Solução temática de inteligência artificial «Aprender Fazendo»

Na 1.ª aula, introduzir com uma discussão ("O que é para si um robô?"), guiar os alunos a descobrir as características comuns dos diversos robôs do quotidiano, e depois montar o modelo básico Tianji e experimentar os programas de exemplo. Na fase de montagem, deixar os alunos verificarem por si próprios a quantidade de peças, cultivando o sentido de normas de engenharia.

Na 2.ª aula, focar nas operações de programação, deixando os alunos experimentarem progressivamente cada ícone de movimento e observarem o efeito. Encorajar os alunos a prever primeiro o efeito de execução do programa e só depois executá-lo para verificação, cultivando o hábito de "pensar primeiro e verificar depois".

Na 3.ª aula, primeiro introduzir o princípio do som com exemplos da vida como o despertador e o toque do telemóvel, e depois experienciar diferentes efeitos sonoros através da programação, com o foco em fazer os alunos compreenderem o significado do ícone de efeito sonoro aleatório. A dificuldade da programação é a diferença entre ícones bloqueantes e não bloqueantes — pode pedir aos alunos que escrevam programas separadamente com "avançar 2 vezes + efeito sonoro" e com "avançar continuamente + efeito sonoro", comparando os efeitos de execução para descobrirem por si as diferenças.

Na 4.ª aula, primeiro analisar a estrutura de manivela e oscilante (podendo recorrer a animações em vídeo) e depois montar o robô dançarino por etapas, escrever o programa de dança e realizar a atividade de baile de robôs.

Na 1.ª aula, introduzir a partir de sensores da vida como torneiras automáticas e luzes automáticas, e depois pedir aos alunos que testem a sensibilidade de acionamento do microfone através de aplausos, canto e pancadas na mesa, de várias formas. Momento-chave: guiar os alunos a descobrir o fenómeno de que "bater na carcaça do robô também aciona o microfone", e a partir daí desenhar um programa de recuo por colisão, cultivando o pensamento de investigação.

Na 2.ª aula, introduzir o conceito de acelerómetro com um vídeo de trotinetes autoequilibradas, deixar os alunos inverter e agitar efetivamente o controlador para observar as alterações dos valores, e depois programar o controlo por ação. Alterar a velocidade de movimento exige a sequência "definir primeiro a velocidade e depois o movimento", o que os alunos tendem a omitir facilmente.

Na 3.ª aula, introduzir o conceito biomimético com vídeos de aranhas-robô e cães-robô; na montagem, prestar atenção à simetria da posição dos pinos das pernas de ambos os lados (isto é a chave para uma marcha normal), sendo necessário ajustar a posição inicial dos motores antes de cada execução para que as duas pernas fiquem desencontradas à frente e atrás. Na fase de corrida, pode planear uma linha de partida e de chegada para aumentar o sentido de competição.

Na 4.ª aula, introduzir a partir de um vídeo de um robô aspirador real, discutindo o seu percurso de trabalho. Na montagem, a direção interna e externa da correia elástica é o ponto-chave — se for montada ao contrário, a escova gira em sentido inverso. Na fase de programação, testar primeiro a diferença entre os dois modos de viragem e depois guiar os alunos a escolher a viragem por motor único (vira mais devagar, mas a escova não inverte, sendo mais adequada à aspiração), e por fim implementar um percurso de limpeza aleatório com tempos de espera aleatórios.

Na 1.ª aula, conhecer o princípio do sensor e concluir a montagem do modelo;

Na 2.ª aula, programar a deteção de humidade e o indicador de estado LED;

Na 3.ª aula, implementar o controlo automático da bomba e o julgamento do limiar;

Na 4.ª aula, integrar e afinar o sistema, testando em grupos as necessidades de rega de diferentes plantas e registando os dados.

