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Pensamento Computacional, Programação e Robótica no 1º CEB

Este documento resume conceitos e práticas pedagógicas relacionadas a pensamento computacional, programação e robótica no 1o ciclo do ensino básico. O documento discute como essas áreas podem desenvolver competências essenciais e como integrá-las no currículo. Também fornece exemplos de atividades offline e online usando ambientes de programação e robôs educativos.

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CONCEITOS E PRÁTICAS PEDAGÓGICAS
PENSAMENTO COMPUTACIONAL,
PROGRAMAÇÃO E ROBÓTICA NO 1º CEB
Instituto de Educação, Universidade de Lisboa
jmpiedade@ie.ulisboa.pt
João Piedade
Agrupamento de Escolas Educardo Gageiro
27 novembro 2019
Agenda
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Enquadramento
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Robótica: Uma moda, uma necessidade ou uma
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Pensamento Computacional, Programação e Robótica no 1º CEB

  • 1. CONCEITOS E PRÁTICAS PEDAGÓGICAS PENSAMENTO COMPUTACIONAL, PROGRAMAÇÃO E ROBÓTICA NO 1º CEB Instituto de Educação, Universidade de Lisboa jmpiedade@ie.ulisboa.pt João Piedade Agrupamento de Escolas Educardo Gageiro 27 novembro 2019
  • 2. Agenda 01 Pensamento Computacional: Conceitos e Práticas 02 Ambientes de Programação para Crianças: Conceitos, Características e Práticas 03 Robótica Educativa: Conceitos, Características e Práticas 04 Pensamento Computacional, Programação e Robótica no Currículo 05 Que Competências se Desenvolvem?
  • 3. Enquadramento Pensamento Computacional, Programação e Robótica: Uma moda, uma necessidade ou uma emergência?
  • 5. Enquadramento Sociedade Digital Robótica Internet das Coisas Big Data Inteligência Artificial / Machine Learning
  • 6. Que Desafios para a Escola? Que competências é necessário promover? Como articular e desenvolver múltiplas literacias?
  • 8. Papert, Seymour (1980). Mindstorms – children, computers and powerfull ideas. NY: Basic Books. Papert, Seymour (1994). The Children Machine - Rethinking School in the Age of the Computers . Common Paperback. Pensamento Computacional
  • 9. Seymor Papert with one of his Turtles “Objects to think (and create) with” “Children Teaching Computers” “Children should be programming the computer (or o ther artifacts) rather than being programmed by it” Construcionism Pensamento Computacional
  • 10. Pensamento Computacional Based in the turtles robots of William Grey Walter Instruções básicas em LOGO Papert, 1967
  • 11. Pensamento Computacional Seymour Papert 1980 Jannet Wing 2006 Mitchel Resnick and Karen Brennan CT is about “solving problems, designing systems, and understanding human behavior, by drawing on the concepts fundamental to computer science” and “is using abstraction and decomposition when attacking a large complex task or designing a large complex system” CT “helps us think about learning with Scratch, and, in turn, we believe that programming with Scratch provides a context and set of opportunities for contributing to the active conversations about computational thinking” “Children should program the computer (or other objects and artifacts) rather than being programmed or controlled by it” “Object to think with” 2012
  • 12. DESENHO DE ALGORTIMOS Desenhar uma sequência de instruções (ações) para resolver um problema. 4 RECONHECIMENTO DE PADRÕES Identificar padrões ou características que podem ser generalizadas. Identificar padrões pode ajudar a establecer o caminho para a identificação de possíveis soluções. 3 1 IDENTIFICAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DE PROBLEMAS Para resolver problemas necessitamos de fazer escolhas sobre “o quê” e “como fazer”. A decomposição consiste na divisão do problema em partes mais pequenas de modo a tornar mais fácil a sua resolução. ABSTRAÇÃO Identificação das característica essenciais de uma siatução ou problema eliminado as informações ou caracteríticas desnecessárias ou acessórias. 2 DIMENSÕES: PENSAMENTO COMPUTACIONAL TESTE E DEPURAÇÃO Análise passo a passo da solução ou das soluções. 5
  • 13. Atividades Offline de Pensamento Computacional https://csunplugged.org/en/
  • 14. https://csunplugged.org/en/Redes de Ordenação Missão “Salvar a Avózinha” Missão “Enviar o Foguetão para Marte” Atividades Offline de Pensamento Computacional
  • 15. Atividades Offline de Pensamento Computacional https://csunplugged.org/en/ Representação de Imagens https://www.csfieldguide.org.nz/en/interactives/pixel-grid/
  • 16. Atividades Offline de Pensamento Computacional Reconhecimento de Padrões Comece no número central e recolha mais 4 números seguindo os diferentes caminhos (sem voltar a trás). Some os 5 números. Qual o valor mais baixo das somas? Preencha o triangulo Como chegou à solução? Qual o Padrão?
