Proposição de atividades com o uso do Lumibot-Coppeliasim para a aprendizagem do conceito de função exponencial

Autores

DOI:

https://doi.org/10.30938/bocehm.v11i31.11257

Palavras-chave:

Função Exponencial, Robótica Educacional;, CoppeliaSim, Ensino

Resumo

Um problema recorrente quando ensina-se conceitos matemáticos é falta de engajamento, por parte dos alunos, quanto ao conteúdo trabalhado. Como consequência, a teoria trabalhada não é absorvida por uma parte dos alunos e assim quando executada a etapa de fixação da teoria através de exercícios, por exemplo, percebe-se grande desmotivação, e em muitos casos, as tentativas de fixação da aprendizagem acabam sendo frustradas. Por outro lado, estamos diante de um rápido avanço no surgimento de novas tecnologias, que não vem sendo acompanhado pelos sistemas educacionais ao longo de todo o planeta, embora já exista uma grande convergência entre vários setores de alguns países para tal realidade. Uma tecnologia que vem ganhando cada vez mais espaço dentro dos sistemas de ensino, é a robótica. Em particular, dentro do processo de ensino e aprendizagem dos conceitos matemáticos, a robótica possui grande relevância. Desta forma, este trabalho apresenta uma maneira de combinar robótica com conceitos matemáticos, a fim de proporcionar o engajamento dos estudantes e consequentemente melhorar o desempenho dos alunos em relação a aprendizagem matemática. Mais precisamente, este trabalho apresenta uma proposta didática para o ensino de funções exponenciais, através da plataforma de simulação CoppeliaSim, utilizando o robô móvel Lumibot. A proposta é composta por cenários virtuais que ilustram problemas do mundo real, e um código em linguagem Python que pode ser editado por pessoas que não possuem um conhecimento aprofundado sobre programação. Ou seja, nesta pesquisa construímos cenários e criamos o algoritmo que dá sentido aos cenários, produzindo uma sequência didática que auxilia os professores a utilizarem o conceito de funções exponenciais, de tal modo a permitir que os estudantes associem a noção de gráfico desta função a resoluções de problemas reais.

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Biografia do Autor

Cássio Lima Macedo, Secretaria de Educação de Timon Maranhão

Mestre em matemática pelo Programa de Mestrado Profissional em Matemática da Universidade Federal do Piauí PROFMAT-UFPI. Atualmente é professor de matemática da rede pública básica da cidade de Timon no estado do Maranhão.

Cleidinaldo Aguiar Souza, Universidade Federal do Piauí - UFPI

Possui graduação em LICENCIATURA EM MATEMÁTICA pela Universidade Estadual do Piauí (2009), mestrado em Matemática pela Universidade Federal do Piauí (2012) e doutorado em Matemática pela Universidade de São Paulo Instituto de Ciências Matemática e Computação (2018). Atualmente é professor adjunto da Universidade Federal do Piauí. Tem experiência na área de Matemática, com ênfase em Geometria Diferencial de Curvas e Superfícies, atuando principalmente nos seguintes temas: subvariedades de codimensão dois, subvariedades de cohomogeneidade um, funções de produção e robótica educacional.

Referências

ADAMS, Kim D.; COOK, Albert M. Performing mathematics activities with non-standard units of measurement using robots controlled via speech-generating devices: Three case studies. Disability and Rehabilitation: Assistive Technology, v. 12, n. 5, p. 491-503, 2017.

AHRENS, Daniela; SPÖTTL, Georg. Industrie 4.0 und Herausforderungen für die Qualifizierung von Fachkräften. In: Digitalisierung industrieller Arbeit. Nomos Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG, 2018. p. 173-194.

AUSUBEL, David P. The psychology of meaningful verbal learning. 1968.

BYBEE, Rodger W. The case for STEM education: Challenges and opportunities. 2013. Disponível em: https://www.nsta.org/resources/case-stem-education-challenges-and-opportunities Acessado em: 15 jul. 2022.

BATTISTA, Michael T.; CLEMENTS, Douglas H. Students' understanding of three-dimensional rectangular arrays of cubes. Journal for Research in Mathematics Education, v. 27, n. 3, p. 258-292, 1996. Disponível em: https://www.jstor.org/stable/pdf/749365.pdf

Acessado em: 10 mai. 2022.

