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Paper for 8 º Congresso Brasileiro de Gestão de Desenvolvimento de Produto
2011

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Fab Lab kids – oficina de projetos socioambientais para crianças de escolas públicas através da fabricação digital e eletrônica

autores: Alex Garcia, Heloisa Neves e Paulo Eduardo Fonseca de Campos

 

Abstract

This article describes the process of theoretical and practical Fab Lab Project Kids Brazil and in more detail the “Fab Lab kids – workshop environmental projects for public school children through manufacturing and digital electronics,” the most recent edition of the project, which consists conducting an experimental workshop with students from public school in the city of Guarulhos. Through the concept of learning by doing, children are exposed to the possibility of acting on the environment and the objects surrounding them, proposing objects that might solve socio-environmental issues, which are produced via digital fabrication and electronics.

Palavras-chave: fabricação digital, eletrônica, educação, redes, fab lab

1. O ensino de temáticas contemporâneas de arquitetura, urbanismo e design para crianças e o conceito de município educador socioambiental

O ambiente construído, assim como os objetos que o compõe , são vivenciados diariamente por pessoas de diversas idades. Construímos o ambiente e este nos constrói   (DAMÁSIO,2000) de maneira que atuando diretamente nos objetos estamos aprendendo e, ao mesmo tempo, recriando-o. NIETO (1992)[1] enfatiza que qualquer estrutura tangível criada, seja uma casa, monumento, fábrica ou um pequeno brinquedo pode ilustrar e valorizar conteúdos de um grande leque de disciplinas abrangendo âmbitos da história, ciências físicas, química, design e tecnologia. Sob essa óptica, o ensino de tópicos contemporâneos de arquitetura, urbanismo e design direcionado às faixas etárias do período escolar está cada vez mais sendo foco de interesses entre profissionais da área. A UIA (International Union of Architects), uma organização não governamental consultora da UNESCO que tem como membros profissionais de várias nacionalidades, em seu programa “Arquitetura e Crianças” (Architecture and Children) define a ação:

“A ‘UIA Ambiente Construído em Rede’ visa ajudar arquitetos e professores em todos os lugares a mostrar aos jovens como se faz boa arquitetura e um ambiente sustentável, para que, como cidadãos adultos, usuários, clientes e tomadores de decisão possam  tomar parte ativa na formação do mundo em que vivem, abrangendo tanto a tradição e inovação na criação de comunidades que oferecem uma qualidade saudável e harmoniosa de vida para todos.” Tradução do autor[2]

O programa da UIA , “Arquitetura e Crianças” (Architecture and Children) , está em mais de 20 países e parte do princípio de que a qualidade  de nosso meio ambiente será determinado pelas crianças de hoje, e que a capacidade de tomar decisões dependerá de conhecimentos, competências e habilidades que adquirem no curso de sua educação.

Já no âmbito das políticas públicas municipais brasileiras, o planejamento de ações para a melhoria da qualidade de vida urbano e natural é chamado de socioambiental. Municípios Educadores Sustentáveis são municípios voltados à construção da sustentabilidade socioambiental por meio da educação, materializando medidas que viabilizem “a formação de seus munícipes para atuarem cotidianamente na construção de meios, espaços e processos que avancem na direção da sustentabilidade.” [3]

Diante deste ambiente e utilizando a método  do aprender fazendo através de ferramentas de fabricação digital e eletrônica, se insere o projeto Fab Lab Kids Brasil, projeto este que já se encontra em sua segunda edição. Para este artigo especificamente trataremos de apresentar os conceitos gerais do projeto, mas nos enfocaremos em analisar a segunda edição do projeto, chamado “Fab Lab Kids – oficina de projetos socioambientais para crianças de escolas públicas através da fabricação digital e eletrônica”.