  • 17. Atividades Offline de Pensamento Computacional Mensagens Cifradas em Binário Usando a tabela descubra a mensagem secreta descodificando a sequência de bits. Mensagem: 00011 10010 00001 00000 00001 00000 10111 00011 01101 00011 10011 Cartões Conversão Binário Décimal – 5 bits http://www.mrmaynard.com/activities/binarycards/ Vamos Descodificar a Mensagem https://www.csfieldguide.org.nz/en/interactives/binary-cards/
  • 18. Atividades Offline de Pensamento Computacional •Castores: 3º e 4º ano de escolaridade (1º ciclo) •Benjamins: 5º e 6º ano de escolaridade (2º ciclo) •Cadetes: 7º e 8º ano de escolaridade (3º ciclo) •Júniores: 9º (3º ciclo) e 10º ano de escolaridade • (ensino secundário) •Séniores: 11º e 12º ano de escolaridade •(ensino secundário) + info: http://bebras.dcc.fc.up.pt/
  • 19. Ambientes de Programação para Crianças Conceitos, Características e Práticas
  • 20. Os ambientes de programação visual, ou por blocos, têm vindo a ser apontados, em muitos estudos, como ferramentas importantes para aprender programação e desenvolver competências de pensamento computacional, através da resolução de problemas.
  • 22. Exemplos de Ambientes de Programação para Crianças Scratch Scratch Jr Kodu Game Lab Code.org Tynker Tynker Jr Light-bot Lego Bits & Bricks Piedade, J., Dorotea, N., Sampaio, F. F & Pedro, A. (2019). A Cross-analysis of Block-based and Visual Programming Apps with Computer Science Student-teachers. Edu. Sci. 9(3), 181.https://doi.org/10.3390/educsci903018
  • 23. Opções Metodológicas Espiral de pensamento criativo proposta por Resnick (2007) The Engineering Design Process (Bers, 2008)
  • 24. Contar Histórias com Scratch O Principezinho Paula Gouveia https://scratch.mit.edu/p rojects/348366242/ Abecedário Maluco Sara Gil https://scratch.mit.edu/p rojects/348366502/ Nomes Comuns e Coletivos Leonor e Tatiana Escola Básica Dr. Vasco Moniz - AEAR https://scratch.mit.edu/p rojects/348366945/ Pavimentações Henrique e Miriam Escola Básica Dr. Vasco Moniz - AEAR https://scratch.mit.edu/p rojects/348368672/
  • 25. Criar Jogos com Scratch Principezinho o Jogo Paula Gouveia https://scratch.mit.edu/p rojects/348532079/ Sistema Solar - Jogo Ana Fortunato https://scratch.mit.edu/p rojects/348532324/ Apanhar Frutas Elisa Viegas https://scratch.mit.edu/p rojects/188707377/ Salvar Animais Elisa Viegas; Cristina Godinho; Célia Mestre https://scratch.mit.edu/p rojects/201936410/
  • 26. Outras Atividades com Scratch Polígonos Regulares https://scratch.mit.edu/p rojects/335711708/ Labirinto https://scratch.mit.edu/p rojects/345527580/ Experiências com Quadrados https://scratch.mit.edu/p rojects/348530753/ Conta Cores https://scratch.mit.edu/p rojects/345524816/ João Filipe Matos
  • 28. 01 02 03 Simple Portfolio Presentation A programação visual ou por blocos e a robótica, em conjunto com atividades pedagógicas bem desenhadas, podem ser um fator promotor do desenvolvimento de competências de pensamento computacional. Pensamento Computacional, Programação por Blocos e Róbotica Durante o processo de interação e progamação de um robot os alunos aplicam conceitos associados ao pensamento computacional como a abstração, a decomposição, o reconhecimento de padrões, pensamento lógico e debug. Adicionalment, os resultados de aprendizagem dos Alunos sobre as suas práticas computacionais ligam-se com a definição e decomposição do problema, o algoritmo da solução, os testes e correção de erros e a performance do robot para solucionar o problema.
