APACAp Bate Papo com o Prof. Sidnei Percia da Penha

APACAp Bate Papo com o Prof. Sidnei Percia da Penha, responsável pela Oficina de Acionamento e Robótica. O projeto faz parte do Laboratório Investigativo para o Ensino de Física e é dirigido aos alunos das séries iniciais do Ensino Médio.

Coordenador do Setor Curricular de Física do CAp UFRJ, o professor Sidnei conversou sobre o método investigativo, revelou a importância das doações feitas pelas famílias e explicou como o projeto reflete a proposta de trabalho do colégio.

Prof. Sidnei Percia, no dia da doação dos computadores pela APACAp

Como serão usados os computadores de mesa e o laptop que as famílias capianas doaram ao Laboratório de Física?

Reposta: O projeto de robótica se sustenta num tripé. Primeira base são os circuitos eletrônicos que envolvem a montagem de um robô ou de um protótipo qualquer e todo o conhecimento de eletrônica. Depois a estrutura mecânica que dá sustentação ao robô, que envolve motores e a carcaça que têm os braços mecânicos, as garras; e o terceiro alicerce é a parte computacional que controla o microprocessador, que manda os sistemas operarem. Sem os computadores não podemos fazer isso. A gente começou a estudar circuitos elétricos, conceitos, para chegar à montagem dos circuitos que vão ser acionados pelo computador. Estamos agora avançando na parte mecânica, dominando como montar uma estrutura e, em seguida, vamos passar à programação para dar os comandos. Vamos estudar programação, usando a interface Arduíno, que é uma placa de fácil acesso, mas que vai exigir o domínio de uma linguagem de programação. Os computadores serão usados nessa fase do projeto e são essenciais. Cada grupo de estudantes, e são cerca de 9 ou 10 grupos, tem uma placa, que é um microprocessador que tem que ser controlado via computador.

O que é o projeto “Laboratório Investigativo para o Ensino de Física – Oficina de Acionamento e Robótica”?

Resposta: Eu sou pesquisador do ensino de Física e esse projeto, já no uso do termo “investigativo”, especifica o tipo de laboratório que propusemos. Não oferecemos um receituário ao aluno, que exige pouco domínio dos processos por já ter um roteiro pré-estabelecido. O laboratório investigativo começa com uma questão, uma pergunta inicial, e o aluno tem mais liberdade para definir o caminho que vai trilhar. Apostamos que a proposta investigativa cabe bem nesse contexto do acionamento e robótica. O laboratório investigativo é uma metodologia que já existe no colégio; nas aulas de Física do 3º EM os alunos já têm uma questão de pesquisa, e temos muitos trabalhos publicados, inclusive com licenciandos que aprendem conosco e vão incorporando novos materiais à sala de aula. Este projeto específico é pioneiro em introduzir a robótica através da metodologia investigativa, usando a plataforma Arduíno, e sendo destinado aos alunos do 1º e 2º anos do EM. Com foco nessas séries iniciais ganhamos mais tempo para desenvolver o projeto. Hoje temos cerca de 25 alunos que aceitaram o convite.

Como acontecem as aulas?

Resposta: Esse é um projeto extraclasse, que acontece na parte da tarde, no contraturno, com encontros semanais, na quarta-feira, entre 14h e 16h. Os alunos assumem o compromisso da frequência e permanecem no colégio. Fica demonstrado o interesse em aprender e a satisfação de uma demanda pessoal do aluno, já que a pesquisa no Laboratório não gera nota no boletim. Isso é bem diferente das aulas de Física, dentro da grade curricular, que seguem também a metodologia investigativa e acontecem no laboratório, com todos os alunos, no turno regular.

Quais os outros métodos de ensino de Física que são usados no colégio.

Resposta: Temos no colégio vários professores também pesquisadores do ensino de Física que adotam metodologias diversas. No Departamento de Física há uma riqueza muito grande de práticas e resultados que inspiram os alunos e também os licenciandos, que serão novos professores, e têm a oportunidade de se formar acompanhando trabalhos bem diferentes. Temos muitas questões de ensino que são importantes, por exemplo, o uso da História e da Filosofia da Ciência no ensino de Física; a inserção de temáticas sócio-científicas no ensino de Física que não trazem uma resposta correta, como a validade ou não de experiências com células-tronco, que propõe aos alunos o estudo, a reflexão e o debate; outras abordagens experimentais como a CTS – Ciência, Tecnologia e Sociedade – que também provocam uma reflexão sobre as interligações do conhecimento científico. Outras metodologias usam HQ – histórias em quadrinhos – e teatro, por exemplo. Eu adoto preferencialmente a linha investigativa, mas também disponho de outras metodologias e isso é comum no Departamento.

Qual sua a expectativa para o projeto no biênio 2016/2017?