BAYGIN, Mehmet et al. An effect analysis of industry 4.0 to higher education. In: 2016 15th international conference on information technology based higher education and training (ITHET). IEEE, 2016. p. 1-4.

Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=7760744

Acessado em: 02 fev. 2022.

BRAGA, Kayla Rocha; MENDES, Karla Carollyne Pereira. A ROBÓTICA NO PROCESSO DE ENSINO DE MATEMÁTICA NA EDUCAÇÃO BÁSICA. Multidebates, v. 7, n. 1, p. 45-51, 2023.

Disponível em: http://revista.faculdadeitop.edu.br/index.php/revista/article/view/566

Acessado em: 08 de ago. 2023.

CHALDI, Dimitra; MANTZANIDOU, Garyfalia. Educational robotics and STEAM in early childhood education. Advances in Mobile Learning Educational Research, v. 1, n. 2, p. 72-81, 2021.

Disponível em: https://www.syncsci.com/journal/AMLER/article/view/AMLER.2021.02.003

Acessado em: 15 fev. 2023.

CHEN, Chin-Sung; LIN, Jing-Wen. A practical action research study of the impact of maker-centered STEM-PjBL on a rural middle school in Taiwan. International Journal of Science and Mathematics Education, v. 17, n. Suppl 1, p. 85-108, 2019. Disponível em: https://eric.ed.gov/?id=EJ1220538 .

Acessado em: 20 mar. 2022.

DANIELA, Linda (Ed.). Innovations, technologies and research in education. Cambridge Scholars Publishing, 2018.

ELBESTAWI, Mo et al. SEPT learning factory for industry 4.0 education and applied research. Procedia manu

facturing, v. 23, p. 249-254, 2018. GONZALEZ, Heather B.; KUENZI, Jeffrey J. Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education:A Primer. Congressional Research Service, 1–15, 2012.

Disponível em: http://www.stemedcoalition.org/wp-content/uploads/2010/05/STEM-Education-Primer.pdf.

Acessado em: 06 fev. 2022.

GOLDONI, Elizangela KS. Matemática aplicada ao estudo da área ocupada pelo crescimento de micro-organismos como ferramenta para o ensino da função exponencial. Revista eletrônica da Sociedade Brasileira de Matemática, Rio de Janeiro, v. 7, n. 02, p. 166-179, 2019.

Disponível em:

https://pmo.sbm.org.br/wp-content/uploads/sites/16/dlm_uploads/2019/07/art12_vol7_2019_PMO_SBM-1.pdf

Acessado em: 08 de jan. 2022.

ISOBE, Masataka; OHTANI, Tadashi; YATA, Chikahiko . Conceptual framework of STEM based on Japanese subject principles. International Journal of STEM Education, v. 7, n. 1, p. 1-10, 2020.

Disponível em: https://stemeducationjournal.springeropen.com/articles/10.1186/s40594-020-00205-8

Acessado em: 20 mai. 2022.

KHANH, Tran Luong Cong; LOI, Nguyen Huu. An Analysis Of The Concept Of Exponential Functions In History And Textbooks In Vietnam. The International Journal of Engineering and Science, v. 9, n. 11, p. 23-28, 2020.

Disponível em:

https://theijes.com/papers/vol9-issue11/2/B0911022328.pdf

Acessado em: 10 de jan. 2023.

KOZÁK, Štefan et al. Research and education for industry 4.0: Present development. In: 2018 Cybernetics & Informatics (K&I). IEEE, 2018. p. 1-8.

KUMAR, Deepak. Introduction to special issue on robotics in undergraduate education. Journal on Educational Resources in Computing (JERIC), v. 4, n. 2, p. 1-es, 2004.

LARSEN, Jørgen Christian; PEDERSEN, Bjarke Kristian Maigaard Kjær; NIELSEN, Jacob. The effect of commercially available educational robotics: A systematic review. Robotics in Education: Current Research and Innovations 10, p. 14-27, 2020.

LEE, Jeongmin; NOH, Jiyae. Effects of robotics programming on the computational thinking and creativity of elementary school students. Educational technology research and development, v. 68, p. 463-484, 2020.

LIMA, Elon Lages. Números e funções reais. Sociedade Brasileira de Matemática. Rio de Janeiro: SBM, 2013.

