A origem do drone está associada a técnicas especiais usadas para reunir informações relevantes na área militar. A primeira aeronave com um mecanismo de controle de rádio reutilizável foi construída nos anos 30 e serviu como modelo base para todos os avanços tecnológicos que conhecemos hoje. Mais tarde, foram desenvolvidos drones militares com sensores clássicos e câmaras. Devido aos avanços da tecnologia, nos dias de hoje existem à disposição uma enorme variedade de drones. Alguns são usados para missões militares enquanto outros estão a ser usados por grandes empresas para as mais diversas tarefas. A Google e a Amazon, por exemplo, estão a desenvolver os seus próprios drones com o objetivo de entregarem as encomendas com facilidade e rapidez pelo ar. Mais um conceito interessante está a ser desenvolvido pelo Facebook, que está a planear criar drones gigantes de forma a transmitirem sinal de Internet para localizações remotas em todo o mundo. Atualmente, os drones são fundamentais na indústria cinematográfica e até os jornalistas já utilizam esta tecnologia para criarem reportagens em locais inacessíveis para o ser humano. Atendendo à cada vez maior diversidade de aplicações que esta tecnologia permite, devido à sua versatilidade, porque não usá-los no ensino/aprendizagem?
Isaac Newton (1643-1727) é considerado um dos mais importantes cientistas da história, pois a sua obra é fundamental tanto para a Física como para a Matemática. Até hoje, as descobertas de Newton são a base para a compreensão dos movimentos dos corpos. Contudo, mostrar na sala de aula como as Leis de Newton funcionam e motivar o aluno para estudá-las, sempre foi um grande desafio para os professores do ensino secundário. Agora, professores de Física e Matemática podem contar com um novo aliado - o uso de drones como ferramenta pedagógica.
É fundamental ter em mente que a educação é um campo em constante evolução e inovação. Com o avanço da tecnologia, novas ferramentas tecnológicas estão a ser introduzidas para melhorar o ensino e a aprendizagem, como por exemplo os robôs que permitem um melhor desempenho dos alunos nas mais diversas áreas, como a Programação, Matemática, etc. Relativamente à utilização de drones em ambiente pedagógico, este é um campo onde se observa ainda uma insuficiência de estudos científicos. Há muito material sobre robótica educativa, entretanto, são poucos os que se centram no uso de drones. Existe uma carência de iniciativas do uso de drones em ambiente escolar, sendo que a maioria dos estudos têm apenas a ver com a sua aplicabilidade e viabilidade. A perspetiva é que estas aeronaves sejam, num futuro próximo, cada vez mais utilizadas nas aulas de diversas disciplinas como Ciências, Matemática, Engenharia, Artes e Física.
O funcionamento de um drone pode parecer simples à primeira vista, mas na verdade estes dispositivos têm uma tecnologia bastante complexa. Antes de falarmos sobre os conceitos implícitos ao funcionamento dos drones, é importante saber o que diferencia os drones dos seus antecessores - os helicópteros. Os drones voam de forma independente enquanto que os helicópteros requerem um piloto especializado. Na verdade, é o sistema de multi-hélices, especialmente desenvolvido e instalado nos drones, que torna estes dispositivos altamente independentes e que ajudam na prevenção de falhas. Um aspeto importante sobre este sistema de multi-hélices é que mesmo que o motor principal tenha alguma falha, o aparelho mantém-se no ar graças ao suporte das hélices que trabalham em conjunto. Os drones possuem uma grande quantidade de motores no seu interior, de forma a ganharem mais controle e propulsão na sua descolagem e transportarem cargas de grande capacidade. Estas hélices obtêm energia a partir de uma fonte dedicada, e a maioria destes dispositivos contém baterias removíveis para que fiquem no ar durante mais tempo. É possível estender o tempo de voo com a instalação de baterias adicionais.
Num projeto conceção e criação de um drone, os estudantes podem aprender princípios da Física com facilidade. Isto acontece porque o drone necessita de voar e, para isso, os alunos têm de prestar muita atenção a todos os detalhes, por exemplo é fundamental a utilizaçãodas leis de Newton. A rotação das hélices tem de seguir o princípio de ação e reação da Física. Isso significa que devem rodar em sentidos opostos umas das outras para que o drone consiga ter estabilidade no ar. Além da Mecânica, trabalha outros campos da Física, como o da Termodinâmica e do Eletromagnetismo. Isto porque, para um drone voar, é necessária energia. Assim, é possível trabalhar conceitos como carga e corrente elétrica, eletrodinâmica etc.
Além de Física, o uso de drones por alunos do ensino secundário pode ajudá-los na aprendizagem de Matemática. Ao desenhar cada peça do projeto, os estudantes aplicam conhecimentos de Geometria e Aritmética aprendidos na sala de aula. Através de uma série de testes, erros e correções, vão percebendo quais os melhores formatos e tamanhos para cada peça. Os próprios erros fazem parte da aprendizagem. Às vezes, os alunos produzem uma peça que é demasiado pesada, que tem um ângulo que não é o adequado, ou que gira no sentido errado, e descobrem isso quando tentam fazer o drone voar.
Cada movimento do drone tem de ser programado pelos alunos nos seus computadores, tablets ou smartphones. Para isso,devem aprender e aplicar os conceitos de Trigonometria, pois são os cálculos de triangulação que permite a localização do drone no espaço e realização de trajetórias pré-definidas. Se por acaso os cálculos estiverem errados, o drone poderá não voar ou mesmo bater em algum obstáculo.Antes de programar as trajetórias para o drone executar, os alunos têm de ter a noção da dimensão da sala, de que ponto o drone vai partir, quais são os objetos que vão estar presentes no trajeto etc. Partindo destes dados, podem calcular todos os desvios necessários para o voo da aeronave.
Um projeto de criação de drones tem um enorme potencial devido ao facto de envolver várias áreas do saber e promover a interdisciplinaridade. Trata-se de uma metodologia de aprendizagem baseada em projeto, que desafia os alunos a encontrarem soluções para um problema. Esta solução vai abranger, simultaneamente, conhecimentos de Física, Matemática, Geometria, etc., bem como o trabalho cooperativo entre os alunos. No que se refere a colocar o drone em movimento, tanto a trigonometria, como a programação e o raciocínio lógico são fundamentais.
Paulo Medeiros