2. O projeto Fab Lab Kids Brasil – utilizando a fabricação digital e eletrônica para o ensino de  temáticas contemporâneas de arquitetura, urbanismo e design para crianças

Quando criamos algo com nossas mãos, além de atuarmos diretamente em nosso ambiente, estamos aprendendo e, ao mesmo tempo, recriando-o. Quando grandes ideias saem do papel e podem ser materializadas e produzidas, este valor é multiplicado. Possibilitar às crianças um espaço onde possam colocar suas ideias em prática, fabricando seus brinquedos, mobiliários, instrumentos musicais, além de programar-los e dotá-los de inteligência é a base do Projeto Fab Lab Kids Brasil. Este projeto é fruto de um projeto maior que se configura em redes abertas de informação e conhecimento, a rede Fab Lab (abreviação de laboratórios de fabricação), que está presente em muitos países do mundo e foi iniciada  pelo Prof. Neil Gershenfeld, diretor do Center for Bits and Atoms do MIT (Massachussetts Institute of America). Dentro da rede, encontram-se alguns projetos colaborativos e um número de iniciativas de compartilhamento de projetos e experiências entre os laboratórios. O Fab Lab Kids acontece em Fab Labs de vários países, sendo que cada país direciona-o para assuntos e enfoque locais. A iniciativa brasileira, coordenada pela Associação Fab Lab Brasil, conta com a colaboração do Fab Lab Costa Rica, Fab Lab Lima e Fab Lab São Paulo e também com parceiros pontuais em cada edição, se baseando em oficinas de fabricação digital e eletrônica desenvolvidas  através de temáticas socioambientais. O método do aprender fazendo se consolida através do desenho, da fabricação e da documentação. Os objetivos do projeto são: ensinar as técnicas e ferramentas necessárias para a fabricação digital; ensinar a inventar através da estimulação do pensamento; estimular o talento individual; desenvolver a criatividade e a imaginação; desenvolver a inteligência emocional; fomentar formas de aprendizagem extra-sala de aula; estimular o pensamento criativo em um contexto de cooperação, jogo e aprendizagem; potencializar o espírito do trabalho através do jogo; aplicar a interdisciplinaridade de habilidades: criação, produção e publicação; impulsionar a participação na criação ao invés de serem usuários passivos; educar para o uso de energias renováveis; educar para a reciclagem, ecologia e sustentabilidade; participar na criação do conhecimento coletivo; fomentar a auto-suficiência; despertar a consciência social.

Sendo um dos pilares do projeto, o desenho é considerado peça chave para o projeto do que a criança pretende construir. Consideramos o desenho como um conhecimento fundamental da mesma categoria que são a matemática e as línguas: um instrumento de conhecimento[4]. O desenho define uma ordem do pensamento, organiza as ideias e as suas formas, ajuda a hierarquizar a informação e a situá-la no lugar que lhe corresponde. Também através do desenho experimentamos o processo perceptivo de maneira mais profunda. A percepção é o primeiro processo cognitivo, através do qual os sujeitos captam informações do entorno e através de processos complexos conseguem formular uma representação deste entorno. Estimular e desenvolver a percepção é um dos fundamentos para se construir a criação. Através de diferentes dinâmicas se desperta a sensibilidade e se ensina a olhar de uma maneira diferenciada. A fabricação digital e eletrônica é nossa forma de materializar as ideias concebidas. Através do uso de tecnologias e máquinas avançadas, controladas por computadores e dos princípios de eletrônica, a criança adquirem conhecimentos básicos de ferramentas, materiais, processos e tecnologias e, sobretudo princípios e técnicas com os quais poderemos construir qualquer coisa e dotá-la de inteligência.  Muito importante também é a documentação e difusão das ideias e projetos, visto que o projeto em si, já surge através da colaboração em rede. Colocar as crianças a par das técnicas e ferramentas necessárias para registrar seu processo e os seus resultados é um passo importante, pois possibilita que a própria criança possa mostrar seus feitos a outros colegas e familiares, complementando o processo de criação.

A primeira edição do projeto aconteceu em dezembro de 2011 e contou com a colaboração do Fab Lab Costa Rica, Fab Lab Lima, Fab Lab Barcelona e Fab Lab São Paulo, além de contar com a parceria da Prefeitura Municipal de Guarulhos e empresas do setor privado. A oficina foi realizada no Centro de Educação Ambiental Virgínia Ranalli, durante um sábado das 9:00h às 18:00h, e contava com facilitadores locais e participantes via skype (monitores e pequenas apresentações). A finalidade desta oficina, especificamente, era de customizar e construir uma lixeira ecológica, incluindo nela um contador eletrônico para contagem de objetos a serem reciclados. [5]

3. O projeto Fab Lab Kids Brasil – oficina de projetos socioambientais para crianças de escolas públicas através da fabricação digital e eletrônica

Para a segunda edição do projeto, o objetivo foi propor um reflexão das crianças sobre o tema socioambiental e a representação da sua solução para essa problemática através de um projeto (síntese)  conformando no final uma proposta para a solução da  situação apontada por eles mesmos através das ferramentas de fabricação digital (impressão 3D) e eletrônica (microcontroladores). O projeto também se preocupou em fazer uma ponte com  as disciplinas escolares como base para compreensão do atual estágio tecnológico assim como, no suporte na solução de problemas do dia a dia. O projeto contou com a colaboração do Fab Lab Costa Rica, Fab Lab São Paulo, Designoteca e Prefeitura Municipal de Guarulhos[6].

