Rotina topológica

Plano de Atividade

TEMA: Processamento de dados

TÍTULO: Rotina topológica

CONHECIMENTO: Estratégias de organização

FAIXA ETÁRIA: 4 a 5 anos

DURAÇÃO: 3 horas

Conhecimento em Computação

Grafos são ferramentas matemáticas usadas para organizar informações e mostrar como diferentes elementos se conectam entre si. Na computação, eles são amplamente utilizados para resolver problemas que envolvem sequências, relacionamentos e dependências, como planejamento de rotas, organização de tarefas e até mesmo o funcionamento de redes sociais (Cormen et al., 2009). Um grafo é composto por pontos, chamados de "vértices", e linhas que os conectam, chamadas de "arestas". Esses elementos ajudam a representar visualmente a relação entre ações ou itens. 

Para facilitar o entendimento, podemos imaginar um grafo como um "mapa da rotina" de uma criança. Cada vértice representa uma atividade, como acordar, escovar os dentes, tomar café da manhã ou brincar. As arestas mostram a ordem em que essas atividades acontecem, indicando, por exemplo, que primeiro acordamos, depois escovamos os dentes, e só então tomamos o café da manhã. Essa organização ajuda a entender como algumas ações dependem de outras para serem realizadas. Por exemplo, não é possível colocar a mochila antes de terminar de guardar os materiais escolares.

Em um outro exemplo, podemos imaginar um grafo que representa as etapas para vestir-se. Cada vértice corresponde a uma peça de roupa, e as arestas mostram a sequência lógica em que essas peças devem ser colocadas. Na figura abaixo, retirada do livro Introduction to Algorithms (Cormen et al., 2009, p. 467), podemos ver um grafo onde a camisa deve ser vestida antes do paletó e da gravata. Este exemplo ajuda a ilustrar como grafos podem ser usados para organizar tarefas que dependem de uma sequência específica.

Na computação, um exemplo clássico de aplicação de grafos é o cálculo de dependências em tarefas. Quando um programa precisa executar várias ações em ordem, ele pode usar um grafo para garantir que cada tarefa seja realizada na sequência correta. Um exemplo prático seria a execução de atividades em jogos eletrônicos, onde cada fase só pode ser acessada depois de concluída a anterior.

Além disso, os grafos podem ser usados para planejar rotas. Pense em um aplicativo de mapas: ele utiliza um grafo para representar ruas e conexões entre elas, identificando o caminho mais rápido entre dois pontos. A relação entre grafos e computação é fundamental para muitas áreas, pois eles são usados para modelar problemas e encontrar soluções eficientes. Um exemplo clássico é o uso de grafos na otimização de redes de computadores, onde cada vértice representa um dispositivo e cada aresta, uma conexão. Compreender como essas conexões funcionam ajuda a garantir que dados sejam transmitidos de maneira rápida e segura (Sedgewick e Wayne, 2011).

Esse processo de decisão se baseia nos mesmos conceitos que as crianças podem aprender ao organizar suas próprias rotinas. Por meio dos grafos, podemos ensinar às crianças a importância de seguir uma ordem, compreender conexões e organizar suas atividades de maneira lógica.

Objetivo

O objetivo desta atividade é desenvolver o pensamento crítico, avaliando quais hábitos são saudáveis em sua rotina diária. Além disso, elas vão representar esses hábitos em um grafo que mostra a ordem em que cada ação deve acontecer, aprendendo sobre organização e sequência de atividades.

Habilidades do Século XXI

Pensamento crítico e resolução de problemas: nesta atividade a criança deve avaliar aquilo que é ou não viável para uma rotina saudável, desenvolvendo o pensamento crítico. Além disso, a criança deve assimilar o conceito do “certo e errado” dentro da sua rotina e distinguir atitudes que seriam viáveis, inviáveis ou absurdas, envolvendo o conceito de resolução de problemas.

Eixos e Habilidades da BNCC

• “O EU, O OUTRO E O NÓS” (EI03EO01): Demonstrar empatia pelos outros, percebendo que as pessoas têm diferentes sentimentos, necessidades e maneiras de pensar e agir.

• “O EU, O OUTRO E O NÓS” (EI03EO02): Agir de maneira independente, com confiança em suas capacidades, reconhecendo suas conquistas e limitações.

• “O EU, O OUTRO E O NÓS” (EI03EO03): Ampliar as relações interpessoais, desenvolvendo atitudes de participação e cooperação.