Na 1.ª aula, concluir a montagem do piano e a programação dos tons básicos. No ensino, usar primeiro um software de piano eletrónico para os alunos sentirem a diferença de tom, estabelecendo uma perceção intuitiva antes de passar para a programação de hardware. Guiar os alunos a descobrir a correspondência entre o valor de frequência acionado pela tecla e o tom ouvido, encorajando-os a tentar modificar autonomamente os parâmetros de frequência e a observar as alterações.

Na 2.ª aula, realizar a arranjo musical e a prática de execução. Pode organizar o trabalho em grupo, com um aluno a programar e outro a tocar, cultivando a capacidade de colaboração.

Na 3.ª aula, concluir a montagem do alarme e a programação básica de deteção. Pode discutir as aplicações práticas dos alarmes com cenários da vida como a segurança doméstica e a segurança escolar, como os contactos magnéticos antiferroviários (à prova de intrusão) e os detetores de fumo.

Na 4.ª aula, otimizar a lógica do alarme e testar diferentes condições de acionamento. No ensino, criar uma fase de "desafio de falsos alarmes" — provocar intencionalmente interferências para os alunos julgarem se o alarme é razoável, guiando-os a refletir sobre o rigor científico da definição dos parâmetros de condição.

Na 1.ª aula, conhecer o sensor fotoelétrico e concluir a montagem básica;

Na 2.ª aula, programar a deteção de luz e o acender e apagar automático da luz;

Na 3.ª aula, expandir a função de perceção de presença humana (requer a adição de um sensor de infravermelhos);

Na 4.ª aula, integrar e afinar o sistema, otimizar a demonstração e partilhar a solução.

Na 1.ª aula, montar o modelo de caixa de música por pen USB e a programação básica de reprodução. Pode pedir aos alunos que recolham antecipadamente imagens de suportes de armazenamento de música de diferentes épocas (cassetes, CD, leitores MP3, pen USB), discutindo na aula as mudanças trazidas pelo progresso tecnológico e construindo o conhecimento de uma linha temporal da evolução tecnológica.

Na 2.ª aula, implementar a mudança de faixas e o ajuste dos modos de efeitos sonoros, deixando os alunos experienciarem os vários modos de reprodução de áudio digital.

Na 3.ª aula, montar o medidor de PM2.5 e programar a leitura de dados. Pode articular com os dados AQI da qualidade do ar local ou com a monitorização ambiental da escola para promover uma discussão pedagógica, levando os alunos a prestar atenção aos problemas ambientais à sua volta.

Na 4.ª aula, implementar o controlo em cadeia do purificador e a depuração do sistema. Guiar os alunos a refletir sobre a base da definição dos limiares de dados — referenciando as normas nacionais de qualidade do ar — cultivando a consciência de tomada de decisão baseada em dados.

Na 1.ª aula, concluir "conhecimento da eletricidade + programação de ciclo". Pode introduzir a partir de situações da vida — perguntar às crianças "se a luz se apagar, o que é que em casa deixará de funcionar?", e depois falar sobre onde é que a eletricidade é usada na vida, guiando as crianças a compreenderem o processo de chegada da eletricidade às nossas casas a partir das centrais (térmicas, hídricas e eólicas). A fase de programação avança por decomposição de tarefas: primeiro deixar a Mengmeng c concluir uma ação única e depois adicionar os cartões de repetição para fazer a ação ciclar. Pode pedir às crianças que batam palmas 3 vezes e pisem o pé 3 vezes para experienciarem pessoalmente o significado de "repetição"; lembrar os alunos de que o ciclo tem de ter um número de vezes, caso contrário o programa fica a correr "sem parar".

Na 2.ª aula, concluir "conhecimento de hardware + programação de condição e função". Pode introduzir a partir de "por que peças é que são constituídos um computador/robô", conhecendo por ordem a composição e as funções do hardware, a divisão das teclas do teclado (zona de letras, zona de números, teclas de função) e a função dos ímanes (atrair ferro, bússola, levitação magnética). Na fase de programação, primeiro aprender os cartões de condição — usando o "se… então…" como analogia às regras dos semáforos — e depois aprender os cartões de função — empacotar um conjunto de cartões numa "ferramenta" que se invoca diretamente quando necessário; através da comparação, guiar as crianças a descobrir que o cartão de função é como uma "caixa de ferramentas", definida uma vez e utilizável repetidamente. Lembrete: os cartões de função são relativamente abstratos para as crianças mais novas, podendo usar-se analogias como "fazer as malas" ou "fazer uma receita"; ter cuidado com a segurança nas atividades com ímanes.

