CONTRIBUIÇÕES NO ENSINO DE MEDIDAS ELÉTRICAS PARA O PERFIL PROFISSIONAL DO ENGENHEIRO SUGERIDO NAS DIRETRIZES DA ABENGE

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1 CONTRIBUIÇÕES NO ENSINO DE MEDIDAS ELÉTRICAS PARA O PERFIL PROFISSIONAL DO ENGENHEIRO SUGERIDO NAS DIRETRIZES DA ABENGE Cesar Ramos Rodrigues - cesar@ieee.org Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Tecnologia, Departamento de Eletromecânica e Sistemas de Potência Campus da UFSM Santa Maria - RS Resumo. Este artigo apresenta algumas iniciativas aplicadas na disciplina de Medidas Elétricas do curso de Engenharia Elétrica da UFSM, com o objetivo de auxiliar o aluno no desenvolvimento das qualidades desejáveis ao profissional de Engenharia. A metodologia de ensino da disciplina foi adaptada de forma que o desenvolvimento destas qualidades não acarretasse prejuízos à aquisição de conhecimentos técnicos. Dentre os objetivos do curso, foram incluídos temas como: capacidade de expressão oral e escrita, leitura e interpretação de textos em inglês, planejamento, visão sistêmica, liderança, inovação, busca e interpretação de informações. Um dos principais resultados deste trabalho é mostrar que os cursos de engenharia podem ser adaptados ao atendimento das novas diretrizes sem a necessidade de modificações profundas nas suas grades curriculares. Uma análise pós-curso envolvendo cem alunos de todos os semestres, mostra que as metodologias foram bem sucedidas na realização dos objetivos propostos e que os alunos são capazes de identificar corretamente quais atividades foram direcionadas para cada objetivo. Grande parte das qualidades recomendadas ao formando de engenharia podem ser desenvolvidas nas disciplinas "tradicionais" dos cursos através de adaptações metodológicas operadas de forma coordenada e integrada, contemplando as necessidades de formação profissional. Palavras-chave: Metodologia de ensino, Diretrizes curriculares, Medidas elétricas. 1. INTRODUÇÃO Com base na nova lei de diretrizes e bases, de 1997 a secretaria de educação superior convocou as Instituições de Ensino Superior a discutir e apresentar propostas para as novas Diretrizes Curriculares dos cursos superiores. As propostas elaboradas deveriam contemplar aspectos essenciais ao funcionamento e estrutura dos cursos, assim como à formação do aluno. O documento encaminhado às instituições sugeria a definição de perfis, competências e habilidades desejáveis aos novos profissionais, bem como, alterações nos conteúdos curriculares, na duração, nos estágios e atividades complementares e inclusão da estrutura modular e da conexão com a avaliação institucional. Do trabalho desenvolvido pelas instituições ligadas ao ensino superior na

2 área de engenharia, resultou um projeto de lei onde os aspectos supracitados são descritos, definindo um novo perfil ao ensino de engenharia no Brasil. Do ponto de vista da estruturação de um curso de engenharia, os principais pontos do anteprojeto são os que definem: o perfil do engenheiro, as habilidades e capacidades que lhe são desejáveis, a carga horária dos cursos e o equilíbrio entre a quantidade de disciplinas básicas e profissionalizantes. Em seu capítulo primeiro, art.2 o, o anteprojeto de resolução para as diretrizes curriculares [1], define que os cursos deverão dar condições aos seus egressos para adquirir competências e habilidades para: a) aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à engenharia; b) projetar e conduzir experimentos e interpretar resultados; c) conceber, projetar e analisar sistemas, produtos e processos; d) planejar, supervisionar, elaborar e coordenar projetos e serviços de engenharia; e) identificar, formular e resolver problemas de engenharia; f) desenvolver e/ou utilizar novas ferramentas e técnicas; g) supervisionar a operação e a manutenção de sistemas; h) avaliar criticamente ordens de grandeza e significância de resultados numéricos; i) comunicar-se eficientemente nas formas escrita, oral e gráfica; j) atuar em equipes multidisciplinares; k) compreender e aplicar a ética e responsabilidade profissionais; l) avaliar o impacto das atividades de engenharia no contexto social e ambiental; m) avaliar a viabilidade econômica de projetos de engenharia; A análise dos itens acima leva à conclusão óbvia de o desenvolvimento destas habilidades não é possível apenas através da oferta de disciplinas específicas, sendo necessária a revisão da filosofia e do planejamento do curso como um todo, requerendo adaptações de conteúdo e principalmente da metodologia para que a proposta seja