• “O EU, O OUTRO E O NÓS” (EI03EO04): Comunicar suas ideias e sentimentos a pessoas e grupos diversos.

• “CORPO, GESTOS E MOVIMENTOS” (EI03CG04): Adotar hábitos de autocuidado relacionados à higiene, alimentação, conforto e aparência.

• “CORPO, GESTOS E MOVIMENTOS” (EI03CG05): Coordenar suas habilidades manuais no atendimento adequado a seus interesses e necessidades em situações diversas. 

• “TRAÇOS, SONS, CORES E FORMAS” (EI03TS02): Expressar-se livremente por meio de desenho, pintura, colagem, dobradura e escultura, criando produções bidimensionais e tridimensionais.

• “ESCUTA, FALA, PENSAMENTO E IMAGINAÇÃO” (EI03EF01): Expressar ideias, desejos e sentimentos sobre suas vivências, por meio da linguagem oral e escrita (escrita espontânea), de fotos, desenhos e outras formas de expressão.

• “ESPAÇOS, TEMPOS, QUANTIDADES, RELAÇÕES E TRANSFORMAÇÕES” (EI03ET07): Relacionar números às suas respectivas quantidades e identificar o antes, o depois e o entre em uma sequência.

Eixos e Habilidades da BNCC Computação - Educação Infantil

• “PENSAMENTO COMPUTACIONAL” (EI03CO02): Expressar as etapas para a realização de uma tarefa de forma clara e ordenada.

• “PENSAMENTO COMPUTACIONAL” (EI03CO05): Comparar soluções algorítmicas para resolver um mesmo problema.

Material Necessário

• Folha sulfite.

• Lápis de cor/giz de cera;

Desenvolvimento da Atividade

1. Exploração Inicial: Conversa sobre a Rotina

• Inicie uma roda de conversa com as crianças, perguntando sobre suas rotinas diárias.

• Pergunte, por exemplo:

  • "O que vocês fazem assim que acordam?"

  • "O que vêm depois de tomar o café da manhã?"

  • "Como vocês se preparam para ir à escola?".

• Explique que algumas ações precisam ser feitas em uma ordem específica. Diga: "Por exemplo, para calçar os sapatos, você precisa colocar as meias primeiro. Já outras ações, como tomar suco antes ou depois de comer, podem variar."

• Relacione a rotina das crianças com o funcionamento dos computadores, dizendo: "Na computação, também precisamos organizar as tarefas em uma sequência para que o sistema funcione corretamente."

2. Ideação: Desenhar a Rotina e Explorar Alternativas

• Peça às crianças que desenhem sua rotina em uma folha de papel, representando cada ação como um desenho ou símbolo simples.

• Sugira que pensem em como as ações se conectam. Pergunte: "O que acontece se mudarmos a ordem? Por exemplo, se vocês escovarem os dentes antes de tomar o café, isso funciona? Como seria diferente?"

• Relacione essas escolhas ao ambiente computacional, dizendo: "Nos computadores, algumas tarefas podem ser feitas fora de ordem sem problemas, mas outras dependem de uma sequência certa. Por exemplo, você não pode imprimir um arquivo antes de criá-lo."

3. Prototipagem: Criando um Protótipo com Materiais Concretos

• Distribua cartões ou blocos para que cada criança represente suas atividades diárias de forma concreta. Cada cartão pode ser uma etapa da rotina.

• Peça que as crianças organizem os cartões no chão ou em uma mesa, conectando as etapas com setas que mostrem a ordem das ações.

• Diga que as conexões entre os cartões são como as conexões em um grafo. Use exemplos como: "Se você troca a ordem dos cartões, o que muda? Isso ainda funciona?"

4. Compartilhamento e Colaboração: Roda de Conversa e Discussão

• Conduza uma discussão coletiva sobre os mapas criados. Pergunte:

  • "Quais ações precisam ser feitas em uma ordem específica?"

  • "Quais ações podem mudar de ordem e ainda funcionar bem?"

• Relacione as dependências encontradas com a lógica dos grafos na computação. Explique: "Nos computadores, às vezes uma tarefa depende da outra. Por exemplo, você precisa carregar um arquivo antes de abri-lo."

5. Construção Coletiva: Criação do "Mapa da Rotina da Turma"

• Guie a turma na criação de um grande mapa coletivo que represente a rotina de todos. Use o quadro ou uma folha grande, conectando as ações com setas.

