a study of the publications of educational robotics: a ... · as pessoas a serem criativas e...

7
1 Abstract— Educational Robotics has been presented as a great pedagogical tool because it demonstrates an attractive way of working the theoretical knowledge put into practice. Thus, several educational technologies have emerged with different approaches, with the purpose of applying robotics in the educational area in a more attractive and playful way. This article presents the conduction of a Systematic Literature Review of (SLR), whose objective is to identify the teaching approaches used with educational robotics. With this, we present experiences reports, and at the same time show the skills and competencies that are explored through robotics and education. This review uses scientific papers published in the period from 2011 to 2016. Keywords—Educational Robotics, Systematic Literature Review, Pedagogical tool. I. INTRODUÇÃO S tecnologias da Informação e Comunicação (TIC’s), na educação, tem o papel de contribuir na socialização dos conteúdos de forma didática, principalmente no contexto educacional, pois na sociedade atual, é difícil não estar cercado por essas tecnologias. Tratando-se do avanço das tecnologias que são acessíveis, como por exemplo, celular, computador, tablets e outros, é perceptível que o estudante não encontra dificuldade em interagir com esse tipo de inovação [1]. Além disso, e possível citar diversas tecnologias utilizadas na educação, entre as quais destaca-se a robótica, que vem sendo usada para promover a educação de forma interdisciplinar. Ela envolve várias áreas, englobando a ciência, a matemática, a programação, a eletrônica, dentre outros. É importante destacar que a Robótica Educacional apoia o processo de ensino propondo grupos de estudos, nos quais educandos e educadores encontram espaço para interagir e criar sistemas inovadores de maneira autônoma e responsável [2]. Antes de começar a desenvolver um projeto de robótica, o educando reflete sobre tal projeto, tornando-se crítico diante do assunto estudado, associando a sua criação ao meio social e ambiental. Dessa forma, a robótica tem como objetivo desafiar as pessoas a serem criativas e despertar o senso crítico diante de uma problematização a ser solucionada. Nesse contexto existe também a robótica livre, que consiste em uma subárea da robótica educacional. A robótica livre se diferencia da robótica comum por meio da sua aplicação. Os materiais utilizados não constituem nenhum kit de robótica, podendo ser até materiais reciclados, tais como: papel, pecas J. E. Bezerra Junior, Universidade do Estado do Rio Grande do Norte e Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, RN, Brasil, [email protected]. R. W. Lima, Universidade do Estado do Rio Grande do Norte, Mossoró, RN, Brasil, [email protected]. P. G. G. Queiroz, Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, RN, Brasil, [email protected]. eletrônicas que não são mais utilizadas, fios, dentre outros. A robótica livre proporciona o desenvolvimento da criatividade e o raciocínio, ao mesmo tempo que desperta no educando a solução de um determinado problema fazendo uso de materiais simples e acessíveis. Diante disso, nesta revisão sistemática (RS) [3], são apresentadas as abordagens metodológicas, conhecimentos e habilidades exploradas por meio da robótica aplicada a educação. Portanto, o objetivo é apresentar uma revisão do estado da arte da robótica educacional. Além de apresentar as abordagens metodológica na área, este trabalho tem a finalidade de responder as questões de pesquisas definidas na seção III. Observa-se ainda que a robótica educacional possui o caráter lúdico e desafiador que envolve a aprendizagem e a prática, além de valorizar o trabalho em equipe e a interdisciplinaridade, que consiste na interação entre várias disciplinas, promovendo a integração de conceitos de diversas áreas, tendo as disciplinas de ciências, matemática, programação, física e outras, como seu alvo de aprendizado. O restante deste trabalho encontra-se organizado do seguinte modo: na Seção II, apresenta-se a robótica educacional e o seu principal precursor; na Seção III, apresenta-se a metodologia de pesquisa que consiste na definição do protocolo da revisão sistemática; na Seção IV, são apresentados os resultados obtidos por meio da condução da revisão sistemática e os estudos primários selecionados; na Seção V, são apresentadas as respostas para as questões que nortearam esta pesquisa; e, na Seção VI, são apresentadas as conclusões deste trabalho. II. ROBÓTICA EDUCACIONAL Ao falar de robótica educacional é importante lembrar um de seus principais precursores que é o matemático Seymour Papert. Este pesquisador entrou no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), desenvolveu atividades importantes para área da robótica educacional e é também o teórico mais conhecido sobre a utilização dos computadores voltados para a educação. No ano de 1968 desenvolveu a linguagem de programação LOGO, que desencadeou o surgimento da robótica educacional [4]. A robótica pedagógica envolve várias disciplinas, e ao mesmo tempo, consiste em uma aprendizagem lúdica que contribui para o desenvolvimento da identidade social dos educandos na medida em que relaciona sua construção com o mundo em que vive. A mesma está inserida na educação como uma ferramenta de aprendizagem, podendo ser desenvolvida pela união de sucatas ou kits de montagens que contém várias peças [5]. A robótica torna-se uma ferramenta de grande importância diante da educação, não somente pelo seu resultado, como pode ser observado nos artigos desta RS, mas também pela forma que a robótica explora as diferentes maneiras da aprendizagem. Pode-se dizer A A study of the publications of educational robotics: a Systematic Literature Review J. E. Bezerra Junior, R. W. de Lima and P. G. G. Queiroz IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 16, NO. 4, APRIL 2018 1193

Upload: ngominh

Post on 21-Jan-2019

212 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

1Abstract— Educational Robotics has been presented as a great pedagogical tool because it demonstrates an attractive way of working the theoretical knowledge put into practice. Thus, several educational technologies have emerged with different approaches, with the purpose of applying robotics in the educational area in a more attractive and playful way. This article presents the conduction of a Systematic Literature Review of (SLR), whose objective is to identify the teaching approaches used with educational robotics. With this, we present experiences reports, and at the same time show the skills and competencies that are explored through robotics and education. This review uses scientific papers published in the period from 2011 to 2016.

