Robótica e Inteligência Artificial na Educação
Guia prático para professores e escolas — integrado ao Currículo da Cidade de São Paulo, componente TPA (Tecnologias para Aprendizagem).
Sobre este Livro
Este guia digital nasceu dentro do Laboratório de Educação Digital da EMEF João Batista Gomes Neto, em São Paulo. É um documento vivo, atualizado com a experiência real da sala de aula pública — não um manual teórico produzido longe da escola.
A versão 1.0.2 incorpora duas melhorias estruturais em relação à v1.0.1:
Todos os objetivos de aprendizagem da SME-SP (Programação, TIC, Letramento Digital) mapeados por ano/ciclo.
Scratch, Robisco, Code.org, Tinkercad, micro:bit e Teachable Machine — todos com scroll interno e abertura expandida.
Competências digitais, pensamento computacional e cultura maker articulados com as áreas do conhecimento.
Roteiros viáveis com recursos disponíveis em escolas municipais de São Paulo.
Tecnologias para Aprendizagem — SME/SP
O Currículo da Cidade de São Paulo (2ª ed., 2019) inclui o componente curricular Tecnologias para Aprendizagem (TPA) como componente obrigatório do Ensino Fundamental. Seu objetivo central é a promoção do pensamento computacional em uma abordagem construcionista, inspirada em Seymour Papert e ampliada por José Armando Valente, Paulo Blikstein e outros pesquisadores brasileiros.
Contexto Histórico: de Papert ao TPA
Seymour Papert (MIT) criou a linguagem Logo em 1967 para que crianças aprendessem matemática explorando o espaço com uma “tartaruga”. Dessa semente cresceu o Scratch (Resnick/MIT), adotado amplamente nas escolas municipais paulistanas. O TPA sistematiza essa tradição em objetivos concretos para cada ano do EF.
A SME-SP organiza o Ensino Fundamental em três ciclos pedagógicos:
1º ao 3º ano — Exploração lúdica, comandos simples, primeiras narrativas digitais.
4º ao 6º ano — Integração curricular, programação por blocos, cidadania digital.
7º ao 9º ano — Projetos de intervenção social, robótica/automação, protagonismo digital.
Os 3 Eixos Estruturantes
Todo planejamento de TPA deve integrar os três eixos de forma articulada — não como disciplinas separadas, mas como dimensões complementares do desenvolvimento tecnológico do estudante.
- Dispositivos de hardware
- Sistema computacional
- Capacidade analítica
- Linguagem de programação
- Narrativas digitais
APRENDIZAGEM
Pensamento Computacional
Construcionismo
- Papel das TIC na sociedade
- Produções colaborativas
- Acesso, segurança e veracidade
- Criatividade e prop. intelectual
- Implicações morais e éticas
- Linguagens midiáticas
- Apropriação tecnológica
- Cultura digital
- Consciência crítica e cidadã
- Investigação científica
Objetivos de Aprendizagem por Ano
A seguir, os quadros completos de objetivos organizados por ciclo. Use os botões para filtrar por ciclo e a barra de rolagem para navegar pela tabela.
Ciclo de Alfabetização — 1º ao 3º Ano
| Eixo | Objeto | Código | Objetivo de Aprendizagem |
|---|---|---|---|
| PROGRAMAÇÃO | Dispositivos de hardware | EF01TPA01 | Identificar e utilizar os dispositivos de hardware disponíveis e seus periféricos (teclado, mouse, pen drive, computador etc.). |
| PROGRAMAÇÃO | Sistema computacional | EF01TPA02 | Identificar ícones de diferentes programas. |
| PROGRAMAÇÃO | Capacidade analítica | EF01TPA03 | Utilizar a lógica em jogos e brincadeiras. |
| PROGRAMAÇÃO | Linguagem de programação | EF01TPA04 | Conhecer comandos simples nas atividades lúdicas e jogos. |
| PROGRAMAÇÃO | Narrativas digitais | EF01TPA05 | Desenvolver processos e produções a partir de imagens e sons. |
| TIC | Papel e usos das TIC | EF01TPA06 | Identificar diferentes mídias digitais (texto, áudio, vídeo, e-mail, games etc.). |
| TIC | Papel e usos das TIC | EF01TPA07 | Conhecer o papel das tecnologias como meio de informação e comunicação na prática social dos estudantes como sujeitos da infância. |
| TIC | Papel e usos das TIC | EF01TPA08 | Utilizar alguns sistemas de busca de informações simples. |
| TIC | Papel e usos das TIC | EF01TPA09 | Ter noções sobre o uso responsável da informação. |
| TIC | Produções colaborativas | EF01TPA10 | Produzir textos e desenhos, de forma colaborativa, com a mediação do professor. |
| TIC | Criatividade e prop. intelectual | EF01TPA11 | Utilizar as TIC em produções individuais e em grupo. |
| TIC | Criatividade e prop. intelectual | EF01TPA12 | Conhecer algumas noções de propriedade intelectual. |
