INTRODUÇÃO AO PLANO DE AULA DE ROBÓTICA
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1. Energia Ondas e suas aplica es em tecnologias para transfer ncia de informa es LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 25 Refer ncias importantes o i l iD i l l Di Di Dl l lDDi i EE Ci ncia da Computacao Pensamento Computacional Reconhecer que o software criado para controlar opera es de computador Entender e usar as etapas b sicas na solu o de problemas algoritmicos Desenvolver um entendimento simples de um algoritmo Colabora o Trabalhar em coopera o e de forma colaborativa com colegas e professores Identificar formas em que o trabalho em grupo e a colabora o podem apoiar a solu o de problemas Pr ticas e Programa o em Inform tica Usar recursos de tecnologia para solucionar problemas e para o aprendizado autodirecionado e Construir uma programa o como um conjunto de instru es passo a passo para ser colocado em pr tica Implementar solu es de problemas usando uma linguagem de programa o visual baseada em blocos Computadores e Dispositivos de Inform tica Usar dispositivos de entrada e sa da padr o para operar com sucesso computadores e tecnologias relacionadas Aplicar estrat gias para identificar problemas simples de hardware e software que podem ocorrer durante o uso Reconhecer que os computadores2. Aula 6 4 Na fase Teste os alunos abrir o uma programa o modelo isso fechar o tutorial atual Certifique se de que cada grupo tenha tempo para descrever o comportamento do rob ao executar a programa o modelo usando suas pr prias palavras Isso encoraja os alunos a refletirem sobre o que eles veem e como aquilo se relaciona com os blocos de programa o Eles podem usar a caixa de coment rios fornecida na tela A programa o modelo a seguir fornecida para os alunos Exemplo de descri o do comportamento do rob Ao medir a cor usando o sensor de cor o rob gira at detectar a cor azul e em seguida para 5 Desafio de Aula Pe a aos alunos para descobrirem o que o par metro sem cor faz ele faz com que o rob reaja quando o sensor de cor falha na detec o de uma cor que condiz com qualquer uma das cores predefinidas Avalia o Observe e ou fa a perguntas para identificar se os alunos fazem o rob parar em linhas de cores diferentes alterando o par metro de defini o de cores do sensor de cor do bloco de espera compara o modo de cor s o capazes de descrever o comportamento do rob em rela o programa o com o m ximo poss vel de detalhes para o desafio de Aula podem explicar a funcionalidade sem cor e trabalham em coopera o para resolver as tarefas LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont
3. INTRODUCHO AO ma PLANO D AULA DE ROBOTICA USANDO O APLICATIVO TI DE PROGRAMA O EVS F A ji I Ooo S JE O eS a Yo f ml N TA JE f A gt a Le y e1e1901Q1SrTe W mindstTsrms LEGO LEGOeducation com MINDSTORMS education EV3 ZAmINODsSTENMS education Sumario Sumario Introdu o aos planos de aula de rob tica 3 Aula 1 Constru o e configura o 4 Aula 2 Movimento em Curva 6 Aula 3 Mover Objeto 8 Aula 4 Parar em Objeto 10 Aula 5 Parar no ngulo 13 Aula 6 Parar na Linha 16 Aula 7 Seguir uma Linha 18 Desafio de Mestre 1 O desafio da mesa girat ria 20 Desafio de Mestre 2 O desafio do rob na f brica LEGO 22 Desafios de Projeto 24 Refer ncias importantes 25 Anexo A 29 Anexo B 30 Anexo C 31 Anexo D 32 LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 2 marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 ZAmInNOdsSTeENMS education Introducao Introducao aos planos de aula de robotica Os planos de aula oferecem a voc educador procedimentos passo a passo sobre como usar o Aplicativo de Programa o EV3 em suas aulas Cada aula e desafio fornecer a ajuda que voc precisa para preparar as atividades realizar a aula e avaliar seus alunos voc quem decide quais e quantas tarefas e desafios extras forneci
4. cones Produzir textos adequados para relatar experi ncias formular d vidas ou apresentar conclus es Identificar vari veis relevantes e selecionar os procedimentos necess rios para a produ o an lise e interpreta o de resultados de processos e experimentos cient ficos e tecnol gicos Identificar representar e utilizar o conhecimento geom trico para aperfei oamento da leitura da compreens o e da a o sobre a realidade Identificar analisar e aplicar conhecimentos sobre valores de vari veis representados em gr ficos diagramas ou express es alg bricas realizando previs o de tend ncias extrapola es e interpola es e interpreta es Analisar qualitativamente dados quantitativos representados gr fica ou algebricamente Formular quest es a partir de situa es reais e compreender aquelas ja enunciadas Desenvolver modelos explicativos para sistemas tecnol gicos e naturais Utilizar instrumentos de medi o e de c lculo Procurar e sistematizar informa es relevantes para a compreens o da situa o problema Formular hip teses e prever resultados Interpretar e criticar resultados a partir de experimentos e demonstra es Articular o conhecimento cient fico e tecnol gico numa perspectiva interdisciplinar Compreender enunciados que envolvam c digos e s mbolos f sicos Compreender manuais de instala o e utiliza o de aparelhos Utilizar e comp
