METODOLOGIAS ATIVAS DE APRENDIZAGEM APLICADAS NO ENSINO DA ENGENHARIA

(1)

1

[Digite uma citação do documento ou o

METODOLOGIAS ATIVAS DE APRENDIZAGEM

APLICADAS NO ENSINO DA ENGENHARIA

ACTIVE LEARNING METHODOLOGIES APPLIED IN ENGINEERING TEACHING

 Marcos Gomes Pinto Ferreira (Unicarioca – mferreira@unicarioca.edu.br)  Wilson Souza da Silva (Unicarioca – wsilva@unicarioca.edu.br)

 Catiúscia Albuquerque Benevente Borges (Unicarioca – cborges@unicarioca.edu.br)  Ricardo Silveira Luz (Unicarioca – rluz@unicarioca.edu.br)

Resumo:

Este artigo visa apresentar os resultados de uma pesquisa sobre a aplicação de metodologias ativas de ensino em duas disciplinas dos cursos de Engenharia. Experiência realizada numa Instituição de Ensino Superior privada, que adotou a sala de aula invertida com intuito de avaliar a reação dos alunos e o desempenho dos mesmos. O estudo foi realizado em duas disciplinas (Cálculo II e Resistência dos Materiais) e os resultados foram comparados com turmas que não usavam metodologia ativa de ensino. Os professores indicaram previamente no ambiente virtual de aprendizagem alguns vídeos e leituras e realizavam a sala de aula invertida com a aplicação de um teste no início das aulas, que auxiliaria nas discursões da aula. A pesquisa revelou resultados muito satisfatórios no índice de aprovação, na frequência e na motivação dos alunos. Também foi realizada uma pesquisa quantitativa para avaliar a percepção dos alunos na utilização de metodologia ativa aplicada nestas disciplinas no curso de engenharia.

Palavras-chave: Metodologias Ativas de Ensino-Aprendizagem, Sala de Aula Invertida,

Educação em Engenharia.

Abstract:

This article aims to present the results of a research on the application of active teaching methodologies in two disciplines of Engineering courses. Experience in a Private Higher Education Institution, which adopted the inverted classroom method in order to evaluate the reaction of students and their performance. The study was made in two disciplines (Calculus II and Resistance of Materials) and the results were compared with groups that did not use active teaching methodology. The professors previously indicated in the virtual learning environment some videos and readings and performed the inverted classroom with the application of a test at the beginning of the classes, that would aid in the class discussions. The survey revealed very satisfactory results in the approval rate, the frequency and motivation of the students. A quantitative research was also made to evaluate the students' perception of the use of active methodology applied in these disciplines in the engineering course.

Keywords: Active Teaching-learning Methodologies, flipped classroom, engineering

(2)

2

1. Introdução.

Metodologias Ativas de Aprendizagem inserem o tema: “como o estudante pode aprender mais e melhor” no centro da discussão do processo ensino-aprendizagem, e dessa forma, o coloca como protagonista no desenvolvimento das competências necessárias para o mercado e para a academia. Propõem mudanças no cenário da educação tradicional considerando a observação e apropriação do espaço de aprendizagem, a relação aluno-professor, assim como o papel desempenhado por cada um, e demais elementos que compõem esse contexto. As metodologias ativas aplicadas à Educação não são necessariamente novidades, o aprendizado por meio da solução de problemas ou pelo desenvolvimento de projetos, são alguns exemplos; no entanto, o significado da palavra ativa, nos incentiva a uma reflexão sobre como o aluno pode aprender mais e melhor e pode levar o professor a fazer uma revisão de suas práticas pedagógicas e viabilizar outras possibilidades de atuação.

O conceito de Metodologias Ativas de Aprendizagem amplia a ideia do filósofo Confúcio de que é necessário fazer para aprender, para um conceito onde o aluno precisa ser ativo no seu processo de aprendizagem, onde é necessário ouvir, ver, perguntar, discutir e com isso ensinar para desenvolver habilidades e conhecimento e dominar o conteúdo. Além disso, a leitura, a escrita, a análise, a síntese e a avaliação são constantes. Esses conceitos são largamente aprofundados na Taxonomia de Bloom para a Era Digital (CHURCHES, 2011). Estruturado em termos de objetivos de aprendizagem, apropriando-se dos artefatos tecnológicos, em ações que se desenvolvem ao longo do tempo e nos levam pensar em projetos e processos contínuos que estão em desenvolvimento e são expressos pelos verbos: Recordar, Compreender, Aplicar, Analisar, Avaliar e Criar. Bloom nos apresenta a uma taxonomia fundamentada em substantivos (conhecimento, compreensão, aplicação, análise, síntese e avaliação), com alvo parado desconectado de ação e Churches apresenta a taxonomia revisada e representada por verbos, significando ações em processos contínuos.

