Itaipava - Petrópolis - RJ · IV Encontro de Ensino de Engenharia iii Sejam bem-vindos! Aqui estão os trabalhos que serão apresentados no nosso IV Encontro de Ensino de Engenharia

Itaipava - Petrópolis - RJ

24 a 27 de novembro de 1998

ANAIS

Volumes 1 e 2

Escola de EngenhariaUniversidade Federal do Rio de Janeiro

Faculdade de EngenhariaUniversidade Federal de Juiz de Fora

Apoio: Fundação Universitária José Bonifácio

IV Encontro de Ensino de Engenharia ii

Comissão Organizadora :

Fernando Antonio Sampaio de Amorim

Jorge Luiz do Nascimento

José Arthur da Rocha

IV Encontro de Ensino de Engenharia iii

Sejam bem-vindos!

Aqui estão os trabalhos que serão apresentados no nosso IV Encontro de

Ensino de Engenharia. Pode ser ainda muito cedo para falar em tradição,

mas a despeito de todas as crises e dificuldades por que tem passado as

universidades federais e a UFRJ em particular, a cada ano temos

conseguido não só realizar o encontro como ampliar o número de

participantes, garantindo a qualidade dos trabalhos apresentados e o

excelente padrão dos debates no transcorrer do Encontro.

Discutir e refletir sobre a prática de ensino de Engenharia, contando com a

participação de profissionais de diversas áreas do conhecimento, entre elas

história, pedagogia, sociologia, tem sido um experiência marcante para

todos aqueles que participaram dos três últimos encontros, assim como o

trabalho integrado UFRJ/UFJF.

O IV Encontro está organizado à semelhança dos anteriores, buscando a

exposição de trabalhos mais longos e uma reflexão mais demorada do que

o ritmo acelerado dos congressos já tradicionais em nossa área.

Esperamos contar com a participação de cada um dos inscritos nos debates,

cursos e apresentações para que este seja mais um ano a integrar a nossa

futura tradição de prática de pensamento e crítica sobre o ensino de

engenharia que realizamos a cada dia nas universidades brasileiras.

A Comissão Organizadora

IV Encontro de Ensino de Engenharia 1

INDICE

Elementos Didáticos em Mecânica dos Fluidos ExperimentalNicolau A. Branco e Mila R. Avelino 3

Novas Tecnologias e Métodos Medievais: Como resgatar o debate para asala de aula?Protásio Dutra Martins, Claudio Freitas Neves e Carmen L. L. Maidantchik 13

O Comportamento da Evasão nos Cursos de Graduação em Engenharia daEscola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto (1990-1994)Adilson Pereira dos. Santos 25

Modelos Coletivos para o Ensino de Engenharia com Auxílio das Redes deComputadoresJosé Aravena Reyes, Dsc. 35

Reestruturaação do Ensino de Engenharia no Departamento de MecânicaAplicada e Estruturas da Universidade Federal do Rio de JaneiroCristina Haguenauer e Sílvio Souza Lima 43

Práticas de Laboratório para Ensino de Resistência dos Materiais eComportamento das EstruturasCristina Haguenauer 51

Transformações no ensino de engenharia: a valorização dos aspectospedagógicosVanderlí Fava de Oliveira e Ricardo Manfredi Naveiro 57

Diretrizes curriculares para a engenharia do ano 2.000Antônio Cláudio Gómez de Souza 66

O Perfil da Avaliação Discente na Escola de Engenharia da UFRJJorge Luiz do Nascimento e Eduardo G. Serra 76

Um Modelo de Laboratório de Sistemas de ControleJoão Carlos Basílio 84

Visão Histórica como Fator de Motivação no Aprendizado da Teoria Geraldas ProjeçõesCheng, L. Y., Petreche , J. R. D. e Santos, E. T. 96

Projeto geométrico de uma ponte no Ensino do desenho técnicoCheng, Liang Yee; Petreche, João Roberto Diego;Santos, Eduardo Toledo;Ferreira, Sérgio Leal;Cardoso, Luíz Reynaldo de Azevedo ; Kawano, Alexandre. 104

Um novo laboratório de eletricidade e magnetismoJorge Luiz do Nascimento 112


Básico x Profissional: proposta de unidade dialética na superaçãode impasses no ensino de engenhariaOsvaldo Pereira Filho, Jomar Gozzi 118

Multidisciplinaridade do uso da matemática na EngenhariaIrionson Antonio Bassani, Flávio Kieckow, Ruben Panta Pazos 124

O método dialético para a formação de uma consciência críticaHenrique Innecco Longo 136

Ensino de engenharia e tecnologia educacional Ana Magda Alencar Correia, Ângela Dias Velasco 144

Comando numérico aplicado ao ensino de desenho para engenharia:atividades propostasMafalda, Rovilson ; Kawano, Alexandre 154

Modernização do ensino e da pesquisa em Engenharia Elétricana Universidade Presbiteriana MackenzieSandra M. Dotto Stump, Luiz S. Zasnicoff 164

O ensino de engenharia na universidade virtual 174José Cubero Allende, Maria Helena Silveira, Silvio de Souza Lima,Fernando Amorim

Apontamentos para uma discussão sobre interdisciplinaridadeMaria Helena Silveira 182


Elementos Didáticos em Mecânica dos Fluidos Experimental

Nicolau A. Branco e Mila R. Avelino1

Programa de Engenharia Mecânica (COPPE/UFRJ),CP 68503, 21945-970 Rio de Janeiro, Brasil.

Resumo

Um dos maiores obstáculos ao ensino da mecânica dos fluidos está na impossibilidade devisualização da maioria dos fenômenos físicos envolvidos. Na tentativa de contornar esteobstáculo, o presente trabalho apresenta uma conjunto de experimentos em mecânica dosfluidos, tanto de graduação quanto de pós-graduação, que permitirá ao aluno apropriar-se deconhecimentos referentes ao assunto. Todos os experimentos adotam como ferramenta auxiliarde ensino um túnel de vento de baixa intensidade turbulenta. A instrumentação depende apenasde um tubo de Pitot, um manômetro em ``U'' e um anemômetro de fio quente com um canal. Osexperimentos foram projetados de forma a abordar conceitos de alta relevância, com autilização de equipamentos relativamente simples e baratos. Foram organizadas experiênciassobre o escoamento no interior de um duto quadrado simples, ao redor de corpos rombudos, emuma camada limite e na esteira de um cilindro. Dentre os conceitos abordados estão o demedição de vazão, da força de arrasto sobre um corpo, de camada limite, de balanço integral daquantidade de movimento, de esteira, de emissão de vórtices, da existência de grandes estruturasorganizadas e do espectro turbulento.

1. INTRODUÇÃO

Os fenômenos relacionados à mecânica dos fluidos são ponto de partida para acompreensão do escoamento de ar e outros fluidos de baixa viscosidade emcircunstâncias de interesse em muitas aplicações de engenharia. Desta forma, problemascomplexos em aerodinâmica foram esclarecidos pelo estudo do escoamento ao redor deum corpo imerso em fluido, que contou com grande auxílio de técnicas experimentais.Problemas desta natureza incluem a compreensão de conceitos básicos, como o númerode Reynolds, forças de arrasto e sustentação, ou teorias mais elaboradas relacionadas àturbulência.

Quando uma análise matemática do fenômeno não é possível, pode-se lançar mão daexperimentação como ferramenta de apoio ao entendimento da física envolvida. Entreas técnicas disponíveis podemos encontrar a visualização do escoamento. A observaçãovisual do escoamento fornece o padrão qualitativo das propriedades envolvidas, mas é,na maioria das vezes, desprovida de informação quantitativa sobre elas. Pode-se, emalguns poucos casos, obter informações de parâmetros globais do escoamento. Oescoamento originado por ventiladores e na câmara de combustão de veículos, sãoexemplos típicos de fenômenos tecnológicos que permitem uma quantificação deparâmetros através da medição de propriedades globais. O conhecimento intrínseco daspropriedades dos escoamentos que aparecem nesses fenômenos é, entretanto,normalmente qualitativo. Na realidade, os fenômenos fluidos são entidades muitoscomplexas, que requerem cuidadosa observação, se possível quantitativa, para suaverdadeira caracterização.

A dificuldade encontrada na compreensão dos fenômenos da mecânica dos fluidos éainda mais pronunciada na sala de aula. Na tentativa de contornar este obstáculo, o

1 Também: Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade do Estado do Rio de Janeiro(UERJ),Rua São Francisco Xavier, 524, Sala 5023A, CEP 20550-130, Rio de Janeiro, Brasil.


presente trabalho tem o propósito de oferecer um conjunto de experimentos que auxiliea apropriação de conceitos presentes nos de escoamento de fluidos.

A metodologia adotada neste trabalho utiliza como ferramenta de apoio os métodosexperimentais, e fornece ao aluno a oportunidade de produzir conhecimentos de nívelbásico e avançado. Os experimentos constituem-se também em uma ferramenta útil paraa compreensão e a familiarização do aluno com a utilização de instrumentos, técnicas demedição e equipamentos. As práticas abordarão desde os instrumentos mais simples,como o tubo de Pitot, que apresenta grande aplicação na indústria e na vida prática doengenheiro mecânico, até instrumentos mais sofisticados, que envolvem conceitosavançados.

É importante ressaltar que uma das dificuldades freqüentemente encontradas quando sepensa na utilização de métodos experimentais está no custo associado a laboratórios einstrumentação. Neste trabalho é apresentado um conjunto de experimentos a seremrealizados num túnel de vento utilizando desde instrumentação simples e barata atéequipamentos mais caros. As possibilidades com o auxílio do túnel de vento sãoilimitadas, entretanto, apresentamos neste trabalho algumas sugestões de experimentosque expõe os conceitos com um nível de dificuldade crescente. O mesmo se aplica aomanuseio dos instrumentos.

Os experimentos abrangem graus de complexidade variados, podendo ser realizados poralunos com formação diversa, de graduação ou de pós-graduação. A descrição detalhadade cada experimento será apresentada na seção a seguir. Conceitos básicos de mediçãode velocidade, de pressão, juntamente com experimentos para a caracterização deescoamentos turbulentos através de seu espectro, dos componentes do tensor deReynolds e da velocidade média, além de experimentos para a medição da taxa deemissão de vórtices na esteira de um corpo são apresentados.

Cabe aqui ressaltar que um grande número de técnicas e instrumentos foramdesenvolvidos no passado para a investigações de escoamentos de fluidos. Deste modo,um grande número de técnicas e métodos experimentais encontram-se disponíveis,devendo ser escolhidos adequadamente para cada caso de fenômeno que se desejaobservar. No caso de escoamentos turbulentos, as medições das propriedades sãosempre fortemente prejudicadas pelo seu alto grau de flutuação. Desse modo,instrumentos simples baseados em princípios simples de funcionamento não podem,normalmente, ser utilizados. Os problemas que envolvem medições de turbulência comtomadas de medições da velocidade média e das flutuações exigem a utilização deinstrumentação especializada.

2. CONSIDERAÇÕES GERAIS

Sempre na tentativa de criar situações em que o aluno venha a produzir conhecimentosobre o assunto em estudo, organizamos os experimentos em três níveis distintos,respeitando o critério do grau de dificuldade das teorias apresentadas em sala de aula,tanto a nível da graduação, como a nível da pós-graduação, relevando os níveis demestrado e de doutorado. De fato, a medida em que o grau de dificuldade da experiênciase eleva, aumenta a complexidade dos conceitos envolvidos no fenômeno, o nível desofisticação da instrumentação e dos equipamentos utilizados.

A idéia deste artigo é apresentar um conjunto de experimentos que proporcionem aoaluno a produção de conhecimento dentro da mecânica dos fluidos, fazendo com que elese familiarize com o laboratório e a sua instrumentação, bem como passe a observar e


identificar mais facilmente a maioria desses fenômenos, sempre presentes no seu dia adia.

A primeira experiência proposta visa apresentar ao aluno uma instrumentação bastantecomum, simples, barata e fácil de construir. Entre as atividades do aluno, estão a medidade vazão do fluido no interior da seção de testes do túnel de vento, utilizando um tubode Pitot; instrumento este utilizado para medir diferenciais de pressão. O tubo de Pitotpossibilita a obtenção indireta de velocidades médias sem muita precisão, mas permiteuma estimativa razoável da vazão. Com a simples utilização deste instrumento, o alunomanipula dados que envolvem definições de pressões estática e dinâmica, requerendouma análise das relações envolvidas entre elas. O aluno é levado a se familiarizar com aequação de Bernoulli e interpretará cada um de seus termos.

Ainda no mesmo nível de dificuldade, a outra experiência proposta deste primeiro grupovisa, com os mesmos instrumentos utilizados no primeiro experimento, constatar aexistência de uma região onde há perda de quantidade de movimento atrás de um corpoimerso em fluido. Para tanto, o aluno deverá quantificar a força de arrasto que um fluidoexerce em um corpo ao escoar ao seu redor. A teoria envolvida neste experimento ébastante extensa, e caberá ao aluno complementar seu aprendizado através do exercíciode observação de fenômenos e análise dos resultados de velocidade obtidos com o tubode Pitot. Da mesma forma feita anteriormente, entre as atividades do aluno está amedição da distribuição do campo de pressões ao redor do corpo fixado no centro daseção de testes do túnel de vento e, através de uma simples integração da quantidade demovimento, quantificar e analisar uma perda de energia do escoamento, que resultará naforça de arrasto que o fluido exerce sobre esse corpo. Alguns conceitos envolvidos aquinão são diretamente observados, e é fundamental que o aluno proponha soluções para otratamento dos dados.

Em experimentos mais avançados, os escoamentos turbulentos serão abordados.Atividades materiais e intelectuais estarão envolvidas no processo de produção deconhecimento nesta etapa. Entre elas, estão a análise das equações promediadas deReynolds, a identificação e familiarização com as características da turbulência dealeatoricidade no tempo e no espaço e riqueza de escalas. Comparações com oescoamentos laminares também poderão ser efetuadas para exercitar ainda mais asdiferenças mostradas por Reynolds para estes dois regimes de escoamentos. Em umconjunto de experimentos sugere-se a investigação da camada limite, através daobtenção de perfis de velocidade média e de intensidade turbulenta. Nesse caso, ainstrumentação será mais sofisticada utilizando-se a anemometria de fio quente, atécnica historicamente mais adotada para os estudos da turbulência (Hinze(1975)).

Com a instrumentação adotada neste último experimento, propõe-se uma nova prática,que consiste no cálculo do arrasto ao redor de um corpo rombudo via balanço integralda quantidade de movimento. Este experimento complementa aquele referente amedição da força de arrasto pela integração dos perfis de pressão. Os conceitos devolume de controle e de esteira são explorados aqui, e o aluno poderá corroborar osresultados das duas experiências desenvolvendo uma análise comparativa entre os doisprocedimentos. Como as duas últimas práticas sugeridas envolvem um certo grau dedificuldade com ambos, os conceitos e a instrumentação, elas formam nosso nível doisde dificuldade.

Na última prática proposta estuda-se o fenômenos de vórtices que emanam da superfíciede um cilindro para a sua esteira. Aqui, estuda-se o espectro da turbulência e o processode geração de vórtices normalmente denominado de ``ruas de von Kármán''. Do


espectro obtido pode-se observar a existência de grandes escalas a um certo número deonda e a curva de transferência da energia cinética turbulenta caracterizada porKolmogorov (Hinze, 1975).

Este experimento constitui-se no nível três de problemas propostos e abrange umagrande quantidade de conceitos, proporcionando ao aluno, ou mesmo ao pesquisador,investigar fenômenos da mecânica dos fluidos que representam hoje o estado da arte emturbulência.

3. DESCRIÇÃO DO APARATO EXPERIMENTAL

Para a concretização dos experimentos utilizaremos um túnel de vento esquematizadona Figura 1. A velocidade média máxima alcançada na sua seção de trabalho é de 18m/s(65Km/h) e a intensidade turbulenta é extremamente baixa, alcançando valores daordem de 0,17% com relação à velocidade média, o que significa dizer que a presençade turbilhões e zonas de circulação no interior da seção de testes é praticamente nula.Esse túnel de vento é composto basicamente por sete partes distintas, como pode serobservado na Figura 1.

A geração do escoamento faz-se por uma seção ventiladora, identificada pelo número 1na Figura 1. Esta seção está equipada com um conversor de freqüência que possibilita avariação da velocidade do escoamento. Antes de atingir a seção de estabilização, oescoamento atravessa um difusor(2), três telas (*) e uma colmeia (3), na qual asirregularidades espaciais do perfil de velocidades são atenuadas, reduzindo a escala dosturbilhões e a intensidade turbulenta. Nesta fase, o escoamento encontra-se pronto paraser conduzido da seção de contração (5), e finalmente à seção de trabalho(6). Umadescrição completa do túnel utilizado pode ser obtida em Branco(1997).

Acessórios importantes para a utilização do túnel são: um posicionador de sensoresautomático cartesiano com dois graus de liberdade e um conjunto mínimo de sistemasde instrumentação.Como conjunto mínimo básico de instrumentação sugerimos:

1) um tubo de Pitot,2) um manômetro multi-tubo inclinado,3) um anemômetro de fio quente de um canal,4) um osciloscópio.

Uma descrição sobre a técnica de anemometria de fio quente com especial ênfase naaquisição e no tratamento de dados pode ser obtida em Crespo(1997).


4. DESCRIÇÃO DOS EXPERIMENTOS

Os experimentos serão descritos a seguir de acordo com seu pretenso grau decomplexidade.

4.1 Medida de velocidade e vazão

Para se medir a velocidade do escoamento de um fluido, podemos utilizar diferentesmétodos, combinando diversos tipos de instrumentos (veja, por exemplo Fox eMcDonald(1995)). Os instrumentos mais simples para a obtenção direta da velocidadedo fluido que podemos citar são o tubo de Pitot, os anemômetros rotativos e osmedidores de corrente.

O objetivo deste experimento é fazer com que o aluno produza o conhecimentorelacionado com os conceitos encontrados na teoria e se familiarize com as atividadespráticas de laboratório, efetuando medidas de velocidade e calculando a vazão doescoamento na seção de trabalho do túnel de vento. O contato e manuseio dosinstrumentos de medição, tais como o tubo de Pitot e o manômetro multi-tubo,possibilita a mais rápida e fácil compreensão dos fenômenos físicos por parte do aluno.

O experimento consiste em instalar um tubo de Pitot no centro da seção de testes dotúnel de vento. Este tubo deverá estar ligado a um manômetro em U, o manômetromulti-tubo recomendado. A partir de variações na cota do tubo de Pitot medidas locaisde pressão são realizadas as quais deverão posteriormente ser convertidas emvelocidade. A conversão se dará através da equação de Bernoulli.

A partir de uma integração simples o aluno deverá calcular a vazão do escoamento naseção transversal. A Figura 2 apresenta um perfil típico de velocidade obtido. Para umtúnel com seção transversal de 30 cm por 30 cm, a vazão obtida é, portanto, 1,041m≥/s.

4.2 Medida da força de arrasto sobre um corpo

Nesta experiência, o propósito é fazer com que o aluno reflita sobre a existência de umaregião onde haja perda de quantidade de movimento através da determinação da força


de arrasto que o ar exerce sobre um corpo colocado em um túnel de vento. A força queo fluido exerce sobre um corpo é causada por forças viscosas e de pressão. A partir daanálise dimensional, o aluno deverá intuir que esta força de arrasto varia com aspropriedades do fluido, do escoamento e da geometria do problema. A seguir, através doteorema dos Pi de Vauchy-Buckingham (Carneiro, 1993) ele deverá construir umarelação funcional para o arrasto como função do número de Reynolds, Re. Aobservação, por exemplo, do gráfico do coeficiente de arrasto em função do número deRe para um cilindro circular (White, 1986) mostra que para baixos números de Re oarrasto possui comportamento diretamente proporcional à velocidade, enquanto paraaltos números de Re, este comportamento varia com o quadrado da velocidade.

Considerando os casos particulares de uma placa plana alinhada com o escoamento e deuma placa plana transversal ao escoamento, o aluno deverá analisar de modo isolado osefeitos do arrasto provocado pelo atrito superficial e pela esteira formada. A conclusãodeverá ser a de que no primeiro caso apenas as forças viscosas são importantes,enquanto no segundo caso, as forças de pressão dominam o problema.

No experimento proposto, o aluno deverá construir um cilindro retangular côo, sobre asuperfície no qual serão colocadas tomadas de pressão estática. Sugere-se a colocaçãode, pelo menos, seis pontos de tomada de pressão em cada face do cilindro. O cilindrodeverá ser imerso no escoamento e suas tomadas de pressão realizadas por ummanômetro inclinado de tubo em U, o manômetro multi-tubo. No presente experimentofoi utilizado um cilindro com seção transversal de dimensões 2,5 x 5,0 x 2,5 x 5,0 cm.

Em uma folha de dados, o aluno deverá esboçar o gráfico da distribuição de pressão.Então, a partir das observações feitas anteriormente para os dois casos da placa plana, oaluno deverá concluir que a maior contribuição do arrasto, no caso do cilindro, é devidoa presença de uma esteira. Portanto, uma integração direta da pressão fornecerá com umbom grau de precisão a força resultante sobre o corpo.

A geometria do escoamento e a distribuição de pressão obtida são mostrados na Figura3. A força resultante calculada foi de 0,571 N; o Cd obtido foi de 1,5.

4.3 Perfil de Camada Limite

O objetivo primordial dessa seção é familiarizar o aluno com alguns conceitos básicosde camada limite e de turbulência (Schlichting, 1979). Outro objetivo deste experimentoé apresentar ao aluno uma técnica de medição mais sofisticada, que é a anemometria defio quente (Bruun, 1995). Aliada à utilização deste instrumento, o aluno poderá elucidarfenômenos de escoamento de camada limite turbulenta, verificando parâmetros


importantes como o perfil logarítmico da região completamente turbulenta, a influênciada rugosidade da superfície na espessura da camada limite e no nível de turbulência,bem como a dissipação da turbulência com o desenvolvimento do escoamento.

No tratamento dos dados, é interessante notar a possibilidade de se obter o atrito naparede através da inclinação da reta que define a região logarítmica. Fenômenos como ode não-deslizamento, que deve ser constatado exclusivamente por via experimental,poderão ser observados.

O experimento consiste em instalar um sensor de fio quente que relaciona a velocidadedo fluido à variação de tensão. Com auxílio de um posicionador de sensores, o alunoobtém o perfil de uma seção normal da superfície do túnel de vento. Preferencialmenteo sensor deverá ser deslocado por um instrumento com precisão mínima de ummilímetro. Com um anemômetro de fio quente, medições de perfil médio de velocidadee de intensidade turbulenta devem ser realizadas a intervalos de um milímetro tomadosa partir da parede. Medições de vários perfis devem ser efetuadas em posiçõeslongitudinais diferentes.

As medidas deverão ser realizadas até que a velocidades atinja um padrão uniforme,praticamente constante, caracterizando deste modo o término da camada limite. Com osdados obtidos e apresentados graficamente numa forma linear, o aluno poderá verificarque: i) na parede a velocidade tende para o valor zero, ii) a espessura da camada limitevaria ao longo da direção x segundo a potência 0,8 de x, iii) a intensidade turbulentapassa por um máximo próximo à parede.

A seguir o aluno deverá apresentar novamente os resultados em um gráfico mono-log.Aparecerão então uma região linear onde vale a lei da parede (Schlichting, 1979) e umaregião tipo cossenoidal onde vale a lei da esteira de Coles (Hinze, 1975). Da lei daparede, o aluno poderá calcular o atrito na parede (Schlichting, 1979).

Como experimento complementar, a prática descrita acima poderá ser repetida para umescoamento que se desenvolve sobre uma superfície rugosa. Neste caso, o aluno deveráespecializar a equação acima do atrito na parede para este caso. O resultado dasmedições para a camada limite é apresentado na Figura 4. Para uma velocidade de 6 m/sobtivemos um valor típico de δ= 2cm. O valor do atrito na parede foi estimado em Cf/2= 0,0092.


4.4 Medida de força de arrasto sobre um corpo via balanço da quantidade demovimento

O objetivo deste experimento é a medição da força de arrasto sobre um corpo. Osconceitos abordados aqui concentram-se na utilização da equação da conservação daquantidade de movimento na forma integral (Fox e McDonald(1995),Schlichting(1979)).

Após colocar o mesmo cilindro retangular utilizado na experiência 2 no interior do túnelde vento, o aluno deverá obter perfis de velocidade média do escoamento em duasestações: a montante e a jusante do corpo. Estas estações comporão as faces anterior eposterior do volume de controle considerado. No presente trabalho, utilizaremos um

anemômetro de fio quente para levantar o perfil de velocidade na esteira. Com relaçãoao tratamento dos dados, o método utilizado consiste no balanço integral da quantidadede movimento. Os perfis de velocidade obtidos serão, então, integrados num domíniodiscretizado ao redor do corpo, num volume de controle cuidadosamente escolhido.

Estes resultados fornecem os valores de quantidade de movimento, força de arrasto ecoeficiente de arrasto, os quais podem ser comparados com os valores obtidos naexperiência proposta anteriormente. Os perfis de velocidade medidos são mostrados naFigura 5. O arrasto calculado foi de 0,546 N, o Cd foi de 1,56. Compare os valores aquiobtidos com aqueles da Figura 3.

4.5 Geração de vórtices ao redor de um corpo

O fenômeno descrito pelas instabilidades que se desenvolvem na região da esteiraformada por um corpo será estudado neste experimento. O padrão do escoamento naregião estudada consiste de fluidos em alta rotação, com alta voracidade local.

Para a realização do experimentos, coloca-se um cilindro com 2,2 cm de diâmetro nointerior do túnel. A seguir, com o anemômetro de fio quente, e a uma distância de 3,5vezes o diâmetro do cilindro, percorre-se transversalmente toda a região da esteira comintervalos de 1 mm. As medidas devem ser tomadas a uma certa distância do cilindropara fugir da zona de recirculação, situando-se em uma região de intensidade turbulentainferior a 30\%. Durante o percurso, valores de velocidade média e de intensidadeturbulenta deverão ser coletados. Deve-se durante todo o experimento observar o sinalanalógico do fio quente no osciloscópio.

Com as medições efetuadas, o aluno deve preparar gráficos em escalas lineares davelocidade e da intensidade turbulenta. Nestes gráficos fica clara a estrutura da esteira,


com ênfase especial para os picos de intensidade turbulenta. A freqüência da geração devórtices pode ser observada diretamente na tela do osciloscópio. Os perfis de velocidadee de intensidade turbulenta medidos são mostrados na Figura 6.

Através da análise espectral do sinal, o aluno pode construir um gráfico bilogarítmico daenergia espectral da turbulência versus a freqüência. A Figura 6 ilustra o sinal tomadoem três posições transversais distintas. Na linha de simetria imediatamente atrás docilindro (y/r=0) aparecem dois picos grandes decorrentes da passagem das maioresescalas. A medida que a distância aumenta, o sinal fica mais limpo. Em y/r=8, apareceapenas um grande pico localizado aproximadamente em 70 Hz. Com a velocidade doescoamento, e o diâmetro do cilindro, pode-se então calcular o tamanho típico dasgrandes escalas e o número de Strouhal, aqui avaliado em 0,2. Este número indica otempo característico da convecção com relação ao período de passagem das grandesescalas. A lei da potência de Kolmogorov, a lei de potência de -5/3, para o espectro detransferência da energia turbulenta também pode ser observada nesse experimento.

5. CONCLUSÃO

No início do trabalho colocou-se como objetivo a concepção de experimentos simples ebaratos que proporcionassem aos alunos a oportunidade de apropriar-se de conceitosimportantes em mecânica dos fluidos. No conjunto de experimentos aqui proposto,


tocou-se em conceitos relativos à medidas de velocidade e vazão, de pressão, de camadalimite, de força de arrasto, de intensidade turbulenta e de frequência de geração devórtices. Além disso, fenômenos clássicos como os de camada limite, esteira ao redor deum corpo, princípio de conservação da quantidade de movimento na forma integral, asforças provocadas pelo atrito superficial e pelas forças de pressão, enfim, muitos dosefeitos viscosos e de pressão que atuam sobre um corpo imerso em um fluido foramexperimentados, levando o aluno à constituir um entendimento do fenômeno.

Os experimentos podem ser realizados com um nível bastante baixo de investimentos,requerendo para sua execução de instrumentação relativamente simples; além disso, elespodem ser ministrados para alunos de graduação e de pós-graduação, constituindo-senum núcleo básico de conhecimentos específicos a serem adquiridos.

Na realidade, os experimentos aqui propostos vem sendo realizados de forma rotineirana Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (EE/UFRJ) e noInstituto de Pesquisas Alberto Luís Coimbra (COPPE/UFRJ), possuindo grande apeloentre os alunos. Os cursos que abordam aspectos experimentais são populares e atendemuma demanda altamente reprimida.

Agradecimentos. Durante a execução deste trabalho, os autores tiveram o privilégio decontar com os ensinamentos dos Profs. Maria Helena Silveira e Atila P. Silva Freire.NAB agradece o CNPq pela concessão de uma bolsa de estudos durante a execuçãodeste trabalho.

6. REFERÊNCIAS

[1] Branco, N. A., O Projeto de um Túnel de Vento de Baixa Velocidade e Baixa IntensidadeTurbulenta, Projeto de Final de Curso, Escola de Engenharia da UFRJ, 1997.[2] Bruun, H. H., Hot-wire Anemometry, Oxford Universy Press, 1995.[3] Carneiro, F. L., Análise Dimensional e Teoria da Semelhança e dos Modelos Físicos,Editora da UFRJ, Rio de Janeiro, 1993.[4] Crespo, L. C., Programa de aquisição e tratamento de dados para o cálculo da intensidadeturbulenta em um túnel de vento, Projeto de Final de Curso, Escola de Engenharia da UFRJ,1997.[5] Fox, R. W. e McDonald, A. T., Introdução à Mecânica dos Fluidos, LTC, 4ª Ed., 1995.[6] Hinze, J. O., Turbulence, McGraw Hill, 1975.[7] Schlichting, H., Boundary Layer Theory, McGraw Hill, 1979.[8] White, F., Fluid Mechanics, McGraw Hill, 1986.


Novas Tecnologias e Métodos Medievais:Como resgatar o debate para a sala de aula?

Protásio Dutra Martins2

Claudio Freitas Neves3

Carmen Lúcia L. Maidantchik2

Introdução

No momento em que se valoriza a produção acadêmica dos professores universitários,quando os parâmetros de avaliação da qualidade dos cursos privilegiam os trabalhospublicados (às vezes em periódicos internacionais que as próprias universidades nãotêm recursos para assinar …), quando as próprias universidades e o ensino superiorcomo um todo estão sendo questionados e debatidos pela sociedade, parecia oportunofazer uma viagem ao passado, mais precisamente à Idade Média, quando a instituiçãoUniversidade estava em sua infância. Semelhante a uma pesquisa psicológica sobre oinconsciente coletivo institucional, talvez viéssemos a descobrir as raízes de supostosproblemas ou então isolar as qualidades que garantiram a sobrevivência desta instituiçãopor mais de 800 anos.

Voltando ao século XIII, uma das figuras que mais se destacaram na época foi S.Tomásde Aquino. Nascido em 1225, ingressa para a Ordem dos Pregadores de S.Domingos em1244 e faz seus estudos teológicos em Colônia entre 1248 e 1252. Em 1252, aos 27anos, ele começa a lecionar na Universidade de Paris como bacharel. Nesta época, osmestres seculares – o título máximo então era o de Magister – contestam o direito dosreligiosos ensinarem nas universidades, travando-se a disputa através de panfletos,alguns dirigidos especificamente a Tomás como De novissimorum temporum periculis.Em 1256 obtém a licença de teologia e passa a ensinar como mestre. Sua obra écomposta por 54 trabalhos, publicados entre 1254 e 1273, incluindo comentários,artigos isolados e compêndios (RASSAM, 1969).

Naquele episódio percebe-se que a discussão sobre a qualificação de quem pode ensinarna universidade não é assunto contemporâneo. Se nos transferirmos para o ambienteeminentemente religioso da época, de um lado colocava-se o ensino de Teologia, comoatividade mais elevada e exigindo maior preparação, e de outro lado colocava-se oensino das Artes. No primeiro caso, para o indivíduo atingir a posição de mestre,deveria apresentar três bacharelados e depois submeter-se a um debate (disputatio)solene. No segundo caso, havia apenas um bacharelado.

Quanto à produção científica de S.Tomás de Aquino, considerando as condições sociais,técnicas e filosóficas da época, assim como as dificuldades para redação, reprodução edivulgação de textos, ela impressiona pela sua extensão. Mesmo se ele fosse avaliado deacordo com os critérios atuais da CAPES, ainda assim sua produção científica seriaconsiderada excelente.

Este fato serviu de pretexto para olhar numa outra direção: o que motiva um professor aproduzir artigos e livros? Isto é uma característica pessoal ou fruto de uma cultura(portanto fenômeno coletivo)? Qual o papel dos estudantes neste processo? A produção

2 Depto.Eng.Naval EE-UFRJ/COPPE-Oceânica3 COPPE-Oceânica-UFRJ


científica é um fim em si mesmo ou é simples sub-produto de um processo intelectualmais profundo?

O Ensino na Idade Média e na escola contemporânea

O primeiro passo desta reflexão iniciou-se com a comparação entre os sistemaspedagógicos na Idade Média e na universidade contemporânea (tomando como exemploo ensino de graduação e de pós-graduação nas engenharias naval e hidráulica costeira).

A estrutura didática na Idade Média fundamentava-se em duas dinâmicas: a lectio (ouexposição) e a disputatio (ou debate) (BOEHNER e GILSON, 1996).

No primeiro caso (lectio), o mestre lia, apresentava ou explicava um determinadoassunto, as questões eram então formuladas, comentários eram redigidos. Ou seja,existia a mesma dinâmica das aulas atuais, onde o professor expõe as lições para que osalunos estudem e ele redige apostilas (que eventualmente são transformados em livros).A dinâmica ensino-aprendizagem é construída sobre uma relação bipolar professor-aluno, no qual o conhecimento é retido pelo professor e o aluno deve obter (ereproduzir) este mesmo conhecimento. Nesta relação, é indiferente o estágio deconhecimento em que o aluno se encontra e, para o professor, é preferível admitir que oaluno seja completamente ignorante sobre o assunto da aula.

No segundo caso (disputatio), o debate era desenvolvido em torno de uma afirmativa ouquestão e conduzido por um ou mais mestres; as posições a favor ou contrárias àafirmativa eram discutidas e colecionadas, no final, por um um dos mestres quedeterminava a solução. Havia vários níveis de debates, alguns realizados regularmente acada quinze dias, ou em épocas festivas religiosas (Páscoa, Natal). Ao curso destemétodo, os alunos e os mestres exercitavam o raciocínio lógico, bem como sua própriacriatividade e capacidade de reunir conhecimentos diversos para a argumentação. Estadimensão educacional foi eliminada do ensino de graduação e apenas sobrevive demodo frágil na pós-graduação como as defesas de tese e, eventualmente, exames dequalificação de doutorado. A dinâmica ensino-aprendizagem passa a ser sobre umarelação multipolar e o conhecimento novo é atingido ou construído sobre a base deconhecimento dos participantes do debate.

A participação nos debates solenes era obrigatória para a formação de mestre e amanutenção desta posição dependia do desempenho das pessoas nesses torneiosintelectuais. A partir dos debates, eram redigidas obras que congregavam odesenvolvimento lógico das questões (Summa) colocadas ao longo.

Alguns séculos ainda iriam se passar antes que fosse aceito que o conhecimento poderiatambém ser atingido por via empírica; as aulas experimentais assumem gradativamentea partir do século XIX um papel preponderante na formação profissional de nívelsuperior. Contudo, o nível de exigência criativa dos alunos vem diminuindo e, nos diasde hoje, esta técnica didática assume características predominantes de treinamento, emvez de serem meios de instigar a curiosidade intelectual dos alunos ou oportunidadespara o trabalho em equipe.

Finalmente, na segunda metade do século XX, com o advento dos métodos numéricoscomo ferramentas de investigação, novas técnicas educacionais passam a sernecessárias. Apresentados às vezes como panacéia capaz de resolver (milagrosamente)os problemas, os modelos numéricos substituem a experimentação, encobrem oconhecimento que está embutido na formulação teórica e conceitual e, em geral, não são


usados em toda sua potencialidade como ferramentas para estudos de cenários(exatamente o que os torna atraentes) e desenvolvimento de capacidade de análise ecrítica pelos alunos. O conhecimento desloca-se então do professor para o modelo e arelação de aprendizagem passa a ser aluno-máquina.

O Quadro 1 resume estes diferentes aspectos de abordagem educacional, abstraindo-sedos objetos de estudo (filosofia e engenharia) de cada época (medieval econtemporânea), exceto pelo fato de que ambas disciplinas envolvem o raciocíniológico dedutivo. A pergunta que se coloca então é: como as novas tecnologias serãoincorporadas a um processo educacional, cujo objetivo principal continua sendo aaprendizagem do aluno e a geração do conhecimento?.

Quadro 1: Resumo comparativo das técnicas educacionais.

Atividade Idade Média IdadeContemporânea

Comentários

Lectio Sim Sim ensino centradono professor

Disputatio Sim Não raciocínio lógico, participa-ção ativa de aluno e professor

Empiricismo Não Sim î raciocínio prático,treinamento do aluno,

orientação do professor

ModelagemNumérica

Não Sim ì raciocínio analítico,treinamento do aluno

Obs: Os símbolos ì e î indicam tendências de uso crescente ou decrescente.

A Tecnologia da Informação e o Debate Acadêmico

Um dos fatores a promover o distanciamento do debate das salas de aula no passadorelativamente recente foi o aumento sensível do volume de informações técnicasincorporadas às diversas áreas do conhecimento, reconhecidas como avançostecnológicos necessários de serem transmitidos aos alunos. Não só o tempo de aula setornou mais congestionado, mas também a variedade de módulos novos incorporadosaos currículos tornaram-se em impeditivos do exercício da argumentação como méritocultivado no processo ensino-aprendizagem. Paradoxalmente os avanços na área dainformática passam agora a oferecer um horizonte favorável à recuperação dessesvalores acadêmicos esquecidos.

Sob a designação “Computer Supported Co-operative Work -- CSCW” alguns projetosde pesquisa marcaram a busca da facilitação do trabalho assíncrono de gruposconectados em rede de computadores. Abrangendo desde a coordenação da interaçãoentre os membros, até a disponibilização de repositórios com as informações deinteresse comum aos grupos de trabalho, estes sistemas têm sido objetos de


desenvolvimento especialmente na área de Negócios (KUNZ, W.; RITTEL, H.,1970;CSCW’94).

