PRODUTOS E SISTEMAS MECÂNICOS: FORMAÇÃO DE COMPETÊNCIAS EM FUTUROS ENGENHEIROS MECÂNICOS

PRODUTOS E SISTEMAS MECÂNICOS: FORMAÇÃO DE COMPETÊNCIAS EM FUTUROS ENGENHEIROS MECÂNICOS Beatriz L. Fernandes 1, Roberto D. Machado 1, João E. Abdalla Fo. 1, Luiz M. Moura 1 Pontifícia Universidade Católica do Paraná 1 Curso de Engenharia Mecânica Campus Curitiba Prado Velho 80215-901 - Curitiba - PR bialuci@rla01.pucpr.br Resumo.O curso de Engenharia Mecânica da PUCPR, em sua busca pela formação de profissionais qualificados, inovou seu currículo e implantou um novo programa de aprendizagem: Produtos e Sistemas Mecânicos, com a clara intenção de formar profissionais competentes, ou seja, engenheiros capazes de: agir com responsabilidade e conhecimento, integrar-se com facilidade, transferir conhecimentos e habilidades e ter visão estratégica. O programa é dividido em oito módulos. Neles, os alunos organizam-se em equipe e são estimulados a entender a importância e necessidade de um produto mecânico e a elaborar um plano de ação para seu projeto e fabricação. Os projetos escolhidos primam pela interdisciplinaridade, de tal forma que os conceitos e aptidões desenvolvidas nos outros programas de aprendizagem, oferecidos no mesmo período, são explorados e aproveitados no desenvolvimento do projeto. Ao final de cada módulo, os alunos devem apresentar os resultados de seu trabalho formalmente, mediante a apresentação de relatórios técnicos e também perante a uma banca composta por professores do curso, onde são avaliados vários outros quesitos, tais como aparência, postura e linguagem profissional, qualidade visual da apresentação, etc., simulando uma situação real vivenciada por engenheiros em seu dia a dia. Palavras-chave: Projeto pedagógico, Desenvolvimento de competências, Sistemas mecânicos. NTM - 106

1. INTRODUÇÃO Num processo que teve início no ano de 1998, a Pontifícia Universidade Católica do Paraná está implantando em todos os seus cursos de graduação, de forma progressiva, uma ampla e profunda reforma curricular, visando a atualização dos seus currículos e a redução de carga horária dos cursos de graduação, evitando o sombreamento de conteúdos e oferecendo uma proposta pedagógica mais moderna e eficiente. A filosofia implantada é a do desenvolvimento de aptidões, dando-se ênfase às técnicas que incrementem o aprendizado a partir da ação do estudante ( aprender fazendo ou aprendizagem por meio de projetos ) e não deixando-o apenas como um espectador passivo. O projeto pedagógico implantado na PUCPR contempla uma visão ampla, crítica e reflexiva, atendendo aos pressupostos do paradigma emergente, cujo foco central é o aprender a aprender, Schuartz et al [1]. O projeto também procura atender a proposição apresentada no relatório Internacional da UNESCO para Educação do Século XXI, que indica quatro grandes pilares para a aprendizagem ao longo da vida: 1. Aprender a conhecer, para aprender a pensar; 2. Aprender a fazer, para desenvolver aptidões no sentido de atuar, resolver conflitos, saber comunicar-se, gostar do risco, gostar do desafio e ter iniciativa; 3. Aprender a viver juntos, na dimensão de viver com os outros, trabalhar em parcerias, conviver com o equilíbrio, compreender o outro como parceiro, administrar conflitos, ter prazer no esforço comum, participar em projetos de cooperação; 4. Aprender a ser, no sentido de desenvolver as inteligências múltiplas, ser solidário, ser cidadão, ser amoroso, ser ético e político, ser espiritual, ter pensamento autônomo, visando a uma melhor qualidade de vida para si mesmo e seus semelhantes. Em conformidade com as orientações acadêmicas da instituição, o Curso de Engenharia Mecânica também fez as necessárias adaptações curriculares, mas introduziu uma inovação os programas de aprendizagem em Produtos e Sistemas Mecânicos, a serem enfocados de modo especial neste trabalho. Vários são os objetivos destes programas, destacando-se: a convivência com as atividades profissionais desde o início do curso de Engenharia; a integração com os outros programas de aprendizagem do período; o estímulo ao curso visando a melhoria do interesse e desempenho em outros programas e a redução da evasão escolar; o desenvolvimento de habilidades relativas ao relacionamento pessoal, à liderança, à organização do trabalho e, por fim, à comunicação oral, escrita e gráfica. Nesse ambiente, esperase a formação de profissionais mais competentes, capazes de: agir com responsabilidade e