Na 3.ª aula, concluir "conhecimento de som e cor + aplicação de cartões". Pode introduzir a partir da aula de música, primeiro ouvindo os sons de diferentes notas e depois dizendo que as três cores primárias são como "magia das tintas" — as três cores vermelho, amarelo e azul podem misturar-se para obter mais cores, deixando as crianças tentarem fazer combinações com as próprias mãos. Na fase de programação, usar os cartões de condição e os cartões de função aprendidos na 2.ª aula para concluir pequenas tarefas (como fazer diferentes ações conforme a condição de cor), concretizando o "aprender para aplicar" e consolidando a revisão. Lembrete: usar tintas/canetas de cores para a mistura das três cores primárias é mais intuitivo, devendo dar-se a cada criança a oportunidade de misturar com as próprias mãos.

Na 4.ª aula, concluir "operação do rato + programação integrada". Pode introduzir a partir de "dedos a comandar" — o clique simples é como tocar uma vez, o duplo clique é como bater à porta duas vezes rapidamente e o arrastamento é como levar uma coisa para uma nova posição, fazendo as crianças praticarem as três operações uma a uma. A fase de programação avança por níveis: primeiro aprender os cartões de reprodução (fazer a obra emitir som) e depois combinar e aplicar os cartões de ciclo, condição, função e reprodução para concluir um pequeno jogo ou uma pequena história; se houver tempo, rever os conhecimentos da "Aldeia do Software" e da "Aldeia do Hardware". Lembrete: o duplo clique confunde-se facilmente com dois cliques simples, podendo demonstrar-se por contraste; as tarefas integradas podem ter uma versão base e uma versão de desafio, satisfazendo diferentes crianças por níveis.

Na 1.ª aula, concluir "conhecimento da interface do software". Pode introduzir a partir de um "mapa do software", deixando primeiro as crianças explorar livremente a interface e adivinhar para que serve cada zona, e só depois explicar de forma sistemática. Conhecer as zonas funcionais pela ordem "palco → personagem → módulo → script", demonstrando primeiro o carregamento do fundo e depois o carregamento do sprite, e operando uma a uma as funções do rato de ampliar, reduzir, copiar e eliminar. Pode usar metáforas para ajudar a memorizar: o palco é o palco de representação e o sprite é o ator em palco. Lembrete: copiar e eliminar são facilmente alvos de erro operacional, pelo que se deve ensinar as crianças a usar o desfazer atempadamente.

Na 2.ª aula, concluir "conhecimento de cor + programação LED". Pode introduzir a partir da "magia de mudar de cor" do camaleão, trazendo as três cores primárias da luz (vermelho, verde, azul) — as três luzes misturadas podem originar todo o tipo de cores — e depois compreender o princípio pelo qual o olho reconhece a cor. A fase de programação avança por decomposição de tarefas: primeiro acender a luz LED, depois apagá-la e, por fim, poder desafiar com o efeito de "piscar". Lembrete: as três cores primárias da luz são vermelho, verde e azul (diferentes das três cores primárias das tintas, vermelho, amarelo e azul), podendo demonstrar-se com o ecrã do telemóvel ou uma lanterna; quando a luz LED acende, lembrar as crianças de não olharem diretamente para ela.