A lógica da metodologia da sala de aula invertida é levar a prática da apropriação inicial do conhecimento para fora da sala de aula e, no espaço da sala de aula, o que sempre foi feito em casa, resolver problemas (BERGMANN e SAMS, 2012). O momento inicial da aula serve para tirar as dúvidas que surgiram do estudo prévio, que foi feito em casa e aprofundar os conceitos que vão embasar as atividades práticas e a resolução de problemas que terão tempo e espaço na sala de aula.

Segundo Bergmann e Sams (2016, p.45) a aprendizagem baseada na resolução de problemas, pode motivar os alunos à busca de novos saberes e pode propiciar um ambiente estimulante, aguçando a curiosidade e respeitando o ritmo de cada aluno:

Imagine uma aula movida pelos problemas ou interesses identificados pelos alunos. Os estudantes exploram um problema da vida real e desenvolvem soluções até que, de repente, percebem que precisam saber como executar determinada função matemática para aplicar o que conceberam. (BERGMANN E SAMS, 2016, p.45).

As teorias de Vygotsky e de Piaget vêm ao encontro dessa abordagem. Na teoria de Vygotsky, a aprendizagem é desencadeada entre o sujeito e os outros indivíduos, ou seja, no contexto coletivo. A cooperação gera reelaboração (BAQUERO, 1998). A teoria de Piaget tem como ponto central, a estrutura cognitiva do sujeito e valorização dos diferentes níveis de

(3)

3

desenvolvimento, que é facilitado pela oferta de atividades e situações que sejam desafiadoras. A interação social e a troca entre indivíduos funcionam como estímulos ao processo de aquisição do conhecimento (CAMPOS et al, 2003).

2. Justificativa.

Muitos alunos passam pelo Ensino Fundamental e Médio, e chegam ao Ensino Superior sem saber como estudar, sem ter uma rotina de estudo propriamente dita, mesmo aqueles que possuem um histórico escolar com boas notas. Esse tipo de desorientação de estudo reflete significativamente na aprendizagem, uma vez que esse aluno, geralmente, apresenta imaturidade e insegurança no raciocínio, déficit no conhecimento em matérias básicas e lacunas no processo de ensino.

De fato, muitos alunos têm dificuldade em administrar a quantidade de conteúdo exigida e optam, em sua maioria, por estudos exaustivos nos momentos próximos às avaliações. Esse estudo é pontual e não favorece a aprendizagem, mesmo que o aluno tenha um resultado positivo, o conhecimento não é retido. De modo geral, essas premissas levam ao fracasso escolar e à evasão.

Na prática de uma aprendizagem baseada em metodologias ativas, o aluno precisa se dedicar ao estudo prévio. Deve estabelecer uma rotina própria, identificar eventuais lacunas do seu processo de ensino, desenvolver maturidade acadêmica, e desta forma deve se dedicar a um processo de estudo contínuo e qualitativo, estabelecendo um ritmo próprio do seu processo de aprendizagem. É fundamental organizar suas funções mentais de pensar, raciocinar, observar, refletir e entender, por exemplo. Tais fatores, por sua vez, tendem ao sucesso escolar.

3. Objetivos.

A expectativa com a aplicação de metodologias ativas na graduação de Engenharia é de elevar o nível na forma de aprender dos alunos, mudando o perfil do processo de ensino para o de aprendizagem. É aumentar o rendimento do alunado, fazendo com que estes estudem e aprendam mais e melhor, indo além da retenção de conteúdo e aproveitando mais as aulas, diminuindo o fracasso escolar e consequentemente a evasão. Estudos mostram que alunos quando vivenciam essas metodologias adquirem mais confiança em suas decisões, aprimoram o modo de se expressar, se sociabilizam melhor e adquirem autonomia no pensar e no agir. O objetivo principal das metodologias ativas é melhorar a aprendizagem e ainda:

 Aperfeiçoar a autonomia individual e uma educação capaz de desenvolver uma visão ampla do conteúdo;

 Motivar o aluno, que diante do problema, detém, examina, reflete e relaciona sua história, passando a dar novos significados às suas descobertas;

 Aumentar a capacidade de se inteirar dos conteúdos fora da sala de aula e depois poder expô-los;

(4)

4

 Propiciar experiências cooperativas;

 Diminuir a evasão por frustação;

 Fazer que o aluno se aproprie e sinta o ambiente acadêmico além da sala de aula.