| LETRAMENTO | Linguagens midiáticas | EF01TPA13 | Experimentar as mídias digitais, relacionando-as às ações cotidianas. |
| LETRAMENTO | Cultura digital | EF01TPA14 | Interagir com as diferentes mídias como linguagens de comunicação e expressão. |
| LETRAMENTO | Consciência crítica | EF01TPA15 | Analisar as mídias preferenciais com a mediação do professor, expressando pensamentos e ideias. |
| LETRAMENTO | Investigação científica | EF01TPA16 | Utilizar os recursos midiáticos para formular hipóteses, buscando respostas para suas perguntas de forma lúdica. |
Ciclo Interdisciplinar — 4º ao 6º Ano
| Eixo | Objeto | Código | Objetivo de Aprendizagem |
|---|---|---|---|
| PROGRAMAÇÃO | Sistema computacional | EF04TPA01 | Identificar e operar, com autonomia recursos, programas, funções e comandos na resolução de problemas. |
| PROGRAMAÇÃO | Capacidade analítica | EF04TPA02 | Planificar sequências e antecipar ações e repercussões para a resolução de tarefas propostas. |
| PROGRAMAÇÃO | Linguagem de programação | EF04TPA03 | Experimentar, por meio de programação simples, diferentes softwares. |
| PROGRAMAÇÃO | Narrativas digitais | EF04TPA04 | Estruturar processos de produções autorais por meio de imagens, vídeos e textos com senso estético. |
| TIC | Papel e usos das TIC | EF04TPA05 | Reconhecer o papel das tecnologias como meio de informação e comunicação na sociedade. |
| TIC | Papel e usos das TIC | EF04TPA06 | Criar, organizar, armazenar, manipular, selecionar e recuperar informações. |
| TIC | Papel e usos das TIC | EF04TPA07 | Utilizar e selecionar sistemas de busca de informações em diferentes bases de dados. |
| TIC | Segurança da informação | EF04TPA08 | Conhecer critérios de segurança em relação à identidade virtual, proteção e preservação de dados pessoais. |
| TIC | Segurança da informação | EF04TPA09 | Identificar os riscos da exposição de dados e conteúdos pessoais em redes virtuais. |
| TIC | Criatividade e prop. intelectual | EF04TPA10 | Compreender os direitos autorais, citando as fontes de informação em suas produções. |
| TIC | Criatividade e prop. intelectual | EF04TPA11 | Colaborar na produção, reutilização e compartilhamento de conteúdo de maneira responsável. |
| LETRAMENTO | Linguagens midiáticas | EF04TPA12 | Usar diferentes linguagens midiáticas e conteúdos digitais de forma colaborativa. |
| LETRAMENTO | Apropriação tecnológica | EF04TPA13 | Diferenciar mídias digitais para comunicação, produção e divulgação de conteúdo digital. |
| LETRAMENTO | Cultura digital | EF04TPA14 | Incorporar os conhecimentos com a exploração de outros modos de ler o mundo por meio de imagens, ícones, textos etc. em rede. |
| LETRAMENTO | Consciência crítica | EF04TPA15 | Expressar a capacidade criativa para entender como as mudanças na tecnologia o afetam, pessoal e coletivamente, como cidadão integrante da sociedade na cultura digital. |
| LETRAMENTO | Investigação científica | EF04TPA16 | Usar diferentes recursos midiáticos para formular hipóteses, buscar respostas e criar, coletivamente, alternativas para problemas do seu cotidiano. |
Ciclo Autoral — 7º ao 9º Ano
| Eixo | Objeto | Código | Objetivo de Aprendizagem |
|---|---|---|---|
| PROGRAMAÇÃO | Capacidade analítica | EF07TPA01 | Utilizar capacidade analítica para identificar um problema e decompô-lo em partes, utilizando diferentes suportes. |
| PROGRAMAÇÃO | Linguagem de programação | EF07TPA02 | Criar projetos por meio da linguagem de programação por blocos. |
| PROGRAMAÇÃO | Linguagem de programação | EF07TPA03 | Compilar e depurar ideias de maneira satisfatória, reformulando por meio do uso de funções, e reaproveitar pequenos pedaços de códigos. |
| PROGRAMAÇÃO | Narrativas digitais | EF07TPA04 | Analisar e validar processos de produções autorais relacionados à robótica/automação com uso de senso estético. |
| TIC | Papel e usos das TIC | EF07TPA05 | Realizar produções e fazer o compartilhamento em diferentes repositórios digitais (blogs, sites, redes sociais, entre outros). |
| TIC | Criatividade e prop. intelectual | EF07TPA06 | Utilizar filtros para selecionar informações da Web, considerando os diferentes tipos de licença de uso. |
| TIC | Criatividade e prop. intelectual | EF07TPA07 | Identificar as licenças de uso nas informações retiradas da Web por meio de filtros nas buscas realizadas. |
