Abstrato
A robótica educacional envolve os alunos em uma abordagem STEM integrada que os ajuda a compreender os conceitos STEM, bem como a aumentar as percepções positivas dos assuntos STEM desde tenra idade. Quando a pandemia da COVID-19 eclodiu, a existência de robôs físicos numa sala de aula presencial tornou-se uma impossibilidade. Um programa de robô virtual foi rapidamente desenvolvido para funcionar com uma plataforma de codificação familiar para fornecer aos alunos e professores uma solução robótica alternativa que pudesse ser usada em qualquer lugar. Neste artigo, os dados de utilização de mais de um milhão de estudantes em todo o mundo serão interpretados juntamente com dois estudos de caso de professores. Essa combinação de dados forneceu insights sobre o robô virtual como ferramenta de aprendizagem, bem como recurso de ensino. Os estudos de caso de professores também revelaram um conjunto de necessidades críticas que facilitaram o ensino em circunstâncias tão imprevisíveis. Finalmente, estes dados indicam que o ambiente de aprendizagem do robô virtual pode ser usado como um complemento simbiótico a um robô físico para ajudar os alunos a ganhar confiança com a programação iterativa, aumentar o entusiasmo pela robótica educacional e fornecer aos professores uma opção de ensino altamente flexível no futuro.
Palavras-chave
Robô virtual, robótica educacional, ensino de robótica, soluções COVID-19, educação STEM, ciência da computação, programação
Introdução
A robótica e a ciência da computação tornaram-se cada vez mais integradas nas escolas primárias e secundárias (do jardim de infância ao 12º ano) nos Estados Unidos nos últimos anos, estimuladas por relatórios e políticas nacionais. Em 2015, a National Science Foundation declarou que a aquisição de conhecimentos e habilidades em ciência, tecnologia, engenharia e matemática (STEM) é cada vez mais vital para os americanos se envolverem plenamente em uma economia global com uso intensivo de tecnologia, que é fundamental que todos tenham acesso a educação de alta qualidade em tópicos STEM. O Comitê de Educação STEM do Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia apresentou um relatório em 2018 para delinear uma estratégia federal para a educação STEM. Este relatório observa que: “O próprio carácter da educação STEM tem evoluído de um conjunto de disciplinas sobrepostas para uma abordagem mais integrada e interdisciplinar à aprendizagem e ao desenvolvimento de competências. Esta nova abordagem inclui o ensino de conceitos académicos através de aplicações do mundo real e combina a aprendizagem formal e informal nas escolas, na comunidade e no local de trabalho. Procura transmitir competências como pensamento crítico e resolução de problemas, juntamente com competências interpessoais, como cooperação e adaptabilidade.” Este foco nacional na aprendizagem STEM tem sido acompanhado por um aumento da investigação e inovação em ambientes educativos sobre como incorporar melhor a tecnologia na sala de aula para tópicos STEM.
A robótica oferece uma maneira prática para os alunos explorarem os conceitos STEM. Os tópicos básicos de STEM são tópicos importantes no ensino primário e secundário, pois são pré-requisitos essenciais para estudos avançados de faculdade e pós-graduação, bem como para aumentar as competências técnicas na força de trabalho (Committee on STEM Learning, 2018). Uma metanálise (Beniti, 2012) revelou que, geralmente, a robótica educacional aumentou o aprendizado de conceitos STEM específicos. Estudos em muitas faixas etárias revelaram que a robótica aumenta o interesse dos alunos e as percepções positivas das disciplinas STEM (Nugent et al., 2010; Robinson, 2005; Rogers & Portsmore, 2004), o que por sua vez aumenta o desempenho escolar e promove a obtenção de diplomas em ciências (Renninger & Hidi, 2011; Wigfield & Cambria, 2010; Tai et al., 2006). Para estudantes do ensino médio, a robótica tem sido usada para apoiar a preparação para a faculdade e habilidades técnicas de carreira (Boakes, 2019; Ziaeefard et al., 2017; Vela et al., 2020), enquanto a robótica foi introduzida em estudantes do ensino fundamental para desenvolver investigação e habilidade de resolução de problemas e promover percepções positivas de tópicos STEM (Cherniak et al., 2019; Ching et al., 2019). A introdução da robótica educacional tem sido especialmente benéfica para os jovens estudantes, que podem começar a formar atitudes negativas em relação às disciplinas STEM já na 4ª série (Unfried et al., 2014). Os jovens estudantes beneficiam de um contexto de aprendizagem integrado e desenvolvem atitudes mais positivas em relação às disciplinas STEM com experiências iniciais de sucesso (McClure et al., 2017).
