FORTEC PROJETOO PRÁTICO. Cursos Técnicos Gilmar Aquino

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1 2018 FORTEC PROJETOO PRÁTICO Cursos Técnicos Gilmar Aquino

2 TEMA CENTRAL: 1. Contextualização Com os atuais desafios da sociedade atual, o perfil empreendedor pode fazer a diferença na carreira dos técnicos. Dentro deste contexto, o movimento criador (maker) tem ganho especial destaque pela sua característica que fomenta o empreendedorismo 1. O movimento maker tem também um papel importante no processo de aprendizagem. Especificamente para a área de educação, um movimento relacionado é o aprender fazendo (learn by doing) que busca melhorar o processo de aprendizagem com atividades práticas de desenvolvimento e criação de artefatos concretos, com diferentes exemplos apresentados na literatura. 2 3 O movimento maker 4 pode ser entendido como uma evolução de um movimento anterior chamado faça-você-mesmo (Do-It-Yourself DIY). Ambos movimentos partem do princípio que qualquer pessoa pode inventar novos dispositivos com suas próprias mãos, ou mesmo alterar e melhorar dispositivos já existentes. O resultado final é que algo concreto seja construído, mesmo que na versão de protótipo, e não apenas uma proposta ou um modelo conceitual. Em geral, o movimento marker é relacionado ao desenvolvimento de dispositivos de hardware, mas software também pode ser objeto de criação deste movimento. Para isso, espera-se o uso principalmente tanto de software quanto de hardware livre (open-source). Diferentes tipos de elementos de hardware podem ser usados na invenção de um novo dispositivo, incluindo, por exemplo: microcomputadores ou microcontroladores programáveis (tais como Arduino, Raspeberry Pi, entre outros), sensores, receptores, transmissores, atuadores, LEDs, placas e eletrônicos em geral, celulares (smartphones), tablets, impressoras 3D, scanners 3D, drones, entre outros. Do ponto de vista de software, além de considerar o uso de software livre, um outro componente bastante usado é a computação em nuvem (cloud computing). Existem diversos exemplos 5, 6 de projetos e artefatos construídos considerando esse movimento maker, para diferentes áreas de interesse e aplicação. Exemplos de resultados do movimento maker podem ser encontrados, por exemplo, em produção de alimentos, educação autônoma, agricultura urbana, jogos, biologia sintética, entre diversos outros

3 2. Objetivos do Projeto Este Projeto visa posicionar os alunos no contexto de TEMA CENTRAL e propiciar que eles desenvolvam competências e habilidades de prototipação de soluções que gerem benefícios a diferentes cursos na área técnica do curso proposto, seguindo o movimento maker acompanhado do movimento de aprender fazendo. Cada grupo deve definir um tema específico para seu projeto, com base nos seguintes passos: 1) Identificar um problema relacionado ao contexto alvo, ou seja, instituições com cursos da área do curso proposto (podendo incluir qualquer disciplina, não necessariamente disciplinas que foram aprendidas no decorrer do curso). 2) Construir um protótipo para a solução do problema, ou seja, algum dispositivo a ser usado como ferramenta computacional (podendo incluir tanto hardware quanto software). Para a identificação do problema, os grupos devem realizar estudos exploratórios ou estudos de caso nos locais escolhidos. A prototipação pode ser realizada usando diferentes tipos de recursos (tais como os exemplificados na página 1 deste documento), de forma isolada ou combinada, representando uma solução nova ou adaptada. O protótipo desenvolvido deve representar algo concreto, executável e verificável. Um exemplo ilustrativo é a fabricação de um microscópio com o uso de um smartphone 7. Para a escolha do tema específico de cada grupo, os quatro aspectos abaixo devem ser considerados. Esses quatro aspectos estão descritos de forma genérica sob o ponto de vista do método usado para o Projeto, e devem ser mapeados para o contexto específico deste semestre. Desejabilidade: o tema escolhido precisa ser, em algum nível, de interesse de alguma parte da sociedade. Preferencialmente, a comunidade local deve ter interesse. Um tema é desejável se seu desenvolvimento satisfaz alguma meta ou responde perguntas abertas, provenientes do ambiente em que se insere. Assim, não se espera que o tema seja definido de forma artificial como objetivo exclusivo da realização do projeto em questão. Viabilidade: o tema escolhido precisa abranger um problema que pode ser resolvido pelo grupo proponente dentro do contexto deste projeto. Ou seja, o projeto deve ser possível de ser tratado considerando limitações de: conhecimento requerido, tempo disponível e recursos necessários para desenvolvimento e avaliação do protótipo. A atuação na comunidade local pode favorecer a viabilidade do projeto. Praticabilidade: o tema escolhido deve ser possível de ser tratado na prática, por exemplo por meio de uma intervenção em um segmento da sociedade. A prática do projeto pode ocorrer no momento de sua execução ou em momento futuro. Caso os grupos não possam por em prática o projeto final, no momento de sua execução, por questões de viabilidade, deve ser possível 7 um-microscopio-caseiro.html 3