O repositório organizado das informações de trabalho da equipe representaessencialmente a memória comum do grupo, à qual os membros podem recorrer paraconsolidar posições, referenciar decisões anteriores e retomar pontos em aberto. Acoordenação das atividades da equipe passa por estabelecer ações possíveis e controlarconsistentemente o fluxo de ações esperadas dos membros, em acordo com a sua funçãona equipe. Esta última função compreende o reconhecimento de um código deatividades, de uma hierarquia de funções e de agendas cronológicas estabelecendo adinâmica; a implementação do sistema computacional de apoio exigirá outros níveis decontrole e coordenação do fluxo de dados no sistema; protocolos e padrões.

No ambiente do ensino acadêmico as pesquisas têm determinado caminhosexploratórios para as tecnologias da informação (redes e informática) de modo aevidenciar a discussão técnico-científica como o alicerce vital da aprendizagem e daconsolidação de negociações (ARAVENA,1998). Neste campo as interações entre osindivíduos pressupõe um nível aberto de cooperação predominantemente igualitária,onde a contribuição e competência de cada membro é vista como pertinente epotencialmente positiva e sua interferência no andamento do processo é tomada porconsenso. Assim é na pesquisa cooperativa e na ação cooperativa visando metasestabelecidas. Neste contexto, a coordenação de ações, o controle automatizado e amonitoração do grupo, têm importância secundária em relação à troca franca dasinformações a partir dos diversos ângulos técnicos sobre o tema comum de interessecoletivo. Os elementos essenciais de controle podem ser tratados de forma tácita,deixando à estruturação do repositório a maior contribuição a ser oferecida através dossistemas informatizados. Observe-se aqui uma dinâmica análoga àquela adotada nodisputatio medieval.

Por meio de um convênio entre a UFRJ e a IBM, o Lotus Notes passou a serdisponibilizado para os projetos da área de Engenharia, vinculados ao Projeto Reenge-UFRJ (MARTINS P. D,1996). Este sistema se propõe a oferecer meios para aadministração das informações de grupos de trabalho, organizadas em bancos de dadosnão-refereciais associados às atividades do grupo e disponibilizadas aos usuários comprivilégios diferenciados de uso, em acordo com a idealização funcional da equipe. Naárea da Engenharia Naval a plataforma Lotus Notes foi utilizada para a estruturação eregistro da discussão de negociação no processo de projeto de embarcações planadoras,constituindo esta a primeira investida do Programa de Engenharia Oceânica da COPPE,no âmbito da pesquisa de doutorado em Metodologias de Projeto do Navio(ARAVENA,1998). A partir desta experiência o Notes passou a ser planejado comouma ferramenta de apoio ao ensino de projeto, tendo em vista sua potencialidade comofonte consistente para as informações do processo decisório de projeto, a partir da qual aconsulta ao histórico registrado no Banco de Dados do projeto, pudesse servir comoapoio ao aprendizado da disciplina (MARTINS P.D., ARAVENA REYES,J.A.,1998).

A experiência com o Notes permitiu também instalar um projeto para o estímulo àdiscussão técnico-científica na área de ensino de mestrado , em que se instalou umfórum estruturado para a participação coletiva dos alunos do curso Dinâmica deEscoamentos Geofísicos, pautada por desafios propostos na disciplina. Caberia aosalunos então argumentar a favor ou contra uma afirmativa inicial, buscar e comentarreferências bibliográficas, identificar sites na Web que fossem pertinentes ao assunto.Caberia ao professor responder algumas questões, corrigir o rumo das discussões sefosse necessário e sugerir outras perguntas. Ao final de um período estabelecido os


alunos deveriam redigir um resumo, que por sua vez dava origem a outro ciclo dedebates, desta vez envolvendo alunos mais avançados, professores ou mesmo ex-alunosda COPPE. A avaliação dos alunos era feita pela pertinência técnica da contribuição,interesse que trazia para a discussão e assiduidade no fórum.

A Tecnologia Lotus Notes

O Lotus Notes é um gerenciador de informações para grupos de trabalho que nãonecessariamente se encontram em uma mesma localização. Através do Notes, um grupode profissionais pode compartilhar informações através da rede de computadores, emqualquer parte do mundo. O principal objetivo do Notes é apoiar as atividades de coleta,organização e compartilhamento de dados.

Todas as informações que o Notes manipula são armazenadas em bases de dados,localizadas em uma ou mais servidoras Notes do sistema ao qual um usuário faz parte.Os usuários só têm acesso às servidoras e suas respectivas bases de dados em quepossuem autorização. O Notes permite uma estruturação do trabalho através dadefinição de pastas de trabalho, às quais são associadas as bases de dados. Portanto, aoabrir uma pasta de trabalho, o usuário pode acessar diferentes bases de dados. As basesde dados podem ter diferentes características e, portanto, o Notes oferece diversostemplates para facilitar a sua criação. Alguns exemplos são apresentados a seguir:• Base de Dados de Discussões: utilizada por um grupo de trabalho para compartilhar suas idéias e

opiniões. Um usuário pode navegar através dos tópicos da discussão, responder à contribuição dosoutros colegas e propor novos tópicos a serem discutidos. O histórico da discussão é preservado nabase de dados.

• Base de Dados “Server Web Navigator”: oferece um fácil acesso às informações do World WideWeb através do servidor Notes conectado à Internet (InterNotes). Esta base de dados atua tanto comoum repositório para documentos resgatados através da Internet, como uma “porta” de entrada paraexplorar a Internet.

• Base de Dados de Referências Bibliográficas: armazena referências a documentos para seremacessados por um grupo de trabalho. Permite a criação de um índice para facilitar a busca a umadeterminada informação.

• Base de Dados de Base de Dados: armazena informações sobre as bases de dados de um servidorNotes, permitindo que um usuário identifique uma base de dados do seu interesse e peça aoadministrador da base de dados permissão de acesso.

• Base de Dados de Mensagens Eletrônicas: permite o envio e o recebimento de mensagenseletrônicas através do Notes. Também incorpora mecanismos de agenda e cronograma, facilitando agerência do tempo de trabalho, o agendamento de reuniões e a delegação de trabalho.

Cada base de dados é associada a um ícone que informa o seu nome, o número dearquivos ainda não lidos e a descrição do servidor onde ela se encontra. Ao abrir umabase de dados, o usuário tem acesso a informações dos documentos que a base possui e,ao abrir o documento, o usuário tem acesso ao seu conteúdo.

A entrada de informações, ou seja, a criação de novos documentos em uma base dedados, é realizada através de três tipos de formulários: principal (corresponde àsinformações de primeiro nível), resposta e resposta a resposta. O Notes oferece umrecurso, denominado Doclink, que permite conectar documentos, ou seja, dentro de umdocumento pode-se fazer uma referência a outro documento, não necessariamentelocalizado na mesma base de dados. O Notes também permite importar e exportararquivos na composição de documentos.

O Notes oferece dois importantes mecanismos: gerência da concorrência, que permiteque vários usuários trabalhem com uma mesma base de dados, lendo, criando ealterando documentos; e contole de acesso, que garante a segurança dos dados no Notes


ao determinar o nível de acesso (leitor, autor, editor, gerente, etc.) que cada usuário temem relação às bases de dados.

Lotus Domino Server

O Lotus Domino Server corresponde a um servidor Web que reúne diversas ferramentasde apoio ao desenvolvimento de aplicações Web para publicar, de forma segura einterativa, as diversas informações, geradas por vários autores de uma organização.Portanto, o Domino estende a funcionalidade do Notes ao disponibilizar as aplicaçõesna Internet ou em uma Intranet..

A Experiência de Ensino com o Notes

Dois projetos acadêmicos foram desenvolvidos no Programa de Engenharia Oceânica daCOPPE (pós-graduação) e no Departamento de Engenharia Naval da Escola deEngenharia (graduação), ambos na UFRJ: um associado à Disciplina de Dinâmica deEscoamentos Geofísicos e outro à disciplina Metodologia de Projeto, respectivamente.

O Grupo de Discussão em Dinâmica de Escoamentos Geofísicos (DEG)

O fórum DEG é composto pelos seguintes ítens:• discussão, que contém os tópicos (perguntas, comentários, tarefas, respostas e respostas a respostas)

das discussões eletrônicas;• resumos, redigidos pelos integrantes da equipe de trabalho;• referências bibliográficas, que reúnem os títulos de livros, periódicos e diversas publicações que

serviram de referência aos tópicos discutidos pelo grupo, incluindo comentários pertinentes;• enlaces hipertextuais a informações na Internet, obtidos ao longo da discussão.

Ao acessar as discussões, o usuário do DEG visualiza diferentes ícones que permitem:criar uma nova questão à discussão, inserir um resumo, enviar mensagens ao suportetécnico, acessar resumos, enlaces e referências já cadastrados e voltar à páginaprincipal.


Figura 1: Tópicos das Discussões do Fórum DEG.

A idéia do Grupo de Discussão surgiu como tentativa para reabilitar, em sala de aula, adimensão perdida do debate e da produção coletiva do conhecimento. Exemplos deperguntas que iniciaram os debates são: “Como se pode realizar uma experiência quecomprove, com segurança, que a Terra gira em torno de seu eixo?” ou “Por queaparentemente, na Natureza, a energia transfere-se das menores freqüências para asmaiores freqüências?”.

As dificuldades para implantação deste sistema transcendiam as dificuldades que podemser classificadas como “rotineiras” na UFRJ:

q dificuldade de acesso;

q falta de ambiente adequado para o trabalho intelectual;

q incompatibilidade de horários entre os alunos.

Estas “dificuldades” sinalizavam exatamente para uma solução tecnológica quepermitisse a participação assíncrona como o Notes. Outra categoria de dificuldades,mais sutil, se apresentava:

q falta do hábito de exposição oral ou escrita;

q falta da disciplina de ouvir o colega;

q falta de motivação ou iniciativa para buscar uma informação nova;

q falta de auto-estima do aluno ou excesso de timidez;

q falta de preparo do professor como facilitador de um debate;

q falta de habilidade do professor para motivar o aluno.

Estas “dificuldades” sinalizavam para uma abordagem diferente em relação ao processoeducacional, que valorizasse o debate e o desenvolvimento de atitudes, posturas evalores compatíveis com o que se espera da formação universitária.


Metodologia de Projeto

No contexto da Engenharia Naval foi desenvolvido um protótipo de ferramenta de apoioao Projeto do Navio em que se objetivava tratar do projeto de uma embarcaçãoplanadora (lancha), com uma equipe de três especialistas e um projetista coordenador daequipe.

Levando-se em conta a evolução tecnológica na área da comunicação e informática emgeral (redes computacionais, multi-meios, etc.) e ainda que os objetos de engenharia dofuturo tendem a crescer em sua complexidade tecnológica, nas diversas áreas, estaexperiência inaugurou o desenvolvimento de métodos, técnicas e ferramentas adequadosà perspectiva tecnológica que envolverá um engenheiro no futuro: lidar com váriosespecialistas, trabalhar em equipe multidisciplinar e, eventualmente, coordenar as açõesda equipe na direção da solução de um problema, fazendo uso extensivo das novastecnologias (MARTINS P.D., ARAVENA REYES,J.A.,1998).

O escopo neste trabalho diz respeito ao Ensino e à Aprendizagem do engenheirando, naprespectiva de sua atuação profissional ou como membro especialista de uma equipe deprojeto, ou como projetista coordenador, responsável pelo processo de projeto. Aformação deste profissional, requer o aprendizado teórico de como se dão as relações deinfluência entre os domínios tecnológicos do objeto, e das relações de competênciaentre os profissionais responsáveis por agregar ao processo este conhecimento.Requisita o desenvolvimento de competência em representar e reconhecer arepresentação do objeto-solução, através dos diversos modelos evolutivos de projeto,além do aprendizado dos códigos contidos nos modelos de domínio tecnológicoespecíficos – sub-modelos de projeto – e das relações de dependência entre oselementos destes sub-modelos e dos demais, de modo a permitir contemplar os efeitosdas decisões de projeto.

O registro do processo documenta a geração de alternativas de solução para os diversosproblemas ao longo do processo, envolvendo essencialmente a forma do casco do navio.Aspectos estéticos e técnicos da geometria foram tratados nas argumentações, através deprogramas-ferramenta, executados dentro do próprio ambiente Notes.

O problema central do projeto da forma da lancha foi tratado coletivamente através deum processo de negociação, em que todas as argumentações pertinentes iam sendoarmazenadas no repositório do Notes/Projeto. Este histórico representa assim o materialde apoio, a ser utilizado pelos alunos da disciplina de Projeto do Navio noreconhecimento da metodologia de projeto deste tipo de embarcações. A título deilustração a figura 2 mostra a informação armazenada através da argumentação técnicado hidrodinamicista em dado momento no processo de negociação da solução.

O registro do histórico de projeto representa uma documentação formal do processo doprojeto, o qual pode ser utilizado tanto para dirimir dúvidas quanto à propriedade dedecisões, mas também possibilita uma vivência, para os estudantes da disciplina, doprocesso e do método adotado pelo projetista-coordenador, bem como das técnicasadotadas pelos especialistas, na análise do problema e na negociação com os demaismembros da equipe.


Figura 2: Quadro de decisões do Projeto de Navio

Discussão

O Notes se revelou um sistema bastante completo oferecendo diversas facilidades paraconstruir aplicações e para publicá-las na Internet. Os diversos mecanismos desegurança providos tornam entretanto o sistema substancialmente pesado no caso deinformações publicadas sem restrição de acesso. Outras aplicações na Internet, foramdesenvolvidas utilizando tecnologia alternativa ao Notes (Web /HTTP, cgiparse, etc.),para apoio a equipes de trabalho cooperativas distribuídas (MARTINS, P.D.;MAIDANTCHIK, C,1998). Através da experiência adquirida vislumbra-se umapossível integração das tecnologias, ou seja a união dos mecanismos oferecidos peloNotes e a flexibilidade das aplicações Web numa combinação que usufrua o melhor deambas tecnologias.

As experiências desenvolvidas consolidaram a visão de que o estímulo ao debate, nocaso do DEG, e a viabilização do registro das decisões coletivas, estruturadas em tornodas argumentações associadas, no caso de projetos interdisciplinares de engenharia,estabelece uma dinâmica bastante positiva nas atividades cooperativas e permiteplanejar a estruturação do repositório de informações em franca sintonia com asnecessidades acadêmicas dos projetos. Em ambas as iniciativas constrói-se um acervoque é fruto da participação coletiva de alunos de graduação e pós-graduação, cujaconsulta é didaticamente estimulada para os demais alunos dos cursos correlatos.

Se por um lado ampliou-se a efetividade do acesso ao material gerado em experiênciasacadêmicas anteriores, por outro, reincorporou-se a dinâmica do debate aberto,


academicamente balizado, às rotinas dos cursos e aulas. Isto produz uma re-alimentaçãoestimulante ao trabalho de busca da informação e de sua transformação emconhecimento consolidado pelos alunos, de forma coletivamente referenciada, bemcomo um ponto de referência na Intranet onde este material e esta dinâmica podem sercompartilhados.

A tecnologia embutida nestas plataformas computacionais (Notes e WWW) permitehoje voltar a enfocar a dinâmica do processo de ensino-aprendizagem no aluno,tornando-o mais ativo na busca e no processamento da informação para a construção doconhecimento, coletivamente referenciado. Permite também que seja instalada aperspectiva da visão interdisciplinar, através do reconhecimento das fronteiras e dainteração com especialistas técnicos nesses domínios. Esta parece ser a abordagemacertada para a formação dos recursos humanos do futuro.

O papel do “mestre” também deixa de ser o provedor e avalisador do conhecimento útil,caracterizado pelas grades curriculares densas de atividades de preleção, para se tornar ode coordenador de um processo de construção do conhecimento, que pode (e deve) serdivisado como de sustentação coletiva na turma, em que seu próprio conhecimentoespecializado estará sendo expandido. Tudo isto sem a rigidez absoluta de gradeshorárias.

Porém, talvez mais significativo em termos exclusivamente tecnológicos no panoramaatual, venha a ser a aproximação e a incorporação destas tecnologias, que hoje dominama perspectiva econômico-social que envolve o exercício profissional futuro de nossosalunos, sem o risco de transformá-las na nova referência técnico-científica essencial desua formação acadêmica.

Conclusões

Resgatam-se agora os questionamentos colocados na introdução deste trabalho. Emboranão se tenha respostas definitivas para as provocações da reflexão inicial, após aexperiência relatada algumas convicções podem ser firmadas.

A produção acadêmica docente é resultado de um esforço individual, porém motivadapor uma cultura que valoriza tal produção. A participação discente é fundamental nesteprocesso produtivo, pois ela serve ao mesmo tempo como motivação para o trabalho doprofessor e como geradora constante de um questionamento, de um novo olhar sobre oconhecimento estabelecido. Esta experiência permitiu observar que a motivação dosalunos na busca de informações e na expansão de seu conhecimento, é notória, a partirda utilização das ferramentas construídas para estímulo à discussão. Novas fontes foramencontradas e avaliações do material referenciado foram desenvolvidas.

Neste processo dinâmico, permanentemente renovado de ensino-aprendizagem-formação, o debate continua sendo a única forma válida para construir o conhecimento.Esta forma de trabalho vem desde o início da Universidade e não é uma característicamedieval: ela remonta ao início da construção do saber em todas as grandescivilizações.

A tecnologia (nas escolas) não pode eliminar este processo, sob risco dela própria seraniquilada pela falta de criatividade ou pela apatia das pessoas. Não se pode tampoucoignorar as diversas condições da vida moderna, que impõem um ritmo de vida bastantediverso daquele existente no meio universitário medieval. Por este motivo, a própria


tecnologia que modificou o estilo de vida do homem moderno, deve também resgataraquilo que é mais fundamental na vida acadêmica.

Através de um recurso tecnológico (Lotus Notes) conseguiu-se arquitetar uma situaçãoeducacional que, além de produzir conhecimento e exigir habilidades específicas dosalunos, incentivou também novas atitudes e posturas.

Finalmente, percebeu-se que a produção científica acadêmica ganha uma dimensão maisrica na geração de novo saber, quando ela é engendrada em um ambiente dinâmico detroca de conhecimentos e de oposição de visões, ao contrário de quando ela é colocadacomo um fim em si mesmo:

Referências Bibliográficas

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REENGE-UFRJ, Reenge-Oceânica, Cobenge’98,

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Manual do Lotus Notes Express, Lotus Development Corporation, Cambridge, 1993.

Lotus Domino Welcome Guide - release 4.5, Lotus Development Corporation, Cambridge, 1997.

Help On-line do Lotus Notes



IV ENCONTRO DE ESNINO DE ENGENHARIA UFRJ − UFJF

O comportamento da evasão nos cursos de graduação emengenharia da escola de minas da universidade federal de

ouro preto (1990-1994)

Adilson Pereira dos. SANTOS*

Universidade Federal de Ouro Preto − Diretoria de EnsinoRua Cláudio Manuel, 23 Ouro Preto – CEP 35.400-000 - MG – Brasil −

[email protected] PICDT/Fundação CAPES − UFOP

Resumo O trabalho discute a necessidade de investir na realização de pesquisas acerca da evasãoescolar no Ensino de Graduação. A maioria dos estudos existentes sobre a evasão escolar, dãoênfase ao Ensino Fundamental, verificando-se, assim, uma lacuna no que se refere ao seuconhecimento no ensino superior. Neste trabalho são apresentados os primeiros achados de umapesquisa que vem sendo realizada pelo autor no Programa de Pós-Graduação em Educação daUFMG, acerca da evasão nos cursos de Engenharia de Minas, Geológica, Metalúrgica e Civilda Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto.

AbstractThe work discusses the need to invest in the accomplishment of researches concerning the schoolescape in the Teaching of Graduation. Most of the existent studies on the school escape, theygive emphasis to the Fundamental Teaching, being verified, thus, a lacuna in what refers to itsknowledge in the higher education. In this presented healthy work the first discoveries of aresearch that it comes being accomplished by the author in the Program of Masters degree inEducation of UFMG, concerning the escape in the courses of Engineering of Minas, Geológica,Metalúrgica and Civil of the School of Minas of the Federal University of Ouro Preto.

Breves considerações sobre a evasão escolar

O fenômeno da evasão, que se configura como uma das formas de manifestação dofracasso escolar, é um tema já bastante explorado no campo educacional. Diversosestudos foram e vêm sendo desenvolvidos a esse respeito, entretanto, quase todosrelacionados ao ensino fundamental.

Alguns desses estudos, associam a evasão, bem como a repetência/retenção e outrasformas de manifestação do fracasso escolar, ao processo de democratização do acessonesse nível de ensino, verificado no Brasil a partir da década de sessenta, quando o paísverificou um saltou significativo de matrículas no ensino fundamental.

Ocorreu uma expressiva ampliação da oferta de vagas, dissociada da garantia de reaiscondições de permanência e sucesso a um contingente expressivo dessa clientela, sejaem decorrência de fatores econômicos-sociais, culturais, psicológicos, pedagógicosentre outros.

Diferentemente do que ocorre em relação ao ensino fundamental, o fracasso escolarrefletido pela evasão, quando relacionado ao ensino superior, só recentemente vemmerecendo atenção por parte dos estudiosos. Os estudos desenvolvidos que discutem aevasão no ensino de graduação, em proporção ao que ocorre com o ensino fundamental,ainda são insuficientes ao real dimensionamento que comporta o problema. Estes

* Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Educação da Fac. de Educação da UFMG.


estudos tenderam a se avolumar a partir das décadas de oitenta e noventa, mesmo queanteriormente a estas décadas alguns trabalhos pontuais já houvessem sidodesenvolvidos nesta perspectiva.

A produção científica que trata do tema, já pôde revelar aspectos importantes acerca daevasão no ensino superior. É possível, por exemplo, dizer que há um consenso de que ofenômeno da evasão de estudantes de graduação seja, talvez, um dos mais complexosproblemas do ensino superior, no qual estão implicados componentes de ordem sócio-econômica, pessoal e institucional.

Algumas pesquisas realizadas destacaram, entre outros aspectos, que em determinadoscursos/áreas/instituições, os percentuais de evasão são de fato, preocupantes. Járevelaram inclusive que, tal como ocorre no ensino fundamental, também no ensinosuperior, o problema da garantia de condições para permanência a uma boa parceladaqueles que ingressam neste nível de ensino se coloca presente.

As pesquisas acerca do tema indicam que a evasão se manifesta em, no mínimo, duasdimensões, por iniciativa do próprio sujeito ou decorrente de fatores institucionais −exclusão. Com relação a sua forma de manifestação, a evasão pode acontecer porcancelamento de matrícula, abandono, transferência, etc. Alguns dos trabalhosdesenvolvidos já construíram o perfil do aluno que evade, identificando suas principaiscausas; outros já localizaram os pontos de estrangulamento em que ocorre a evasão, etc.

Com base no exposto, é possível inferir que os estudos já realizados sobre a evasão noensino superior, já ofereceram uma significativa contribuição para o conhecimentoacerca deste fenômeno. Entretanto, novos trabalhos devem ser realizados, tendo emvista a sua melhor compreensão.

Na Universidade Federal de Ouro Preto − UFOP, a evasão vem sendo investigada nocontexto do seu Programa de Avaliação Institucional, integrado ao Programa deAvaliação Institucional das Universidades Brasileiras − PAIUB, através do qual variaspesquisas vêm sendo realizadas sobre os diversos indicadores de desenvolvimento doensino de graduação, tais como: taxas de matrícula, diplomação, retenção, tempo depermanência dos diplomados, qualificação docente, etc.

Com relação à evasão foram desenvolvidas três pesquisas. A primeira delas [1],realizada em 1995, fez um levantamento do número de estudantes que abandonaram oscursos da Instituição no período compreendido entre 1984 e 1993. A segunda1, realizadaem 1996 pesquisou os índices de diplomação, retenção e evasão em relação as duasgerações de estudantes ingressados em 1986. A terceira pesquisa [2], por sua vez,investigou estes mesmos indicadores para as turmas de ingressantes de a partir do 1ºsemestre de 1990 até o 2º de 1997.

Essas pesquisas realizadas na UFOP indicaram a existência de percentuais importantesde evasão em determinados cursos/áreas, sendo a situação mais aguda nos cursos deFilosofia, História e Engenharias: de Minas, Geológica, Metalúrgica e Civil.

1 Contribuição da UFOP à Pesquisa Nacional desenvolvida pela Comissão Especial para Estudos Sobre aEvasão nas Instituições Públicas de Ensino Superior.


2 .Considerações metodológicas

Neste trabalho está sendo apresentado o comportamento da evasão verificada nos cursosde Engenharia durante o período compreendido entre o 1º semestre de 1990 até osegundo de 1994. Apoiou-se na metodologia “de fluxo ou de acompanhamento deestudantes” utilizada por uma Comissão Nacional [3] que investigou a evasão em váriasInstituições Públicas de Ensino Superior Brasileiras − IPESB2.

A população atingida pela pesquisa compreendeu o conjunto dos estudantes ingressadosentre o 1º semestre de 1990 e o 2º de 1994. Nem todas as turmas estudadas já atingiramo prazo previsto para diplomação3. Eventualmente algum estudante que aparece comoretido, poderá hoje, já estar desligado da Universidade por formatura ou abandono decurso. Os cursos estudados prevêem 10 (dez) semestre para diplomação.

3. A evasão nos cursos de Engenharia da Escola de Minas da UFOP (1990 -1994)

Os percentuais de retenção, diplomação e evasão levantados nestes cursos, são bempróximos daqueles encontrados pela Comissão Especial, em seu estudo nacionalrealizado em 1996.

Tabela I − − Evasão na UFOP e na Pesquisa Nacional (Em %)PESQUISA CURSOS

Eng. Minas Eng. Geológica Eng. Metalúrgica Eng. CivilUfop 55 69 47 33

Pesquisa Nacional 54 51 50 43Fonte: Diretoria de Ensino e Pesquisa Nacional sobre a Evasão nas IPESB.* O curso de Eng. Geológica está sendo comparado aos de Geologia.

INDICE

Elementos Didáticos em Mecânica dos Fluidos ExperimentalNicolau A. Branco e Mila R. Avelino

Novas Tecnologias e Métodos Medievais: Como resgatar o debate para a sala de aula?Protásio Dutra Martins, Claudio Freitas Neves e Carmen L. L. Maidantchik 14

O Comportamento da Evasão nos Cursos de Graduação em Engenharia da Escola deMinas da Universidade Federal de Ouro Preto (1990-1994).Adilson Pereira dos. Santos

Modelos Coletivos para o Ensino de Engenharia com Auxílio das Redes deComputadoresJosé Aravena Reyes, Dsc.

2 Essa metodologia propõe acompanhar os alunos ingressantes em um curso e semestre específicos, até oprazo máximo para sua integralização curricular, conforme estabelecido por legislação própria.3 Os dados apresentados em relação as turmas de ingressantes a partir do segundo semestre de 1993 nãorepresentam a situação final do fluxo do alunado, refletem tal situação, conforme cadastro geral dosestudantes da UFOP em junho de 1998.


Reestruturaação do Ensino de Engenharia no Departamento de Mecânica Aplicada eEstruturas da Universidade Federal do Rio de JaneiroCristina Haguenauer e Sílvio Souza Lima

Práticas de Laboratório para Ensino de Resistência dos Materiais e Comportamento dasEstruturasCristina Haguenauer

Transformações no ensino de engenharia: a valorização dos aspectos pedagógicosVanderlí Fava de Oliveira e Ricardo Manfredi Naveiro

Diretrizes curriculares para a engenharia do ano 2.000Antônio Cláudio Gómez de Souza

O Perfil da Avaliação Discente na Escola de Engenharia da UFRJJorge Luiz do Nascimento e Eduardo G. Serra

Um Modelo de Laboratório de Sistemas de ControleJoão Carlos Basílio

Visão Histórica como Fator de Motivação no Aprendizado da Teoria Geral dasProjeçõesCheng, L. Y., Petreche , J. R. D. e Santos, E. T.

Projeto geométrico de uma ponte no ensino do desenho técnicoCheng, Liang Yee; Petreche, João Roberto Diego;Santos, Eduardo Toledo;Ferreira, Sérgio Leal;Cardoso, Luíz Reynaldo de Azevedo ; Kawano, Alexandre.

O perfil da avaliação discente na Escola de Engenharia da UFRJJorge Luiz do Nascimento, Eduardo Gonçalves Serra

Básico x Profissional: proposta de unidade dialética na superaçãode impasses no ensino de engenhariaOsvaldo Pereira Filho, Jomar Gozzi

Multidisciplinaridade do uso da matemática na EngenhariaIrionson Antonio Bassani, Flávio Kieckow, Ruben Panta Pazos

O método dialético para a formação de uma consciência críticaHenrique Innecco Longo

Ensino de engenharia e tecnologia educacional Ana Magda Alencar Correia, Ângela Dias Velasco

Modernização do ensino e da pesquisa em Engenharia Elétricana Universidade Presbiteriana MackenzieSandra M. Dotto Stump, Luiz S. Zasnicoff

O ensino de engenharia na universidade virtualJosé Cubero Allende, Maria Helena Silveira, Silvio de Souza Lima, Fernando Amorim

Apontamentos para uma discussão sobre interdisciplinaridadeMaria Helena Silveira


Estilos de Ensino e de Aprendizagem de Professores

APRENDIZAGEMEstudantes UFJF III EE NCSU

Sensorial 95,2% 77,8% 59,0%

Intuitivo 4,8% 22,2% 39,0%

Sens + Int 0,0% 0,0% 02,0%

Visual 81,0% 88,9% 74,0%

Auditivo 19,0% 11,1% 25,0%

Vis + Aud 0,0% 0,0% 01,0%

Indutiva 33,3% 50,0% 37,0%

Dedutiva 66,7% 50,0% 63,0%

Ind + Ded 0,0% 0,0% 0,0%

Reflexiva 47,6% 38,9% 48,0%

Ativa 52,4% 61,1% 49,0%

Refl + At 0,0% 0,0% 03,0%

Sequencial 90,5% 88,9% 76,0%

Global 9,5% 11,1% 24,0%

Seq + Gl 0,0% 0,0% 0,9%

UFJF: Workshop sobre Ensino de Eng. na UFJF, 1986III EE: III Encontro de Ensino de Eng. Itaipava, 1997NCSU: North CarolinaState University (Felder, 1994)

Fonte: Organizado pelo autor- QUADRO 02 -

Alerta-se que os resultados apresentados nestes quadros não devem ser usados paraconclusões definitivas, visto que, para isto a coleta de dados mereceria uma melhorelaboração. No entanto, pode-se verificar que tais resultados não diferem muito dosobtidos nas pesquisas conduzidas pelo professor Felder. Também fica evidente nesteslevantamentos, que há conflitos entre os estilos de ensino dos professores e o estilo deaprendizagem dos estudantes, aliás, este conflito é perceptível no dia a dia do ensino deEngenharia.

Por fim, para que se possa buscar melhorias efetivas no ensino e na aprendizagem naEngenharia, além dos aspectos relacionados à Pedagogia, há que se dar atenção ao quese relaciona à Psico Pedagogia, onde as questões de Estilos, de Ensino e deAprendizagem, são apenas uma parte.

O conhecimento e a aplicação de métodos e técnicas pedagógicas bem estruturadas,devem ser aliados a um melhor entendimento dos processos cognitivos que levam àaprendizagem, assim como, das diferenças que existem entre os estudantes em termosde estilos de aprendizagem, habilidades desenvolvidas e fatores motivacionais, entreoutros. Isto pode, pelo menos, contribuir para superar algumas simplificações que sãofeitas na referência ao estudante que, à luz do seu desempenho, às vezes sãoconsiderados (ou se consideram) “inteligentes” ou “burros”, ou ao professor como tendoou não tendo “didática” e até mesmo à famigerada estória onde “professor finge queensina e o aluno finge que aprende”.


Bibliografia

ABENGE - Associação Brasileira de Ensino de Engenharia. Brasília: Boletim No

10, agosto 1998

ARANTES, Eduardo Marques. Uma experiência de curso de didática de ensinosuperior para professores da Escola de Engenharia da UFMG. Anais doCongresso Brasileiro de Engenharia – COBENGE 98, São Paulo, 1998pp 2381-2395 – CD ROM.

BRINGHENTI, Idone O Ensino na Escola Politécnica da USP: Fundamentospara o Ensino de Engenharia. São Paulo: EPUSP, 1993

FELDER, R M & PORTER, R L Teaching Effectiveness for EngineeringProfessors. Coletânea de trabalhos dos autores publicada pelo Colleggeof Engineering, North Carolina State University, 1994.

FELDER, R M & SILVERMAN, L. K. Learning and Teaching Styles. Journal ofEngineering Education by the American Society for EngineeringEducation – ASEE, EUA, 1988. 78 (7), 674-681

MYERS, I. B. & MYERS, P. B. Gifts Differing. Consulting Psychologists Press,Palo Alto, Califórnia, 1980. 217p.

TELLES, Pedro C. da Silva. História da Engenharia no Brasil. Rio de Janeiro:Claveiro, 2a Ed.1994. 2v.


ANEXO

ESTILO DE ENSINO

Nas questões abaixo, assinale a opção que mais se aproxima ou é mais enfatizada no seuESTILO DE ENSINAR a(s) sua(s) disciplina(s). Quando as duas opções satisfizerem, assinale a que

você prefere:

01. Tipo de informação que é enfatizada:q abstrata – conceitual, teóricoq concreta – fatos, exemplos concretos

02. Modo de apresentação dos conteúdos:q verbal – ênfase na explanação oral, leituras, etc.q visual – ênfase nos quadros, diagramas, etc.

03. Organização da apresentação dos conteúdos:q dedutiva - do geral para o particular (dos princípios para os fenômenos)q indutiva - do particular para o geral (dos fenômenos para os princípios)

04. Participação do aluno na aula:q ativa –os estudantes fazem tarefas e participam de atividades que repassam o conteúdo, na maior

parte do tempoq passiva – na maior parte do tempo os estudantes ouvem e copiam

05. Forma de transmissão do conteúdo:q global - assunto é apresentado contextualizado e globalmente (a floresta)q seqüencial - assunto é apresentado etapa a etapa, em partes continuadas (árvore a árvore)

Tabela II −− Fluxo dos estudantes conforme o curso (1990/1 a 1994/2)Semestre Ingressantes Retidos Diplomados Evadidos

Nº % Nº % Nº %Eng. de Minas 229 59 25,8 44 19,2 126 55,0

Eng. Geológica 222 58 26,1 11 5,0 153 68,9Eng. Metalúrgica 240 55 22,9 72 30,0 113 47,1Eng. Civil 251 81 32,4 88 35,0 82 32,6Fonte: Diretoria de Ensino.

4. O comportamento da evasão nos cursos de Engenharia da Escola de Minas daUFOP

A pesquisa desenvolvida na Escola de Minas da UFOP, demonstrou a existência dequatro formas predominantes de manifestação da evasão: a reopção de curso4; oabandono seguido de novo ingresso via vestibular em outro curso da Universidade, atransferência para outra Instituição de Ensino Superior − IES e o abandono do curso eda Instituição. Com relação à reopção, é importante ressaltar que ocorre na Instituiçãoum grande movimento de flutuação5 de alunos no interior dos cursos pesquisados. Oestudo revelou que uma significativa parcela da evasão encontrada é resultante desta 4 Possibilidade de transferência interna em cursos de uma mesma área.5 Mudança do curso que o aluno vinha freqüentando, conforme ingresso.


movimentação; na Engenharia de Minas (34,2%), na Geológica (41,1%), na Metalúrgica(35,3%) e na Civil (20,5%), utilizaram desta modalidade de desligamento de seus cursosde origem.

Nesse movimento de flutuação o curso de Engenharia Civil aparece como o preferidopelos evadidos dos outros três, o curso de Minas surge como a segunda opção, aMetalúrgica aparece como 1ª opção para os evadidos de Civil e a Geológica surge como3ª opção para Minas, Metalúrgica e Civil. O curso de Engenharia Geológica é aquele emque o maior volume de alunos fazem reopção para uma outra Engenharia.

A saída do curso seguida de reingresso via novo vestibular é um comportamentobastante discreto, foi realizada por apenas 21 dos 480 evadidos. Nestes casos os alunosabandonaram a Engenharia para cursarem Ciência da Computação (52,6%), Letras(21,1%), Farmácia (15,8%), Nutrição (5,3%) e Direito (5,3%).

Outra forma de evasão observada, foi a saída por transferência para outra IES, noentanto, não foi possível examinar neste estudo para que tipo de instituição destinaramos evadidos. No período coberto pela pesquisa, a transferência não foi observada naEngenharia Geológica6, teve um comportamento regular na Engenharia de Minas, comdestaque apenas em relação ao segundo semestre de 1994. No curso de EngenhariaMetalúrgica esta mesma regularidade foi verificada, com destaque para os primeirossemestres de 1991 e de 1993. Foi na Engenharia Civil que a saída por transferência teveum maior destaque (14,8%).

Dentre todas as modalidades de evasão, a saída do curso e da Instituição, foi a que maisse destacou: na Engenharia de Minas (55,6%), na Geológica (54,2%), na Metalúrgica(52,2%) e na Civil (58,0%). As figuras (I, II, III e IV) ilustram os dados descritos.

6 A inexistência de evasão por transferência neste curso deve se dar em decorrência do fato de não haveroutro curso no Brasil com este nome.

Figura IMovimentação dos evadidos do curso de Engenharia de Minas

(1990/1 a 1994/2)

0

10

20

30

40

50

60

Eng.Geo Eng.Civ Eng.Met Outros Transf Aband


5. Considerações Finais

Ao longo do desenvolvimento deste trabalho, ficou constatado que os índices de evasãolevantados no estudo não diferem daqueles apresentados por outras pesquisas, o quesugere haver condicionantes comuns da evasão nestes cursos, nas várias IES’s onde sãooferecidos.

Na UFOP, a evasão foi assim observada:

Figura IIMovimentação dos evadidos do curso de Engenharia Geológica

(1990/1 a 1994/2)

0

10

20

30

40

50

60

Eng.Min Eng.Civ Eng.Met Outros Transf Aband

Figura IIIMovimentação dos evadidos do curso de Engenharia Metalúrgica

(1990/1 a 1994/2)

0

10

20

30

40

50

60

Eng.Geo Eng.Civ Eng.Min Outros Transf Aband

Figura IVMovimentação dos evadidos do curso de Engenharia Civil

(1990/1 a 1994)

0

10

20

30

40

50

60

70

Eng.Geo Eng.Met Eng.Min Outros Transf Aband


• do curso, quando o estudante abandona seu curso de origem por reopção ouabandono do sistema de ensino superior;

• por transferência, quando o estudante transfere para outra IES permanecendo nomesmo curso;

• do sistema, quando o estudante desliga-se abandonando o sistema de ensino superior;• da instituição, quando o estudante deixa a IES, por transferência ou abandono do

sistema de ensino superior.