4. Delimitação e detalhamento do estudo.

A pesquisa pretendeu através de um estudo de caso, analisar os resultados colhidos pela observação em turmas de graduação de Engenharia de Produção em dois anos consecutivos (2016 e 2017), em uma Instituição de Ensino Superior, particular com foco predominante em alunos das classes “C” e “D”. Foram escolhidas duas disciplinas “Cálculo II” e “Resistência dos materiais”, por serem historicamente compostas por turmas de número menor de alunos.

O trabalho analisou o resultado obtido pelos alunos nas duas disciplinas com a aplicação da metodologia ativa em 2017-1 (primeiro semestre de 2017), comparando com os resultados anteriores, sem a aplicação das metodologias ativas em 2016-1. Além de observar o critério de utilizar o mesmo semestre letivo, para manutenção do perfil do ingresso, foram observados outros critérios para garantir que os resultados pudessem refletir a realidade de melhoria ou não da aplicação das metodologias ativas. Foram utilizados os mesmos docentes, as mesmas salas de aula, além da similaridade na quantidade de alunos.

5. Aplicação de metodologias ativas de aprendizagem no estudo de

engenharia.

Os professores indicaram no AVA – Ambiente Virtual de Aprendizagem, baseado na plataforma Moodle (Modular Object Oriented Distance Learning), uma programação com materiais (vídeos, leituras, etc...) referentes a cada tema da disciplina, e no início de cada aula era realizado um teste, denominado “Teste Rápido” com objetivo de aferir os conhecimentos básicos que norteará as discursões da aula realizada naquela data.

Os testes ocuparam os 15 minutos iniciais da aula e abordaram os assuntos que foram previamente indicados no AVA pelo professor. O restante do tempo em sala de aula era dedicado à revisão dos conceitos, interação e o aprofundamento dos alunos com o assunto em estudo, retirada de dúvidas, resolução de tarefas e exercícios, atividades em grupo e desenvolvimento de projetos, objetivando um desenvolvimento cognitivo mais amplo e consequentemente uma aprendizagem mais profunda.

6. Critérios de avaliação.

As avaliações de aprendizagem acontecem em três fases distintas: AV1, AV2 e AV3. A primeira avaliação (AV1) se caracteriza por ser uma prova presencial, individual e sem consulta valendo 50% da nota da AV1, que se somam ao resultado dos “Testes Rápidos” que compõem os outros 50% da nota. A segunda avaliação (AV2) é caracterizada também por

(5)

5

prova presencial, individual e sem consulta e compõe 50% da nota da AV2, porém abrange todo o conteúdo da disciplina e igualmente o resultado dos “Testes Rápidos” compõem os outros 50% da nota. A terceira avaliação (AV3) é uma prova presencial, individual e sem consulta e compõe 100% na nota e também abrange todo o conteúdo da disciplina. Estes critérios foram aplicados somente para as disciplinas de “Cálculo II” e “Resistência dos Materiais”.

Os Testes Rápidos tiveram um caráter somativo e representaram 50% na nota da AV1 e da AV2. Os resultados desses testes realizados até a data da AV1 compuseram a nota da AV1 e os testes subsequentes foram somados à nota da AV2. Em cada avaliação, foi descartada sempre a pior nota ou uma falta nos testes.

O cálculo do conceito final na disciplina foi feito pela média das duas maiores notas obtidas nas avaliações, sendo descartada a menor nota entre AV1, AV2 e AV3, sendo aprovado o aluno com média final igual ou maior que 7,0 (sete).

7. Resultados obtidos.

Foram avaliados os resultados para duas disciplinas “Cálculo II” e “Resistência dos materiais”, em dois semestres letivos (2016-1 e 2017-1), como apresentados nas tabelas e gráficos abaixo:

7.1. Resultados da disciplina: Cálculo II

Tabela 1: Dados referentes à disciplina de Cálculo II

(6)

6

7.2. Resultados da disciplina: Resistência dos materiais

Tabela 2: Dados referentes a disciplina de Resistência dos Materiais

Figura 2: Comparativo entre os dados de 2016-1 e 2017-1 de Resistência dos Materiais.

8. Avaliação dos alunos.

Além dos resultados obtidos pelo desempenho dos alunos nas duas disciplinas, com a utilização de metodologias ativas, comparados com os resultados obtidos na sala de aula convencional, nos dois semestres estudados, se buscou medir a satisfação pela aplicação do método na percepção dos discentes.

