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Bolema: Boletim de Educação Matemática

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Sumário

ARTIGOS • Bolema 36 (72) • Jan-Apr 2022 • https://doi.org/10.1590/1980-4415v36n72a10 copiar

Contexto Formativo de Invenção Robótico-Matemática: Pensamento Computacional e Matemática Crítica

Formative Context of Robotic-Mathematical Invention: Computational Thinking and Critical Mathematics

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

Neste artigo buscamos identificar e compreender as características do contexto formativo em Matemática de estudantes quando produzem jogos digitais e dispositivos robóticos destinados ao tratamento de sintomas da doença de Parkinson. Norteados pelas ideias da metodologia qualitativa de pesquisa, interagimos com alunos do Ensino Médio visando a construção de um jogo eletrônico com dispositivo robótico, chamado Paraquedas, destinado a sessões de fisioterapia de pacientes com Parkinson. Os alunos foram estimulados a propor e desenvolver ideias em ambientes voltados à experimentação e invenções eletrônicas para beneficiar pessoas em sociedade. Os dados foram analisados à luz dos pressupostos teóricos do Pensamento Computacional e da Matemática Crítica e consistem de discussão-análises do desenvolvimento científico-tecnológico, colaborativo-argumentativo e inventivo-criativo de tecnologias, indo além dos muros da sala de aula de Matemática. Como resultado, identificamos as seguintes características do contexto formativo em Matemática: independência formativa; imprevisibilidade de respostas; aprendizagem centrada na compreensão-investigação-invenção; e conexão entre áreas de conhecimento. Compreendemos que tais características se originam e mutuamente se desenvolvem dinâmico e idiossincraticamente nas concepções de planejamento, diálogo e protagonismo dos sujeitos, os quais fomentam a exploração de problemas aberto e inéditos de Matemática em-uso e descentralizam a formalização excessiva do rigor de objetos matemáticos como ponto nevrálgico à formação em Matemática.

Matemática Crítica; Jogos Digitais; Robótica; Formação Matemática

Leiaute e algoritmos	Matemática e Programação
	O palco [frame] é baseado no plano cartesiano de dimensões $(x, y) : - 240 \leq x \leq 240$ e $180 \leq y \leq 180$ . São apresentadas variáveis: tempo, moedas e pontos. As nuvens carregam ideias de deslocamento, velocidade e taxas de variação. A moeda corta o palco em trajetórias (ondas) cossenoidais $S (x) = a + b \cdot \cos (c \cdot x + d)$ . Os jatos desenham o trajeto exponencial e são impressos pela função $J (x) = α \cdot e^{k \cdot x} + b$ . As ações do avião, paraquedista e navio baseiam-se em sistemas lineares e de transformações geométricas , entre os quais se destacam: rotação, escala, reflexão e translação. Os algoritmos do paraquedista se conectam ao dispositivo robótico.
	O programa ao lado é parte do movimento da moeda no jogo paraquedas, iniciado por um controle que faz o personagem surgir e desaparecer em um sistema constante e aleatório. Usa o sistema de coordenadas (x,y), integrado aos comandos de repetição [repita até; sempre] e condicionais [Se... então]. Utiliza-se números aleatórios [ random selection 5 < t < 10, sendo t tempo dado em s . Também usa conceitos algébricos e geométricos tendo como parâmetro a função cossenoidal $[M (x) = a + b \cdot \cos (c \cdot x + d)$ , referindo-se ao movimento das moedas em ondas cossenoidais, tendo o deslocamento parametrizado em (a,b,c,d). Articula ideias matemáticas com programação e robótica, baseadas na lógica e operacionalidade. O grupo de alunos faz também o uso de s istema de paralelismo de modo a sincronizar múltiplos blocos de programação. Neste recorte, visualizamos o bloco sobre cossenoides em variáveis Z , [𝑎 = 𝑑 = 0;𝑏 = 50 𝑒 𝑐 = 2, o qual se parametriza pela função $M [M (x) = (50 \cos (2 \cdot x))]$
	Implementando parte de um dos algoritmos do Paraquedista, o programa ao lado foi projetado para ser conectado ao dispositivo robótico guarda-chuva, composto por placas BBC micro-bit, Arduino e Makey-Makey, e condutores elétricos, como fita de cobre e papel de alumínio, alimentados por baterias. O programa inicia-se a partir de um clone gerado, obtido por um subprograma recursivo, ou seja, que chama a si mesmo, até a sua resolução. O paraquedista tem início na coordenada (x = 0, y = 100), mantendo-se x estático enquanto a ordenada y varia até - 200 quando o programa é encerrado. Faz uso do operador lógico not , que inverte a condição verdade. Neste caso, por exemplo, quando o paciente mover o paraquedas-robótico à direita (o sensor da placa BBC: micro-bit conectado nele) receberá “não vire à esquerda”. Com efeito, o paraquedista [no jogo] inclinará à direita também. Se receber “não vire à direita”, o personagem se inclinará à esquerda. Faz uso do comando de repetição repeat until , que executa até a condição testada se torne verdadeira.
[Por trás do dispositivo robótico: servomotores, acessórios e placas utilizadas nos paraquedas-robóticos ]

UNESP - Universidade Estadual Paulista, Pró-Reitoria de Pesquisa, Programa de Pós-Graduação em Educação Matemática Avenida 24-A, 1515, Caixa Postal 178, 13506-900 Rio Claro - SP Brasil - Rio Claro - SP - Brazil
E-mail: bolema.contato@gmail.com

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