O LibreLogo como ferramenta para desenvolvimento do pensamento computacional no ensino

Gilvan Vilarim 1 1Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro

gilvan.vilarim@ifrj.edu.br

Abstract. This paper seeks to characterize some changes in schools computer environments along the recent decades, presenting computational thinking as an opportunity to develop cognitive skills. We also introduce and describe LibreLogo, a free software tool to build Logo programs, strongly based on ludic resources, which can be used to practice computational thinking.

Resumo. Este artigo busca caracterizar mudanças ocorridas nos ambientes de informática escolares nas últimas décadas, apresentando o pensamento computacional como uma oportunidade para o desenvolvimento de habilidades cognitivas. Também apresentamos e descrevemos o LibreLogo, uma ferramenta de software livre fortemente baseada em recursos lúdicos, e que pode ser utilizada na prática do pensamento computacional.

1. Introdução As discussões sobre o uso do computador nas salas de aula sempre foram

recorrentes no Brasil e no mundo, a partir do momento em que a tecnologia viabilizou a sua inserção no ambiente escolar, aproximadamente no início da década de 1980. Sob o ponto de vista de hardware e software, tal utilização saiu de um momento com interfaces gráficas pobres e difíceis, em máquinas isoladas, para um momento atual de equipamentos avançados, ligados em rede e na Internet, com interfaces muito mais poderosas e amigáveis, agregados por dispositivos móveis.

Estudos mais recentes, entretanto, têm indicado um retorno ao uso do computador como ferramenta capaz de desenvolver habilidades necessárias em uma sociedade cada vez mais digital e tecnológica: raciocínio lógico-matemático, abstração na resolução de problemas, leitura em meio digital, familiaridade com novas interfaces, dentre outras.

É nesse contexto que se insere a discussão sobre o pensamento computacional nas escolas, bem como as suas formas de promoção concreta por meio de determinadas práticas pedagógicas. Uma das práticas que volta a ter atenção, curiosamente, é a programação de computadores, originalmente bastante comum nos primeiros ambientes de informática escolares.

Este artigo tem por objetivo caracterizar as mudanças ocorridas nos espaços de informática nas últimas décadas, bem como situar a programação de computadores como uma oportunidade interessante para a prática do pensamento computacional. Neste espaço de práticas, é apresentada como ferramenta o LibreLogo, um software livre, multiplataforma, com recursos lúdicos para o ensino de programação baseados na linguagem de programação Logo.

2. Três momentos do computador na escola Com fins meramente didáticos, julgamos poder identificar três momentos na

forma com que os computadores foram sendo utilizados nas escolas. No primeiro, em fins da década de 1970, mas principalmente durante os anos de 1980, as escolas dispostas a trazer os computadores para o ambiente educacional utilizavam microcomputadores que poderiam ser de diferentes famílias, quase sempre incompatíveis entre si. Para facilitar a gestão do ambiente, era necessário escolher modelos da mesma família, capazes de executar os mesmos softwares. As interfaces gráficas eram simples, com baixa resolução de imagem, dependentes de sistemas operacionais difíceis de manipular, como DOS ou até mesmo CP/M – vários modelos nem possuíam sistema operacional, mas apenas softwares embutidos para programação. Nas empresas, vigoravam ainda os computadores de grande porte, disponíveis apenas em instituições maiores.

Em quase todos os casos, a principal atividade com os alunos era programar, ou seja, os computadores eram usados para criar programas simples, a partir de atividades propostas pelos professores – no início, apenas professores de Exatas, como matemática e física. O apelo visual era fraco, limitado pela pouca tecnologia de então.

Com o avanço do hardware e do software, nos anos de 1990, tivemos um salto para o segundo momento: máquinas com mais memória e poder de processamento, padronizadas pela difusão da arquitetura dos modelos IBM-PC, agora com interfaces gráficas muito mais amigáveis. Este momento corria em paralelo ao uso mais intenso dos microcomputadores em empresas grandes e pequenas, compartilhando os mesmos softwares.