| TIC | Implicações morais e éticas | EF07TPA08 | Conhecer as implicações do uso de práticas de incitação e compartilhamento de conteúdos discriminatórios ou preconceituosos. |
| TIC | Implicações morais e éticas | EF07TPA09 | Analisar produções em redes, identificando conteúdos inadequados quanto a preconceitos, discriminação e cyberbullying. |
| TIC | Segurança digital | EF07TPA10 | Selecionar e combinar critérios para armazenamento seguro de dados e questões de sustentabilidade digital. |
| LETRAMENTO | Linguagens midiáticas | EF07TPA11 | Antecipar e decidir quais recursos das linguagens midiáticas podem ser utilizados no desenvolvimento das produções. |
| LETRAMENTO | Apropriação tecnológica | EF07TPA12 | Avaliar o uso de tecnologia sobre atividades do seu dia a dia e repensá-las a partir das experiências cotidianas. |
| LETRAMENTO | Cultura digital | EF07TPA13 | Compartilhar informações e descobertas por meio de redes sociais interescolares. |
| LETRAMENTO | Consciência crítica | EF07TPA14 | Reformular ideias e posicionamentos sociais, com autonomia e criticidade. |
| LETRAMENTO | Investigação científica | EF07TPA15 | Construir, colaborativamente, o conhecimento científico compartilhado em diferentes linguagens e plataformas no desenvolvimento de atividades e projetos curriculares. |
Robótica Educacional
A robótica educacional não é um fim em si mesma — é um pretexto pedagógico para o desenvolvimento integrado de competências matemáticas, científicas, linguísticas e sociemocionais. Na rede municipal de São Paulo, ela está presente desde 2010 com kits estruturados (Lego Mindstorms, Arduino) e materiais não estruturados (sucata, papelão, servo-motores avulsos).
Arduino, micro:bit, ESP32 — controladores programáveis de baixo custo para projetos físicos.
Lego Education, VEX IQ, mBot — sistemas com peças padronizadas e suporte pedagógico.
Robótica com papelão, servo-motores e materiais recicláveis — viável em qualquer escola.
Simuladores online que dispensam hardware — ideais para acesso remoto e introductory coding.
Fundamentos Pedagógicos
O tripé conceitual que sustenta a robótica educacional no currículo TPA:
Inteligência Artificial na Educação
A IA não é uma ferramenta futura — ela já está presente nas salas de aula de 2025 via assistentes de texto, correção automática, sistemas de recomendação educacional e, nas escolas técnicas, em cursos de Machine Learning aplicado.
Conceitos Fundamentais
Machine Learning: sistemas que aprendem padrões a partir de dados, sem serem explicitamente programados para cada caso.
Redes Neurais Artificiais: modelos matemáticos inspirados no cérebro humano, usados em reconhecimento de imagem, texto e voz.
Dados de Treinamento: o “livro didático” da IA — conjuntos de exemplos rotulados usados para ensinar o modelo.
Viés algorítmico: quando os dados de treinamento refletem preconceitos humanos, a IA os amplifica — tema obrigatório no eixo de Implicações Éticas do TPA.
IA no Ensino Fundamental
No contexto do TPA, a IA é abordada progressivamente:
- 1–3º ano: algoritmos lúdicos — receitas, instrução para a tartaruga, jogos de sequência
- 4–6º ano: sistemas de recomendação (por que o YouTube sugere aquele vídeo?), detecção de padrões com Scratch
- 7–9º ano: Teachable Machine, projetos de visão computacional, discussão sobre viés e ética
Teachable Machine na Sala de Aula
O Teachable Machine (Google) permite treinar modelos de Machine Learning sem nenhum código — direto no navegador. É a ferramenta mais acessível para introduzir IA real no EF.
Projeto modelo para o 8º/9º ano: Classificação de resíduos recicláveis por câmera (Programação + TIC + Letramento Digital + ODS 12 — Consumo Responsável).
Ética, Viés e Responsabilidade
A dimensão ética da IA é inseparável de sua dimensão técnica. O eixo TIC do currículo TPA (Implicações Morais e Éticas) exige que estudantes:
- Identifiquem conteúdos discriminatórios gerados ou amplificados por algoritmos
- Compreendam como dados pessoais são coletados e usados por sistemas de IA
- Reflitam sobre o impacto de sistemas automatizados de decisão na vida das pessoas
Pensamento Computacional
O pensamento computacional (Wing, 2006) é a competência central do Currículo TPA. Não é sobre programar computadores — é sobre resolver problemas com a mesma precisão e eficiência que um computador exigiria.
Dividir problemas complexos em partes menores e gerenciáveis.