Isto demonstra a tese já por muitos defendida de que a definição de evasão é maiscomplexa do que se possa imaginar.

Considerando a reopção e o ingresso via novo vestibular como a permanência doestudante, os percentuais de evasão na UFOP seriam minimizados, o que por sua vez,não elimina a necessidade de investigar tal movimento.

Analisando o comportamento da evasão nos cursos estudados, ficou constado que aevasão na Escola de Minas da UFOP, traz consigo características bem próprias. Nocurso de Engenharia Geológica, por exemplo, no qual a deserção é mais aguda, parecehaver uma predisposição da maioria dos seus alunos pelo abandono para outros cursosda UFOP. O curso parece funcionar como a “porta mais fácil” de acesso a uma outraEngenharia, preferencialmente a Civil. Na Engenharia Civil, curso mais almejado pelosreoptantes (evadidos das outras Engenharias), percebe-se que a modalidade preferencialde seus evadidos é pela transferência para outras IES’s.

Finalizando, dadas as especificidades deste trabalho, que é uma primeira aproximaçãoao fenômeno da evasão verificada nos cursos de graduação em Engenharia da Escola deMinas da UFOP, cumpre destacar que, longe de pretender apresentar conclusõesacabadas, o mesmo se limitou a fazer algumas indicações que possam estimular arealização de novos estudos que venham melhor desvelar características inerentes àevasão. É preciso ter consciência de que ao fenômeno da evasão está envolvido umapossível multiplicidade de fatores que se relacionam ao próprio sujeito/estudante, aocurso e à instituição, além daqueles sócio-econômicos/externos.

6. Referências Bibliográficas

[1] SANTOS, A. P. et. alli. (1995) − Números da Graduação. Diretoria de EnsinoUniversidade Federal de Ouro Preto. Ouro Preto.

[2] SANTOS, A. P. (1998) − Retenção, diplomação e evasão nos cursos de Graduaçãoda UFOP: Subsídios para avaliação. Diretoria de Ensino Universidade Federal deOuro Preto. Ouro Preto. mimeo.

[3] Diplomação, retenção e evasão nos cursos de graduação em Instituições de EnsinoSuperior Públicas. (1996) − Relatório Comissão Especial para Estudos sobre Evasãonas Universidades Públicas Brasileiras,


Modelos Coletivos para o Ensino de Engenharia com Auxíliodas Redes de Computadores

José Aravena Reyes, Dsc.Instituto de Ciências Exatas da Universidade Federal de Juiz de Fora

Campus Universitário - Juiz de Fora, MG, BrasilCEP 36036-330

[email protected]

ResumoEste trabalho apresenta uma discussão de algumas propostas para sistemas de ensino em rede eapresenta perspectivas para a utilização das redes no contexto da construção coletiva deconhecimentos, onde há uma participação ativa de um grupo, o qual reforça ou modifica oconhecimento que está sendo considerado como referência de estudo.

No trabalho são apresentadas algumas abordagens utilizadas para o ensino auxiliado pelas redes, assimcomo novas perspectivas que se baseiam na necessidade de considerar o processo social de construção doconhecimento como elemento chave para a exploração eficiente da redes de computadores.

Introdução

As Redes de Computadores têm se tornado muito importantes nos últimos anos. Naatualidade redes LAN (Local Area Network) estão sendo muito utilizadas em entidadespúblicas e privadas. De forma similar as redes WAN (Wide Area Network), hojecomunicam usuários localizados a distâncias extremamente grandes sem grandes erros ecom uma rapidez suficiente para viabilizar aplicações como o ensino à distância,medicina à distância, teletrabalho e outras. Tal grau de massificação e interconexão épossível devido aos avanços tecnológicos obtidos na área de redes durante os últimosanos. A comunicação, utilizando as redes está permitindo o surgimento destas novasaplicações e algumas estão redefinindo o papel dos computadores na vida das pessoas.Outras simplesmente repetem formas tradicionais de realizar uma atividade com oauxílio das redes o que permite superar as barreiras geográficas que impediam suautilização em grandes áreas. Se considerarmos que a maior parte das transmissõesatualmente é realizada a uma taxa de 10 Mbps (Megabits por segundos), o suficientepara fazer um download eficiente de um arquivo na rede ou realizar uma conexão rápidacom outro computador no ponto oposto do planeta, perceberemos que os impedimentospara novas abordagens de atividades realizadas com o auxílio da rede não são técnicos,pois a capacidade de transmissão das redes de fibra ótica está na faixa de 650 Mbps [1],permitindo pensar as aplicações sem pensar nas barreiras técnicas de transmissão.

Porém, especificamente em relação à utilização das redes no ensino, temos visto surgirum conjunto de novas tendências que parecem não explorar o potencial das redes aoapresentar propostas tecnológicas mas do que abordagens conceituais para suautilização.

Ambientes como o WWW (World Wide Web) tem ajudado muito na tarefa dadivulgação das redes, atraindo o interesse dos alunos para trabalhar, pesquisar, acessarinformação relevante para suas disciplinas ou simplesmente formar parte desta culturaque está tomando conta das universidades. Nos Laboratórios da UFRJ, por exemplo, amaior parte do tempo dos alunos nos computadores é utilizado para acessar a Webatravés de navegadores como o Netscape ou Internet Explorer. Porém, em termos deaplicações para grupos ou groupwares4, a Web ainda se mostra limitada [2], e as

4 Sistemas Computacionais que deslocam a ênfase do abstrato (software) para o grupo (groupware)


aplicações para o ensino que podem ser desenvolvidas só serão capazes de formalizaralgumas das atividades das relações sociais que surgem na dinâmica coletiva de ensino-aprendizado. A perspectiva coletiva do ensino começa por identificar quais as relaçõesentre os membros de um grupo de alunos (as turmas) ou entre eles e a instituiçãoeducadora (a universidade ou escola). Posteriormente, tais relações são formalizadas emprotocolos, permitindo que tais relações sejam auxiliadas através de programas ealgoritmos para redes. Os protocolos representam as regras do jogo, quer dizer,estabelecem um domínio de ações válidas para todos os membros. O objetivo dosprotocolos é representar, no domínio do groupware, algumas das relações coletivas quesurgem da dinâmica ensino-aprendizagem. Por tal motivo, as redes serão entendidasaqui como a dimensão técnica dos coletivos de ensino (redes de atores - redes decomputadores).

Abordagens Baseadas na Tecnologia das Redes

Das diversas aplicações encontradas na literatura que utilizam as redes decomputadores, podemos colocar os Depósitos Estáticos de Informação, como a primeirageração de aplicações. Em tais depósitos, textos contendo parte da informação utilizadanos cursos (apostilas, artigos etc.) é disponibilizada para os alunos. Estas abordagensnão só são estáticas como não configuram um sistema computacional, pois utilizam arede (principalmente a Web) como um lugar para publicar informação. Na melhor dashipóteses eles podem representar uma estrutura hipertextual de conhecimentos, onde asinformações são ordenadas de acordo com categorias ou tópicos. No fundo, elesreproduzem as apostilas e os livros no formato digital. A conotação de estático, pode-setraduzir como a propriedade do hipertexto de não mudar durante sua vida na rede. Porexemplo, se um documento foi editado em um formato hipertextual (HTML, HyperTextMarkup Language), e depositado na rede, e nenhuma modificação for realizada neledurante sua vida útil, o documento é estático. Se todos os documentos de uma estruturasão estáticos, tal estrutura pode ser considerada estática. Os primeiros esforços deutilizar a rede para disponibilizar informação foram baseados em abordagens estáticas,pois a possibilidade de modificar os conteúdos das informações era pequeno e nãoestava acessível para todos os autores. Sistemas de ajuda on-line (Help do Windows),como os presentes em diversos ambientes de software e alguns sistemas hipermídias,também são baseadas em abordagens estáticas.

Outra segunda categoria é formada por alguns sistemas de Ensino a Distância queutilizam as redes de computadores. Por exemplo, a Videoconferência tem-se tornadoextremamente utilizada como metáfora para o ensino a distância. A base destaabordagem é tecnológica, quer dizer, se baseia no uso da tecnologia como eixo centralda metodologia do ensino, deixando em segundo plano a análise das metodologiaseducacionais ou de propostas conceituais que possam melhorar as relações dos alunosdistantes. A Telepresença, base conceitual da videoconferência, é de grande utilidadepara o ensino à distância, mas não podemos afirmar que as metodologias de ensino terãograndes contribuições só através da utilização desta tecnologia, pois na prática o que seestá fazendo é reproduzir o método tradicional de aula expositiva, que já sofreu grandescríticas e pode ser substituído por iniciativas com maior repercussão que utilizam atelevisão, como por exemplo, os programas Tele-Curso Segundo Grau, onde osconteúdos transmitidos são a essência do debate e não se discute sobre as redes detelevisão, sendo que em termos tecnológicos, a semelhança com as redes decomputadores é bastante grande.


Abordagens Baseadas em Coletivos

A construção de Espaços Virtuais, é uma abordagem mais sofisticada que permiterecriar uma infra-estrutura existente a partir de uma lógica de programas para redes decomputadores (por exemplo, chat-room, salas de matrículas, etc.). Outras aplicaçõespermitem reproduzir toda uma estrutura de informações e conhecimentos que pode serconstruída de forma gradual. Neste caso, nas experiências com as Árvores deConhecimento do PEnO5, o conhecimento é gradualmente desenvolvido pelos alunos eprofessores, sendo que a informação depositada na rede considera hipertextos (muitosdeles são estáticos) em estruturas hipertextuais dinâmicas e programas ou rotinas decálculo que geram ou modificam novos hipertextos como parte dessa estruturahipertextual [3]. Um fato relevante é que, embora esta abordagem considera uma parteimportante da dinâmica do ensino-aprendizagem, ainda não inclui formalismos paraprotocolar as relações coletivas que surgem nela.

Um tipo de abordagem que, embora não considere formalmente um protocolo deensino-aprendizagem, é a chamada Discussão Estruturada, bastante normalizada emuito utilizada por grupos que compartilham os mesmos interesses. As discussõesestruturadas podem ser entendidas como discussões que são realizadas sobre umaestrutura pre-definida para estabelecer a relação entre as contribuições de cada membroda discussão. Na sua forma mais simples, uma discussão estruturada pode ser realizadamediante listas de discussão (mailing list), onde através de um sistema de correioeletrônico, uma contribuição pode ser associada a outra, mediante um replay ou respostaao remetente de uma mensagem. Os news também são estruturados dessa forma, com adiferença de que em vez de receber um e-mail, os usuários acessam o servidor newspara obter a informação. No caso da mailing list, não há um registro central permanenteda discussão; ela é acompanhada por cada usuário de forma separada. Outro tipo dediscussão estruturada é oferecida na forma de uma base de dados template chamadaDiscussion dentro do ambiente Lotus Notes. Esta base de dados estabelece a relaçãoNew Topic, Response e Response To Response, de forma a esclarecer o que significacada contribuição. Na UFJF, no grupo de Redes de Computadores do Departamento deDesenho Técnico e Projetivo, são utilizadas discussões estruturadas como um elementocentralizador do debate para algumas disciplinas, garantindo que o conhecimento quesurge a partir da dinâmica da discussão, fica registrado para que futuros alunos possamcontinuar a contribuir nela.

Dadas as características de desenvolvimento do Lotus Notes, a template discussion podeser modificada para reproduzir estruturas que considerem elementos menos ambíguos,pois na sua forma original, uma resposta a um novo tópico de uma discussão podesignificar muitas coisas, como por exemplo: uma pergunta, uma crítica, um comentárioetc.

5 Programa de Engenharia Oceânica da UFRJ


Fig. 1.- A discussão da Turma de Redes no Lotus Notes (UFJF/DDTP/NGT).

Uma experiência de Discussão Estruturada interessante foi desenvolvida no PEnO, nadisciplina de Dinâmica de Escoamentos do curso de mestrado de Engenharia Costeira,onde inicialmente foi utilizada a estrutura padrão do Lotus Notes, mas nodesenvolvimento do curso foram progressivamente estabelecidos os diversossignificados para as contribuições; desta forma, na discussão se sabia o que era umapergunta, uma resposta, um comentário etc. Paralelamente, uma espécie de protocoloinformal de ensino foi definido para o grupo da seguinte forma: os alunos recebem umapergunta sobre um tema específico da disciplina para ser respondido até umadeterminada data; por exemplo, 10 semanas. Durante esse tempo os alunos trocam todasorte de informações através da discussão na forma de comentários, ou fazem perguntaspara seus colegas ou para o professor, ou respondem perguntas deles, adicionambibliografias, enlaces hipertextuais da Web e outras infomações. Uma vez atingido oprazo final para encerrar a discussão, os alunos devem preparar uma resposta-resumo dapergunta inicial que deve ser colocada em outra discussão onde além dos membrosiniciais, existem outros membros convidados, os quais são oriundos de períodos maisavançados da pós-graduação, ou de programas de outras universidades fora do Brasil. Adiscussão ainda é acompanhada de reuniões presenciais, onde são abordados temas dametodologia e outros relacionados às disciplina e às perguntas centrais da discussão.Atualmente, o processo de discussão das perguntas está aberto só para os alunos daturma, enquanto a discussão dos resumos é aberta para alunos e convidados,diferenciando dois níveis para os trabalhos: o preparatório (a discussão da turma) e oresumo onde são apresentados como trabalhos finalizados para discussão dosconvidados. Nas discussões estruturadas, o importante é a estrutura, o protocolo estáprincipalmente associado com a relação entre os membros do coletivo.


Fig. 2.- A Base de Dados DEG da disciplina de Escoamentos Dinâmicos.

No caso do ensino do projeto de engenharia, a proposta de um sistema computacionalde auxílio ao projeto [4] serviu para capturar a construção de conhecimento dosenvolvidos com o projeto. Este sistema propõe uma estrutura de conversações,incluindo uma discussão que considera elementos como problemas, soluções,alternativas, perguntas, comentários, adendos etc., de modo que o processo deconstrução do conhecimento fica registrado como uma estrutura cronológica deconhecimento que os alunos podem consultar para aprender o porquê e o porque nãodos objetos. Os protocolos aqui utilizados para as atividades coletivas passam pordefinir sobre em que condições uma pessoa pode participar da discussão, passando pelaalocação de pessoas para realizar tarefas específicas, com a sua dinâmica e os resultadosobtidos, até o processo de negociação entre os membros da equipe. Os protocolosutilizados, embora sejam formalismos de certa maneira limitados, oferecem um registrode conhecimento que reproduz o seu histórico. Este sistema é de grande importância noprojeto porque permite extrair conhecimento da prática do projeto, oferecendo umaabordagem progressista de ensino, onde o conhecimento é construído e modificado portodos os atores, os quais negociam e registram o que será entendido como conhecimentonesse processo. Experiências no ensino com esta perspectiva progressista ainda nãoforam realizadas.

Abordagem com Protocolos Coletivos: Projetos da UFJF

Na UFRJ, o trabalhos publicados na Web não eram previamente avaliados, nemseguiam algum formato. Haviam trabalhos que demoravam ser visualizados, comfiguras enormes, utilizando letras e formatos diferentes, quer dizer, não havia um padrãoa ser seguido. Afora essas dificuldades, os trabalhos, que eram elaborados por alunos,podiam conter dados incorretos, como traduções erradas, informações insuficientes oudesnecessárias etc. Enfim, estes trabalhos eram publicados na Web sem ser revisadosnem criticados, o que levou a concluir que não poderiam ser utilizados como referências


acadêmicas, pois não se tinha nenhuma garantia de que o que estava disponível eraresultado de um esforço coletivo ou um consenso acadêmico sobre o tema.

Pensando nessa realidade surgiu a idéia de se montar uma metodologia de avaliação deprodução acadêmica, como trabalhos de pesquisa, projetos, monografias, papers etc.,onde no final do processo, o trabalho seria (ou não) publicado na rede. A soluçãoescolhida foi reproduzir um Peer Review: um processo de revisão coletiva dedocumentos utilizados em alguns periódicos, como por exemplo, o Ergonomics.

O Processo começa quando um dos autores do trabalho, chamado de depositário,requisita a abertura de um processo através da rede. Para isto, ele deve-se cadastrarenviando através do sistema, algumas informações básicas (nome, endereço, e-mail).Nesse momento são apresentadas para o depositário as regras a serem seguidas duranteo processo (formato, escopo do trabalho, prazos etc.) e ele também é convidado aescolher, a partir de uma lista de nomes, o editor para quem deseja submeter seutrabalho. O editor é uma espécie de coordenador que atuará como vínculo entre osautores, representados pelo depositário, e as comissões para avaliação consideradas aolongo do processo. O editor faz uma primeira leitura do trabalho para aceitá-lo, rejeitá-lo ou devolvê-lo aos autores para que sejam realizadas modificações, caso o conteúdoseja considerado insuficiente para ser publicado. Se o trabalho é aceito, o editor defineum júri que vai avaliar o mérito do trabalho. O júri é uma espécie de banca a serescolhida de uma lista de membros registrados, com atribuições e capacidades pararesponder e avaliar sobre aquele determinado assunto do qual o trabalho trata. Acomposição da banca será discutida mais adiante.

Posteriormente, o trabalho é avaliado pelo júri, que pode reprovar ou aprovar suapublicação. Aqui são considerados alguns critérios básicos: adequação ao formato,respeito às normas bibliográficas, mérito, relevância, etc. A decisão do júri passa porum processo de votação ponderada, onde cada item tem um peso e a soma dos pesos écomparada com o mínimo requerido para que o trabalho seja publicado ou recomendadopara modificações.

O resultado da votação ponderada é enviada para o editor, que nesse momento define,de forma similar à anterior, um novo júri para comentar o trabalho. O trabalho éanalisado pelos Comentadores, os quais submetem seus comentários para revisão aoeditor, de modo a garantir a convergência ao tema central do trabalho.

Os comentários aceitos pelo editor são adicionados ao trabalho submetido ao processo,e paralelamente enviados para o depositário, que dentro de prazos definidospreviamente, os responde fechando a cadeia de discussão.

Finalmente, o trabalho é apresentado na rede, para referência acadêmica ou acesso deleitura, permitindo ainda uma avaliação anônima dos leitores do trabalho.

A idéia do Peer Review na Rede não é simplesmente formalizar a cadeia de edição erevisão de um trabalho, ela envolve a visão da construção coletiva do conhecimento.Por exemplo, na composição das bancas de júri é possível incluir novos membros àmedida que trabalhos deles sejam aceitos. A estrutura autor-comentador-avaliador éuma estrutura hierarquica que pode ser alcançada de várias formas. Por exemplo, umautor pode produzir uma quantidade de trabalhos suficientes para ser promovido acomentador, ou uma pessoa de grande notoriedade pode ser indicada por mérito etc.Principalmente aqui, quer-se garantir que as bancas não sejam fechadas e permitam areciclagem dos conhecimentos, porém nada garante que esta estrutura será imparcial e


ética. Isto nos leva a pensar em futuras mudanças, de modo a considerar estruturas maisdemocráticas de construção do conhecimento. Este é o lado social da pesquisa.

Considerações Finais

As diversas abordagens para o ensino através de redes de computadores baseiam-se naexploração da tecnologia. Algumas ferramentas são associadas a estudos de educadores,porém, reproduzem práticas tradicionais, amplamente criticadas e com poucapreocupação nos coletivos. As redes, por sua parte permitem melhoras para os sistemascomputacionais de ensino-aprendizagem, mas tais sistemas devem explorar mais umaanalogia pertinente: as redes são a dimensão técnica dos grupos. À luz do groupware ede novos ambientes como o Lotus Notes, Learning Space ou de linguagem como Java,devemos começar a nos preocupar com os coletivos na relação ensino-aprendizagem,pois as redes podem nos oferecer a possibilidade de materializar a construção social doconhecimento, veiculando através dela protocolos ou regras sociais explícitas.

A perspectiva da abordagem apresentada aqui resume um novo tipo de aplicação para oensino, e devemos ficar alerta, pois nele a discussão será deslocada do seu eixotecnológico para outro mais social, onde a contribuição de estudiosos das ciênciashumanas podem levar a entender melhor a relação social do processo de ensino-aprendizagem.

Bibliografia

[1] Tanenbaum, A., 1997, Redes de Computadores, Editora Camus Ltda., 3a. Edição, São Paulo, Brasil.[2] Bentley, R et al, 1997, The World Wide Web as enabling technology for CSCW, Groupware and the

WWW, edição especial de CSCW; The journal of Collaborative Computing. Vol. 6. no. 2 e 3, KluwerAcademic Publishers, Noruega.

[3] Protasio D. Martins, Carmen Maidantchik, Leandro T. Lemos, Jose de Seixas, 1998, A RemoteKnowledge Repository System for Teaching and Learning, Proceeding of the InternationalConference on Engineering Education ICEE'98, Edição em CD-ROM , Rio de Janeiro, Brasil.

[4] Martins. P., Aravena-Reyes J., 1998, Usando Hipertextos como uma Ferramenta de Apoio aoEnsino de Metodologias de Projeto, Anais do COBENGE, Edição em CD-ROM, São Paulo, Brasil.



Reestruturação do ensino de engenharia no Departamento deMecânica Aplicada e Estruturas da Universidade Federal do

Rio de Janeiro

CRISTINA HAGUENAUERCEFET/PR, Departamento de Construção Civil e UFRJ - Escola de Engenharia -Departamento de Mecânica Aplicada e Estruturas - Centro de Tecnologia, Bl. D,

S.205 - Ilha do Fundão - Rio de Janeiro - RJ - CEP:21945-970 - BrasilEMail: [email protected]

SILVIO DE SOUZA LIMAUFRJ- Escola de Engenharia - Departamento de Mecânica Aplicada e Estruturas -

Centro de Tecnologia, Bl. D, S.205 - Ilha do Fundão - Rio de Janeiro - RJ -CEP:21945-970 Brasil

EMail: [email protected]

RESUMO Este artigo apresenta o relato e a discussão do processo de planejamento e de implantação,bem como dos resultados obtidos a partir do Projeto de Reestruturação do Ensino deEngenharia (REENGE), no Departamento de Mecânica Aplicada e Estruturas (DME) daUniversidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), sob o ponto de vista da chefia dodepartamento.O Projeto REENGE do DME, desenvolvido durante o ano de 1997, procurou estimular aestruturação de grupos de trabalho voltados para o Ensino de Engenharia, cujas principaisatividades foram a pesquisa e o desenvolvimento de material didático para ensino, a montagemde novos laboratórios, a introdução de aulas de laboratório em diversas disciplinas e odesenvolvimento de projetos de Iniciação Científica e Tecnológica.São analisadas as consequências positivas do incentivo ao surgimento dos grupos de trabalho eà criação dos novos laboratórios. A partir do estímulo oferecido pelo projeto REENGE, forammontados dois novos laboratórios: o Laboratório de Resistência dos Materiais e ModelosEstruturais e o Laboratório de Meios em Educação. Este laboratórios, embora ligados ao DME,foram concebidos para atender a todos os cursos da Escola de Engenharia e contam com aparticipação de professores de diversos departamentos.São discutidos os objetivos pedagógicos envolvidos no projeto REENGE do DME, dentre osquais pode-se destacar: proporcionar ao aluno de graduação uma formação científica básicadentro de um panorama de integração multidisciplinar; ampliar significativamente o contatodos alunos de graduação com a prática de laboratório; criar um ambiente que amplie eintensifique o contato dos alunos de graduação com a metodologia de pesquisa e com alunos eprofessores de pós-graduação estabelecer uma relação mais clara e direta entre a teoria e aprática no ensino de engenharia;É ressaltada a importância da participação dos alunos de graduação como bolsistas e monitoresno projeto REENGE, que participaram de cursos e treinamentos especiais e, a partir destapreparação, prestaram suporte técnico de fundamental importância para o funcionamento doslaboratórios.

Por fim, analisa-se a importância e a necessidade de continuidade de programasgovernamentais de apoio ao ensino de graduação, como foi o caso do Projeto REENGE

1. INTRODUÇÃO

O Projeto de Reestruturação do Ensino de Engenharia (projeto REENGE) teve apoiofinanceiro de orgãos governamentais como FINEP, CAPES e CNPq e a participação dediversos setores da UFRJ. Dentre estes, pode-se destacar a Decania do Centro deTecnologia, que foi responsável pela coordenação geral do projeto.


No Departamento de Mecânica Aplicada e Estruturas (DME), o projeto REENGE tevecomo principais conseqüências a criação de novos laboratórios e a estruturação denovos grupos de trabalho voltados para o Ensino de Engenharia. Este projeto,desenvolvido durante o ano de 1997, teve um forte impacto na modernização e melhoriada qualidade dos cursos oferecidos.

As principais atividades dos novos grupos de trabalho foram a pesquisa e odesenvolvimento de material didático para Ensino de Engenharia, a montagem de novoslaboratórios, a introdução de aulas de laboratório em diversas disciplinas e odesenvolvimento de projetos de Iniciação Científica e Tecnológica.

Foram os seguintes os novos grupos de trabalho que surgiram a partir do ProjetoREENGE/DME:

• Grupo de Mecânica Clássica• Grupo de Mecânica das Estruturas• Grupo de Concreto• Grupo de Pesquisa em Ensino de Engenharia

2. MONTAGEM DE NOVOS LABORATÓRIOS

A partir do projeto REENGE/DME foram montados dois novos laboratórios: olaboratório de Resistência dos Materiais e Modelos Estruturais (LABRESMAT) e oLaboratório de Meios em Educação (LABEME). Estes laboratórios foram concebidosdentro de um panorama interdisciplinar e objetivam atender a diversos cursos da Escolade Engenharia.

A implantação do LABRESMAT teve por objetivo promover a melhoria da qualidadede ensino, a partir da introdução de aulas experimentais, em diversas disciplinas doscursos de Engenharia, especialmente nas disciplinas básicas para a formação doengenheiro, como a Mecânica Racional e a Resistência dos Materiais, a produção dematerial didático para o ensino de engenharia. O LABRESMAT oferece suporte para arealização de aulas práticas, construção e ensaio de modelos reduzidos, além do estudoe prática de instrumentação.

A implantação do LABEME teve como objetivos principais oferecer meios aosprofessores para aprimorarem suas técnicas de ensino e oferecer uma espaço paradiscussões sobre os usos de novas técnicas de ensino, além do desenvolvimento depesquisas nesta área.

O LABEME oferece suporte para a realização de vídeos educativos, para odesenvolvimento de programas de multimídia e para a preparação de material audio-visual. Este ambiente permite também a realização de cursos para professores sobretécnicas de ensino e uso de ferramentas computacionais para apoio aos cursos.

3. DESCRIÇÃO DOS NOVOS LABORATÓRIOS

3.1. LABRESMAT

O laboratório começou a funcionar no segundo semestre de 1996. A partir de outubroforam introduzidas aulas práticas com o uso de modelos didáticos de fabricação inglesa.Estas aulas envolveram inicialmente as disciplinas de Introdução à Engenharia (1o

período), Elementos de Mecânica das Estruturas (4o período) e Resistência dos


Materiais I e II (5o e 6o períodos). Atualmente disciplinas de todos os períodos (1o ao10o) têm aulas práticas no LABRESMAT.

Inicialmente foram atendidos somente alunos de Engenharia Civil e Naval. Já noprimeiro semestre de 1997 foram atendidos também alunos de outras habilitações, comoElétrica, Metalurgia, Produção e Mecânica.

3.1.1. OBJETIVOS PEDAGÓGICOS DO LABRESMAT

A introdução de aulas práticas, com auxílio de modelos didáticos, em disciplinas decunho tradicionalmente teórico, permite experimentar diferentes metodologiaspedagógicas ligadas ao ensino da engenharia.

O contato do aluno com a prática de laboratório é planejado para ser realizado emdiferentes níveis de profundidade, segundo objetivos e necessidades variadas. No 1o

nível, o aluno tem um contato inicial com o modelo didático, durante a aula prática; estapode ser realizada simultaneamente por toda a turma acompanhada pelo professor, oupor pequenos grupos acompanhados por monitores. No nível intermediário, o contato doaluno com a teoria e a prática é aprofundado por meio das atividades que envolvem acriação, o projeto, a construção e a análise dos modelos didáticos, que serão utilizadosnas aulas práticas. No nível avançado, o aluno tem contato com a análise experimentalde modelos físicos, por meio de projetos de Iniciação Científica e Tecnológica.

Pode-se citar diversos outros objetivos envolvidos com a montagem do LABRESMAT: - proporcionar ao aluno de graduação uma formação científica básica dentro de um

panorama de integração multidisciplinar; - ampliar significativamente o contato dos alunos de graduação com a prática de

laboratório nos cursos de Engenharia; - ampliar significativamente o número de alunos envolvidos com monitoria e iniciação

científica; - criar um ambiente que amplie e intensifique o contato dos alunos de graduação com a

metodologia de pesquisa e com alunos e professores de pós-graduação; - estruturar uma equipe para produção continuada de material didático para ensino de

engenharia; - estabelecer uma relação mais clara e direta entre a teoria e a prática no ensino de

engenharia; - elevar o nível de compreensão e fixação de conceitos teóricos, por parte dos alunos; - criar um espaço onde os alunos, principalmente aqueles dos períodos iniciais de

graduação, possam participar de forma ativa no processo de concepção, construção eensaio de modelos físicos capazes de reproduzir o comportamento de diferentesestruturas;

3.1.2. ATIVIDADES DE ENSINO DO LABRESMAT

O LABRESMAT oferece suporte para diversas atividades de ensino, como ooferecimento de aulas práticas, o suporte para o desenvolvimento de modelos didáticos,o treinamento de monitores e o suporte para o desenvolvimento de projetos de iniciaçãocientífica e tecnológica.

3.1.3. DISCIPLINAS ENVOLVIDAS COM O LABRESMAT -

O LABRESMAT atende a disciplinas de todos os cursos de graduação da Escola deEngenharia. As disciplinas atendidas são listadas a seguir:


Disciplinas do DME oferecidas para o curso de Engenharia Civil:

• Mecânica dos Corpos Rígidos• Elementos de Mecânica Aplicada• Resistência dos materiais I e II• Concreto Armado I, II e III• Análise Estrutural I e II

Disciplinas do DME oferecidas para outros cursos e Disciplinas oferecidas por outrosdepartamentos da Escola de Engenharia:

• Introdução à Engenharia• Mecânica Clássica• Mecânica dos Corpos Rígidos• Resistência dos Materiais• Modelos Estruturais I e II

3.1.4. PROJETOS DE PESQUISA LIGADOS AO LABRESMAT

A criação do LABRESMAT permitiu a realização de diversos projetos de pesquisa,dentre os quais, pode-se citar:

• Pesquisa e desenvolvimento de material didático para ensino deengenharia

• Novos materiais para uso em concreto armado• Téncicas para recuperação estrutural• Acidentes em estruturas

3.1.5. PARCERIAS E CONVÊNIOS DO LABRESMAT

• Laboratório de materiais de construção - LAMAC - DCC/EE• Curso de Desenho Industrial da Escola de Belas Artes da UFRJ• UFJF, IME e UFF

3.2. LABEME

A necessidade de formalizar a existência do LABEME surgiu a partir do grandecrescimento do grupo de trabalho de desenvolvimento de programas de multimídia.

O laboratório começou a funcionar no início de 1997 e fornece infraestrutura básicapara o desenvolvimento material educativo (vídeos, programas de multimídia, materialaudio-visual em geral), além de cursos e oficinas para professores sobre técnicas deensino e do treinamento de alunos e professores no uso de ferramentas computacionaispara o desenvolvimento de material educativo.

3.2.1. ATIVIDADES DE ENSINO DO LABEME

O LABEME oferece suporte para a realização de diversas atividades ligadas ao ensino,dentre as quais pode-se citar:


• Realização de cursos e oficinas para professores sobre técnicas de ensino e uso deferramentas computacionais de suporte ao ensino

• Desenvolvimento de programas de multimídia para ensino de engenharia• Suporte para desenvolvimento de projetos de iniciação científica e tecnológica

• Treinamento de Monitores em utilização de rede, Windows,Word, Delphi, 3DStudio, Iluminatus, Autocad, Toolbook etc

3.2.2. ATIVIDADES DE PESQUISA DO LABEME-

Existem diversos projetos de pesquisa em andamento no LABEME, dentre os quaispode-se citar:

• Desenvolvimento e uso de sistemas de multimídia no ensino de engenharia• Ensino de engenharia com uso de rede - INTERNET

3.2.3. PARCERIAS E CONVÊNIOS DO LABEME

A criação do LABEME favoreceu o estabelecimento de um convênio com aUniversidade de Havana, que resultou na participação do professor José Cubero, comoprofessor visitante na Escola de Engenharia. O Prof. Cubero é especialista na érea deEnsino - Aprendizagem e uso de meios em educação.

A criação do LABEME favoreceu também a integração de setores da própria UFRJ,com o surgimento de projetos em parceria. Dentre os laboratórios que desenvolvemprojetos em parceria com o LEBEME, destacam-se:

• Laboratório de Tecnologias Cognitivas - NUTES/CCS• Laboratório de Computação de Ensino LCE - DME/EE• Laboratório de Informática de Graduação - LIG-Civil/EE

4. AUXÍLIOS RECEBIDOS

Além do auxílio do projeto REENGE/UFRJ, o projeto de implantação dos laboratórios eos projetos ligados aos laboratórios receberam auxílios de diversas outras fontes, como:Fundação Universitária José Bonifácio (FUJB), Projeto LIG (Laboratórios deInformática de Graduação) da Sub-Reitoria de Graduação da UFRJ,CENPES/PETROBRÁS e AROTEC.

5.ANÁLISE DA PARTICIPAÇÃO DOS BOLSISTAS

O projeto REENGE/DME contou com a participação de duas categorias de alunosbolsistas: Os bolsistas de Iniciação Tecnológica (IT) e os bolsistas com formaçãotécnica prévia (EP).

Os alunos bolsistas de Iniciação Tecnológica participam diretamente do projeto econstrução de modelos didáticos e programas de multimídia, ao lado dos professoresorientadores e dos consultores de conteúdo, além de atuarem como monitores dolaboratório, junto às turmas atendidas.


Os bolsistas Técnicos (categoria EP) participaram de cursos e receberam treinamentoem técnicas experimentais e no uso de ferramentas computacionais. A partir dosconhecimentos técnicos que já possuíam e desta preparação, prestaram suporte técnicoao funcionamento dos laboratórios e participaram do treinamento de novos bolsistas emonitores. Além disto, realizaram palestras e cursos de treinamento em ferramentascomputacionais e técnicas experimentais, sob supervisão de professores.

Embora estas atividades sejam vistas geralmente como complementares, as habilidadesadquiridas a partir delas são de vital importância na formação do futuro engenheiro. Poreste motivo, consideramos imprescindível a manutenção de um programa de estágios,monitoria e iniciação científica, junto aos novos laboratórios, para que se possa ofereceraos alunos interessados a oportunidade de aprofundamento nas atividades que envolvema prática de oficina e laboratório.

A participação dos bolsistas da categoria EP foi, sem dúvida alguma, fundamental paraimplantação do projeto descrito anteriormente. Eles forneceram o suporte técniconecessário, e anteriormente inexistente na Escola de Engenharia, para o funcionamentodos laboratórios.

6. CONCLUSÕES

Por tudo o que foi relatado anteriormente, conclui-se que a implantação doLABRESMAT e do LABEME e a formação dos grupos de trabalho, ocorreu numavelocidade surpreendente. Neste contexto, a participação dos bolsistas foi fundamentalpara o sucesso alcançado.

Os efeitos positivos das atividades dos laboratórios já podem ser claramente observados,no atendimento às disciplinas (oferecimento de aulas práticas em disciplinas de cunhotradicionalmente teórico), na formação de alunos por meio dos programas de bolsas deiniciação tecnológica, no desenvolvimento de material didático e no surgimento denovos grupos de trabalho voltados para o ensino de engenharia.

É importante ressaltar que a Universidade não possui uma linha de fomento para oslaboratórios ligados à graduação, no que se refere verbas para manutenção deequipamentos e compra de material de consumo. Além disto, as cotas de bolsas demonitoria e Iniciação Científica são escassas e suspensas periodicamente por falta deverbas.

O projeto REENGE proporcionou no DME desenvolvimento de atividades queresultaram em melhorias significativas na qualidade de ensino de seus cursos. Projetoscomo este se faziam necessários há muito tempo, uma vez que os órgãos de fomentovinham apoiando e incentivando apenas os cursos de pós-graduação, o quehistoricamente resultou em desestímulo para os professores e técnicos ligados aoscursos de graduação, evasão de professores, fechamento de laboratórios e deterioraçãoda qualidade de ensino.

A descontinuação do programa de apoio financeiro por parte dos órgão de fomento jáestá causando diversos prejuízos, como a desestruturação das equipes de trabalho e ainterrupção dos projetos de pesquisa.

O projeto REENGE teve uma duração curta demais para permitir que os projetos seconsolidassem e tivessem efeitos mais duradouros. Desta forma, o investimento járealizado corre o risco de se perder e as melhorias alcançadas correm o risco de sofrerum retrocesso.


A continuação de programas como o REENGE é de vital importância para aconsolidação dos projetos descritos, pois, a um só tempo dá condições para que haja aparticipação de alunos, estimula o surgimento de novos grupos de trabalho e direcionarecursos para a graduação, anteriormente inexistentes.

Referências

O trabalho desenvolvido pelos grupos estruturados tem resultado na publicação de diversosartigos, listados a seguir, e enviados em anexo.

[1] Naegeli, C.H., Antonini, R.C., Ellwanger, G.B. " Desenvolvimento de Material Didáticopara Ensino de Ciência dos Materiais e Comportamento das Estruturas"; II Encontrode Ensino de Engenharia; UFRJ, setembro de 1996.

[2] Naegeli, C.H., Antonini, R.C., Ellwanger, G.B. " Desenvolvimento de Material Didáticopara Ensino de Engenharia: Multimídia sobre Resistência dos Materiais eComportamento das Estruturas" ; COBENGE - Congresso Brasileiro de Ensino deEngenharia; Salvador, outubro de 1997.

[3] Naegeli, C.H. e Longo, H.I., Ensino de Estruturas de Concreto Armado - Prática de Projeto ede Laboratório"; COBENGE - Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia;Salvador, outubro de 1997.

[4] Naegeli, C.H., Antonini, R.C., Ellwanger, G.B. " Práticas de Laboratório para Ensino deResistência dos Materiais e Comportamento das Estruturas"; COBENGE - CongressoBrasileiro de Ensino de Engenharia; Salvador, outubro de 1997.

