Propuesta comunitaria con rob??tica educativa : valoraci??n y resultados de aprendizaje

Monogr??fico con el t??tulo: 'Rob??tica educativa'. Resumen basado en el de la publicaci??n

Os robots nas aulas de informática: plataformas e problemas

Desde há alguns anos que vêm sendo desenvolvidas, em vários sítios do mundo, experiências com a utilização de Robots como uma ferramenta educativa, com especial incidência ao nível do Ensino Superior e em alguns casos no Ensino Básico ou Secundário. Neste trabalho de investigação pretende-se fazer uma análise crítica sobre o uso dos robots no ensino da programação nas disciplinas de Informática do Ensino Secundário e disciplina de Inteligência Artificial da Licenciatura do Curso de Engenharia Informática. Com o objectivo de usar o robot como mediador entre o aluno e o ensino da programação, identificamos os conteúdos programáticos das diversas disciplinas do Ensino Secundário e fizemos o levantamento de ferramentas e soluções tecnológicas existentes que pudessem ser aplicadas nas aulas. Como contributo desta investigação pretende-se: (i)disponibilizar uma série de problemas adequados aos vários conteúdos programáticos, para serem utilizados nas salas de aulas; (ii) criar e optimizar ferramentas, mais concretamente plataformas de programação, para os alunos resolverem os problemas através dos robots.

Construindo conhecimento: utilização de robots na aprendizagem de funções

A Escola e o Ensino, através da evolução dos diferentes sistemas que os caracterizaram ao longo dos tempos, tiveram e têm por objectivo não só a transmissão de conhecimentos mas também a preparação dos cidadãos mais jovens para a sua integração na vida social da sua comunidade. A escola atravessa momentos difíceis e os papéis dos intervenientes são questionados diariamente. Tal tem dado origem a alterações e a mudanças na concepção organizacional, de estratégia e de objectivos da escola e do próprio ensino. A profissão docente deixou de ser uma mera transmissão de saber, exigindo-se muito mais ao professor. O seu papel inclui já novas questões, tais como, como ensinar?, como fazer aprender? e como motivar os outros para que queiram aprender? A evolução tecnológica e a sua integração no ensino têm sido das principais fontes para a alteração operada sobre a escola e o seu objectivo. O desenvolvimento das tecnologias de informação e de comunicação (TIC) têm vindo a proporcionar novas formas de comunicar e de transmitir informação. A habilitação profissional para a docência no ensino básico e secundário implica a Prática de Ensino Supervisionado. Para além das planificações e da implementação das metodologias adoptadas visando o processo de ensino-aprendizagem da Matemática ao nível do 10º ano de escolaridade, desenvolvemos um projecto de cariz qualitativo cujo objectivo seria a análise da aplicabilidade da robótica, na sala de aula, enquanto elemento mediador e potenciador do processo de aprendizagem no tema das funções. A revisão bibliográfica demonstra que a robótica tem merecido elogios enquanto factor motivador e elemento que faculta uma conexão entre diversas representações, nomeadamente, os conceitos teóricos e a praticabilidade. O desenvolvimento de diversas actividades com duas turmas do 10º ano de escolaridade, utilizando robots LEGO Minstorms, revelou que a robótica não só é um elemento mediador do processo ensino-aprendizagem mas também, e sobretudo, é um catalisador da motivação, cooperação e envolvência dos alunos, levando-os, numa perspectiva construcionista, a construir conhecimento e a concretizar o simbolismo abstracto presente na Matemática.

