Este trabalho apresenta uma investigação acerca do desenvolvimento e exercício de habilidades do Pensamento Computacional em crianças do Ensino Fundamental I, a partir do aprendizado de conceitos básicos de programação, por meio de recursos baseados em Tecnologia Livre e materiais de baixo custo associados a estratégias pedagógicas alicerçadas na Robótica Educacional e desenvolvidas especificamente para esse público. Com esse propósito, buscou-se, por meio de um estudo de caso realizado com sete crianças do terceiro e quarto anos do Ensino Fundamental, levantar hipóteses acerca da possível relação existente entre a maturidade cognitiva de crianças nessa faixa etária e o aprendizado de estruturas básicas de programação, bem como verificar de que forma o aprendizado dessas estruturas, por meio das estratégias pedagógicas propostas por este trabalho, pode apoiar o exercício de determinadas habilidades do Pensamento Computacional. Foi desenvolvido, para a realização do estudo, um kit didático denominado DuinoBlocks4kids (DB4K), composto por um Ambiente de Programação Visual em Blocos para plataforma de prototipagem eletrônica Arduino, uma proposta metodológica, uma série de atividades e um conjunto de materiais de robótica. Pôde- se observar, como resultado do uso deste kit, a possibilidade do exercício das seguintes habilidades do Pensamento Computacional: capacidade de abstração, compreensão de fluxos de controle, depuração e detecção sistemática de erros, uso da lógica condicional e decomposição de problemas. Foram encontrados também indícios da existência de uma relação direta entre algumas características cognitivas de crianças no período operatório concreto (tais como a habilidade de sequenciar eventos ou ideias, a habilidade de realizar operações mentais a partir de experiências concretas, dentre outras) e as habilidades necessárias para a realização de determinadas tarefas relacionadas à programação de computadores.