[5] Amorin, F.A.S. e Naegeli, C.H., " Integração Teoria e Prática no Ensino de Engenharia - AConstrução de um Novo Modelo Teórico"; COBENGE - Congresso Brasileiro deEnsino de Engenharia; Salvador, outubro de 1997.



Práticas de laboratório para ensino de resistência dosmateriais e comportamento das estruturas

CRISTINA HAGUENAUERCEFET/PR, Departamento de Construção Civil e UFRJ - Escola de Engenharia - Departamento de

Mecânica Aplicada e Estruturas - Centro de Tecnologia, Bl. D, S.205 - Ilha do Fundão - Rio deJaneiro - RJ - CEP:21945-970 - Brasil

E-Mail: [email protected]

Resumo Este artigo tem por finalidade relatar e analisar uma experiência vivenciada na UniversidadeFederal do Rio de Janeiro: a implantação de aulas de laboratório em diversas disciplinas docurso de Engenharia Civil oferecidas pelo departamento de Mecânica Aplicada e Estruturas daEscola de Engenharia.São analisadas as principais dificuldades encontradas, assim como os resultados alcançados e acontribuição deste trabalho para a melhoria da qualidade de ensino e para a implantação de umnovo modelo pedagógico, onde o aluno de Engenharia passa a exercer um papel mais ativo ecriativo dentro do processo de Ensino-Aprendizagem.Paralelamente são descritos diversos ensaios utilizados como suporte didático -experimentalpara as disciplinas de Mecânica Racional, Resistência dos Materiais, Concreto Armado eAnálise Estrutural. São citadas e analisadas experiências semelhantes no Brasil, França eAlemanha, de conhecimento dos autores.Por fim, são apresentadas perspectivas de ampliação desta experiência na própria universidadee fora dela, por meio de convênios de cooperação com outras universidades e com escolastécnicas e de segundo grau e são relatadas as iniciativas em andamento neste sentido.

1. Introdução

A crescente valorização do uso do computador, a falta de recursos para os cursos degraduação e a canalização de incentivos exclusivamente para as atividades de pós-graduação resultaram no empobrecimento e extinção de laboratórios de graduação, e,paralelamente, no surgimento de um número cada vez maior de disciplinasexclusivamente teóricas. Nos cursos de engenharia, este contexto se acentuouprincipalmente nas áreas ligadas ao ensino do comportamento das estruturas.

A ausência de aulas práticas de laboratório criou, sem dúvida alguma, uma grandelacuna na formação dos futuros engenheiros. Houve uma época em que a ampla ofertade postos de emprego supria esta lacuna, uma vez que o aluno complementava osconhecimentos necessários à sua formação profissional nos estágios ou mesmo após aconclusão do curso.

Por outro lado, a transformação das relações de trabalho e a própria evolução datecnologia passaram a exigir a reformulação dos cursos de engenharia e oestabelecimento de uma nova relação ensino - aprendizagem. Este novo contexto vempressionando as escolas e faculdades de engenharia a reformularem seus cursos,disciplinas e laboratórios.

As experiências desenvolvidas no Departamento de Mecânica Aplicada e Estruturas daEscola de Engenharia da UFRJ, aqui relatadas, surgiram em sintonia com estemovimento emergente de reconstrução e reestruturação do ensino de engenharia.


2. Experiências Anteriores

2.1. No Brasil

São citadas a seguir, apenas para exemplificar, algumas experiências de conhecimentodos autores, desenvolvidas em diversas instituições. Estas experiências não sãoseguramente as únicas:

Na Faculdade de Engenharia da UERJ, a partir da iniciativa do prof. Eduardo Thomaz[1,2,3,4], foram desenvolvidos diversos ensaios de elementos estruturais, como suporteàs disciplinas de Concreto armado I, II e III. Nesta oportunidade, os alunos do curso degraduação participaram ativamente das fases de projeto, execução e ensaio doselementos estruturais. Os excelentes resultados obtidos, em termos de fixação doconteúdo programático e de ampliação das possibilidades de aprendizado, estimularamoutros professores a adotarem a mesma metodologia. Após um certo período, porém,houve descontinuação das atividades de laboratório, por diversos motivos, dentre osquais pode-se citar quantidade extra de trabalho envolvida e o caráter não oficial daatividade. Experiências semelhantes foram realizadas em diversas outras universidades,sempre com a mesma característica de descontinuação das atividades.

Destaque especial deve ser dado ao trabalho desenvolvido pelo professor José Amarodos Santos, da USP [5], que, em sua dissertação de mestrado, apresentou o projeto decerca de 200 modelos estruturais para o ensino de engenharia, todos construídos por elee utilizados no curso de graduação em engenharia. A maioria dos modelos didáticosconstruídos, no entanto, foi se deteriorando com tempo e hoje não se encontra mais emcondição de uso.

Na UFRJ, o professor Yosiaki Nagato [6,7,8] projetou e construiu diversos modelosestruturais para utilização em aulas práticas do curso de Resistência dos Materiais. Autilização destes modelos foi sendo descontinuada ao longo dos anos, pelos mesmosmotivos citados anteriormente.

Na USP/São Carlos, o Prof. Takeia desenvolveu, para o curso de graduação, diversosensaios de elementos estruturais, alguns deles baseados no trabalho do professor Amaro.

No curso de Construção Civil do CEFET-PR, foram criadas as disciplinas de Ensaios I,II e III [9,10], com aulas exclusivamente práticas, para realização de ensaios emdiferentes materiais e em elementos estruturais de madeira, aço e concreto. A existênciadestas disciplinas representou um avanço em relação ao currículos tradicionais, uma vezque, neste caso, o estudo experimental recebeu um caráter oficial, deixando de dependerexclusivamente da iniciativa pessoal do professor.

2.2. No Exterior

No CEFET-PR, um programa de capacitação de professores patrocinado pela CAPEScom o objetivo de fomentar o intercâmbio com instituições estrangeiras, permitiuvivenciar modelos de ensino destes países [9,10].

A partir deste intercâmbio, professores brasileiros puderam conhecer de perto modelosde ensino inovadores, para a nossa realidade, embora bastante consolidados em paísescomo França, Alemanha e Estados Unidos.


De uma forma geral, observa-se, nestes países, uma valorização muito maior do que noBrasil das práticas de laboratório na formação de engenheiros. Algumas soluçõesobservadas nestes países merecem destaque especial, como o semestre de estágiosupervisionado, o projeto de final de curso.

Nestes países, em muitos casos, são realizados semestres de estágio, onde o alunopraticamente não cursa disciplinas teóricas, somente aquelas imprescindíveis àrealização do estágio. Estes semestres ocorrem geralmente em dois períodos, umpróximo à metade do curso e o outro pouco antes da conclusão do curso. Estes períodossão planejados para que o aluno tenha a oportunidade de retomar seu curso com umavisão mais nítida da relevância das disciplinas oferecidas.

Geralmente, o projeto de final de curso é realizado a partir de problemas reais,propostos pelas indústrias e acompanhados pela empresa interessada, além deorientados pelo professor. Este procedimento tem a vantagem de, além de propor aoaluno um problema atual e verdadeiro, facilitar o ingresso do aluno do mercado detrabalho, a partir do contato mais estreito com a empresa, na solução de problemas deinteresse da mesma.

3. A Experiência do DME

O do Departamento de Mecânica Aplicada e Estruturas da Escola de Engenharia daUFRJ (DME) é responsável por disciplinas oferecidas a todas as habilitações do curso scos cursos de engenharia, como a Mecânica Racional (3o período) e a Resistência dosMateriais (5o e 6o períodos), disciplinas básicas para o curso de Engenharia Civil, comoa Mecânica Clássica (1o período) e Elementos de Mecânica Aplicada (4o período), alémde disciplinas das ênfases Estruturas e Métodos Numéricos (7o a 10o períodos).

A partir das motivações expostas anteriormente, diversos professores do DME passarama desenvolver projetos voltados para a melhoria do ensino de engenharia. Dentro destaperspectiva, foi iniciada a reformulação de diversas disciplinas, além da criação denovas disciplinas, tomando como base a necessidade de ampliar as atividades delaboratório.

Foram inseridas aulas de laboratório em diversas disciplinas, do 1o ao 10o períodos, taiscomo Mecânica Racional (3o período); Resistência dos Materiais (5o e 6o períodos);Concreto Armado (8o período), Análise das Estruturas I e II (8o e 9o períodos). Alémdisto, foi proposta a criação de novas disciplinas, voltadas exclusivamente para aexperimentação: Laboratório de Mecânica Clássica (1o período); Laboratório deMecânica Racional (3o período); Laboratório de Resistência dos Materiais (5o e 6o

períodos); Laboratório de Concreto Armado (8o período).

4. Objetivos Pedagógicos

Pode-se citar diversos objetivos envolvidos com este projeto:• proporcionar ao aluno de graduação uma formação científica básica dentro de um

panorama de integração multidisciplinar;• ampliar significativamente o contato dos alunos de graduação com a prática de

laboratório nos cursos de Engenharia;• ampliar significativamente o número de alunos envolvidos com monitoria e iniciação

científica;• criar um ambiente que amplie e intensifique o contato dos alunos de graduação com a

metodologia de pesquisa e com alunos e professores de pós-graduação;


• estruturar uma equipe para produção continuada de material didático para ensino deengenharia;

• estabelecer uma relação mais clara e direta entre a teoria e a prática no ensino deengenharia;

• elevar o nível de compreensão e fixação de conceitos teóricos, por parte dos alunos;• criar um espaço onde os alunos, principalmente aqueles dos períodos iniciais de

graduação, possam participar de forma ativa no processo de concepção, construção eensaio de modelos físicos capazes de reproduzir o comportamento de diferentesestruturas;

Estas atividades permitem envolver um amplo universo de disciplinas, dentro docurrículo dos cursos de engenharia, sob o ponto de vista da integração entre a teoria e aexperimentação.

5. Metodologia

A introdução de aulas práticas, com auxílio de modelos didáticos, em disciplinas decunho tradicionalmente teórico, permite experimentar diferentes metodologiaspedagógicas ligadas ao ensino da engenharia.

O contato do aluno com a prática de laboratório é planejado para ser realizado emdiferentes níveis de profundidade, segundo objetivos e necessidades variadas. No 1o

nível, o aluno tem um contato inicial com o modelo didático, durante a aula prática; estapode ser realizada simultaneamente por toda a turma acompanhada pelo professor, oupor pequenos grupos acompanhados por monitores. No nível intermediário, o contato doaluno com a teoria e a prática é aprofundado por meio das atividades que envolvem acriação, o projeto, a construção e a análise dos modelos didáticos, que serão utilizadosnas aulas práticas. No nível avançado, o aluno tem contato com a análise experimentalde modelos físicos, por meio de projetos de iniciação científica, aprofundando a análiseteórica; neste caso, pode-se fortalecer a interface existente com projetos de pesquisa depós-graduação.

Consideramos que as atividades envolvidas na criação, projeto e construção de modelosfísicos é extremamente útil no processo de síntese dos conhecimentos adquiridos a partirda teoria, além de ampliar as possibilidades de desenvolvimento dos alunos, de formadiferenciada, segundo as aptidões e interesses de cada um.

6. Parcerias

O trabalho desenvolvido no DME teve como desdobramento a aproximação comdiversos setores da própria UFRJ e de outras universidades. Dentro da UFRJ, pode-sedestacar a parceria estabelecida com o curso de Desenho Industrial na construção dosmodelos físicos.

Ao mesmo tempo, professores de diversas universidades públicas e privadas visitaram oDME, com o objetivo de conhecer os projetos de ensino em desenvolvimento, a partirdos artigos já publicados sobre .

7. Auxílios

Para a execução dos projetos de ensino do DME foi necessária a montagem de doisnovos laboratórios, o Laboratório de Resistência dos Materiais e Modelos Estruturais e


o Laboratório de Meios Educativos, além de uma nova oficina (oficina de Modelos eProtótipos).

A montagem destes laboratórios só foi possível devido ao apoio da FundaçãoUniversitária José Bonifácio (FUJB), da Sub-Reitoria de Graduação da UFRJ, SR-1 edo Projeto REENGE da UFRJ.

A estrutura dos projetos de ensino do DME foi pautada principalmente na formação degrupos de trabalho envolvendo consultores de conteúdo, orientadores e alunos. Para aparticipação dos alunos, foi imprescindível a existência de incentivos como as bolsas demonitoria, oferecidas pela SR-1, e as bolsas de Iniciação Tecnológica do projetoREENGE. A continuidade destes programas de incentivo é imprescindível para arealização dos projetos de ensino, como os desenvolvidos pelo DME.

8. Conclusões

Os efeitos positivos das atividades de laboratório podem ser claramente observados emtermos de melhoria do aprendizado, ampliação das possibilidades de abordagempedagógica, do grau de satisfação dos alunos e na utilização do material didáticodesenvolvido.

A continuação de programas de bolsas para alunos, de monitoria ou do REENGE, évital para a consolidação deste projeto.

Referências

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[2]- Naegeli, C.H. e Thomaz, E.C.S., Estudo de Fissuração de Cisalhamento em Vigas deConcreto Armado, RBE - Revista Brasileira de Engenharia, Associação Brasileira dePontes e Estruturas, Caderno de Engenharia Estrutural, Vol.11/N.1, 10/93.

[3]- Thomaz, E.C.S. e Naegeli, C.H., Estudo de Campos Comprimidos de Concreto Armadocom Aplicação em Vigas - Parede, RBE - Revista Brasileira de Engenharia, AssociaçãoBrasileira de Pontes e Estruturas, Caderno de Engenharia Estrutural, Vol.10/N.2, 3/93.

[4]- Thomaz, E.C.S. e Naegeli, C.H., 34a Reunião Anual do IBRACON, Curitiba, PR, 6/92.Artigo: Bielas de Concreto Armado - Ruptura e Fissuração. Em co-autoria comEduardo Thomaz.

[5]- Santos, J.A dos, “Sobre a Concepção, o Projeto, a Execução e a Utilização de ModelosFísicos Qualitativos na Engenharia de Estruturas”, Dissertação apresentada à EscolaPolitécnica da Universidade de São Paulo para a obtenção do título de mestre emEngenharia, Departamento de Engenharia de estruturas e Fundações – EPUSP, São Paulo,1983.

[6]- Gomes, P.A., Villaça, S.F., Nagato, Y., “O ensino da Resistência dos Materiais naUniversidade Federal do Rio de Janeiro”, V Assembléia Geral Ordinária da ABENGE, Riode Janeiro, outuro de 1978.

[7]- Nagato, Y. e Batista, E. de M., “Aulas Práticas de Resistência dos Materiais na UFRJ”,Seminário Sobre o Ensino de matérias de Formação Básica nos Cursos de Engenharia,Escola de engenharia da UFRJ, outubro dde 1983.

[8]- Lobo Carneiro, F.L., Nagato, Y. e Maia, A.C.F., “Atividades do Laboratório de Estruturasdo Programa de Engenharia Civil da COPPE/UFRJ”, Comunicação Apresentada naReunião do Grupo Latino-Americano da RILEM (GLA-RILEM), setembro e 1979.

[9]- Naegeli, C.H., “Laboratório Didático de Resistência dos Materiais”, 1° SeminárioInternacional de Educação Tecnológica, Rio de Janeiro, setembro de 1991.


[10]- Naegeli, C.H. “Suporte Didático-Experimetal para Disciplinas de Resistência dosMateriais, Concreto Armado e Disciplinas Afins”, Relatório Interno, CEFET-PR, 1991.

[11]- Martins, P.C. de R., Ellwanger, G.B., et al, "Reforma do Currículo de Formação deEngenheiros Civis nas Ênfases de Estruturas e Métodos Numéricos na EE/UFRJ, XXCongresso Brasileiro de Ensino de Engenharia - COBENGE 92, Rio de Janeiro, outubro,1992

[12]- Naegeli, C.H., Ellwanger, G.B., Antonini, R.C., "Desenvolvimento de Material Didáticopara o Ensino de Ciência dos Materiais e Comportamento das Estruturas", II Encontro deEnsino de Engenharia da UFRJ, setembro, 1996.

[13]- Amorim, F.A.S. e Naegeli, C.H. Integração Teoria e Prática no Ensino de Engenharia– A Construção de um novo Modelo Pedagógico, COBENGE 97 – XXV CongressoBrasileiro de Ensino de Engenharia, Salvador, outubro de 1997.

[14]- Naegeli, C.H, Ellwanger, G.B. e Antonini, R.C., Desenvolvimento de MaterialDidático Para Ensino de Engenharia: Multimídia sobre Resistência dos Materiais.COBENGE 97 – XXV Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia, Salvador,outubro de 1997:

[15]- Naegeli, C.H, Ellwanger, G.B. e Antonini, R.C., Práticas de Laboratório para Ensinode Resistência dos Materiais e Comportamento das Estruturas. COBENGE 97 –XXV Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia, Salvador, outubro de 1997:

[16]- Naegeli, C.H e Longo, H.I., Ensino de Estruturas de Concreto Armado: Prática deProjeto e de Laboratório. COBENGE 97 – XXV Congresso Brasileiro de Ensino deEngenharia, Salvador, outubro de 1997.


Transformações no ensino de engenharia:a valorização dos aspectos pedagógicos

Vanderlí Fava de OliveiraNúcleo Gráfico Tecnológico – Dep. de Desenho Técnico e Projetivo - UFJF

Doutorando COPPE/UFRJ - E-mail: [email protected]

Ricardo Manfredi NaveiroÁrea de Inovação Tecnológica - Programa de Engenharia de Produção

COPPE/UFRJ – E-mail: [email protected]

ResumoO objetivo deste trabalho é apresentar algumas questões relacionados às transformações quevem ocorrendo no ensino de Engenharia, principalmente no que se refere aos aspectospedagógicos, os quais vêm adquirindo ultimamente especial importância nos cursos deEngenharia. Para tanto, discorre-se sobre a evolução destes cursos, principalmente no que serefere às mudanças que vem ocorrendo na atualidade e a atenção cada vez mais crescente queos métodos e técnicas de ensino vem merecendo, assim como, sobre os aspectos relacionadosaos “estilos” de ensino e de aprendizagem que tem sido objeto de estudos com vistas à melhoriado ensino de Engenharia. Não se pretende aqui apresentar conclusões definitivas, visto que,como parte de pesquisa para tese de doutorado, estas questões tem sido objeto de reflexão eespera-se que no decorrer do IV Encontro haja oportunidade de aprofundamento das mesmas,através das atividades e das discussões travadas com os participantes do evento.

Introdução

A estruturação atual dos cursos de Engenharia é considerada como originária da ÉcolePolytechnique, fundada na França em 1795 por iniciativa de Gaspard Monge eFourcroy, que se tornou modelo para a fundação de escolas de Engenharia em diversospaíses (Telles, 1994). Desde então os currículos têm sido organizados, na maioria doscaso, considerando-se a divisão e a hierarquização das ciências em “básicas”, “básicasde Engenharia” e “aplicadas de Engenharia” ou profissionalizantes, onde “as ciênciasaplicadas se deduziriam das básicas” (Bringhenti, 1993).

A atual proposta de diretrizes curriculares para os cursos de graduação em Engenhariaelaborada pela Associação Brasileira de Ensino de Engenharia (ABENGE, 1998) indicacomo devem ser organizados os “conteúdos curriculares” para os cursos e os divide em“básicos” e “profissionais”. Pode-se verificar que o proposto nestas novas diretrizes,assim como, a trajetória dos cursos de Engenharia ao longo destes dois séculos,permitem afirmar que não houve e nem se preconiza, em termos gerais, uma mudançarevolucionária ou radical de paradigma organizacional na estruturação dos mesmos.

As reformulações tem se caracterizado mais pelo caráter evolucionário, muitas vezesdevido às necessidades de adequações e adaptações ao mercado, de novas tecnologias ede inovações tecnológicas. Com isto, tais mudanças, na maioria das vezes, tem ocorridocom vistas à incorporação de novos conhecimentos tecnológicos, alterações de regime(seriado, créditos), integração e desintegração entre básico e profissionalizante, cargahorária de oferecimento de conteúdos e de duração de cursos. Também tem havidoreestruturações com vistas a desdobramento de habilitações, implantação de ênfases, deespecializações e criação de cursos de graduação para novas modalidades de


Engenharia. Registra-se, também, reformulações que procuraram mesclar a organizaçãocurricular por áreas do conhecimento com uma estruturação por campos de atuaçãoprofissional, que poderiam ser consideradas como tentativas de mudança efetiva deparadigma.

Há que se destacar que as reformulações nos cursos de Engenharia ocorrem, também,no bojo de modificações globais do ensino superior ou do ensino de uma maneira geral,em razão de mudanças de política educacional, como é o caso da nova LDB. Pode-seconsiderar estas mudanças como sendo “de cima para baixo”, onde são aprovados novosdispositivos legais e, estabelecidas novas diretrizes gerais em decorrência destes,restando aos cursos de Engenharia realizar as suas mudanças de modo a adequar-se àsmesmas.

Iniciativas exclusivas dos Cursos de Engenharia, agindo de forma integrada ouarticulada para a realização de mudanças e sem imperativos exteriores, se existiram,praticamente não deixaram registros. É claro que vários cursos realizaramreformulações, principalmente visando a melhoria de qualidade do ensino, sem quefossem necessariamente suscitados por tais imperativos, mas estas ocorreram sem umaintegração efetiva de ações de modo mais abrangente, ou seja, como algo que seconfigurasse como uma política geral para o ensino de Engenharia.

Consideração da Pedagogia no Ensino de Engenharia

Nas mudanças que vinham ocorrendo nos cursos de Engenharia, pelo menos até asúltimas décadas, as questões relacionadas aos aspectos pedagógicos não foramdevidamente considerados, quando não foram simplesmente relegados. Taisreformulações raramente destacavam efetivamente à metodologias, as técnicas e aspráticas pedagógicas direcionadas para o ensino de Engenharia. No entanto, pode-seobservar que nos últimos anos estes aspectos vem adquirindo uma importância queantes não dispunham. O que se verificava, via de regra, é que os cursos adotavammodelos derivados de diretrizes gerais e que não eram devidamente contextualizadas àsespecificidades da Engenharia.

Ressalte-se, também, que os professores da Engenharia, em sua grande maioria, viam aPedagogia como uma área afeta apenas aos Pedagogos e que a estes cabia o trato destaquestão, quando não viam relação ou necessidade de uma incorporação estruturada deelementos de pedagogia devidamente adequados e compatíveis com os cursos deEngenharia. A título de exemplo, não tem sido incomum a referência ao desempenho doProfessor no âmbito do curso de Engenharia reduzida a “ter didática” ou “não terdidática” para ensinar.

As poucas tentativas para despertar os docentes para a questão pedagógica, não surtiramos efeitos desejados. Um exemplo nesta direção, em termos concretos, era ooferecimento de cursos de “Didática do Ensino Superior” (décadas de 70 e 80)supostamente capazes de atender a qualquer curso superior. Via de regra, estes cursosalém de não serem muito concorridos, apresentavam taxas de evasão consideráveis,talvez por carrearem problemas relacionadas a fatores motivacionais e de “didática deensino superior”, entre outros.

Atualmente, percebe-se que o docente do curso de Engenharia vem cada vez maisentendendo a questão pedagógica como algo intrínseco à sua atuação profissionaldocente e não como “coisa de Pedagogos”. Há sinais de que está se processando umamudança onde a pedagogia, com pertinentes adequações ao universo da Engenharia,


vem aos poucos ocupando o seu devido espaço na bagagem de conhecimento e deformação do professor de Engenharia.

Diversos fatores tem contribuído para isto:§ As mudanças de perfis profissionais na Engenharia, onde a formação baseada na

“transmissão” e “avaliação” do conhecimento, que tem sido dominante, tem se mostradoinsuficiente;

§ A necessidade de integração e contextualização dos conteúdos de Engenharia, o que só seefetiva através de metodologias e técnicas de ensino/aprendizagem bem estruturadas;

§ A tecnologia da informação como meio de ensino/aprendizagem, que exige bem mais que oconhecimento técnico para seu domínio e uso com proficuidade;

§ O aumento e o incremento de conteúdos exigidos para a formação em Engenharia, o quedisponibiliza menor tempo para o aprendizado dos mesmos;

§ A necessidade de aprimorar a criatividade e a capacidade de aprender dos estudantes, devidoa competitividade de mercado e a exigência de educação continuada dos profissionais;

§ Os aspectos ambientais e sociais, que são cada vez mais influentes e determinantes naprodução e nos serviços e que exigem bem mais que conhecimento técnico especializadopara serem agregados às atividades profissionais;

Pode-se elencar uma série de outros fatores que vão acabar por mostrar que, aoprofessor de Engenharia, não basta mais dominar o conhecimento científico e técnicodos conteúdos, ou o funcionamento dos meios disponíveis para “ministrar” esteconteúdo. Faz-se necessário que o docente conheça e aplique metodologias e técnicas deensino/aprendizagem estruturadas e consistentes, sem o que não conseguirá contribuirpara a formação de profissionais em condições de atualizar-se continuamente e decompetir plenamente na Engenharia.

Uma tentativa de resposta a estes fatores, mesmo que parcialmente, tem sido asdesenvolvidas através do projeto REENGE (Reengenharia do Ensino de Engenharia),implantado a partir de 1995. Dentro deste projeto, vários cursos vêm desenvolvendoatividades que denotam a preocupação com os aspectos pedagógicos, sendo que háregistro de ações que vem obtendo bons resultados, como se pode atestar através derelatos e de publicações constantes nos anais do COBENGE 98 (XXVI CongressoBrasileiro de Ensino de Engenharia).

O desenvolvimento de Programas Governamentais voltados para os cursos deEngenharia, onde despontam as preocupações com os aspectos pedagógicos, tem sidoobjeto de programas também em outros países. No COBENGE 98, na Mesa RedondaInternacional sobre Ensino de Engenharia, os representantes da Espanha e da Argentinarelataram o desenvolvimento de tais Programas no início da presente década em seuspaíses.

Nos Estados Unidos, a National Science Foundation Engineering Education Coalitions,tem como uma das principais diretrizes o desenvolvimento de “ferramentas alternativasde ensino, currículos e sistemas”. Entre 1990 e 1995, foram criadas 8 Coalizõesenvolvendo cerca de 60 Escolas de Engenharia de Universidades Americanas.Conforme se pode verificar através do material disponível na home page(http://www.needs.org/coalitions) da Engineering Education Coalitions, as questõesrelacionadas a metodologias e técnicas educacionais tem merecido significativodestaque.

Pode-se, também, verificar que em diversos periódicos internacionais,6 tem sidocrescente o número de artigos que tratam das preocupações relacionadas aos aspectos 6 Periódicos internacionais sobre Ensino de Engenharia consultados:§ Journal of Engineering Education (American Society for Engineering Education – ASEE)

<http://www.asee.org/publications/html/jee.htm>;


pedagógicos e apresentam diversos relatos de experimentos nesta área, o que se verificatambém na Revista de Ensino de Engenharia (ABENGE). A participação em eventosrelacionados ao Ensino de Engenharia vem aumentando, assim como o número detrabalhos apresentados, como se pode verificar nos dois eventos mais recentes, como aInternational Conference on Engineering Education, ocorrido no Rio em agosto últimoe o COBENGE 98 (S. Paulo, out/1998), que registraram recorde de participação e deapresentação de trabalhos.

A partir do exposto, pode-se deduzir que os docentes dos cursos de Engenharia se vêemna contingência de ter que apropriar-se de conhecimentos relacionados à Pedagogia eaplicá-los convenientemente ao universo do ensino de Engenharia. Nesta direção, nositens seguintes deste texto, são expostas algumas questões relacionadas à Pedagogia,visando tentar contribuir e, também, verificar a repercussão dos mesmos junto aosdocentes que porventura considerem este trabalho. Como destaques, são tratadasalgumas questões relacionadas aos Métodos e Técnicas de Ensino e, também, discorre-se um pouco sobre Estilos de Ensino e Estilos de Aprendizagem, arriscando-se umarápida incursão na área da chamada Psicopedagogia.

Sobre Métodos e Técnicas de Ensino

Para tratar deste item, adota-se como referência o artigo do professor Arantes (1998),que vem participando de um curso de “Didática de Ensino Superior” na UFMG, que foiestruturado para professores de curso de Engenharia dentro do projeto REENGE e quevem obtendo excelentes resultados, conforme depoimento do próprio autor naapresentação do referido trabalho no COBENGE 98. A adoção deste trabalho comobase é estratégica, por tratar-se de um exemplo mostrando que os ProfessoresEngenheiros podem e devem tratar de questões pedagógicas a partir do seu contexto e,também, contribuir para que tais conhecimentos passem a ser parte efetiva do ensino deEngenharia.

Para definir métodos e técnicas de ensino, o professor Arantes adota como referência otrabalho de Martins7, ou seja:

“Método constitui o elemento unificador e sistematizador do processo deensino, determinando o tipo de relação a ser estabelecida entre professor ealunos, conforme uma orientação filosófica que o fundamenta. Tal orientaçãoenvolve uma concepção de homem e de mundo, respondendo, em últimaanálise, a um ponto de vista da classe. Técnicas são as instânciasintermediárias, os componentes operacionais de cada proposta metodológica,os quais viabilizarão a implementação do método em situações concretas.”

Quanto aos eixos metodológicos, Arantes adota a classificação de Mizukami8 (1986).Fazendo-se uma síntese sobre esses métodos, a partir do trabalho do referido professor,tem-se: § Journal of Professional Issues in Civil Engineering Education and Practice (American

Society of Civil Engineering - ASCE) <http://www.pubs.asce.org/journals/ei.html>§ European Journal of Engineering Education (European Society for Engineering Education -

SEFI) <http://www.carfax.co.uk/eee-ad.htm>:§ The International Journal of Engineering Education (TEMPUS Publications, Dublin Institute

of Technology, Bolton St., Dublin 1, Ireland.) <http://www.ijee.dit.ie>;§ Journal of Materials Education an International Journal For Materials Science and

Engineering (Pennsylvânia State University)7 MARTINS, Pura Lúcia. Didática Teórica/Didática Prática. Para além do confronto. São Paulo, Loyola,1989)


§ Abordagem Tradicional (originário dos primeiros processos educativos):O professor é o centro do processo que é baseado na transmissão do conhecimento visando oaprendizado do conteúdo pelo aluno. Tem como técnicas principais a aula expositiva,exercícios e demonstração didática com ênfase em textos e quadro-negro. A avaliação érealizada predominantemente visando a exatidão da reprodução do conteúdo “transmitido”em sala de aula, através de provas, exames, exercícios, etc.

§ Abordagem Cognitivista ou Escola nova” (origens no início do século XX com odesenvolvimento da psicologia e com a necessidade da escola tratar, também, da preparaçãopara a vida):O aluno passa a ser o centro e o professor o orientador do processo. São valorizadas asatividades participativas e enfatizado o processo da redescoberta do conhecimento. Baseia-se,principalmente no “aprender a aprender” e é, também, voltado para a solução de problemasSão adotadas como técnicas: dinâmica de grupo (seminários, discussão e debate, estudodirigido, painéis, etc), entre outros.

§ Abordagem Tecnicista ou Comportamentalista (origens no pós-guerra com a presença doplanejamento e da economia nos processos educativos No Brasil, veio no bojo de um projetoque se propunha a fazer a “educação para o desenvolvimento”.):É centrado no aprender a fazer, dar respostas específicas definidas nos objetivos operacionaiscom ênfase na obtenção de produtos específicos. Parte do pressuposto de que o alunoprogride em seu ritmo próprio, em pequenos passos. Ao final do processo a aluno tem que sercapaz de realizar os objetivos previamente determinados. São utilizadas as técnicas: instruçãoprogramada, módulos de aprendizagem, micro-ensino, etc.

§ Abordagem Sócio-política, Progressista ou Sócio-cultural (surge em meados dos anossessenta com a presença das teorias de educação ditas “crítico-reprodutivistas”, de inspiraçãomarxista):A ênfase do processo é a praxis social. O aluno ao compreender sua prática profissional deveassumir uma postura crítica sobre ela e capacitar-se para uma ação transformadora(compreender para transformar). A compreensão da prática deve ocorrer a nível detotalidade, ou seja, além da competência técnica procura-se perceber todas as interfaces deuma atividade, possuir uma visão de conjunto e contextualizada da própria área deconhecimento. São utilizadas as seguintes técnicas: atividades coletivas de sistematização doconhecimento (grupos diversos, exposições, plenárias, projetos, etc.). A avaliação doprocesso consiste na auto avaliação e/ou avaliação mútua e permanente da prática educativapor professores e alunos. Qualquer processo formal de notas, exames, etc. deixa de tersentido em tal abordagem. No processo de avaliação proposto, tanto os alunos como osprofessores, saberão quais suas dificuldades e quais os seus progressos.

Nas atividades desenvolvidas no referido curso de “Didática” da UFMG, o professorArantes (1998) cita que “de um modo geral, foi verificado que para a grande maioriados docentes, a relação pedagógica, atualmente exercida, está voltada para umaabordagem “tradicional” com características do tecnicismo, principalmente no que dizrespeito ao planejamento das atividades, sejam elas programadas pelos própriosdocentes em seus departamentos, ou por regulamentações do Colegiado do curso”.

Ainda o mesmo autor destaca que, “é importante mencionar que a questão do autoreconhecimento em relação aos métodos existentes, não implica em desvalorizar ocurso, os professores, ou os alunos. Neste caso, o objetivo principal é mostrar a direçãopedagógica seguida por todos e possibilitar possíveis mudanças devido ao conhecimentode abordagens diferenciadas. Além disso, é importante considerar que não existe ummétodo melhor que outro, pois todos possuem virtudes e problemas. A questão maisrelevante é refletir sobre qual método é mais adequado à formação das pessoasenvolvidas no processo educativo e a suas implicações dentro de um contexto social ehistórico vigente. De qualquer forma, foi comum a todos os participantes umapreocupação em avançar em relação às questões pedagógicas, principalmente emrelação aos novos desafios de implementação e acompanhamento do novo currículoproposto para o curso de Engenharia Civil”. 8 MIZUKAMI, Maria da G. Nicoletti. Ensino: as abordagens do processo. São Paulo, E.P.U., 1986


Sobre Ensino e Aprendizagem

O desenvolvimento deste item está baseado nas pesquisas conduzidas pelo ProfessorRichard Felder9, principalmente sobre os estilos de ensino dos professores e os estilosde aprendizagem dos alunos. Alerta-se para o fato de, por problemas de tradução ou deinterpretação, ou mesmo por ser este texto uma síntese, algumas questões podemapresentar lacunas ou não conferir exatamente com o disposto no trabalho do ProfessorFelder. Como a finalidade aqui é tentar chamar a atenção para as diferenças de estilos deensino e de aprendizagem (ver quadro na página seguinte), com o objetivo de trazermais alguns elementos que possam contribuir para uma reflexão sobre as atividades deensino de Engenharia, acredita-se que, se tal ocorrer, não causará problemas aoobjetivado por este trabalho como um todo.

Uma das principais questões colocadas nos trabalhos conduzidos pelo Professor Felderé a seguinte: O que o estudante aprende em uma determinada disciplina é menos do queo professor ensina e a partir daí apresenta uma série de elementos ligados à psicopedagogia, tendo como base, principalmente os trabalhos de Jung10 e de Myers (1980) eque podem contribuir efetivamente para a melhoria do processo de ensino eaprendizagem na Engenharia.

Posto isto, no referido trabalho do Felder, considera-se que as maneiras como umestudante aprende são determinadas basicamente:

§ Por sua habilidade nativa (dom);§ Por sua experiência anterior (background)§ A partir das possibilidades de combinações entre o seu estilo de aprender e o estilo de

ensinar do professor.

Em princípio, nada se pode fazer acerca do “dom”, do “background” e do “estilo deaprender” dos alunos, restando apenas a possibilidade de realização de algum trabalho arespeito do estilo de ensinar do professor. Para melhorar efetivamente as condições deaprendizagem, o professor deve procurar o máximo de combinações desses estilos deaprendizagem (quadro na página seguinte). É claro que as questões relacionadas amétodos e técnicas de ensino são fundamentais para a qualidade do ensino, mas esteitem restringe-se aos estilos pessoais de ensino e de aprendizagem. Aliás, tais estilospodem ser determinantes na consecução dos referidos métodos e técnicas.

Em Felder & Silverman (1988) os autores apresentam como umas dos conclusões:“O estilo de aprender da maioria dos estudantes de engenharia e o estilo de ensinar de muitosprofessores são incompatíveis em diversas dimensões. Muitos ou a maioria dos estudantes deengenharia são visuais, sensitivos, indutivos e ativos; os estudantes mais criativos são globais; ea maior parte do ensino em engenharia ocorre de forma auditiva, abstrata (intuitiva), dedutiva,passiva e sequencial. Estes conflitos de estilos conduzem à uma baixa performance do estudante,frustração do professor, o que pode levar a uma perda para a sociedade de muitos potenciaistalentos para a engenharia".

9 Richard M. Felder, Hoechst Celanese Professor - Dept. of Chemical Engineering, N.C. State University,Raleigh, NC 27695-7905- Web page: http://www2.ncsu.edu/effective_teaching/O Professor Felder tem publicações nos principais “journals” internacionais e, também, tem realizadoworkshop sobre Engineering Education nos EUA e diversos outros países do mundo. Em 1997 ministroucursos sobre a temática na UFV e UNICAMP.10 Jung, C. G. Psychological Types. Princeton University Press, 1971 (Original publicado em 1921


MODELOS DE ESTILOS DE ENSINO E DE APRENDIZADO

ESTILO DE APRENDIZAGEM(ESTUDANTE)

ESTILO DE ENSINO(PROFESSOR)

1 – Percepção da Informação:

• Sensorial (externa) - cenas sons, sensaçõesfísicas, fatos e dados

• Intuitiva (interna) - possibilidades, percepção,pressentimento, teoria e modelos

1 – Exposição da informação

• Concreta – através de fatos

• Abstrata - conceitual, teórico

2 - Recepção da informação

• Visual - quadros, diagramas, gráficos,demonstrações

• Audição - palavras, sons

2 - Apresentação da Informação

• Visual - quadros, diagramas, demonstrações,filmes

• Verbal - conferências, leituras, discussões

3 – Organização da informação• Indutiva – dos fatos e observações para a

formulação de regras e princípios

• Dedutiva – a partir de regras e princípios sãodeduzidas as conseqüências

3 - Organização da apresentação

• Indutiva - dos fenômenos para os princípios

• Dedutiva - dos princípios para os fenômenos

4 - Processamento da informação:

• Ativamente - através da participação,interação física ou discussões, trabalho emgrupo)

• Reflexivamente - através da introspeção,trabalho solitário

4 - Participação do estudante na apresentação:

• Ativa - estudantes falam, movem-se,refletem, participam, discutem

• Passiva - estudante apenas vêem e ouvem

5 – Progressão no entendimento

• Seqüencialmente - em partes e continuadas,boa capacidade de análise

• Globalmente - em grandes saltos,holísticamente, boa capacidade de síntese

5 - Progressão na apresentação da informação

• Seqüencial - progressão etapa a etapa (asarvores)

• Global - contexto e relevância, o todo (afloresta)

Fonte: Organizado pelo autor, a partir dos trabalhos do Professor Felder (1994)

Como ilustração, são apresentados a seguir alguns quadros de levantamentos realizados arespeito de Estilos de Ensino e Aprendizagem.

