O dia 11 de fevereiro é o Dia Mundial das Meninas e Mulheres na Ciência. Este dia foi criado com o objetivo de discutir os baixos índices de meninas e mulheres interessadas em atuar nos campos da Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática. Esta é uma preocupação em âmbito mundial. A organização das Nações Unidas realizou em 2019 um seminário para avaliar os processos históricos que afastaram mulheres das referidas áreas do conhecimento e encontrar soluções para a inclusão delas nas escolas, nas universidades e no mundo do trabalho. Segundo dados da ONU, no mundo todo há poucas mulheres nas áreas de Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática. Nas universidades, as mulheres representam 35% dos alunos matriculados nesses campos. O percentual é ainda menor nas engenharias (de produção, civil e industrial) e em tecnologia, não chega a 28§ do total. No Brasil, essas diferenças também são observadas na composição dos membros titulares da Academia Brasileira de Ciências (ABC), 80§ dos membros atuam na região Sudeste e é composta por homens. Apesar dos dados apontarem que pesquisadores e pesquisadoras têm aproximadamente a mesma quantidade de publicações por ano, contudo, segundo este estudo, as mulheres estão mais preocupadas com a formação de recursos humanos. A Universidade Federal do Rio Grande do Sul possui um projeto de extensão em andamento denominado Meninas na Ciência que tem por objetivo “atrair meninas para as carreiras de ciência e tecnologia (C&T) e estimular mulheres que já escolheram estas carreiras a persistirem e se tornarem agentes no desenvolvimento científico e tecnológico do Brasil”. No mapa apresentado por este projeto, estão identificados 56 projetos em desenvolvimento no Brasil com este mesmo objetivo. Dois estão localizados no estado do Rio de Janeiro: a) o Meninas na Robótica – CEFET – RJ e b) Meninas no Museu de Astronomia e Ciências Afins – (MAST). Podemos citar um terceiro projeto, o “Tem Meninas no Circuito” – da UFRJ. Nenhum desses projetos é desenvolvido em uma cidade fora da capital ou da região metropolitana do estado do Rio de Janeiro. O projeto Arduínas: meninas no controle de práticas experimentais das Ciências Exatas e da Terra, se propõe a incentivar meninas em idade escolar a ingressarem em áreas das Ciências Exatas e da Terra, Engenharias e Computação, por meio de práticas experimentais a serem desenvolvidas na escola. Este projeto é um desdobramento do projeto extensão intitulado O uso do Arduino como ferramenta motivadora no ensino de física, sob coordenação do professor Marcelo Gomes (UENF), tendo a professora Priscila Castro (UENF) como uma das mentoras e colaboradoras deste projeto, que está em fase de implementação de forma remota em Escolas públicas em Campos dos Goytacazes (RJ) desde agosto de 2020. O Arduino é uma ferramenta popular para o desenvolvimento de produtos IoT (Internet das coisas, do inglês Internet of Things), bem como uma das ferramentas mais bem sucedidas para a educação STEM/STEAM (Science, Technology, Engineering and Math/Science, Technology, Engineering Art and Math). Centenas de milhares de designers, engenheiros, estudantes, desenvolvedores e fabricantes de todo o mundo estão usando o Arduino para diferentes aplicações: música, jogos, brinquedos, casas inteligentes, agricultura, veículos, entre outros. Em particular, a experiência tem mostrado que o aprendizado básico do Arduino não é longo, nem penoso. Ainda assim, embora apresente características comuns a todos os kits de desenvolvimento similares, o Arduino apresenta itens próprios, de hardware e software, que necessitam ser identificados e compreendidos antes da sua plena utilização. Dessa maneira, esta proposta visa levar às estudantes de ensino médio de escolas públicas estaduais experimentos baseados em sensores de baixo custo associados à linguagem PYTHON e à placa Arduino. As bolsistas das categorias Jovens Talentos e Iniciação Científica e os professores das escolas parceiras (bolsistas Treinamento e Capacitação Técnica e Voluntários) serão os agentes de produção do conhecimento, com o intuito de ampliar o acesso e estimular a vocação de meninas para a área de tecnologias, ciências exatas, engenharias e computação. Como um princípio motivador para meninas e meninos combaterem os estereótipos de gênero. O projeto ARDUÍNAS tem por objetivo geral ensinar conceitos básicos da física para meninas a partir de experimentos com diferentes sensores de baixo custo conectados a uma placa Arduino. Associados ao objetivo geral, foram elaborados os seguintes objetivos específicos: apresentar a história de mulheres que marcaram o desenvolvimento científico-tecnológico no mundo; discutir o conceito de gênero; despertar o interesse de meninas pelas ciências exatas e da terra ; desenvolver materiais (kits) de aprendizagem de baixo custo (medidores de temperatura, distância, de pressão, de altura, intensidade de radiação e temporizadores com fotodiodos), de fácil transporte e de montagem rápida em sala para auxiliar professores(as) na explanação do conteúdo de física, associado aos conteúdo da matemática, química, informática. A operacionalização metodológica deste projeto, associada aos objetivos específicos, segue os seguintes passos: mostras de filmes, fotografias e pinturas; rodas de conversa, montagem de exposição de histórias de mulheres cientistas; programação computacional; apresentação da placa Arduino; manipulação dos sensores; montagem das oficinas experimentais. O detalhamento da metodologia está disposto em item específico do projeto. O desenvolvimento terá como aporte a Aprendizagem Baseada em Projetos (ABP). Teoricamente, este projeto foi estruturado em dois eixos: a) o primeiro amparado na discussão de gênero para fins de extinguir os estereótipos de gênero e apresentação de exemplos de mulheres brasileiras e estrangeiras que se tornaram cientistas das áreas de Ciências Exatas e da Terra e b) um segundo eixo associado aos conceitos das Ciências Exatas e da Terra, que serão trabalhados a partir da montagem dos experimentos com o Arduino e suas aplicações. O candidato irá desenvolver o Plano de Trabalho no Colégio Estadual Nelson Pereira Rebel (sem registro da nota do IDEB), situado em Travessão, distrito da zona rural de Campos dos Goytacazes. O Colégio apresenta um corpo discente residente em área de difícil acesso e de falta de atendimento de transporte público e coletivo. Agrega estudantes dos mais variados níveis sociais e culturais, desde autônomos, cortadores de cana e desempregados a filhos de profissionais da educação e profissionais liberais, residentes em uma comunidade carente de recursos e no acesso a equipamentos culturais e a espaços para práticas esportivas e de lazer.

