Programar sem computadores Teach article

Traduzido por Alexandra Manaia. Para aprender a programar não é obrigatório dispor de computadores- transforme os seus alunos em programadores e em robôs, usando apenas canetas, papel e uma pilha de copos de descartáveis (de papel ou plástico).

A informática e a programação têm vindo progressivamente a ser integradas no currículo do mundo científico, mas muitos dos seus princípios podem ser explorados sem recorrer necessáriamente ao uso de computadores. Utilizando um “vocabulário  pré-definido e específico para robôs”, os seus alunos descobrirão como guiar-se uns aos outros para a realização de tarefas específicas, que não foram  previamente discutidas.

Esta atividade ensina os alunos a fazer a ligação entre símbolos e ações, e permite-lhes adquirir a capacidade de detectar e corrigir erros de programação. Caso disponha de tempo suficiente, pode optar por introduzir funções no final da aula.

Aprender a programar não
requer o uso de
computadores

Imagem cortesia de
Almonroth/Wikimedia
Commons

Programar um robô

Comece por perguntar aos seus alunos se alguém já ouviu falar de robótica. Alguém já teve oportunidade de ver ou de interagir com um robô? Será que um robô consegue “ouvir-nos”? Será que pode “compreender” o que dizemos? A resposta a esta última questão é:  “Sim, pode. Mas não da mesma forma que uma pessoa compreende.”

Os robôs são pré-programados para realizarem um certo número de ações. A execução de cada ação depende de um conjunto de instruções específicas (por vezes designadas de algoritmo) que o robô precisa de receber e seguir. Esta atividade ensina aos alunos o que é preciso para que isso aconteça.

Material

  • folha com a “chave dos símbolos” (1 por equipa)w1
  • embalagem com uma pilha de copos de descartáveis de papel ou plástico (1 conjunto por equipa)w1
  • copos descartáveis (6 ou mais por equipa)
  • folhas de papel branco (1 por pessoa)
  • um lápis ou caneta (1 por pessoa)

Procedimento

Utilize a folha com a chave dos símbolos, ou escreva os símbolos no quadro (figura 1). Utilizando apenas seis tipos de símbolos, os alunos fornecerão aos robôs as instruções necessárias à construção de uma torre de copos descartáveis.

Figura 1: Chave dos símbolos
Imagem cortesia de
Thinkersmith

Primeiro convém fazer uma demonstração do procedimento através de um exemplo. Para isso deverá mostrar aos alunos os vários tipos de torres de copos descartáveis, representadas na figura 2. Colocar os copos descartáveis em cima da mesa, de modo a que todos consigam vê-los. Peça aos alunos para darem a instrução  que inicia a construção  da torre. A resposta correta é “pegue num copo”. De notar que a ação de pegar num copo implica levantá-lo a uma altura acima do copo mais alto da torre.

Enquanto a mão ainda está no ar, pergunte-lhes qual deverá ser a próxima instrução. Deve lembrar os alunos de que “um passo em frente” corresponde apenas a uma distância equivalente a metade da largura de um copo (ver figura 3).

Logo que tenha acabado de colocar um copo na torre, peça aos alunos para escreverem no quadro a sequência de símbolos que levaram à concretização dessa ação.

