Hands On no Ensino de Engenharia. Resumo

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1 Hands On no Ensino de Engenharia Cristina Jasbinschek Haguenauer Francisco Cordeiro Filho Laboratório de Pesquisa em Tecnologias da Informação e da Comunicação LATEC/UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro - contato@latec.ufrj.br Resumo Este artigo apresenta o relato e a discussão do processo de planejamento e de implantação, bem como dos resultados obtidos a partir da criação dos laboratórios o de Resistência dos Materiais e Modelos Estruturais LABRESMAT e Laboratório de Meios em Educação - LABEME, na Escola Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Palavras Chave: Ensino de Engenharia, Estratégias de Aprendizagem, Aulas de Laboratório. Teaching Engeneering with Hands On Abstract This article presents a discussion of the planning process and the implementation, as well as the results, of the creation of the laboratory for Strength of Materials and Structural Models LABRESMAT, and the Laboratory for Methods in Education LABEME, at the Polytechnic Scholl from the University Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Keywords: Engineering Education, Learning Strategies, Lessons Laboratory. 27

2 Introdução A Criação dos laboratórios - Laboratório de Resistência dos Materiais e Modelos Estruturais - LABRESMAT e Laboratório de Meios em Educação - LABEME, na Escola Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) permitiu a introdução de aulas de laboratório em diversas disciplinas e o desenvolvimento de projetos de Iniciação Científica e Tecnológica. O LABRESMAT teve por objetivo oferecer suporte para a realização de aulas práticas, construção e ensaio de modelos reduzidos, além do estudo e prática de instrumentação. Sua implantação promoveu a melhoria da qualidade de ensino, a partir da introdução de aulas experimentais, em diversas disciplinas dos cursos de oferecidos pela Escola Politécnica da UFRJ, especialmente nas disciplinas básicas para a formação do engenheiro, como a Mecânica Racional e a Resistência dos Materiais, além de fornecer um espaço para a produção de material didático para o ensino de engenharia. A implantação do LABEME teve como objetivos principais oferecer meios aos professores para aprimorarem suas técnicas de ensino e oferecer uma espaço para discussões sobre os usos de novas técnicas de ensino, além do desenvolvimento de pesquisas nesta área. O LABEME teve como principais atividades e a realização de vídeos educativos, para o desenvolvimento de programas de multimídia e para a preparação de material audiovisual. A proposta original do LABEME envolvia ainda a possibilidade de realização de cursos para professores sobre técnicas de ensino e uso de ferramentas computacionais para apoio aos cursos. LABRESMAT Com a implementação do LABRESMAT foram introduzidas aulas práticas com o uso de modelos didáticos de fabricação inglesa. Essas aulas envolveram inicialmente as 28

3 disciplinas de Introdução à Engenharia (1 o período), Mecânica Clássica (1º Período), Mecânica dos Corpos Rígidos (2º Período), Elementos de Mecânica das Estruturas (4 o período), Resistência dos Materiais I e II (5 o e 6 o períodos), Concreto Armado I, II e III (6º ao 8º períodos), Modelos Estruturais I e II (7º e 8º períodos) e Análise Estrutural I e II (7º e 8º períodos). Foram envolvidos alunos dos cursos de Engenharia Civil, Naval, Elétrica, Metalurgia, Produção e Mecânica, nas aulas práticas. As figuras 1 a 3 mostram alguns modelos didáticos utilizados no LABRESMAT. Figura 1: Modelo Didático para estudo de vigas bi apoiadas. 29

4 Figura 2: Modelo Didático para estudo do comportamento de Pórticos. 30

5 Figura 3: Modelo didático para análise de torção. O contato do aluno com a prática de laboratório foi planejado para ser realizado em diferentes níveis de profundidade, segundo objetivos e necessidades variadas: no 1 o nível, o aluno tem um contato inicial com o modelo didático, durante a aula prática; que pode ser realizada simultaneamente por toda a turma, acompanhada pelo professor, ou por pequenos grupos acompanhados por monitores; no nível intermediário, o contato do aluno com a teoria e a prática é aprofundado por meio das atividades que envolvem a criação, o projeto, a construção e a análise dos modelos didáticos, que serão utilizados nas aulas práticas; no nível avançado, o aluno tem contato com a análise experimental de modelos físicos, por meio de projetos de Iniciação Científica e Tecnológica. 31