Foi a partir daí que cresceu um movimento utilitarista dos computadores nas escolas; prevaleceu a ideia de que era necessário capacitar os alunos para o novo mundo do trabalho, onde as habilidades demandadas envolviam o correto uso do sistema operacional (em sua maioria, o Windows), acrescido da operação das ferramentas de produtividade que se espalhavam pelas organizações e residências: processadores de texto, planilhas eletrônicas, apresentações eletrônicas etc. O ensino da programação deixa então de ser hegemônico para restringir-se a cursos de formação técnica na área de Exatas, como na Matemática, Física, Engenharias e obviamente Computação.

Acrescentamos, ainda, um “Momento 2.1”, como aquele advindo da chegada das redes de computadores, aliadas ao acesso à Internet. Continua, aqui, a lógica do utilitarismo, mas as habilidades agora também envolvem as operações em rede, a navegação na Web e a busca de informações on-line; para alguns casos, há uma migração para uso de aplicações on-line e em dispositivos móveis, agora disponíveis em larga escala.

Chegamos, nos tempos atuais, ao terceiro momento. Aqui, sem negar a necessidade de conhecimentos instrumentais relacionados ao uso dos computadores, questiona-se agora se tais habilidades são realmente suficientes para inserção dos estudantes no mundo contemporâneo, e se isso tem gerado reflexos na educação como um todo.

Dados recentes da OCDE mostram que, apesar da pervasividade das tecnologias de informação e de comunicação (TICs), elas ainda não estão largamente adotadas na educação formal; além disso, o seu uso na escola não trouxe melhorias significativas de desempenho dos estudantes na leitura, matemática e ciências, dentro dos países que investiram pesadamente em TICs na educação. São indícios de que a simples introdução

de TICs no ambiente escolar não garante melhorias dos estudantes, ao considerarmos que sua atuação como usuários-reprodutores, não condiz com as necessidades de hoje.

A ideia da promoção do pensamento computacional retorna então à discussão em propostas que valorizem a preparação para um mundo essencialmente digital (NUNES, 2011; FRANÇA et al., 2012), balizado nas seguintes observações (OCDE, 2015):

- em primeiro lugar, deve-se melhorar a igualdade na área de educação: após suplantar o primeiro passo, com acesso aos computadores para todos, vem o segundo passo que é a minimizar a diferença no uso das TICs por diferentes grupos socioeconômicos, reduzindo a desigualdade;

- as habilidades fundamentais requisitadas em um ambiente digital podem e devem ser ensinadas: cita-se principalmente a leitura em meio digital e a capacidade de navegação on-line que podem até envolver ferramentas e pedagogias ditas convencionais;

- professores, pais e estudantes devem ser alertados sobre os possíveis aspectos prejudiciais do uso da Internet: plágio, riscos on-line relacionados a fraudes, privacidade e bullying, e controle do tempo de uso da Internet;

- deve-se melhorar a efetividade de investimentos em tecnologia, e aprender com a experiência: as aulas de matemática focadas na formulação e resolução de problemas do mundo real (mesmo sobre outras áreas, como biologia), possuem uso mais intenso do computador pelos seus professores, e por outro lado, as atividades mais orientadas aos alunos (trabalho em grupo, trabalho com projetos), também têm mais probabilidade de uso de recursos digitais.

Tais constatações indicam que o domínio das ferramentas de software é mitigado pela necessidade de desenvolvimento de verdadeiras habilidades cognitivas, em especial aquelas voltadas para a abstração na solução de problemas e o uso de raciocínio lógico-abstrato.

A nosso ver, tais propostas aliam-se aos princípios da assim chamada “cultura hacker” na educação, onde “hackear” possui o sentido de modificar, provocar mudanças de forma pró-ativa, promover o remix de coisas já existentes, ou mesmo criar novas. Tal iniciativa é aliada no desenvolvimento do pensamento computacional. Segundo Blikstein (2008):

Deixe-me começar dizendo o que pensamento computacional não é. Não se trata, por exemplo, de saber navegar na internet, enviar email, publicar um blog, ou operar um processador de texto. Pensamento computacional é saber usar o computador como um instrumento de aumento do poder cognitivo e operacional humano – em outras palavras, usar computadores, e redes de computadores, para aumentar nossa produtividade, inventividade, e criatividade.