O desenvolvimento do projeto terá como aporte metodológico da ABP (APRENDIZAGEM BASEADA EM PROJETOS). A ABP é definida por Bender (2014, p. 16) pela elaboração de projetos que se baseiam “em uma questão, tarefa ou problema altamente motivador e envolvente, para ensinar conteúdos acadêmicos aos alunos no contexto do trabalho cooperativo para a resolução de problemas”. Esta metodologia objetiva fazer com que o grupo crie um projeto para construir, investigar ou explicar um problema, integrando diferentes conhecimentos e estimulando o desenvolvimento de competências, como trabalho em equipe, protagonismo e pensamento crítico. Como ponto de partida, pretendemos realizar Rodas de Conversas Presencial/Remota para que as meninas das escolas possam conhecer as estudantes de cursos de graduação e pós-graduação e, para apresentar as histórias das mulheres que marcaram o desenvolvimento científico-tecnológico no mundo. Desta forma serão feitas sessões presenciais e gravações de vídeos direcionadas para as meninas das escolas. Também pretendemos organizar Oficinas de Discussão sobre o conceito de gênero a partir dos conteúdos apresentados nos filmes, nas fotografias, nos livros e pinturas, para que sejam atividades mais lúdicas e interessantes para o envolvimento dos estudantes das escolas. A fim de proporcionar uma linguagem cognitiva mais eficiente para o entendimento das alunas sobre os conceitos básicos da física, estão sendo realizadas atividades associadas ao conhecimento sobre a placa do Arduíno e suas aplicações, como descrita a seguir: Neste primeiro momento estamos realizando os experimentos com as alunas que são bolsistas de Jovens Talentos para que então elas sejam as protagonistas no processo e desenvolva em sala de aula, nas feiras e apresentações em trabalhos em congressos. Apresentamos a ideia de lógica de programação (“cérebro pensante”) que será introduzida de forma simples visando o entendimento de tomada de decisões após a leitura de sinais externos provenientes de sensores eletrônicos. Fluxogramas ilustrativos serão utilizados para facilitar o entendimento das alunas. Com o uso da linguagem Python, programas simples serão desenvolvidos em sala de aula em caráter demonstrativo. A placa Arduino (UNO) será apresentada às alunas juntamente com seus principais componentes, a saber: microcontrolador ATmega 328 (“cérebro físico”), entradas e saídas analógicas e digitais (“sistema nervoso”) e os sensores. Realizamos atividades com experimentos simples, demonstrações e situações do cotidiano, dessa forma, já foram realizadas as seguintes montagens experimentais: • Pisca LED, para simular o acender e apagar a luz através do controle do arduino, dessa forma, podemos entender as funções do arduino e como realizar suas ligações, bem como usar a programação: • Semáforo com as sinalizações para o pedestre e o botão de pedido de travessia para o pedestre. Material e Montagem experimental 1 Arduino Uno R3 https://www.tinkercad.com/things/f5CfNeL9J4w 2 Vermelho LED 2 Verde LED 1 Amarelo LED 1 Botão 1 10 kΩ Resistor 5 330 Ω Resistor Programação • Luz de Jardim acionada com a luminosidade solar - para simular duas luzes que serão acessas separadamente conforme for escurecendo o ambiente em relação aos raios solares. Material e Montagem experimental 1 Arduino Uno R3 https://www.tinkercad.com/things/iNh0a5yrKg8 1 LDR 3 220 Ω Resistor 1 Vermelho LED 1 Verde LED Programação • Sensor de estacionamento de carro, dessa forma, a medida que o carro se aproximar do obstáculo, o buzzer aumentará a intensidade e a frequência do sinal sonoro e simultaneamente acontecerá uma mudança na cor do LED que piscará. 1 Vermelho LED ` https://www.tinkercad.com/things/cdqkWo598Fl 1 Amarelo LED 1 Verde LED 1 Arduino Uno R3 1 Buzzer 4 330 Ω Resistor 1 Sensor de distância ultrassônico Material e Montagem experimental Programação: • Medidor de luminosidade com Display e sensor LDR - simular um medidor de luminosidade do ambiente utilizando um sensor LDR, o nível de luz será observado em um Display para monitoramento.