Keywords—Educational Robotics, Systematic Literature

Review, Pedagogical tool.

I. INTRODUÇÃO

S tecnologias da Informação e Comunicação (TIC’s), na educação, tem o papel de contribuir na socialização dos conteúdos de forma didática, principalmente no contexto

educacional, pois na sociedade atual, é difícil não estar cercado por essas tecnologias. Tratando-se do avanço das tecnologias que são acessíveis, como por exemplo, celular, computador, tablets e outros, é perceptível que o estudante não encontra dificuldade em interagir com esse tipo de inovação [1].

Além disso, e possível citar diversas tecnologias utilizadas na educação, entre as quais destaca-se a robótica, que vem sendo usada para promover a educação de forma interdisciplinar. Ela envolve várias áreas, englobando a ciência, a matemática, a programação, a eletrônica, dentre outros. É importante destacar que a Robótica Educacional apoia o processo de ensino propondo grupos de estudos, nos quais educandos e educadores encontram espaço para interagir e criar sistemas inovadores de maneira autônoma e responsável [2].

Antes de começar a desenvolver um projeto de robótica, o educando reflete sobre tal projeto, tornando-se crítico diante do assunto estudado, associando a sua criação ao meio social e ambiental. Dessa forma, a robótica tem como objetivo desafiar as pessoas a serem criativas e despertar o senso crítico diante de uma problematização a ser solucionada.

Nesse contexto existe também a robótica livre, que consiste em uma subárea da robótica educacional. A robótica livre se diferencia da robótica comum por meio da sua aplicação. Os materiais utilizados não constituem nenhum kit de robótica, podendo ser até materiais reciclados, tais como: papel, pecas

J. E. Bezerra Junior, Universidade do Estado do Rio Grande do Norte e

Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, RN, Brasil, [email protected].

R. W. Lima, Universidade do Estado do Rio Grande do Norte, Mossoró, RN, Brasil, [email protected].

P. G. G. Queiroz, Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, RN, Brasil, [email protected].

eletrônicas que não são mais utilizadas, fios, dentre outros. A robótica livre proporciona o desenvolvimento da criatividade e o raciocínio, ao mesmo tempo que desperta no educando a solução de um determinado problema fazendo uso de materiais simples e acessíveis.

Diante disso, nesta revisão sistemática (RS) [3], são apresentadas as abordagens metodológicas, conhecimentos e habilidades exploradas por meio da robótica aplicada a educação. Portanto, o objetivo é apresentar uma revisão do estado da arte da robótica educacional.

Além de apresentar as abordagens metodológica na área, este trabalho tem a finalidade de responder as questões de pesquisas definidas na seção III. Observa-se ainda que a robótica educacional possui o caráter lúdico e desafiador que envolve a aprendizagem e a prática, além de valorizar o trabalho em equipe e a interdisciplinaridade, que consiste na interação entre várias disciplinas, promovendo a integração de conceitos de diversas áreas, tendo as disciplinas de ciências, matemática, programação, física e outras, como seu alvo de aprendizado.

O restante deste trabalho encontra-se organizado do seguinte modo: na Seção II, apresenta-se a robótica educacional e o seu principal precursor; na Seção III, apresenta-se a metodologia de pesquisa que consiste na definição do protocolo da revisão sistemática; na Seção IV, são apresentados os resultados obtidos por meio da condução da revisão sistemática e os estudos primários selecionados; na Seção V, são apresentadas as respostas para as questões que nortearam esta pesquisa; e, na Seção VI, são apresentadas as conclusões deste trabalho.

II. ROBÓTICA EDUCACIONAL

Ao falar de robótica educacional é importante lembrar um

de seus principais precursores que é o matemático Seymour Papert. Este pesquisador entrou no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), desenvolveu atividades importantes para área da robótica educacional e é também o teórico mais conhecido sobre a utilização dos computadores voltados para a educação. No ano de 1968 desenvolveu a linguagem de programação LOGO, que desencadeou o surgimento da robótica educacional [4]. A robótica pedagógica envolve várias disciplinas, e ao mesmo tempo, consiste em uma aprendizagem lúdica que contribui para o desenvolvimento da identidade social dos educandos na medida em que relaciona sua construção com o mundo em que vive. A mesma está inserida na educação como uma ferramenta de aprendizagem, podendo ser desenvolvida pela união de sucatas ou kits de montagens que contém várias peças [5]. A robótica torna-se uma ferramenta de grande importância diante da educação, não somente pelo seu resultado, como pode ser observado nos artigos desta RS, mas também pela forma que a robótica explora as diferentes maneiras da aprendizagem. Pode-se dizer

A

A study of the publications of educational robotics: a Systematic Literature Review

J. E. Bezerra Junior, R. W. de Lima and P. G. G. Queiroz

IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 16, NO. 4, APRIL 2018 1193

que a robótica faz com que o educando reflita e encontre a própria solução, fazendo com que o mesmo seja autor do próprio processo de ensino e aprendizagem [6].