• Mostre como algumas ações se conectam diretamente, enquanto outras podem ser feitas de diferentes formas. Diga: "Isso é como no computador, onde algumas tarefas precisam de uma ordem fixa e outras podem ser mais flexíveis."

6. Iteração e Refinamento: Revisitar e Aprimorar

• Conduza uma roda de conversa ao final da atividade, incentivando as crianças a refletirem sobre as sequências e conexões. Pergunte:

  • "Vocês acham que mudar a ordem de algumas ações pode causar problemas? Em quais casos?"

  • "Como isso se parece com o que acontece nos computadores?" 

• Conclua relacionando a atividade com os grafos na computação. Diga: "Os mapas que vocês criaram são como grafos, que usamos para organizar tarefas nos computadores. Eles ajudam a garantir que as coisas sejam feitas da forma certa."

Isso no meu mundo

Esta atividade ajuda as crianças a entenderem a importância de ter uma rotina diária organizada e saudável. Ao organizar suas atividades do dia como um "mapa" ou "caminho", as crianças conseguem perceber quais ações precisam ser feitas antes de outras e por que isso é importante. Por exemplo, escovar os dentes antes de tomar o café da manhã é um hábito saudável. Com isso, elas aprendem a distinguir quais hábitos contribuem para um dia mais saudável e divertido e quais não são recomendados. Essa organização também mostra como planejar e realizar atividades de forma prática ajuda a fazer o dia a dia funcionar melhor, como um "passeio bem planejado".

Avaliação

A avaliação desta atividade será realizada de maneira participativa e processual, envolvendo as crianças em reflexões sobre suas próprias criações e as dos colegas. O objetivo é verificar a compreensão do conceito de grafos, dependências entre ações e a relação dessas ideias com o ambiente computacional.

1. Avaliação Individual: Reflexão sobre os Próprios Grafos

• Peça a cada criança que explique seu grafo de rotina, destacando a ordem das atividades e o motivo pelo qual escolheu determinada sequência.

• Utilize questões para estimular a reflexão, como:

  • "Por que você colocou esta ação antes de outra?"

  • "Você acha que poderia mudar a ordem? Por quê?"

  • "Se essa atividade fosse feita fora de ordem, o que aconteceria?"

• Observe se a criança consegue identificar dependências e explicar de maneira lógica as conexões entre as ações em seu grafo.

2. Avaliação Coletiva: Troca de Experiências e Análise entre GruposOrganize uma atividade em que as crianças troquem seus grafos com outros grupos ou colegas.

• Oriente cada grupo a analisar o grafo recebido, fazendo perguntas como:

  • "Essa ordem faz sentido? Por quê?"

  • "Vocês mudariam alguma coisa? O que e por quê?"

  • "Vocês identificaram alguma ação que poderia estar conectada de outra forma?"

• Relacione o feedback dado por cada grupo ao ambiente computacional, dizendo: "Assim como vocês estão ajustando esses grafos, nos computadores, os programadores verificam e corrigem as conexões entre tarefas para garantir que tudo funcione."

3. Avaliação Formativa: Revisão e Ajustes dos Próprios Grafos

• Peça às crianças que revisem seus grafos após receberem o feedback dos colegas. Incentive-as a fazer melhorias ou experimentar diferentes conexões.

• Use questões para estimular a melhoria, como:

  • "O que vocês aprenderam ao analisar o grafo de outro grupo?"

  • "Vocês mudaram algo no seu grafo? Por quê?"

4. Avaliação Final: Apresentação e Conexão com a Computação

• Conduza uma roda de conversa para que as crianças compartilhem o que aprenderam durante a análise e revisão.

• Pergunte: Questione como as ideias trabalhadas se relacionam com o uso dos computadores. Exemplos de perguntas:

  • "Por que é importante organizar as tarefas em uma ordem certa?"

  • "Nos computadores, o que acontece se as tarefas não estiverem conectadas da forma correta?"

• Avalie se as crianças conseguem identificar dependências e explicar como as ações conectadas formam um todo funcional.

Referências

CORMEN, Thomas H.; LEISERSON, Charles E.; RIVEST, Ronald L.; STEIN, Clifford. Introduction to Algorithms. 3. ed. Cambridge: MIT Press, 2009.

SEDGEWICK, Robert; WAYNE, Kevin. Algorithms. 4. ed. Boston: Addison-Wesley, 2011.

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Plano de atividade: Rotina Topológica