Isto posto, a programação de computadores retorna, então, não mais como a única forma de comunicação com a máquina – como ocorreu na década de 1980, nem como meio de capacitação profissional para Computação, mas sim como fonte de desenvolvimento de habilidades lógico-abstratas, ou mais genericamente, para solução de problemas da vida – para qualquer um.

Wing (2006) observa que o pensamento computacional vai além da programação de computadores; ela envolve a resolução de problemas, projetar sistemas e compreender o comportamento humano por meio de conceitos que já são fundamentais no terreno da ciência da computação. Iniciativas como as de Andrade et al. (2013), com jogos no ensino fundamental, ou as de França e Tedesco (2015), com jogos digitais no ensino médio, caminham nessa direção.

3. LibreLogo e pensamento computacional No contexto atual, mesmo após décadas desde a sua criação, a força da

linguagem Logo também continua gerando interesse e propostas de uso da programação. Trabalhos propostos com o Logo no ensino fundamental (como em Sousa et al. (2015), ou até mesmo no ensino de graduação (como em Raiol et al., 2015), indicam a versatilidade da linguagem e o poder de sua ludicidade. Para tanto, novos ambientes de programação Logo, como KLogo para Linux, resgatam a ideia de se ensinar programação de uma forma divertida, porém sem deixar de trabalhar com conteúdos comuns no estudo de algoritmos e resolução de problemas.

É importante ressaltar que o Logo provoca a mudança de papel do professor, tornando-o um facilitador de mudanças e da aprendizagem. A interação do professor-facilitador com o aluno não ocorre por direcionamento do processo, mas como intervenção pontual capaz de responder a demandas do aluno e saber introduzir novas ideias no momento certo (ALTOÉ, 1996).

No início do processo, o facilitador deve estar presente para animar o sujeito-aluno a continuar suas atividades e não se intimidar por erros cometidos – ao contrário, a tentativa e erro são uma prática recorrente na programação com Logo, e também na programação em geral. Com a evolução para atividades mais avançadas, os alunos já adquirem mais autonomia; segundo Altoé (1996, p. 44), os sujeitos terão “novas formas de organizar o pensamento, pois a modularidade vai sendo explorada pelos sujeitos”. A modularidade, aqui, é referida como uma das estratégias utilizadas na resolução de problemas em computador, onde problemas maiores são divididos em subproblemas, “atacados” um por vez, o que facilita para se chegar à solução desejada – é a lógica de “dividir para conquistar”.

Alinhados com tais propostas, nossa intenção é apresentar, descrever e discutir as potencialidades de uma ferramenta Logo mais recente, o LibreLogo. O LibreLogo é um ambiente de programação baseado na linguagem Logo original; ele funciona embutido no processador de textos Writer, um dos aplicativos contido no pacote de programas LibreOffice (VILARIM, 2013).

O LibreOffice é um software livre e gratuito, ou seja, pode ser copiado e distribuído sem necessidade de pagamento de licenças. É um produto multiplataforma e em português, possuindo atualmente versões para Linux, Windows e Mac OS. O LibreLogo passou a ser incluído no LibreOffice a partir da versão 4.

A base da programação em LibreLogo é a mesma da linguagem Logo: uma tartaruga na tela é comandada pelo usuário a desenhar linhas, círculos e outros desenhos por meio de instruções (em português). No ambiente em questão, o espaço de desenho é a primeira folha de papel de um documento do Writer.

Em outros ambientes Logo, é mais comum que o desenho seja no formato de bitmap, ou seja, os desenhos são feitos como em uma tela de pintura, a partir de pixels (os pontinhos que formam a imagem). A tartaruga, a partir de certos comandos, modifica as ferramentas com as quais monta os desenhos, rabiscando sobre o que já está desenhado – o mesmo princípio de uso do Paint, no Windows.