conhecimento, integrar-se com facilidade, transferir conhecimentos e habilidades e desenvolver visão estratégica. Produtos e Sistemas Mecânicos é um programa de aprendizagem interdisciplinar em oito módulos (um a cada semestre) que tem por finalidade integrar os demais programas que fornecem as noções fundamentais para a formação do Engenheiro Mecânico. Nele, os alunos, divididos em equipes, são estimulados a entender um produto (sistema mecânico) proposto pelo curso e orientados a pesquisar para conhecer o produto e sua finalidade e limitações, e elaborando, em seguida, um plano de ação. Aos alunos é dada a tarefa de propor melhorias ao produto e desenvolver seu projeto e fabricação. É importante enfatizar a preocupação de se oferecer aos alunos, desde o início do curso, de modo oficial, uma oportunidade para o contato com as atividades e atribuições do Engenheiro. Não se trata aqui de trazer a eles conceitos como os que muitas vezes são abordados em cursos do tipo Introdução à Engenharia, mas sim, colocá-los de modo direto e intenso, e de forma integrada, com a atividade principal do engenheiro que é a de engenheirar, isto é, projetar, criar, conceber, planejar, construir, testar, etc. 2. METODOLOGIA UTILIZADA EM PRODUTOS E SISTEMAS MECÂNICOS O desenvolvimento do potencial humano dentro das universidades é reconhecidamente fundamental para elevar a competitividade técnico-científica, porém raramente esta consciência passa da teoria para a prática, especialmente quando o público alvo é formado por alunos de graduação. Algumas características, consideradas fundamentais, que devem ser desenvolvidas no indivíduo durante os cursos de graduação em engenharia são: capacidade de tomada de decisão, autoconfiança em seu potencial, adaptabilidade imediata a quaisquer situações, flexibilidade de comportamento, conhecimento técnico e científico e, principalmente, responsabilidade pessoal. 2.1. Programa de aprendizagem Produtos e Sistemas Mecânicos é um programa de aprendizagem que compõe, no final do curso, quatro anos de planejamento, desenvolvimento e construção de um produto. Cada módulo é composto por 36 horas semestrais, divididas em 2 horas semanais. 2.2 Trabalho em equipe NTM - 107

Todo o trabalho dos quatro anos é desenvolvido por equipes de estudantes formadas desde o primeiro módulo, logo no início do curso. A escolha dos produtos passa por uma profunda análise da Comissão de Sistematização do Projeto Pedagógico do Curso de Engenharia Mecânica, formada por professores do curso, e dos demais professores. Sabe-se que, para manter a competitividade em um mundo onde as mudanças acontecem de forma rápida e inesperada, as empresas precisam modificar constantemente seus produtos e serviços. Os projetos são o meio pelo qual essas inovações são efetivadas. A forma mais eficaz de se elaborar e executar projetos é a implantação de equipes de trabalho. Uma equipe bem orientada libera a criatividade e a energia, levando a um aprimoramento da eficiência, Chaves [2]. Muitos estudantes de engenharia são atraídos para o curso porque desejam projetar e construir e uma excelente forma de mostrar que a engenharia é a arte de construir equipamentos para o benefício da sociedade é ajudar os estudante a conviver e habituar-se a trabalhar com um ciclo de projeto e construção de um sistema, Ref. [1]. A experiência acumulada pelos alunos faz com que adquiram competências para trabalhar em equipe e para empreender e os direciona para o desenvolvimento pessoal através da agregação de valores éticos e profissionais e aumento da autoestima. Os estudantes passam a utilizar, em primeira mão, os conceitos que lhes são fornecidos em sala de aula e, desta forma, passam a valorizar o conhecimento teórico adquirido. 2.3 Organização do trabalho Durante as duas horas semanais, as equipes se reúnem juntamente com o professor orientador do Módulo para discussão das atividades desenvolvidas pela equipe durante a semana, reorientação do trabalho, avaliação de dificuldades encontradas na pesquisa, dificuldades de relacionamento entre os integrantes e aprendizado em elaboração de reuniões produtivas. 