MACEDO, Cássio Lima; SOUZA, Cleidinaldo Aguiar. Função polinomial do segundo grau com o Lumibot-CoppeliaSim, Revista do Professor de Matemática Online, v. 11, n. 02, p. 295-314, 2023. Disponível em: https://doi.org/10.21711/2319023x2023/pmo1118

Acessado em: 06 de ago. 2023.

MALEC, Jacek. Some thoughts on robotics for education. In: 2001 AAAI spring symposium on robotics and education. Menlo Park, CA, USA: AAAI, 2001.

MOREIRA, Marília Maia et al. CONTEXTUALIZAÇÃO DIDÁTICA DA FUNÇÃO EXPONENCIAL. Revista Docentes, v. 6, n. 15, p. 28-37, 2021.

Disponível em: https://revistadocentes.seduc.ce.gov.br/revistadocentes/article/view/362

Acessado em: 10 de jun. 2022.

MUÑOZ, Lilia et al. La robótica educativa, una herramienta para la enseñanza-aprendizaje de las ciencias y las tecnologías. 2012.

Disponível em: https://ridda2.utp.ac.pa/handle/123456789/4919

Acessado em: 14 de jul. 2022.

NAYA, Martin et al. A versatile robotic platform for educational interaction. In: 2017 9th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS). IEEE, 2017. p. 138-144. Disponível em:

http://idaacs.net/storage/conferences/2/abstracts/i17-052-camera_ready.pdf.

Acessado em: 18 abr. 2022.

NUNES, Tamires Fernanda Barbosa et al. Perspectivas da robótica como recurso pedagógico aplicada a educação 4.0: Uma análise bibliométrica sobre robótica educacional. Research, Society and Development, v. 10, n. 4, p. 1-14, 2021. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/13889.

Acessado em: 12 abr. 2022.

PAPERT, Seymour. Children, computers and powerful ideas. Harvester Press (Unitend Kingdom). DOI, v. 10, p. 978-3, 1980.

PARK, W. et al. The nature of STEM disciplines in the science education standards documents from the USA, Korea and Taiwan: Focusing on disciplinary aims, values and practices. Science & Education, v. 29, p. 899-927, 2020. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007/s11191-020-00139-1 . Acessado em: 02 mar. 2022.

OREY, Daniel Clark; ROSA, Milton . STEM education in the Brazilian context: An ethnomathematical perspective. STEM education in the junior secondary: The state of play, p. 221-247, 2018. Disponível em: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-10-5448-8_11 .

Acessado em: 14 mar. 2022.

SALA-SEBASTIÀ, Gemma et al. Didactic–mathematical–computational knowledge of future teachers when solving and designing robotics problems. Axioms, v. 12, n. 2, p. 119, 2023 .

SELVI, Mahmut; YILDIRIM, Bekir. Examination of the effects of STEM education integratedas a part of science technology society and environmentcourses. Journal of human sciences, v. 13, n. 3, 2016. Disponível em:

https://avesis.gazi.edu.tr/yayin/f3a35b99-cc1d-4f50-b75c-ba09f4501b5b/examination-of-the-effects-of-stem-education-integratedas-a-part-of-science-technology-society-and-environmentcourses/document.pdf .

Acessado em: 18 jul. 2022.

STRUYF, Annemie et al. Students engagement in different STEM learning environments: integrated STEM education as promising practice?. International Journal of Science Education, v. 41, n. 10, p. 1387-1407, 2019.

TAKACS, Arpad et al. Teacher's kit: Development, usability, and communities of modular robotic kits for classroom education. IEEE Robotics & Automation Magazine, v. 23, n. 2, p. 30-39, 2016.

TOMPERI, Päivi et al. Investigation of STEM subject and career aspirations of lower secondary school students in the north calotte region of Finland, Norway, and Russia. Education Sciences, v. 12, n. 3, p. 192, 2022.

Disponível em: https://www.mdpi.com/2227-7102/12/3/192 .

Acessado em: 06 jan. 2023.

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Publicado

2024-04-30

Como Citar

MACEDO, C. L.; SOUZA, C. A. Proposição de atividades com o uso do Lumibot-Coppeliasim para a aprendizagem do conceito de função exponencial. Boletim Cearense de Educação e História da Matemática, [S. l.], v. 11, n. 31, p. 1–21, 2024. DOI: 10.30938/bocehm.v11i31.11257. Disponível em: https://revistas.uece.br/index.php/BOCEHM/article/view/11257. Acesso em: 24 nov. 2024.