III. MATERIAIS E MÉTODOS

A metodologia desta revisão sistemática foi realizado de

acordo com o modelo de protocolo apresentado por Biolchini et al. [7]. Nesta seção são apresentados os principais pontos do plano elaborado.

A. Questões de pesquisa

Questão de Pesquisa Primária (QP): Como a robótica está

sendo utilizada na educação? A partir dessa pergunta temos as questões secundárias a seguir:

• (QS1) Quais as abordagens metodológicas utilizadas?• (QS2) Qual e a área do conhecimento trabalhado?• (QS3) Quais são os conteúdos trabalhados?• (QS4) Quais são os kits utilizados (plataformas)?

B. Processo de busca Para a elaboração desta pesquisa, foram buscados trabalhos

científicos com contribuições para o desenvolvimento da temática em estudo. Para a escolha desses trabalhos, foram utilizados critérios de seleção, que englobam abordagens sobre a área da robótica atrelado a educação, de forma que o período de publicação desses trabalhos deve ser de 2011 até 2016. Esse intervalo de tempo foi escolhido com o intuito de selecionar os trabalhos mais recentes na área. A estratégia de busca e seleção dos estudos primários foi definida de acordo com as fontes de estudos e palavras-chave apresentado a seguir.

As buscas foram realizadas nas seguintes bases de busca indexadas: IEEE Xplore Digital Library, ACM Digital Library, Science Direct, Scopus, Banco de Teses e Dissertações da CAPES. Além disso, buscou-se manualmente nos proceedings das seguintes conferências e revistas: WIE, SBIE, Workshop de Robótica Educacional e RENOTE.

Em todas as bases foram utilizadas palavras relacionadas a área da robóticaeducacionalno idioma português e inglês. Estas palavras-chave são: robóticaeducacional – educational robotics – robótica livre – free robotics – robotics – education. Para as bases IEEE, ACM, Science Direct e Scopus foi possível elaborar strings de buscas que consistem na combinação dessas palavras com os operadores lógicos AND e OR. Vale salientar que cada base tem a sua sintaxe, mas as palavras-chave utilizadas foram as mesmas.

O modelo padrão para a string de busca foi o seguinte: ("Abstract”: Robótica educacional OR "Abstract”: Educacional robotics OR "Abstract": robótica livre OR free robotics) AND (“Abstract": robotics) AND ("Abstract”: education).

C. Critérios de inclusão e exclusão

Para a inclusão e exclusão dos estudos, foram utilizados os seguintes critérios:

1) Critérios de Inclusão:• Critério de Inclusão 1 (CI1): Trabalhos científicos

que envolvam robótica educacional;• Critério de Inclusão 2 (CI2): Trabalhos científicos

que envolvam robótica livre;• Critério de Inclusão 3 (CI3): Trabalhos científicos

que envolvam novas aplicações na área da robótica educacional ou robótica educacional livre.

2) Critérios de Exclusão:• Critério de Exclusão 1 (CE1): Trabalhos que não

utilizam a robótica educacional nem a robótica educaional livre;

• Critério de Exclusão 2 (CE2): Trabalhos que envolvam robótica ou robótica livre, mas não a utilizam como auxiliar no processo de ensino-aprendizagem

• Critério de Exclusão 3 (CE3): Trabalhos repetidos;

D. Avaliação de qualidade Com o propósito de selecionar os melhores artigos para esta

revisão, foram aplicadas, também, critérios com o objetivo de avaliar a qualidade dos artigos encontrados. Esses critérios são:

• Critério de Qualidade 1 (CQ1): Trabalhos científicos publicados no período de 01 de janeiro de 2011 até o ano de 2016;

• Critério de Qualidade 2 (CQ2): Trabalhos que utilizam o idioma inglês ou português;

• Critério de Qualidade 3 (CQ3): Trabalhos que especificam a forma de coleta dos dados;

• Critério de Qualidade 4 (CQ4): Trabalhos que declaram claramente como a educação está inserida na robótica;

• Critério de Qualidade 5 (CQ5): Trabalhos publicados em periódicos ou conferências com qualis?

E. Processo de seleção dos estudos primários

O processo de seleção iniciou-se com a realização da pesquisa por meio de strings de busca, quando as bases forneciam suporte para as strings, caso contrário a busca foi realizada manualmente. Tanto com o uso de strings como na busca manual, eram utilizadas combinações de palavras-chaves que buscassem o maior número de artigos dentro dos critérios deste trabalho. Depois, realizou-se a leitura dos títulos e resumos dos artigos coletados. Os artigos foram selecionados seguindo os critérios definidos nesta seção. Quando havia dúvidas quanto a seleção de um artigo durante a leitura do título e resumo, o mesmo era lido por completo, com a finalidade de selecionar os artigos de maior pertinência para esta revisão.

1194 IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 16, NO. 4, APRIL 2018

III. RESULTADOS Nesta seção, são apresentados os resultados obtidos com as buscas e seleção de estudos primários. Nesta revisão foram encontrados 310 artigos entre os quais 12 eram artigos repetidos. Foram pré-selecionados 67. Na seleção final, após a leitura completa e baseado nos critérios de inclusão foram aceitos 38 artigos. A seguir, pode-se observar na tabela I os detalhes em relação ao quantitativo dos artigos.