8.1. Instrumento da pesquisa e resultados.

A pesquisa quantitativa foi aplicada para avaliar a percepção dos alunos na utilização de metodologia ativa aplicada em duas disciplinas no curso de engenharia. Para estes alunos foi facultada a possibilidade de responder ou não a pesquisa. As questões foram elaboradas objetivando a avaliação da percepção dos alunos quanto à experiência de sala de aula das disciplinas de Cálculo II e Resistência dos Materiais. Esta pesquisa apresentou questões onde os alunos responderam o quanto concordavam com as afirmativas, através de uma escala Likert. (Rensis Likert, psicólogo americano que concebeu em 1932 uma metodologia para mensurar a atitude dos seus pacientes e hoje isto é utilizado em metodologias científicas de

(7)

7

pesquisa). Os alunos expressaram com mais precisão suas opiniões, graduando suas afirmativas em cinco níveis:

1) Discordo totalmente; 2) Discordo;

3) Não concordo e nem discordo; 4) Concordo;

5) Concordo totalmente.

O instrumento da pesquisa foi constituído de questionário, composto de sete afirmativas referentes à experiência dos alunos na utilização de metodologia ativa – Sala de Aula Invertida, apresentado a seguir:

1) A metodologia ativa utilizada (Sala de Aula Invertida) é adequada para o desenvolvimento do conteúdo da disciplina.

Figura 3: Demonstração gráfica das respostas para a questão 1.

2) A metodologia aplicada nas disciplinas "Cálculo II" e "Resistência dos Materiais" contribuiu de forma significativa para a sua formação acadêmica geral.

(8)

8

3) A utilização da metodologia da Sala de Aula Invertida estimulou o comprometimento com a disciplina como assiduidade e atenção às dúvidas.

4) Os alunos de um modo geral se sentiram estimulados à participação nas aulas e nas atividades propostas.

5) Esta metodologia deveria ser usada em outras disciplinas na formação de Engenharia.

(9)

9

6) Os testes semanais denominados "Testes Rápidos" contribuíram significativamente para o processo de aprendizagem nas disciplinas de "Cálculo II" e "Resistência dos Materiais".

7) Considerando as médias finais das disciplinas, é possível afirmar que as metodologias ativas contribuíram positivamente com os resultados alcançados.

9. Análise dos dados e conclusões a respeito do estudo de caso.

A análise dos dados consolidados da pesquisa nos permite concluir que com relação ao objeto principal da pesquisa, o uso de metodologias ativas nas duas disciplinas (Cálculo II e Resistência dos Materiais) no curso de engenharia, melhorou o índice de aprovação dos alunos nas proporções abaixo:

(10)

10

Pode-se concluir também, que a frequência dos alunos aumentou nas salas de aula, o que nos possibilita concluir que houve um interesse maior na participação desses mesmos alunos nas aulas, o que possivelmente refletiu uma melhoria nos resultados obtidos em termos de aprovação em ambas às disciplinas, após a implantação das metodologias ativas. No caso da disciplina “Cálculo II” a frequência que antes era de 58,62%, passou para 77,78% e na disciplina “Resistência dos Materiais” a frequência que antes era de 69,23%, passou para 73,68%.

Como o maior objetivo das aulas é que o aluno compreenda os conceitos e desenvolva as competências necessárias e previstas no plano de ensino da disciplina e que ainda desenvolva algumas habilidades de pensamento. “Recordar” aparece em duas etapas, uma motivada pelas leituras prévias e outra presencial, na sala de aula.

Quanto às metodologias de ensino-aprendizagem previstas nesta etapa, o aluno é motivado previamente à aula, para a leitura de um texto ou assistir um vídeo e refletir sobre o assunto, para fundamentar a discussão em sala. Essa primeira etapa tem como objetivo de aprendizagem o compreender/inferir através da associação de conceitos, baseado nas leituras e na pesquisa feitas fora da sala de aula. Já a etapa presencial, na sala de aula, é uma discussão mediada pelo professor, objetivando a apropriação dos fundamentos.

Outras habilidades de pensamento previstas no plano de aula é “Aplicar e Analisar”. O objetivo é que estas habilidades possam ser desenvolvidas com atividades práticas, trabalhos em times e através de experimentos em laboratório, quando for o caso. Ainda, as habilidades de “Avaliar e Revisar” podem ser desenvolvidas através da atividade de relatar o aprendizado e postar os relatórios / resultados no AVA (Ambiente Virtual de Aprendizagem).

Na aplicação da Sala de Aula Invertida os professores desenvolvem um importante papel, quando possível – dependendo do número de alunos na sala de aula, de mediador das trilhas de aprendizado de cada aluno, que por sua vez é muito exigido do desenvolvimento de sua autonomia e protagonismo frente ao objetivo da aprendizagem.