5. Fa a a demonstra o de como utilizar o tutorial para garantir que os alunos conhe am a ferramenta e saibam utiliz la em conjunto com a tela de programa o e a p gina do hardware veja tamb m o v deo de in cio r pido 2 Os alunos concluem o tutorial de Movimento em Curva que introduz o bloco de Meus Programas Rob Educador dire o do movimento 3 Na fase Teste os alunos abrir o uma programa o modelo isso fechar o tutorial atual Certifique se de que cada grupo tenha tempo para descrever o comportamento do rob ao executar a programa o modelo fornecida usando aaa s Mover Objeto suas pr prias palavras Isso encoraja os alunos a refletirem sobre o que eles v m e como aquilo se relaciona com os blocos de programa o Eles podem usar a caixa de coment rios fornecida na tela A programa o modelo fornecida aos alunos segue abaixo 100 40 685 J 1 50 40 113801 J 1 25 40 2 J Exemplo de descri o de comportamento do rob O rob realiza uma volta ponto a ponto depois uma volta utilizando um nico motor do rob e por ltimo uma volta utilizando o bloco dire o do motor onde o rob faz uma curva Cada a o separada por uma pausa o que permite que o rob se ajuste antes de executar a pr xima a o LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 6 marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 04
6. por conta pr pria a partir da consulta das aulas Dura o 2 a 6 aulas x 45 min Prepara o Para criar o caminho ilustrado abaixo e ou no Anexo D os alunos precisar o de fita adesiva marcadores fita m trica do cuboide e um objeto grande no fim na linha preta Os alunos podem precisar tamb m de um transferidor grande para medir o ngulo na etapa tr s abaixo Tarefas 1 Detectar e pegar o cuboide usando o motor m dio e os m dulos do sensor ultrass nico 2 Conduzir o rob para frente em exatamente 84 cm 3 Determinar e girar em x graus no sentido hor rio usando o sensor de rota o para apontar o rob em dire o ao c rculo alvo 4 Conduzir at o mais perto poss vel do centro do alvo e soltar o cuboide LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 22 Desafio de Mestre 2 DON lN 5 Localizar a linha usando o sensor de cor Para desafiar os alunos utilize fita adesiva de uma cor diferente daquela usada nos tutoriais Parar na Linha e Seguir uma Linha 6 Fazer com que o rob siga a linha em dire o ao objeto grande T Parar exatamente em frente ao objeto Aqui o desafio principal para os alunos definir por quanto tempo o rob deve seguir a linha antes de parar O objeto grande ao final da linha d aos alunos uma chance de escapar do ciclo seguidor de linha usan
7. zo inn a O A M i N T o H i im DESEN Nan j r gt h 4 I I I I I I Ni O I I I lt ko lt O O amp lt N O O o cO 2 lt LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 2015 The LEGO Group 041329 120 cm 47 in 29 22 cm 9in 60 cm 24 in LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 2015 The LEGO Group 041329 100 cm 39 in Anexo B 30 Anexo C 120 cm 47 in LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 31 marcas registradas de LEGO Group 2015 The LEGO Group 041329 Anexo D 84 cm 33 in 100 cm 39 in LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 2015 The LEGO Group 041329 180 cm 71 in 32
8. 1 at a posi o 3 e estacionam o rob na posi o 4 c s o capazes de movimentar o cuboide corretamente a partir da posi o 3 at a posi o 1 e trabalham em coopera o para resolver as tarefas LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 12 marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 ZAmInNOdsSTeENMS education Aula 5 Aula 5 Parar no Angulo Objetivo Ap s concluirem essa aula os alunos serao capazes de virar seu rob com base na leitura do sensor de rotacao Duracao 2 a 3 aulas x 45 min Preparacao Familiarize se com o sensor de rota o para garantir que voc consegue detectar quando ele nao est fazendo a leitura correta e como corrigi lo O cap tulo do sensor ae Se de rota o no guia do usu rio o ajudar a familiarizar se com o sensor Este t pico A tamb m apresentado na Etapa 4 do procedimento abaixo Fornecendo fita adesiva e transferidores os alunos podem criar ngulos diferentes no ch o para validar o ngulo de curva do seu rob Para as tarefas 5a e 5b voc precisar fornecer el sticos para permitir que os alunos amarrem uma caneta em seu rob Para a tarefa 5c voc precisar preparar um labirinto no ch o Voc pode usar um peda o grande de papel objetos marcadores ou fita adesiva veja a imagem abaixo Menu Ajuda Suporte ac Professor Procedimento 1 Os alu
9. 1 e rob na posi o de partida Fa a com que o rob movimente o cuboide para a posi o 2 e retorne at a posi o de partida b Cuboide na posi o 1 e rob na posi o de partida Fa a com que o rob movimente o cuboide para a posi o 3 e em seguida estacione na posi o 4 c Cuboide na posi o 3 e rob na posi o 4 Fa a com que o rob movimente o cuboide para a posi o 1 seguindo o caminho 60 cm 24 in 18 cm 7 in 120 cm 47 in LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 2015 The LEGO Group 041329 Modo de alteracao Modo de comparacao Te Ki e i 11 Aula 4 Avaliacao Observe e ou faca perguntas para identificar se os alunos conseguem usar o sensor ultrass nico para detectar o cuboide s o capazes de descrever o comportamento do rob em rela o programa o com o m ximo de detalhes poss veis na tarefa Modifique percebem que o rob sempre se movimenta 11 cm para frente e depois 6 cm para tr s independentemente da dist ncia de partida at o cuboide para os desafios de Aula a s o capazes de detectar e pegar o cuboide a partir da posi o 1 seguem o caminho antes de perceber o cuboide na posi o 2 e ent o invertem o rob de volta posi o de partida b s o capazes de movimentar o cuboide corretamente a partir da posi o
