Matemática básica para o curso de Automação Industrial: um estudo de caso da Faculdade de Tecnologia de Catanduva

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1 Matemática básica para o curso de Automação Industrial: um estudo de caso da Faculdade de Tecnologia de Catanduva Rosemeire Bressan Resumo A Matemática considerada base do curso de Automação Industrial preocupa muito os alunos ingressantes, que muitas vezes, desistem do curso pela dificuldade que eles encontram nas disciplinas que fazem uso de conceitos matemáticos como Física, Cálculo Diferencial e Integral e Eletricidade. Uma solução para essa evasão e a reprovação em grande escala foi o desenvolvimento de um projeto intitulado Matemática básica para a Automação industrial. Palavras-chave: Ensino de Matemática, Automação Industrial, Faculdade de Tecnologia. Abstract Basic mathematics course for Industrial Automation: A Case Study of the College of Technology Catanduva Math considered based Travel Industry Automation greatly concerns the freshman students, who often drop out of the course by the difficulty they encounter in the subjects that make use of mathematical concepts such as physics, differential and integral calculus and Electricity. One solution to this evasion and failure on a grand scale was the development of a project entitled "Basic Mathematics for Industrial Automation."

2 Technology Keywords: Teaching Mathematics, Industrial Automation, Faculty of

3 Introdução Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR A Matemática desde o ensino fundamental tem atormentado muitos alunos, que na maioria dos casos, aprendem o suficiente para serem aprovados. Porém, quando esse aluno chega ao ensino superior, o conhecimento que era suficiente até no ensino médio passa a ser problemático no ensino superior, principalmente nos cursos da área de exatas. Para Boulos(2001), A realidade brasileira do ensino da Matemática está a exigir, mais do que nunca, uma atenção especial à parte básica. Assim como a maioria dos nossos colegas de profissão, sentimos que um curso de Cálculo Diferencial e Integral fica grandemente prejudicado pela falta de conhecimento básico por parte do aluno, e as dificuldades dessa disciplina, que não são nada desprezíveis, juntam-se àquelas decorrentes dessa falta de base, tornando quase que impossível o seu ensino. No curso de Automação Industrial, além do Cálculo, o aluno também vai se deparar com Física e Eletricidade Básica, cuja base é a matemática. Assim, as dificuldades que os alunos apresentam em matemática, vão afetar todo o seu desempenho no curso. Para ajudá-los, aulas extras podem ser ministradas para suprir essas necessidades juntamente com exemplos de aplicações da matemática nas outras disciplinas visando a mostrar para o aluno que aquilo que ele está aprendendo, será utilizado futuramente. Segundo D Ambrosio(1998, p. 32), Um bom exercício para o docente é preparar uma justificativa para cada tópico do programa mas não vale dar justificativas internalistas, isto é, do tipo progressões são importantes para entender logaritmos. Pede-se justificativas no mundo de hoje e do futuro. Essas justificativas tendem a deixar o aluno mais tranquilo e ao mesmo tempo interessado, só esperando o momento de fazer uso dessas teorias. A idéia principal é melhorar o ensino, principalmente o Tecnológico, cuja carga horária é menor que um curso de bacharelado, por exemplo. Para Kurata(2007, p. 29), Um bom plano de melhoria do ensino deve partir de um projeto elaborado sobre os elementos básicos do processo ensino-aprendizagem e as maneiras de administrá-los. O plano pode ser iniciado, após explicitar os objetivos, fixar