contemplada. No currículo atual do curso de Engenharia Elétrica da UFSM, a disciplina de medidas elétricas é uma das primeiras a envolver o aluno com problemas práticos de engenharia. A partir de 1998, modificações metodológicas foram introduzidas de forma a facilitar o desenvolvimento de capacidades, visando proporcionar ao aluno maior confiança e autonomia. Alguns semestres mais tarde, as alterações foram refinadas para enfocar de modo mais específico algumas das habilidades propostas nas diretrizes [1]. Este artigo descreve as atividades desenvolvidas em sala de aula, os objetivos pretendidos e a avaliação dos resultados sob o ponto de vista dos alunos que já concluíram a disciplina. 2. ATIVIDADES DIDÁTICAS As ações coordenadas para propiciar o desenvolvimento de capacidades e habilidades previstas no documento de diretrizes curriculares estão baseadas nas seguintes atividades didáticas executadas ao longo de um semestre: a) Relatórios de aulas práticas, b) Leitura, interpretação e discussão de textos técnicos, c) Aulas práticas em laboratório; d) Simulação de circuitos elétricos; e) Simulação de um departamento de projetos como metodologia de ensino, d) Tutorial de instrumentação virtual. Em cada atividade almeja-se o exercício de ao menos uma das habilidades.

3 2.1 Relatórios de aulas práticas Os relatórios das aulas práticas são utilizados como forma de desenvolvimento da capacidade de comunicação oral e gráfica, especialmente a redação científica. O direcionamento do aluno para estes objetivos é auxiliado pelas seguintes ações: Definição clara de um modelo de relatório baseado nos parâmetros de formatação utilizados em revistas e congressos científicos, Avaliação dos relatórios com base no modelo sugerido, utilizando critérios claros de correção, observações e sugestões para que o aluno possa perceber seus erros e corrigi-los nas próximas experiências. 2.2 Leitura interpretação e discussão de textos técnicos A leitura de textos técnicos, geralmente em inglês, tem o propósito de permitir ao aluno o exercício da interpretação deste tipo de documentos. São escolhidos artigos de revistas técnicas que abordem temas recentes, relativos aos assuntos vistos em aula. A turma é dividida em grupos, cada um ficando responsável pela leitura, discussão e apresentação de seu ponto de vista sobre o que está sendo tratado. Um exemplo de assunto discutido recentemente em aula é apresentado a seguir: Características da conversão Analógico-Digital: Logo após a abordagem do funcionamento geral dos conversores analógico-digitais, tratado no segundo módulo da disciplina, foi distribuído um material elaborado por fabricantes de placas de aquisição de dados, onde é discutido o que deve ser levado em conta na especificação para compra de uma. São consideradas as características de resolução, tipos de erros, relação entre resposta em freqüência e taxa de amostragem e suas conseqüências sobre as aplicações. Estas características são abordadas nas três primeiras aulas e devem ser re-visitadas ao longo do conteúdo para que o aluno possa estabelecer uma relação entre estas características e o funcionamento e a aplicação dos diferentes instrumentos de medição. Trechos do texto são apresentados pelo professor juntamente dicas de tradução para que o aluno possa iniciar a leitura do texto, muitas vezes com o auxílio do dicionário. As principais conclusões sobre o assunto são apresentadas pelos grupos na finalização da atividade. 2.3 Simulação de circuitos A simulação de circuitos elétricos é, nos dias de hoje, uma ferramenta indispensável ao trabalho do engenheiro eletricista. O uso de simuladores como ferramenta de auxílio a projeto é introduzida de forma gradual ao longo da disciplina. As bibliografias indicadas ao aluno contêm materiais sobre simulação computacional de circuitos, assim como a apostila disponibilizada no início do semestre. Segundo Wood [4], é desejável que o uso de ferramentas computacionais seja feito de forma integrada à apresentação dos conteúdos, proporcionando melhores resultados do que a apresentação fragmentada de informações. Por isto, outras formas de contato com as ferramentas de simulação são proporcionadas ao longo do semestre: a) demonstração do funcionamento dos circuitos em data-show logo após a solução de exercícios em sala de aula, b) aulas específicas de laboratório utilizando software de simulação para a análise e compreensão de circuitos utilizados em medidores e c) simulação de circuitos como etapa de projeto proposto como trabalho ao longo da disciplina, (Rodrigues[2]).