10. O O gt Os s O a X a lt H bi Exemplo de descri o do comportamento do rob Ao se movimentar para frente sobre uma linha o rob utiliza o sensor de cor para alternadamente ligar ou desligar cada motor quando ele detecta altera es no brilho refletido pela linha escura e a superf cie brilhante E por isso que o rob mexe para frente LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 Meus Programas Rob Educador Seguir uma Linha 18 Aula 7 4 Os alunos concluem a tarefa Modifique que os permite testar seu programa com uma linha de cor clara Isso ira desafia los a experimentar usando o parametro de valor limite do bloco de espera 5 Ideias para o desafio de Aula a b Peca aos alunos para testar quao rapido eles podem fazer seu rob seguir uma linha Fa a um programa seguidor de linhas que utilize blocos de dire o para realizar voltas movendo os dokis motores em um nico sentido mas com velocidades diferentes ao inv s das curvas acentuadas usadas no tutorial A programa o modelo do tutorial utiliza um bloco condicional para criar um seguidor de linha poss vel obter o mesmo resultado sem usar o bloco condicional Avalia o Observe e ou fa a perguntas para identificar se os alunos s o capazes de fazer o rob seguir a
11. a 4 aulas x 45 min Prepara o Para criar o tapete do desafio ilustrado abaixo e ou no Anexo C os alunos precisar o de fita adesiva ou papel azul transferidor r gua longa l pis e um marcador A Vv Y 120 cm 47 in so A A A 4 LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 20 Desafio de Mestre 1 Tarefas 1 Ao usar dois sensores os alunos movimentam o rob do centro para as posi es finais 1 2 3 e 4 Se utilizarem os ngulos sugeridos para o modo do sensor de rota o do bloco de espera os alunos devem criar sua pr pria c pia do gr fico abaixo e indentificar em qual dos compartimentos de estacionamento seu rob ir parar Compartimento de Compartimento de Angulo programado i i guio prog estacionamento previsto estacionamento real 45 graus sentido hor rio 135 graus sentido anti hor rio 405 graus sentido anti hor rio Nota pode haver v rias respostas corretas uma vez que o rob pode ser girado tanto em sentido hor rio quanto em sentido anti hor rio 2 Crie uma programa o que utilize um bloco condicional para permitir que os alunos fa am o rob percorrer at um dos quatro compartimentos de estacionamento pressionando um dos bot es do bloco EV3 Programa o sugerida G lt 2 S gt A o AO ami x asi O MAYO
12. linha s o capazes de descrever o comportamento do rob em rela o programa o com o m ximo de detalhes poss veis na tarefa Modifique alteram o par metro do valor limite para os desafios de Aula a b C aumentam a pot ncia em um ou em ambos os blocos do motor grande modificam total ou parcialmente a programa o modelo para incluir blocos de dire o do movimento criam total ou parcialmente uma programa o que segue a linha usando blocos de espera e trabalham em coopera o para resolver as tarefas LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 19 ZAmInNdsTeENMS education Desafio de Mestre 1 Desafio de Mestre 1 O desafio da mesa giratoria Objetivo O objetivo desse desafio de Mestre que os alunos facam seu rob percorrer uma rea de estacionamento em estilo mesa girat ria com quatro compartimentos usando uma combina o de diferentes voltas e sensores Ap s conclu rem esse desafio os alunos ser o capazes de usar ngulos para prever a posi o final do seu rob e compensar os fatores que podem afetar a precis o dos sensores de rota o e cor Pr requisitos Os alunos devem estar familiarizados com o sensor de cor e o sensor de rota o como apresentado nas aulas Parar na Linha e Parar no ngulo Dura o 2
13. seguem o modelo de comportamento inteligente como encontrado na rob tica no reconhecimento de discurso e linguagem e na anima o de computadores De um modo geral o aprendizado de Ci ncia e Tecnologia n o se torna relevante ap s o per odo escolar n o tendo muita perman ncia depois que o aluno sai da educa o b sica Salvo os casos em que o aluno segue para uma gradua o voltada para essa rea O trabalho com o EV3 ajuda a tornar o aprendizado de conte dos de STEM sigla ingl s para Ci ncia Tecnologia Engenharia e Matem tica relevante para os alunos a partir de atividades m o na massa que desafiam os alunos com situa es problema do dia a dia O PISA sigla em ingl s para Programa Internacional para Avalia o de Alunos diz que A compet ncia matem tica refere se capacidade dos alunos para razoar analisar e comunicar opera es Matem ticas Essa compreens o excede o simples conhecimento da terminologia ou das opera es Matem tica e implica a capacidade de utilizar o razoamento matem tico na elucida o dos problemas e quest es que t m que ser enfrentados na vida cotidiana e A compet ncia cient fica remete aos conhecimentos e ao uso que os indiv duos d o a esses conhecimentos cient ficos para identificar as quest es pertinentes adquirir novos conhecimentos explicar os fen menos e tirar conclus es baseadas em evidencias sobre assuntos relacionados com a ci ncia Essa compet ncia c
14. x am DL p bi bi oo Qo 30 30 0 45 J 30 30 2 A Avaliacao Observe e ou faca perguntas para identificar se os alunos utilizam ambos os sensores de cor e rota o preveem corretamente o ngulo necess rio para estacionar o rob em cada um dos compartimentos de estacionamento utilizam a linha azul para parar o movimento para frente conseguem compensar os fatores que podem afetar a precis o de parada ao usar o sensor de rota o toler ncia do sensor folga do motor e for a cin tica rotacional e trabalham em coopera o para resolver as tarefas LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 21 marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 ZAmInNdsTeENMS education Desafio de Mestre 2 Desafio de Mestre 2 O desafio do rob na f brica LEGO Objetivo A inten o desse desafio de Mestre criar uma representa o simplificada de um dos rob s usados pelo LEGO Group para automatizar v rias tarefas em suas muitas instala es de produ o ao redor do mundo Ap s conclu rem esse desafio os alunos ser o capazes de combinar o que eles aprenderam nas aulas anteriores para aprimorar os conceitos b sicos da rob tica Pr requisitos Recomenda se que os alunos completem todas as sete aulas antes de come arem este desafio de Mestre Por m se preferir deixe que os alunos encontrem a solu o