A oficina seguiu a seguinte dinâmica: a atividade iniciou-se com uma proposta para  aos alunos da Escola Municipal Chico Mendes da cidade de Guarulhos de idade entre 8 a 11 anos, para produzirem  (desenhos) que poderiam solucionar problemas socioambientais por eles escolhidos. A prática foi de livre adesão dos alunos.

As propostas dos alunos da escola foram as seguintes[7]: Robô reciclador  (4 crianças); Lixeira Mecânica (2 crianças); Chuveiro com sensor (2 crianças); Tratamento de água (2 crianças); Sistema de irrigação com placa solar; Bateria para carros solares, Filtro para chaminés, Material reciclado para fazer asfalto; Máquina de reciclagem; Avião sustentável; Ônibus movido à placa solar;Lavadora de planta com placa solar;Máquina pequena de despoluição;Carro elétrico;Irrigador de planta automático;Privada automática;Escova de dente que dispersa pasta;Triturador de composto;Bengalas para cego com sensor;Bolha acústica para casas;Máquina que transforma fumaça em energia; Boneca separadora de lixo.

Após essa fase, os professores através de 03 critérios pré-estabelecidos [8] formaram-se grupos de 02 alunos com propostas semelhantes classificando-os em 05 grupos de 10 alunos. As propostas classificadas  foram: Triturador de composto;Irrigador de planta;Chuveiro automático; Filtro de fumaça;Máquina de reciclar brinquedos e Tratamento de água. As atividades no ateliê (acima descritas) foram divididas em 04 aulas de 03 horas de duração aos sábados das 14:00 às 17:00 horas com uma pausa para o lanche. Em cada início de atividade havia uma introdução com objetivos gerais, a dinâmica do dia, e os temas das próximas oficinas.

Os objetivos de cada dia de oficina, especificamente, foram:

DIA 01: nomear o projeto e desenvolver a  proposta junto com o colega  através do ferramental gráfico manual (lápis, lápis de cor, giz). Os critérios definidos foram: ser executável como proposta, preocupação com a  sustentabilidade, criatividade. Objetivos específicos: desenvolver a prática do desenho como ferramenta de síntese do pensamento e dar  ênfase no estudo das disciplinas da escola para compreensão e uso da tecnologia.

Fig. 1. Proposta de um dos alunos. Foto do autor.

 

DIA 02: Com o auxílio de software CADCAM, os facilitadores desenharam em três dimensões, a partir dos esboços das crianças (1º atividade), parte dos projetos propostos e, em seguida, com o auxílio de uma impressora de três dimensões (Reprap),  prototiparam as peças em plástico biodegradável :  PLA[9]. O intuito da prototipagem foi a definição conceitual, tanto na forma como na função, dos mecanismos e funcionamentos da proposta. Também introduzimos, através de vídeos, o conceito de  máquinas de controle numérico e demonstramos a movimentação de um servo com uma placa microcontroladora, enfatizando como essas ferramentas poderiam ser incorporadas nas propostas de cada grupo. Objetivos específicos: introdução de ferramental digital de fabricação, introdução de desenho CADCAM, introdução às placas microcontroladoras, ênfase no estudo das disciplinas da escola para compreensão e uso da tecnologia, ênfase na definição da forma e função de cada projeto, assim como clareza nos mecanismos e funcionamento.

Fig. 2. Exemplo de projeto prototipado com as diretrizes propostas  pelo aluno. Foto do autor.