Na 3.ª aula, concluir "conhecimento de sensor + programação de difusão". Pode introduzir a partir de "como é que o robô sabe se tocou ou não num objeto", apresentando o sensor de toque como a "pele dos dedos" do robô, que emite um sinal ao tocar; e depois conhecer os tipos de força (empurrar, puxar, gravidade, etc.), procurando forças no quotidiano. A fase de programação usa o "telefonar" como analogia à difusão: uma personagem emite a difusão e outra personagem, ao recebê-la, executa uma ação. Lembrete: os nomes das personagens que emitem e recebem a difusão têm de corresponder um a um, que é o ponto onde as crianças mais novas erram mais facilmente.

Na 4.ª aula, concluir "conhecimento do motor + programação de movimento". Pode primeiro observar as "pernas" do RO-E — o motor — trazendo a construção, o princípio e os tipos, e conhecer o motor usado pelo RO-E. A programação de movimento avança por níveis: primeiro aprender a avançar e a recuar, depois a virar à esquerda e à direita, e finalmente desenhar pequenas tarefas como "percorrer o quadriculado / fazer uma entrega" para aplicação integrada. Lembrete: as crianças mais novas confundem facilmente a esquerda e a direita, devendo primeiro construir o sentido de direção com "o lado esquerdo da mão é a esquerda"; as instruções de movimento devem definir bem a velocidade e o tempo, para evitar ultrapassar o alvo.

Na 1.ª aula, concluir "conhecimento do detetor de metais + programação de som". Pode introduzir a partir de "onde está escondido o tesouro?", trazendo as funções e as aplicações do detetor de metais para encontrar tesouros; depois explicar como o som entra no ouvido (onda sonora → ouvido → cérebro) e realizar um "torneio de audição animal" (morcego, cão, coruja); e por fim compreender o princípio do buzzer piezoelétrico de que "ao passar corrente vibra e ao vibrar emite som". A fase de programação avança por decomposição de tarefas: primeiro deixar o RO-E emitir um som único e depois ligá-los para tocar uma pequena melodia. Lembrete: o princípio do buzzer pode usar-se a analogia de "bater na pele do tambor faz vibrar e emitir som"; antes de tocar, dar às crianças uma partitura simples, evitando premerem ao acaso.

Na 2.ª aula, concluir "conhecimento de luz especial + batalha com a Medusa". Pode introduzir a partir da história — "os olhos da Medusa emitem um raio de petrificação, que luz deve o guerreiro usar para a derrotar?"; primeiro conhecer as propriedades e as aplicações da luz visível, dos infravermelhos (comando à distância) e dos raios ultravioleta (lâmpada de verificação de notas), e depois demonstrar a reflexão da luz com um espelho. A programação do jogo avança por passos: primeiro mover o RO-E na placa de cores para controlar o sprite do guerreiro, depois aprender a observar o ritmo de ataque da Medusa e, por fim, aproveitar o momento para premir o sensor de toque e refletir o laser. Lembrete: o "momento de contra-ataque" é o ponto difícil, podendo primeiro demonstrar a regra mais lentamente e depois explicar a reflexão com a analogia do espelho, sem aprofundar as fórmulas angulares.

Na 3.ª aula, concluir "conhecimento da caixa de música + programação de seguimento de linha". Pode introduzir a partir de "por que é que a caixa de música canta assim que se enrola", contando a história da invenção da caixa de música; depois compreender a estrutura do sensor de infravermelhos (emite infravermelhos e recebe o sinal refletido) e o princípio de deteção, relacionando com aplicações como as portas automáticas e os robôs aspiradores. Na fase de atividade, colar autocolantes de cor no mapa de seguimento de linha curva segundo a melodia e depois editar o programa para o RO-E andar ao longo da linha. Lembrete: os autocolantes de cor devem ser colados direitos e exatos, pois se colados tortos o RO-E desvia; o programa de seguimento de linha pode usar primeiro a estratégia de "andar ao longo da borda" e otimizar progressivamente.