15. 1329 Aula 2 a ZC 4 Os alunos resolvem a tarefa Modifique que os desafia a adicionar tr s blocos de dire o do movimento sua programa o a fim de fazer com que o rob se movimente para tr s seguindo o mesmo caminho de volta para a posi o inicial 5 Ideias para o desafio de Aula a Programe o rob para percorrer um n mero oito ou a primeira letra do seu nome ou alguma outra letra ou n mero b Amarre uma caneta ao rob e programe o para desenhar um trevo um cora o uma flor ou outro formato c Para garantir que os alunos saibam quando usar diferentes tipos de voltas fa a um percurso com obst culo que exija que o rob fa a curvas de diferentes formas voltas em torno de si mesmo voltas utilizando apenas um motor ou voltas utilizando os dois motores no mesmo sentido mas em velocidades diferentes veja a ilustra o abaixo e ou o Anexo A Os alunos devem elaborar uma programa o que fa a com que a roda esquerda do rob siga um caminho e que estacione o rob na rea de estacionamento do an an aw an an m an 10 cm 4in e one 60 cm 24 in 18cm 7 in 120 cm 47 in Para este caminho utilize voltas curvas para a primeira se o seguidas por voltas de motor nico para as curvas de 90 graus e finalmente uma volta de ponto antes de fazer a inversao do rob para a rea de estacionamento Avaliacao Observe e ou faca perguntas para identificar se os alunos def
16. ar a leitura do sensor Uma vez que o sensor de rota o possui uma toler ncia de 3 graus voc deve esperar para compensar isso nas programa es por exemplo para fazer uma volta de 90 graus talvez voc tenha que definir o par metro de Valor Limite do sensor de rota o do bloco de espera altera o modo de ngulo para 87 graus E Motor Control IR Control Brick Program 5 Na tarefa Modifique voc pode querer apresentar aos alunos o bloco de ciclo como uma forma de diminuir o n mero de blocos necess rios para conduzir o rob em um quadrado determinado Por m forne a aos alunos tempo suficiente para que resolvam essa quest o por si mesmos Programa o sugerida LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 14 marcas registradas de LEGO Group 2015 The LEGO Group 041329 Aula 5 6 Ideias para o desafio de Aula a Amarre uma caneta no rob Utilize um sensor de rota o para programar seu rob para desenhar a letra Z b Amarre uma caneta no rob Utilize o sensor de rota o para programar seu rob para desenhar uma estrela consistindo em cinco ngulos id nticos Depois tente aumentar ou diminuir o ngulo O formato muda c Desafie os alunos a fazerem seu rob percorrer um labirinto usando o sensor de rota o veja a imagem abaixo e ou o Anexo B 22 cm 9 in 100 cm 39 in Aval
17. constroem a base motriz do rob educador usando o livreto de instru es de constru o inclu do no conjunto principal 45544 ou as instru es de constru o integradas ao aplicativo dispon veis atrav s dos bot es na p gina 2 de cada tutorial Opcional Uma forma eficaz de permitir que os alunos se apropriem do seu rob pedir que eles o personalizem usando as pe as LEGO adicionais e outros materiais Ao fazer isso eles podem transformar o rob em um cachorro elefante ou at mesmo em uma criatura do mundo de fantasia 2 Para toda a classe realize o procedimento de conectar o tablet ao bloco EV3 e executar o primeiro programa ou direcione os alunos para o v deo de in cio r pido que os ajudar a conectar os dispositivos sozinhos 3 Os alunos usam o Aplicativo de Programa o para criar programa es simples que a fazem com que seu rob toque um som que seja adequado para a sua criatura LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 Menu Ajuda Suporte ac Professor Aula 1 b faca com que seu rob exiba uma imagem ou texto no visor do bloco EV3 aaa A x y Q A 0 0 c fa a com que seu rob pisque a luz de status do bloco Avalia o Observe e ou fa a perguntas para identificar se os alunos seguem as instru es de constru o para monta
18. des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 17 ZAmInNOdsSTeENMS education Aula 7 Aula 7 Seguir uma Linha Objetivo Ap s concluirem essa aula os alunos serao capazes de usar o bloco condicional para que o rob a partir de sensores possa tomar rapidas decisdes a fim de fazer com que uma linha seja seguida Duracao 2 a 3 aulas de 45 min Prepara o Forne a aos alunos fita adesiva preta e cinza para a cria o de um caminho que o rob possa seguir Procedimento 1 Se j n o o tiverem feito os alunos constroem o m dulo inferior do sensor de cor e o adicionam base motriz apontando para baixo 2 Os alunos concluem o tutorial Seguir uma Linha Ainda que um bloco de espera possa ser usado para fazer um rob seguir uma linha este tutorial utiliza o bloco condicional a fim de apresentar o conceito abstrato das se ent o afirma es aos alunos 3 Na fase Teste os alunos abrir o uma programa o modelo isso fechar o tutorial atual Certifique se de que cada grupo tenha tempo para descrever o comportamento do rob ao executar a programa o modelo usando suas pr prias palavras Isso encoraja os alunos a refletirem sobre o que eles veem e como aquilo se relaciona com os blocos de programa o Eles podem usar a caixa de coment rios fornecida na tela A programa o modelo a seguir fornecida para os alunos A x EO O