Design e gestão de sistemas, robótica, redes e médias interativos

Este relatório pretende ilustrar a experiência profissional obtida, principalmente após a conclusão, em 1998, da Licenciatura em Engenharia de Sistemas e Computadores na Universidade da Madeira. Esta experiência circunscreve-se à proficiência nas áreas de redes de comunicação de dados, automação e robótica e desenvolvimento de média interativos (tanto na vertente de CD-ROMs como orientado à Internet). Embora também disponha de experiência no ensino destas áreas citadas, foram privilegiados os projetos com uma relevância mais técnica atendendo à natureza deste mestrado. Sendo assim, são apresentadas nestas quatro áreas primeiro uma descrição dos projetos realizados no âmbito do percurso profissional, para depois descrever uma implementação (relativa a cada área) utilizando uma metodologia científica que fora alvo de estudo na componente letiva deste mestrado, salientando as virtudes e defeitos de ambas as abordagens e comparando os resultados obtidos. Em síntese, é analisado o projeto de gestão de sistemas de redes das Escolas Secundárias Francisco Franco e Jaime Moniz (no âmbito do desempenho das funções de Diretor das Instalações Informáticas em ambas as instituições) culminando numa proposta de implementação utilizando equipamentos da Cisco; é analisado o projeto de CD-ROM sobre a Reserva Natural das Ilhas Desertas para depois completar um jogo educativo utilizando uma metodologia científica de Game Design; são descritos os websites desenvolvidos (com especial ênfase nos realizados enquanto técnico superior de informática na Secretaria Regional do Ambiente e dos Recursos Naturais) para concluir com uma proposta de implementação de um sistema de marcação de reuniões orientado para a Cloud; finalmente, é descrito a utilização dos kits Lego Mindstorms para o ensino da programação, propondo uma implementação de baixo custo (alternativa) baseada num Raspberry Pi e componentes acessórios (tanto estandardizados como construídos com uma RepRap). Em suma, é contraposto o rigor e método do ensino académico com o pragmatismo e metas de produtividade exigidas no mercado de trabalho.

RoboEduc: uma metodologia de aprendizado com robótica educacional

In this work, we propose a methodology for teaching robotics in elementary schools, based on the socio-historical Vygotsky theory. This methodology in conjunction with the Lego Mindstoms kit (R) and an educational software (an interface for control and programming of prototypes) are part of an educational robotics system named RoboEduc. For the practical development of this work, we have used the action-research strategy, being realized robotics activities with participation of children with age between 8 and 10 years, students of the elementary school level of Municipal School Ascendino de Almeida. This school is located at the city zone of Pitimbu, at the periphery of Natal, in Rio Grande do Norte state. The activities have focused on understanding the construction of robotic prototypes, their programming and control. At constructing prototypes, children develop zone of proximal development (ZPDs) that are learning spaces that, when well used, allow the construction not only of scientific concepts by the individuals but also of abilities and capabilities that are important for the social and cultural interactiond of each one and of the group. With the development of these practical workshops, it was possible to analyse the use of the Robot as the mediator element of the teaching-learning process and the contributions that the use of robotics may bring to teaching since elementary levels

RoboEduc: especificação de um software educacional para ensino da robótica às crianças como uma ferramenta de inclusão digital

Because of social exclusion in Brazil and having as focus the digital inclusion, was started in Federal University of Rio Grande do Norte a project that could talk, at the same time, about concepts of collaborative learning and educational robotics , focused on children digitally excluded. In this context was created a methodology that approaches many subjects as technological elements (e. g. informatics and robotics) and school subjects (e. g. Portuguese, Mathematics, Geography, History), contextualized in everyday situations. We observed educational concepts of collaborative learning and the development of capacities from those students, as group work, logical knowledge and learning ability. This paper proposes an educational software for robotics teaching called RoboEduc, created to be used by children digitally excluded from primary school. Its introduction prioritizes a friendly interface, that makes the concepts of robotics and programming easy and fun to be taught. With this new tool, users without informatics or robotics previous knowledge are able to control a robot, previously set with Lego kits, or even program it to carry some activities out. This paper provides the implementation of the second version of the software. This version presents the control of the robot already used. After were implemented the different levels of programming linked to the many learning levels of the users and their different interfaces and functions. Nowadays, has been implemented the third version, with the improvement of each one of the mentioned stages. In order to validate, prove and test the efficience of the developed methodology to the RoboEduc, were made experiments, through practice of robotics, with children for fourth and fifth grades of primary school at the City School Professor Ascendino de Almeida, in the suburb of Natal (west zone), Rio Grande do Norte. As a preliminary result of the current technology, we verified that the use of robots associated with a well elaborated software can be spread to users that know very little about the subject, without the necessity of previous advanced technology knowledges. Therefore, they showed to be accessible and efficient tools in the process of digital inclusion

