Introdução
1.1 Introdução
Em 2016, o então governo federal, juntamente, ao congresso nacional, iniciaram os processos para implementação do novo ensino médio, (BRASIL, 2018) objetivando a melhoria do nível educacional no País. Parte preponderante da transformação do modelo educacional está no atendimento aos interesses acadêmicos dos estudantes.
O novo ensino médio caracteriza-se, pelo aqui denominado ensino 4.0, mas, que se confronta com realidades ainda fundamentadas em problemáticas do modelo convencional de abordagens mais teóricas em sala de aula (ZHOU, LIU, ZHOU, 2015). Analogamente ao modelo de desenvolvimento dos meios de produção, pensa-se nesse formato pedagógico como nos moldes industriais, e, consequentemente, na evolução do modo 1.0, ao que se tem hoje – 4.0 - em perspectiva cientifica e tecnológica (PAULO, 2022).
Este novo conceito educacional, entre outros aspectos, prevê uma forma de educação mais conectada e alinhada aos interesses tecnológicos da sociedade, visando maior autonomia e protagonismo dos estudantes quanto da construção de seu próprio saber. (PAULO, 2022).
1.2 Questão Problema
No mundo contemporâneo, em que sistemas e pessoas estão interconectadas, por redes inteligentes que, para além do desenvolvimento e aplicação de tecnologias, visa o aperfeiçoamento social em caráter sustentável e, sobretudo, de plena consciência dos resultados de suas práticas, o novo ensino médio, tem por base, quanto da eficiência de sua implementação, e, principalmente, dos resultados educacionais, um modelo de aplicação concreto das práticas didáticas (PAULO, 2022). Nesse contexto, habilidades e competências inerentes à indústria 4.0 promovem desenvolvimento a todo processo educacional, em figura do qual este novo ensino médio procura se ajustar.
1.3 Justificativa
Visando prática didática de ensino, com base nos conceitos fundamentados, principalmente, na aplicação de práticas sustentáveis – foco do novo ensino médio - foi proposto, em adequação aos itinerários formativos – componentes de ensino estruturado dentro do projeto do novo ensino médio paulista – o desenvolvimento de ensino por projeto maker STEM, (MARQUES, 2017). onde, desenvolveu-se estudos das habilidades e competências das áreas de Ciências da Natureza, Linguagens, Humanidades e Matemática, por meio da confecção de maquete automatizada, como simulacro de casa IOT sustentável.
A maquete consiste no controle automatizado, via placa Arduíno (BANZI. ET. AL, 2005) - microcontrolador opensource (OPENSOURCE, 1998) – de diversos processos diários, tais quais: Abertura de janelas por controle interno de temperatura, visando conforto térmico; Entrada e saída, via aproximação, com sistema de alerta embutido; Irrigação automatizada , com proposta em limitar o desperdício de água além de possibilitar produção familiar e sustentável de alimentos; Manutenção do nível quantitativo de água em caixa d’água, e; Funcionamento de lâmpadas com base no nível de iluminação natural interna do sistema. Salienta-se que microcontrolador será alimentado por modal fotovoltaico (PAULO 2022). Todos os processos objetivam o conforto do usuário e a limitação no consumo de insumos estratégicos, além de abordagem sustentável.
Desde a construção até apresentação da maquete, espera-se que haja percepção, por parte dos estudantes, quanto da necessidade do domínio das habilidades e competências das macrociências, para conclusão do projeto, e, desse modo, portanto, otimizar o desempenho acadêmico dos jovens.
Métodos
A confecção do objeto de estudo – maquete – visa mobilizar alunos frente a perspectiva de prática, sobretudo, durante horários de aula dos itinerários formativos [REFERÊNCIA]. componentes curriculares obrigatórios no novo ensino médio – de modo sistemático, separado por etapas especificamente definidas.
Ao fim da construção, os alunos serão estimulados a produzir aprimoramentos no projeto ao mesmo tempo que propalem os conhecimentos obtidos, fomentando novos projetos e soluções.
Por fim, aos educadores cabe a incumbência de registro sistematizado, para dados estatísticos de comparação, para confirmar se os objetivos aqui delineados serão alcançados.
3.2 Projeto de simulação do circuito de automação
Com base nos processos a serem automatizados:
a) Abertura de janelas por controle interno de temperatura, visando conforto térmico;
b) Abertura de porta, para entrada e saída de pessoas, via aproximação física, com sistema de alerta embutido;
c) Irrigação automatizada (controle de umidade do solo), com proposta em limitar o desperdício de água além de possibilitar produção agrícola familiar de forma sustentável;
d) Controle do volume de água, em reservatório (caixa d’água), e, bombeamento.
e) Funcionamento de lâmpadas com base no nível de iluminação natural interna.
Para que seja concluída a automatização dos processos listados, na maquete, simula-se a arquitetura e lógica do circuito, no sistema tinkercad ciurcuits (KAI BACKMAN, 2010) visando solução de possíveis pontos nevrálgicos de falhas de montagem ou de codificação, além de possibilitar registro válido para difusão de confecção de novas maquetes.
Os componentes utilizados nesta etapa serão mantidos para o sistema físico e, portanto, descritos no item correspondente, no presente trabalho.
No sistema computacional do presente simulador foi possível, também, determinar a codificação para correto funcionamento do processo, e, todo o código anexo, como arquivo de extensão <.INO>, de funcionamento especifico do arduino. O código foi confeccionado pelo professor Vinícius Bertuzzo Lima, sem preocupações de desempenho. O intuito era o funcionamento adequado dos processos autômatos no circuito. Na etapa de construção física, aprimoramentos na codificação serão implementados.