TABELA IRESULTADOS DAS BUSCAS

Fonte Total de Artigos

Artigos pré-

selecionadosArtigos

IncluídosArtigos

Incluídos (%)

IEEE 49 16 9 23,28%ACM 36 17 10 26,32%

Science Direct 66 6 2 5,26%Scopus 111 9 2 5,26%WIE 5 1 1 2,63%SBIE 4 2 1 2,63%

Workshop de Robótica Educacional

31 14 12 31,58%

RENOTE 4 1 1 2,63%Banco de Teses e

Dissertações CAPES

4 1 0 0%

Total 310 67 38 100%

V. DISCUSSÕES

A ideia inicial desta pesquisa era encontrar trabalhos que envolvessem somente a robótica educacional livre. Porém, com o avanço da pesquisa, observou-se a importância de verificar as metodologias utilizadas em trabalhos que abordam robótica educacional como um todo. Os artigos que foram selecionados, têm o objetivo de apresentar respostas aos questionamentos que nortearam essa pesquisa. A sua principal pergunta é, como a robótica está sendo utilizada na educação? E a partir dessa pergunta surgiram as questões secundárias que são apresentadas e respondidas a seguir:

A. Quais as abordagens metodológicas utilizadas?

Entre os artigos encontrados por meio da strings de busca,

poucos apresentavam de forma clara a metodologia utilizada. Dessa forma, nem todos os artigos permitiram a realização completa da extração dos dados.

TABELA II

ABORDAGENS METODOLÓGICAS

Quais as abordagens metodológicas/teorias de aprendizagem utilizadas No de artigos

Paulo Freire - Freiriana 1Interacionista/Constutivista 5

Freinet 1Problem based learning (PBL) 1

Abordagem tradicional 23Artigo não deixa claro 7

Total 38

Ao fazer a leitura completa, percebeu-se diferentes

metodologias/teorias de aprendizagem, como: Interacionismo/construtivista, Freinet, metodologia de Paulo Freire e a metodologia conhecida como tradicional. Apresenta-se, na na Tabela II, a quantidade de artigos encontrados que utilizam cada uma das abordagens metodológicas.

A metodologia Interacionismo/construtivista se baseia na teoria em que o conhecimento resulta da interação do sujeito com o meio físico, simbólico e social. O interacionismo trata os elementos biológicos e sociais de uma forma que eles se associam, e possuem uma influência mutua. Ao mesmo tempo, há uma interação sem variações com outras pessoas produzindo um conjunto de habilidades [8]. Já o construtivismo, faz referência aos aspectos lógicos da aprendizagem, em que a construção é realizada por meio da ação e não por conhecimento adquiridos anteriormente, presentes na construção dos genes ou no ambiente em que ele se desenvolveu. O pensar é que estimula o conhecimento resultando em uma ação capaz de solucionar problemas. Assim, esse método pressupõe que é a partir da atitude que se instituem a mente e a consciência, assim como os nossos pensamentos [9].

A metodologia Freinet é constituída com embasamento em experimentação e documentação, objetivando uma educação prática que é totalmente centralizada no educando, e assim se atribui grande ênfase as atividades manuais. O seu foco é na formação de crianças ativas. Ele afirma que o papel da escola e dos professores, é proporcionar interesse por meio de situações em que a criança desperte o agir [10].

A metodologia de Paulo Freire parte do pressuposto da alfabetização focando na libertação. Esse processo não se dá somente no meio cognitivo, mas também no meio social e político [11]. Freire considera aspectos como:

• Pensamento crítico: A verdadeira educação deve estar inserida no contexto da existência social e individual do educando;

• Ato político: A alfabetização, a leitura e o conhecimento deixam de ser neutros, na medida em que são críticos;

• Dialogo e participação: Apresenta uma proposta em que o educando tem o espaço e direito a fala, produzindo um diálogo de participação.

A aprendizagem baseada em problemas (PBL) é uma metodologia que foca no aluno, dessa forma, os alunos adquirem um conhecimento por meio de experiências que são utilizadas para a solução de um determinado problema proposto. Consiste em uma aprendizagem ativa, em que os aprendizes formam grupos e aprendem com a resolução de um problema. Os problemas estimulam o desenvolvimento das habilidades e o pensamento [5]. Além dessas abordagens, observou-se também a predominância da metodologia tradicional, na qual o professor é aquele que possui todo o conhecimento. Também faz parte dessa metodologia as avaliações por meio provas e/ou trabalhos, que tem o objetivo de medir o aprendizado de determinada disciplina. O percentual dessas abordagens pode ser observado na Figura 1.

ETIENE BEZERRA JUNIOR et al.: A STUDY OF THE 1195

Figura 1. Abordagens metodológicas. B. Qual é a área do conhecimento trabalhada? Os artigos encontrados nesta revisão apresentam diferentes áreas do conhecimento. A seguir podemos observar as áreas trabalhadas:

• STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics). Esta se apresentou na maioria dos artigos, trabalhando com a interdisciplinaridade, que envolve a ciência, tecnologia, engenharia e matemática. Todas essas disciplinas eram inseridas em um contexto de uma problemática, em que a solução fazia uso da robótica educacional.

