A programação de robôs no desenvolvimento da capacidade de resolução de problemas

Abstract

O presente estudo foi realizado no âmbito da Unidade Curricular Dissertação/Projeto, que integra o Mestrado em Tecnologias da Informação e Comunicação em Educação. Centrou-se na área da Matemática e teve como intuito perceber a influência da criação de ambientes de aprendizagem, norteados pelo princípio da sustentabilidade, que recorrem a metodologias ativas e aos princípios da Educação STEAM para envolver os alunos na programação de robôs para o desenvolvimento da capacidade de Resolução de Problemas. Para isso foram delineadas as seguintes questões orientadoras: (1) Como se caraterizam as estratégias de resolução de problemas utilizadas?; (2) Como se caracterizam as práticas de pensamento computacional utilizadas?; (3) Como se caracterizam as dificuldades que emergem na resolução dos problemas com robôs? e (4) Como se carateriza o envolvimento dos alunos? Atendendo ao problema e às questões de investigação foi delineada uma sequência didática que integrou quatro projetos e optou-se por uma metodologia de investigação qualitativa, com um design de estudo de caso. A recolha de dados realizou-se numa turma do 1.º ano de escolaridade através da observação participante, da análise de entrevistas, dos documentos elaborados pelos participantes, dos registos fotográficos e vídeos. A análise dos dados permitiu verificar que os ambientes de aprendizagem criados envolveram os alunos num contexto real e que se revelou significativo para as crianças. Tendo esta abordagem contribuído para que os alunos mantivessem a motivação e o empenho durante a realização das tarefas, mobilizando de forma integrada conhecimentos das diferentes áreas da Educação STEAM. Do mesmo modo, foi evidente a evolução dos alunos na utilização de uma diversidade de estratégias de resolução de problemas. Verificou-se ainda o desenvolvimento integrado de práticas de pensamento computacional, destacando-se a decomposição, a definição de algoritmos e o desenvolvimento de hábitos de depuração. As dificuldades identificadas relacionam-se com as primeiras experiências de programação de cada novo robô e também as que resultaram da falta de acesso à internet, provocando sentimentos de frustração nos alunos.

The present study was carried out in the scope of the Curricular Unit Dissertation/Project, which The focus of this study investigation is on the area of Mathematics and intended to understand the influence of the creation of learning environments, guided by the principle of sustainability, using active methodologies and the principles of STEAM Education, to involve students in the programming of robots for the development of Problem-Solving skills. To this purpose, the following guiding questions were outlined: (1) How to characterize the used problem-solving strategies?; (2) How to characterize the used computational thinking practices?; (3) How to characterize the difficulties which emerge when solving problems using robots? (4) How to characterize student involvement? Given the problem and the research questions, a didactic sequence integrating four projects was designed and a qualitative research methodology with a case study design was chosen. The data collection took place in a 1st grade class through participant observation, analysis of interviews, documents produced by the participants, photographic and video records. The data analysis allowed the verification that the learning environments created involved the students in a real and meaningful context. This approach contributed to the students' motivation and commitment during the tasks, mobilising knowledge from different areas of STEAM education in an integrated way. In the same way, it was evident the evolution of the students in the use of a diversity of problem-solving strategies. There was also the integrated development of computational thinking practices, especially decomposition, the definition of algorithms and the development of debugging habits. The difficulties identified were related to the first programming experiences of each new robot and those resulting from the lack of internet access, causing feelings of frustration in the students.