Na 4.ª aula, concluir "conhecimento de dinossauros + tarefa de escavação de fósseis". Pode introduzir a partir de "para onde foram os dinossauros?", conhecendo tipos como o Tiranossauro, o Triceratops e o Brontossauro, bem como a sua história evolutiva e hábitos, e depois explicando o processo de formação dos fósseis (morte → enterramento → petrificação → descoberta por nós), realçando que os fósseis são uma pista importante para os cientistas conhecerem os dinossauros. Na fase de tarefa, colar autocolantes de cor no mapa de cruzamentos e concluir com o RO-E a tarefa passo a passo de escavação de fósseis de dinossauro. Lembrete: desenhar a tarefa de escavação como níveis passo a passo é mais interessante; pode articular com "fósseis, petróleo e carvão" para expandir conhecimentos.

Na 1.ª aula, concluir "conhecimento do universo + controlo da nave". Pode introduzir a partir de "onde é que nós vivemos no universo", conhecendo a relação Terra → sistema solar → Via Láctea → superaglomerado como se fosse um mapa ampliado gradualmente, e depois compreender o buraco negro — com gravidade fortíssima, "um aspirador do universo do qual nem a luz consegue escapar". A fase de programação começa por mover o RO-E na placa de cores para controlar o sprite da nave espacial e, depois de dominado, junta a pequena tarefa de "recolher energia". Lembrete: a escala do universo é difícil de imaginar para as crianças, podendo usar-se a analogia de ampliação gradual "casa → cidade → país → Terra → universo"; o buraco negro deve ser abordado de forma ligeira, pondo o foco em despertar a curiosidade.

Na 2.ª aula, concluir "conhecimento de robô + batalha pela defesa da Terra". Pode introduzir a partir de "o que é um robô", pedindo às crianças que listem robôs que já viram (robô aspirador, braço mecânico de fábrica, robô de filme), conhecendo as três aptidões do robô (perceber, pensar, agir) e a sua ajuda aos humanos (fazer trabalhos perigosos, executar trabalhos repetitivos, acompanhar os humanos), e depois comparar a diferença entre humanos e robôs (o ser humano tem emoções e capacidade criativa). A programação do jogo avança por decomposição de tarefas: primeiro praticar a nave a evitar edifícios e aviões, depois praticar o disparo de mísseis e, por fim, aproveitar o momento para fazer a combinação e derrotar o vilão. Lembrete: a operação simultânea de esquiva e disparo é difícil para as crianças mais novas, devendo praticar-se por etapas até dominar antes de juntar; pode usar-se um som de aviso para ajudar a julgar o "momento".

Na 3.ª aula, concluir "conhecimento da onda sonora + direção da execução". Pode introduzir a partir de "de onde vem o som" — ao falar, tocar na garganta e sentir a vibração, trazendo a ideia de que a vibração produz ondas (ondas sonoras). Depois conhecer os modos de emissão de som de diferentes instrumentos (cordas dedilhadas, sopro nos instrumentos de sopro, percussão batida) e as características do timbre, jogando um pequeno jogo de "ouvir e identificar o instrumento". A fase de programação usa o sensor de cor do RO-E para introduzir cartões de cor (cada cor corresponde a um executante ou a uma nota), dirigindo a todos na execução em conjunto. Lembrete: imprimir antecipadamente e colar no quadro a tabela de correspondência entre cartões de cor e executantes; o timbre pode usar a metáfora de que "a mesma canção cantada por instrumentos diferentes tem sabores diferentes".

Na 4.ª aula, concluir "conhecimento de animais de estimação + criação de espíritos". Pode introduzir a partir de "tens animais de estimação em casa?", conhecendo os tipos de animais de estimação como gatos, cães, peixes e pássaros, contando a história dos animais de estimação (por exemplo, o cão descende do lobo domesticado) e falando dos benefícios de os ter (companhia, alegria, aprender a responsabilidade). A fase de programação usa o sensor de cor para introduzir cartões de cor e criar o espírito animal de estimação, desenhando um processo de criação de "alimentar → crescer → aprender novas aptidões". Lembrete: a programação de criação pode usar uma contagem para realizar "alimentar quantas vezes para crescer um nível"; pode articular com animais de estimação eletrónicos e animais de estimação por IA para expandir a discussão.