4 metas, analisar elementos essenciais e estabelecer estratégias, não se esperando que o retorno seja imediato. Para que essa melhora ocorra no ensino de Cálculo e áreas afins, os professores devem se unir juntamente com a Instituição e discutir as possíveis soluções para o problema de reprovação e evasão dos alunos, que na maioria dos casos, ocorre em decorrência da falta de aprendizagem nas principais disciplinas do curso. Na Faculdade de Tecnologia de Catanduva, tem-se um projeto que é realizado aos sábados para revisar conteúdos de Matemática ou, para muitos alunos, ensinar conteúdos vistos no ensino médio. Esse projeto surgiu para minimizar uma grande reprovação de alunos nas principais disciplinas do curso cuja matemática é considerada a base. A matemática no curso de Automação O curso de Automação Industrial na FATEC de Catanduva tem duração de 3 anos ou 6 semestres. Ao longo do curso, as disciplinas da área de Matemática que constam na grade curricular são Cálculo Diferencial e Integral I, II e Estatística, consideradas de formação básica além das outras de formação tecnológica profissionalizante como Eletricidade Básica, Eletrônica Analógica e Digital, juntamente com as de formação tecnológica específica, onde estão, por exemplo, as disciplinas de: Controladores Programáveis, Laboratório de Automação e Sensores. Quando olhamos para a carga horária de Matemática no curso (total de 180 horas incluindo Cálculo I, II e Estatística), tem-se a certeza que ela terá pouca influência no curso que possui uma carga horária total de 2592 horas. O que acontece é que muitos alunos que ingressam no curso não percebem que a Matemática do ensino médio juntamente com os conteúdos de Cálculo Diferencial e Integral e Física, constituem a base para o curso de Automação Industrial. Em muitos livros de Eletricidade, além do conteúdo referente à disciplina, também aparece um capítulo especial para os conteúdos básicos de Matemática como pode ser visto em Boylestad(1997), onde é colocado um capítulo inicial com conceitos de Matemática, outros capítulos com uma parte de revisão de conteúdos de matemática como senóides, logaritmos e números complexos, além de um apêndice sobre determinantes.

5 Para o aluno, Eletricidade é uma disciplina isolada da Matemática, onde ela vai continuar sendo uma disciplina isolada, mentalidade esta que ele pode ter adquirido no ensino fundamental e médio, por não ter visto nenhuma aplicação dessa disciplina em outras áreas. Assim, agora é a hora de mostrar para os alunos que tudo o que for desenvolvido nas matérias de formação básica, será aplicado em outra disciplina, não existe conteúdo isolado, há uma relação entre as disciplinas que compõem a grade curricular do curso. Kurata(2007, p. 96) afirma que,...os estudantes preferem, para o processo de ensino-aprendizagem, um processo baseado na interdisciplinaridade. Isto ocorre, porque a construção do significado de um conteúdo matemático, enfrentada pelos alunos, encontra-se organizada em torno de disciplinas mais gerais e profissionalizantes, com estruturas conceituais e metodológicas compartilhadas com a maioria das disciplinas do curso em que o aluno está inserido. Perfil dos alunos do curso de Automação Uma grande preocupação que surge ao iniciar as aulas para uma nova turma é ter uma idéia do perfil dos alunos. Para isso, algumas questões são feitas aos alunos ingressantes como: idade, formação do ensino médio, os motivos pelos quais o curso foi escolhido, disponibilidade de tempo para estudar extra classe, qual a relação com a matemática dentre outras perguntas. Utilizando os dados do 1º semestre de 2010, obtivemos que a idade média dos alunos ingressantes, incluindo turno da tarde e noite, é de aproximadamente 24 anos. A grande maioria deles, ou seja, 85% cursaram o ensino médio em escola pública. Para a questão sobre as matérias com maior afinidade no ensino médio foram obtidos os resultados da tabela 1: Tabela 1: Disciplinas da grade curricular do ensino médio Disciplinas Preferência Matemática 26% Física 18%

6 História 15% Português 12% Geografia 9% Biologia 8% Química 7% Inglês 5% Percebe-se que realmente a turma tem um perfil para a área de exatas, pois 44% deles disseram ter uma grande afinidade com as disciplinas Matemática e Física. O restante, 56%, foi dividido entre as seis outras disciplinas citadas. Para o número de alunos que escolhem o curso, apenas 25% trabalham na área enquanto os outros 75%, pretendem iniciar na área o mais rápido possível por meio de estágios e projetos. Sobre o que cada aluno espera do curso, 29% responderam encontrar um bom curso, seguido de 27% que desejam adquirir novos conhecimentos contra 25% que esperam ter base para seguir uma nova profissão. A tabela 2 mostra todos os itens citados pelos alunos. Tabela 2: Itens citados pelos alunos sobre o que esperam do curso Item Porcentagem Bom curso 29% Adquirir conhecimento 27% Nova profissão 25% Crescimento profissional 18% Ter bom salário 1% A disponibilidade dos alunos para o estudo complementar às aulas foi dividida em: fim de semana, durante a semana e nenhuma disponibilidade. O item durante a semana teve a porcentagem elevada pelos alunos do turno da tarde, onde muitos não trabalham visando a aproveitar o curso ao máximo, como mostra a tabela 3. Por outro lado, 31% dos alunos não