A investigação também demonstrou que a introdução da robótica durante a formação inicial dos professores aumentou a autoeficácia dos professores, o conhecimento do conteúdo e as competências de pensamento computacional (Jaipal-Jamani e Angeli, 2017). Embora seja lógico que os benefícios da robótica sejam encontrados tanto nos professores como nos alunos, a introdução da robótica na educação formal de professores ainda é limitada. Em muitos países, a formação tradicional de professores centra-se em tópicos disciplinares de ciências e matemática, deixando a maioria dos professores mal preparados em engenharia e tecnologia (Epstein e Miller, 2011) e menos confiantes no ensino de tópicos STEM não abrangidos na formação formal de professores ou no estabelecimento de ligações através de STEM. disciplinas (Nadelson et al., 2013; Kelley & Knowles, 2016). Bybee (2010) observou que esta limitação dos tópicos STEM na formação de professores leva a uma sub-representação da engenharia e da tecnologia, particularmente no ensino fundamental e médio. Embora os benefícios da inclusão da robótica na formação de professores sejam claros (Jaipal-Jamani e Angeli, 2017), uma alternativa poderia ser alcançada através do desenvolvimento profissional contínuo e da aprendizagem informal através de comunidades de prática. Bandura (1977) expressou o aspecto crítico dos contextos de aprendizagem social e, a partir desse conceito, Lave e Wenger (1991) delinearam o conceito de comunidades de prática (CoP). Para uma CoP, os membros reúnem-se em torno de um interesse comum num domínio, desenvolvem uma comunidade e partilham pesquisas e conhecimentos para desenvolverem competências e conhecimentos – desenvolvendo uma prática (Lave & Wenger, 1991). Em vez da robótica na formação formal de professores, a aprendizagem informal e as CdP poderiam proporcionar benefícios semelhantes aos professores e, além disso, aos alunos.
Infelizmente, a pandemia da COVID-19 causou perturbações globais generalizadas na aprendizagem presencial, afetando quase todos os estudantes em todo o mundo (ONU, 2020). As experiências práticas de aprendizagem foram suspensas, o que era uma parte fundamental da maior parte do currículo robótico STEM, incluindo o currículo robótico usado pela linha de robótica educacional VEX. Soluções de aprendizagem remota eram necessárias para fornecer rapidamente um ambiente de aprendizagem virtual que ainda pudesse ajudar os alunos a se envolverem com tópicos STEM de uma forma autêntica e significativa. A VEX Robotics criou rapidamente o VEXcode VR (doravante denominado simplesmente “VR”), uma plataforma com um robô virtual que pode ser usado de maneira semelhante a um robô físico.
Este artigo revisará os dados de uso coletados pela plataforma VR para obter insights sobre como era esse substituto virtual durante essa disrupção global. Também serão apresentados dois estudos de caso que fornecem contexto sobre como os professores implementaram a RV em seus ambientes de aprendizagem remota. As duas principais questões de pesquisa para este artigo são as seguintes:
- Que insights os dados de uso e os estudos de caso de professores podem revelar sobre a aprendizagem dos alunos com VR após o surto de COVID-19?
- Que insights os professores podem fornecer sobre a implementação da RV na sala de aula?
O caos costurado pela COVID-19 foi sentido principalmente pelos educadores. Décadas de experiência e aulas concebidas para aprendizagem presencial foram instantaneamente destruídas, mas esta perturbação também incentivou os educadores a experimentar novas ferramentas e métodos de ensino. Compreender as decisões tomadas e os resultados alcançados a partir da perspectiva dos educadores que lideraram através de soluções inovadoras pode fornecer insights sobre como incorporar novas tecnologias para fortalecer a aprendizagem dos alunos em robótica e disciplinas STEM no futuro.