6 A montagem do LABRESMAT envolveu diversos outros objetivos envolvidos de aprendizagem: (a) proporcionar ao aluno de graduação uma formação científica básica dentro de um panorama de integração multidisciplinar; (b) ampliar o contato dos alunos de graduação com a prática de laboratório nos cursos de Engenharia; (c) ampliar o número de alunos envolvidos com monitoria e iniciação científica; (d) criar um ambiente capaz de ampliar e intensificar o contato dos alunos de graduação com a metodologia de pesquisa e com alunos e professores de pós-graduação; (e) estruturar uma equipe para produção continuada de material didático para ensino de engenharia; (f) estabelecer uma relação mais clara e direta entre a teoria e a prática no ensino de engenharia; (g) elevar o nível de compreensão e fixação de conceitos teóricos, por parte dos alunos; (h) criar um espaço onde os alunos, principalmente aqueles dos períodos iniciais de graduação, possam participar de forma ativa no processo de concepção, construção e ensaio de modelos físicos capazes de reproduzir o comportamento de diferentes estruturas; Pesquisa A criação do LABRESMAT permitiu a realização de projetos de pesquisa com foco na investigação de estratégias de ensino mais eficientes envolvendo o uso de laboratórios e de modelos didáticos no ensino de engenharia. Parcerias A criação do LABRESMAT fomentou o estabelecimento de novas parcerias com outros laboratórios e cursos da UFRJ. No âmbito interno à UFRJ, estreitaram-se os laços com os Laboratório de Materiais de Construção e com o Curso de Desenho 32

7 Industrial da Escola de Belas Artes da UFRJ. No âmbito externo, surgiram oportunidades de intercâmbio com professores do IME e da UFF. LABEME A necessidade de formalizar a existência do LABEME surgiu a partir do crescimento do grupo de trabalho de desenvolvimento de programas de multimídia. O laboratório teve por objetivo fornecer infraestrutura básica para o desenvolvimento material educativo (vídeos, programas de multimídia, material audiovisual em geral), além de cursos e oficinas para professores sobre técnicas de ensino e do treinamento de alunos e professores no uso de ferramentas computacionais para o desenvolvimento de material educativo. Esse laboratório representou o embrião que deu origem à criação do Laboratório de Pesquisa em Tecnologias da Informação e da Comunicação LATEC/UFRJ ( (figura 4). Figura 4: Site do LATEC/UFRJ 33

8 Pesquisa O LABEME prestou suporte para o desenvolvimento de pesquisas envolvendo metodologias para o ensino de engenharia com uso de sistemas multimídia e Internet. Parcerias O LABEME deu origem à integração entre unidades da própria UFRJ, com o surgimento de projetos em parceria com diferentes grupos de pesquisa: COPPE: Grupo de Realidade Virtual aplicada (GRVa), do Laboratório de Métodos Computacionais em Engenharia (LAMCE) do Programa de Engenharia Civil; GRVA/LAMCE/COPPE; Grupo de Representação Gráfica em Ambientes Virtuais (GERGAV) da Escola de Belas Artes (EBA), Grupo de Ensino de Ciências e Educação Ambiental (GEA) da Faculdade de Educação e Laboratório de Pesquisa em Tecnologias da Informação e da Comunicação (LATEC/UFRJ), da Escola de Comunicação. Iniciação Científica A criação dos laboratórios LABRESMAT e LABEME envolveu a participação de duas categorias de alunos bolsistas: de Iniciação Tecnológica (IT) e os bolsistas com formação técnica prévia (EP). Os alunos bolsistas de Iniciação Tecnológica (categoria IT do CNPq) participam diretamente do projeto e construção de modelos didáticos e programas de multimídia, ao lado dos professores orientadores e dos consultores de conteúdo, além de atuarem como monitores dos laboratórios, junto às turmas atendidas. 34