• Além da STEM, os artigos mostraram também contribuição em várias outras disciplinas como geográfica, inglês, matemática, eletrônica, programação, dentre outras. Na Figura 2, pode-se observar a porcentagem das disciplinas trabalhadas:

Figura 2. Abordagens metodológicas.

É importante mencionar que, nem todos os artigos que foram incluídos apresentavam de maneira clara as disciplinas abordadas, e muitos apesentavam a junção de várias disciplinas. Esses artigos foram definidos no campo “outros” na Figura 2. Diante desse problema, foi necessário fazer um estudo mais criterioso para a extração de dados.

C. Quais são os conteúdos trabalhados?

Diante das diferentes disciplinas encontradas nos artigos, percebeu-se que a maioria dos artigos não destacavam os conteúdos explicitamente. Logo os artigos apresentavam uma

abordagem interdisciplinar. Mas, pelo que foi possível analisar, temos os seguintes conteúdos trabalhados:

• Robótica educacional e engenharia: assuntos específicos de robótica educacional e a engenharia da robótica educacional. Os estudantes estudaram o que é um robô, características de um robô, como funciona a robótica educacional, aplicações da robótica, componentes e outros. Os artigos são:

o The Creation and Application of a Simulator in Educational Robotics Classes [12];

o Educational robotics as learning tools within the teaching and learning practice [13];

o A proposal for RoboCupJunior in Africa: Promoting educational experience with robotics [14];

o Educational robotics to promote 21st century skills and technological understanding among underprivileged undergraduate students [15];

o Development and deployment of a new robotics toolbox for education [16].

• Movimento retilíneo: este conteúdo foi trabalhado de modo a apresentar um recurso que possibilita a realização de experiências reais de deslocamento e a visualização de dados capturados ao longo do trajeto, em tempo real. Os dados eram exibidos em uma tela de computador, auxiliando na compreensão, pelos alunos, dos detalhes envolvidos no deslocamento. O título do artigo é:

o A robótica livre no auxílio da aprendizagem do movimento retilíneo [17].

• Energia cinética: para abordar este assunto, o estudo foi conduzido com dois robôs que medem a velocidade antes e depois de uma colisão. Os estudantes foram equipados com instrumentos necessários para medir o peso de ambos os robôs. Os alunos tinham que realizar dez testes de colisão, realizando os cálculos. O título do artigo é:

o Educational Robotics and Inquiry Learning: A Pilot Study in a Web-Based Learning Environment [18].

• Relações métricas do triângulo retângulo: por meio deste conteúdo aplicado à robótica, foi possível estudar as medidas do triângulo retângulo. O título do artigo é:

o Aprendendo as Relações Métricas do Triângulo Retângulo com Robótica: Perspectiva do Planejamento de Ensino [19].

• Princípios básicos de eletrônica e Lógica de programação: introdução a programação, por meio da apresentação dos primeiros passos mostrando o que é uma variável, uma constante e um loop. Essa fase fornece suporte para a programação dos robôs desenvolvidos e os primeiros passos da eletrônica. Os artigos são:

o Projeto robótica e Cidadania: ROBOTRUCK [20];

o Popularização da Ciência e Tecnologia por meio da Robótica [21];

1196 IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 16, NO. 4, APRIL 2018

o Robótica e Matemática na Formação da Cidadania: Associando Números Negativos e Educação no Trânsito [22];

o Interdisciplinary connections in a mobile computing and robotics course [23];

o Beyond wrestling: using sumobots to engage students in the computer science classroom [24];

o COTSBots: computationally powerful, low-cost robots for Computer Science curriculums [25];

o Resources and features of robotics learning environments (RLEs) in Spain and Latin America [26];

o Towards inexpensive robots for science technology teaching and education in Afric [27];

o REDUC: A Robótica Educacional como Abordagem de Baixo Custo para o Ensino de Computação em Cursos Técnicos e Tecnológicos [28];

o RoboFacil: Especificação e Implementação de um Kit de Robótica para a Realidade Educacional Brasileira [29];

o Methodology for Qualification of Future Teachers in Physics’ Degree Course Using Low Cost Robotics [30];

o Utilizando a robótica para o ensino de lógica computacional com crianças do ensino fundamental [2].

• Educação especial e inclusiva: trata da robótica com conteúdos facilitadores para crianças especiais. Geralmente está relacionado aos primeiros passos da aprendizagem da criança. O título do artigo é:

o Educational robotics as a learning aid for disabled children [31].

• Visão sustentável: este conteúdo está relacionado aos artigos que apresentam uma visão ecológica, que também está ligado a robótica de baixo custo. A visão ecológica é apresentada de maneira que se direciona a forma que a robótica livre é construída, neste caso, por meio do lixo reciclado. Por intermédio deste conteúdo unido à disciplina de ciências, são apresentadas as consequências e benefícios da reciclagem, bem como, mostra-se os impactos que acontecem no meio ambiente. O título do artigo e:

o Plataforma robótica de baixíssimo custo para robótica educacional [32].

• Inglês e Artes: este assunto foi encontrado em dois artigos. No primeiro, os autores apresentaram uma abordagem para ensinar as cores usando robótica; no segundo, o robô ensina a língua inglesa de modo mais básico possível para as crianças. Os artigos são:

o Utilizando a robótica educacional livre como ferramenta de apoio ao ensino das cores da luz [33];

o “You Win, I Lose”: Towards Adapting Robot’s Teaching Strategy [34].