4 2.4 Planejamento dos experimentos de laboratório O Planejamento é uma importante etapa no processo de medição. Envolve procedimentos como de coleta de dados sobre: características da grandeza medida, métodos de medição disponíveis para o tipo de grandeza em questão, equipamentos e suas características, forma de ligação dos equipamentos e considerações sobre as características dos métodos de medição e dos equipamentos na interpretação dos resultados. Estas etapas são exercitadas em sala de aula, antes da realização dos experimentos práticos e servem para estimular o aluno a desenvolver a capacidade de projetar e conduzir experimentos, e interpretar resultados. A metodologia de correção dos relatórios reforça este objetivo, apontando as falhas cometidas pelo aluno na metodologia científica. 2.5 Simulação de um departamento de projetos como metodologia de ensino Nesta metodologia apresentada na ref. [2], a turma é dividida em até oito "empresas" concorrentes representadas pelos seus departamentos de projeto. Cada departamento é estruturado em setores de pesquisa e desenvolvimento, projeto de produto e documentação. Um gerente é escolhido pelo voto dentro de cada grupo. Cada um destes setores é constituído por dois ou três estudantes do quinto semestre de Engenharia Elétrica. Esta atividade tem sido apontada pelos próprios alunos como capaz de estimular satisfatoriamente habilidades como: concepção, projeto e analise sistemas, produtos e processos em engenharia; planejamento, supervisão, elaboração e coordenação de projetos e serviços na área de medidas elétricas; identificação, formulação e resolução de problemas; comunicação eficiente nas formas escrita, oral e gráfica; atuação em equipes multidisciplinares; inovação e criatividade; integração de conhecimentos entre diversas áreas da Engenharia Elétrica; utilização de novas ferramentas e técnicas; e estimulo ao interesse pela pesquisa e investigação científica. 2.5 Tutorial de instrumentação virtual Há uma forte tendência ao uso de sistemas computadorizados na solução dos problemas de medição. Os equipamentos tradicionalmente utilizados nas aulas de medidas elétricas tem aplicações restritas a algumas atividades de laboratório e bancadas de manutenção, enquanto em aplicações industriais e projeto de grandes sistemas de medição a solução preferida tem sido o uso de sistemas de aquisição de dados comandados por computador. Entretanto, boa parte dos programas de medidas elétricas e da bibliografia disponível ainda ignora esta tendência. Para suprir esta lacuna, um curso optativo de curta duração sobre aquisição de dados e instrumentação virtual foi ofertado como forma de complementar a formação dos alunos. No semestre seguinte o conteúdo foi incorporado ao currículo normal da disciplina (Rodrigues [3]) e o formato de tutorial foi mantido como módulo dentro da disciplina. A introdução deste tema na disciplina regular obteve uma excelente aceitação por parte dos alunos, e tem sua eficácia reconhecida como satisfatória, pelos próprios alunos, no estímulo à capacidade de desenvolvimento e utilização de novas ferramentas e técnicas.