“Arduínas”: Meninas no controle de práticas experimentais das Ciências Exatas e da Terra

Inovação e Problemas da Sociedade, Atividades STEM Brasil - Educando, Projeto do Ensino Fundamental anos iniciais e/ou anos finais

Arduinos, Programação

Maria Priscila Pessanha Castro (Coordenador da Equipe)
Wellington da Costa Silva (Professor Colaborador)
Beatriz Póvoa Coutinho (Professor Colaborador)
Ana Carolina Clemente de Souza (Aluno Capitão)
Analu Crespo Allemand Barreto (Aluno)
Camilly Barreto Azevedo Silveira (Aluno)
Marcelly Sales Gonçalves (Aluno)
Sara Ribeiro Cruz dos Santos (Aluno)

CE Nelson Pereira Rebel, Campos Dos Goytacazes-RJ

O projeto Arduínas: meninas no controle de práticas experimentais das Ciências Exatas e da Terra, se propõe a incentivar meninas em idade escolar a ingressarem em áreas das Ciências Exatas e da Terra, Engenharias e Computação, por meio de práticas experimentais a serem desenvolvidas na escola. Este projeto também se propõe a apresentar a história de mulheres que marcaram o desenvolvimento científico-tecnológico no mundo; discutir o conceito de gênero; despertar o interesse de meninas pelas ciências exatas e da terra; desenvolver materiais de aprendizagem por meio de experimentos com diferentes sensores de baixo custo conectados a uma placa Arduino. Os experimentos auxiliarão os professores na explanação do conteúdo das Ciências Naturais e Computação para meninas. A operacionalização metodológica segue os seguintes passos: mostras de filmes, fotografias e pinturas; rodas de conversa, montagem de exposição de histórias de mulheres cientistas; programação computacional; apresentação da placa Arduino; manipulação dos sensores; montagem das oficinas experimentais. O desenvolvimento terá como aporte na Aprendizagem Baseada em Projetos (ABP).