• Interação humano robô: relaciona estudos de IHC (interação humano-computador) com a robótica. O título do artigo é:

o The social construction of creativity in educational robotics [35].

• Nos demais artigos não foi possível identificar os conteúdos trabalhados. São eles:

o Desenvolvimento de Projeto Pedagógico de Apoio as Disciplinas Básicas de Formação Utilizando o Conceito de Robótica Educacional [36];

o Teacher’s Kit: Development, Usability, and Communities of Modular Robotic Kits for Classroom Education [37];

o A preparação para a olimpíada de robótica como projeto educacional e seus efeitos na vida dos estudantes [6];

o Robótica na Educação Infantil: necessidades formativas de professores [38];

o Uma nova abordagem em robótica educacional utilizando simuladores e kits de robótica livre [5];

o Integração de Múltiplas Plataformas Robóticas no Ensino Fundamental e Médio [39];

o A Development of Educational Robot Software for Master’s Course Students [40];

o Contextualized learning tools: animations and robots [41];

o A robot in the classroom [42];o Students’ Attitudes and Motivation During

Robotics Activities [43];o Hands-on learning of programming

concepts using robotics for middle and high school students [44];

o Interdisciplinary project-based learning at master level: control of robotic mechatronic STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) [45];

o Education on the Basis of Virtual Learning Robotics Laboratory and Group-controlled Robots [46].

Observou-se que há artigos que envolvem a criatividade e inovação, conhecimentos específicos de geografia, fazendo referência a localização geográfica e de escala cartográfica. A seguir, na Figura 3, pode-se observar a porcentagem dos conteúdos trabalhados.

ETIENE BEZERRA JUNIOR et al.: A STUDY OF THE 1197

Figura 2. Abordagens metodológicas.

D. Quais são os kits utilizados?

Ao fazer a análise dos artigos, foi possível perceber a utilização de diferentes tipos de kits. O kit da Lego mostrou- ˜ se presente em 13 artigos dos 38. Foi notável também a presença da robótica livre, que consiste de materiais que não fazem parte de nenhum kit, como por exemplo: componentes eletrônicos ou até mesmo reúso de materiais da reciclagem (robótica livre), como já foi elaborado. Estes materiais, são utilizados sempre apresentando uma abordagem multidisciplinar. Na Figura 4, apresentam-se os kits utilizados e sua respectiva porcentagem.

Foi possível notar que, os artigos analisados que aplicavam

a robótica educacional na sala de aula, obtiveram como resultado uma aprendizagem mais lúdica que incentivava e envolvia a participação dos alunos.

IV. CONCLUSÃO

Com o desenvolvimento desta Revisão Sistemática da Literatura foi possível observar que, muitos dos estudantes, em especial as crianças, possuem forte interesse na área da tecnologia, bem como na robótica educacional. Foi perceptível que mesmo com o avanço da tecnologia, ainda existem instituições que precisam trabalhar mais com as ferramentas educacionais, pois com base na leitura de alguns artigos foi observado que ainda existem instituições que enfrentam uma resistência em utilizar as tecnologias. Isso varia de um receio em não saber utilizar a tecnologia até a ausência de recursos tecnológicos. Também é importante mencionar que, a robótica

educacional, consiste em uma ferramenta pedagógica que promove o ensino e aprendizagem, ao mesmo tempo em que trabalha a interdisciplinaridade, trabalho em equipe, conhecimento teórico aplicado na prática, dentre outros benefícios.

REFERÊNCIAS

[1] D. H. Moura, “A formação de docentes para a educação profissional e tecnológica, ” Revista Brasileira da Educação Profissional e Tecnológica, vol. 1, no. 1, pp. 23–38, 2015.

[2] P. Callegari, T. N. dos Santos, E. Pozzebon, and L. B. Frigo, “Utilizando a robótica para o ensino de logica computacional com crianças do ensino fundamental, ” RENOTE, vol. 13, no. 2.

[3] Kitchenham Barbara. Procedures for Performing Systematic Reviews. Joint Technical Report Software Engineering Group Department of Computer Science Keele University. Australia NICTA Technical Report. 1 July, 2004.

[4] P. G. Cysneiros, “Papert, Seymour. A máquina das crianças: repensando a escola na era da informática. Tradução de Sandra Costa. Porto alegre: Artes médicas, 2008. ” 1994.

[5] C. C. Fernandes, S. T. Sá, and L. M. G. Goncalves, “Uma nova abordagem em robótica educacional utilizando simuladores e kits de robótica livre, ” in III Workshop de Robótica Educacional (WRE) - Fortaleza, CE, 2012.

[6] A. A. Soares, E. L. T. Gomes, L. M. Goncalves, J. M. V. Boas, and S. Revoredo, “A preparação para a olimpíada de robótica como projeto educacional e seus efeitos na vida dos estudantes, ” in VI WORKSHOP DE ROBÓTICA EDUCACIONAL, p. 94.

[7] Biolchini J., Mian P. G., Travassos G. H. and Natali A. C. Systematic Review in Software Engineering. Technical Report RT – ES. 2005.

[8] P. C. Montagner, R. R. Costa, C. dos Santos Joaquim, L. K. Hirama et al., “Propostas interacionistas em pedagogia do esporte: aproximações e características, ” Conexões, 2014.