O Quadro 01 mostra o resultado de levantamentos realizados:1. Pelo autor, através da aplicação dos questionários (anexo), onde o professor deveria optar

entre cada par de dimensões, em termos de sua preferência pessoal:§ no DDTP (Departamento de Desenho Técnico e Projetivo - UFJF) junto aos seus 15

professores em 1986;§ no III Encontro de Ensino de Engenharia (Itaipava, 1997), onde 18 professores

responderam ao questionário Ensino e 10 ao questionário sobre Aprendizagem.2. Resultado de pesquisa constante do trabalho do Professor Felder (1994) na NCSU (North

Carolina State University) junto a 383 Professores Engenheiros.


Estilos de Ensino e de Aprendizagem de Professores

ENSINO APRENDIZAGEMDocentes DDTP III EE Docentes DDTP III EE NCSU

1 Concreto 80,0% 66,7% Sensorial 40,0% 90,0% 36,0%

Abstrato 13,3% 11,1% Intuitivo 46,7% 10,0% 61,0%

Conc + Abst 6,7% 22,2% Sens + Int 13,3% 0,0% 03,0%

2 Visual 66,7% 44,4% Visual 93,3% 90,0% 71,0%

Verbal 13,3% 50,0% Auditivo 6,7% 10,0% 28,0%

Vis + Verb 20,0% 5,6% Vis + Aud 0,0% 0,0% 01,0%

3 Indutiva 46,7% 38,9% Indutiva 46,7% 30,0% 59,0%

Dedutiva 46,7% 55,6% Dedutiva 46,7% 60,0% 39,0%

Ind + Ded 6,7% 5,6% Ind + Ded 06,7% 10,0% 02,0%

4 Passiva 6,7% 16,7% Reflexiva 46,7% 70,0% 61,0%

Ativa 86,7% 77,8% Ativa 53,3% 30,0% 36,0%

Pas + At 6,7% 5,6% Refl + At 0,0% 00,0% 03%,0

5 Sequencial 100,0% 44,4% Sequencial 73,3% 70,0% 70,0%

Global 0,0% 44,4% Global 20,0% 20,0% 27,0%

Seq + Gl 0,0% 11,1% Seq + Gl 6,7% 10,0% 03,0%

DDTP: Dep. Desenho Técnico e Projetivo – UFJF, 1996IIIEE: III Encontro de Ensino de Engenharia – Itaipava/RJ, 1997NCSU North CarolinaState University (Felder, 1994)Fonte: Organizado pelo autor

- QUADRO 01 -

O Quadro 02 mostra o resultado de levantamentos realizados:1. Pelo autor onde o estudante deveria optar entre cada par de dimensões, em termos de sua

preferência pessoal:§ junto a 21 estudantes de Engenharia da UFJF, participantes de um Workshop sobre

Ensino Aprendizagem na Engenharia realizado em 1996, na Semana do Instituto deCiências Exatas;

§ no III Encontro de Ensino de Engenharia (Itaipava, 1997), onde 18 estudantesresponderam ao questionário.

2. Resultado de pesquisa constante do trabalho do Professor Felder (1994) na NCSU (NorthCarolina State University) junto a 251 Estudantes de curso de Graduação em Engenharia.

ESTILO DE APRENDIZAGEM

Nas questões abaixo, assinale a opção que mais se aproxima do SEU ESTILO PESSOALPREFERIDO DE APRENDER. Quando as duas opções satisfizerem assinale a que prepondera.

01. Como prefere receber a informação:q intuitiva - (interna) percepção, pressentimento (via subconsciente)q sensorial - (externa) cenas, sons, sensações físicas (via sentidos)

02. Sentido onde o conhecimento é melhor aprendidoq auditivo -sons, palavras, etc.q visual - quadros, diagramas, símbolos, etc.

03. Organização do conhecimento


q dedutiva – princípios são preferidos, conseqüências e observações são deduzidasq indutiva - fatos e observações são preferidos

04. Processamento do conhecimentoq ativa - discussões em grupoq reflexiva - através de introspeção, reflexão solitária

05. Progressão na aquisição do conhecimentoq global - em grandes porções (a floresta)q seqüencial - processo linear em partes contínuas (árvore a árvore)

Quem respondeu a questionário:Professor: ¨ Estudante: ¨


Diretrizes curriculares para a engenharia do ano 2.000

Antônio Cláudio Gómez de Souza

Universidade Federal do Rio de JaneiroEscola de Engenharia Departamento de Eletrônica

Caixa Postal 68.564 CEP 21.945-970 Brasilemail: [email protected]

Resumo Por exigência da nova, as universidades estão discutindo as diretrizes curriculares quenortearão os currículos universitários. Este trabalho pretende dar uma contribuição a essadiscussão, propondo um modelo de diretriz curricular para a Engenharia. Para isso iniciamospor uma análise crítica da legislação pertinente e da aplicação da Resolução 48/76 na Escolade Engenharia da UFRJ, de modo a embasar nossa discussão a partir dessa prática. A seguirdiscutimos o perfil do engenheiro que devemos formar, estabelecendo as premissas gerais paraa formação desse engenheiro. Finalmente vamos considerar as tradições da Engenharia. Combases nesses três aspectos vamos definir as diretrizes curriculares, tentando resolver doisaspectos contraditórios: as diretrizes devem ser o mais genérica possível para evitar que setornem um empecilho à renovação dos cursos, mas devem estabelecer uma uniformidade mínimaaos cursos de Engenharia, para que mantenhamos nossa identidade como engenheiros. Paraconcluir este trabalho vamos discutir alguns parâmetros que devem ser estabelecidos, assimcomo os conteúdos mínimos.

1. Introdução

A reforma curricular é uma prática permanente na Escola de Engenharia da UFRJ,assim como nas demais escolas de engenharia, dada a evolução da sociedade e datecnologia, que coloca sempre novos desafios à Engenharia. Desde 1976 os currículosde Engenharia tem obedecido à Resolução 48/76 [1], que fixa seus conteúdos mínimos,bem como duração e áreas de habilitação. Estamos hoje discutindo uma reformacurricular mais ampla, onde traçaremos a nova regulamentação que os cursos deEngenharia deverão obedecer nos próximos anos. Para embasar essa discussão vamosrever a legislação que a normatiza nas seções 2 a 5, procurando analisar seus aspectosmais importantes. Na seção 6 vamos discutir os princípios que devem nortear asdiretrizes curriculares. Nas seções 7 a 9 vamos discutir as atitudes, competências,habilidades e conteúdos que definiremos para a formação dos engenheiros. Na seção 10discutiremos como integrar os conhecimentos separados nas várias disciplinas eatividades. Na seção 11 discutiremos um conjunto de parâmetros que devem constar dasnovas diretrizes curriculares. Na seção 12 discutiremos a avaliação dos currículos apartir das diretrizes curriculares, e na seção 13 apresentaremos as conclusões finaisdeste trabalho.

2. A Nova LDB.

Em dezembro de 1996 o Congresso Nacional decretou a Lei 9.394 [2], que estabeleceuas “Diretrizes e Bases da Educação Nacional”. Em seu início, a LDB postula que aeducação deve ser “inspirada nos princípios de liberdade e nos ideais de solidariedadehumana, tem por finalidade o pleno desenvolvimento do educando, seu preparo para oexercício da cidadania e sua qualificação para o trabalho”. A seguir lista váriosprincípios básicos para o ensino, entre os quais podemos salientar, por serem deinteresse imediato para esta discussão, a liberdade de aprender, ensinar, pesquisar e


divulgar a cultura, o pensamento, a arte e o saber, o pluralismo de idéias e deconcepções pedagógicas, a garantia de padrão de qualidade, a valorização daexperiência extra-escolar e a vinculação entre a educação escolar, o trabalho e aspráticas sociais. Portanto as diretrizes curriculares devem ser discutidas a partir dessavisão, que coloca a educação como uma prática social, e deve ser concebida para essaprática social.

Em seu artigo 48 a LDB estabelece que os diplomas de cursos superiores terão validadecomo prova de formação recebida, desvinculando portanto o diploma do exercícioprofissional. Essa desvinculação é muito importante porque, principalmente no caso daEngenharia, o exercício profissional tem exigido determinados conteúdos nas váriashabilitações, com um detalhamento que tem enrijecido os currículos. Ganhamosportanto em flexibilidade. Os problemas que essa nova flexibilidade possam trazer àprática profissional devem ser discutidos posteriormente com as organizações quetratam do exercício profissional, desde que seja mantida a flexibilidade curricular que aLDB oferece.

3. O Parecer 776/97 do CNE.

Em 3 de dezembro de 1997 o Conselho Nacional de Educação, órgão criado pela Lei9.131 de 1997 em substituição ao CFE, emitiu o Parecer 776/97 [3], que tratou dasdiretrizes curriculares para os cursos superiores, “visando assegurar a flexibilidade e aqualidade da formação oferecida aos estudantes”. Para assegurar a flexibilidade noscurrículos o CNE propôs uma ampla liberdade às IES, limitando os conteúdosespecíficos definidos nas diretrizes curriculares a no máximo 50% da carga horária totaldos cursos. Quanto à qualidade o CNE criticou os currículos mínimos anteriores, pornão terem “garantido a qualidade desejada”.

Cabem aqui duas ressalvas a essa crítica do CNE. Em primeiro lugar um currículomínimo não garante qualidade. No máximo ele pode estabelecer algumas premissasnecessárias a qualquer currículo com qualidade, mas essa qualidade deve ser garantidaatravés de um processo dinâmico de aplicação e avaliação, do contrário pode ficar aimpressão de que não temos qualidade apenas por uma má formulação dos currículos, eportanto no futuro bastará apenas formularmos bem as diretrizes curriculares paratermos qualidade, ocultando a necessidade de um processo permanente de controle dequalidade. Essa indução a erro é tão forte, que influenciou o próprio CNE, o que leva àsegunda ressalva acima referida: o CNE, para assegurar a qualidade, propôs uma sériede condições para as diretrizes curriculares, mas nunca se referiu a um processo deavaliação! Sua proposta então pode nos levar à mesma situação em que estávamos antesdas diretrizes curriculares.

4. O Edital 04.

Em 10 de dezembro de 1997 o MEC tornou público o Edital 04 [4], que convocou asIES a apresentarem propostas para as novas diretrizes curriculares, e estabeleceualgumas orientações para as mesmas. O Edital 04 reafirmou que as diretrizescurriculares devem permitir uma ampla flexibilidade para o estabelecimento deconteúdos curriculares, assim como para o estabelecimento das denominações dediferentes formações e habilitações. Uma inovação importante foi a exigência de que asdiretrizes não se restrinjam a regras para a organização de conteúdos curriculares, masque obriguem também a que os currículos definam as competências e habilidades que os


egressos deverão ter. Ao lado disso, e no mesmo sentido, o Edital valorizou os estágiose outras atividades complementares, que podem ser importantes para a integração dosaber acadêmico à prática profissional.

Dentro do princípio de flexibilização dos currículos, o Edital propôs que os cursospossam ter uma estrutura em módulos, e que os mesmos possam ser ministradosseqüencialmente. Apesar desta ser uma proposta aparentemente interessante, no mesmosentido de flexibilização, ela traz em si um risco muito grande. Por uma necessidade deorganização das atividades escolares, o conhecimento hoje já é modularizado emdisciplinas, na sua maior parte estanques, criando-se uma perda de conhecimento: avisão global. Ao dividirmos um sistema em partes, sabemos que estamos perdendoalguma coisa do sistema, que está presente apenas no todo e não está nas partes. Noensino da Engenharia a partição do conhecimento do engenheiro em disciplinas faz comque ele perca a visão global e perca a visão dos inter-relacionamentos existentes entre asvárias disciplinas. A modularização pode reforçar negativamente este problema.

Dada a evolução rápida da tecnologia, para permitir que nossos egressos tenham asbases para acompanhar essa evolução, os currículos devem apontar para a formação deprofissionais com uma atitude de permanente renovação, e para o reforço dosconhecimentos em ciência básica. Este último objetivo no entanto é contraditório com amodularização, pois a mesma implica em módulos fechados e objetivos, que sãoadequados para o estudo de conhecimentos práticos e aplicados, mas não para odesenvolvimento de conhecimentos em ciência básica e sua conexão com osconhecimentos aplicados.

Finalmente uma crítica aos prazos propostos pelo Edital, muito exíguos. O Edital foipublicado em dezembro de 1997, e o prazo para a apresentação de propostas seencerrava a 3 de abril de 1998. Levando-se em conta que dezembro é o encerramento doano letivo, e que as férias nas IES são marcadas em geral em janeiro ou fevereiro, pode-se ver que só restou um mês para que as IES se articulassem interna e externamente parao desenvolvimento de propostas. O Mec posteriormente prorrogou o prazo para 29 demaio, mas de qualquer maneira ficou uma atividade sem a devida discussão. Assimteremos uma definição de cima para baixo das diretrizes curriculares, perdendo-se omaior proveito desta atividade: a possibilidade de fazer uma ampla participação dasociedade na discussão, preparando-se assim o caminho para o processo posterior deimplantação das diretrizes. Neste sentido parece-nos que é ainda tempo de corrigir esseproblema, reabrindo a discussão do tema a nível nacional, dando mais tempo para odesenvolvimento de novas propostas e, principalmente, novas discussões e articulaçõesentre os interessados.

5. A Aplicação da Resolução 48/76.

Certamente não se pode discutir as diretrizes curriculares para a Engenharia, semdiscutir criticamente nossa prática na aplicação das normas que regiam a definição doscurrículos de Engenharia, e como essas normas afetaram negativa ou positivamente essaprática. Como desde 1976 a definição de currículos na Engenharia esteve normalizadapela resolução 48/76 do CFE [1], devemos iniciar discutindo essa resolução e suaaplicação.

A Resolução 48/76 [1] trata do currículo mínimo para os cursos de Engenharia,definindo seus conteúdos curriculares mínimos. A principal crítica que se pode fazer aessa resolução é seu enfoque informativo. Essa limitação levou à definição de currículos


apenas como um conjunto de disciplinas que cobriam as matérias do currículo mínimo,sem especificar os objetivos de formação pretendidos por esses currículos e, comoconseqüência, inviabilizando uma avaliação desse aspecto na formação dosengenheiros.

Ela tem um detalhamento exagerado dos conteúdos curriculares para as váriashabilitações, e é também rígida na definição das mesmas. Essa rigidez limitou aevolução dos currículos, impediu uma diferenciação dos mesmos na busca poradequação às características regionais no país, e dificultou o desenvolvimento de áreasnovas e interdisciplinares.

A Resolução 48/76 [1] recebeu a influência da estrutura curricular da época, quepropunha um ciclo básico para as IES. Apesar da intenção desse ciclo ser interessante,na prática trouxe uma separação artificial entre o ciclo básico, onde os alunos deveriamaprender ciência básica, e o ciclo profissional, onde os alunos deveriam aprender osconhecimentos profissionais, problema este discutido em [5]. Esta divisão abruptaresultou num ciclo básico sem identidade, desestimulante para os alunos, que nãoreconheciam a Engenharia no que estavam estudando nos dois primeiros anos, assimcomo não compreendiam porque estavam estudando aqueles conhecimentos, porestarem completamente separados de sua utilização como embasamento teórico deconhecimentos profissionais. Certamente esse problema não é de responsabilidadeapenas da Resolução 48/76 [1], mas foi reforçado por ela.

Apesar desses aspectos negativos, deve-se reconhecer que a Resolução 48/76 [1] foiimportante por definir um padrão mínimo para os cursos de Engenharia, permitindomanter uma identidade nacional para o engenheiro brasileiro. Essa identidade permitehoje que tenhamos uma facilidade para a troca de experiências a nível nacional, assimcomo para manter projetos nacionais de educação continuada. Por outro lado, estepadrão viabiliza atender outros objetivos, como por exemplo, permitir a transferência dealunos entre cursos de Engenharia. Estes aspectos positivos justificam manter-se umanormalização mínima na forma de diretrizes curriculares, apenas aumentando aflexibilidade nas diferenciações.

6. Princípios para as Diretrizes Curriculares.

Ao discutir a LDB [2], o Parecer 776/97 [3], o Edital 04 [4] e a Resolução 48/76 [1], jásalientamos os princípios constantes desses documentos que se aplicavam às diretrizescurriculares. Lopes e outros [6] propõem que deve-se formar profissionais vinculadoscriticamente ao mercado de trabalho, para que produzam conhecimento e enfrentem asquestões sociais. Sousa em [5] e [7] discute a adequação dos engenheiros ao mercado detrabalho não como um mero processo de submissão às necessidades imediatas domercado de trabalho, mas como um processo crítico e inovador, onde devemos formularo perfil de nossos engenheiros para um novo mercado de trabalho e uma nova sociedadeque queremos formar. Hoje a submissão completa à chamada globalização pode levar oBrasil a abrir mão do desenvolvimento tecnológico. Neste caso não será mais necessárioformar engenheiros com capacitação para tal desenvolvimento, mas apenas paraadequar a tecnologia importada às condições locais. Nossa opção é pela formação deengenheiros com capacitação para inovar e desenvolver tecnologia, mesmo em áreasonde não inovamos hoje. A formação de uma massa crítica nessas áreas certamente seráuma das condições para que no futuro se desenvolva tecnologia. Como decorrência, oengenheiro deve ter um forte conhecimento em ciência básica, e uma formaçãogeneralista que lhe permita trabalhar em áreas novas e interdisciplinares.


Sempre houve uma preocupação com a formação humanística dos engenheiros, mas acapacidade transformadora da Engenharia tomou proporções jamais imaginadas, o queaumentou a necessidade de se discutir as conseqüências do trabalho do engenheiro sobrea sociedade e sobre a natureza. Portanto, como está destacado em [8], os cursos deEngenharia tem de ser vistos a partir de uma perspectiva social e ecológica, que devedeterminar as diretrizes curriculares. Em [9] há uma proposta muito interessante do“Worcester Polythechnic Institute”, de Massachussets, EUA, que propõe a presença dedisciplinas sobre humanidades/ciências sociais em todos os períodos letivos, dada aimportância que tal conhecimento deverá ter para os engenheiros norte-americanos noséculo XXI.

Em [8] está discutida a formação generalista do engenheiro. Com a evolução rápida datecnologia, os conhecimentos especialistas, em geral relativos a técnicas especializadas,ficam rapidamente obsoletos. Uma formação mais generalista e com forte enfoque emciência básica, certamente permitirá aos engenheiros acompanharem melhor odesenvolvimento da tecnologia, e participarem criativamente de áreas novas einterdisciplinares, além de terem mais aptidão para trabalhar em equipes multi-disciplinares.

As diretrizes curriculares devem definir o perfil profissional para todo engenheiro. CadaIES deverá ter liberdade para definir suas modalidades, procurando apenas utilizardenominações abrangentes e de uso consagrado. O CNE deve oferecer uma consultoriapermanente relativa à denominação das modalidades, para que se tente evitar umamultiplicidade desnecessária de denominações. Essa consultoria deve ser no sentido deuma orientação, mas não com o caráter de obrigatoriedade, inclusive para que sepermita, quando for o caso, que se criem modalidades com novas denominações.

Por fim um dos princípios mais importantes, e que já foi acima citado: as diretrizescurriculares devem ter como centro a formação dos engenheiros, e não sua informação.Neste sentido, baseados nos princípios aqui expostos vamos definir, como parte dasdiretrizes curriculares, em primeiro lugar as atitudes, competências e habilidades que osengenheiros devem ter, para só depois passar a definir os conteúdos curricularesmínimos.

7. Atitudes.

Para a correta formação dos engenheiros, as diretrizes curriculares devem iniciarespecificando as atitudes que desejamos desenvolver nos profissionais da área daEngenharia, e que fazem parte dos objetivos curriculares. De acordo com [6], [8], [10],[11], [12] e [13], essas atitudes podem ser descritas como compromissos com:• A socialização do conhecimento e a pluralidade de concepções;• As necessidades sociais da maioria da população e a luta contra toda forma de exploração,

opressão ou discriminação dos seres humanos;• A ética profissional e a responsabilidade social e ambiental;• A inovação e a atualização profissional permanente;• Uma postura proativa e empreendedora;• A defesa da cultura e da sociedade brasileira.

8. Competências e Habilidades.


Como na seção anterior, as diretrizes curriculares devem especificar as competências ehabilidades que desejamos desenvolver em nossos engenheiros, e que também devemfazer parte dos objetivos curriculares. De acordo com [6], [7], [8], [10], [11] e [12] elaspodem ser descritas como competências para:• Criar e utilizar modelos para a concepção e análise de sistemas, produtos e processos;• Planejar, supervisionar, elaborar, coordenar e executar projetos de Engenharia, bem como

operar, manter e executar o desuso de sistemas e processos;• Dominar e aplicar a legislação pertinente e as normas técnicas brasileiras e internacionais;• Dominar as técnicas computacionais;• Ter proficiência na comunicação oral e escrita e ser capaz de ler, interpretar e se expressar

por meios gráficos e modelos icônicos;• Gerenciar problemas administrativos, sócio-econômicos e do meio ambiente;• Trabalhar em equipes multidisciplinares;• Ter visão sistêmica dos produtos e processos produtivos.

9. Conteúdo Curricular Básico.

Apesar de termos dito que o mais importante é a formação, sem dúvida devemosdiscutir também o conhecimento que consideramos imprescindível para qualquerengenheiro. Como estamos propondo que as IES tenham liberdade para a definição desuas modalidades, nas diretrizes curriculares devemos incluir apenas o conhecimentocomum a todos os engenheiros, e especificá-lo de uma forma abrangente, semdetalhamentos exagerados. Esse conhecimento forma então o conteúdo curricularbásico, e conforme [11], [13], e [14], pode ser assim descrito:• Matemática e Estatística: Cálculo (integral e diferencial a “n” dimensões, equações

diferenciais), geometria analítica, álgebra linear, probabilidade e estatística;• Física: Medidas, mecânica (cinemática, estática, dinâmica), termodinâmica, eletricidade,

mecânica quântica, ótica, relatividade, física atômica e nuclear, mecânica dos fluidos;• Química: Estrutura da matéria, química geral e processos químicos.• Físico-química: eletroquímica, equilíbrio, soluções, cinética das reações;• Materiais: Física do estado sólido, propriedades características dos materiais metálicos,

cerâmicos e poliméricos;• Biologia: A biosfera e seu equilíbrio;• Computação: Computadores e redes, linguagens e técnicas de programação, estruturas de

dados, bancos de dados, simulação e integração da produção por computador;• Expressão Gráfica: Representação de formas e dimensões, convenções e normalização,

projeto assistido por computador e manufatura assistida por computador;• Economia: Matemática financeira, microeconomia, macroeconomia, economia brasileira.• Sociologia: O desenvolvimento da técnica e seu impacto social, a divisão do trabalho, a

sociologia do trabalho aplicada à engenharia;• Psicologia: Psicologia aplicada às relações de trabalho e às interfaces homem-máquina;• Engenharia de Produção: Projeto do posto de trabalho, projeto de sistemas de produção,

metodologia de projetos de unidades produtivas;• Eletro-eletrônica: Circuitos, componentes, dispositivos, instrumentação;• Metodologia: Metodologia e tecnologia, metodologia do projeto em engenharia, fontes de

informação em ciência e tecnologia;• História: A evolução das tecnologias;• Filosofia: Epistemologia e filosofia da ciência e da técnica;• Comunicação: Redação e interpretação de textos em Português e em língua estrangeira.

10. A Integração Curricular.


Na seção 4 já tocamos em um problema que ocorre em toda estrutura de ensino baseadaem disciplinas. A modularização do conhecimento em disciplinas estanques, com seusobjetivos particulares, fragmenta o conhecimento, fazendo com que se perca uma partedesse conhecimento: a visão global e os inter-relacionamentos entre os váriosfragmentos. Em uma estrutura curricular devemos nos preocupar com atividades quetenham como objetivo recuperar esses aspectos perdidos, e possam realizar umaintegração curricular.

Em [6] e [11] este problema é discutido, e concordando com suas conclusões,propomos que nas diretrizes curriculares para a Engenharia conste a obrigatoriedade darealização de projetos que exijam o conhecimento discutido em várias disciplinas, eassim cumpram este papel de integração curricular. Como além disso esses projetosdependem da iniciativa dos alunos, são fundamentais para a formação de engenheiroscom iniciativa para a resolução de problemas. Apesar disso, não se pode esperar que emapenas uma atividade de um curso, se consiga recuperar uma visão integrada e umaatitude ativa. É altamente recomendável que durante o curso, se possível a cadasemestre, sejam desenvolvidos projetos ou atividades voltados a problemas concretos,que exijam o conhecimento já visto no curso, e onde o aluno possa relacionar o estadoda arte e o estado da técnica, exercendo sua criatividade tecnológica em projetos deEngenharia.

11. Parâmetros.

A resolução 48/76 [1] estabelecia alguns parâmetros curriculares numéricos para a cargahorária mínima e para alguns outros itens. Estes parâmetros estão discutidos em [11], eapesar de ser necessário deixar uma grande flexibilidade para as instituições definiremseus currículos, alguns parâmetros devem ser mantidos para que se tenha padrõesmínimos para a organização dos currículos, e se mantenha o aspecto positivo daidentidade curricular mantida pela Resolução 48/76 [1], como está discutido na seção 5deste trabalho. Esses parâmetros podem ser os seguintes:• Carga horária mínima do currículo: A resolução 48/76 [1] estabelecia um mínimo de 3.600

horas para as disciplinas que compõem os cursos de Engenharia. Esse mínimo sempre semostrou razoável e deve ser mantido. Portanto em todo curso de graduação em Engenhariadeve-se manter a carga horária mínima de 3.600 horas para todas as atividades curriculares,sejam elas disciplinas com atividades teóricas e/ou práticas, atividades de projeto, ou outrasatividades especificadas no currículo com sua respectiva carga horária.

• Tempo de integralização: A Resolução 48/76 [1] estabelecia um tempo de integralização docurso de 4 a 9 anos. Na prática esse tempo sempre foi de 5 a 9 anos, a não ser em poucoscasos excepcionais. Inclusive se tomarmos a carga horária de 3.600 e a dividimos por 10períodos (5 anos em semestres de 15 semanas), teremos uma carga horária semanal mínimade atividades de 24 horas, o que é perfeitamente razoável. No entanto para resolver algumcaso excepcional, pode-se estipular o tempo de 4,5 a 9 anos para a integralização curricular.

• Estágio supervisionado: A resolução 48/76 [1] estabelecia um mínimo de 30 horas paraestágio supervisionado. Dada a importância do estágio na formação do engenheiro, essetempo deve aumentar para 90 horas como mínimo. e englobar nesse tempo tanto atividadestipicamente de estágio tecnológico, como outras atividades que podem também contribuirpara a formação do aluno, como bolsas de iniciação científica ou tecnológica.

• Disciplinas opcionais: Nunca houve uma definição sobre um mínimo de disciplinasopcionais, o que permitia currículos apenas com disciplinas obrigatórias. Deve-se exigir queno mínimo 10% do tempo das disciplinas dos currículos deva ser em disciplinas opcionais,para permitir que os alunos tenham necessariamente um certo grau de decisão sobre suaformação, e que os currículos não sejam as estruturas rígidas e fechadas como temos em


muitos casos. Além disso, um currículo com disciplinas opcionais pode evoluir maisfacilmente, pois a área opcional pode ser alterada sem que isso signifique a necessidade deum novo currículo, o que não acontece com alterações em disciplinas obrigatórias.

• Ensino prático e teórico: Também aqui nunca foi estabelecido nenhum parâmetro, o que emprincípio permitia cursos apenas teóricos. Como a parte prática e aplicada dos cursos éfundamental para a formação de um engenheiro, deve-se estabelecer um mínimo de 20% dotempo das atividades curriculares para atividades práticas e aplicadas. Esse mínimo deve sercoberto pelas atividades práticas das disciplinas, pelas atividades de projeto, assim comooutras atividades de estágio ou iniciação.

12. Avaliação.

Conforme está em [10], não podemos discutir as diretrizes curriculares sem discutirtambém o processo de avaliação para os currículos que sigam essas novas diretrizescurriculares. Essa postura é comum para nós engenheiros, pois planejado um processo,no caso o ensino baseado em determinadas diretrizes curriculares, faz parte de nossotrabalho organizar como gerenciaremos esse processo e como o avaliaremos. Neste casohá um aspecto muito importante que confere um valor particular à discussão daavaliação: estamos mudando o enfoque das diretrizes curriculares de informativo paraformativo. Logo nossa avaliação que era baseada na informação, deverá passar a avaliara formação dos egressos. Certamente estaremos frente a um novo desafio, pois nãoestamos acostumados a este tipo de avaliação, e ele não poderá se realizar em umprocesso concentrado, como as provas que medem o domínio sobre determinadoconteúdo programático.

Para avaliar a formação, deveremos ter um processo mais complexo, que deverá avaliaro egresso diante de várias situações diferenciadas, que permitam avaliar os objetivospretendidos quanto à formação. Por exemplo, para avaliar a atitude de compromissocom a atualização profissional permanente, será necessário avaliar os egressos diante deum processo de mudanças, seja na tecnologia, seja no ambiente social, que exijamnovos conhecimentos ou posturas. Fica claro com este exemplo que não estamos diantede um processo de avaliação pontual, mas com um processo multifacetado e comdesdobramentos no tempo. Para avaliar os currículos baseados nestas novas diretrizescurriculares, deveremos então realizar várias avaliações sobre os egressos, quepermitam medir suas atitudes, hábitos e competências, e compará-las com os objetivoscurriculares.

Deve-se chamar a atenção aqui para a avaliação dos cursos superiores que o Mec estárealizando, pois ela incorre em dois erros. Primeiro, ela é uma avaliação baseadaexclusivamente na avaliação da informação. Se for mantida desta forma, estaráinvalidando toda a mudança de enfoque das diretrizes curriculares, e todo o discursosobre formação será letra morta.

Segundo, é um processo único a nível nacional, o que destrói toda a possibilidade deflexibilidade e organização curricular que leve em conta as necessidades locais eregionais. Uma vez caracterizado o conteúdo que o Mec exige nas avaliações, todas asIES passarão a adotar esse conteúdo em seus cursos para obterem uma boaclassificação. Aliás há a experiência negativa dos vestibulares que deveria também serlevada em conta neste caso. A homogeneização dos vestibulares e sua forma de provasobjetivas de múltipla escolha, levou a um retrocesso no segundo grau, que passou aadestrar os alunos para esse tipo de prova, perdendo a perspectiva da formação dos


alunos. Alterações recentes nos vestibulares mudaram essa situação, com resultadospositivos sobre o segundo grau.

O processo de avaliação para as novas diretrizes curriculares deverá estar de acordocom essas diretrizes. No caso presente, ele deverá ser um processo que avalie aformação dos egressos e seu comportamento profissional, caso contrário a avaliaçãopoderá simplesmente destruir os objetivos projetados nas diretrizes.

13. Conclusão.

Procuramos neste trabalho dar uma contribuição à formulação das novas diretrizescurriculares para a Engenharia. Para isso partimos de uma avaliação de nossa práticaanterior com a legislação que orientava os currículos, procurando seus pontos positivose negativos, para reforçar os primeiros e eliminar os últimos. Neste sentido cabe acrítica a todo processo de discussão do Mec sobre as diretrizes curriculares, que deveriater partido de uma avaliação crítica da legislação anterior e não o fez, abrindo assim ocaminho para continuarmos a repetir os mesmos erros.

Como aspecto fundamental desta proposta está a mudança do enfoque das diretrizescurriculares, que passa de informativo para formativo. Seguramente esta deve ser aprincipal mudança nas diretrizes curriculares, e a que implicará em maiores alteraçõesem nossa prática pedagógica e em nossas avaliações.

Finalmente chamamos a atenção para o fato de estarmos propondo profissionaisengajados na superação dos problemas da sociedade brasileira, com compromissoséticos, sociais e ambientais, e com compromissos com a atualização permanente e ainovação tecnológica. Certamente será um grande desafio estabelecermos tais diretrizescurriculares, e cursos de acordo com elas, mas só poderemos pensar em um Brasilgrande com grandes objetivos.

14. Referências

[1] Resolução 48/76 do Conselho Federal de Educação, 1976.[2] Lei de Diretrizes e Bases da Educação - Lei No 9.394 de 20 de dezembro de 1996.[3] Parecer 776/97 do Conselho Nacional de Educação, 3 de dezembro de 1997.[4] Edital 04 de 10 de dezembro de 1997 do Ministério de Educação e do Desporto.[5] SOUSA, A. C. G. de, “O Ensino na Escola de Engenharia no Ano 2000”, Engenho e Arte,ano 1, número 3, março 1988.[6] LOPES, Alice Ribeiro Casimiro, MOREIRA, Antônio Flávio Barbosa, CARVALHO,Marlene Alves de Oliveira, “Diretrizes Curriculares para o Ensino Superior”, documentopublicado pela SR-1/UFRJ, Rio de Janeiro, maio de 1998.[7] SOUSA, A. C. G. de, “O Ensino na EE/UFRJ no Ano 2000”, anais da XXXXII ReuniãoAnual da SBPC, julho de 1990.[8] SOUSA, A. C. G. de, “A Formação de Engenheiros para os Tempos Atuais”, anais do XIISimpósio Nacional de Ensino de Física, Belo Horizonte, 1997.[9] CHRISTIANSEN, Donald, “New Curricula”, IEEE Spectrum, V. 29 N. 7, julho 1992.[10] Proposta de Minuta da Abenge para as Diretrizes Curriculares - Versão 4.0 de 29/06/1998.[11] “Diretrizes Curriculares”, Congregação da Escola de Engenharia da UFRJ, maio de 1998.[12] DERTOUZOS, Michael L., LESTER, Richard K., SOLOW, Robert M., and The MITCommission on Industrial Productivity, “Made in America - Regaining the Productive Edge”,MIT Press, Massachusetts, EUA, 1992.[13] SOUSA, A. C. G. de, “A Formação Computacional do Engenheiro”, anais do XXIVCongresso Nacional de Ensino de Engenharia, Fortaleza, 1996, anais do II Encontro de Reformade Ensino de Engenharia, EE/UFRJ, Teresópolis, 1996.


[14] SOUSA, A. C. G. de, “O Ensino de Computação Básica no Curso de Engenharia”, anais doXXV Congresso Nacional de Ensino de Engenharia”, Salvador, 1997.


O perfil da avaliação discente na Escola de Engenharia daUFRJ

Nascimento, Jorge Luiz doUFRJ, Escola de Engenharia, Departamento de Eletrotécnica

Serra, Eduardo GonçalvesUFRJ, Escola de Engenharia, Departamento de Eng. Naval

ResumoAs transformações que vem ocorrendo na estrutura da produção industrial em todo o planetatraz conseqüências diretas na formação do engenheiro e na própria caracterização da profissão,impondo mudanças na sua formação. Desta forma, redobram-se as atenções nas instituições deensino, levando-as a repensar currículos, instalações e práticas pedagógicas. Neste contexto, osmeios de avaliação merecem especial destaque, pois este esforço requer não apenas umaaferição da qualidade dos processos de formação em uso, como também uma análise doscaminhos de mudança para o aperfeiçoamento dos sistemas de ensino como um todo.

O presente trabalho mostra os resultados da primeira fase de uma pesquisaque tem como objetivo inicial o levantamento do perfil da avaliação discente emuso na Escola de Engenharia da UFRJ, buscando-se identificar suas ligações narealimentação do processo pedagógico e sua adequação às necessidades daformação dos engenheiros para os novos desafios de nossos dias. Iniciou-se como envio de um questionário para 34 docentes da EE/UFRJ, mediante sorteio,obtendo-se respostas, correspondentes a 10 % do total dos docentes. Feita aquantificação e a tabulação das respostas, foi realizada uma análise do seuconteúdo. Os resultados foram interpretados segundo a visão do ensino, o nívelde conhecimento pedagógico e a visão da profissão.

Foi possível identificar a predominância de uma visão fragmentada doconhecimento pedagógico, ainda que certos pontos estejam majoritariamentepresentes. A coerência das respostas de um conjunto definido de questionários,no entanto, indica que há um grupo significativo, ainda que minoritário, deprofessores que parece ter maior domínio da pedagogia.

O trabalho realizado conseguiu identificar, também, padrõespredominantes das correntes pedagógicas aplicadas na formação deengenheiros na EE/UFRJ. Foi possível, ainda, observar que há mudanças emcurso.O aprofundamento deste trabalho prosseguirá no rumo da obtenção de ummelhor entendimento destas questões, identificando causas e propondo açõespara o aprimoramento do processo.

1. INTRODUÇÃO

A intensa e veloz transformação que vem ocorrendo na estrutura da produção industrialem todo o planeta, com a introdução de novas tecnologias de processo e gestão daprodução, a utilização massiva de meios computacionais na indústria e nos serviços, e adifusão de informações na sociedade, em escala crescente, num contexto deglobalização da economia, traz consigo conseqüências diretas na formação doengenheiro, na própria definição e caracterização da profissão e, por conseguinte, nasdemandas de sua formação.


Desta forma, instituições de ensino, cursos, especializações, currículos, disciplinas,instalações e práticas pedagógicas no ensino de engenharia vêm merecendo atençãoredobrada, apontando para a melhoria da formação dos engenheiros e sua adequação ànecessidade dos tempos atuais. Os meios de avaliação merecem especial destaque, poiseste esforço requer não apenas uma aferição da qualidade dos processos de formaçãoem uso, como também uma análise dos caminhos de mudança para o aperfeiçoamentodos sistemas de ensino como um todo.

Esta pesquisa teve como fim inicial o levantamento do perfil da avaliação discente emuso na Escola de Engenharia da UFRJ, e buscou-se identificar suas ligações narealimentação do processo pedagógico e sua adequação às necessidades da formaçãodos engenheiros para fazer frente aos desafios de nossos dias. A contribuição doprocesso de avaliação para a construção do conhecimento pedagógico próprio para oEnsino de Engenharia foi outra finalidade perseguida neste trabalho.