2.4 Divisão dos módulos No Módulo I os alunos são apresentados ao programa e orientados em como agir e como obter os melhores resultados em seu trabalho de pesquisa. As equipes são sorteadas e a turma é dividida em grupos de trabalho, cada um com um produto a ser desenvolvido. O produto é apresentado às equipes que são orientadas na busca de informações sobre o projeto. A partir deste instante, é dada aos alunos a liberdade de usar seu tempo livre como quiser em reuniões extra classe, a fim de atingirem seus objetivos no módulo. No entanto, é exigido um cronograma de trabalho. Nos Módulos seguintes, de II a VIII, cada aluno tem a oportunidade de escolher o projeto que mais o agrada, dentre os iniciados no Módulo I. Desta forma, os alunos podem desenvolver suas potencialidades de acordo com seus interesses. 2.5 Desenvolvendo lideranças Para cada equipe é eleito um líder de grupo, responsável pela integração do mesmo, divisão da equipe em subgrupos, distribuição de tarefas e interação equipe-orientador do Módulo. O professor orientador do Módulo apenas orienta onde buscar as informações, mas não as traz para os alunos passando assim a ser um facilitador e não um simples transmissor de informações. Fica sob responsabilidade da equipe e do líder, a motivação dos integrantes que por ventura não mostrarem interesse ou se distanciarem dos objetivos do grupo. O orientador interfere apenas quando surgem problemas aparentemente não passíveis de solução pelos líderes dos grupos ou pelos próprios integrantes. 2.6 Aprender fazendo Nos Módulos II a VIII, utilizam-se as ferramentas teóricas introduzidas nos demais programas de aprendizagem, como mostra esquematicamente a Tabela 1, de acordo com a necessidade de evolução do projeto e construção do equipamento. A Tabela 2 auxilia a visualização do andamento do projeto em cada módulo. Desde o início é dada a ênfase para a utilização de ferramentas computacionais. 2.7 Avaliação de desempenho Apesar da liberdade de avaliação dada a cada orientador de Módulo, algumas regras básicas são seguidas. A importância da comunicação é enfatizada durante todo o programa de aprendizagem, assim como a qualidade na elaboração de um relatório. As avaliações são divididas em: apresentação de relatórios de andamento do projeto, avaliação individual, apresentação oral avaliada por uma banca de professores e relatório técnico final de acordo com as normas especificadas. Uma das exigências na avaliação oral é a apresentação dos estudantes em trajes formais, com a intenção de criar nos mesmos o hábito da boa apresentação e mostrar o valor da aparência pessoal na vida profissional. NTM - 108

Tabela 1. Representação de como as ferramentas teóricas são utilizadas em cada Módulo de Produtos e Sistemas Mecânicos PRODUTOS E SISTEMAS MECÂNICOS Módulo II Módulo III Módulo IV Módulo V Módulo VI Módulo VII Módulo VIII PROGRAMAS DE APRENDIZAGEM UTILIZADOS Cálculo, física, CAD, estática. Cálculo, materiais, dinâmica. Fundição, mecânica dos sólidos, termodinâmica. Metrologia, mecânica dos fluídos, conformação, mecânica dos sólidos, eletricidade. Transferência de Calor, materiais, mecanismos, economia, engenharia do produto. Vibrações, medições mecânicas, usinagem. Motores de combustão, atuadores, materiais, componentes mecânicos, soldagem, transmissões mecânicas Tabela 2. Evolução dos projetos durante os Módulos. PRODUTOS E SISTEMAS MECÂNICOS Módulo I Módulo II Módulo III Módulo IV Módulo V Módulo VI Módulo VII Módulo VIII ETAPAS DO PROJETO Conhecimento do projeto, ergonomia. Elaboração de desenho, cálculos estáticos preliminares. Cálculos dinâmicos da estrutura e critérios de escolha dos materiais. Início da análise dos sistemas e cálculos dinâmicos. Processos de fabricação, perfis aerodinâmicos. Mecanismos, materiais, sistema elétrico, custos. Sistemas de suspensão, ensaios, sistema de propulsão. Definições finais, relatório completo, entrega do produto. As Figuras 1, 2 e 3 mostram alguns momentos da apresentação dos alunos do Módulo I, ingressantes através do vestibular de inverno de 2000. Figura 1. Apresentação oral de estudantes do primeiro período NTM - 109

Figura 2. Momento de avaliação da equipe após a apresentação oral. Figura 3. Integrantes das equipes de Produtos e Sistemas Mecânicos no dia da apresentação oral. A apresentação do trabalho é realizada por um ou dois alunos, de acordo com a escolha da equipe, ou por sorteio pelo professor orientador do Módulo. Após o término da apresentação de 20 minutos, todos os alunos pertencentes à equipe se apresentam perante a banca para argüição. Neste momento, perguntas referentes ao relatório e à apresentação em si são direcionadas aos integrantes. A avaliação final leva em consideração as respostas fornecidas pela equipe. 