Aplicação da robótica educacional no estudo de transferência de calor

Abstract

RESUMO: Nota-se que com o passar dos anos e com o avanço tecnológico, a informática vem tendo um papel cada vez mais relevante na sociedade. Sabendo que progressivamente os estudantes sabem lidar com essas novas tecnologias, inseri-las em aulas torna-se cada vez mais natural e necessário. Aliado ao ensino com metodologias ativas de aprendizagem e protagonismo estudantil, aulas práticas permitem a solidificação dos conhecimentos transmitidos pelo professor. Por meio da necessidade de ampliação dos aparatos didáticos relacionados com a disciplina de Transferência de Calor e usando a robótica educacional como ferramenta, esse trabalho visa apresentar as etapas de projeto, a construção de módulos de estudos da supra disciplina e a apresentação de resultados de medição satisfatórios quando comparados a dados empíricos. A robótica educacional se mostra um aparato útil, de simples utilização e cada vez mais presente no cotidiano quando buscamos explorar e compreender com mais clareza conteúdos que apresentam um teor de dificuldade elevado e que não apresentam tantos meios práticos para facilitar o seu entendimento. Além da atuação direta do discente nas etapas do projeto, surgiu a ideia de um projeto mais viável financeiramente através de kits didáticos, que foram construídos com os conhecimentos tecnocientíficos multidisciplinares como informática, seleção dos materiais, processos de fabricação, entre outros adquiridos ao longo do curso de graduação e que serviram para exemplificar situações do cotidiano que são estudadas em sala de aula, mais especificamente nas matérias de transferência de calor. Assim, foi possível projetar e construir três equipamentos capazes de estudar diferentes conteúdos de condução do calor, incluindo comparativos entre análises gráficas tanto analíticas como experimentais e computacionais. Portanto, pôde-se, com esse projeto, construir kits eficientes e que estudam diversos conteúdos, uma vez conhecida a versatilidade de aplicação desta metodologia por meio de exemplos diretos que abordam conceitos estudados ao longo da graduação.

ABSTRACT: It is noted that over the years and with technological advancements, computer science has been playing an increasingly relevant role in society. Knowing that students are progressively adept at handling these new technologies, incorporating them into classes becomes more natural and necessary. Coupled with teaching using active learning methodologies and student empowerment, practical lessons allow for the solidification of knowledge transmitted by the teacher. Through the need to expand didactic tools related to the Heat Transfer discipline and using educational robotics as a tool, this work aims to present the project stages, construction of study modules for the supra-discipline, and presentation of satisfactory measurement results when compared to empirical data. Educational robotics proves to be a useful apparatus, easy to use, and increasingly present in everyday life when we seek to explore and understand content that presents a high level of difficulty and lacks practical means to facilitate understanding. In addition to the direct involvement of students in the project stages, the idea of a financially viable project emerged through didactic kits, which were constructed using multidisciplinary techno-scientific knowledge such as computer science, material selection, manufacturing processes acquired throughout the undergraduate course, and served to exemplify everyday situations that are studied in the classroom, specifically in the heat transfer subjects. Thus, it was possible to design and build three devices capable of studying different heat conduction contents, including comparisons between both analytical and experimental graphical analyses. Therefore, with this project, efficient kits were built that study various contents, once the versatility of applying this methodology is known through direct examples that address concepts studied throughout the undergraduate program.