Objetivos

(10 - 15 minutos)

• Objetivo Principal 1: Introduzir aos alunos o campo da robótica subaquática, explicando o que são ROVs e como eles são usados em diferentes contextos, como pesquisa científica, exploração submarina, manutenção, reparo de estruturas subaquáticas e resgate.

• Objetivo Principal 2: Discutir as habilidades necessárias para dominar a robótica subaquática, incluindo engenharia elétrica e mecânica, programação, física subaquática, tecnologias de sensoriamento, habilidades de solução de problemas, habilidades de trabalho em equipe e comunicação, e conhecimento de segurança.

• Objetivo Principal 3: Destacar a importância da robótica subaquática em termos de carreira e contribuição para nossa compreensão e proteção do mundo subaquático.

• Objetivo Secundário 1: Estimular a curiosidade e o interesse dos alunos pela robótica subaquática e incentivá-los a considerar esta área como uma possível carreira.

• Objetivo Secundário 2: Fomentar a discussão entre os alunos sobre os desafios e oportunidades na robótica subaquática e como eles podem aplicar as habilidades que estão aprendendo em suas próprias vidas e carreiras.

Introdução

(20 - 25 minutos)

Para começar a aula, o professor deve relembrar os alunos dos conceitos fundamentais da robótica discutidos nas aulas anteriores, particularmente a aula sobre "Robótica Espacial". Isso ajudará a estabelecer as conexões necessárias entre os diferentes tipos de robótica, incluindo a robótica subaquática.

Em seguida, o professor pode apresentar duas situações-problema para envolver os alunos e fornecer um contexto real para o tema da aula. Por exemplo, a primeira situação pode ser a necessidade de mapear o fundo do oceano para pesquisa científica, enquanto a segunda pode ser a necessidade de inspecionar e reparar tubulações subaquáticas em uma plataforma offshore de petróleo.

O professor deve então contextualizar a importância do assunto, discutindo como os ROVs são usados em uma variedade de aplicações, incluindo pesquisa científica, exploração submarina, manutenção e reparo de estruturas subaquáticas e resgate. Isso ajudará a tornar o tema mais relevante e atraente para os alunos.

Finalmente, para captar a atenção dos alunos e despertar seu interesse pelo tema, o professor pode compartilhar algumas curiosidades ou histórias sobre a robótica subaquática. Por exemplo, ele pode falar sobre como os ROVs foram usados para explorar o naufrágio do Titanic, ou como os ROVs estão sendo usados para estudar os ecossistemas marinhos mais profundos e inacessíveis.

Ao longo da introdução, o professor deve incentivar a participação dos alunos e fomentar discussões, tornando a aula mais interativa e envolvente.

Desenvolvimento

(45 - 50 minutos)

Revisão dos conhecimentos anteriores

O professor deve começar a parte de desenvolvimento da aula revisando alguns conceitos importantes que foram discutidos em aulas anteriores, como engenharia elétrica e mecânica, programação e física. Esta revisão ajudará os alunos a entenderem melhor a aplicação desses conceitos na robótica subaquática.

Teoria

Após a revisão, o professor pode começar a introduzir a teoria por trás da robótica subaquática. Isso pode incluir:

1. Engenharia Elétrica: Explicar como os componentes elétricos, como motores, sensores e sistemas de comunicação, são usados em um ROV.

2. Engenharia Mecânica: Explicar como a escolha de materiais, o desenho de sistemas de propulsão e a modelagem e simulação são importantes na construção de um ROV.

3. Programação: Introduzir as linguagens de programação usadas para controlar um ROV, com exemplos em C++ e Python.

4. Física Subaquática: Explicar conceitos como flutuabilidade e a propagação de luz e som na água.

5. Tecnologias de Sensoriamento: Apresentar diferentes tipos de sensores usados em um ROV, como sonares, câmeras subaquáticas e sensores de profundidade.

6. Solução de Problemas: Discutir situações em que um ROV pode encontrar problemas e como eles podem ser resolvidos.

7. Segurança: Abordar questões de segurança, como o manejo seguro de energia elétrica e o respeito ao ambiente marinho.

Atividades Práticas

Atividade 1: Simulação de ROV

Utilizando um software de simulação de ROV, os alunos poderão experimentar a operação de um ROV. Eles aprenderão como controlar o ROV, como navegar em um ambiente subaquático e como usar os sensores do ROV para coletar dados. Esta atividade proporcionará aos alunos uma experiência prática de como é operar um ROV.