5 3. AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS A realimentação sobre a eficácia dos métodos utilizados na disciplina é obtida através da aplicação de um questionário solicitado aos alunos que já concluíram a disciplina, desde o semestre seguinte à conclusão da mesma, até um ano após a formatura. O material distribuído contém onze questões de múltipla escolha sobre as habilidades que o aluno acredita terem sido desenvolvidas durante a disciplina. Cada questão apresenta uma habilidade e quatro graus de desenvolvimento: Completo, satisfatório, muito pouco e nada. Abaixo de cada questão há um espaço para que o aluno cite qual atividade ou metodologia foram utilizados para o desenvolvimento da capacidade em questão. No texto as questões são precedidas pelas instruções de preenchimento, com um exemplo e explicação sobre o objetivo do questionário. O aluno é instruído a não escrever nenhuma identificação além de seu semestre no curso. Os resultados obtidos são sintetizados na tabela 1. Uma análise preliminar das respostas obtidas revela baixos índices de avaliações com grau nulo de satisfação aos objetivos propostos, exceto naqueles realmente pouco privilegiados pelos métodos adotados como: Leitura e interpretação em língua inglesa, visão de mercado de trabalho, capacidade de planejamento, elaboração e coordenação de projetos. No primeiro caso, a quantidade de textos discutidos em aula são realmente insuficientes para proporcionar um aprendizado de inglês técnico aos alunos que não possuem noções deste idioma. No caso dos outros dois objetivos, há uma forte coincidência de ocorrência de respostas negativas (um pouco e nada) com os semestres onde a metodologia - Simulação de um departamento de projetos como metodologia de ensino, não fora utilizada. Os percentuais de incidência destas respostas são de respectivamente 89 e 95% entre estudantes do 7 o e 10 o semestres, onde outros métodos de avaliação foram adotados. Tabela 1. Resultados obtidos na avaliação das metodologias através de questionário. Objetivo (capacidade a ser Grau de satisfação do objetivo (%) desenvolvida) Completamente Satisfatoriamente Um pouco Nada Visão de ordem de grandeza e proporcionalidade na análise de sistemas Aptidão para trabalho em equipe Capacidade de expressão de oral, gráfica e escrita Capacidade de planejamento, elaboração e coordenação de projetos Aptidão para solução de problemas em Engenharia Desenvolvimento e utilização de novas ferramentas e técnicas Integração de conhecimentos entre diversas áreas da Eng. Elétrica Leitura e interpretação de textos técnicos em inglês Capacidade de inovação e criatividade Interesse pela pesquisa e investigação científica Visão do mercado de atuação do Engenheiro Eletricista

6 O principal objetivo deste trabalho na disciplina é oferecer oportunidades para que o aluno desenvolva habilidades importantes para sua formação profissional, além do puro conteúdo técnico. Os resultados mostram que os objetivos foram parcialmente satisfeitos. O autor acredita que a metodologia pode ser melhorada, mas uma maior eficácia só será obtida com uma coordenação dos objetivos com as demais disciplinas do curso. 4. CONCLUSÕES A metodologia adotada na disciplina de medidas elétricas do curso de engenharia elétrica da UFSM foi adaptada para adequar-se às novas diretrizes de ensino, que preconiza que os cursos garantam algumas habilidades e capacidades essenciais aos formandos. O conteúdo foi estruturado em módulos com objetivos, metodologias e avaliações próprias, proporcionando aos alunos uma maior noção de cumprimento de etapas e objetivos. As metodologias específicas de ensino foram adotadas para o desenvolvimento das habilidades e capacidades previstas no documento de diretrizes são: Relatórios de aulas práticas, objetivando o desenvolvimento da capacidade de expressão escrita (redação técnica); leitura interpretação e discussão de textos técnicos, visando estimular a leitura em inglês; simulação de circuitos, introduzindo o uso de ferramentas computacionais no auxílio à interpretação e solução de problemas; simulação de um departamento de projetos como metodologia de ensino enfocando as habilidades de planejamento, elaboração e supervisão de projetos, capacidade de trabalho em equipe, inovação, interesse pela investigação científica e aptidão para solução de problemas; tutorial de instrumentação virtual, estimulando também a utilização e desenvolvimento de novas ferramentas e técnicas. Os resultados destes métodos foram avaliados através da aplicação de um questionário aos ex-alunos da disciplina, desde o semestre seguinte até o primeiro ano após a formatura. A maioria dos alunos (67%) avaliou os métodos empregados como capazes de auxiliar satisfatória ou completa no desenvolvimento das habilidades e capacidades mencionadas. Uma maior eficácia no cumprimento destes objetivos pode ser obtida com uma maior integração das disciplinas e suas metas. 5. REFERÊNCIAS [1] SESU-MEC, "Diretrizes Curriculares para os Cursos de Engenharia- Anteprojeto de resolução," [2] Rodrigues, C.R., Simulação de um Departamento de Projetos como Metodologia de Ensino de Medidas Elétricas, aceito para publicação no XXIX Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia, [3] Rodrigues, C.R., A Instrumentação Virtual como Forma de Integração entre a Teoria e Prática no Ensino de Medidas Elétricas, aceito para publicação no XXIX Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia, [4] Wood, Sally L, A New Approach to Interactive Tutorial Software for Engeneeirng Education, IEEE Transactions on Education, vol.38, no.3, pp , [5] Steiner, Carol J., Educating for Innovation and Management: The Engineering Educators' Dilemma, IEEE Transactions on Education, vol.41, no.1, pp.1-7, 1998.