4 praticá-lo em alguma versão. Interdisciplinaridade: como uns dos principais objetivos do projeto, ele deve tratar de forma interdisciplinar os diferentes conhecimentos previamente adquiridos no curso ou na vida pessoal dos alunos, de forma integrada e inter-relacionada, e não cada um deles isoladamente. Para isso, espera-se que os conteúdos das disciplinas dos cursos sejam prioritariamente tratados. Além disso, é desejável que conteúdos extra classes. A interdisciplinaridade deve ser vista como um ponto fundamental do tema a fim de explorar os benefícios no uso conjunto de diferentes ciências e áreas de conhecimento. 3. Materiais e métodos O desenvolvimento do projeto deve ser baseado em metodologias ativas de aprendizagem, incluindo as abordagens Design Thinking e Aprendizagem baseada em Problemas e por Projetos (PPBL 8 ). Essas abordagens são estudadas e definidas na literatura especializada sob uma perspectiva multi e interdisciplinar, constituindo-se como metodologias que propõe processos de estímulos a análises e releituras de situações-problema complexas. Além disso, as características do movimento maker descritas na seção 1 deste documento também devem embasar o desenvolvimento do projeto. Design Thinking, especificamente, pode ser visto como uma abordagem cuja principal preocupação é o atendimento de necessidades de pessoas, a partir de soluções inovadoras e criativas, pautadas no que é tecnologicamente factível e, preferencialmente, propostas a partir da observação e colaboração dos próprios agentes que dela se beneficiarão. É importante que nesse processo, os adpetos do Design Thinking ouçam e, mais do que isso, saibam ouvir. Dentro dessa perspectiva centrada em pessoas e pautada em factibilidade tecnológica, presume-se como resultado a prototipação de soluções, na forma de modelos (expressos na forma gráfica) ou de artefatos funcionais, sempre passível de verificação e validação por meio de análise visual, tátil ou experimental. O processo proposto para Design Thinking é organizado em uma estratégia cíclica que permite a evolução gradativa da solução como um todo, conforme sugere a figura 2, proposta por Cavalcanti (2015). Complementarmente, PPBL prima por enfrentar e estudar problemas do cotidiano do entorno do aluno, de forma coletiva e colaborativa, visando construir um projeto no qual se propõe uma solução com base no conteúdo e conhecimento que se espera que o aluno adquira. No contexto do ensino profissionalizante, espera-se que o problema e a solução apresentada estejam intimamente ligados ao contexto profissional no qual os alunos deverão atuar no futuro. Em PPBL, o aluno é visto como o principal agente responsável por seu próprio aprendizado, e o uso de problemas e projetos serve tanto para estimulá-lo quanto para fazê-lo cada vez mais responsável pelo seu próprio aprendizado, à medida que se envolve com o problema e com a elaboração da solução via execução de um projeto. 8 PPBL Project and Problem Based Learning 4

5 Figura 2: Ilustração para o processo cíclico e evolutivo sugerido para Design Thinking Fonte: Cavalcanti (2015) A adequabilidade de PPBL no ensino é discutida por Casale (2013). Com base na leitura de diferentes estudos, a autora localiza essa abordagem dentro da área de tecnologia, destacando a necessidade de promover o desenvolvimento de competências e habilidades que, por vezes, são preteridas em favor da premente necessidade da oferta do ensino técnico. Tais habilidades, como capacidade de comunicação, cooperação e articulação entre usuários, e problemas e proposição de solução são essenciais em um processo de ensino-aprendizagem contemporâneo. No entanto, as abordagens aqui apresentadas não se configuram como um método para desenvolvimento do relatório científico e tampouco sugerem o formato para sua elaboração. A fim de construir um projeto que atenda também ao rigor acadêmico e assim maximize a qualidade, veracidade, abrangência e reprodutibilidade dos resultados produzidos, procedimentos metodológicos devem ser aplicados, considerando, por exemplo, os discutidos por Gerhardt e Silveira (2009). Como um resumo de questões que devem ser consideradas, principalmente no que diz respeito às informações que devem estar organizadas no relatório científico, destaca-se: O uso de procedimentos técnicos, tais como pesquisa bibliográfica, pesquisa documental, estudo de caso, pesquisa participante, teoria fundamentada em dados (grounded theory), ciência de projeto (design science research), etc. A seleção das fontes de informação (campo, laboratório ou bibliografia) que devem embasar o desenvolvimento das atividades constantes do processo de Design Thinking e PPBL. A seleção de técnicas e/ou instrumentos de coleta de dados a serem usados nas visitas ao local escolhido para estudo do ambiente e na observação e escuta de problemas dos usuários, incluindo por exemplo, medições, questionários, entrevistas, grupos focais. A seleção das técnicas de análise de dados (estatística descritiva, análise de discurso, etc.). Informações apropriadas sobre esses diferentes aspectos a serem tratados como metodologia de pesquisa, que devem apoiar as abordagens de Design Thinking e PPBL, podem ser encontrados em literatura especializada, tal como realizado por Gerhardt e Silveira (2009). Considerando projeto para os quais se espera a resolução de um problema, é necessário valorizar 5