Métodos
VEXcódigo VR. Quando as escolas nos Estados Unidos fecharam em março de 2020, era necessária uma solução que pudesse manter os alunos envolvidos com robótica e tópicos STEM enquanto trabalhavam remotamente. A VR foi desenvolvida e lançada em 2 de abril de 2020, poucas semanas depois que a maioria das escolas passou para o formato virtual. As atividades de VR foram criadas para serem consistentes com os demais currículos robóticos, com aulas interdisciplinares alinhadas aos padrões de conteúdo. A plataforma de codificação VEXcode VR é a mesma que o ambiente de codificação que os alunos normalmente usariam com robôs físicos com a adição da interface virtual, conforme visto na Figura 1. No lugar de um robô físico, os alunos criam projetos para controlar um robô virtual em um “playground” temático que muda de acordo com a atividade. Os alunos iniciantes em codificação usam programação baseada em blocos, e os alunos avançados usam texto baseado em Python.
Figura 1. A interface da plataforma VEXcode VR para a atividade de limpeza de recifes de coral.
As atividades de RV foram criadas para serem interdisciplinares, combinando as habilidades de ciência da computação que são fundamentais para controlar um robô virtual com tópicos de ciências ou matemática. Ao longo dessas atividades de RV, os alunos não apenas aprendem sobre programação, mas também investigação científica, pensamento matemático e alfabetização técnica – todos componentes de uma estrutura STEM integrada (Kelley & Knowles, 2016). As circunstâncias únicas provocadas pela COVID-19 exigiram que os alunos fossem capazes de trabalhar nas aulas de forma independente em ambientes combinados, síncronos ou assíncronos. Para conseguir isso, os alunos são apresentados aos objetivos de aprendizagem e à meta da atividade. A instrução direta é então usada para fornecer instrução passo a passo e estrutura intencional para sequenciar a aprendizagem para compreensão (Stockard et al., 2018; Bowen RS, 2017). Os alunos então recebem uma estrutura direcionada que leva à resolução do desafio final de codificação (Puntambekar et al., 2010). Os alunos aprendem que a robótica e a codificação são usadas para resolver problemas práticos e interdisciplinares. Por exemplo, na Atividade de Limpeza de Recifes de Coral, os alunos são desafiados a navegar com seu robô ao redor de um recife de coral para coletar o máximo de lixo possível antes que sua bateria carregada com energia solar acabe. A poluição é um problema global que será resolvido pelos alunos de amanhã, e o envolvimento nestes projetos autênticos baseados em cenários ajuda os alunos a aplicar as competências da ciência da computação em todas as disciplinas.
Figura 2. O contexto da missão para a Atividade de Limpeza de Recifes de Coral.
Considerando que os alunos estão separados de seus instrutores, o ambiente virtual precisava ser o mais integrado possível para reduzir a atenção dividida e a carga cognitiva (Sweller, 2020; Sentz et al., 2019). Os alunos podem arrastar e soltar comandos em seus projetos e observar seu robô navegar no playground de VR na mesma janela. Os alunos podem adicionar qualquer número de blocos de cada vez, executando o projeto após cada adição, para ver como o robô se move no playground. Isso fornece aos alunos feedback imediato e sentimentos iniciais de sucesso.
Além disso, o aprendizado remoto criou obstáculos práticos que a RV precisava superar. Os computadores escolares geralmente têm restrições para download de aplicativos, fazendo com que a adição de um programa seja um obstáculo nas circunstâncias mais normais, muito menos quando os alunos estão remotamente com os computadores escolares. Mas os alunos podem nem sequer ter acesso aos computadores da escola para fazerem o seu trabalho. Para maximizar o acesso à RV, o programa foi construído para ser inteiramente baseado na web (sem necessidade de download ou plug-ins) e para ser executado em muitos tipos diferentes de dispositivos para aumentar a probabilidade de os alunos serem capazes de usá-lo.
Resultados
Dados de uso. Os dados apresentados são fornecidos pelo Google Analytics. Como o VEXcode VR é inteiramente baseado em navegador, há uma série de métricas diferentes que fornecem informações sobre como esse ambiente de robô virtual tem sido usado globalmente. Desde o seu lançamento em abril de 2020, houve um aumento mensal de usuários de VR, que totalizaram mais de 1,45 milhão de usuários em mais de 150 países.
Figura 3. Os países com usuários de VR em todo o mundo.