2. REFERÊNCIAS TEÓRICAS

A avaliação é parte fundamental do processo ensino-aprendizagem (Abreu e Massetto,1994) e deve ser, de acordo com os mesmos autores, um processo pensado, contínuo,cumulativo, possibilitando o planejamento pedagógico coerente e conseqüente com osobjetivos propostos para a aprendizagem. Deve voltar-se, ainda segundo os mesmosautores, para o desempenho do aluno, não devendo ser empreendido aprioristicamentenem restrito à fase final do curso, e precisa, ao mesmo tempo, incidir sobre o professor esobre a adequação ou não do plano e, fomentar a capacidade de registro. É um processoascendente, com desvios e retrocessos, pressupondo, também, a atividade deautoavaliação.

Se restrito a provas, segundo Chadwick e Rojas (1980), a medição de resultados nãotem flexibilidade. Por outro lado, de acordo com os mesmos autores, o julgamento porespecialistas tende ao subjetivismo. Há que estabelecer, ainda para estes autores, basesde comparação, com o acesso a desempenhos prévios ou entidades similares, comobjetivos estabelecidos ou um padrão ideal. Os propósitos da atividade de avaliação são,para eles, o conhecimento da natureza de algo existente, a busca da informaçãonecessária para o aprimoramento de um processo e a realização de julgamentos. Aavaliação educacional deve pautar-se pelo sistema, envolvendo o contexto, a entrada, osprocessos, os materiais e os produtos.

Referindo-se à avaliação dos docentes, Kourganoff (1990) analisa que a qualidadepedagógica dos professores e as características dos alunos são dois aspectos poucoconhecidos da atividade de ensino superior, recomendando que esta avaliação sejarealizada no longo prazo, passando por sondagens entre colegas e entre os estudantes,no curto e no longo prazos.

3. METODOLOGIA

A pesquisa iniciou-se com o envio de um questionário, elaborado a partir de consultas aespecialistas, realizadas com base em um modelo tentativo, a 34 docentes de todos osdepartamentos da EE/UFRJ, mediante sorteio, sem qualquer identificação dorespondente. Foram obtidas 25 respostas, correspondendo a 10 % do total dos docentesda EE/UFRJ.


Feita a tabulação das respostas (e a quantificação das respostas dissertativas), foirealizada uma análise do seu conteúdo, sendo, em seguida, tecidas as conclusões erecomendações para o prosseguimento do trabalho.

4. O PERFIL DA AMOSTRA

Os professores pesquisados trabalham, majoritariamente, no regime de 40 horas comDE (85,2%), sendo que 71,5% têm Doutorado e os 28,5% restantes têm Mestrado.Cerca de 47,8% têm idade entre 35 e 45 anos, sendo 43,5% com mais de 46 anos e 8,7%menos de 34 anos. A amostra revelou, ainda, que 85,7% dos pesquisados são do sexomasculino.

5. RESULTADOS

A quase totalidade (95,8%) elabora planos de curso e planos de aulas. O tipo de aulapredominante é o expositivo (96,0%), havendo a combinação, ao longo dos cursos, comatividades de exercícios de fixação (70,8%), trabalhos em grupo(62,5%), aulas práticasem campo ou em laboratório (45,8%), projetos (41,0%), pesquisas (29,2%), e debates(20,1%). A leitura de referência é recomendada por 41% dos docentes pesquisados, e29,2% recomendam, ainda, leitura opcional.

As provas constituem o tipo mais comum de avaliação empregado (95,8%), sendo que:51,8% são do tipo teórico e 58,3% dadas sem consulta a livros ou apontamentos. Asquestões objetivas predominam (61,9%) e 70% dos profesores pesquisados estipulam otempo de 02 horas para a realização das provas. As provas são combinadas com outrasformas de avaliação: 8% propõem trabalhos teóricos individuais, 36% exigem trabalhosteóricos em grupo, 44% realizam trabalhos práticos individuais e 48% programamtrabalhos práticos em grupo. As listas de exercícios com notas são usadas por 24% dosprofessores pesquisados, enquanto 12% atribuem notas de participação para os alunos.Nenhum docente pesquisado propõe sistemas de autoavaliação.

Os gabaritos são distribuídos, após a realização das atividades de avaliação, por 12 %dos professores. Quanto à distribuição dos conteúdos pelas diferentes avaliaçõesrealizadas ao longo do curso, 57% dos docentes as diferenciam por grau de dificuldade.Quanto ao percentual dos conteúdos dados exigido nas diferentes avaliações, 72%afirmam que cobram mais de 90% de todo a matéria vista. A distribuição destesconteúdos é feita de maneira uniforme, ao longo do curso, por 52,9% dos professores,sendo que 29,4% os distribui de maneira proporcional e 17,6% de forma cumulativa.

Quanto aos controles e registros, 78,9% dos respondentes afirmaram que não registramquaisquer incidentes e 75% mantém o diário de classe atualizado.

A avaliação, para 76% dos entrevistados, serve para orientar a prática do professor,enquanto 36% entendem que esta atividade serve de referência para o aluno saber o quefalta e 48% afirmam que a avaliação faz repensar a disciplina como um todo. Para 74%dos pesquisados, o tipo de avaliação não interfere no resultado do curso. Para 88% dosprofessores consultados, no entanto, o tipo de avaliação deve ser adequado a cadadisciplina.

Cerca de 64,7% dos entrevistados responderam que o aluno rende mais em trabalhos ena opinião de 85% dos professores, o aluno prefere, em geral, este tipo de avaliação,.

A avaliação do curso junto aos alunos é feita por 42,3% dos pesquisados.


Quanto ao que se espera do aluno (não foram dadas, no questionário, opções prévias deresposta, tendo sido obtidas, portanto, respostas variadas em conteúdo, enfoque eextensão) as respostas foram divididas em três grupos: o primeiro caracteriza-se portermos como “desempenho” e “aproveitamento do aluno”, representando 64% do total,enquanto respostas apontando para a “capacidade crítica do aluno” e “aprender aaprender” estão presentes em 27% das respostas, situando-se no segundo grupo. Umterceiro grupo (com superposições) congrega respostas como “visão sistêmica doaluno”, “visão ética”, “capacidade de trabalhar em situações reais ou situações práticas”,representando 13% do total.

Quanto ao objetivo da avaliação, os mesmos três grupos se repetem: para 78%, oobjetivo é “verificar o aprendizado”, a “fixação dos conteúdos” ou se o aluno “entendeua matéria”, enquanto que, para 18%, trata-se de averiguar a “capacidade crítica doaluno” ou a “capacidade de pensar”. Um terceiro grupo, com 8 % das respostas,menciona a “capacidade de lidar com situações reais” e “reforço da interação entreprofessor e aluno.

6. ANÁLISE

Os resultados da tabulação das respostas podem ser interpretados segundo três eixosprincipais: a visão do ensino, o nível de conhecimento pedagógico e a visão da profissão(e da construção do conhecimento no campo da Engenharia), presentes entre osdocentes.

Quanto à visão do ensino, parece predominar a concepção tradicional, ou seja, a de queo professor é o centro do processo ensino-aprendizagem, sendo por ele organizada eadministrada a transmissão do conhecimento. Esta visão se revela na forma expositivadas aulas, na utilização de provas como principal meio de avaliação, na não distribuiçãode gabaritos, na percepção do objetivo da atividade de avaliação como o de aferir aabsorção do conhecimento ou a fixação dos conteúdos, na cobrança de mais de 90%dos conteúdos dados no curso e na expectativa de que o aluno tenha um bomdesempenho, atenção, entendimento ou aproveitamento.

Aparece em seguida, com um peso considerável, a visão do fazer e da experimentação,característica da Escola Nova, em que o professor compartilha a condução do processocom a turma, propõe trabalhos de campo, busca trazer para a sala de aula situações davida real. Esta visão está presente nos trabalhos práticos como forma de avaliação, nosprojetos e no incentivo à participação dos alunos nas aulas, na aceitação do papel daavaliação como um orientador da prática do professor e da necessidade de suaadequação a cada disciplina, e da capacidade de resolver questões práticas como o quese espera do aluno.

A visão crítica é a terceira corrente presente. Esta visão se traduz em respostas como ade que se espera do aluno o desenvolvimento de uma capacidade de crítica e de umavisão sistêmica, que sua formação inclua o campo da ética profissional, em respostascom o mesmo conteúdo no que se refere ao objetivo da avaliação, na realização dedebates, na indicação de leituras de referência, na realização de avaliação do curso pelosalunos, na proposição de questões dissertativas e no entendimento de que o resultado daavaliação serve para repensar a disciplina como um todo.

O conhecimento pedagógico dos docentes pesquisados pode ser identificado comobastante heterogêneo. Elementos para esta percepção estão dados na pequenadiversificação das formas de avaliação empregadas, para o grupo majoritário, enquanto


que, para um número significativo de professores, esta diversificação é maior. Aelaboração de planos de curso e de aula, a distribuição de gabaritos, a identificação danecessidade de diferenciação do grau de dificuldade dos conteúdos a serem cobrados,sua distribuição nas diferentes avaliações e sua proporção, no registro de incidentes sãooutros fatores que contribuem para este entendimento. No mesmo sentido estão: aatualização dos diários, a percepção do desempenho dos alunos e suas preferênciasquanto ao tipo de avaliação, e a visão de que a avaliação deve ser adequada a cadadisciplina, servindo para orientar e fazer repensar a prática do professor, apontandotambém para a discussão quanto à adequação dos conteúdos da própria disciplina.

Pode-se afirmar que, de um modo geral, há uma predominância de uma visãofragmentada do conhecimento pedagógico, ainda que certos pontos estejammajoritariamente presentes, como a elaboração de planos de curso e de aulas, o repensarda prática do professor, a preocupação com a distribuição de conteúdos e a proposiçãode formas diversificadas de avaliação. A coerência das respostas de um conjuntodefinido de questionários, no entanto, indica que há um grupo significativo, ainda queminoritário, de professores que parece ter mais domínio da pedagogia.

A visão da profissão e da construção do conhecimento pedagógico para o campoda Engenharia vis-a-vis as transformações em curso na economia, em todo o mundo,segue o mesmo padrão dos dois primeiros eixos abordados. A visão da Engenhariatradicional - resolução de problemas práticos, ênfase em projetos, domínio deconhecimentos de ciências básicas - está presente no tipos de aulas e de avaliaçãopredominantes. Uma outra visão – a de uma formação mais generalista e flexível - estátambém presente, e é confirmada por afirmações como a de que se espera que o aluno“aprenda a aprender”, na realização de debates e no repensar das práticas dos docentes edos conteúdos das disciplinas como um dos produtos da atividade de avaliação.

7. CONCLUSÕESO perfil da avaliação discente na Escola de Engenharia da UFRJ releva um

duplo padrão: por um lado, a presença, predominante, da visão do ensino tradicional,para a formação de engenheiros nos moldes também tradicionais e por outro, aincorporação de um conhecimento pedagógico mais abrangente, uma nova visão daprofissão, de seu ensino e da construção do conhecimento em engenharia. Parece,entretanto, haver uma mudança em curso, cujas razões podem ser atribuídas, em parte,às ações das últimas gestões da diretoria da Escola de Engenharia, bem como, a dediversos chefes de departamento e coordenadores de curso, que vêm se debruçandosobre os problemas do ensino e buscando soluções em diversos planos, envolvendodesde uma reforma do currículo e sua permanente revisão, que incluem o oferecimentode laboratórios e instalações de apoio, até ações voltadas diretamente para a sala deaula. Cabe mencionar, também, a realização, por iniciativa da EE/UFRJ, de Encontrosde Ensino de Engenharia (já na quarta versão, este ano) com a formação de um grupo deprofessores que vêm trocando informações e compartilhando idéias e propostas detrabalho. Para um melhor entendimento desta questão, entretanto, será necessárioaprofundar este trabalho, estudando de forma mais detalhada, no campo da Engenharia,questões como o perfil dos docentes e sua formação, entre outros pontos, e ampliando aamostra, sendo possível, inclusive, atingir a totalidade do quadro da Escola.

Estas são as principais conclusões a que chegamos nesta etapa inicial.Buscaremos, a seguir, realizado o próximo passo, como descrito acima, formular umconjunto de propostas sobre o tema, a partir dos resultados obtidos, visando aoaperfeiçoamento do ensino.


QUADRO RESUMOelabora planos de curso e planos de aulas 95,8%tipo de aula predominante é o expositivo 96,0%

atividades de exercícios de fixação 70,8%trabalhos em grupo 62,5%aulas práticas em campo ou em laboratório 45,8%Projetos 41,0%Pesquisas 29,2%Debates 20,1%leitura de referência recomendada 41,0%leitura opcional 29,2%

a provas é o tipo mais comum de avaliação empregado 95,8%tipo teórico 51,8%sem consulta a livros ou apontamentos 58,3%questões objetivas predominam 61,9%prova com duração de 02 horas 70,0%

provas combinadas com outras formas de avaliaçãotrabalhos teóricos individuais 8,0%trabalhos teóricos em grupo 36,0%trabalhos práticos individuais 44,0%trabalhos práticos em grupo 48,0%listas de exercícios com notas 24,0%notas de participação 12,0%

Sistemas de autoavaliação 0%Distribuição de gabaritos 12,0%Distribuição dos conteúdos pelas diferentes avaliações

diferenciadas por grau de dificuldade 57,0%Percentual dos conteúdos dados exigido nas avaliações

cobram mais de 90% da matéria vista 72,0%distribuição de conteúdos uniforme 52,9%distribuição proporcional 29,4%de forma cumulativa 17,6%.

quanto aos controles e registrosnão registram quaisquer incidentes 78,9%mantém o diário de classe atualizado 75,0%

a avaliação serve para orientar a prática do professor 76,0%a avaliação é referência para o aluno saber o que falta 36,0%a avaliação faz repensar a disciplina como um todo 48,0%o tipo de avaliação não interfere no resultado do curso 74,0%o tipo de avaliação deve ser adequado a cada disciplina 88,0%o aluno rende mais em trabalhos (e não em provas) 64,7%o aluno prefere, em geral, trabalhos 85,0%faz avaliação do curso junto aos alunos 42,3%


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS1. ABREU, M. C.; MASETTO, M. T. “O Professor Universitário em Aula Prática:Prática e Princípios Teóricos” - MG Editores Associados - Rio de Janeiro - 1994.2. CHADWICK, C. B. E ROJAS, A. M. “A Tecnologia Educacional e DesenvolvimentoCurricular” – ABT - Rio de Janeiro – 1980.3. FOLLARI, R. “Práctica Educativa y Rol Docente”- Ed. Aique – B. Aires – 1992.4. KOURGANOFF, W. – “A Face O culta da Universidade”- Editora da UNESP – 1990.5. MEDEIROS, E. B. “Provas Objetivas” – Editora FGV – Rio de Janeiro – 1981.6. MAGER, R. F. “A Reformulação de Objetivos de Ensino” – Editora Globo – P. Alegre –1980.7. POPHAM, W. J. “Como Avaliar o Ensino” – Editora Globo – P. Alegre – 1978.8. THIOLLENT, M. J. M. “Os Processos Cognitivos e Normativos da Tecnologia e suaImportância na Pesquisa e no Ensino” – Mimeo - COPPE – 1995.9. SERRA, E. G.; AMORIM, F. A. S. “Um Sistema de Avaliação Permanente do Curso deEngenharia Naval”- XXIII COBENGE – 1995.10. UFRJ “Avaliação na Universidade Federal do Rio de Janeiro” - Projeto submetido aoPAIUB – Rio de Janeiro – 1995.

APÊNDICE

QUESTIONÁRIO APLICADO NA PESQUISA

1 Identificação do docente:Regime - 20h 40h 40h DEIdadeSexo - Masculino FemininoTitulaçãoÁrea

2 Perfil da disciplina:Período – Básico profissional Teórica aplicada

3 Perfil do cursoElabora plano de curso? sim ou nãoElabora plano de aula? sim ou não

Caraterísticas de suas aulas - aulas expositivas exercícios de fixação aula prática em laboratório aula prática de campo projetos debates trabalho de grupo pesquisa leitura de referência leitura opcional outros

4 Perfil da avaliação prova prática com consulta


prova prática sem consulta prova teórica com consulta prova teórica sem consulta objetiva dissertativa estipula limite de tempo? Quanto? trabalhos teóricos individuais (indicar local de realização) trabalhos teóricos em grupo (indicar local de realização) trabalhos práticos individuais (indicar local de realização) trabalhos práticos em grupo (indicar local de realização) lista de exercícios (com nota ou sem nota?) sistema de autoavaliação para alunos nota de participação em aula outros (especificar)

5. São distribuídos gabaritos?

6. Na distribuição das avaliações é feita alguma diferenciação do grau de dificuldade?Caso isto ocorra, solicitamos explicitar a forma aplicada.

Exemplo de diferenciação:Nº de avaliações – 3Tipos: 1 prova teórica, 1 lista de exercícios e 1 projeto.Grau de dificuldade: prova teórica – média dificuldade; lista – grande dificuldade; projeto –baixa dificuldade.

7. Do total de conteúdos abordados no curso, que proporção é cobrada?

8. Como é feita a distribuição dos conteúdos abordados durante o curso nas avaliações?

9. São realizados registros de incidentes (participação em aula, visita a sala depermanência, etc)? Quais?10. O diário é mantido atualizado (presença, matéria dada, atividade realizada)?

11. Qual o objetivo central da avaliação ?

12. O que se espera do aluno?

13. A avaliação, em sua opinião, faz:( ) repensar a disciplina como um todo( ) serve de referência para o aluno saber o que falta( ) serve para orientar a prática do professor( ) outros aspectos

14. O tipo de avaliação:( ) interfere no resultado do curso( ) deve ser adequado a cada disciplina

15. Em sua opinião, em que tipo de avaliação o aluno rende mais?

16. Em sua opinião, que tipo de avaliação o aluno prefere?

17 É feita avaliação do curso pelos alunos? Explicite a forma.


Um modelo de laboratório de sistemas de controle

Basilio, João Carlos, E.E., M.Sc. Ph.D.

Universidade Federal do Rio de JaneiroEscola de Engenharia - Depto. de Eletrotécnica

Cidade Universitária - Ilha do Fundão21.945-970 - Rio de Janeiro - R.J.

E-mail: [email protected]

RESUMONum curso introdutório de sistemas de controle são apresentados conceitos novos como funçõesde transferências, especificação da resposta transitória resposta em freqüência, estabilidade erealimentação. Como esses conceitos são apresentados na forma de blocos independentes, oaluno, ao final do curso, em geral não possui um conhecimento global da área de controle, nemsequer dos passos necessários para se chegar a um controlador. É sabido que o projeto de umsistema de controle compreende as seguintes etapas: modelagem/identifi-cação do sistema a sercontrolado, projeto de um controlador que satisfaça as especificações de desempenho eestabilidade relativa, simulação utilizando computadores digitais e implementação docontrolador no sistema real. O modelo de laboratório aqui proposto abrange todas essas etapase, além de dar uma visão global da disciplina, tem a vantagem de propiciar que os alunosvisualizem, na prática, conceitos que muitas vezes lhes parecem abstratos, tais como: diferentesfunções de transferências para um mesmo sistema físico, sensibilidade a variações deparâmetros, ruídos e perturbações externas.

1 INTRODUÇÃO

Num curso introdutório de Sistemas de Controle são apresentados conceitos novos taiscomo funções de transferências, especificações de desempenho, sensibilidade emrelação à variação de parâmetros do sistema, ruídos e perturbações externas,estabilidade e realimentação. Um laboratório de Sistemas de Controle ministradosimultaneamente à disciplina teórica serviria para ilustrar os conceitos apresentados nadisciplina teórica, porém seu escopo, em termos de um projeto global de um sistema decontrole ficaria seriamente comprometido.

Um projeto de um sistema de controle compreende, de uma maneira geral, as seguintesetapas: modelagem/identificação do sistema a ser controlado, projeto de controladoresque satisfaçam as especificações de desempenho e estabilidade relativa exigidas,simulação utilizando computadores digitais e implementação do controlador no sistemareal. No modelo de laboratório de sistemas de controle aqui proposto, todas essas etapassão consideradas. A planta adotada é um grupo motor-gerador, representadoesquematicamente na figura 1, onde va(t) representa a tensão nos terminais da armadurado motor, vt(t) a tensão nos terminais do tacômetro (proporcional à velocidade angular

Figura 1: Representação esquemática do grupo motor-gerador

TacômetroGerador CCMotor CC o o

va(t) vt(t)

ig(t)

o o

o o


do motor/gerador) e ig(t) denota a corrente fornecida pelo gerador quando uma carga éconectada aos seus terminais.

Assim como na prática, também aqui o aluno fará uso recursos computacionais taiscomo o MATLAB e o SIMULINK. O SIMULINK será usado na validação daidentificação do sistema e para a análise do desempenho do sistema após a introduçãodo controlador, enquanto o MATLAB é utilizado como ferramenta auxilar de projeto.Essas duas ferramentas são fundamentais para um bom rendimento dos alunos nolaboratório. Assim sendo, quando os alunos não são familiares com essas linguagens,devem ser reservadas algumas seções para o seu ensino.

Este artigo está estruturado da seguinte forma: na seção 2 será feita a formulação doproblema de controle e, em seguida, será apresentado um modelo matemático quedescreve o grupo motor-gerador; na seção 3 serão descritas as etapas para aidentificação do sistema; a seção 4 trata do projeto de um controlador que satisfaça asexigências impostas na seção 2 e finalmente, na seção 5, será considerada aimplementação do controlador no sistema real.

FORMULAÇÃO DO PROBLEMA DE CONTROLE E MODE-LAGEM DOSISTEMA

Ao se formular um problema de controle, o primeiro passo é a definição da grandeza aser controlada. Em nosso caso, a grandeza escolhida será a velocidade angular dogerador. A motivação para essa escolha reside no fato de que, na geração de tensõesalternadas senoidais, a freqüência angular deve ser mantida dentro de um intervalobastante rígido. Como a freqüência angular é proporcional à velocidade angular domotor, o controle da velocidade angular do gerador surge como um objetivo claro deprojeto. De uma forma mais detalhada, o problema a ser perseguido aqui pode serenunciado da seguinte forma: projete um controlador de tal sorte que o sistemarealimentado (i) seja estável; (ii) tenha erro de regime permanente nulo para umadeterminada velocidade de referência; (iii) rejeite assintoticamente (para valoresinfinitamente grandes do tempo) perturbações que, no sistema em estudo, sãodecorrentes da introdução de cargas nos terminais do gerador − isto se deve ao fato deque tais cargas, ao demandarem corrente do gerador, aumentam o torque resistivo noeixo do motor, fazendo com que a velocidade de rotação do grupo motor-gerador tendaa diminuir; (iv) tenha um desempenho transitório pelo menos equivalente ao sistemasem compensação e (v) seja imune a variações nos parâmetros do grupo motor-geradoou a erros de identificação dos parâmetros da sua função de transferência.

Uma vez definidos os objetivos de controle, o passo seguinte é a modelagem do sistema.A partir do esquema da figura 2, observa-se que, para tanto, basta fazer a modelagem deum motor CC controlado pela armadura. A influência do gerador no modelo do motorserá levada em conta pelo aparecimento de um torque de perturbação resultante daintrodução de cargas de natureza elétrica nos terminais do gerador e pelo maiormomento de inércia

R

LaRa Rg Lg

vt(t) ig(t)

Tacômetro

GeradorMotor

Figura 2: Circuito equivalente para o sistema motor-gerador-tacômetro

va(t)


O modelo matemático do motor CC será desenvolvido a partir do circuito equivalenteda figura 3, onde ia(t) e va(t) denotam, respectiva-mente, a corrente e a tensão dearmadura, ω(t) é a velocidade angular do motor e J e f são o momento de inércia dacarga e o coeficiente de atrito nos mancais, respectivamente. Pode-se demonstrar [1]que

W sK

sV s

K

sT sa

ad

d( ) ( ) ( )=+

−+τ τ1 1

(1)

onde td(t) representa o torque de perturbação, Ka e Kd são constantes que levam emconta os conjugados elétrico e mecânico do motor, a resistência de armadura e a fricçãonos mancais e 1/τ representa a constante de tempo do sistema, que é função domomento de inércia da carga e também das mesmas grandezas que influenciam asconstantes Ka e Kd.

Note ainda que, como ,)( (t)iKtt gd = e inserindo-se o tacômetro no sistema, tem-se que

a função de transferência que relaciona vt(t), va(t) e ig(t) é dada por:

V sK K

sV s

K K

sI st

a ta

g t

g( ) ( ) ( )=+

−+τ τ1 1

(2)

que pode ser representada pelo diagrama de blocos da figura 4.

IDENTIFICAÇÃO DOS PARÂMETROS Ka, Kt, Kg E ττ

Uma vez que se dispõe do modelo matemático da planta, o próximo passo é aidentificação dos ganhos Ka, Kt e Kg e da constante de tempo τ.

Ig(s)

Vt(s)Va(s) Wa(s)

Kg

KtKa1

1τ s +

_

+

Figura 4: Diagrama de blocos para o grupo motor-gerador

Vf va(t)

If (constante)

Ra La

Rf

Lf

ω(t) J

f

Figura 3: Circuito equivalente de um motor CC controlado pela armadura

ia(t)


3.1 IDENTIFICAÇÃO DE Ka E Kt

Inicialmente, assuma ig(t) = 0 (A), isto é, não há carga alguma conectada nos terminaisdo gerador e suponha que seja aplicado um sinal de tensão constante Va (V) nosterminais do motor. Portanto, Va(s)=Va/s e a equação (2) se torna:

V sK K

s

V

sta t a( ) =+τ 1

.(3)

Não é difícil verificar que, em estado permanente, vt(t) = Vt = KaKtVa, o que mostra quequando uma tensão de valor constante é aplicada a um motor CC, a tensão em regimepermanente nos terminais do tacômetro acoplado ao eixo desse motor será proporcionalao valor da tensão aplicada. Note, ainda, que vt(t) = Ktω(t) e, portanto, em estadopermanente, para a mesma entrada Va, ω(t) = W = KaVa e Vt = KtW. Isto sugere oseguinte procedimento para a identificação dos ganhos Ka e Kt:

Algoritmo 1:

Excita-se o motor com tensões constantes e iguais a Va1,Va2,...,Van, medindo-se osvalores correspondentes de tensão nos terminais do tacômetro, Vt1,Vt2,...,Vtn, e asrespectivas rotações angulares no eixo do motor, W1,W2,...,Wn.

Forme os seguintes grupos de pares cartesianos: (i) (Va1,Vt1), (Va2,Vt2), ,...,(Van,Vtn); (ii)(Va1,W1), (Va2,W2),...,(Van,Wn); (iii) (W1,Vt1), (W2,Vt2), ,...,(Wn,Vtn);

Os valores de KaKt, Ka e Kt podem ser obtidos utilizando-se o método dos mínimosquadrados para ajustar os coeficientes das retas (i) Vt = KaKtVa,; (ii) W = KaVa e (iii) Vt

= KtW aos pares ordenados obtidos em 2(i),(ii),(iii).

3.2 IDENTIFICAÇÃO DE Kg

Para a identificação de Kg, suponha que seja conectada uma carga resistiva nosterminais do gerador. Isto fará com que circule uma corrente contínua de valor Ig, que éfunção da tensão aplicada nos terminais do motor, conforme mostra a equação seguinte:

V sK K

s

V

s

K K

s

I

sta t a g t g

( ) =+

−+τ τ1 1

(5)

de onde se pode concluir que o valor de estado permanente de vt(t) após a introdução dacarga será Vtg = Vt - KgKtIg, onde Vt = KaKtVa é o valor da tensão nos terminais dotacômetro para uma entrada igual a um degrau de amplitude Va, quando não há cargasconectadas ao gerador. Definindo-se Vt’ = Vt - Vtg, tem-se que Vt’ = KgKtIg. Aidentificação de Kg pode ser feita de acordo com o seguinte algoritmo.

Algoritmo 2:

Inicialmente, sem carga alguma conectada aos terminais do gerador, aplica-se ao motorCC uma tensão igual a Va1 (V) e mede-se a tensão resultante nos terminais do tacômetroVt1 (V).

Mantendo a mesma tensão aplicada ao motor, conecte um carga resistiva ao gerador emeça a corrente fornecida pelo gerador, Ig1 (A), e a tensão nos terminais do tacômetro,Vtg1 (V).


Defina Vt1’ = Vt1 - Vtg1 e forme o par ordenado (Ig1,Vt1’).

Repita os passos 1 a 3 acima para outros valores de Va, obtendo, ao final, os paresordenados (Ig1,Vt1’), (Ig2,Vt2’),..., (Ign,Vtn’).

Utilize o método dos mínimos quadrados para ajustar o coeficiente angular KgKt da retaVt’ = KgKtIg aos pontos obtidos no passo 4.

Observação: Na identificação de Ka, Kt e Kg utiliza-se o método dos mínimosquadrados para determinar o coeficiente angular de uma reta que passa pela origem.Este problema pode ser formulado da seguinte maneira: sejam n-pares cartesianos(x1,y1), (x2,y2),..., (xn,yn) e considere o problema de se ajustar o coeficiente angular (α)da reta y = αx tal que a soma dos quadrados das diferenças entre as ordenadas y1,y2,...,yn

e αx1, αx2,..., αxn seja mínima. Seja yt = [ y1 y2 ... yn ] e xt = [ x1 x2 ... xn ] e assumaque . 2 denota norma euclideana de um vetor, então ferramentas elementares de cálculodiferencial e álgebra linear permitem escrever:

α =y x

x

t

2

2 (6)


IDENTIFICAÇÃO DE ττ

Considere novamente o gerador em vazio, isto é, assuma que não há carga algumaconectada nos seus terminais. Desta forma, tem-se que ig(t) = 0 e a função detransferência (2) torna-se:

1)(

)()(

+τ==

s

KK

sV

sVsG ta

a

t . (7)

A constante de tempo τ pode, então, ser identificada a partir do diagrama de módulo deBode, uma vez que, para freqüências muito menores que 1/τ rd, |G(jω)|dB = 20log(KaKt), que corresponde à assíntota de baixa freqüencia e para freqüências muitomaiores que 1/τ rd, tem-se que |G(jω)|dB = 20 log(KaKt/τ) - log ω. As duas assíntotas seencontram em ω = 1/τ rd, sendo esta, portanto, a freqüência de canto. Como Ka e Kt

foram determinados na seção 3.1, a constante de tempo τ pode ser determinada a partirde um experimento de resposta em freqüência de acordo com o seguinte algoritmo:

Algoritmo 3:

Excite o motor com tensões senoidais de amplitude Vai (V) e freqüências fi medindo-se acorrespondente tensão de saída Vti (V).

Construa, utilizando a função semilogx do MATLAB, o diagrama de módulo deBode para o sistema, com os pontos cujas coordenadas são (ω,,20log Vti/Vai), onde ωi =2π fi. Em seguida, despreze os pontos que são discrepantes.

Represente, no mesmo gráfico obtido ao final do passo 2, a assíntota de baixafreqüência utilizando os valores de Ka e Kt obtidos na seção 3.1. Essa assíntota deveiniciar numa freqüência pelo menos uma década abaixo da menor freqüência utilizadaem 1

Utilizando a função polyfit do MATLAB ajuste os pontos representados no gráficoobtido ao final do passo 2 por um polinômio p(ω) cujo grau será definido da seguinteforma:

4.1 Defina um vetor ϖ contendo freqüências, espaçadas logaritmica-mente, iniciando-sepelo menos uma década antes da menor freqüência utilizada no passo 1 e terminadoaproximadamente na maior freqüência utilizada em 1.

4.2 Calcule p(ϖ) para cada freqüência definida em 4.1 e, em seguida, represente nográfico obtido ao final do passo 3 os pontos de coordenadas (ϖi , p(ϖi)). Se a curvaajustada for aproximadamente tangente à assíntota de baixa freqüência e passar próximaaos pontos representados no passo 2, então , p(ϖi), i = 1,...,k, onde k denota a dimensãodo vetor ϖ, representa uma boa aproximação para o diagrama de módulo de Bode daequação (7). Caso contrário, escolha um novo grau para p(ϖ) e repita este passo.

Determine os dois pontos do vetor ϖ para os quais p(ϖ) é, respectivamente, maior ouigual e menor ou igual a 20 log|KaKt| - 3, e os correspondentes valores de p(ϖ). Emseguida, utilize interpolação linear para encontrar a freqüência ωc para a qual |G(jωc)|dB

= 20 log|KaKt| - 3. A constante de tempo τ será igual a 1/ωc.


PROJETO DO CONTROLADOR

Tendo sido obtido um modelo matemático para o grupo motor-gerador, o passo seguinteé o projeto de um controlador que satisfaça as seguintes exigências:

Estabilidade;

2. Erro de regime permanente nulo, i.e., para uma dada tensão de referência v r(t) (V)(equivalente à velocidade angular desejada), a tensão nos terminais do tacômetro vt(t)deve ser, em regime permanente, igual à tensão de referência;

3. Baixa sensibilidade à variação dos parâmetros no modelo, que no presente caso sedeve a erros de identificação de Ka , Kt, Kg e τ.

4. Rejeição assintótica à perturbação, i.e., para uma carga inserida nos terminais dogerador, a tensão nos terminais do tacômetro deve, em regime permanente voltar a serigual à da tensão de referência.

5. Desempenho transitório satisfatório. Como se trata de uma plantadidática odesempenho do sistema será definido unicamente em termos do tempo de acomodaçãodo sistema em malha aberta.

Como o objetivo aqui é controlar a velocidade de rotação do motor, isto é, mantê-la emum determinado valor, é natural considerar como sinal de referência o degrau, i.e.:

<≥

=00

0

t,

t(V),V(t)v r

r (8)

Como forma de ilustrar os benefícios da realimentação, iremos inicialmen-te considerara possibilidade de usar um controle em malha aberta para, em seguida, introduzir arealimentação.

4.1 SISTEMA DE CONTROLE EM MALHA ABERTA

A partir da equação (2) vê-se que o sistema em estudo é estável e, portanto, poder-se-iaconsiderar a possibilidade de se fazer um controle em malha aberta. Para tanto,considere o diagrama de blocos da figura 5, onde K(s) representa a função detransferência do controlador a ser projetado. Como, por simplicidade, foi adotado comosatisfatório o tempo de acomodação do sistema sem compensação, pode ser adotado umcontrolador estático, isto é:

K(s) = K (9)

onde K será determinado de tal forma que, em regime permanente vt(t) = Vr (V)(assumindo, inicialmente que não há carga conectada nos terminais do gerador). É fácilverificar que K=1/(Ka Kt) leva o sistema a um erro de regime permanente nulo.


Figura 5: Diagrama de blocos para o controle em malha aberta

O passo seguinte é fazer a análise do desempenho do sistema compensado, utilizando oSIMULINK. Para tanto, deve-se inicialmente construir um modelo, em SIMULINK, dodiagrama de blocos da figura 5 e, em seguida, proceder ao seguinte exercício desimulação com o objetivo de verificar se as exigências de desempenho 2 a 4 serãosatisfeitos:

1. Para uma corrente ig(t) = 0 (A), aplica-se um degrau de amplitude igual a Vr (V) cominício em t = 0s. Os alunos verificarão que, de fato, o objetivo de erro de regimepermanente foi atingido. Em seguida, registre o valor do tempo de acomodação (ts) daresposta.

3. Suponha que tenha havido um erro de 10% na identificação de Ka. Em seguida, aindacom ig(t) = 0 (A), aplica-se um degrau de amplitude igual a Vr (V) com início em t = 0s.Os alunos terão, agora, a oportunidade de verificar que há um erro de regimepermanente e, portanto, o controlador proposto não mais se mostra eficiente.

4. Finalmente, aplique simultaneamente as entradas vr(t) e ig(t), sendo ambas iguais aodegrau, com amplitudes, respectivamente, iguais a Vr (V) e Ig (A), e inícios em t = 0s et=to(s), onde to é um instante superior ao tempo de acomodação. Os alunos mais um vezverificarão que haverá um erro entre a tensão de referência e aquela nos terminais dotacômetro.

4.2 SISTEMA DE CONTROLE EM MALHA FECHADA

A realimentação surge, então, como única alternativa para se superar as deficiências docontrolador em malha aberta. Considere, portanto o diagrama de blocos da figura 6.

Figura 6: Diagrama de blocos para o controle em malha fechada

O primeiro passo é definir uma estrutura para o controlador K(s). Para tanto, considere oseguinte resultado:

Teorema 1: Considere um sistema realimentado (realimentação negativa) cujo sinal deperturbação atua na entrada da planta. Sejam G(s) = nG(s)/dG(s) e K(s) = nK(s)/dK(s) as

_

_

++

Vr(s) Va(s) Vt(s)

Ig(s)

KtK(s) Ka1

1

+τs

Kg

_

Va(s)V (s)

Vt(s)

Ig(s)

Vr(s)V (s)

Ka

o 1s

1

+τKt

Kg

o

K(s)+

_


funções de transferências da planta e do controlador, respectivamente, e R(s)=α(s)/β(s)e D(s) = γ(s)/δ(s) as transformadas de Laplace dos sinais de referência e de perturbação.Suponha ainda que K(s) estabiliza o sistema.

(i) Assumindo d(t)=0 então 0)lim =∞

tet

se e somente dG(s)dK(s) = x(s)β+(s),

onde e(t) = r(t) - y(t), β+(s) é um polinômio cujos zeros são os zeros de β(s) com partereal positiva ou nula e x(s) um polinômio qualquer.

(ii) Assumindo agora que d(t) ≠ 0, então )()( trtytt ∞→→

= , isto é, o sistema

rejeita assintoticamente o sinal de perturbação d(t) se e somente se nG(s)dK(s) =p(s)δ+(s), onde δ+(s) é um polinômio cujos zeros são os zeros de δ (s) com parte realpositiva ou nula e p(s) um polinômio qualquer.

Prova: Ver [2].

O teorema acima mostra que para que um sinal possa ser rastreado (rejeitado)então os zeros do polinômio do denominador da transformada de Laplace do sinal a serrastreado (rejeitado) com parte real positiva ou nula devem ser pólos do controlador ouda planta (pólos do controlador ou zeros da planta). No presente caso, tanto o sinal dereferência como o de perturbação são degraus e portanto β+(s)=δ+(s)=s. Assim sendo ocontrolador deve ter ação integradora, i.e.,

sK

s)(

)( = (10)

onde )(sK será determinada para que o sistema realimentado seja estável.