  1. Forme as equipas de alunos (veja a caixa Ajustamentos para obter informação sobre o tamanho ideal das equipas).
  2. Cada equipa deve escolher um ‘robô’. Os “robôs” deverão ser enviados para a ‘livraria dos robôs’ num local mais afastado na sala de aula, enquanto os ‘programadores’ começam a programar. Os robôs devem utilizar o tempo passado na “biblioteca dos robôs” para praticarem o empilhamento dos copos e para se assegurarem da compreensão  das  regras.
  3. Distribua os cartões com o tipo de torre a construir por cada equipa.
  4. Cada equipa deverá criar o algoritmo (conjunto de instruções) que permita ao robô construir a torre representada no cartão.
  5. Usando a chave dos símbolos, as equipas devem traduzir os algoritmos  (conjuntos de instruções) em termos de símbolos.
  6. Logo que os programadores tenham terminado de codificar as instruções para elaborar a torre de copos, o “robô” pode juntar-se ao grupo.
  7. Quando o robô regressa ao grupo, os restantes elementos da equipa devem manter-se em silêncio.  O robô vai convertendo cada símbolo que lê, na execução da ação correspondente.
  8. Caso ocorra um erro no código, a equipa poderá parar o desenrolar do programa. Logo que o erro seja corrigido, o robô poderá recomeçar a funcionar.
Figura 2:  Modelo para
construção da torre de três
copos

Imagem cortesia de
Thinkersmith

De cada vez que uma equipa consegue completar com sucesso o exercício – construir o modelo de torre pedido- deve escolher-se um novo robô a enviar para a “biblioteca dos robôs”. Entretanto a equipa deverá receber um novo cartão com um novo modelo de torre de copos, mais complexa, para construir.

Opcional: Funções

Frequentemente, durante esta atividade os alunos começam a escrever versões  condensadas das instruções. Por exemplo ->x5 em vez de ->->->->->. Deve-se desencorajar esta prática, e pedir que utilizem apenas os seis símbolos que têm à disposição. No entanto, no contexto de outra atividade numa aula futura, pode-se valorizar a capacidade dos alunos em terem conseguido, por si próprios, construir funções (instruções condensadas) adaptadas às necessidades de programação.

Uma combinação de setas e números é uma boa maneira de indicar que queremos repetir um movimento específico, um determinado número de vezes. Trata-se de criar um novo símbolo que evite repetir símbolos desnecessariamente. Os seus alunos poderão encontrar outros atalhos e funções.

Figura 3:  Instruções para construir a torre de três copos
Imagem cortesia de Thinkersmith

Agora que os alunos conseguiram criar novas funções, pode deixá-los explorar  a elaboração do programa para a construção de um modelo   de torre de copos mais complexo.

Ajustamentos

Para a escola primária

  • Implementar esta atividade com uma turma de alunos completa. Os alunos poderão fornecer as instruções. O professor poderá escrevê-las no quadro.
  • No caso de ter um/uma assistente, ele/ela deverá sair da sala durante a fase de programação. Deverá regressar quando tiverem terminado de escrever o código e então atuar como robô.
  • Se dispuserem de tempo suficiente, poderão trocar de papéis: o assistente poderá escrever as instruções no quadro e o professor poderá fazer de robô.

Para alunos com idades entre 11-14 anos

  • As equipas deverão ser compostas por três a cinco alunos, dependendo da personalidade dos alunos.
  • Planear a atividade de forma a que cada aluno possa assumir o papel de robô- isso poderá demorar 1 hora inteira.

Para alunos com idade igual ou superior a 14 anos

  • Limitar o tamanho das equipas a um número máximo de quatro alunos- o ideal seria trabalhar com grupos de três.
  • Em princípio, quando cada aluno tiver tido oportunidade de assumir o papel de robô restará ainda tempo para dedicar a criar e testar funções.

Download

Download this article as a PDF

Web References

  • w1 – Fazer o Download da chave dos símbolos e do documento  com os modelos para a construção das torres de copos.
  • w2 – Várias atividades adicionais estão disponíveis no website Thinkersmith.
  • w3 – O plano da atividade e respectivo vídeo estão disponíveis no Website Computer Science Education Week.

Author(s)

Esta atividade foi adaptada a partir do projeto  “Travelling Circuits lesson My Robotic Friends”, desenvolvida pela equipa Thinkersmithw2;  Direitos de autor: Creative Commons CC-BY-NC-SA. O plano de atividade completo está disponível em Inglês e Espanhol no website Computer Science Education Weekw3.




License

CC-BY-NC-SA