6 a opinião de especialistas no tema específico escolhido assim como a opinião institucional das instituições diretamente envolvidas com o tema. Essa valorização deve se manifestar durante a execução do projeto e deve estar presente também na apresentação formal do relatório científico. Para esse projeto, é primordial a consulta a trabalhos relacionados disponíveis em bibliografia especializada. Para isso, diferentes bases de dados podem ser consultadas, incluindo: Biblioteca Unicamp Scielo Portal de Periódicos Capes Google Acadêmico Portal do Instituto Nacional de Propriedade Intelectual 4. Relação com as disciplinas As disciplinas que oferecem motivação e apoio para o desenvolvimento do projeto são todas aquelas que fazem referência a métodos ou tecnologias que podem ser usados no projeto. As seguintes enquadram-se nessa categoria: Disciplinas relacionadas a software: Informática, Programação de computadores, Análise de Sistemas, Bancos de dados, Sistemas operacionais, Programação orientada a objetos entre outras. Disciplinas relacionadas a hardware: Instalações elétricas, Instrumentação, Circuitos elétricos, Eletrônica aplicada, Organização de computadores, Eletrônica digital, Projeto digital, Microeletrônica, Controle de processo entre outras. Disciplinas do núcleo comum: Física, Matemática, Português, História, Geografia, Sociologia, Química, Línguas entre outras. Conteúdos abordados em disciplinas anteriores podem ajudar na reflexão tanto sobre o tema a ser estudado e o problema a ser abordado quanto sobre o desenvolvimento do protótipo e sobre as análises a serem apresentadas. O contexto geral de cada uma dessas disciplinas e as possíveis relações com o tema central deste projeto são apresentados a seguir: Núcleo comum: As disciplinas de Português, Inglês e Espanhol são úteis para elaboração do relatório científico e para pesquisa e análise de trabalhos e artigos correlatos em língua estrangeira. A disciplina Sociologia oferece apoio para pesquisa e senso comum e conhecimento científico. O contexto social que possibilita a incorporação do mundo social à explicação científica. Os olhares diferenciados sobre o objetivo das ciências, sociedade, cultura e poder. Disciplina de Matemática e Física, apoiam a formalização matemática, e seus conteúdos podem ser usados como ferramentas de apoio à prototipação de soluções. A disciplina Artes serve para a proposição de layouts a serem usados como estratégia para a prototipação em questão. Questões vinculadas a questões de responsabilidade social e sustentabilidade podem ser geradas a partir do conteúdo da disciplina Biologia. Técnicas: As disciplinas da área da administração, tais como Estratégia e planejamento de empresas e 6

7 Empreendedorismo e gestão de empresas podem auxiliar para o perfil empreendedor associado ao movimento maker. Disciplinas de Eletrônica que permite o aluno a ter contato com equipamento fisicamente (Hardware) e o manuseio de ferramenta que acrescenta a vivencia na área do curso. Das disciplinas de Informática podem utilizar os recursos de planilhas e gráficos aprendidos para a apresentação de dados. Programação, Banco de dados e Análise contribui no desenvolvimento do protótipo e apresentação da ideia (produto ou não) para o usuário. 5. Cronograma base (exemplo) No quadro a seguir, é apresentada o esquema geral de cronograma para o desenvolvimento das atividades relacionadas a este projeto. Semana Semana 1 05 a 09/02 Sugestão para o desenvolvimento do PROJETO - Aproximação ao tema central. - Definição do Local à qual o Projeto estará relacionado. - Visita ao local escolhido para estudo do ambiente e observação e escuta de problemas dos usuários, visando definir o tema específico de cada grupo. Semana 2 19 a 23/02 - Definição do tema específico a ser tratado pelo grupo, o qual deve estar relacionado ao tema central. - Nova visita ao local escolhida para aprofundamento do estudo do ambiente e da observação e escuta de problemas, visando o levantamento de possíveis soluções com base na opinião dos usuários. Semana 3 - Definição do problema a ser tratado por cada grupo. 26/02 a 02/03 - Definição do plano de ação, incluindo metas e objetivos, considerando os dados coletados na observação e na escuta dos usuários, e organizando-os sob a temática. Semana 4 05 a 09/03 Semana 5 12 a 16/03 Semana 6 19 a 23/03 Semana 7 26 a 29/03 - Desenvolvimento de estudos e pesquisas. - Formulação de um protótipo preliminar. - Continuação do desenvolvimento de estudos e pesquisas. - Refinamento e finalização do protótipo preliminar. - Preparação para a sessão de Fishbowl 9. - Sessão de Fishbowl: discussão sobre os protótipos (considerando os problemas que eles visam resolver), a ser realizada com mentores convidados. 9 PROJETOS_INTEGRADORES_EM_CURSO_DE_GRADUACAO 7