Vamos inicialmente considerar um controlador integral puro, isto é, seja KsK =)( . Odiagrama do lugar das raízes para esse é dado na figura 7. Note que, o sistemarealimentado será estável para todo valor de K maior que zero. Assim sendo, a escolhade K será feita com base no desempenho transitório do sistema. Com isso em mente, sãocalculados valores para K de tal sorte que o sistema realimentado será (i) criticamenteamortecido e; (ii) sub-amortecido com percentual de ultapassagem menor que 5%. Emseguida, constrói-se um modelo em SIMULINK equivalente ao diagrama de blocos dafigura 6. Observa-se que:

Figura 7: Lugar das raízes para K(s)=K /s

1. O tempo de acomodação da resposta o aluno verificará que o desempenhotransitório do sistema realimentado é pior que o do sistema em malha aberta tanto para acondição de sub-amortecido quanto para criticamente amortecido.

2. Mesmo para um erro de 10% em Ka, o erro de estado permanente continuaigual a zero.

XX-1/τ

Re(p)

Im(p)


3. O sistema realimentado foi capaz de rejeitar a perturbação.

Observe que o tempo de acomodação para o sistema em malha aberta é menor que o demalha fechada. Isto se deve ao fato de que, o sistema em malha aberta é de 1ª ordem,cuja constante de tempo é τ; o que implica que ts=4τ . Para o sistema realimentado comcontrolador integral puro, os pólos do sistema têm parte real igual a -1/2τ , o queimplica que ts ≅ 8τ.

Assim sendo, para que o desempenho seja aproximadamente igual ao do sistema emmalha aberta, tais pólos devem ter parte real aproximadamente igual a -1/τ. Isto implicaque o diagrama do lugar das raízes deve se deslocar para a esquerda e, para tanto, énecessário que exista um zero -z à esquerda de -1/τ. Portanto, K(s) deve ter a seguinteforma:

s

KK

s

zsKsK I

PP +=

+=

)()( (11)

onde KI = KPz. Note pela equação acima que a introdução do zero no controladorequivale a dotar o controlador de ação proporcional. É fácil verificar para KP =1/(KaKt),os pólos do sistema realimentado terão parte real igual a -1/τ. Note ainda que a escolhade z ditará a ultrapassagem da resposta, isto é, qual mais próximo de 1/τ estiver z,menor será o percentual de ultrapassagem. Substituindo-se, então a função detransferência (12) no modelo do SIMULINK, obtém-se que o tempo de acomodação daresposta ao degrau será aproximadamente 4τ (s). Finalmente, observe que oprocedimento acima permite, inclusive, obter um tempo de acomodação menor,bastando para isso aumentar KP.


IMPLEMENTAÇÃO

Uma vez obtida a função de transferência para o controlador, o passo final é aimplementação do controlador. Como se trata de um laboratório para um primeiro cursode Sistemas de Controle, são utilizados controladores analógicos.

A implementação de sistema de controle, nada mais é do que a construção de circuitosanalógicos do comparador e do controlador, do sistema realimentado mostrado na figura6. Tais circuitos são mais facilmente projetados utilizando-se amplificadoresoperacionais, por exemplo, 741 ou LF356 (os últimos são preferíveis por seremconstruídos com transistores de efeito de campo e, por essa razão têm maior impedânciade entrada).

5.1 IMPLEMENTAÇÃO DO COMPARADOR

O circuito para o comparador está representado na figura 8. Note que, para esse circuitotem-se que:

e(t) = vtr(t) - vt(t) (12)

Quando de sua implementação, a equação (12) não será, em geral, verificada, uma vezque os valores dos resistores não são exatamente iguais. Para se superar este problema,devem ser ligados potenciômetros em série com os resistores, que serão ajustados de talforma que a equação (12) possa ser verificada (a menos do "offset" característico doamplificador operacional). O ajuste é feito da seguinte forma: (1) aplica-se o mesmosinal de tensão a ambos os terminais (vt(t) e vtr(t)) e; (2) ajusta-se os potenciômetros atéque a amplitude da tensão de saída seja aproximadamente igual ao "offset" doamplificador:

Figura 8: Circuito elétrico para a implementação do comparador

5.2 IMPLEMENTAÇÃO DO CONTROLADOR

Um circuito para um controlador PID (proporcional + integral + derivativo) estárepresentado na figura 9, onde:

)()(

)(sK

s

KK

sE

sVD

IP

c ++−= (13)

KP = Ci/Cf + Rf/Ri, KI = 1/(RiCf) e KD = RfCi. Note que, como o controlador projetadona seção 4.2 é do tipo PI, então, o termo KP deve ser feito igual a zero, o que éconseguido fazendo-se Rf ≅ 0. Em seguida, escolhe-se de Ri, Ci e Cf são calculados deforma a que a o circuito da figura 9 tenha uma mesma função de transferência docontrolador projetado o mais próxima possível daquela obtida em (11). Podemossalientar os seguintes fatos:

vt(t)

vtr(t)e(t)


1. Além das ações proporcional e integral, o circuito tem ainda ação inversora,conforme pode ser visto a partir da equação (14);

O circuito compõem-se ainda de um amplificador de potência;

Figura 9: Circuito elétrico para o controlador-amplificador de potência

Para solucionar o problema introduzido pela inversão, dois caminhos podem serseguidos: (i) se o amplificador de potência for também um inversor, então o problemaestá resolvido; (ii) caso contrário, inverte-se as posições das entradas vt(t) e vtr(t) nocircuito comparador da figura 8.

6 CONCLUSÃO

Neste artigo foi apresentado um modelo de laboratório para um primeiro cursode Sistemas de Controle. Devido ao fato de se basear num projeto, o laboratórioproposto tem as seguintes vantagens: (i) faz uso de todos os conceitos apresentados nadisciplina teórica, solidificando, portanto, tais conceitos; (ii) dota o aluno deconhecimentos suficientes para desenvolver projetos de sistemas de controle.

AGRADECIMENTOS

Este trabalho foi parcialmente financiado pelo CNPq (projeto de pesquisa no.352810/96-3).

REFERÊNCIAS

Dorf, R. C., Modern Control Systems. Addison-Wesley, Reading, MA, USA, 1986.

Basilio, J. C., Laboratório de Sistemas de Controle I. Editora da Escola de Engenhariada UFRJ, 1998.

Ci

Ri

RfCf

e(t) vc(t) va(t)


Visão Histórica como Fator de Motivação no Aprendizadoda Teoria Geral das Projeções*

Cheng, L. Y.**, Petreche , J. R. D. ** e Santos, E. T. **

**Professor Assistente do Detpo. Eng. de Construção Civil, Escola Politécnica daUniversidade de São Paulo

RESUMOEste trabalho apresenta uma abordagem para aumentar a motivação no aprendizado da TeoriaGeral das Projeções. Esta abordagem é baseada em 3 pontos:visão histórica dos conceitos e das técnicas de representação do espaço;auto-avaliação da habilidade individual relativa a percepção e expressão do espaço;analogia entre o progresso intelectual sobre os meios de representação espacial dos homens eo desenvolvimento da habilidade de percepção e expressão do espaço de um indivíduo.

Ao fazer com que o aluno se identifique, com base nos desenhos por ele realizados, a faseda história que a sua habilidade corresponde, conseguimos motivá-lo a “atualizar” os seusconhecimentos e habilidades. Adicionalmente, para atender a curiosidade e facilitar o acessodos alunos às informações, colocamos o material do levantamento histórico da teoria nainternet. De acordo com a reação dos alunos, o resultado da aplicação desta abordagem foipositivo.

1. Introdução

A Teoria Geral das Projeções, por ser um tópico básico para a compreensão de desenhosem perspectiva de objetos tridimensionais, vistas ortográficas, Geometria Descritiva eGeometria Cotada, etc., recebe uma atenção especial nas disciplinas de Desenho paraEngenharia oferecidas na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Entretanto,nos moldes de aulas expositivas tradicionais, as dificuldades decorrentes da inabilidadede visualizar entes geométricos tridimensionais, interpretar as suas projeções e deassociar as projeções com os entes geométricos tem desmotivado o aprendizado demuitos alunos. Este trabalho apresenta uma abordagem adotada no ensino da teoria, quevisa principalmente motivar o aprendizado dos estudantes. Esta abordagem é baseadanos seguintes 3 pontos:

• conhecimento da história da evolução dos conceitos e técnicas de representação doespaço;

• auto-avaliação da habilidade individual relativa a percepção e expressão do espaço;

• analogia entre o progresso intelectual sobre os meios de representação espacial doshomens e o desenvolvimento da habilidade de percepção e expressão do espaço deum indivíduo.

Ao fazer com que o aluno se identifique, com base nos desenhos por ele realizados, afase da história que a sua habilidade se corresponde, conseguimos motivá-lo a“atualizar” os seus conhecimentos e habilidades.

Outra solução para o problema do ensino é buscar uma alternativa didática fora dosmeios e métodos tradicionais. Considerando que as nossas disciplinas são oferecidaspara mais de 750 alunos por ano, a internet surgiu como um nova ferramentaparticularmente adequada para complementar o ensino. Para atender a curiosidade efacilitar o acesso dos alunos às informações, colocamos os resultados do levantamentohistórico da teoria na internet.


Nas próximas seções apresentaremos brevemente os resultados do levantamentohistórico da teoria e depois descrevemos como esta visão histórica é inserida nas aulaspara motivar o aprendizado. No final faremos a descrição do material didático colocadoà disposição na internet.

2. REVISÃO HISTÓRICA

A história da Teoria Geral das Projeções se confunde com a evolução da arte e daciência, a evolução dos métodos para se representar o espaço narrativa e odesenvolvimento intelectual dos seres humanos quanto a noção e representação dasformas e do espaço físico.

Cada uma das civilizações da história da humanidade das deixou suas contribuições àstécnicas de comunicação gráfica e à nossa capacidade de compreender o mundo. Porisso, precisamos adotar uma visão bastante ampla ao analisarmos os diversos sistemasde representação espacial. Segundo os historiadores, o Homem descobriu a forma na eraneolítica quando passaram a usar objetos polidos e com formas características. Já nasidade de bronze e de ferro, predominavam as formas geométricas semelhantes àsencontradas nos adornos cerâmicos, motivos decorativos e abóbadas dos incas, astecas emaias e nas pinturas aborígenas modernas. Este estilo observado em homens pré-históricos e em povos que ainda hoje continuam primitivos é conhecido como arteprimitiva. É o estilo que se parece muito com desenho de uma criança.

Conforme mostra a Figura 1, uma das características do estilo egípcio é o desenho semperspectiva, com tudo feito em um único plano. Todos os personagens estão em perfil,com os pés fincados num plano horizontal. A única forma de expressar a profundidade éa sobreposição dos elementos. O tamanho de cada figura humana é proporcional aimportância do personagem.

Na Figura 2 temos um baixo-relevo da antiga Mesopotâmia. Além da sobreposição, asfiguras em perfil são projetadas no mesmo tamanho e de um ponto de vista similar.

Se observarmos a pintura clássica chinesa mostrada na Figura 3, podemos identificarum método distinto para a representação do espaço, pois a visão do mundo do seucriador é diferente. As técnicas da pintura clássica chinesa estão intimamente ligadasàs da caligrafia - a arte de escrever os ideogramas com pincéis - e os pintoresgeralmente também são poetas e músicos. A pintura é uma forma de expressarpictoricamente o mundo subjetivo do seu criador, o que explica a rejeição às imagensobjetivas e realistas obtidas com o uso da perspectiva, mesmo após esta ter sidointroduzida pelos missionários europeus. A profundidade é representada através dastécnicas de sobreposição, redução gradual dos objetos mais distantes, uso das texturaspara realçar as saliências das rochas e dar efeito das sombras e o uso da perspectivaatmosférica.


Figura 1 - Pintura mural egípcia. Figura 2 - Baixo-relevo mesopotâmeo.

Fortemente influenciada pela cultura chinesa, a pintura japonesa é um bomexemplo da aplicação da projeção cilíndrica oblíqua. A Figura 4 mostra que a noção daprofundidade é dada desenhando-se as pessoas e objetos mais distantes acima daquelessituados mais perto. As retas paralelas são projetadas no mesmo ângulo. Como não háconvergência das projeções de linhas paralelas, as pessoas e os objetos apresentam osmesmos tamanhos em qualquer ponto da pintura.

A Grécia antiga apresentou desde manifestações artísticas primitivas a pinturasfeitas com técnicas sofisticadas nas quais os artistas dominavam a representação dovolume e do movimento, e tratavam-se os problemas da luz e da perspectiva (Figura 5).Segundo o arquiteto e engenheiro romano Vitrúvio, os antigos gregos foram osprimeiros a explorar a noção de reentrância e saliência de uma imagem para criar umaaparência ilusionista em pinturas cenográficas. As pinturas murais romanas (Figura 6)mostram que a perspectiva já era conhecida. Porém, não se sabe se os cenários gregosou as pinturas romanas foram feitas com base em regras fixas, ou elaboradasempiricamente na base da intuição das leis naturais.

A parte mais importante da cultura pictórica islâmica antiga é o das miniaturas, que sedesenvolveu centrado ao redor da Pérsia. Com a invasão do mongóis, as miniaturaspersas sofreram uma influência forte da pintura chinesa. Entretanto, as técnicas derepresentação da profundidade eram bastante rudimentares (Figura 7).

A gravura medieval da Figura 8 ilustra uma concepção do espaço na qual os objetos e osindivíduos se justapõem em um mesmo plano. As habilidades representativas eramingênuas e rudimentares; não existe tentativa de criar metodicamente uma ilusão daprofundidade nem relacionar as magnitudes aparentes. As técnicas parecem terretrocedido aos tempos do antigo...

Na Itália da época pré-renascentista, as técnicas de representação do espaçoexperimentaram um notável desenvolvimento, com as contribuições de alguns grandesmestres tais como: Giotto, Ambrogio Lorenzetti, Jan Van Eyck, entre outros (Figura 9).Durante os primeiros decênios do século XV em Florença, as investigações sobre aperspectiva tornaram-se precisas e metódicas em um fervor geral de estudos. Muitosestudiosos se esforçaram por determinar as leis da perspectiva através de cuidadosa esábia observação da natureza. Entre os marcos importantes podemos citar osexperimentos óticos de Brunelleschi e a pintura “Trinidade” do Masaccio (Figuera 10),que é considerada como a primeira aplicação rigorosa, consciente e sistemáica daperspectiva linear.


Figura 3 - Pintura chinesa. Figura 4 - Pintura japonesa.

Figura 5 - Mosaico greco. Figura 6 - Fresco romano.

O tratado “Da pintura” do León Battista foi o primeiro a fornecer uma descrição formalde um sistema de perspectiva, conhecido como construzione legittima. Em seguida,destacaram-se as contribuições dos artistas tais aomo Paolo Ucello e Piero dellaFrancesca. Albrecht Dürer escreveu tratados sobre o tema, e o Diego Velázquez possueuma importante coleção de escritos sobre a perspectiva. Porém, os maiores avanços naárea foram feitos pelo Leonardo da Vinci. A sua genialidade lhe permitiu sugerir asanomalias da perspectiva linear que resultou posteriormente na perspectiva curvilínea.

A crescente sofisticação no uso da perspectiva linear culminou no complexoilusionismo barroco do final do século XVI. Um ruptura deste processo ocorre com oabandono da pintura realista, e com a invenção da fotografia. Muitos artistas começarama buscar outras formas de criação de uma perspectiva expressiva. Por outro lado, nocampo de desenho técnico, que adquiriu importância cada vez maior com odesenvolvimento tecnológico, a perspectiva linear continua sendo utilizada com umalinguagem de comunicação técnica.

Figura 7 - Miniatura islâmica. Figura 8 - Pintura medieval.


Fig. 9 - “Abraços Ante a Porta Dourada” - Giotto. Fig. 10 - “Trinidade” - Masaccio.

De acordo com os papirus que foram preservados, desenhos de plantas e elevações deedifícios já eram usaos no Egito Antigo. Até século XVII a encomenda de peças feitas amanufaturas eram usualmente baseado em modelos ao invés de desenhos. A partirdsso, o emprego dos desenhos em perspectiva passaram a ser dominantes. Com oadvento de armas mais sofisticadas, feito de peças que exigem maior precisão, aperspectiva não era suficiente para descrever todos os detalhes construtivos. Surge, paraisso, as vistas. A indústria naval também fez sua contribuição: a partir do século XVIII,os desenhos das embarcações já adquiriram características avançadas através dautilização de três. Durante a revolução francesa, o francês Gaspar Monge criou aGeometria Descritiva e unificou os sistemas de representação, dando a eles um caráctercientífico, rigoroso e uniforme.

3. Motivação no Aprendizado da Teoria Geral das Projeções

Num processo de compreensão por instrução, podemos considerar que os resultados sãoproporcionais a capacidade de compreender dos indivíduos e a capacidade de fazerentender do instrutor. Além disso, podemos destacar o fator motivação, cujo efeito é,muitas vezes, exponencial. Com a finalidade de atrair o interesse dos alunos e elevar amotivação no aprendizado da Teoria Geral das Projeções, adotamos uma abordagemdidática baseada na apresentação da história do desenvolvimento da teoria.

A aplicação da abordagem didática começa com a auto-avalição da habilidade depercepção e expressão do espaço dos alunos. Após a prática de algumas técnicas básicasde traçado de retas, curvas, proporções e letras na aula de esboço, os alunos são levadospara fora da sala de aula para fazer desenho a mão livre do interior de um edifício.Figura 11 mostra a fotografia do local escolhido para a atividade. A identificação dosponto de fuga é fácil devido a predominância das retas paralelas às 2 direçõesprincipais. Os alunos foram orientados a registrar a cena no papel, exatamente do jeitoque eles estão enxergando. Figuras 12, 13 e 14 mostram 3 desenhos típicos feitos pelosalunos. Os desenhos mostram claramente a heterogeneidade da capacidade de expressãodos alunos.

A aula seguinte, sobre a Teoria Geral das Projeções, começou com a identificação,junto com os alunos de um dos pontos principais da linguagem gráfica, que é o desafiode representar o espaço 3D nos meios 2D. Depois disso, foi feito um convite aos alunosa viajarem um pouco pelo tempo e espaço para conhecer as técnicas usadas pelos nossosancestrais: os tópicos e as figuras da seção anterior foram apresentadas ao lado dealguns fatos curiosos e interessantes.


A seguir os desenhos das Figuras 12, 13 e 14 foram apresentados e a aula prosseguecom a análise das técnicas de ilusão espacial utilizadas em cada um dos desenhos. Aúnica técnica de ilusão espacial utilizada no desenho da Figura 12 é o método desobreposição de elementos. A Figura 13 mostra um desenho feito com técnicas maissofisticadas que o anterior. A característica principal é a projeção paralela e oblíqua,onde as linhas paralelas do primeiro plano não apresentam convergência, aparentandouma cena próxima a vista de pássaro. Existem algumas tentativas de mostrar a reduçãogradual de elementos mas é claro o desconhecimento dos conceitos de pontos de fuga.O terceiro desenho (Figura 14), apesar da simplicidade, mostra com exatidão aconvergências das linha paralelas. O ponto de fuga está situada na altura do olho doobservador. Aplicando rigorosamente os fundamentos da perspectiva linear o alunoconseguiu transmitir a sensação de uma vista natural.

Comparando-se os desenhos dos estudantes com as as figuras apresentadas na seção 2,podemos notar semelhanças técnicas entre a Figura 12 e Figura 1, do Egito Antigo;entre a Figura 13 e a Figura 9, do grande mestre pré-renascentista; e, finalmente, entre aFigura 14 e a pintura renascentista (Figura 10) ou a fotografia do local (Figura 11) doponto de vista das técnicas de ilusão espacial empregadas. Considerando que as técnicasempregadas demonstram a habilidade de percepção e de expressão do espaço e partindodo pressuposto de que existe uma semelhança entre o progresso das técnicas derepresentação espacial dos homens e o processo do desenvolvimento das habilidades deum indivíduo, podemos identificar, pela analogia, uma defasagem de milhares de anosna escala de tempo da história humana, a discrepância entre as habilidades dosindivíduos.

Figura 11 - Fotografia do local do desenho. Figura 12 - Desenho feito por um aluno.

Figura 13 - Desenho feito por um aluno. Figura 14 - Desenho feito por um aluno.

Aos alunos que tem facilidade para o desenho, fica evidente o orgulho e a motivação.Aos alunos mais ‘primitivos’, ‘estagnados’ nos tempos dos faraós ou no período pré-renascentista, são lançados um convite: dar um salto e tirar o atraso de milhares de anosem poucas horas de aulas sobre Teoria Geral das Projeções e Perspectivas. A reação dosalunos a auto-avaliação e a receptibilidade deles ao convite foram ótimas. Cumpre-se,então, a primeira etapa do processo do aprendizado que é a motivação.


4. Disponibilização do material didático em internet

Os resultados positivos desta experiência didática encorajaram nos a aprofundar aspesquisas sobre o ensino da Teoria Geral das Projeções. Dentro desta linha de trabalhoencontra-se a publicação do material sobre a história do desenvolvimento da teoria nainternet para compensar o limitado tempo disponíveis nas aulas e complementar otrabalho de motivação. O material faz parte de um tutorial on-line para o ensino dateoria.

A descrição da história da teoria começa com a arte primitiva, passando pelas sabedoriados povos na Antigüidade, a decadência medieval e as grandes obras dos gênios doRenascimento até a Idade Contemporânea, quando os estudos dos aspectos quantitativosda teoria são incorporados na de computação gráfica através dos métodos da geometriaanalítica.

Os tópicos são organizados na forma de hipertextos. As informações são hierarquizadaspara facilitar o acesso ou esclarecimento das dúvidas. Computação gráfica e outrorecursos da multimídia são utilizados para tornar o processo de aprendizado maisintuitivo e excitante.


Os procedimentos didáticos acima descritos foram conduzidos numa atmosfera bastantedescontraída. O enriquecimento do conhecimento geral, a auto-avaliação efetiva dahabilidade individual e a associação desta com os estágios do desenvolvimento humanoresultaram no aumento da receptividade dos alunos em relação ao aprendizado da teoria.Por outro lado, devido a restrição do tempo disponível nas aulas, é impossível entrarnuma discussão mais detalhada. A fim de reforçar o aprendizado e facilitar o acesso àsinformações complementares, publicamos o material, organizado na forma dehipertextos, dentro de um tutorial on-line para o ensino da Teoria Geral das Projeções.Vale ressaltar que, apesar dos resultados alcançados, para obter um impacto didáticosmaior, é preciso trabalhar na motivação e a conscientização dos alunos ao longo de todocurso. Estamos certo de que esta abordagem, de motivar os alunos dentro e fora dassalas de aula, é o primeiro passo e um guia para os trabalhos futuros.

5. BIBLIOGRAFIAS

[1] Aumont, J.: A Imagem, 2a. Ed., Papirus Editora, Campinas, 1995.

[2] Lopera, J. A., et alli: História Geral da Arte - A Pintura I, Ediciones del Prado,Madrid, 1995.

[3] Smith, R.: Introdução à Perspectiva, Ed. Manole, São Paulo, 1996.

[4] Earle, J. H.: Diseño Gráfico en Ingenieria, Fondo Educativo Interamenricano, 1976.

[5] Thuillier, P. Espacio y Perspectiva en el Quattrocento, Mundo Científico, No. 43,Vol. 5,

[6] Rodrigues, E.: Manual Ilustrado de Estilos Artísticos, Ed. Tecnoprint, Rio deJaneiro,

[7] French, T. & Svensen, C.: Dibujo Técnico, Editorial Gustavo Gili, Barcelona, 1975.

[8] Dobrovolny D. & O’Bryant, D. C.: Graphics for Engineers, Wiley & Sons, 1984.


[9] Santos, E. T., Cheng,. L. Y., and Petreche, J. R. D.: An On-Line Interactive Tutorialon Projective Geometry, The 8th. International Conference on Engineering ComputerGraphics and Descriptive Geometry, Ago. 1998, Austin, USA. (no prelo)


Projeto geométrico de uma ponte noEnsino do desenho técnico*

Cheng, Liang Yee** ; Petreche, João Roberto Diego** ;Santos, Eduardo Toledo** ; Ferreira, Sérgio Leal** ;

Cardoso, Luíz Reynaldo de Azevedo ** ; Kawano, Alexandre**

**Departamento de Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica daUniversidade de São Paulo

Av. Prof. Almeida Prado – Trav. 2, Ed. Eng. Civil, Cid. Universitária CEP 05508-900 –São Paulo – SP – Brasil

RESUMOEste trabalho relata uma experiência didática no ensino de Desenho para a Engenharia daEPUSP. Visando aumentar a motivação dos alunos e consolidar seus aprendizados, foi propostoo desenvolvimento de projetos semestrais nas disciplinas de Desenho. Os pontos essenciaisconsiderados na definição do tema dos projetos semestrais foram:• precisão no uso da linguagem gráfica;• solução dos problemas da geometria espacial;• aplicação da metodologia de projeto;• simulação da atividade profissional;• garantia do desempenho do sistema projetado.

Como resultado do brain-storming, o tema escolhido para o 2º semestre de 1997 foi o projeto deuma ponte e a construção do seu modelo em escala. Fornecemos aos alunos o mapa topográficode uma região ribeirinha hipotética, onde os alunos precisam projetar e construir o modelo deuma ponte. Além das restrição de material, algumas inovações foram introduzidas nos critériosde avaliação.A precisão no uso da linguagem gráfica é verificada na documentação do projeto. Dispondoapenas do mapa topográfico, os alunos tiveram que resolver os problemas geométricos deerguer uma ponte no relevo complexo usando as técnicas da Geometria Descritiva, GeometriaCotada e modelamento geométrico tridimensional em CAD. Na competição, verifica-se:

• encaixe do modelo da ponte na maquete do terreno;• resistência do modelo;• leveza do modelo;

Vale ressaltar que os alunos são ingressantes e possuem pouquíssimo conhecimento sobre aresistência dos materiais. Por isso, foi necessário fornecer algumas bibliografias básicas eapresentar uma rápida introdução, conceitual e intuitiva, aos perfis estruturais leves eresistentes.Animados pelo desafio, muito alunos fizeram um estudo geométrico detalhado. A motivação e aconscientização da importância dos tópicos do Desenho Técnico e da Resistência dos Materiaisforam claramente observadas. O impacto didático do projeto na disciplina e no curso foi,portanto, extremamente positivo.


Introdução

As disciplinas de Desenho para a Engenharia I e II da Escola Politécnica daUniversidade de São Paulo são disciplinas semestrais oferecidas a 750 alunosingressantes dos cursos de engenharia. São disciplinas que se encontram num processocontínuo de modernização deste a introdução dos computadores em 1991. O objetivoprincipal deste processo de melhoria é aumentar a motivação dos alunos, consolidar oaprendizado dos conceitos e técnicas vistas nas aulas através de exercícios práticos eincentivar as habilidades e as atitudes tais como criatividade, responsabilidade etrabalho em equipe. Para isso, foi proposto o desenvolvimento de projetos semestraisnas disciplinas[1]. Além disso, foi disponibilizado um tutorial iterativo on-line naInternet [2],[3] e realizados outros estudos sobre o ensino de Desenho[4],[5],[6],[7].

Após a obtenção de resultados positivos com a introdução do projeto e competição doscarrinhos no primeiro semestre de 1996[1] os projetos semestrais foram definitivamenteimplantados. A cada semestre, o tema e/ou os regulamentos do projeto são alterados afim de fortalecer ainda mais o vínculo entre os projetos semestrais e os objetivos dasdisciplinas que são: desenvolver a capacidade de visualização tridimensional e o uso e ainterpretação da linguagem técnica e gráfica. Os pontos essenciais considerados nadefinição de um novo tema do projeto foram:

precisão no uso da linguagem gráfica;

resolução dos problemas complexos da geometria espacial;

aplicação da metodologia do projeto;

simulação da atividade profissional;

garantia do desempenho do sistema projetado.

Como resultado desta reavaliação e do brain-storming, o tema escolhido para o segundosemestre de 1997 foi o projeto de uma ponte e a construção do seu modelo em escala. Aexperiência didática, da introdução do projeto de uma ponte, com a avaliação baseadanos critérios de precisão dimensional, resistência e peso estrutural, na disciplina de serádescrita neste trabalho.


2. Desenvolvimento do Projeto

O tema do projeto foi definido na sessão do brain-storming. A fim de evitar a repetiçãode temas similares ao do primeiro semestre, que era projeto de carrinho e cuja aavaliação do desempenho era baseada no comportamento dinâmico, o universo do temafoi restringido em estruturas civis. Outros motivos para esta restrição são:

facilidade de impor condições de contorno geométrico e complexo na forma de terrenoirregular;

conscientização sobre a importância da resistência estrutural, que é pouco óbvio para osalunos ingressantes de engenharia.

A ênfase dada na avaliação do desempenho do projeto seria, portanto, os critérios daprecisão geométrica e dos comportamentos estáticos da estrutura (resistência e leveza).Com isso, esperava-se que, juntamente com o projeto do carrinho[1] do primeirosemestre, os alunos possam experimentar os desafios básico da profissão: as restriçõesgeométricas, estáticas-estruturais, dinâmicas e econômicas.

Como resultado, o tema escolhido foi o projeto de uma ponte. A seguir, em torno destetema, os professores especificaram os requisitos do projeto e definiram os critériosutilizados na competição e na atribuição das notas do projeto.

Basicamente solicitou-se o projeto de uma ponte e a construção do seu modelo, emgrupos de 5 a 6 alunos, para permitir a passagem sobre um rio, interligando 2 estradasmarginais, num terreno hipotético, cujo mapa topográfico é fornecido pelos professores(Fig. 1). Dispondo apenas do mapa topográfico, os alunos teriam que resolver osproblemas geométricos de erguer a ponte num relevo complexo utilizando as técnicasassimiladas da Geometria Descritiva e Geometria Cotada. Um aspecto relevante doprojeto foi a necessidade de modelamento geométrico tridimensional. Assim, a tarefadificilmente seria feita sem que os alunos aprendessem os conceitos de um sistemaCAD e a utilizá-lo.


Fig. 1 - Mapa topográfico do terreno hipotético.

O modelo deveria ser construído em escala de 1:200, utilizando-se papel cartão, papelparaná, madeira balsa ou cordão, e deveria corresponder exatamente ao projetado. Alémdisso, deveria acomodar perfeitamente na maquete do terreno, e principalmente nasfundações já existentes nas margens do rios.

As notas de desempenho são dadas obedecendo 3 critérios:

precisão do encaixe do modelo da ponte no terreno, apoio nas fundações existentes eajuste às estradas marginais;

verificação da capacidade de carga através da passagem de uma bola de aço de 1215g e68mm de diâmetro;

leveza do modelo;

sendo o desempate para classificação de acordo com a seqüência acima.

Vale ressaltar que a importância dada à precisão geométrica sobre os demais critérios sedeve a prioridade na solução de problemas geométricos dentro do contexto da disciplinade Desenho. Além disso, considerou-se o despreparo dos alunos em relação ao projetoestrutural.

A nota final do projeto é a média ponderada das notas de documentação do projeto(40%), desempenho na competição (30%), originalidade (20%) e média das notas deprojeto da turma (10%). A última foi inserida deste o projeto de 1996[1] e serve comomecanismo para aumentar a cooperação e o companheirismo entre os grupos.


Visto que os alunos são ingressantes, dos quais apenas 25% são da área de EngenhariaCivil, a maioria possui pouco conhecimento sobre pontes e desconhecem a resistênciados materiais. Por isso, foi feita uma orientação geral sobre projeto de pontes e foramfornecidas algumas bibliografias básicas sobre pontes tais como: Flain[8],Vasconcelos[9], Merritt[10], etc. Além disso foi necessário apresentar uma rápidaintrodução, conceitual e intuitiva, aos perfis estruturais leves e resistentes. Oacompanhamento do projeto foi feito esporadicamente durante as aulas.Adicionalmente, os alunos receberam assistência dos monitores nos laboratórios deCAD para resolver os problemas geométricos tridimensionais e executar os desenhos.

A maquete do terreno foi construída pelos teaching assistants. Confeccionada compranchas de isopor, em patamares de curvas de nível para simplificar o projeto dosalunos, recebeu reforço de papal cartão nas superfícies horizontais. Os erros nas cotasforam inferiores a 2 mm.

Com relação ao acesso dos alunos à maquete, as opiniões iniciais dos professores erambastante diferenciadas, desde não permitir o acesso até permitir livremente. A posiçãoque prevaleceu foi a de se permitir um acesso controlado, isto é, os alunos visitariam amaquete em grupos, com acompanhamento de um professor ou monitor, podendoobservá-la livremente, porém sem tocá-la.

Procurou-se, com essa definição, simular uma visita ao local da obra, num projeto realde engenharia. É comum, num projeto real, os projetistas procurarem conhecer o localonde será feita a obra a ser projetada, com o intuito de, primeiro, fazer uma imagem realdo local, que é sempre melhor do que a imagem abstrata proveniente dos dadostopográficos. Em segundo lugar, porque numa visita, mesmo rápida, é possível perceberaspectos que muitas vezes não estão claros nos dados e desenhos analisados. Emconcorrências, é até mesmo comum o órgão contratante exigir a obrigatoriedade doconhecimento do local pelos projetistas. Entretanto, não é permitido e nem seriapossível numa visita desse tipo, levantar dados e informações detalhadas de campo, umavez que esses já constam da documentação. É uma visita de busca de dados qualitativosdas condições de projeto e não de dados quantitativos.

Daí a preocupação, na visita da maquete pelos alunos, de não permitir tocá-la,exatamente para não propiciar tomada de medidas ou dados quantitativos diretamenteda maquete.

Considera-se que esse objetivo – a simulação de condições reais de projeto – foialcançado, uma vez que os alunos puderam conhecer o “local da obra” e utilizaram parao projeto dados fornecidos unicamente pelo mapa elaborado pela equipe de professores.

A dificuldade observada foi na organização das visitas dentro das condições estipuladas,uma vez há uma tendência entre os alunos de não confiar na ferramenta gráfica eaproveitar a oportunidade para tentar tirar medidas ou mesmo testar seus modelos namaquete.

3. Avaliação do Projeto

A competição dos projetos foi realizada em 3 dias consecutivos. A figura 2 mostra acena da competição. Cada modelo passa por 3 avaliações: pesagem, teste de encaixe e apassagem da bola de aço.


Fig. 2 – Avaliação dos modelos de ponte. Fig. 3 – Ajuste do encaixe.

Conforme mostra a figura 3, o encaixe foi o aspecto de maior dificuldade para osalunos, como era previsto, já que não é um problema de solução trivial. É necessáriofazer dois encaixes interrelacionados. Um, horizontal, que é a concordância do desenhoda ponte com as vias de tráfego com as quais fará a ligação. Outro, vertical, que é oacerto das cotas de apoio da ponte com as do terreno.

Foram pré-definidas pelos professores, margens de tolerância como critério para aaceitação dos modelos. Entretanto, observou-se que as margens adotadas não foramsuficientes para cobrir toda a gama de resultados apresentados pelos alunos. Énecessário estabelecer, talvez, mais condições de contorno para o projeto – como definira classe da ponte e portanto, a obediência a raios mínimos de curvas, por exemplo – ecritérios mais abrangentes para aceitação e classificação dos modelos.

Exceto alguns grupos que apresentaram trabalhos muito bem feitos aplicando ametodologia correta, muitos apresentaram problemas do encaixe. Os problemas doencaixe ocorreram principalmente com os grupos que construíram seu modelo com basena observação ou medição da maquete ou aqueles descrentes da possibilidade deresolver o problema geométrico usando apenas o mapa topográfico. Também nota-seque muitos alunos possuem dificuldade de prever, ou até mesmo perceber que existemproblemas de interferência geométrica.

Em geral, devido a reduzida dimensão dos modelos, estes não apresentaram problemascom relação ao teste de resistência estrutural. Na competição, observa-se os alunosadotaram os mais diversos tipos de soluções estruturais, tais como a ponte pênsil dafigura 3. A figura 4 mostra a avaliação da resistência do modelo através da passagem dabola de aço.

Com relação ao peso, os modelos apresentaram uma grande variação, na faixa de 100 a500 gramas. Por ser o critério menos importante da competição, muitos alunosaproveitaram para dar o seu toque pessoal, alguns nem se importaram com os pesosadicionais de pilhas, interruptores e lâmpadas para instalar um sistema de sinalizaçãoelétrico automático em miniatura (figura 5).

A documentação do projeto engloba os relatórios parcial e final, os desenhos elaboradospelos alunos e o arquivo do programa de CAD. O peso da nota de documentação émaior em relação às outras em função da exigência do uso correto e preciso dalinguagem gráfica. Um comportamento dos alunos observado na verificação dosarquivos de CAD é o fato de nem todos utilizaram o modelamento de sólidos, recursoque simplifica a solução dos problemas geométricos disponível nos programas de CAD.A explicação para isso é a pouca familiaridade com a ferramenta cujo uso eles acabaramde aprender.


Fig. 3 – Avaliação da resistência. Fig. 4 – Modelo com sinalização elétrica.

4. Resultados

De modo geral, a aceitação do projeto pelos alunos é boa, com alguns trabalhosexcelentes, tanto do ponto de vista geométrico como do ponto de vista estrutural. Entreos comentários citados pelos alunos, podemos destacar: a possibilidade de aplicar osconceitos aprendidos no curso; vivência de trabalho em equipe, etc. Além dissorecebemos sugestões tais como reduzir um pouco o tamanho dos grupos para aumentare tornar mais ativa a participação de cada membro do grupo. Recebemos também críticasobre correções do regulamento durante o semestre que de fato aconteceram.

É verdade que o nível do problema proposto no projeto é um pouco elevado em relaçãoa formação dos alunos ingressantes. Entretanto, com algumas orientações sobre osconceitos básicos, os alunos puderam enfrentar o problema com bom senso, criatividadee espírito de trabalho em equipe, características consideradas imprescindíveis paraprofissional engenheiro.

A motivação dos alunos diante do desafio pode ser observada nos seus esforços emprocurar as bibliografias complementares e assistências dos professores e monitorespara resolverem os problemas. O desafio também foi um fator relevante deconscientização da importância dos tópicos de Desenho Técnico e da Resistência dosMateriais por proporcionar a oportunidade de aplicar os seus conceitos e mostrar anecessidades destes na vida profissional.


O projeto de uma ponte, com ênfase na precisão geométrica, faz parte das abordagensadotadas nas disciplinas de Desenho da EPUSP para tentar aumentar a motivação dosalunos, consolidar o aprendizado e incentivar as habilidades e as atitudes tais comocriatividade, responsabilidade e trabalho em equipe. Animados pelo desafio, muitosalunos fizeram um estudo geométrico detalhado empregando as ferramentasgeométricas e computacionais aprendidas nas disciplinas de Desenho. A solução doproblema estrutural foi feito de modo conceitual e qualitativa. A motivação e aconscientização da importância dos tópicos do Desenho Técnico e da Resistência dosMateriais foram claramente observadas. O impacto didático do projeto na disciplina eno curso foi, portanto, extremamente positivo.