Dado o cronograma do COVID-19 e o lançamento da VR, também revisamos o uso ao longo do tempo. Conforme mostrado na Figura 4, o número de usuários aumentou rapidamente logo após o lançamento e depois diminuiu durante os meses de verão, quando os alunos estavam fora da escola. Os meses típicos de regresso às aulas (Agosto/Setembro) registaram um aumento significativo que persistiu durante o resto do ano letivo. As quedas periódicas no número de usuários indicam menor utilização nos finais de semana e feriados.
Figura 4. O número de usuários ao longo do tempo desde o lançamento da RV.
Um projeto é um programa que os alunos criam para uma lição ou desafio. Os projetos não precisam ser salvos para serem executados, mas um projeto salvo é baixado para um usuário voltar mais tarde. Foram mais de 2,52 milhões de programas salvos. No entanto, um projeto não precisa ser salvo para ser executado. Como a VR é inteiramente baseada em navegador, a edição e o teste de um projeto acontecem imediatamente selecionando “INICIAR”. Houve mais de 84 milhões de execuções de projetos no software, indicando que os alunos testaram seus projetos em intervalos frequentes. Devido a esse ciclo de feedback imediato, os alunos tiveram a oportunidade de experimentar e iterar em um ritmo muito mais rápido em comparação com o trabalho com um robô físico. Este processo iterativo é uma boa indicação para a aprendizagem dos alunos, uma vez que foi demonstrado que múltiplas iterações mantêm o envolvimento e o interesse dos alunos (Silk et al., 2010).
| Dados VEXcode VR | |
| Usuários | 1.457.248 |
| Projetos salvos | 2.529.049 |
| Executar projetos | 84.096.608 |
| Países | 151 |
Tabela 1. Todos os dados de uso do VEXcode VR de abril de 2020 a abril de 2021.
Dados de Certificação. Além do programa de VR em si e do currículo que o acompanha, o VR inclui um treinamento gratuito para professores chamado CS com VEXcode VR Educator Certification Course. Desde o seu lançamento em junho de 2020, mais de 550 educadores concluíram a certificação, que contém mais de 17 horas de currículo e suporte, para se tornarem Educadores Certificados VEX. O curso de certificação contém 10 unidades de material voltado para a preparação de professores que não tenham experiência com informática ou robótica. O conteúdo abrange tópicos como noções básicas de programação, como codificar o robô VR, como ensinar com atividades de VR e como implementar VR em uma sala de aula. A Figura 5 mostra o número de educadores certificados mensalmente e cumulativamente de junho de 2020 até março de 2021. As tendências nos dados mostram um aumento no número de educadores certificados no período de volta às aulas, que inclui agosto e setembro e outubro de 2020.
Estudo de caso 1
Aimee DeFoe é diretora da Kentucky Avenue School, uma pequena escola particular em Pittsburgh, EUA, que combina métodos de ensino e aprendizagem tradicionais e inovadores. Tal como a maioria das escolas, a Kentucky Avenue School foi perturbada pela COVID-19 e teve de identificar planos alternativos para o início do ano letivo do outono de 2020, sem saber como as circunstâncias mudariam. As primeiras seis semanas do ano foram ministradas de forma totalmente virtual, e o ano restante foi passado em um formato híbrido com grupos de alunos alternando dias de ensino presencial e remoto. Mesmo quando os alunos estavam aprendendo em casa, era crucial que os alunos continuassem a se envolver nas mesmas atividades de resolução de problemas e pensamento crítico que no ambiente de sala de aula.
Aimee optou por usar a RV com seus alunos da sexta e sétima série por vários motivos. Como a RV era um ambiente de aprendizagem inteiramente virtual, os alunos poderiam alternar entre casa e escola sem que mudanças nas políticas afetassem as suas atividades de aprendizagem. O ambiente de codificação baseado em blocos não seria intimidante para os alunos iniciantes em codificação e havia atividades projetadas para diferentes níveis de experiência. Ela também acreditava que os alunos achariam os robôs de realidade virtual emocionantes e motivadores – o que ela descobriu ser verdade. Ao refletir sobre o que ela esperava que os alunos obtivessem com a RV, Aimee afirmou:
Eu esperava que usar VR fosse tão rigoroso, desafiador e emocionante quanto usar robôs físicos, e que meus alunos não sentissem que estavam perdendo uma experiência, mas sim ganhando um novo tipo de experiência de codificação que fosse apenas tão emocionante. Eu queria que eles sentissem o mesmo tipo de realização que sentiriam na sala de aula quando tivessem que reiterar e persistir nos desafios e finalmente alcançar o sucesso.