9 Os bolsistas Técnicos (categoria EP do CNPq) participaram de cursos e receberam treinamento em técnicas experimentais e no uso de ferramentas computacionais. A partir dos conhecimentos técnicos que já possuíam e dessa preparação adicional, prestaram suporte técnico ao funcionamento dos laboratórios e participaram do treinamento de novos bolsistas e monitores. Além disso, realizaram palestras sobre ferramentas computacionais e técnicas experimentais, sob supervisão de professores. Considerações Finais A introdução de aulas práticas, com auxílio de modelos didáticos, em disciplinas de cunho tradicionalmente teórico, permite experimentar diferentes metodologias pedagógicas ligadas ao ensino da engenharia. Embora as atividades dos bolsistas de iniciação científica sejam vistas como complementares, consideramos que as habilidades adquiridas são de vital importância na formação do futuro engenheiro. Por esse motivo, consideramos imprescindível a manutenção e ampliação do número de bolsas de estágios, monitoria e iniciação científica, para que se possa oferecer aos alunos a oportunidade de aprofundamento nas atividades que envolvem a prática de oficina e laboratório. A participação dos bolsistas da categoria EP foi, sem dúvida alguma, fundamental para implantação do projeto descrito anteriormente. Eles forneceram o suporte técnico necessário, e anteriormente inexistente na Escola de Engenharia, para o funcionamento dos laboratórios. A implantação do LABRESMAT e do LABEME e a formação dos grupos de trabalho ocorreu numa velocidade surpreendente e a participação dos bolsistas foi fundamental para o sucesso alcançado. 35

10 Os efeitos positivos das atividades dos laboratórios puderam ser claramente observados: no atendimento às disciplinas (oferecimento de aulas práticas em disciplinas de cunho tradicionalmente teórico); na formação de alunos por meio dos programas de bolsas de iniciação científica e tecnológica; no desenvolvimento de material didático; e no surgimento de novos grupos de pesquisa voltados para o ensino de engenharia. Referências Naegeli, C.H., Antonini, R.C., Ellwanger, G.B. " Desenvolvimento de Material Didático para Ensino de Ciência dos Materiais e Comportamento das Estruturas"; II Encontro de Ensino de Engenharia; UFRJ, setembro de Naegeli, C.H., Antonini, R.C., Ellwanger, G.B. " Desenvolvimento de Material Didático para Ensino de Engenharia: Multimídia sobre Resistência dos Materiais e Comportamento das Estruturas" ; COBENGE - Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia; Salvador, outubro de Naegeli, C.H. e Longo, H.I., Ensino de Estruturas de Concreto Armado - Prática de Projeto e de Laboratório"; COBENGE - Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia; Salvador, outubro de Naegeli, C.H., Antonini, R.C., Ellwanger, G.B. " Práticas de Laboratório para Ensino de Resistência dos Materiais e Comportamento das Estruturas"; COBENGE - Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia; Salvador, outubro de Amorin, F.A.S. e Naegeli, C.H., " Integração Teoria e Prática no Ensino de Engenharia - A Construção de um Novo Modelo Teórico"; COBENGE - Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia; Salvador, outubro de

11 Sobre os Autores Volume 1- N o 1- Janeiro/Junho de 2010 Cristina Jasbinschek Haguenauer Graduada em Engenharia Civil pela UERJ (1985), Mestre em Engenharia pela PUC-RJ (1988) e Doutora em Ciências e Engenharia pela UFRJ (1997). Professora Associada da Escola de Comunicação da UFRJ; atua em ensino, pesquisa e consultoria na área de Tecnologias da Informação e da Comunicação, com foco em Educação a Distância, Capacitação Profissional, Formação Continuada, Hipermídia, Jogos Educativos, Ambientes Virtuais de Aprendizagem, Portais de Informação e Realidade Virtual. Coordenadora do Laboratório de Pesquisas em Tecnologias da Informação e da Comunicação - LATEC/UFRJ. Francisco Cordeiro Filho Doutor em Educação Brasileira pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1992), Mestre em Educação pela UFRJ (1983), Licenciado em Física pela UFRJ (1967). Professor Associado da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Coordena o grupo de Educação Ambiental e Ensino de Ciências (GEA/UFRJ); é vice coordenador do Laboratório de Pesquisa em Tecnologias da Informação e da Comunicação (LATEC/UFRJ). Desenvolve pesquisas sobre Formação de Professores, Teorias e Práticas Pedagógicas e Teorias e Métodos de Ensino de Ciências e Educação Ambiental. 37