Como ex-professor de matemática do ensino médio e colegial, lembro-me de muitos dias em minha sala de aula em que finalmente ensinava uma das minhas fórmulas favoritas: o Teorema de Pitágoras. Já vi isso ser ensinado de muitas maneiras.

Eu a vi ensinada onde uma fórmula é dada aos alunos e eles praticam a resolução de equações processuais de várias etapas para resolver o comprimento do lado ausente.

Eu também vi o Teorema de Pitágoras ensinado graficamente, onde cada um dos lados é representado visualmente, e a área quadrada dos lados A e B somam a área quadrada do lado C.

Mas para mim, para começar a ensinar esse conceito, sempre quis começar com o motivo pelo qual essa era uma fórmula tão importante para aprender e entender.

Eu colocaria o problema como: você está do lado de fora num campo aberto, e o seu cão ou gato fugiu e está a uma curta distância de você. Qual é a maneira mais curta e eficiente de viajar para chegar ao seu animal de estimação?

Mas, fornecer um cenário hipotético de que um animal de estimação fugiu e você precisa calcular a distância mais curta para recuperar esse animal de estimação é a experiência mais autêntica e realista? Mesmo como uma pessoa de matemática, se meu animal de estimação fugisse, eu não estaria fazendo cálculos para recuperá-lo. Eu estava procurando uma experiência do mundo real em que meus alunos precisassem calcular essas distâncias de maneira autêntica, a fim de resolver um problema ou tarefa real. Eu não queria apenas ensinar esses conceitos matemáticos em um silo, eu queria ensiná-los no contexto, por uma série de razões. 

Uma razão é que os alunos não estão tão motivados para resolver problemas que não contêm muito contexto. Resolver equações para resolver equações não é particularmente interessante ou envolvente, embora a obtenção de fluência matemática seja importante. Os alunos desejam uma participação significativa. Uma das perguntas que recebi quase todos os dias como professor de matemática foi: "quando vou usar isso na vida real?" ou "que trabalho usaria isso?"

Apenas pensar de uma perspectiva pedagógica e transferir conhecimentos ou habilidades, aprender um conceito matemático específico isoladamente ou aprender a conectar números a uma fórmula não significa necessariamente que um aluno saiba quando aplicar essa fórmula ou conhecimento, ou mesmo como obter os números corretos para usar nessa fórmula.

Uma coisa é aprender certos conceitos matemáticos e outra é ser capaz de aplicá-los a situações e problemas do mundo real. 

Por exemplo, eu poderia fazer com que os alunos preenchessem uma planilha ao longo de vários dias, onde eles recebem triângulos e têm que resolver os lados desconhecidos. A maioria desses problemas não tem nenhum contexto, são triângulos retângulos básicos com os lados rotulados. Esses tipos de problemas não existem isoladamente na vida cotidiana ou na força de trabalho. Muitas vezes, um problema no contexto precisa ser analisado e desconstruído para usar uma fórmula ou conceito matemático específico. Estas são habilidades valiosas que são usadas na força de trabalho atual, onde os alunos podem aprender e realmente aplicar conceitos matemáticos para resolver problemas.
 
Os alunos podem se tornar muito proficientes no procedimento de resolução de um lado desconhecido, mas, novamente, quando confrontados com um problema do mundo real, eles saberiam como aplicar essa fórmula no contexto?

David Weintrop e os seus associados observaram através da sua pesquisa que:

“ciência e matemática fornecem um contexto significativo (e conjunto de problemas) dentro do qual o pensamento computacional pode ser aplicado. Isso difere marcadamente do ensino do pensamento computacional como parte de um curso autônomo no qual as tarefas que os alunos recebem tendem a ser divorciadas dos problemas e aplicações do mundo real. Esse senso de autenticidade e aplicabilidade no mundo real é importante no esforço de motivar a participação diversificada e significativa em atividades computacionais e científicas."

A resposta então ficou clara – ensinar conceitos matemáticos por meio da robótica. A robótica é uma maneira incrível de ensinar matemática de maneira autêntica e significativa. Essa situação pode ser usada no sentido robótico físico ou virtual. Para este exemplo específico, usei as Habilidades Virtuais do VRC (para saber mais sobre Habilidades Virtuais, confira a página Começar). 

Em vez de colocar a questão como um cenário possível, como recuperar um animal de estimação da maneira mais eficiente, podemos usar um cenário mais autêntico, como um robô que precisa viajar e pegar uma Meta Móvel para marcar. Este é um cenário em que os alunos podem usar fórmulas matemáticas para calcular distâncias em vez de adivinhar e verificar, enquanto jogam um jogo real com um robô virtual.

Em vez de colocar a questão como um cenário possível, como recuperar um animal de estimação da maneira mais eficiente, podemos usar um cenário mais autêntico, como um robô que precisa viajar e pegar uma Meta Móvel para marcar. Este é um cenário em que os alunos podem usar fórmulas matemáticas para calcular distâncias em vez de adivinhar e verificar, enquanto jogam um jogo real com um robô virtual.

A questão então se torna: como calculamos a distância dessa linha diagonal? Os alunos podem criar um triângulo retângulo onde a hipotenusa é a distância desejada para viajar. Se estiver usando um Campo VRC físico, eles podem medir as distâncias manualmente. Eles também podem obter as distâncias aproximadas das coordenadas (X, Y) no Campo VRC. O Campo VRC virtual tem o mesmo tamanho e escala que o equivalente físico:

• A é de aproximadamente 1500 mm
• B é de aproximadamente 600 mm

A partir da imagem acima, você pode perguntar aos seus alunos: Queremos realmente que a ponta do Moby dirija até o centro da Meta Móvel ou pare assim que atingir a borda? Os alunos podem realmente explorar esse conceito com o seu código. Ao fazer isso, eles perceberão que codificar Moby para dirigir até o centro da Meta Móvel realmente fará com que Moby a impulsione ainda mais; uma vez que, você está essencialmente codificando o robô para dirigir para o centro da meta em vez da borda. 

Os alunos podem então usar a informação de que o centro da Meta Móvel até a borda é de 165 mm. 

Usando blocos Variável e Operador, o Teorema de Pitágoras pode ser codificado para calcular o lado C. O valor do lado C também pode ser exibido usando o Console de Impressão. Isso permite que os alunos realmente verifiquem a distância e garantam que codificaram a fórmula corretamente.

O uso da robótica não é apenas uma maneira fantástica de expor muitas das diferentes fórmulas e conceitos matemáticos que às vezes podem ser muito abstratos e difíceis de entender para os alunos, mas também fornece um meio autêntico através do qual os alunos podem explorar o uso de diferentes conceitos matemáticos para concluir tarefas e resolver problemas de forma autêntica. 

Para obter mais informações sobre o uso da matemática aplicada com o VEXcode VR, confira este artigo da Biblioteca STEM.

Quais são algumas das maneiras de tornar a matemática visível na sua sala de aula usando a robótica? Partilhe as suas histórias na Comunidade!