19. do o sensor ultrass nico O tempo tamb m pode ser usado para solucionar o desafio 100 cm 39 in Avalia o Observe e ou fa a perguntas para identificar se os alunos utilizam sua experi ncia das sete aulas para solucionar este desafio a partir da compreens o a diferen a entre os modos de desafio e de compara o Por exemplo eles utilizam o sensor ultrass nico do bloco de espera modo de compara o neste desafio para alcan ar os melhores resultados e do c lculo da dist ncia com base na circunfer ncia da roda ou usando tentativa e erro para atingir os 84 cm necess rios da estimativa do ngulo de giro ao utilizar um transferidor e o sensor de rota o da medida da dist ncia e em seguida calculando o numero de rota es do motor para se aproximar do centro do alvo programando o rob para parar na linha seguindo a linha de volta parando em frente ao objeto grande e trabalhando em coopera o para resolver as tarefas LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 23 marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 ZAmInNdsTeENMS education Desafios de Projeto Desafios de Projeto Nem todos os rob s possuem uma base motriz como essa que foi utilizada pelos alunos Estes desafios de Projeto testam a habilidade dos alunos de construir e programar suas pr prias montagens com base em um resu
20. dos ser o utilizados em suas aulas Na se o desafios de Projeto voc encontrar uma gama de ideias que encorajam uma abordagem mais explorat ria comparada aos tutoriais Voc pode iniciar suas aulas com o foco em alguns dos desafios de Projeto informando aos alunos em quais tutoriais e se es do texto eles podem encontrar ajuda e inspira o ou pode fazer com que os alunos concluam os desafios ap s um in cio mais estruturado usando os tutoriais Antes de iniciar a primeira aula Se voc nunca trabalhou com o LEGO MINDSTORMS Education EV3 deve se certificar do seguinte 1 Cada tablet deve possuir uma vers o pr instalada do Aplicativo de Programa o LEGO MINDSTORMS Education EVS 2 Cada bloco EV3 deve possuir o mais recente firmware e sua bateria deve estar totalmente carregada Para instalar o firmware voc precisa de uma vers o desktop do Software EV3 Para outras instru es consulte o guia do usu rio que voc pode acessar a partir do Menu 3 Antes de conectar os tablets e os blocos EV3 via Bluetooth na sala de aula recomendamos renomear cada bloco EV3 Isso pode ser feito de duas formas a Atualize o nome atrav s do Software EV3 do desktop usando um cabo USB b Atualize para o firmware V1 07E ou posterior e mude o nome atrav s da rea de configura es do bloco EV3 consulte o guia do usu rio para ajuda adicional 4 Assista ao v deo de in cio r pido a partir do Menu Voc pode querer que o
21. dsSTeENMS education Aula 4 Aula 4 Parar em Objeto Objetivo Ap s conclu rem essa aula os alunos entender o a diferen a entre os modos de compara o e altera o dos v rios sensores EV3 Esta aula em particular apresenta o sensor ultrass nico Dura o 2 a 3 aulas x 45 min Prepara o Certifique se de que voc compreende a diferen a entre os modos de compara o e altera o Ao utilizar o modo de compara o o programa aguarda por uma certa dist ncia para estar pronto para ser ativado pelo sensor ao utilizar o modo de altera o o programa est lendo a dist ncia e ent o aguardando por um certo aumento ou diminui o na dist ncia para estar pronto para ser ativado Para o desafio de Aula voc precisar preparar um percurso com obst culo no ch o se j n o o tiver preparado Voc pode usar um peda o grande de papel marcadores ou fita adesiva veja a imagem abaixo Procedimento 1 Os alunos constroem o m dulo do sensor ultrass nico e o adicionam base motriz 2 Os alunos concluem o tutorial Parar em Objeto durante o qual eles aprendem que o sensor ultrass nico mede a dist ncia at os objetos Entender isso permite que os alunos programem o rob para reagir a um objeto detectado 3 Na fase Teste os alunos abrir o uma programa o modelo isso fechar o tutorial atual Certifique se de que cada grupo tenha tempo para descrever o comportamento do rob ao executa
22. et ncias Matem ticas Uso da linguagem matem tica Escolha de modelos e procedimentos Habilidades de resolu o de problemas Essas compet ncias s o organizadas em tr s classes realiza o de opera es simples estabelecimento de conex es para resolver problemas racioc nio matem tico generaliza o e descobertas e exige que os alunos fa am an lises identifiquem elementos matem ticos de uma dada situa o e proponham problemas d Conte dos Matem ticos e Estimativa Mudan a e crescimento Espa o e forma Racioc nio l gico Rela es num ricas e lgebra Geometria Tratamento da informa o Os conte dos matem ticos s o organizados em quatro reas estruturantes a saber e Quantidade Espa o e forma Mudan as e rela es Incerteza Outro documento importante a ser levado em considera o s o os Par metros Curriculares Nacionais PCNs Ensino M dio Ci ncias da Natureza Matem tica e suas Tecnologias LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 27 Refer ncias importantes Os Par metros Curriculares Nacionais para o Ensino M dio no que se refere a Ci ncia Tecnologia e Matem tica indicam que os alunos devem Interpretar e utilizar diferentes formas de representa o tabelas gr ficos express es