Outra grande habilidade exigida do aluno é o desenvolvimento da visão crítica, pois também é necessário, além das indicações do professor, saber selecionar o que deve ser estudado, entender como relacionar conceitos e conseguir, em alguma medida, fazer a ligação entre a teoria e a prática. Essas habilidades e competências são fundamentais na educação integral e libertadora.

Quanto à avaliação da percepção dos alunos na aplicação das metodologias ativas em turmas das disciplinas de “Cálculo II” e “Resistência dos Materiais”, os resultados da pesquisa mostram que a metodologia da Sala de Aula Invertida, obteve uma avaliação muito positiva. Os resultados demostraram que além da questão objetiva de melhoria nas aprovações, em ambas as disciplinas, a motivação para as aulas e a aceitação à metodologia ficaram refletidas nas respostas de “Concordo Plenamente” entre 76% a 100%.

Um destaque importante na pesquisa é a pergunta 7, onde os alunos são questionados se considerando as médias finais das disciplinas, é possível afirmar que as metodologias ativas contribuíram positivamente com os resultados alcançados e se obteve um resultado de 93% de respostas com “Concordo Plenamente”, o que reforça a ideia de que na percepção dos alunos, a quebra do paradigma de se inverter a lógica da sala de aula funcionou positivamente.

(11)

11

10. Considerações finais.

A pesquisa desenvolvida neste trabalho abordou através de um estudo de caso, a utilização de metodologias ativas aplicadas a Educação em uma Instituição de Ensino Superior, em turma do curso de Engenharia no Rio de Janeiro, em duas disciplinas “Cálculo II” e “Resistência dos Materiais”.

O desenvolvimento do trabalho foi estruturado em um estudo das tecnologias educacionais, em especial metodologias ativas com a utilização de Sala de Aula Invertida, com a coleta de dados a partir do sistema de apoio acadêmico da instituição e da elaboração e aplicação de uma pesquisa feita com os alunos, com a coleta e o tratamento dos dados da pesquisa e a análise dos resultados, objetivando-se uma conclusão.

Desta forma, todas as conclusões apontam na direção de que considerando os resultados obtidos, a utilização das metodologias ativas (Sala de Aula Invertida), pode significar uma melhoria nos resultados de aprovação, além de uma significativa redução de evasão escolar, considerando que os alunos se mostraram mais motivados quando eles assumem um protagonismo em suas próprias trilhas de aprendizagem e ainda mais importante e que se pode concluir da pesquisa é que os alunos podem aprender a aprender.

Referências

BAQUERO, R. Vygotsky e a aprendizagem escolar. Porto Alegre: ArtMed, 1998.

BLOOM, B. S. et al. Taxionomia de objetivos educacionais. Volume 1: Domínio cognitivo. Porto Alegre: Globo, 1983.

BARBOSA, EDUARDO FERNANDES; MOURA, DÁCIO GUIMARÃES. Metodologias ativas de aprendizagem na Educação Profissional e Tecnológica Colaborativa. Boletim Técnico do

SENAC, v. 39, p. 48-67, 2013. Disponível em:

<http://www.tecnologiadeprojetos.com.br/banco_objetos/%7B7CCFE762-3FC4-41BC-BEF3-9031C777BA01%7D_Metodologias%20Ativas%20de%20Aprendizagem%20%20Palestra%20C uritiba%20%20final%20SET%202014.pdf> Acesso em: 22/03/18.

BERGMANN, J.; SAMS, A. Flip your classroom: Reach every student in every class every day. USA:ISTE, 2012.

BERGMANN, J.; SAMS, A. Sala de aula invertida: uma metodologia ativa de aprendizagem. Rio de Janeiro: LTC, 2016.

CAMPOS, F. et al. Cooperação e aprendizagem on-line. Rio de Janeiro: DP&A, 2003.

CHURCHES, A. Taxonomia de Bloom para la era digital. 2011. Disponível em: <http://uvsfajardo.sld.cu/sites/uvsfajardo.sld.cu/files/taxonomia_de_bloom_para_la_era_di gital.pdf>. Acesso em: 06 set. 2017.

GASPAR, ALBERTO; MONTEIRO, ISABEL CRISTINA DE CASTRO. Atividades experimentais de demonstrações em sala de aula: uma análise segundo o referencial da teoria de Vygotsky.

(12)

12

Investigações em Ensino de Ciências – V10(2), pp. 227-254, 2005. Disponível em: <www.if.ufrgs.br/ienci/artigos/Artigo_ID130/v10_n2_a2005.pdf> Acesso em: 22/03/18. PIAZZI, PIERLUIGI. Aprendendo inteligência: manual de instruções do cérebro para alunos em geral. 2ª edição revisada. São Paulo: Aleph, 2008.