Na 1.ª aula, explicar a função do cão-robô de IA e a estrutura "cabeça/pernas/corpo", enfatizando a prevenção de eletricidade estática e a proibição de rodar o motor à mão; concluir em grupos a montagem da cabeça e do corpo. Adotar o trabalho em grupo, fazendo os alunos tocar em metal antes de montar para eliminar a eletricidade estática, prestando atenção ao alinhamento dos orifícios e à ordem de aperto dos parafusos, deixando as pernas verdes antiderrapantes para instalar no final da aula.

Na 2.ª aula, instalar as pernas; entrar no modo de teste para verificar o ecrã/luz RGB/motor/microfone/altifalante/WiFi; calibrar os motores 1 a 4 para 90 graus; resumir e partilhar com as "5 perguntas". Usar perguntas como "que peças/funções tem o cão-robô / por que evitar eletricidade estática / qual a etapa mais difícil de instalar / o que falta instalar" para guiar os alunos a refletirem sobre o processo de instalação.

Na 3.ª aula, compreender através de um pequeno teste de graus a regra "no sentido horário diminui, no sentido anti-horário aumenta" e o princípio de estar em pé a 90 graus; escrever as ações de estar em pé / levantar a pata dianteira direita; explicar o problema de execução repetida das ações causado pelo ciclo + atraso do Mixly e os blocos de "desativar/ativar". Partindo da perceção intuitiva de "ângulo do servomotor e postura da perna", ao explicar os blocos de "desativar/ativar" pode pedir-se aos alunos que comparem a diferença de ação com e sem atraso.

Na 4.ª aula, escrever a ação de sentar; introduzir as teclas e o "se… senão se… senão" para realizar a comutação de múltiplas ações; eliminar as falhas ocasionais das teclas; expandir a ação de "fazer xixi". Lembrar que, ao premir as teclas, a mão só deve tocar a cabeça para evitar toques acidentais; enfatizar a lógica de aninhamento do julgamento condicional e o tratamento de reserva de "manter em pé por defeito".

Na 1.ª aula, explicar o conceito de agente de IA, a sua relação com a IA e as três fases de desenvolvimento; construir na plataforma Coze o fluxo de trabalho "comando para o cão + perguntas inteligentes" e publicar a API para obter o workflow_id e o token. Usar a analogia de "condutor e navegação" para a "perceção — decisão — execução" do agente de IA; ao construir o fluxo de trabalho, guiar os alunos a escreverem claramente o prompt de sistema (função/competências/formato/limites). Enfatizar que esta aula foca-se no cão-robô, retirando o nó original de "controlo de robô humanoide" e todos os conteúdos de ações humanoides.

Na 2.ª aula, explicar o programa pré-instalado do cão-robô de IA; resumir com as "5 perguntas". Levar os alunos a compreenderem como é que a cadeia completa "comando de voz em IA → análise de parâmetros → controlo de hardware" se concretiza no programa pré-instalado do cão-robô.

Na 3.ª aula, explicar a estrutura da IA em quatro camadas (LLM → ferramentas → plataforma → Agent) e a interface/Token do WorkBuddy; gerar um pequeno jogo em HTML com linguagem natural e publicá-lo. Introduzir a partir de "que IAs é que já usaste", guiando os alunos a organizarem as necessidades com "contexto/restrições/regras/critérios de aceitação".

Na 4.ª aula, explicar os "4 itens de informação obrigatória"; gerar o .mix do cão-robô de IA com linguagem natural e descarregá-lo e verificá-lo no Mixly; resumir as armadilhas comuns e as técnicas de depuração; enfatizar o dever de segurança do "código de três não". Na parte de hardware, lembrar que se deve primeiro compreender o programa e só depois gravá-lo; as armadilhas comuns resolvem-se copiando um .mix existente como referência, complementando as informações de hardware e reiniciando o cão para depurar.