23. iacao Observe e ou faca perguntas para identificar se os alunos identificam fatores que podem afetar a precis o de parada ao usar o sensor de rota o toler ncia do sensor folga do motor e for a cin tica rotacional s o capazes de descrever o comportamento do rob em rela o programa o com o m ximo de detalhes poss veis na tarefa Modifique podem fazer o rob se movimentar em um quadrado determinado com base nos dados coletados pelo sensor de rota o para os desafios de Aula a desenha total ou parcialmente a letra Z b desenha total ou parcialmente uma estrela com os cinco ngulos id nticos c movimentam total ou parcialmente seu rob por um labirinto e trabalham em coopera o para resolver as tarefas LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 15 marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 ZAmInNOdsSTeENMS education Aula 6 Aula 6 Parar na Linha Objetivo Ap s conclu rem essa aula os alunos ser o capazes de usar o sensor de cor para parar o rob quando uma linha detectada Os alunos tamb m ser o capazes de definir um valor limite para um sensor Dura o 2 a 3 aulas x 45 min Prepara o Forne a aos alunos pap is ou fitas adesivas de diferentes cores Para testar se o sensor de cor consegue ler os materiais selecionados corretamente fa a o seguinte te
24. ient fica dividida pelo PISA em tr s dimens es 1 Identificar os assuntos cient ficos Implica reconhecer os t picos fact veis de serem pesquisados cientificamente e reconhecer os rasgos fundamentais de uma investiga o cient fica 2 Explicar cientificamente os fen menos Capacidade de aplicar os conhecimentos da ci ncia a situa es concretas Implica descrever ou interpretar os fen menos cientificamente e prever mudan as assim como identificar as descri es explica es e predi es apropriadas 3 Usar a evid ncia cient fica Habilidade para interpretar evid ncias tirar conclus es e comunic las Identificar as hip teses as evid ncias e os processos subjacentes s conclus es Reconhecer as implica es sociais do desenvolvimento cient fico e tecnol gico LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 26 marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 Refer ncias importantes Abaixo seguem compet ncias e conteudos de Ci ncias e Matem tica avaliados pelo PISA a Compet ncias Cient ficas Identificar quest es cient ficas Explicar fen menos cientificamente Usar evid ncia cient fica b Conte dos Cient ficos for a e movimento energia intera o entre energia e mat ria rela o entre ci ncia e tecnologia o papel da tecnologia cient fica conceitos e princ pios importantes c Comp
25. inem o valor do par metro de dire o para 50 para realizar uma volta de motor nico definem o valor do par metro de dire o para 100 ou 100 para realizar uma volta de ponto s o capazes de descrever o comportamento do rob em rela o programa o com o m ximo de detalhes poss vel para os desafios de Aula a s o capazes de percorrer o formato selecionado b s o capazes de amarrar uma caneta ao seu rob e de faz lo desenhar o formato correto c s o capazes de fazer o rob seguir o caminho selecionando os tipos corretos de voltas e trabalham em coopera o para resolver as tarefas LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 7 marcas registradas de LEGO Group 2015 The LEGO Group 041329 ZAmInNOdsSTeENMS education Aula 3 Aula 3 Mover Objeto Objetivo Ap s concluirem essa aula os alunos serao capazes de programar seu rob para movimentar e soltar objetos de diferentes formatos e tamanhos Duracao 2 a 3 aulas x 45 min Preparacao Selecione objetos de diferentes formatos e tamanhos que possam ou nao caber na estrutura do m dulo do motor m dio Para o desafio de Aula voc precisara preparar um percurso com obst culo no ch o se n o o tiver preparado ainda Voc pode usar um peda o grande de papel marcadores ou fita adesiva veja a imagem abaixo Procedimento 1 Os alunos constroem e prendem o m dul
26. mo que permite uma diversidade de solu es Os alunos t m a chance de escolher uma abordagem que comparada com os tutoriais passo a passo mais aberta Os desafios de Projeto tamb m permitem que voc avalie as capacidades criativa e colaborativa dos alunos Quatro projetos est o listados abaixo Para cada desafio voc deve considerar primeiro quantas aulas ter o para finalizar cada um dos projetos Se for dito aos alunos que eles ter o quatro aulas de 45 minutos eles devem ent o ap s essas quatro aulas estar preparados para apresentar as suas solu es para cada projeto Dessa forma eles podem gerenciar melhor o seu tempo e podem ajustar suas ambi es adequadamente Estes desafios de Projeto podem ser usados como um ponto de partida na sua aula os alunos podem usar os tutoriais e o texto de ajuda como refer ncia Sistema de alarme Construir e programar um sistema de alarme usando um ou mais sensores Rob dan arino Construir e programar um rob com atitude que se movimente ao som da sua m sica favorita Rob que cumprimenta Construir e programar um rob que cumprimente quando voc o encontra Vassoura rob tica Construir e programar um rob que varre objetos para fora do seu caminho LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 24 ZAmINODsSTENMS education Refe