No primeiro momento realizamos encontros semanalmente, durante dois meses aproximadamente, com o objetivo de destacar as “Mulheres nas Ciências” para que essas sejam exemplos e inspiração para as meninas a ingressarem nas carreiras tradicionalmente masculinas, realizamos a leituras de livros, para que pudéssemos fazer discussões sobre algumas mulheres que proporcionaram algo para a sociedade. As principais biografias abordadas foram: Rosa vermelha (2017), Modotti - Uma Mulher Do Século Vinte (2005); Ousadas: Mulheres que só fazem o que querem (2020), O mundo de Aisha: A revolução silenciosa das mulheres no Lêmen (2015), Persépolis (2007); Frida Kahlo: Para que preciso de pés quando tenho asas para voar? (2016). Nesses encontros iniciais, criamos as rodas de conversas, onde cada aluna ficou com a incumbência de ler um livro e fazer um pequeno resumo sobre o livro e o que chamou sua atenção, neste momento os professores e coordenadores do projeto poderiam trabalhar como intermediadores da aprendizagem e discussões sobre gênero para que elas possam expressar suas principais dificuldades. Posteriormente, iniciamos a produção de montagens experimentais inteligentes e automatizados, todos esses encontros foram realizados na sala de informática. Neste momento apresentamos a placa Arduino (UNO) às alunas juntamente com seus principais componentes, desde o: microcontrolador ATmega 328 (“cérebro físico”), entradas e saídas analógicas e digitais (“sistema nervoso”) e os sensores. Posteriormente, iniciamos a montagem do nosso primeiro experimento do Pisca LED, apresentando conceitos básicos de circuitos elétricos, apresentando ou relembrando seus conceitos físicos como: carga elétrica, potencial elétrico, diferença de potencial, campo elétrico, intensidade de corrente elétrica, resistência elétrica, potência elétrica e conservação de energia. Depois dessa etapa, apresentamos a ideia de lógica de programação (“cérebro pensante”) de forma simples visando o entendimento de tomada de decisões após a leitura de sinais externos provenientes de sensores eletrônicos. Com uma pequena introdução na linguagem da programação C++ na programação de códigos no Arduino e, aprofundando-se um pouco mais, conseguimos relacionar o Arduino com em uma interface física (hardware) controlada pela programação Python, que tem a função de compilar esse escrita, para um código binário que o arduino entenda. A partir de experimentos simples, demonstrações e situações do cotidiano, foi possível apresentar novos projetos, sensores e códigos de programações e, consequentemente às alunas foram aprendendo e desenvolvendo a familiaridade com o arduino e, com a robótica para serem usadas na sala de aula. Nesses projetos utilizamos os sensores e atuadores de: LED, resistor, potenciômetro, LDR (Light Dependent Resistor, ou Resistor Dependente de Luz), Sensor Ultrassônico, Buzzer, Chave momentânea (botão); Display LCD; Sensor - Atuador Piezoelétrico; Relê. Em seguida, iniciamos os trabalhos para a participação das bolsistas de iniciação científica em eventos para fins de divulgação dos resultados alcançados durante o desenvolvimento do projeto. Realizamos três experimentos que foram apresentados da Feira de Ciências no Colégio Estadual Coronel Francisco Ribeiro da Motta Vasconcellos, localizado na Rua Principal, s/nº, Poço Gordo – 4º Distrito – Campos dos Goytacazes – RJ , CEP:28145-000. Os experimentos apresentados foram: • Luz de Jardim acionada com a luminosidade solar - para simular duas luzes que serão acessas separadamente conforme for escurecendo o ambiente em relação aos raios solares. • Sensor de estacionamento de carro, dessa forma, à medida que o carro se aproximar do obstáculo, o buzzer aumentará a intensidade e a frequência do sinal sonoro e simultaneamente acontecerá uma mudança na cor do LED que piscará. • Medidor de luminosidade com Display e sensor LDR - simular um medidor de luminosidade do ambiente utilizando um sensor LDR, o nível de luz será observado em um Display para monitoramento. Neste momento, às alunas puderam colocar em prática os conhecimentos adquiridos e a capacidade de elaboração de respostas baseadas nas suas informações absorvidas, é importante salientar, que todas demonstraram conhecimentos tanto dos experimentos que estavam sendo apresentados, quando a assuntos relacionados sobre o arduino de uma forma mais geral. As alunas também participaram da “Semana do Saber-Fazer-Saber” que é um evento tradicionalmente organizado pelo campus Campos Centro do Instituto Federal Fluminense-IFF. O experimento apresentado foi um Medidor de luminosidade com Display e sensor LDR, com o objetivo de simular um medidor de luminosidade do ambiente utilizando um sensor LDR, o nível de luz será observado em um Display para monitoramento, tendo como meto relacionar com a importância do ambiente e sua luminosidade para a fotografia.

As rodas de conversas demonstraram uma boa estratégia, para supera essa barreira sobre algo que é cultural dentro de uma construção machista, que enxergar a mulher com uma “dona de casa”. Dessa maneira, lendo e discutindo sobre outras mulheres da história, às alunas se sentiram “empoderadas”, capazes de realiza e se colocarem na função que eles desejarem ser, e quebrar paradigmas, como mulheres tem medo de eletricidade. Em paralelo com esse empoderamento feminino, o Arduino apresentou-se como uma ótima ferramenta de baixo custo e de fácil manipulação, demonstrou ser um ótimo recurso na inclusão de meninas em idades escolar para um despertamento na área das ciências exatas da terra, ou seja, criando uma identificação das meninas com a ferramenta e assim cativar as meninas a ingressarem nos grupos de trabalho de experimentos práticos.

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