[9] J. A. Piaget, “Linguagem e o pensamento na criança, ” Trad. Manuel Campos. Rio de Janeiro: Fundo de Cultura, 1959.

[10] R. F. d. S. M. MURATT, “O pensamento pedagógico de Celestin Freinet na era das revoluções,” Ph.D. dissertation, www.teses.ufc.br, 2015.

[11] D. Auler, “Articulação entre pressupostos do educador Paulo Freire e do movimento cts: novos caminhos para a educação em ciências, ” Revista Contexto & Educação, vol. 22, no. 77, pp. 167–188, 2013.

[12] C. Fernandes, S. Thomaz, R. Pitta, and L. M. Goncalves, “The creation and application of a simulator in educational robotics classes,” in Robo- tics Symposium and Competition (LARS/LARC), 2013 Latin American. IEEE, 2013, pp. 159–164.

[13] N. Eteokleous and D. Ktoridou, “Educational robotics as learning tools within the teaching and learning practice,” in Global Engineering Education Conference (EDUCON), 2014 IEEE. IEEE, 2014, pp. 1055– 1058.

[14] A. Eguchi and L. Almeida, “A proposal for robocupjunior in Africa: Promoting educational experience with robotics,” in AFRICON, 2013. IEEE, 2013, pp. 1–5.

[15] A. Eguchi, “Educational robotics to promote 21 st century skills and technological understanding among underprivileged undergraduate students,” in Integrated STEM Education Conference (ISEC), 2015 IEEE. IEEE, 2015, pp. 76–82.

[16] A. Gil, O. Reinoso, J. M. Marin, L. Paya, and J. Ruiz, “Development and deployment of a new robotics toolbox for education,” Computer Applications in Engineering Education, vol. 23, no. 3, pp. 443–454, 2015.

[17] M. A., Trentin, C. A. S. Perez, and A. C. Teixeira, “A robótica livre no auxílio da aprendizagem do movimento retilíneo, ” in Anais do Workshop de Informática na Escola, vol. 1, no. 1, 2013, p. 51.

[18] H. Altin, M. Pedaste, and A. Aabloo, “Educational robotics and inquiry learning: A pilot study in a web-based learning environment,” in Ad- vanced Learning Technologies (ICALT), 2011 11th IEEE International Conference on. IEEE, 2011, pp. 224–226.

[19] M. E. dos Santos and A. P. Mendonca, “Aprendendo as relações

1198 IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 16, NO. 4, APRIL 2018

métricas do triângulo retângulo com robótica: Perspectiva do planeja- mento de ensino, ” in VI WORKSHOP DE ROBO´ TICA EDUCACIONAL, p. 28.

[20] N. V. Aguilera, L. G. Ferreira, L. H. Dias, and F. A. Faria, “Projeto robótica e cidadania: Robotruck, ” in VI WORKSHOP DE ROBO´ TICA EDUCACIONAL, 2015, p. 112.

[21] H. F. Ronan Marcelo Martins, Valdinilson L da Cunha, “Popularização da ciência e tecnologia por meio da robótica, ” in VI WORKSHOP DE ROBO´ TICA EDUCACIONAL, 2015, p. 117.

[22] H. R. Silva, S. da Fonseca Silva, and J. R. da Silva, “Robótica e matemática na formação da cidadania: Associando números negativos e educação no trânsito, ” in VI WORKSHOP DE ROBO´ TICA EDUCA- CIONAL, p. 10.

[23] S. Kurkovsky, “Interdisciplinary connections in a mobile computing and robotics course,” in Proceedings of the 2014 conference on Innovation & technology in computer science education. ACM, 2014, pp. 309-314.

[24] E. R. Caldwell and E. J. Jones, “Beyond wrestling: using sumobots to engage students in the computer science classroom,” Journal of Computing Sciences in Colleges, vol. 29, no. 2, pp. 132–139, 2013.

[25] T. Soule and R. B. Heckendorn, “Cotsbots: computationally powerful, low-cost robots for computer science curriculums,” Journal of Computing Sciences in Colleges, vol. 27, no. 1, pp. 180–187, 2011.

[26] K. Pittı, B. Curto, V. Moreno, and M. J. Rodriguez, “Resources and features of robotics learning environments (rules) in Spain and Latin America,” in Proceedings of the First International Conference on Technological Ecosystem for Enhancing Multiculturality. ACM, 2013, pp. 315–322.

[27] T. Booysen, M. Rieger, and A. Ferrein, “Towards inexpensive robots for science & technology teaching and education in Africa,” in AFRICON, 2011. IEEE, 2011, pp. 1–6.

[28] F. L. Santos, F. M. S. Nascimento, and R. M. Bezerra, “Reduc: A robótica educacional como abordagem de baixo custo para o ensino de computação em cursos técnicos e tecnológicos, ” in Anais do Workshop de Informática na Escola, vol. 1, no. 1, 2010, pp. 1304–1313.

[29] L. C. de Miranda, F. F. Sampaio, and J. A. dos Santos Borges, “Robofácil: Especificação e implementação de um kit de robótica para a realidade educacional brasileira, ” Brazilian Journal of Computers in Education, vol. 18, no. 03, p. 46, 2011.