Autonomous mobile robots designing for the medical trash collector task

This paper describes the UNESP robotic team in the medical trash collector task, proposed on the 5 rd IEEE Latin American Robots Competition in the LEGO category. We present our understanding of the task and discuss the proposed solution, focusing on the mechanical and computational issues of the robots. The mechanics is based on rigid body capability of transforming rotational into curvilinear movement. With respect to the computational control, the system is modeled as a reactive system with sequential transition of behaviors. A state-machine is proposed to allow this transition, and the synchronization of robotic states is guaranteed by the communication system. The proposed approach has shown itself capable of dealing with the high difficulty degree of this cooperative task. ©2006 IEEE.

Terapia gênica com interferon-alfa no controle do câncer colorretal

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Projeto de extensão FUTFEB

Introdução: O Projeto de Extensão FutFEB procura estimular o interesse dos alunos do ensino médio, técnico e fundamental para seguirem carreira nas áreas de engenharia e ciência da computação. Para isso são utilizados robôs móveis simples em conjunto com material didático e audiovisual para despertar de forma lúdica, através de palestras e demonstrações práticas, o interesse dos jovens para os desafios e atrativos das carreiras tecnológicas. Essas atividades são desenvolvidas por alunos do Colégio Técnico Industrial e da Faculdade de Engenharia do Campus de Bauru. Objetivos: Propiciar condições para que os alunos do Colégio Técnico Industrial e da Faculdade de Engenharia desenvolvam atividades de pesquisa e desenvolvimento sobre robôs móveis autônomos funcionando como complemento e estímulo a sua formação acadêmica nas áreas de engenharia elétrica, mecânica, e computação. Assim, espera-se a criação da cultura e de um ambiente propícios para desenvolvimento de pesquisas e de inovação tecnológica, que ajudem a consolidar os Cursos Técnicos, de Graduação e PósGraduação da FEB. Métodos: O uso de robôs móveis em cursos de engenharia ou cursos visando o desenvolvimento tecnológico não é uma novidade. Inúmeros experimentos são relatados na literatura, sendo que esta abordagem tem se tornado quase que uma obrigatoriedade nos cursos de boa qualidade [Hoopes, 2003], [Martin, 1994], [Miglino, 1998]. Um dos pilares desta nova linha de ensino tecnológico é o trabalho desenvolvido por Resnick no MIT [Kafai & Resnick, 1996] que é parte importante do conhecido Projeto LEGO Mindstorms. Esta perspectiva altera significativamente o posicionamento do estudante, dando-lhe maturidade profissional e responsabilidade. Com isso espera-se formar um profissional mais capacitado tanto no aspecto de fundamentos e conceitos técnicos, como na capacidade de empreender e inovar. Também existe a expectativa de que muitos dos trabalhos desenvolvidos sejam transformados em projetos de Iniciação Científica. Resultados: toda a tecnologia utilizada no conceito Futebol de Robôs continua sendo desenvolvida e aprimorada, diversos trabalhos científicos de ponta podem ser encontrados na literatura recente, trabalhos que abordam entre outros temas, o problema da navegação autônoma dos robôs móveis. Apresenta-se a seguir trabalhos de alunos vinculados ao Projeto de Extensão FutFEB, submetidos ao Congresso de Iniciação Científica da UNESP - 2011.- Software de Mapeamento para Navegação de Robôs Móveis Autônomos.- Sensoriamento por Infra-Vermelho para Robôs Móveis Autônomos.- Sensoriamento por Ultra-Som para Robôs Móveis Autônomos.- Segmentação de Imagens Coloridas para Reconhecimento de Objetos.- Algoritmos de Subtração de Plano de Fundo em Frames de Vídeo.