Identificar similaridades, regularidades e tendências em dados e problemas.
Filtrar detalhes irrelevantes e focar nos elementos essenciais do problema.
Definir soluções passo a passo que qualquer executor (humano ou máquina) possa seguir.
Cultura Maker e Espaço Maker
O movimento maker é a convergência entre a cultura do-it-yourself, o software livre, a fabricação digital e a pedagogia ativa. Seus quatro pilares estruturantes:
Criar objetos físicos e digitais com as próprias mãos e ferramentas.
Trabalhar em equipe, compartilhar conhecimento abertamente (open source).
Prototipar rápido, errar cedo, melhorar continuamente — mentalidade de design.
Resolver problemas reais da comunidade com tecnologia e criatividade.
6 Simuladores Integrados
Clique no cabeçalho de cada simulador para expandir. Todos funcionam diretamente no navegador.
Selecione um componente e clique em ADICIONAR para montar seu robô passo a passo
Simule circuitos com Arduino, LEDs, sensores e motores sem hardware físico.
Roteiros de Aula
Ciclo Alfabetização — Código da Tartaruga
Objetivo TPA: EF03TPA04 · Duração: 50 min · Ferramenta: Code.org (Simulador ③)
- Engajamento (10 min): Ditar instruções para um colega se mover na sala como se fosse uma tartaruga.
- Exploração (20 min): Abrir Code.org e explorar os primeiros 3 níveis livremente em duplas.
- Sistematização (15 min): Roda de conversa: “Quais comandos vocês usaram? O que aconteceu quando erraram?”
- Registro (5 min): Desenhar no caderno a sequência de comandos que usaram para resolver um nível.
Ciclo Interdisciplinar — Animação com Condicional
Objetivo TPA: EF05TPA03 · Duração: 2 aulas (100 min) · Ferramenta: Scratch (Simulador ①)
- Aula 1 — Criação (50 min): Criar um personagem que se mova ao apertar uma tecla usando estrutura SE/ENTÃO.
- Depuração (15 min): Trocar projetos com o colega e encontrar um bug para corrigir.
- Aula 2 — Expansão (35 min): Adicionar condições: “SE tocar no limite, ENTÃO saltar”.
- Apresentação (15 min): Mostrar o projeto para a turma e explicar a lógica.
Ciclo Autoral — Robô Classificador de Resíduos com IA
Objetivo TPA: EF09TPA03 + EF09TPA04 · Duração: 4 aulas · Ferramentas: Teachable Machine (⑥) + Robisco (②)
- Aula 1 — Problema: Mapear o descarte de resíduos na escola. Definir as classes (plástico, papel, metal, orgânico).
- Aula 2 — IA: Treinar o modelo no Teachable Machine com fotos dos resíduos. Testar acurácia.
- Aula 3 — Robótica: Projetar o chassi físico ou virtual (Robisco) com servo-motor para separar os itens.
- Aula 4 — Apresentação: Demonstrar para outra turma. Discutir precisão do modelo e viés (EF09TPA10).
Avaliação por Competências no TPA
O TPA é avaliado sob a perspectiva formativa e processual. Não se avalia o produto final do robô ou do programa — avalia-se o percurso: a capacidade de decompor, depurar, colaborar e comunicar o pensamento.
Registro sistemático das tentativas, erros e descobertas ao longo do projeto.
Blog, vídeo ou repositório GitHub com evidências do processo (alinhado a EF09TPA12).
Comunicar o processo técnico para leigos — exercita linguagem científica e letramento digital.
Estudantes revisam o código ou protótipo do colega — prática de depuração colaborativa.
Referências Bibliográficas
ALMEIDA, M. E. B. de. Educação, projetos, tecnologia e conhecimento. São Paulo: PROEM, 2005.
ALMEIDA, M. E. B.; VALENTE, J. A. Tecnologias e currículo. São Paulo: Paulus, 2011.
BUZATO, M. E. K. Entre a fronteira e a periferia: linguagem e letramento na inclusão digital. Campinas: UNICAMP, 2006.
PAPERT, S. Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas. New York: Basic Books, 1980.
RESNICK, M. Lifelong Kindergarten. Cambridge: MIT Press, 2017.
SÃO PAULO (Município). Currículo da Cidade: Ensino Fundamental — Tecnologias para Aprendizagem. 2. ed. São Paulo: SME/COPED, 2019.
VALENTE, J. A. O computador na sociedade do conhecimento. Campinas: UNICAMP/NIED, 1999.
VALENTE, J. A. A espiral da aprendizagem e as tecnologias da informação e comunicação. In: JOLY, M. C. R. A. (Org.). A tecnologia no ensino. São Paulo: Casa do Psicólogo, 2002.
WING, J. M. Computational thinking. Communications of the ACM, v. 49, n. 3, p. 33–35, 2006.
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