[30] A. Araujo, A. Burlamaqui, and R. Aroca, “Methodology for quali- fication of future teachers in physics’ degree course using low cost robotics,” in Robotics Symposium and Competition (LARS/LARC), 2013 Latin American. IEEE, 2013, pp. 148–152.

[31] C. Valadão, T. F. Bastos, M. Bortoleto, V. Perim, D. Celino, F. Rodor, A. Goncalves, and H. Ferasoli, “Educational robotics as a learning aid for disabled children,” in Biosignals and Biorobotics Conference (BRC), 2011 ISSNIP. IEEE, 2011, pp. 1–6.

[32] R. V. Aroca, “Plataforma robótica de baixíssimo custo para robótica educacional, ” 2012.

[33] C. R. Daros, C. T. W. da Rosa, and L. M. Darroz, “Utilizando a robotics educacional livre como ferramenta de apoio ao ensino das cores da luz,” Revista CIATEC-UPF, vol. 8, no. 1, pp. 57–68, 2016.

[34] S. Meiirbekov, K. Balkibekov, Z. Jalankuzov, and A. Sandygulova, “You win, I lose: Towards adapting robot’s teaching strategy,” in The Eleventh ACM/IEEE International Conference on Human Robot Interaction. IEEE Press, 2016, pp. 475–476.

[35] K. Zawieska and B. R. Duffy, “The social construction of creativity in educational robotics,” in Progress in Automation, Robotics and Measuring Techniques. Springer, 2015, pp. 329–338.

[36] A. F. Moreira, M. Alves Filho, M. F. Queiroz Filho, V. Czarnobay, and V. R. de Souza, “Desenvolvimento de projeto pedagógico de apoio às disciplinas básicas de formação utilizando o conceito de robótica

[37] A. Takacs, G. Eigner, L. Kovacs, I. J. Rudas, and T. Haidegger, “Teacher’s kit: Development, usability, and communities of modular robotic kits for classroom education,” IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 23, no. 2, pp. 30–39, 2016.

[38] D. A. Peralta, M. C. Brito, J. P. de Almeida Prado, and G. Morceli, “Robótica na educação infantil: necessidades formativas de professo- res, ” in VI WORKSHOP DE ROBO´ TICA EDUCACIONAL, p. 106.

[39] A. J. B. da Silva and E. da Silva Almeida, “Integração de múltiplas plataformas robóticas no ensino fundamental e médio, ” in III

Workshop de Robótica Educacional, 2012.[40] H. Watanabe, I. Tanigawa, M. Sugaya, N. Ogura, and K. Hisazumi,

“A development of educational robot software for master’s course students,” in Proceedings of the WESE’15: Workshop on Embedded and Cyber- Physical Systems Education. ACM, 2015, p. 11.

[41] A. Remshagen and C. Rolka, “Contextualized learning tools: animations and robots,” in Proceedings of the 2014 ACM Southeast Regional Conference. ACM, 2014, p. 5.

[42] M. F. Silva, B. Curto, and V. Moreno, “A robot in the classroom,” in Proceedings of the 3rd International Conference on Technological Ecosystems for Enhancing Multiculturality. ACM, 2015, pp. 197–201.

[43] F. KalotiHallak, M. Armoni, and M. M. Ben-Ari, “Students’ attitu- des and motivation during robotics activities,” in Proceedings of the Workshop in Primary and Secondary Computing Education. ACM, 2015, pp. 102–110.

[44] A. Saad and R. M. Kroutil, “Hands-on learning of programming concepts using robotics for middle and high school students,” in Proceedings of the 50th Annual Southeast Regional Conference. ACM, 2012, pp. 361–362.

[45] C. Copot, C. Ionescu, and R. De Keyser, “Interdisciplinary project- based learning at master level: control of robotic mechatronic systems,” IFAC-PapersOnLine, vol. 49, no. 6, pp. 314–319, 2016.

[46] V. Andreev, S. Kuvshinov, V. Pryanichnikov, and Y. Poduraev, “Edu- cation on the basis of virtual learning robotics laboratory and group- controlled robots,” Procedia Engineering, vol. 69, pp. 35–40, 2014.

Jose Etiene Bezerra Junior Graduado em Licenciatura em Computação e Informática pela Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA). Mestre pelo programa de pós-graduação em Ciência da Computação (PPgCC) UERN-UFERSA. Participou do grupo de Pesquisa em Tecnologias Educacionais (UERN) e bolsista como professor mediador de tecnologia da informação no Instituto Metrópole Digital - IMD/UFRN.

Rommel Wladimir de Lima Possui Graduação em Ciências da Computação (1997), Mestrado em Sistemas e Computação (2003) e Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação (2009), todos pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Atualmente é Professor Adjunto IV na Universidade do Estado do Rio Grande do Norte e Membro permanente no Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação (associação ampla entre UERN/UFERSA).

Paulo Gabriel Gadelha Queiroz Possui graduação em Computação pela Universidade Federal do Ceará (2007), mestrado (2009) e doutorado (2015) pela Universidade de São Paulo (ICMC-USP). Atualmente, é professor Adjunto II, do curso de graduação em Ciência da Computação da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA) e Membro permanente no Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação (associação ampla entre UERN/UFERSA). Tem experiência na área de Ciência da Computação, com ênfase em Engenharia de Software.

ETIENE BEZERRA JUNIOR et al.: A STUDY OF THE 1199