Já no LibreLogo os desenhos são vetoriais, ou seja, são montados como se fossem objetos de desenho individuais colocados sobre a folha de papel – exatamente como precisamos fazer desenhos em um processador de textos, como no Microsoft Word ou no próprio LibreOffice Writer. Uma vez desenhado, o objeto gráfico pode ser selecionado com o mouse e ter suas propriedades modificadas, como cor, espessura, tamanho etc. Normalmente há uma barra de ferramentas de desenhos, onde o usuário

clica em botões e depois cria/altera os objetos gráficos; a tartaruga do LibreLogo é capaz de desenhar diversos objetos, sob os mesmos princípios. A construção de desenhos é feita por uma bricolagem de objetos gráficos, como linhas, quadrados, círculos etc.

O LibreLogo é usado a partir de uma barra de ferramentas especial, chamada Logo. Ela inclui, basicamente, alguns botões e uma caixa de texto para digitação de comandos, além de permitir acesso à tela de ajuda do Librelogo. Para nossos propósitos, consideramos que o LibreLogo possui três níveis de interação com o estudante: interação direta, linha de comandos e modo de programação. Descreveremos cada um deles nos tópicos seguintes.

4. LibreLogo em interação direta Na interação direta, o estudante explora uma tartaruga colocada inicialmente no

centro da folha de papel. Por meio de botões, a tartaruga pode ser comandada a andar para frente e para trás; tudo funciona como se ela tivesse um lápis preso à sua “barriga”: conforme ela anda, um traço é feito sobre a folha do documento. Também é possível girar a tartaruga para a direita ou para a esquerda, em torno do seu ponto central. No LibreLogo, o espaço de movimentação é a primeira folha de qualquer documento de texto criado no Writer.

Esse é um nível de utilização para familiaridade e associação da tartaruga com os movimentos do próprio corpo. Tudo se comporta como se o aluno estivesse caminhando por uma sala, desenhando no chão. Seus passos e rotações de corpo são associados aos movimentos da tartaruga na tela. Essa é uma analogia existente desde os primórdios da linguagem Logo, nos anos de 1960.

Uma vez pronto um desenho, e por ser um desenho vetorial, é possível modificar suas características pela barra de ferramentas de desenho do próprio Writer (figura 1).

Figura 1. Barras de ferramentas Logo e Propriedades do objeto de desenho.

5. LibreLogo com linha de comandos A linha de comandos é uma caixinha de textos, também contida na barra Logo,

onde o aluno digita comandos do LibreLogo, de forma a instruir a tartaruga a fazer algo. São dezenas de comandos disponíveis que permitem movimentar e girar a tartaruga, tal como na interação direta, mas também modificar cores do desenho, engrossar as linhas, desenhar formas geométricas e muito mais.

É nesse momento que o aluno aprende a digitar comandos seguindo determinadas regras sintáticas, uma situação comum ao estudar linguagens de programação. Por exemplo, o comando PARAFRENTE 60 é uma ordem para que a tartaruga ande 60 pontos, desenhando um risco na folha; não pode haver espaço entre as palavras PARA e FRENTE, e a quantidade de passos é obrigatória. É normal, portanto, cometer erros de sintaxe no início, mas é também o momento de praticar variações e conhecer comandos novos, que não são possíveis na interação direta. O comando MUDARCORDOLÁPIS “VERMELHO”, por exemplo, altera a cor do lápis da tartaruga, e qualquer desenho seguinte terá a nova cor de contorno (há mais cores disponíveis na linguagem).

Após várias atividades, o próprio aluno perceberá que precisa digitar comandos em uma ordem que faça sentido para o que se deseja da tartaruga. Essa noção de sequência é um dos princípios básicos na construção de algoritmos. A sequência seguinte desenha um quadrado: PARAFRENTE 60 PARADIREITA 90 PARAFRENTE 60 PARADIREITA 90 PARAFRENTE 60 PARADIREITA 90 PARAFRENTE 60 PARADIREITA 90

Temos oito comandos intercalando uma movimentação (em 60 pontos) e um giro da tartaruga (em 90 graus, no sentido horário). O próprio aluno perceberá, com diversas atividades, que situações recorrentes são comuns, o que dá margem para a noção de repetição em programação. A sequência anterior pode ser reescrita da seguinte forma: REPETIR 4 [ PARAFRENTE 60 PARADIREITA 90 ]

Aqui temos o comando REPETIR, criado justamente para repetir um grupo de comandos, em um determinado número de vezes (quatro, no exemplo). Tal situação já permite trabalhar com atividades mais elaboradas, praticar mais a sintaxe (observar o uso de colchetes e espaços nos locais corretos), e explorar muitas possibilidades com tentativa e erro (figura 2).

