O projeto de currículo CAPS de Programação e Robótica pode ler-se como uma lista de desejos elaborada por uma empresa tecnológica de Silicon Valley. No papel, exige que as escolas apresentem aos alunos algoritmos, tecnologias da Internet, cidadania digital e sistemas mecânicos. Para um diretor de escola ou um órgão de gestão, isto soa a uma fatura imediata de centenas de milhares de rands em portáteis topo de gama, kits de robótica proprietários e melhorias de fibra.

Mas o documento de política e a realidade da sala de aula são duas coisas muito diferentes. Quando se retiram os chavões, os requisitos pedagógicos concretos do currículo são altamente adaptáveis. Não é preciso comprar a mais. Na verdade, as escolas que mais gastam em brinquedos educativos proprietários são muitas vezes as que obtêm o menor retorno do investimento, porque o equipamento é demasiado complexo para os professores o integrarem num tempo letivo normal de 45 minutos.

A análise fase a fase

O currículo está estruturado em três fases distintas, e as exigências de equipamento só se tornam sérias a partir do 4.º ano. Eis o que é realmente necessário para cumprir os objetivos de aprendizagem:

Na Foundation Phase (anos R a 3), o currículo é quase todo "sem computador". O foco está no pensamento computacional — ensinar as crianças a decompor um problema em passos sequenciais. Isto ensina-se na perfeição com uma grelha desenhada no chão da sala, em que um aluno faz de "robô" e outro escreve o "código" com setas em papel. Comprar robôs de chão recarregáveis e caros para o 1.º ano é um luxo, não um requisito do currículo.

Na Intermediate Phase (anos 4 a 6), os alunos passam para a programação por blocos no ecrã. A ferramenta habitual é o Scratch, totalmente gratuito e com editor offline. Para a componente de robótica, o currículo introduz os microcontroladores. Um simples BBC micro:bit custa cerca de R500 a R600. Traz sensores de luz e de temperatura integrados e uma matriz de LED. Não precisa de chassis nem de rodas para ensinar os conceitos centrais de entradas, processos e saídas.

Na Senior Phase (anos 7 a 9), começa a transição para a programação em texto (tipicamente Python) e para a eletrónica básica. Aqui, os alunos precisam de perceber como interagem componentes como resistências, díodos emissores de luz (LED) e sensores ultrassónicos. Também isto se consegue com kits de eletrónica básicos, em vez de chassis de robô proprietários e pré-montados que custam milhares de rands.

A armadilha da compra excessiva

O maior erro que as escolas sul-africanas cometem é comprar kits de robótica de ecossistema fechado. Estes kits, que custam muitas vezes entre R8,000 e R15,000 por caixa, são pensados para equipas de competição extracurriculares, não para turmas de 40 alunos.

"Quando uma escola compra equipamento proprietário, não está apenas a comprar o plástico; está a entrar num ecossistema de licenciamento que exige muitas vezes Internet de alta velocidade, peças de substituição caras e software proprietário que não corre nos portáteis mais antigos da escola."

Se um único sensor proprietário se avaria, substituí-lo pode custar centenas de rands e demorar semanas a chegar. Se, em vez disso, usar equipamento de código aberto, um sensor de substituição custa menos do que um café e pode ser comprado localmente. Além disso, as plataformas abertas garantem que as competências que os alunos adquirem são transferíveis para a engenharia real, em vez de ficarem limitadas à interface de uma única marca de brinquedos.

A realidade dos 40 alunos e um portátil

Como se implementa isto com uma turma grande e um único carro de portáteis? A resposta está na rotação e na programação a pares.

Não precisa de um dispositivo por aluno. Na indústria de software, a "programação a pares" (dois programadores a partilhar um ecrã) é uma prática corrente que melhora a qualidade do código e a colaboração. Numa turma de 40, 20 dispositivos são o limite funcional para um único professor gerir. Se tiver menos dispositivos, tem de estruturar as aulas em estações rotativas: o grupo A resolve puzzles algorítmicos sem computador, o grupo B trabalha nos portáteis a escrever código e o grupo C monta circuitos físicos.

Na Sheen Robotics, concebemos os nossos serviços de implementação escolar para ajudar as escolas a mapear a infraestrutura que já têm face aos requisitos do CAPS, garantindo que nenhuma escola compra equipamento que não consiga usar de forma realista numa sala de aula normal.

O filtro da infraestrutura: cortes de energia e WiFi

Qualquer plano curricular que dependa de uma ligação à Internet constante e rápida vai falhar na escola sul-africana média. As redes WiFi das escolas, sobretudo as que usam protocolos de segurança WPA2-Enterprise, bloqueiam com frequência as portas de que os microcontroladores educativos precisam para gravar código a partir de editores web.

Para construir um programa de programação resiliente, as suas ferramentas têm de cumprir três critérios:

• Funcionamento offline: software como o Scratch Desktop e IDE de Python offline (como o Thonny) têm de estar instalados localmente nas máquinas.
• Baixo consumo: microcontroladores como o micro:bit podem ser alimentados diretamente pela porta USB de um portátil ou por um simples suporte de pilhas AA. Não precisam de corrente da rede para funcionar.
• Portáteis com bateria: se o seu laboratório de informática assenta inteiramente em computadores de secretária, um único bloco de corte de energia arrasa o seu tempo de aula. Carros de portáteis que carreguem durante o horário escolar e funcionem a bateria durante os apagões são a única opção fiável.

O currículo CAPS de programação e robótica é perfeitamente exequível se ignorar o ruído do marketing. Comece pelo pensamento computacional sem computador, avance para software offline gratuito e use equipamento acessível e de código aberto quando passar à computação física. O seu orçamento, e os seus professores, vão agradecer.