Matemática e robótica: como promover o desenvolvimento do raciocínio matemático?

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Nas escolas, há certos conceitos matemáticos, que se tornam difíceis de assimilar pelos alunos, muito pela dificuldade em demonstrar a sua aplicação prática, devido à complexidade e ao grau de raciocínio abstrato que exigem”.

Neste aspeto, a robótica pode ajudar bastante, uma vez que a construção de robôs é uma forma visual de entender, como por exemplo, os números numa página se podem transformar em algo concreto.

Desde simples adições e subtrações a geometria avançada, a robótica evidencia a matemática, num contexto real.

Faz ideia de como a robótica pode potenciar o raciocínio matemático? Neste artigo, saiba qual é a importância da matemática para a robótica e vice-versa. 

O que é um sistema robótico?

Em termos matemáticos, um sistema robótico é a conexão inteligente entre percepção e ação e é classificado segundo a sua mobilidade. Na realidade, quanto mais difíceis forem os conceitos matemáticos aplicados, mais flexível será o robô.

Multidisciplinaridade da robótica

A robótica é uma área multidisciplinar, uma vez que trabalha vários campos de estudo, como a matemática, a física, a informática ou a eletrónica. Quando aplicada ao ensino, além destas disciplinas, abrange também as áreas das ciências e das artes.

Posto isto, a robótica tem potencial para fornecer um conjunto de atividades interdisciplinares, que fomentam uma aprendizagem transversal destas matérias.

Com a robótica, quando os alunos procuram resolver um problema, têm que invocar conhecimentos e capacidades de diversas disciplinas, tal como a matemática. 

robótica

A aplicação da Matemática no planeamento e controlo de robôs

Quem quer estudar e trabalhar na área da robótica tem que perceber como a matemática funciona. 

Entender conceitos matemáticos básicos é fundamental, por exemplo, para testar a performance de um robô, detetar padrões ou medir distâncias percorridas

Os conhecimentos matemáticos essenciais para a robótica são os seguintes:

  • Cálculo;
  • Equação diferencial ordinária;
  • Álgebra linear avançada;
  • Geometria;
  • Análise numérica.

Como a matemática é importante para a robótica?

A matemática anda de mãos dadas com a robótica. Eis algumas formas onde os conceitos matemáticos são aplicados: 

  • Velocidade e aceleração: quando se pretende que o robô se movimente, precisa de saber medir a velocidade e a aceleração, principalmente para conseguir realizar movimentos suaves;
  • Planeamento de caminho: para decidir o caminho o robô deve utilizar para chegar ao seu destino;
  • Planeamento de movimento: para perceber a velocidade e aceleração que devem ser aplicadas;
  • Ângulos;
  • Controlador proporcional integral derivativo: é usado para controlar motores;
  • Interpolação.

 

criança a estudar matemática

 

A aplicação da robótica na aprendizagem da matemática

A robótica aplica inúmeros conceitos matemáticos, como os exemplos que listamos em cima. 

Assim sendo, ao estudar e praticar robótica, também se estuda e aplica a matemática, mesmo que indiretamente.

De seguida, explicamos as capacidades que são desenvolvidas no que toca a números e cálculos, a geometria e a álgebra e funções, quando se estuda robótica. 

Números e cálculos

Em relação a números e cálculos, o estudo da robótica pode melhorar as seguintes áreas:

  • Realização mental de cálculos;
  • Multiplicação mental básica;
  • Aptidão para estimar valores aproximados de resultados e decidir a sua razoabilidade;
  • Reconhecimento das operações necessárias para resolver um problema;
  • Explicação do raciocínio e métodos usados.

Geometria

Em termos de geometria, a robótica pode impactar positivamente as seguintes capacidades:

  • Planeamento e construção de figuras geométricas;
  • Análise de situações e resolução de problemas, através da visualização e do raciocínio espacial;
  • Compreensão de conceitos, como perímetro, área, volume e amplitude;
  • Formulação de argumentos, através da visualização e raciocínio espacial;
  • Execução de medições e estimativas.

Álgebra e funções

Quanto à álgebra e às funções, o impacto da robótica é o seguinte:

  • Entendimento e uso das noções de correspondência e de transformação;
  • Construção e interpretação de tabelas de valores e gráficos;
  • Análise de relações numéricas e correspondentes representações simbólicas.

A robótica e a resolução de problemas aplicados à matemática

A aprendizagem baseada na resolução de problemas centra o aluno no processo de ensino, enquanto o professor se torna o seu orientador ou supervisor.

Este tipo de aprendizagem é ideal para melhorar os conhecimentos matemáticos dos alunos, através da robótica.

De facto, quando somos elementos participativos na resolução de problemas, atribuímos-lhes significado, verificando-se uma melhoria na aprendizagem.

Como tal, a robótica é uma excelente forma de ensinar matemática, uma vez que é possível aplicar os conhecimentos dos alunos numa prática real, sem que eles, muitas vezes, se dêem conta que o estão a fazer.

calculos matematicos

Conclusão

A matemática tem um papel muito ativo na robótica, sobretudo para as tarefas de planeamento e execução. 

Não é segredo para ninguém que a matemática é uma das disciplinas menos apreciadas nas escolas, uma vez que, muitas vezes, os alunos pensam que é difícil de compreender e de assimilar.  

Nesse sentido, o uso da robótica educativa é uma boa forma de colocar os alunos a aplicar os seus conhecimentos, de um modo mais informal. 

Chama-se a este tipo de ensino “aprendizagem baseada em problemas”, na qual se colocam desafios aos alunos, que devem ser resolvidos, com base nos conhecimentos que já adquiriram. 

Já pensou em usar a robótica como forma de motivar e estimular as crianças para o ensino da matemática? 

Fale-nos disso, nos comentários. 

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