27. modificar a programa o os alunos ter o que alterar o n mero de graus que o motor m dio vira a fim de acomodar os diferentes tamanhos dos objetos Nota antes de modificar o m dulo do motor m dio esteja ciente de que ele tamb m necess rio na Aula 4 e no desafio de Mestre 2 6 Desafio de Aula Combine o desafio opcional da Aula 2 com a movimenta o do cuboide ou outro objeto a partir de posi es de partida e chegada predeterminadas veja a ilustra o abaixo e ou o Anexo A Para fazer um desafio extra os alunos podem usar tamb m o sensor ultrass nico para ajudar a detectar o cuboide veja a Aula 4 para mais detalhes fo an an aw an an w w 10 cm 4in n e 60 cm 24 in 18 cm 7 in 120 cm 47 in Avaliacao Observe e ou faca perguntas para identificar se os alunos conseguem programar o rob para pegar o cuboide satisfatoriamente s o capazes de descrever o comportamento do rob em rela o programa o feita com o m ximo de detalhes poss veis modificam o rob para pegar outros objetos para o desafio de Aula garantem que o rob pegue o cuboide e posicione o com bastante precis o na posi o de chegada predeterminada e trabalham em coopera o para resolver as tarefas LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 9 marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 ZAmInNO
28. nos constroem o m dulo do sensor de rota o e o adicionam base motriz 2 Os alunos concluem o tutorial Parar no ngulo para fazerem o rob girar 45 graus com base nas leituras sobre ngulo do sensor de rota o 3 Na fase Teste os alunos abrir o uma programa o modelo isso fechar o tutorial atual Certifique se de que cada grupo tenha tempo para descrever o comportamento do rob ao executar uma programa o modelo usando suas pr prias palavras Isso encoraja os alunos a refletirem sobre o que eles v m e como aquilo se relaciona com os blocos de programa o Eles podem usar Parar no ngulo Parar a caixa de coment rios fornecida na tela Ls A programacao modelo a seguir fornecida para os alunos 30 0 0 45 J 30 30 1 J Exemplo de descri o do comportamento do rob Ao medir o ngulo rotacional usando o sensor de rota o a ponta do rob gira at que detecta um aumento de ngulo de 45 graus O rob ent o se movimenta para frente por uma rota o e para LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 13 marcas registradas de LEGO Group 2015 The LEGO Group 041329 Aula 5 DE ear root 4 Solu o de Problemas as notas para solu o de problemas inclu das no tutorial ajudar o os alunos a entender como evitar o desvio do sensor de rota o Apresente o aplicativo de Port View do Bloco EV3 como um m todo de verific
29. o de motor m dio base motriz 2 Os alunos constroem o cuboide 3 Os alunos concluem o tutorial Mover Objeto para compreender como eles devem usar o m dulo do motor m dio para pegar o cuboide 4 Na fase Teste os alunos abrir o uma program o modelo isso fechar o tutorial atual Certifique se de que cada grupo tenha tempo para descrever o comportamento do rob ao executar a programa o modelo fornecida usando suas pr prias palavras Isso encoraja os alunos a refletirem sobre o que eles veem e como aquilo se relaciona com os blocos de programa o Eles podem usar a caixa de coment rios fornecida na tela A programa o modelo a seguir fornecida para os alunos Pos 30 100 Y 50 0 360 V 30 100 Y Exemplo de descri o do comportamento do rob Usando o m dulo do motor m dio o rob abaixa a estrutura e pega o cuboide Em seguida ele inverte o motor antes de levantar a estrutura para soltar o cuboide LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 Educador Mover Objeto Parar en Aula 3 Ia on 5 Os alunos concluem a tarefa Modifique O formato e o tamanho de outros objetos desafia os alunos a modificar sua programa o ou a fazer altera es na estrutura do m dulo do motor m dio que permita que o rob pegue os diferentes objetos Ao
30. r ncias importantes Refer ncias importantes As sete aulas os dois desafios de Mestre e os Desafios de Projeto fornecem uma introdu o completa rob tica e s o timos exemplos de como usar a rob tica em um contexto de Ci ncias Tecnologia Engenharia e Matem tica Usar o conceito do LEGO MINDSTORMS Education EV3 na sala de aula abre uma gama de valiosos resultados de aprendizagem Habilidades como trabalho em equipe criatividade e solu o de problemas s o parte inerente da experi ncia e o dom nio natural dos alunos com os tablets os ajudar a aprender a linguagem da programa o mais rapidamente A seguir voc encontra um panorama contendo refer ncias importantes sobre o trabalho com rob tica educacional a partir da utiliza o do LEGO MINDSTORMS Education EV3 As possibilidades ir o crescer continuamente medida em que voc for ampliando o uso do EV3 na sala de aula Ci ncias Pr ticas Fazer perguntas Desenvolver e usar modelos Planejar e realizar investiga es Analisar e interpretar dados Usar matem tica Tecnologia da Informa o e Inform tica e pensamento computacional e Construir explica es e projetar solu es Obter avaliar e comunicar informa es Tra ar de forma transversal os conceitos Causa e efeito mecanismo e explica o Estrutura e fun o Sistemas e modelos de sistema F sica no Ensino M dio Movimento e estabilidade for as e intera es
31. r a programa o modelo usando suas pr prias palavras Isso encoraja os alunos a refletirem sobre o que eles v m e como aquilo se relaciona com os blocos de programa o Eles podem usar a caixa de coment rios fornecida na tela A programa o modelo a seguir fornecida para os alunos 1 O O bi l 6 bi Exemplo de descri o do comportamento do rob Ao medir a dist ncia usando o sensor ultrass nico o rob se movimenta para frente at que detecta uma diminui o de 11 cm do cuboide e para O rob ent o inverte o motor at que detecta uma diminui o de 6 cm do cuboide LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 10 marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 Aula 4 4 Os alunos tamb m concluem a tarefa Modifique Eles devem perceber que o rob sempre ir se movimentar para frente em 11 cm e em seguida para tras em 6 cm nao importando a distancia de inicio at o cuboide esta a forma como o modo de alteracao do sensor ultrass nico funciona 5 Ideias para o desafio de Aula Os alunos adicionam o m dulo do motor m dio e pegam o cuboide veja a ilustra o abaixo e ou o Anexo A Lembre aos alunos que utilizem o sensor ultrass nico do bloco de espera modo de compara o de modo que o rob se movimente perto o bastante do cuboide Os seguintes cen rios podem ser usados a Cuboide na posi o