8 Semana 8 02 a 06/04 Entrega do relatório sobre a sessão de Fishbowl, apresentando o protótipo preliminar, conforme estrutura prevista na pagina 9 deste documento. Semana 9 09 a 13/04 Semana a 20/04 - Retomada do projeto com refinamento do plano de ação, considerando as discussões realizadas com os mentores para consolidar as melhorias no protótipo. - Nova visita ao local escolhido para aprofundamento no estudo do seu ambiente. - Obtenção da opinião de usuários sobre melhorias do protótipo em desenvolvimento. - Se possível, experimentar o protótipo e analisar seus efeitos in loco. Semana a 27/04 Semana a 04/05 Semana a 11/05 Semana a 18/05 Semana a 25/05 - Redefinição do plano de ação, considerando: o feedback coletado com os usuários ou informações adicionais advindas da observação do ambiente. - Desenvolvimento de estudos e pesquisas. - Formulação do protótipo final. - Desenvolvimento de estudos e pesquisas. - Formulação do protótipo final. - Desenvolvimento de estudos e pesquisas. - Formulação do protótipo final. - Finalização do protótipo, envolvendo o problema em estudo, desenhos e estrutura da solução elaborada. Semana 16 28/05 a 30/05 - Entrega do relatório final, conforme estrutura prevista na pagina 9 deste documento. 6. O que é Fishbowl? O Fishbowl foi inspirado em ambientes de aprendizagem de escolas de medicina, onde é comum ver salas de cirurgias especiais, com paredes de vidro, onde especialistas operam seus pacientes (por exemplo, uma cirurgia aberta de coração) e os estudantes de medicina aprendem observando. A sessão Fishbowl é uma discussão em grupo que promove o diálogo e a troca de experiência entre os participantes, que deverá ser apresentada com mentores que serão profissionais da área do tema central do projeto. Os mentores tem a função de orientar o os alunos com instruções, dicas, atalhos, recursos, com a condição de evoluir o trabalho. 8

9 7. Apresentação dos resultados Para a primeira parte do projeto (semanas 1 a 8), cada grupo deve entregar um relatório sobre os resultados alcançados com a sessão de Fishbowl, com a seguinte estrutura mínima: 1. Capa 2. Resumo 3. Introdução (incluindo: definição, motivação e justificativa do tema específico sendo tratado) 4. Apresentação do problema e objetivos (incluindo objetivo geral e objetivos específicos) 5. Materiais e métodos sendo empregados, incluindo procedimentos de Design Thinking, PPBL e movimento maker 6. Apresentação do protótipo preliminar 7. Descrição da sessão de Fishbowl realizada, incluindo análise dos resultados, feedbacks recebidos e planejamento dos próximos passos. 8. Referências bibliográficas preliminar Para a segunda parte do projeto (semanas 9 a 16), cada grupo deve entregar um relatório científico completo sobre a realização do projeto, com a seguinte estrutura mínima: 1. Capa (incluindo: link para vídeo 10 ) 2. Resumo 3. Abstract 4. Introdução (incluindo: definição, motivação e justificativa do tema específico tratado) 5. Apresentação do problema e objetivos (incluindo objetivo geral e objetivos específicos) 6. Fundamentação teórica (conceitos básicos usados encontrados em bibliografia especializada; e conceitos advindos de disciplinas usadas para entendimento do problema e desenvolvimento do protótipo, sem a necessidade de que todas as disciplinas sejam cobertas) 7. Materiais e métodos empregados, incluindo procedimentos de Design Thinking, PPBL e movimento maker 8. Apresentação do protótipo final 9. Análise dos dados e discussão de resultados 10. Considerações finais 11. Referências bibliográficas 10 Video de 10 a 15 min apresentando o protótipo final postado em link no youtube. 9

10 7. Referências Casale, A. Aprendizagem Baseada em Problemas desenvolvimento de competências para o ensino em engenharia. Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo, São Paulo, p. Cavalcanti, C. M. C. Contribuições do Design Thinking para concepção de interfaces de Ambientes Virtuais de Aprendizagem centradas no ser humano. Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo, São Paulo, p. Gerhardt, T. E.; Silveira, D. T. Métodos de Pesquisa. Editora da UFRGS - Universidade Federal do Rio grande do Sul, p. 10