3. CONCLUSÕES SOBRE O PROGRAMA DE APRENDIZAGEM Através da implementação do programa de aprendizagem Produtos e Sistemas Mecânicos, o curso de Engenharia Mecânica da PUCPR tem estimulado a criatividade em seus alunos, desenvolvendo lideranças e competências para trabalho em equipe. O desenvolvimento de um produto desde o início transforma a aprendizagem em realidade. A incerteza dos acontecimentos, a complexidade das situações e o sentido de compromisso desenvolvem no aluno a competência da ação antecipada e aptidão para enfrentar situações adversas através de argumentação oral e escrita adequadas. Por situações adversas pode-se entender um cliente insatisfeito, a venda de produtos ou serviços para um aumento de faturamento instantâneo, etc., Mellander [3]. Uma das características mais importantes percebidas nos alunos é o crescimento pessoal. Os estudantes conseguem se conhecer de perto logo no início do curso e criam-se laços de amizade que poderão transformar-se em um empreendimento. NTM - 110

O diferencial que se busca é o desenvolvimento de executivos empreendedores que terão competências para ajudar sua empresa a ser competitiva em um mundo globalizado. Os resultados têm sido excelentes. Os alunos têm criado o hábito de elaborar e cumprir padrões de trabalho através do PDCA (Plan, Do, Check, Act), ou seja, planejar antes de fazer, fazer conforme o planejado, conferir tudo o que foi feito e corrigir o que não deu certo. Notou-se também um aumento da auto-estima, da criatividade e engenhosidade e uma sensível melhora do comportamento interpessoal, qualidades estas fundamentais a um bom profissional, Ref. [2]. A responsabilidade passada para os estudantes desde o início do curso faz com que haja um amadurecimento de relacionamentos tanto entre colegas de turma como entre alunos e professores. O relacionamento aluno/professor passou a ser engenheiro/engenheiro e acredita-se ter sido devido ao tratamento profissional dado aos estudantes durante todo o curso como participantes de uma transformação e não apenas ouvintes, como o que ocorre nos processos de ensino tradicionais. Um aumento sensível da auto-estima dos alunos foi notado e aqueles que se mostraram pouco interessados no início do processo, não demoraram a transformar suas atitudes de espectador para elemento ativo pela própria intervenção dos integrantes do grupo e a condição de vínculo a uma equipe de trabalho. 4. LIÇÕES APRENDIDAS Como qualquer outro projeto piloto, as lições aprendidas têm auxiliado o aprimoramento do curso: Embora se enfatize um trabalho em equipe, uma avaliação individual de integração no grupo deve ser realizada para evitar avaliações subjetivas apenas e premiar os integrantes mais ativos. Os estudantes aprendem lentamente, a cada módulo, como trabalhar em equipe de forma eficiente, porém, dinâmicas de grupo são necessárias, especialmente nos primeiros estágios; A introdução dos estudantes em um processo de projeto e desenvolvimento de um produto faz com que, além da aplicação dos conhecimentos adquiridos no curso de Engenharia Mecânica, adquiram conhecimentos nas áreas de negócios como viabilização de produtos no mercado, avaliação das necessidades do mercado, propriedade intelectual, patentes e desenvolvimento e administração de empresas; Cursos voltados à liderança são importantes para que profissionais de fora da Universidade dêem seu depoimento e fortaleçam a importância do trabalho em equipe saudável e eficiente; O acompanhamento do orientador deve ser feito de forma rigorosa, pelo menos nos primeiros módulos, para evitar que as equipes se desviem dos objetivos traçados para cada módulo e ignorem etapas de projeto; O programa de aprendizagem é bastante desafiador para os professores envolvidos com o curso. Por ser o desenvolvimento de um sistema mecânico, os alunos trazem problemas não previstos, exigindo que o orientador esteja sempre em aprendizado e, portanto, a carga horária do orientador deve ser cuidadosamente analisada para não prejudicar o andamento dos projetos. Agradecimentos A realização deste trabalho foi possível graças ao apoio da PUCPR. Os autores agradecem de forma especial a colaboração e o empenho do Prof. Laertes B. Guimarães, diretor adjunto do Curso de Engenharia Mecânica. 5. REFERÊNCIAS [1] M.A Schuartz, M.A Behrens e V.R. Leitão, Programas de Aprendizagem, Texto explicativo elaborado a partir das Diretrizes Internas, Curitiba, 2000. [2] N.M.D. Chaves, CCQ-Soluções em Equipe, Editora DG, BH: 1998, p. 198. [3] K. Mellander, O Poder da Aprendizagem, Cultrix, SP: 1993, p. 251. NTM - 111