos, e que a Robótica Educacional visa proporcionar um ambiente dinâmico, atrativo e motivacional para eles. Sendo assim, esta tese tem como objetivo investigar como as atividades de robótica educacional, a partir da plataforma de prototipagem eletrônica Arduino, por meio de um simulador de circuitos podem contribuir para o processo de ensino-aprendizagem de algoritmos. Um estudo de caso de abordagem quali-quantitativa foi realizado com os alunos do primeiro ano da disciplina Lógica de Programação do Curso Técnico em Informática do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Rondônia, Campus Cacoal. Este estudo teve como aporte a teoria Histórico-Cultural de Lev S. Vygotsky, considerando os seguintes pontos: elementos mediadores, Zona de Desenvolvimento Proximal e a interação social. Os resultados alcançados com esta pesquisa mostraram que a Robótica Educacional aliada ao Arduino, é uma ferramenta pedagógica eficiente para o processo de ensino-aprendizagem na disciplina Lógica de Programação, pois motivam e estimulam os alunos, tornando-os coparticipantes na reconstrução de seus conhecimentos sobre algoritmos e programação. Os resultados também apontam que as atividades utilizando a Robótica Educacional proporcionaram ao aluno: autonomia; colaboração; responsabilidade; criatividade; liderança; desenvolvimento do raciocínio lógico; trabalho em equipe; senso crítico e interação social. Estas afirmações estão sustentadas mediante os questionários aplicados aos alunos e análise das atividades práticas durante uma oficina on-line por meio de um laboratório virtual, com base na metodologia proposta e consolidadas nos resultados apurados.

Some of the biggest challenges in the teaching-learning process in Computer Technician courses are related to the Logic of Programming subject. This subject is usually taught at the beginning of the courses and has high failure rates due to its level of complexity and abstraction in the construction of computational algorithms. Studies reveal that the traditional pedagogical practice in teaching algorithms becomes a demotivating process for students and that Educational Robotics aims to provide a dynamic, exciting, and motivational environment for them. Therefore, this thesis aims to investigate how educational robotics activities, from the Arduino electronic prototyping platform, through a circuit simulator, can contribute to the process of teaching-learning algorithms. A case study with a qualitative-quantitative approach was carried out with first-year students of the Logic of Programming subject of the Technical Course in Informatics at the Federal Institute of Education, Science and Technology of Rondônia, Campus Cacoal. This study was based on the Historical-Cultural theory of Lev S. Vygotsky, considering the following points: mediating elements, Proximal Development Zone, and social interaction. The results achieved with this research showed that Educational Robotics allied to Arduino is an efficient pedagogical tool for the teaching-learning process in the discipline of Logic and Programming subject, becouse motivate and stimulate students, making them co-participants in the reconstruction of their knowledge about algorithms and programming. The results also indicate that the activities using Educational Robotics provided to students: autonomy; collaboration; responsibility; creativity; leadership; development of logical reasoning; team work; critical sense and social interaction. These statements are supported by questionnaires applied to students and analysis of practical activities during an online workshop through a virtual laboratory based on the proposed methodology and consolidated in the results obtained.