Resposta: Nosso projeto é diferente de outras escolas que podem contratar uma empresa para implantar um laboratório de robótica. Há muitas empresas assim, que têm kits prontos que instrumentalizam passos e, por isso, aceleram etapas. A diferença é que as escolas públicas não têm condição de adquirir esses projetos porque eles são caríssimos. Os kits são ótimos, alguns são comprados ou alugados, mas os alunos precisam usar as interfaces da empresa. O que propomos com esse projeto, sendo papel do licenciando e dos alunos-pesquisadores, é desenvolver um trabalho que possa ser implantado nas escolas públicas. Um professor de Física que conheça nosso projeto, como está modelado, poderá reproduzir essa prática de ensino na escola em que dá aula, usando materiais de custo acessível, desenvolvendo etapas já testadas e validadas. Hoje esses projetos de robótica não chegam às escolas públicas de EM porque falta recurso. Quando escolhemos a placa Arduíno, usamos um sistema aberto, acessível a todos. O aluno do CAp vai poder montar um protótipo em casa, comprar os materiais e construir sua própria estrutura e desenvolver o sistema para acioná-la. É um pouco mais difícil do que trabalhar com um kit de empresa, que são softwares muito amigáveis que permitem ligar circuitos, mas são sistemas fechados que não podem ser reproduzidos. A programação é uma parte árdua, e vamos ensinar a linguagem de programação para programar o microprocessador e dar autonomia aos alunos.  A ideia é que o projeto vire realmente uma oficina e os alunos possam construir os materiais. Isso é muito comum nos EUA onde os alunos podem serrar, limar, mas aqui precisamos medir bem o uso de ferramentas como estilete e furadeira. Eu fui aluno do Senai, sou torneiro mecânico, e domino essas técnicas. Essa proposta de aprendizagem é também parte do projeto.

Como os licenciandos atuam no projeto?

Resposta: A experiência e contribuição daqueles que estão fazendo a Licenciatura em Física é pensar estratégias de como montar sequências de ensino e fazer uma interface com o ensino da disciplina. Um exemplo é nosso primeiro projeto que é um ventilador, que precisa de um suporte, que deve ter calculado o centro de gravidade, considerando a dimensão da placa, prevendo um sistema de ancoragem, para conectar coisas, entre outros conteúdos do ensino de Física, que podem ser absorvidos pela robótica. Esse é o desafio dos licenciandos, prever além dos circuitos elétricos, a parte de mecânica e do acionamento quais os outros aspectos da Física podem ser ensinados através desse laboratório investigativo de robótica, a partir do desenvolvimento de materiais que tenham custo acessível.

Como esse projeto se encaixa na proposta de ensino do CAp UFRJ?

 Resposta: Ser profissional de uma instituição como o CAp envolve atuar nas áreas de ensino, pesquisa – na qual se encaixa este projeto de metodologia investigativa aplicada à robótica – e também de extensão, que é alcançar a comunidade com o nosso trabalho. Esse projeto faculta desenvolvermos um curso de extensão para os professores de Física, dirigido à rede pública. A partir da crítica, avaliação e ajuste da prática no laboratório esperamos construir um curso que traga a robótica como prática acessível para o ensino de Física. Primeiro fazemos a sequência didática, depois analisamos para avaliar se isso conduziu ao processo de alfabetização científica e olhamos para todos os aspectos na sala de aula, para as atitudes dos alunos: levantar hipóteses, testar hipóteses, conversar, argumentar, elaborar raciocínio completo e depois usar argumentos da ciência para justificar as escolhas feitas. Assim vamos ver se esse projeto deu certo, publicamos o trabalho, apresentamos os resultados à comunidade acadêmica, trocamos experiência e formulamos o curso para os docentes de Física. O projeto atende aos três alicerces do CAp UFRJ: ensina o estudante, pesquisa com o licenciando e realiza a extensão oferecendo curso para aperfeiçoar a prática didática.

Conte um pouco da sua carreira acadêmica e ingresso no CAp?

Resposta: Eu nasci em Petrópolis, fiz SENAI, me formei torneiro mecânico e cursei Engenharia, sou engenheiro eletricista. O interesse pelo ensino me fez cursar a Licenciatura em Física. Trabalhei com pesquisa na Universidade Federal Fluminense, desenvolvendo um curso de especialização no ensino de Ciências. Fiz mestrado no Ensino de Física, no Cefet, sob orientação da profa. Deise Viana. Para prosseguir investigando a sala de aula, fui pra USP fazer o doutoramento com a orientação da profa. Ana Maria Pessoa de Carvalho. Desenvolvi parte da minha pesquisa nos EUA, orientado pelo prof. Troy Sadler, que é referência na abordagem de questões sócio-científicas em sala de aula. Trabalhei como professor em Petrópolis, também no Colégio de Aplicação de uma instituição particular, muito diferente daqui. Entrei no CAp UFRJ em 2003 atraído pela diversidade presente nesta comunidade. Contribuo para manter a riqueza do pensamento que compartilhamos aqui diariamente e continuo me dedicando ao ensino, pesquisa e extensão numa escola pública, viva e democrática.