  • 29. Tipologias de Robôs “Robôs” Simples Realizam instruções simples ( avançar, recuar, esquerda, direita) Podem resolver problemas e implementar algoritmos simples. Robôs Programáveis Sensores e Atuadores Programáveis Podem resolver problemas mais complexos e interagir com o ambiente. Robôs Humanóides (NAO) Múltiplos Sensores e Atuadores Grande capacidade de interação Princípios de IA Múltiplas potencialidade de programação.
  • 30. Exemplo1: Uma História que Mete Água
  • 31. Exemplo1: Uma História que Mete Água Alunos do 3º ano escolaridade Integração com conteúdos e metas curriculares do 3.ª ano do 1.º Ciclo do Ensino Básico: Matemática Estudo do Meio Expressão Artística Autores: Sérgio Pinto João Graça Hugo Roxo
  • 32. Exemplo2: Criar Histórias com DOC Autores: Maribel Miranda Pinto Ricardo Pinto Projeto Kids Media Lab Recriar Contos Infantis Criar Novas Histórias Danças Robóticas Histórias Matemáticas Sólidos Geométricos Cores … Pré-escolar e 1º CEB
  • 33. Exemplo3: Dois Amigos Improváveis Autores: Odette Paulo Rita Martins Jorge Silva
  • 34. Exemplo3: Dois Amigos Improváveis Autores: Odette Paulo Rita Martins Jorge Silva Os bastidores e Making-of 4º ano de escolaridade 5º ano de escolaridade
  • 36. Pensamento Computacional, Programação e Robótica no Currículo
  • 37. Pensamento Computacional, Programação e Robótica no Currículo ISTE Standards for Computer Science Educators Ana Pedro | João Filipe Matos | João Piedade | Nuno Dorotea Instituto de Educação da Universidade de Lisboa
  • 38. Pensamento Computacional, Programação e Robótica no Currículo AÇÕES ESTRATÉGICAS DE ENSINO ORIENTADAS PARA O PERFIL DOS ALUNOS (Exemplos de ações a desenvolver na disciplina) https://erte.dge.mec.pt/sites/default/files/oc_1_tic_1.pdf Orientações Curriculares para as TIC 1º CEB
  • 39. Pensamento Computacional Tecnologias Digitais Algoritmos e Programação Robótica Pensamento Computacional, Programação e Robótica como Estratégia de Aprendizagem S T E A M L H G …
  • 41. Pensamento Crítico/ Resolução de Problemas Criatividade Colaboração Comunicação Literacia da Informação Literacia dos media Literacia Tecnológica Flexibilidade/ Adpatabilidade Liderança Iniciativa Produtividade Competências Sociais e Culturais Competências Século XXI World Economic Forum, New Vision for Education (2015)