32. r com sucesso a base motriz conectam e fazem o download das programa es s o capazes de criar e executar as programa es e trabalham em coopera o para resolver as tarefas LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 5 marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 ZAmInNOdsSTeENMS education Aula 2 Aula 2 Movimento em Curva Objetivo Apos concluirem essa aula os alunos serao capazes de deslocar seu rob em um percurso com obst culo Ao selecionar os blocos de programacao mais adequados e definir seus par metros os alunos saber o definir em que situa es devem utilizar uma volta em torno de si mesmo os motores giram em sentidos opostos uma volta utilizando apenas um motor um motor gira e o outro fica parado ou uma volta utilizando os dois motores no mesmo sentido mas em velocidades diferentes Dura o 2 a 3 aulas x 45 min Prepara o Para a tarefa 5b voc precisar de el sticos para que os alunos amarrem uma caneta em seu rob Para a tarefa 5c voc precisar preparar um percurso com obst culo no ch o Voc pode usar um peda o de papel grande e marcadores ou posicionar fita adesiva no ch o veja a imagem abaixo Procedimento 1 Apresente aos alunos o menu principal do Aplicativo de Programa o EV3 Os alunos precisam saber onde encontrar o tutorial do rob educador e como abri lo
33. reender tabelas gr ficos e rela es matem ticas gr ficas para a express o do saber f sico Ser capaz de discriminar e traduzir as linguagens matem tica e discursiva entre si Expressar se corretamente utilizando a linguagem f sica adequada e elementos de sua representa o simb lica Conhecer e utilizar conceitos f sicos Relacionar grandezas quantificar identificar par metros relevantes Compreender e utilizar leis e teorias f sicas Compreender a F sica presente no mundo vivencial e nos equipamentos e procedimentos tecnol gicos Ler e interpretar textos de Matem tica Transcrever mensagens matem ticas da linguagem corrente para linguagem simb lica equa es gr ficos diagramas f rmulas tabelas etc e vice versa Distinguir e utilizar racioc nios dedutivos e indutivos Fazer e validar conjecturas experimentando recorrendo a modelos esbo os fatos conhecidos rela es e propriedades Discutir ideias e produzir argumentos convincentes Compreender e utilizar a ci ncia como elemento de interpreta o e interven o e a tecnologia como conhecimento sistem tico de sentido pr tico Bom trabalho LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son 28 marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 Anexo A bd bd bi M 18 cm 7 in ca ea em en ed 4 L Se asa N lt gt r I I
34. s alunos entendam os nomes e fun es dos diferentes elementos no conjunto de blocos Discuta a nomenclatura e a funcionalidade b sica dos principais componentes de hardware e estabele a um conjunto de regras de cuidado com os blocos Uma c pia da lista de pe as do conjunto principal LEGO MINDSTORMS Education EV3 45544 est inclu da no guia do usu rio O guia do usu rio a sua fonte para tudo que est relacionado ao hardware LEGO MINDSTORMS EV3 LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 Atualiza o do Firmware sivo Editar Ferramentas Ajuda jo Atualiza o de firmware Ajuda Suporte a Professor ZAmInNOdsSTeENMS education Aula 1 Aula 1 Construcao e configuracao Objetivo Apos concluirem essa aula os alunos serao capazes de construir a base motriz conectar o tablet ao bloco EV3 fazer o download e operar programas que controlam o comportamento do rob Dura o 2 a 3 aulas de 45 minutos Prepara o Assista ao v deo de in cio r pido para orienta es sobre como conectar o tablet ao bloco EV3 Distribua um conjunto principal de EV3 e um tablet com o Aplicativo de Programa o EV3 instalado para cada 2 ou 3 alunos Material opcional cartolina tecidos e outros materiais para personalizar os rob s Procedimento 1 Os alunos
35. ste 1 Ligue o bloco EV3 e conecte um sensor de cor porta 3 2 Abra o aplicativo de Port View 3 Utilize o bot o direito para navegar at a porta 3 4 O valor mostrado a intensidade de luz refletida COL REFLECT Pressione o bot o principal para alterar o modo 5 Role para baixo a lista exibida selecione o modo de cor COL COLOR e depois aponte o sensor para o material colorido O valor exibido equivale s seguintes cores 0 Sem Cor 1 Preto 2 Azul 3 Verde 4 Amarelo 5 Vermelho 6 Branco e 7 Marrom 6 Se o valor n o for equivalente do seu material voc precisar usar outro material Nota para ter a m xima precis o quando estiver no modo de cor ou no modo de intensidade de luz refletida o sensor precisa ser mantido em um ngulo perpendicular e pr ximo mas sem tocar da superf cie que est sendo detectada Procedimento 1 Os alunos constroem o m dulo inferior do sensor de cor e o adicionam base motriz 2 Os alunos concluem o tutorial Parar na Linha para detectar uma linha azul usando o sensor de cor 3 Os alunos concluem a tarefa Modifique na qual os alunos praticam a detec o de linhas de cores diferentes LEGO the LEGO logo MINDSTORMS and the MINDSTORMS logo are trademarks of the sont des marques de commerce du son marcas registradas de LEGO Group 02015 The LEGO Group 041329 E Motor Control IR Control Brick Program F Brick Datalog Parar na Linha 16
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