Is Competition Making a Comeback? Discovering Methods to Keep Female Adolescents Engaged in STEM: A Phenomenological Approach

The decreasing number of women who are graduating in the Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) fields continues to be a major concern. Despite national support in the form of grants provided by National Science Foundation, National Center for Information and Technology and legislation passed such as the Deficit Reduction Act of 2005 that encourages women to enter the STEM fields, the number of women actually graduating in these fields is surprisingly low. This research study focuses on a robotics competition and its ability to engage female adolescents in STEM curricula. Data have been collected to help explain why young women are reticent to take technology or engineering type courses in high school and college. Factors that have been described include attitudes, parental support, social aspects, peer pressure, and lack of role models. Often these courses were thought to have masculine and “nerdy” overtones. The courses were usually majority male enrollments and appeared to be very competitive. With more female adolescents engaging in this type of competitive atmosphere, this study gathered information to discover what about the competition appealed to these young women. Focus groups were used to gather information from adolescent females who were participating in the First Lego League (FLL) and CEENBoT competitions. What enticed them to participate in a curriculum that data demonstrated many of their peers avoided? FLL and CEENBoT are robotics programs based on curricula that are taught in afterschool programs in non-formal environments. These programs culminate in a very large robotics competition. My research questions included: What are the factors that encouraged participants to participate in the robotics competition? What was the original enticement to the FLL and CEENBoT programs? What will make participants want to come back and what are the participants’ plans for the future? My research mirrored data of previous findings such as lack of role models, the need for parental support, social stigmatisms and peer pressure are still major factors that determine whether adolescent females seek out STEM activities. An interesting finding, which was an exception to previous findings, was these female adolescents enjoyed the challenge of the competition. The informal learning environments encouraged an atmosphere of social engagement and cooperative learning. Many volunteers that led the afterschool programs were women (role models) and a majority of parents showed support by accommodating an afterschool situation. The young women that were engaged in the competition noted it was a friendly competition, but they were all there to win. All who participated in the competition had a similar learning environment: competitive but cooperative. Further research is needed to determine if it is the learning environment that lures adolescent females to the program and entices them to continue in the STEM fields or if it is the competitive aspect of the culminating activity. Advisors: James King and Allen Steckelberg

Vergleich von Softwarelösungen für die Ökobilanzierung – eine softwareergonomische Analyse

Ökobilanzierung von Produktsystemen dient der Abschätzung ihrer Wirkung auf die Umwelt. Eine vollständige Lebenswegbetrachtung erfordert auch die Einbeziehung intralogistischer Transportprozesse bzw. -mittel. Für die Erstellung von Ökobilanzen wird i. d. R. ein Computerprogramm verwendet. Die Demoversionen dreier kommerzieller Softwarelösungen (SimaPro, GaBi und Umberto NXT LCA) und die Vollversion einer Open Source Software (openLCA) wurden aus softwareergonomischer Sicht analysiert. Hierzu erfolgte u. a. der Nachbau der bereitgestellten Tutorials bzw. die Modellierung eigener Produktsysteme. Im Rahmen der Analyse wurden die Punkte • Entstehung, Verbreitung, Zielgruppe, • Eignung der Tutorials, Erlernbarkeit, • Grafische Benutzeroberfläche, Individualisierbarkeit der Software, • Umsetzung der Anforderungen aus den Ökobilanzierungsnormen, • Notwendige Arbeitsschritte zur Erstellung einer Ökobilanz einer vergleichenden Betrachtung unterzogen. Der Beitrag beinhaltet eine Einführung in die wesentlichen Prinzipien der Ökobilanzierung und die Grundsätze der Softwareergonomie. Diese werden zu softwareergonomischen Eigenschaften für Ökobilanzsoftwarelösungen subsumiert. Anschließend werden die Ergebnisse des Softwarevergleiches dargestellt. Abschließend erfolgt eine Zusammenfassung der Erkenntnisse.