Como única professora de robótica, Aimee dava aulas a 23 alunos uma vez por semana, entre o início das aulas e as férias de inverno, num total de 15 aulas. Os alunos começaram com o curso “Ciência da Computação Nível Um - Blocos”. Aimee trabalhou na primeira unidade com os alunos como um grupo, mas nas lições restantes deixou os alunos trabalharem em seu próprio ritmo e atuou como facilitadora. A maioria dos alunos concluiu entre sete e nove unidades, com a atividade adicional de limpeza dos oceanos.
Aimee descobriu que os alunos estavam muito motivados pelos desafios das aulas; tanto que às vezes era difícil fazê-los trabalhar sistematicamente a lição. Alguns alunos que tinham dificuldades com a atenção ou a leitura precisavam de apoio adicional, e os conceitos de maior que/menor que e booleanos eram desafiadores. No entanto, a maioria dos alunos teve a quantidade certa de desafio, luta e sucesso. Os alunos ficaram entusiasmados com a ideia de trabalhar com robôs físicos quando retornaram às aulas. Depois de trabalhar com VR, Aimee observou: “Todos saíram da aula como programadores mais confiantes, sem dúvida”.
Estudo de caso 2
Mark Johnston ensina alunos da sétima e oitava séries na Bel Air Middle School, em El Paso, EUA. Em seu curso STEM 1, Mark ministra cursos Project Lead the Way Gateway sobre Automação e Robótica e Design e Modelagem para aproximadamente 100 alunos. O curso STEM 1 incorporou o robô VEX IQ para ensinar mecânica básica e codificação básica com VEXcode IQ (um kit de robô de plástico para alunos mais jovens). Este curso é ministrado no semestre de outono, portanto, a interrupção inicial do COVID-19 não afetou sua robótica na primavera. Porém, em abril de 2020, Mark viu o robô VEX VR e começou a trabalhar com ele. “Quando vi que a VR estava usando a mesma configuração (ou seja, VEXcode), fiquei super animado porque vi o potencial – como uma peça de quebra-cabeça que eu SABIA que se encaixaria perfeitamente no que eu já estava fazendo. Quando a VR foi atualizada para incluir Python, fiquei ainda mais animado.” Mark criou vídeos tutoriais para outros professores, conquistando muitos seguidores nas plataformas de mídia social. Por meio de sua própria empresa educacional sem fins lucrativos, Mark ofereceu um acampamento de verão gratuito para alunos em RV, além de treinamento de professores em preparação para o ano letivo de 2020/21.
Circunstâncias de ensino incertas dificultam o planejamento. “Quando percebi que o ensino à distância continuaria no ano letivo de 2020/21, decidi ensinar primeiro design e depois robótica… , mas havia tantas coisas no ar que era difícil planear qualquer coisa. Eu não sabia se voltaríamos pessoalmente ou continuaríamos online – muito pouca informação estava clara na época. Acabei misturando robótica e design e planejei com um ou dois dias de antecedência.” Mark começou a usar a RV no início do ano letivo (que permaneceria 100% remoto até 2021), escolhendo diferentes atividades no site, o que funcionou bem porque havia diferentes níveis de experiência e instruções editáveis. Quando o curso Ciência da Computação Nível 1 - Blocos foi lançado, ele orientou os alunos em sua totalidade, embora tenha notado que da próxima vez ele resumiria as aulas em palestras mais curtas. Usar a RV era inerentemente diferente das aulas presenciais de robótica, mas ainda havia um conjunto de objetivos principais que Mark tinha para essas aulas:
- Familiarize os alunos com o VEXcode
- Construir confiança na programação (autoeficácia)
- Apresente ideias/vocabulário de programação de uma forma não ameaçadora
- “Engane-os” para que usem matemática sem perceber ;)
- Peça aos alunos para resolverem problemas bem definidos, dadas as restrições
- Introduzir problemas mal definidos
- Incentive uma atitude de “falhe e tente novamente”
- Mantenha a resolução de problemas divertida
Embora a experiência virtual fosse diferente, Mark encontrou vantagens distintas em usar a RV. Os alunos tinham muito menos medo de experimentar VR em vez de RobotC (outra linguagem de codificação usada com outros robôs). Mark também usa uma medida de quanto tempo leva para os alunos obterem uma “vitória” para determinar quão boa é uma atividade STEM, observando que, “se levar muito tempo para o aluno obter um resultado positivo, é muito mais difícil mantê-los”. noivo."