Figura 2. Linha de comandos para criação de desenhos mais elaborados.

6. Modo de programação em LibreLogo No modo de programação, o aluno não precisa mais usar a linha de comandos. A

digitação da sequência de instruções é feita na própria folha de documento, como se fosse um texto (pressionando-se a tecla Enter, ao final de cada comando). Essa listagem pode ser gravada como um arquivo qualquer, e a sequência será realizada pela tartaruga com o botão Executar, existente na barra de ferramentas Logo.

Tomemos o exemplo: ; *** Programa para praticar programação com Librel ogo TARTARUGA PARACENTRO MUDARCORDOLÁPIS “AZUL” MUDARCORDAPINTURA “AMARELO” MUDARESPESSURADOLÁPIS 3 REPETIR 4 [ PARAFRENTE 60 PARADIREITA 90 ] PINTAR

A listagem anterior já pode ser considerada um programa de computador. Ele fará a tartaruga desenhar um quadrado amarelo com borda grossa e azul; antes disso, qualquer desenho no documento será apagado, e a tartaruga será posicionada no centro da folha de papel. O último comando preenche, com a cor de pintura, um desenho feito anteriormente (figura 3). Explicações dentro do programa, chamadas de comentários, são precedidas de um ponto e vírgula.

Figura 3. Um programa em LibreLogo pronto e já executado.

Ao trabalhar com o modo de programação, o aluno aplica de forma completa os conceitos de resolução de problemas por meio da linguagem do LibreLogo. Desta forma, recursos mais comuns na programação de computadores também podem ser utilizados, a saber: i) uso de variáveis; ii) cálculos com operadores, expressões e funções; iii) tomadas de decisão com o comando SE; iv) divisão do programa em módulos; e v) entrada e saída de dados com o usuário do programa. O LibreOffice possui uma descrição da linguagem LibreLogo inserida nas suas telas de Ajuda.

O programa a seguir demonstra mais do potencial do LibreLogo, gerando uma roda de linhas coloridas (figura 4). ; =============================== ; Roda com linhas coloridas ; =============================== APRENDER fazroda tamanho quant ESCREVER “Uma roda colorida!” REPETIR quant[ MUDARCORDOLÁPIS QUALQUER PARAFRENTE tamanho PARATRÁS tamanho PARADIREITA 360/quant ] FIM TARTARUGA PARACENTRO DESAPARECERTAT MUDARESPESSURADOLÁPIS 5 MUDARESTILODOLÁPIS “PONTILHADO” MUDARCORDAPINTURA “PRETO” CÍRCULO TAMPÁG[0] fazroda (TAMPÁG[0]/2, 96)

Figura 4. Exemplo do potencial da linguagem LibreLogo.

7. Considerações finais As discussões mais atuais sobre o uso dos computadores nas escolas parecem-

nos remeter ao momento inicial da sua inserção no passado, quando se utilizava a programação como espaço de práticas. Entretanto, o avanço tecnológico nos coloca em um patamar de amigabilidade muito maior; são mais opções de ferramentas e mais recursos computacionais que fortalecem o caráter lúdico totalmente possível no aprendizado da programação de computadores.

O LibreLogo é uma das opções disponíveis para a prática da programação, trabalhando com conceitos da linguagem Logo que rondam os 50 anos. Incrivelmente, mesmo após todos esses anos, sua abordagem construtivista no uso do computador ainda permanece atual. Aliado à promoção do pensamento computacional nas escolas, elemento de impacto na formação de pessoas no atual modelo de sociedade do conhecimento, o Logo retorna à baila como importante ferramenta para prática de habilidades cognitivas aplicável em diferentes segmentos do ensino.

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