Atividade 2: Design de ROV

Dividir os alunos em grupos e desafiar cada grupo a projetar seu próprio ROV usando materiais simples, como garrafas de plástico, motores e fios elétricos. Cada grupo deve explicar suas escolhas de design e como seu ROV funcionaria na prática. Esta atividade ajudará os alunos a aplicar os conceitos que aprenderam e a desenvolver habilidades de engenharia e design.

Materiais necessários: Computadores com software de simulação de ROV, garrafas de plástico, motores pequenos, fios elétricos, fita adesiva, alicates, tesouras.

Retorno

(15 - 20 minutos)

Nesta fase final da aula, o professor deve se concentrar em consolidar o aprendizado dos alunos e em avaliar sua compreensão dos conceitos apresentados.

Atividade de Revisão

O professor deve começar com uma atividade de revisão para verificar o que os alunos aprenderam. Isso pode envolver pedir aos grupos que apresentem seus projetos de ROV para a classe, explicando suas escolhas de design e como seu ROV funcionaria na prática. O professor deve fazer perguntas para garantir que os alunos entendam os conceitos teóricos que embasam suas escolhas de design.

Feedback dos Alunos

Em seguida, o professor deve pedir aos alunos que escrevam, em um minuto, respostas para duas perguntas:

• Qual foi o conceito mais importante aprendido hoje?
• Quais questões ainda não foram respondidas?

Isso não só dará ao professor uma noção do que os alunos acharam mais relevante, mas também o ajudará a identificar quaisquer áreas de confusão ou mal-entendidos que possam precisar ser abordadas em aulas futuras.

Exercícios para Casa

Finalmente, o professor deve fornecer aos alunos uma lista de exercícios relacionados ao tópico da aula. Esses exercícios devem ser projetados para reforçar os conceitos aprendidos e para desafiar os alunos a aplicar esses conceitos de maneira prática. Por exemplo, os exercícios podem incluir problemas de programação que envolvam o controle de um ROV, ou problemas de engenharia que envolvam o design de um ROV.

Ao longo desta fase de retorno, o professor deve continuar incentivando a participação dos alunos e fomentando discussões. Isso não só ajudará a consolidar o aprendizado dos alunos, mas também tornará a aula mais interativa e envolvente.

Conclusão

(10 - 15 minutos)

Para concluir a aula, o professor deve recapitular brevemente os principais pontos abordados. Isso inclui a definição de robótica subaquática, a importância dos ROVs em várias aplicações, os conhecimentos necessários para dominar a robótica subaquática e as atividades práticas realizadas pelos alunos.

O professor deve destacar como a aula conectou teoria e prática. Isso pode ser feito ao mencionar como a teoria de engenharia elétrica e mecânica, programação e física subaquática foi aplicada durante as atividades práticas de simulação e design de ROVs. Também é importante destacar como as habilidades adquiridas na aula podem ser aplicadas em situações reais, como pesquisa científica, inspeção e reparo de estruturas subaquáticas, e até mesmo em operações de resgate.

O professor pode sugerir alguns materiais extras para os alunos que estão interessados em se aprofundar mais no assunto. Isso pode incluir livros, artigos, documentários, e sites de organizações profissionais de robótica subaquática. Isso não só permitirá aos alunos expandir seus conhecimentos, mas também lhes dará uma melhor compreensão das oportunidades de carreira disponíveis nesta área.

Por fim, o professor deve reiterar a importância da robótica subaquática em nosso mundo atual. Com o aumento da exploração e exploração de recursos subaquáticos, a demanda por especialistas em robótica subaquática está crescendo. Além disso, a robótica subaquática tem um papel crucial na proteção e na compreensão dos ecossistemas marinhos, o que é fundamental para a sustentabilidade do nosso planeta.

Desta forma, os alunos podem entender que a robótica subaquática não é apenas uma disciplina acadêmica interessante, mas também uma área com aplicações reais e importantes que podem fazer a diferença em nosso mundo.