Havia um imediatismo na RV que incentivava a exploração e o envolvimento ativo. Mark descreve esse tipo de “vitória” com um exemplo de introdução da RV aos alunos:
Eu: “Todos abram uma nova aba e acessem vr.vex.com. Todo mundo vê o site? Bom. Agora faça o robô avançar.”
Aluno: “Como?”
Eu: “Vê se você consegue descobrir…”
Aluno: “Eu descobri!”
E então eles são fisgados! A essa altura, muitos deles estão me perguntando como fazer todo tipo de coisas diferentes. Eles estão literalmente me pedindo para ensiná-los!
Resultados e discussão
VR como ferramenta de aprendizagem. Os dados de utilização e os estudos de caso fornecem informações sobre a primeira questão de investigação sobre como a RV funcionou como ferramenta de aprendizagem durante a pandemia da COVID-19. A conclusão mais simples vem do grande volume de uso; a plataforma VR foi utilizada por mais de um milhão de estudantes em todo o mundo, indicando que o ambiente robótico virtual funcionou bem como um substituto para a aprendizagem presencial durante uma situação de crise. O número de projetos executados (mais de 84 milhões) também foi uma descoberta surpreendente quando se considera o número de usuários individuais. Em média, os usuários concluíram 57 execuções de projetos, demonstrando um alto grau de testes e iterações. Este é um resultado muito promissor dada a importância de desenvolver uma atitude de “tentar e tentar novamente” nos alunos. Existem várias maneiras possíveis de resolver as atividades de RV, o que é uma lição crítica para os alunos aprenderem. Quando os alunos compreendem que existem múltiplas soluções para um problema, pode haver uma maior probabilidade de os alunos solicitarem feedback dos professores e também de terem uma maior compreensão do que estão a aprender (Marzano et al., 2011).
A partir dos estudos de caso, há também a confirmação de que a RV funciona como um ambiente de aprendizagem de baixo risco. Aimee observou que seus alunos eram programadores mais confiantes e estavam ansiosos para trabalhar com os robôs físicos. Mark percebeu que os alunos tinham menos medo de experimentar enquanto codificavam no VEXcode VR e havia um imediatismo na sensação de “vitória” nesse ambiente. Quando consideramos estas observações dos professores em conjunto com os dados brutos de utilização, parece confirmar que um ambiente de robô virtual faz com que os alunos se sintam mais livres para experimentar e iterar durante o seu processo de aprendizagem e aumenta as percepções positivas da robótica em geral.
Lições de professores. Quando consideramos a segunda questão de investigação sobre que conhecimentos os professores podem fornecer sobre a implementação da RV na sala de aula, podemos identificar vários pontos em comum nos estudos de caso. Ambos os estudos de caso revelaram informações sobre como os professores tomaram decisões e implementaram soluções durante a COVID-19, mas também sobre o que era necessário para fornecer uma solução de aprendizagem eficaz aos alunos num ambiente virtual e híbrido. Esses temas incluem soluções flexíveis, continuidade, currículo e suporte. Estas conclusões devem ser consideradas como requisitos para todas as soluções tecnológicas, tal como o apoio aos professores apoia os alunos.
Dadas as incertezas em torno das condições de ensino, tanto Mark como Aimee notaram que precisavam de soluções flexíveis. O aprendizado remoto pode mudar para o aprendizado presencial ou alguma forma intermediária. A RV poderia continuar a ser usada em qualquer ambiente, mas também oferecia flexibilidade na sua abordagem. Os alunos poderiam participar de aulas estruturadas ministradas pelo professor, conforme Mark usou nas atividades e no curso, ou no aprendizado liderado pelos alunos em seu próprio ritmo, conforme descrito por Aimee. Os professores também precisavam de flexibilidade no nível de experiência, tanto em termos de atividades como no tipo de linguagens de programação oferecidas para atender às necessidades de todos os alunos.