7 possuem nenhuma disponibilidade para estudo, motivo esse que pode gerar dependências de algumas disciplinas para os alunos, no decorrer do curso. Tabela 3: Disponibilidade dos alunos para estudos complementares Disponibilidade Porcentagem Fim de semana 26% Durante a semana 43% Nenhuma 31% Além disso, 55% dos alunos acham a Matemática difícil e 48% disseram não ter tido uma boa base de conteúdos matemáticos no ensino médio. Isso faz com que esses alunos tenham que estudar um pouco mais do que os outros para sanar essas dificuldades. Desenvolvimento do projeto A primeira turma do curso de Automação Industrial encontrou muitas dificuldades nas disciplinas de Cálculo Diferencial e Integral I, Física e Eletricidade. O número de aprovações e reprovações na disciplina de Cálculo I desde o início do curso de Automação pode ser visto na Tabela 4. Tabela 4: Aprovações e reprovações na disciplina de Cálculo I Período 2º Semestre de º Semestre de 2009 Situação Aprovados Reprovados 62% 38% Aprovados Reprovados 69% 31% 2º Semestre de Aprovados Reprovados

8 % 26% 1º Semestre de 2010 Aprovados Reprovados 70% 30% Após analisar os dados do 2º Semestre de 2008 por meio da comparação do número de reprovações com o de aprovações, iniciou-se um projeto intitulado Matemática básica para o curso de Automação. O objetivo é sanar as falhas de conteúdos matemáticos que muitos alunos apresentam quando começam o curso de Automação, em várias disciplinas, visando a capacitar o aluno com um ensino técnico superior de qualidade, com um melhor aproveitamento durante as aulas para que eles possam, ao concluir o curso, demonstrar todo o conhecimento adquirido no mercado de trabalho, contribuindo com o desenvolvimento da sociedade. Esse projeto é desenvolvido na Instituição com aulas ministradas pela professora da disciplina de Cálculo Diferencial e Integral I e II, aos sábados. No primeiro semestre de 2009 foram feitas duas turmas, uma de manhã para os alunos que estudam no turno da tarde e outra à tarde para os alunos do turno da noite. A partir do 2º Semestre de 2009, estipulou-se apenas uma turma no sábado à tarde para atender os alunos ingressantes da Instituição. A idéia do projeto não é servir de base apenas para a disciplina de Cálculo, mas sim, fornecer ao aluno que está iniciando o curso de Automação, a base que muitos deles não tiveram no ensino médio, pois muitos se formaram há muito tempo, alguns fizeram cursos técnicos e outros, cursaram o Supletivo ou EJA(Educação de Jovens e Adultos), que possui uma carga horária reduzida em relação ao ensino médio convencional. Os conteúdos ministrados nessas aulas são apresentados na tabela 5: Tabela 5: Conteúdos ministrados aos sábados Conteúdos Conteúdos 1. Conjuntos numéricos 11. Equação exponencial 2. Frações numéricas: propriedades e cálculos 12. Logaritmos 3. Potenciação 13. Trigonometria no triângulo retângulo