DIA 03: Nessa atividade, foi proposto um exercício sobre rede de cooperação, desenho paramétrico e fabricação digital. Foi proposta a definição dos parâmetros de um objeto, um copo paramétrico enviado pelo Fab Lab  Servilla[10] . Em  conjunto com os facilitadores,  as crianças escolheram os parâmetros do copo e logo em seguida o código foi enviado para a impressora de três dimensões. Durante esse processo todos os passos foram explicados em linhas gerais às crianças, desde o projeto em rede internacional de cooperação, o desenho paramétrico (Grasshopper/Rhinoceros),  assim como a geração do GCode para a impressora de três dimensões. Após essa atividade foi proposto às crianças a apresentação da proposta final em uma prancha A2. Objetivos específicos:introdução de rede de conhecimento, introdução de ferramental digital de fabricação,introdução de desenho CADCAM,introdução de conceito de parametria no desenho CAD CAM, ênfase no estudo das disciplinas da escola para compreensão e uso da tecnologia, ênfase na síntese do projeto através do desenho e sua solução.

Fig. 3. Projeto “FAB Teletransportation”. Participação do Fab Lab Kids Brasil no projeto. Foto do autor.

 

DIA 04: Nessa atividade os alunos montaram uma maleta de papelão confeccionada em uma máquina de corte a laser e, por vídeo, foram expostos à esse tipo de fabricação digital. Após a atividade da montagem das maletas os alunos fizeram a apresentação de seus projetos em pranchas A2 e mostraram os protótipos para os outros alunos da escola e convidados. Objetivos: introdução à fabricação através do corte a laser, ênfase ao desenho projetual da proposta como síntese do pensamento, ênfase no estudo das disciplinas da escola para compreensão e uso da tecnologia.

Fig. 4. Exemplo de Apresentação de aluno. Foto do autor

 

4. Conclusão:

O resultado alcançado foi satisfatório, ampliando os objetivos e aprofundando o método se comparado à experiência do projeto em sua primeira edição. A participação direta do “aprender fazendo” ativou a curiosidade infantil com perguntas sobre a origem das máquinas e sobre seu funcionamento. No decorrer das atividades verificamos a desmistificação do conceito de “robô”, no imaginário infantil apresentado como humanóide, sendo substituído por um conceito mais amplo como de ferramental na solução de problemas. Também houve resultados satisfatórios como a verificação da importância de  tópicos  escolares e de se  aprender outros idiomas.   Os projetos finais serão apresentados pelas crianças a outros alunos da escola pública na I Semana de Ciência, Tecnologia, Inovação e Desenvolvimento de Guarulhos[11].

 

Referências

CAMPOS, P. E. F.; NEVES, H. M. D.; ANGELO, A. G. S. Fab Lab Kids: oficina experimental de fabricação digital de brinquedos educativos. V!RUS, São Carlos, n. 7, julho 2012. Disponível em: http://www.nomads.usp.br/virus/virus07/?sec=4&item=4&lang=pt>. Acesso em: 19 Set. 2012.

DAMASIO ,A. O mistério da consciência : do corpo e das emoções ao conhecimento de si , Companhia das Letras, São Paulo, 2000.

DERDYK,E. Formas de pensar o desenho. Desenvolvimento do grafismo infantil, Scipione, São Paulo, 2ed. 1994.

 

NIETO, G. Dimensões da Arquitectura. Porto editora, Porto, 1982.

GERSHENFELD, N.  FAB: The Coming Revolution on Your Desktop. From Personal Computers to Personal Fabrication, Basic Books,New York, 2005.


[1] NIETO, G. Dimensões da Arquitectura. Porto editora, Porto, 1982. Pg. 12.

[2] Para maiores detalhes: http://uiabee.riai.ie/index-en.html

[3] Programa Município Educadores Sustentáveis / Ministério do Meio Ambiente. Programa Nacional de Educação Ambiental. – Brasília : Ministério do Meio Ambiente, 2005. 2a. Edição.Pg. 06.

[4] DERDYK,E. Formas de pensar o desenho. Desenvolvimento do grafismo infantil, Scipione, São Paulo. Pg. 20.

[5] Para maiores detalhes: CAMPOS, P. E. F.; NEVES, H. M. D.; ANGELO, A. G. S. Fab Lab Kids: oficina experimental de fabricação digital de brinquedos educativos. V!RUS, São Carlos, n. 7, julho 2012. Disponível em: <http://www.nomads.usp.br/virus/virus07/?sec=4&item=4&lang=pt&gt;. Acesso em: 19 Set. 2012.

[6]  Secretaria do Meio Ambiente com parcerias da Secretaria da Educação e do Departamento de informática de Guarulhos.

[7] Propostas elencadas pelos professores em reunião na Escola Chico Mendes no dia 20 de agosto de 2012.

[8] Critérios: criatividade, ser executável e sustentabilidade

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