A continuidade da aprendizagem foi indicada como importante em ambos os estudos de caso. Aimee observou que depois de trabalhar em RV, os alunos ficaram entusiasmados em começar a trabalhar com os robôs VEX V5 que estavam esperando quando o aprendizado presencial fosse retomado. A RV estava servindo como um trampolim para trabalhar com robôs físicos e aumentando o entusiasmo e as percepções positivas dos alunos. Mark também observou que a continuidade do VEXcode do VR ao IQ era muito importante para ele: “Não posso dizer o quão incrível é que o VEX tenha uma progressão muito simples de acompanhar da 3ª série até a faculdade, tudo usando o VEXcode! E com a RV, eles podem começar a aprender em casa!”
O currículo e o apoio foram claramente críticos para o sucesso da RV nesta situação de ensino em aprendizagem em evolução. As unidades de VR forneceram todo o conteúdo para os alunos aprenderem, bem como o material necessário para ministrar as aulas. Nem todos os professores têm formação em ciência da computação e codificação. Aimee observou que o programa baseado em blocos também não era intimidante para ela e também para seus alunos. Mark também disse que não estava acostumado a ensinar tanta ciência da computação e teve que aprender sozinho as lições antes de ensinar. No entanto, Mark reconheceu: “Se as coisas voltassem ao “normal” amanhã, agora poderei ensinar as partes de programação da minha aula com mais confiança”. O apoio do professor ao currículo e à programação da RV são vitais para a implementação da RV na sala de aula.
A aprendizagem digital não é apenas para estudantes; os professores também estão buscando aprender sobre práticas e recursos de ensino por meio da tecnologia e das mídias sociais. Professores de quase 50 países concluíram a certificação VR. Uma comunidade global de prática está se formando em torno da RV. Mark começou a postar vídeos em VR nas redes sociais e rapidamente conquistou mais de mil seguidores; através de seu trabalho com VR, ele fez amizade com professores na Eslovênia e em Taiwan. À medida que os professores partilham a sua experiência e prática, os alunos acabam por beneficiar destes grupos informais de apoio aos professores. As comunidades de prática poderiam constituir uma ponte entre a atual disponibilidade da robótica educativa e a inclusão desta tecnologia na formação formal de professores. À medida que mais professores se familiarizam com a robótica educacional através do desenvolvimento profissional, como os mais de 550 professores que concluíram o curso de certificação, ou através de comunidades de aprendizagem informais, mais alunos serão apresentados à aprendizagem STEM integrada.
Conclusão
O VEXcode VR foi criado em um momento de grande incerteza e grande necessidade de soluções imediatas. Soluções inovadoras podem surgir de situações urgentes. A VR tocou mais de 1,45 milhão de usuários que salvaram mais de 2,52 milhões de projetos e executaram mais de 84 milhões de projetos — em mais de 150 países. Embora a pandemia tenha impactado estudantes e professores em todo o mundo, a RV permitiu que estudantes e professores se envolvessem com conceitos de robótica e ciência da computação, independentemente das barreiras físicas. A partir dos estudos de caso de professores, foram identificados temas de flexibilidade, continuidade, currículo e apoio como importantes para o ensino com tecnologia em circunstâncias tão incertas e desafiadoras.
Avançando neste momento sem precedentes, as lições aprendidas com a criação e implementação da RV indicam caminhos para a sua utilização no futuro. Os dados de uso combinados com os estudos de caso dos professores mostram que os alunos se sentiram menos inibidos de iterar enquanto codificavam no ambiente virtual. Isto sugere que a RV pode ser uma ferramenta valiosa de andaime que pode ser usada em conjunto com robôs físicos. Isto também é apoiado pela necessidade de flexibilidade; usar a RV como uma ferramenta de aprendizagem em combinação com um robô físico pode fornecer um ambiente de aprendizagem robótica ideal e flexível, onde uma opção fácil e caseira complementa o currículo de robótica física presencial. Esperamos pesquisas futuras para investigar como os professores poderiam combinar a robótica virtual e física em um mundo pós-pandemia.
Reconhecimentos
Agradecemos a Aimee DeFoe e Mark Johnston por compartilharem suas experiências de ensino e insights valiosos.