9 4. Expressões Algébricas, simplificando fórmulas 5. Equações do 2º grau, completas e incompletas 6. Cálculo de raízes para equações do 2º grau, fórmula de Báskara 7. Fatoração de polinômios, divisão de polinômios 8. Método de Briot-Ruffini para raízes de polinômio 9. Decomposição de números em fatores de números primos 14. Trigonometria no círculo 15. Determinantes 16. Sistemas lineares 17. Método de Cramer 18. Método do escalonamento 19. Números Complexos 10. Mínimo Múltiplo Comum 20. Noções de geometria plana e espacial. Esses conteúdos são revisados pela professora, citando onde serão utilizados no decorrer do curso e as disciplinas que farão uso, além de resolver vários exemplos de diversas maneiras, visando a esclarecer todas as possíveis dúvidas dos alunos. Um tempo sempre é reservado para os alunos resolverem exercícios complementares obtendo a assistência da professora, que, no final da aula, faz a correção dos mesmos. Considerações sobre os resultados obtidos Para finalizar o semestre, ficamos atentos ao que os alunos comentam do desenvolvimento do projeto e, constatamos que para todos os alunos participantes, esse projeto foi muito importante, pois muitos desses alunos, quando começaram o curso, não sabiam como iriam fazer com tanta matemática que aparece no curso. Um aluno que participa do projeto concluiu que, Essas aulas ajudaram muito aqueles que entraram na faculdade com dificuldades não apenas em Cálculo, mas também em outras matérias.

10 Também foi possível perceber que para eles, essas aulas demonstram a preocupação da professora e da Instituição em ajudá-los nessa fase inicial do curso e que pode ser observado no que um aluno escreveu: um dos pontos positivos é a preocupação com o aprendizado do aluno. Esses conceitos básicos revisados servem para dar suporte ao aluno ingressante. Outro item que 20% dos alunos citaram como ponto positivo foi a chance que tiveram para fazer perguntas para a professora, esclarecendo as dúvidas sem ter deboche dos colegas de sala. Sobre essa questão do aluno fazer perguntas, Lorenzato(2006, p. 97) diz que,...a presença do pôrque indica que a situação de aprendizagem está ganhando sentido, que o processo de compreensão está em movimento e não só para aquele que pergunta, uma vez que ela provavelmente influi sobre outros colegas. Ao professor atento, as perguntas revelam os pontos de dificuldades de aprendizagem, indicando o que necessita de revisão ou de modificação de estratégia de ensino. Quanto ao conteúdo abordado nesse projeto, todos os alunos disseram que foi exatamente o que eles precisaram nas disciplinas do 1º semestre, inclusive, um aluno desabafou: No início das aulas de reforço ficamos nos perguntando em que seria usado o que estava sendo passado, mas logo já se usou o conteúdo dessas aulas. Quanto às críticas e sugestões, o que mais foi citado como sugestão é que esse projeto não pare, pois os alunos precisam dessa ajuda. Também aparecem sugestões para esse projeto se estender para outras disciplinas. Assim, após mais um semestre de desenvolvimento desse projeto, foi possível perceber que cada dia mais os alunos estão dando importância ao curso e na Matemática. Isso se deve ao fato de que os professores têm se preocupado muito com a aprendizagem dos alunos e estão buscando, cada vez mais, aplicações dos conteúdos com o curso. Para Lorenzato(2006, p. 56), se o professor orientar seus alunos para que observem situações práticas, estes poderão concluir que as aplicações revelam como a Matemática está forte e cotidianamente relacionada com o nosso viver. Essa mudança de comportamento dos alunos em relação à Matemática pôde ser sentida desde a primeira turma que fez parte do projeto, inclusive, alunos de outros semestres, quando estão com dúvidas em algum assunto, procuram essas aulas complementares visando a melhorar o que, de alguma forma, ainda ficou pendente.

11 A procura dessas aulas pelos alunos dos outros semestres ajuda a reforçar a importância do projeto para os alunos ingressantes, que algumas vezes se sentem constrangidos perante os colegas, pois não querem assumir que precisam dessa ajuda e acabam por parar o curso, deixando de lado o sonho de conseguir um diploma de nível superior. Referências BOULOS, P. Pré-Cálculo. São Paulo: Makron Books, BOYLESTAD, R. L. introdução à análise de circuitos. Rio de Janeiro: Prentice-Hall do Brasil, D AMBROSIO,U. Educação matemática: da teoria à prática. Campinas: Papirus, KURATA, K. O ensino de Cálculo para cursos Superiores de Tecnologia na Área Ambiental: Aspectos Motivacionais do Aluno. Dissertação de Mestrado em Tecnologia Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza São Paulo, LORENZATO, S. Para aprender matemática. Campinas: Autores Associados, Rosemeire Bressan. Professora da Faculdade de Tecnologia de Catanduva - SP. bressancat@ig.com.br