A experiência também deixou claro que, embora tenham sido dados subsídios emresistência dos materiais e desenhos de seções resistentes, através de bibliografia e


discussões em classe, é necessário um apoio mais sistematizado nessa área. Imagina-seque isso seria possível através de um trabalho conjunto com as áreas da EPUSPespecializadas no ensino das disciplinas citadas, de modo a se ter, já no primeiro ano, oensino de noções intuitivas para elaboração de projetos, integradas com osconhecimentos das disciplinas específicas que os alunos terão ao longo do curso.

6. Bibliografia

[1] Kawano, A., Santos, E. T., Petreche, J. R. D., Bastas, P. R. M., Ferreira, S. L.:Aplicação da Técnica de Projeto em uma Disciplina de Desenho Técnico, 1o. Encontrode Educadores da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 1996.

[2] Santos, E. T., Cheng, L. Y. and Petreche, J. R. D.: An On-Line Interactive Tutorialon Projective Geometry, The 8th International Conference on Engineering ComputerGraphicas and Descriptive Geometry (8th ICECGDG), Ago. 1998, Austin, USA.

[3] Santos, E. T., Petreche, J. R. D. and Cheng, L. Y.: Ensino da Geometria Projetivaatravés da Internet, II Congresso Internacional de Engenharia Gráfica nas Artes e noDesenho (GRAPHICA 98), Set. 1998, Feira de Santana, BA.

[4] Cheng, L. Y., Petreche, J. R. D. and Santos, E. T.: Visão Histórica como Fator deMotivação no Aprendizado da Teoria Geral das Projeções, II Congresso Internacionalde Engenharia Gráfica nas Artes e no Desenho (GRAPHICA 98), Set. 1998, Feira deSantana, BA.

[5] Petreche, J. R. D., Cheng, L. Y. and Santos, E. T.: Perspectivas: Motivação para oAprendizado da Geometria Projetiva, II Congresso Internacional de Engenharia Gráficanas Artes e no Desenho (GRAPHICA 98), Set. 1998, Feira de Santana, BA.

[6] Vasconcelos, S. L., Kawano, A., Cheng, L. Y. : Identificação e Classificação dasPrincipais Falhas Ocorridas durante a Elaboração de Desenhos Técnicos, II CongressoInternacional de Engenharia Gráfica nas Artes e no Desenho (GRAPHICA 98), Set.1998, Feira de Santana, BA.

[7] Mafalda, R., Kawano, A. : Modelos de Representação e Processos Cognitivos emDesenho para Engenharia, II Congresso Internacional de Engenharia Gráfica nas Artes eno Desenho (GRAPHICA 98), Set. 1998, Feira de Santana, BA.

[8] Flain, E. P.: Obras de Arte: Pontes, Viadutos, Passarelas, Túneis, Galerias, apostilade PCC-132 Introdução à Engenharia Civil II, EPUSP, São Paulo, 1994.

[9] Vasconcelos, A. C.: Pontes Brasileiras: Viadutos e Passarelas Notáveis. PniEditora Ltda, São Paulo, 1993.

[10] Merritt, F. S. : Standard Handbook for Civil Engineers, Mc Graw-Hill, 1976.


Um novo laboratório de eletricidade e magnetismo

Nascimento, Jorge Luiz do

UFRJ - Escola de Engenharia – Departamento de Eletrotécnica

Resumo

As disciplinas de Física oferecidas pelos “institutos de física” se apresentam comopermanentes motivos de preocupação por parte de professores e dirigentes que atuamno ensino da engenharia. Esta discussão ocorre com muita freqüência no ambiente dasinstituições de ensino de engenharia e nos “encontros de ensino”. As principaisdivergências entre as faculdades de engenharia e os institutos de física são de caráteroperacionais ou metodológicos e, principalmente, com os índices de reprovação queseguidamente atingem níveis insuportáveis.A Escola de Engenharia da UFRJ, após várias tentativas frustadas de acertos com aunidade fornecedora do serviço, resolveu pela implantação de novas disciplinas deFísica, que funcionassem harmoniosamente com as demais atividades das habilitaçõesda engenharia, permitindo a aplicação de novas metodologias de ensino e que fossemobjeto de motivação e êxito para os alunos. Especial atenção foi dada para as aulaspráticas (Físicas Experimentais). Nas novas disciplinas de laboratório de Física,introduziu-se como objetivos principais: o emprego de novas metodologias de ensino ede estudo, a introdução das práticas de investigação e de projeto e a iniciação doestudante nos processos de engenharia.Estas modificações estão sendo introduzidas de forma gradativa, passando,inicialmente, pela implementação de algumas modificações metodológicas eposteriormente, pela ampliação dos conteúdos. Adotou-se como fundamentopedagógico a idéia de que: “quando se faz, se aprende mais”.No caso da disciplina Laboratório de Eletricidade e Magnetismo optou-se pela divisãodos conteúdos em três partes, adotando-se uma diversificação nos processosmetodológicos empregados. Objetiva-se que o aluno, além de receber treinamento paraexecução de experimentos padrões, seja incentivado a ampliar sua capacidade deinvestigar, elaborar e apresentar resultados em público, bem como, a desenvolver suaspotencialidades de conceber e projetar dispositivos que envolvam aplicações deeletromagnetismo.Os resultados até aqui estão sendo satisfatoriamente surpreendentes. Acorrespondência dos alunos está sendo perfeita, apesar do aumento na carga detrabalho e das dificuldades operacionais iniciais. Espera-se que esta proposta possacontribuir significativamente na formação do engenheiro, melhorando a capacidade doaluno nas características básicas exigidas pela profissão.

1. OS PROBLEMAS COM O ENSINO DA FÍSICA.A discussão sobre o ensino da Física em nossas universidades está presente na maior parte dosencontros de ensino de engenharia realizados em nosso país. A disciplina de Física tem sidouma das vilãs destes cursos, se apresentando-se, em geral, como uma grande barreira para osestudantes. Ultrapassá-la, muitas das vezes, representa uma tarefa difícil e traumática. Sãomuitas as reclamações, estando presentes até nas escolas secundárias. Porém, nos últimostempos, professores, diretores e alunos redobraram suas atenções para este problema e a


pergunta que todos fazem é: por que tanta reprovação nas disciplinas de Física? No caso doscursos das áreas de ciências exatas e tecnológicas, esta pergunta é feita ainda com maior ênfase,questionando-se: como em turmas com tão bom desempenho no vestibular podem ocorreríndices de reprovação que atingem, às vezes, a faixa de 90%?Na verdade, estas preocupações foram crescendo à medida que as transformações sócio-econômicas ocorridas no mercado de trabalho passaram a exigir a realização de mudanças noscursos superiores [1]. Mudanças, que vão desde a reformulação dos currículos, passando pelouso disseminado das ferramentas de informática [2], [3] e acabam forçando a inclusão daaplicação de novas metodologias de ensino, estudo e avaliação [4], [5], [6].O que temos notado, porém, é que os colegas atuantes nas disciplinas de Física parecem nãoconcordar com estas mudança. Surpreendemente, os, já, velhos “institutos de física” ficamrefratários à todas as propostas, repetindo aquela mesma rotina de ensino de “cuspe e giz” e“prova única”.Com toda a confiança que possamos ter na formação e no nível de conhecimentos de nossosFísicos, isto ainda não é suficiente para indicar que possuam uma prática de ensino adequada.Se fosse assim, teríamos a maior parte dos alunos satisfeitos e não estaríamos aqui discutindo oproblema. Por outro lado, se não fossem os crescentes índices de reprovação, talvez alunos eprofessores não reclamassem tanto.Dessa forma, o problema se apresenta com duas faces: a primeira, que mostra haver algo erradona estrutura de ensino de Física nas nossas escolas e, a segunda, que justifica as reclamaçõessomente pelo alto índice de reprovações ocorrentes. Neste caso, os altos índices de reprovaçõesteriam causa na formação anterior do aluno. De fato, é sabido que o nível de formação dosalunos de segundo grau está muito abaixo do que seria o ideal para o início de um cursouniversitário [8], [9]. Porém, isto não encerra a questão. Se o bom nível de nossas universidadesfoi sustentado, ao longo desses últimos 35 anos, vividos sob ameaças diversas, já era tempo denossos profissionais terem superado também estes problemas.Na verdade, embora não devamos mencionar os demais problemas existentes no ensino daFísica sem termos estabelecido uma base de observação específica e adequada, sabemos que osproblemas não se resumem somente aos recordes de reprovações e nem suas causas à formaçãoanterior deficiente dos nossos alunos. O pior de tudo são as consequências produzidas [11] nosdemais seguimentos dos cursos de engenharia por causa de um aprendizado deficiente nasdisciplinas de Física. Entretanto, ainda que a formação de 2º grau dos nossos alunos possa terpiorado e que as disciplinas de Física sejam realmente difíceis, alguma coisa deve ser feita paramelhorar esse quadro e, é certo que esta mudança deve começar na estrutura de organização [6]destas disciplinas, onde o principal objetivo deveria ser “a melhoria do aprendizado com aconseqüente aprovação do aluno”.

2. UMA BASE DE OBSERVAÇÃO.Trabalhando em colaboração com docentes da equipe de Física III (eletricidade e magnetismo) etambém acompanhando o ensino de Física enquanto Chefe do Departamento de Eletrotécnica daEscola de Engenharia da UFRJ, pude constatar que há uma grande divergência de objetivos. Oensino de Física, como parte da formação do engenheiro, não é discutido pela equiperesponsável pela disciplina. A matéria é tratada de forma isolada. Discute-se, em geral, o livro,os itens do programa, o planejamento temporal, o número de provas e a distribuição deresponsabilidades. Nenhuma orientação pedagógica é realizada. Não há nenhuma discussãosobre formas de abordagens mais adequadas ou quaisquer outras discussões com objetivo damelhoria do aprendizado e da motivação.Para que possamos formar uma base de discussão sobre os principais problemas e suas possíveissoluções, relaciono abaixo as principais falhas observadas:- o planejamento de cada disciplina de Física é feito pela equipe da disciplina sem levar em

conta as outras atividades dos cursos de engenharia e sem qualquer troca de informaçõescom os coordenadores das habilitações da engenharia, ocorrendo o mesmo com o calendáriode avaliações.

- o docente atuando em uma disciplina de Física quase não se relaciona com o coordenadorda habilitação.


- as abordagens são generalizadas não se levando em conta a habilitação da engenhariaespecífica da turma.

- a única forma de avaliação utilizada é a prova.- não há qualquer forma de acompanhamento do desenvolvimento dos alunos na disciplina,

nem de recuperação.- as provas aplicadas a uma determinada turma são elaboradas por uma equipe, fracionando a

participação do docente responsável pela turma.

No caso das disciplinas práticas, além dos problemas já citados, outras críticas são colocadas:- falta de correspondência entre os conteúdos teóricos e práticos.- forma de atendimento inadequada: alunos de uma mesma turma recebendo aulas de

professores diferentes em grupos formados por alunos de diversas turmas.- realização de experimentos limitados ao tempo de aula.- uso restrito do laboratório, com pouco acesso pelo aluno.- uso somente de experimentos padronizados, sem a possibilidade de criatividade e

diversificação.

3. A PROPOSTA DA EE/UFRJ.Na Escola de Engenharia da UFRJ, foram feitas várias tentativas de acertos com a unidadefornecedora do serviço. Diante da dificuldade em se estabelecer um entrosamento entre as duasunidades, a EE/UFRJ decidiu pela implantação de novas disciplinas de Física. O objetivo foi oresolver os principais problemas existentes: falta de motivação dos alunos, altos índices dereprovação e incompatibilidade do funcionamento das disciplinas de Física com as atividades daEE.A discussão foi estabelecida entre chefes de departamentos e coordenadores de curso, ondeforam apresentadas várias propostas, que evoluíram para uma solução de consenso. Assim, asnovas disciplinas foram estruturadas de uma forma simples e óbvia, com base nas matériasenvolvidas e sem misturá-las, ficando a carga horária de cada uma delas compatível com osconteúdos e baseadas na unidade de créditos de 15 horasAs novas disciplinas propostas foram as seguintes:Disciplinas Teóricas:Introdução à Mecânica Clássica – 90 horasIntrodução à Termodinâmica e Mecânica dos Fluidos – 30 horasEletricidade e Magnetismo – 90 horasIntrodução à Física Moderna – 60 horasÓtica – 30 horasDisciplinas Práticas:Laboratório de Mecânica Clássica – 30 horasLaboratório de Termodinâmica e Mecânica dos Fluidos – 30 horasLaboratório de Eletricidade e Magnetismo – 30 horas

Estabeleceu-se uma “coordenação central” atrelada à “Direção de Ensino” da EE com aparticipação de todos os coordenadores das habilitações. Em seguida, foi montada uma equipede professores interessados na implantação do projeto.Maior destaque está sendo dado para as aulas práticas das novas disciplinas de laboratório deFísica, onde objetiva-se implementar metodologias mais motivadoras [10], destacando-seprincipalmente: a introdução da prática de investigação e de projeto e a iniciação do estudantenos processos de engenharia. Além disso, procura-se estabelecer uma melhor correlação entre osconteúdos da disciplina teórica e da disciplina prática [7].Levando-se em conta o número de alunos da Escola de Engenharia (3000 alunos) e adificuldade na formação do quadro de professores para as novas disciplinas, optou-se por umaimplantação gradativa das mesmas, iniciando-se em 97/2, a título experimental, para ashabilitações Civil e Naval. O processo de implantação está em andamento, sendo avaliado aofinal de cada período letivo. No momento discute-se a expansão para outras habilitações docurso de engenharia.


4. A EXPERIÊNCIA NO LAB. DE ELETRICIDADE E MAGNETISMO.As disciplinas Física III e Física Experimental III, abrangiam grande parte dos conteúdos damatéria “eletricidade e magnetismo”, ficando uma pequena parte (oscilações e correntealternada) na disciplina Física IV e Física Experimental IV. As duas novas disciplinas,denominadas: “Eletricidade e Magnetismo” e “Laboratório de Eletricidade e Magnetismo”foram estruturadas com todo o conteúdo da matéria “eletricidade e magnetismo”, possuindoprogramas correlatos e andamentos paralelos, trabalhados sem os principais vícios das antigasdisciplinas.Da mesma forma que todas as demais disciplinas teóricas, procurou-se adotar metodologias eabordagens mais adequadas [8] aos currículos da engenharia. No caso particular da disciplinaantiga de Física Experimental III, a motivação apresentada pelos alunos era mínima. Por isto,especial atenção foi dedicada à estruturação da nova disciplina prática de “Laboratório deEletricidade e Magnetismo”, que veio a motivar a apresentação deste trabalho.Da mesma forma que nas demais novas disciplinas, procurou-se, inicialmente, implementarpequenas mudanças. No segundo período de 1997, os conteúdos da disciplina original forammantidos, implementando-se algumas modificações metodológicas. Basicamente, adotou-se asseguintes modificações:- professor único para cada uma das habilitações (ou cada turma).- tempo de execução de uma experiência não limitado ao tempo de uma aula, podendo o

aluno utilizar duas ou mais aulas, até que a experiência funcione corretamente ou que oaluno tenha a compreensão dos experimentos.

- laboratório disponível para o aluno repetir livremente o experimento (com acompanhamentode técnicos).

- abordagem de projeto em algumas experiências (o aluno deve definir parâmetros e tomardecisões)

No primeiro período de 1998, além dos aspectos metodológicos mencionados, foramincorporadas as seguintes modificações:- ampliação dos conteúdos de forma a obter-se uma correspondência com os conteúdos da

disciplina teórica (os experimentos que antes estavam restritos apenas aos aspectos decircuitos elétricos, passaram a incluir, entre outros, os conceitos de carga elétrica, campoelétrico, materiais isolantes, materiais magnéticos, circuitos eletromagnéticos, forçaselétricas e forças eletromagnéticas).

- com a extensão dos conteúdos, novos aspectos metodológicos foram acrescentados,adotando-se a idéia do aprender fazendo e possibilitando a iniciação dos alunos emprocessos de engenharia

- a disciplina foi dividida em três partes, de acordo com os processos metodológicos maisadequados para cada uma delas:

5. DIVISÃO DOS CONTEÚDOS E METODOLOGIAS UTILIZADAS.A distribuição de conteúdos nestas três partes e a variação do processo metodológicos de estudoe aprendizado para cada uma delas não é arbitrária. Como a primeira parte dos conteúdosenvolve tópicos, cujos experimentos relacionados, em geral, podem ser de dois tipos: (a)experimentos de simples observação de ocorrência através de dispositivos rústicos, semquantificação precisa e (b) experimentos, cujas realizações, exigem ambientes super especiais eaparatos sofisticados, pareceu-nos mais interessante, aguçar a curiosidade dos alunos, propondo-lhes que realizassem uma pesquisa bibliográfica, redescobrindo tais experimentos. Além disso,nesta fase é interessante esperar a evolução do andamento da disciplina teórica, podendo o alunodiscutir, também, os temas com o professor da mesma. Durante esse período, então, o alunodesenvolve seus próprios dispositivos para realização das experiências.A Segunda parte, envolve os experimentos clássicos de instrumentação e circuitos resistivos,que podem ser realizados com maior controle de ação, existindo toda uma instrumentaçãoapropriada para a perfeita quantização das observações a serem realizadas, tais como:multímetros, voltímetros, amperímetros, fontes e osciloscópios. Além de análises ecomprovações, os alunos podem projetar e modificar instrumentos analógicos básicos. A


inovação principal incluída ficou por conta da forma de atendimento ao aluno e da abordagemde projeto já mencionada.Na terceira parte, onde os conceitos abordados possuem uma forte característica prática, estandopresentes no nosso dia a dia, nos circuitos elétricos e eletrônicos de nossos eletrodomésticos ecomputadores, pareceu-nos mais importante mostrar para os alunos esta condição deproximidade e, ao mesmo tempo, estimulá-los ao envolvimento com estas tecnologias. Àmedida que os conteúdos teóricos são abordados na disciplina teórica, o aluno pode desenvolvero seu projeto com a orientação de docentes da sua área específica de formação e do professor dadisciplina prática.

Primeira parte:- tópicos abordados: carga elétrica, campo elétrico e potencial elétrico- metodologia de estudo: estudo teórico com o livro texto utilizado na disciplina teórica,

pesquisa bibliográfica sobre os experimentos relacionados aos tópicos abordados,montagens de aparatos experimentais e análise dos experimentos.

- forma de apresentação dos trabalhos: exibição dos experimentos para a turma e entregade trabalho escrito, contendo a bibliografia utilizada, resumo teórico dos tópicosrelacionados, roteiro de realização dos experimentos e os principais resultadospotenciais.

- objetivos: o aluno trabalha a sua capacidade de investigar, organizar idéias, deelaborar experimentos, de elaborar documento para comunicação científica e deapresentar resultados em público.

Segunda parte:- tópicos abordados: capacitância, resistência, corrente elétrica, força eletromotriz e

circuitos elétricos.- metodologia de estudo: estudo de roteiros de experiências propostas, resolução de

exercícios preparatórios, execução de experimentos no laboratório, análise deexecução das experiências e de resultados obtidos.

- forma de apresentação dos trabalhos: desempenho durante a execução dos experimentose apresentação de relatório da aula, contendo a análise dos resultados.

- objetivos: treinamento para execução de tarefas técnicas pré-estabelecidas eapresentação documental de seus resultados.

Terceira parte:- tópicos abordados: campo magnético, força magnética, lei de Ampère, lei de Faraday,

lei de Lenz, indutância, propriedades magnéticas dos materiais, oscilaçõeseletromagnéticas e corrente alternada.

- metodologia de estudo: pesquisa bibliográfica, estudo teórico dos tópicos relacionados,elaboração de projeto relacionado à sua formação específica de engenharia, montageme análise de protótipo.

- forma de apresentação dos trabalhos: apresentação do dispositivo proposto,acompanhado de relatório técnico de ensaios, memorial descritivo e memória decálculo.

- objetivos: fomentar no aluno a criatividade e o desenvolvimento de características paraconceber e projetar dispositivos que envolvam aplicações de eletromagnetismo na suaárea de formação profissional.

6. RESULTADOSA proposta parece ter sido bem aceita pelos alunos. Os resultados até aqui têm sidosurpreendentes. A correspondência dos alunos está sendo muito boa, apesar do aumento nacarga de trabalho dos mesmos. A primeira parte foi desenvolvida com muito entusiasmo. Quasetodos os alunos completaram suas tarefas. Os aparatos e as formas de exibição dos dispositivosforam muito estimulantes para alunos e para o professor. Alguns alunos, até preferiramapresentar seus trabalhos também em gravações de vídeo. Os experimentos tradicionais da


segunda parte, com a nova abordagem de projeto, motivou o interesse e a participação dosalunos. No mínimo já serviu para que os alunos tenham mudado a maneira de pensar sobreFísica. Agora, estão envolvidos no desenvolvimento dos projetos da terceira parte (o calendárioda UFRJ está atrasado). Acredita-se que o ganho no aprendizado tenha sido acentuado, bastandoobservarmos a felicidade nos seus rostos.Espera-se que esta proposta possa contribuir significativamente na formação do engenheiro,melhorando a capacidade do aluno nas características básicas exigidas pela profissão.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS1. CHIGANER, LUÍS; BIONDI, LUIZ NETO. O Novo Perfil do Engenheiro

Eletricista – XXV COBENGE. Salvador – BA, Anais, V2, pp. 753 – 765, 1997.2. ALVES, GLÓRIA LÚCIA DE MOURA. O Maple na Modernização do Cálculo –

XXV COBENGE. Salvador – BA, Anais, V2, pp. 919 – 934, 1997.3. LONGO, HENRIQUE INNECCO. O Engenheiro e o Computador – XXV

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Refletir Sobre o Ensino de Engenharia – XXV COBENGE. Salvador – BA, Anais,V4, pp. 2104 – 2119, 1997.

5. FERREIRA, MARIA VALERIA GASPAR DE QUEIROZ. O Desafio de NovasAbordagens Para o Ensino da Engenharia: O Exemplo do Saneamento – XXVCOBENGE. Salvador – BA, Anais, V4, pp. 2049 – 2059, 1997.

6. BELHOT, R. V. Repensando o Ensino de Engenharia –XXIV COBENGE. Manaus– AM, Anais, pp. 27 - 36, 1996.

7. AMORIM, FERNANDO A. S.; NAEGELI, CRISTINA H. Integração Teoria ePrática no Ensino de Engenharia – A Construção de Um Novo Modelo Pedagógico– XXV COBENGE. Salvador – BA, Anais, V1, pp. 115 – 126, 1997.

8. NASCIMENTO, JORGE LUIZ DO; NASSER, LILIAN. A Reprovação emCálculo I: Investigação de Causas – XXV COBENGE. Salvador – BA, Anais, V2,pp. 903 – 918, 1997.

9. Relatório do Sistema Nacional de Avaliação da Educação Básica – SAEB - INEP10. SANTANA, MARCOS JORGE A e SANTOS, DERMIVAN BARBOSA DOS.

Aprender Fazendo – XXV COBENGE. Salvador – BA, Anais, V4, pp. 2225 -2234, 1997.

11. LOTUFO, A. D. P.; SOUZA JR, C.; COVACIC, M. R.; BRITO, J. M. S. A Evasãoe Repetência Escolar Relacionadas com a Metodologia de Ensino - XXVCOBENGE. Salvador – BA, Anais, V. 4, pp. 2148 – 2160, 1997.


Básico x profissional: proposta de unidade dialética nasuperação de impasses no ensino de engenharia

Osvaldo Pereira Filho e Jomar Gozzi

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIROESCOLA DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ELETRÔNICAPRÉDIO DO CENTRO DE TECNOLOGIA – SALA H-217 – ILHA DO FUNDÃO

RIO DE JANEIRO – CEP 21941-590 - RJ - BRASIL2 email: [email protected]

ResumoPropõe-se que as estruturas curriculares dos cursos de Engenharia abandonem a distinção entreos chamados ciclos básico e profissional. Além de uma opção por habilitação da Engenharia aser feita no vestibular, propõe-se uma integração e uma unidade entre as disciplinas ditas deformação básica e de formação específica, sendo a formação profissional iniciada desde oprimeiro período. Essa proposta visa os objetivos de estimular o interesse dos estudantes ereduzir a evasão nos cursos de Engenharia, assim como aprofundar o próprio estudo dasdisciplinas, privilegiando a realçando as relações entre conceitos básicos e aplicações naEngenharia.

Introdução

Um dos problemas mais graves no atual momento dos cursos de Engenharia no país é ataxa de evasão, cerca de 50% em média, com enorme predominância nos dois primeirosanos de curso, justamente durante o período correspondente ao chamado ciclo básico. Oíndice de evasão decresce em muito nos três últimos anos quando o aluno já está nociclo profissional. Entendemos como um dever o exame profundo das causas queconduzem a essa evasão.

Abordamos nesse trabalho um aspecto que nos parece fundamental: a anacrônicadistinção entre os ciclos básico e profissional, com a postergação no tempo da formaçãoprofissional. Defendemos como proposta a unidade do curso com o abandono da divisãoentre ciclos.

Discussão da Proposta

Quando se pensa na formação de engenheiros capazes de solucionar os problemasdemandados pela sociedade, há que se buscar uma sólida formação em ciências básicas.Assim, matérias como Matemática e Física continuarão sendo fundamentais no curso deEngenharia. E cada vez mais crescerá a importância do estudo com qualidade dessasdisciplinas quando se pensa em um engenheiro criativo, inovador e de base científica.

Contudo, o que se tem visto sistematicamente em cursos de Engenharia de todo o Brasilé um gargalo no aprendizado de Matemática e Física, principais matérias de formaçãobásica. Esse problema já está mais do que identificado. Há de fato uma expectativaenorme e um verdadeiro clamor por parte dos estudantes para que esse problema seja


superado. No entanto esse problema, que tem afastado tantos alunos nos dois primeirosanos dos cursos de Engenharia, tem sido objeto de insuficiente atenção. Muitos dosalunos que abandonam o curso fazem-no com a falsa impressão de não terem aptidãopara a Engenharia, quando o problema pode ser justamente o oposto. O fracasso nasdisciplinas básicas desligadas da formação profissional não pode definir a existência ounão de vocação para o exercício da profissão de engenheiro. Afirmamos que a estruturaatual do ensino de Engenharia é que está afastando da Universidade muitos alunos quepoderiam, melhor motivados pela instituição, prosseguir com bom desempenho seuscursos e se tornarem bons engenheiros.

Evidentemente existem muitos encaminhamentos possíveis para que se possa ter umaresposta satisfatória para os problemas da evasão e de uma melhor formação no curso deEngenharia.

O caminho que está sendo proposto nesse trabalho é apenas um deles: a recuperação daunidade dialética no ensino de Engenharia. Assim propomos que efetivamente não maisexista a divisão de ciclo básico e ciclo profissional.

Na maioria das Escolas de Engenharia, mesmo onde oficialmente já tenham sidoextintos, persiste inercialmente a arcaica divisão no tempo entre ciclo básico e cicloprofissional.

Nada mais desestimulante para um aluno egresso do segundo grau que prestouvestibular para um curso de Engenharia, que portanto quer ver e aprender Engenharia, eque não vê matérias de formação profissional em seus 2 primeiros anos de curso. Essetempo é ocupado por matérias ditas básicas, sendo que as mais importantes, de Física eMatemática, apresentam-se como verdadeiras barreiras que represam um considerávelcontingente de alunos. É comum a manifestação por parte de alunos de que esse períodode tempo é uma verdadeira via crucis ou uma verdadeira prova de obstáculos.Prosseguirão no curso os que a ela resistirem, os que a ela ultrapassarem. A evasão égrande justamente nesse período.

Na estrutura vigente tem-se um ciclo básico de dois anos – em que os alunos pouco ounada vêem de Engenharia – e um ciclo profissional de três anos – em que os alunosdevem se desligar completamente (e esquecer) do básico. Somente no terceiro ano docurso, pelo menos, é que o aluno se sente estudante de Engenharia. Isso ocorre devido àprópria problemática que estamos criticando, em que boa parte dos alunos acabalevando mais tempo ainda para concluir as chamadas disciplinas básicas, quando nãodesistem antes. Os que chegam ao ciclo profissional, na tentativa de recuperar o tempoperdido, muitas vezes ficam mais interessados no estágio, acreditando erroneamente queassim conseguirão garantir uma futura colocação no mercado de trabalho.

Essa estrutura de ciclo básico e ciclo profissional já se mostrou ineficaz e precisa sersuperada para que um procedimento integrado passe a existir. Assim, a Engenhariapoderá voltar a recuperar o prestígio de atrair jovens criativos e que venham a estudarpor prazer de buscar novos caminhos e a deixar de se perderem numa estruturaanacrônica e frustrante. Todos os professores que já examinaram essa questãoconcordam que algo precisa ser feito com urgência. Não é mais possível conviver comesses altíssimos índices de evasão nos cursos de Engenharia, achando que o problema seresume ao "fato" muitas vezes alegado de que os alunos chegam com fraca formação desegundo grau, e que este seja o fator determinante de abandono do curso. Por queo mesmo não acontece na Medicina ou na Odontologia, para citar apenas doisexemplos, onde os índices de evasão são irrisórios? Alegar que esses cursos são "maisfáceis" não merece sequer consideração.


Há que se buscar as raízes do problema. Dentre as mais importantes, destacamos aalienação da formação básica de ciências, em especial de Matemática e Física, cujaresponsabilidade deixou de ser das escolas de Engenharia, que perderam até mesmo ocontrole da coordenação acadêmica dessas importantes disciplinas necessárias àformação dos futuros engenheiros.

Urge proporcionar aos alunos de Engenharia uma sólida formação básica com umaconsistente formação profissional em um curso integrado, sem o que esses conteúdosimprescindíveis do curso de Engenharia aparecerão estanques em dois ciclos distintosque não possuem mais razão de ser.

No caso da Escola de Engenharia da UFRJ, onde o vestibular já seleciona os alunos paraas sete habilitações específicas (Engenharias Naval, Civil, Mecânica, Metalúrgica e deMateriais, de Produção, Eletrônica e de Eletrotécnica) não existe mais qualquerjustificativa para que se continue a mencionar o anacrônico e desestimulante ciclobásico.

Antes da adoção da opção no vestibular, todos os alunos eram obrigados a cursardurante dois anos um ciclo básico comum e só então "optavam" pela habilitaçãodesejada. A distribuição dos alunos pelas habilitações configurava-se como umverdadeiro “vestibular” interno. Nem sempre os alunos conseguiam vagas nos cursosque queriam fazer, agravando seriamente a administração dos problemas acadêmicos ehumanos que surgiam. Alunos excedentes desse processo competitivo interno ficavamretidos e frustrados, à espera de eventuais vagas nos cursos muito procurados; outrosbuscavam outras habilitações e certamente já começavam nelas desestimulados.

Soluções paliativas como o aumento do número de vagas e até mesmo a criaçãoemergencial de turmas extras nas carreiras momentaneamente mais procuradas muitasvezes exacerbaram as assimetrias já existentes dentro dos cursos de Engenharia. Istoporque, ao mesmo tempo em que algumas habilitações eram muito procuradas, outras,pura e simplesmente não sabiam mais o que fazer com a oferta de vagas ociosas esubutilizando uma infraestrutura que demandara grande esforço para ser construída.Esse era o resultado da regulação pelo “mercado”, isto é, os cursos tinham que adaptarsua oferta de vagas a uma demanda de perfil muito variável.

Com a opção no vestibular conseguimos pôr um pouco de ordem nessa situação de altaentropia, que era o antigo ciclo básico. Sabemos que a opção no vestibular não é umapanacéia e que muitas outras atitudes corajosas precisam ser tomadas para que aeficiência dos cursos de Engenharia atinja um nível aceitável, entendendo-se que umaEscola que recebe um determinado número de alunos selecionados assume umcompromisso, com a sociedade em geral e com esses mesmos alunos em particular, detudo fazer no sentido de estabelecer condições adequadas para que possam concluir seuscursos em tempo aceitável e com qualidade.

Ainda se ouve o argumento de que um jovem de 17, 18 anos não tem maturidade paraescolher entre as habilitações de Engenharia. Esse argumento estaria correto se o antigoBásico proporcionasse alguma maturidade a alguém.

O que existia era uma situação de embrutecimento intelectual em que os alunos eram,não propriamente incentivados a se apropriarem dos conceitos, mas sim principalmentea superarem seus colegas em notas a qualquer custo para, com essa restrita medida deexcelência, almejar as habilitações mais procuradas, o que causava os mais diversosconflitos de difícil solução.


Portanto já estivemos em situação mais difícil do que a atual. A opção no vestibular eraum imperativo da nossa realidade e a vemos como uma conquista dos cursos deEngenharia que a adotaram. Hoje um aluno que conquiste legitimamente vaga atravésdo vestibular numa habilitação muito procurada, poderá cursá-la desde o primeiroperíodo com tranquilidade, sem a insegurança do defrontamento com um "vestibularinterno", que ocorria necessariamente na sistemática anterior .

Contudo a opção no vestibular não se esgota em si mesma. Ela abre caminho para umataque mais incisivo aos problemas que citamos, pois possibilita que se busque aindissociabilidade da formação básica com a profissional, ou seja recupera a desejadaunidade dialética do ensino de Engenharia.

Não existe mais nenhuma justificativa para que as disciplinas básicas fiquem todasamontoadas nos dois primeiros anos e que as disciplinas profissionais fiquemconfinadas nos três últimos anos. O aluno que ingressa em uma escola de engenhariacom uma habilitação escolhida agora possui uma identidade. Essa condição permite queele e seus colegas de mesma habilitação exerçam um nível mais alto de questionamentodos objetivos parciais das diversas disciplinas e do sentido do conjunto. A identidade depropósitos da turma fortalece seu poder de pressão no sentido de melhorias no curso.

Em cada disciplina dita básica os alunos poderão questionar melhor sua aplicabilidadesobre problemas práticos que já lhe estão sendo propostos nas disciplinas específicas desua habilitação. O fato de estarem cursando disciplinas básicas permitirá que o estudode matérias profissionais seja por aquelas também positivamente influenciado. Durantetodo o tempo as matérias básicas e profissionais se interpenetrarão. Os alunos poderãoinclusive melhor valorizar o que estudarem de básico. Eles mesmo poderão fazer asligações entre o que estiverem aprendendo de básico e as aplicações na sua habilitação.O professor de física ou matemática poderá aproveitar a motivação de seus alunos jáobtendo formação profissional. O aprofundamento do nível de discussão nas diversasdisciplinas irá se elevar naturalmente com a maior motivação.

A implementação dessa proposta exige alteração das atuais estruturas curriculares.

Entendemos que na organização de um currículo em todos os períodos os alunos devemcursar disciplinas com uma filosofia de integração entre o que é básico e o que é deformação profissional.

Como desdobramento natural dessa filosofia devem ser seguidos os seguintes princípiosna confecção de estruturas curriculares:

Em todos os períodos deve haver disciplinas de formação profissional. O objetivo finalda formação como engenheiro estará sendo levado em conta ao longo de todo o tempono curso.

As disciplinas teóricas e as disciplinas de laboratório devem ser integradas. Osconceitos teóricos podem ser assim validados ou terem verificados seus limites deaplicabilidade na prática. Na prática a teoria não deve ser "outra". A teoria deve sercolocada em seu devido lugar, realçando-se seus limites de validade.

Deve haver disciplinas de projeto integrado ao longo do curso, sem prejuízo do projetode formatura, onde os alunos deverão empregar os conceitos de todas as disciplinas emum projeto. Isto naturalmente irá se refletir no curso das disciplinas que se seguirem.

A definição de ementas de disciplinas, mesmo as básicas, deve ser atribuição final dacoordenação da habilitação, esta a maior responsável quanto à qualidade do curso. Nãohá sentido em que as coordenações das habilitações tenham que se adequar a ementas


fixas montadas para cursos os mais distintos. Qualquer disciplina de matemática oufísica, ou qualquer outra disciplina básica, deve ser oferecida tendo em vista ahabilitação dos alunos de cada turma.

3. Conclusão

A partir da preocupação com a taxa de evasão nos cursos de Engenharia, a análise dealguns aspectos que a determinam nos leva a propor que não mais exista a distinçãoentre os ciclos básico e profissional. Ao entrar na Universidade em um curso deEngenharia o aluno já deve ter definida sua habilitação. O curso deve ser integrado,recuperando-se a unidade dialética entre o que é básico e o que é profissional. Asestruturas curriculares devem ser modificadas de modo a atender a essa filosofia deintegração, seguindo-se como um princípio básico que em todos os períodos sejamcursadas disciplinas de formação profissional.



Multidisciplinaridade do uso da matemática na engenhariaIrionson Antonio Bassani

Flávio Kieckow

Ruben Panta Pazos

UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA

DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES

RUA UNIVERSIDADE DAS MISSÕES 393 - CEP 98 802-470 SANTO ÂNGELO RS

E-Mail: [email protected]

Resumo - O presente trabalho objetiva relatar a experiência consolidada no ensino dedisciplinas de Engenharia Mecânica que utilizam modelagem matemática analítica e numérica.Com o desenvolvimento de experimentos com sistemas mecânicos básicos simples mostra-se aosalunos os fundamentos básicos da matemática analítica, facilitando a utilização de softwaresque possibilitam o desenvolvimento de sistemas mecânicos mais complexos. Esta hipótese estásendo aplicada em caráter experimental nas disciplinas de Instrumentação, AutomaçãoIndustrial, Resistência dos Materiais e Materiais. Experimentos são realizados e as variáveissão registradas. O aluno recebe uma formação dirigida do conteúdo matemático envolvido e oscoeficientes da equação diferencial que envolvem o fenômeno são determinados. A soluçãoparticular é conferida com os dados experimentais. Testes psicológicos são realizadosobjetivando quantificar a ansiedade relativa a solução dos problemas. Dos testes e dasobservações realizadas conclui-se que: os alunos mostraram um maior interesse pelasdisciplinas; a matemática tornou-se uma ciência aplicada ao trabalho do engenheiro; aumentoua aplicação de softwares "complicados"; a ansiedade quanto a aplicação da matemáticadiminuiu.

1 Introdução

O presente trabalho objetiva relatar a experiência consolidada no ensino dedisciplinas de Engenharia Mecânica que utilizam modelagem matemática analítica - Iparte e numérica - II parte (a ser publicado).

O avanço tecnológico leva a solução de sistemas físicos com a utilização detécnicas de medição, a resolução analítica e numérica de equações diferenciais, aobtenção e tratamento de dados e ao emprego de sistemas de computação algébrica.

Como decorrência a modelagem matemática de sistemas físicos e a descriçãodas variáveis envolvidas é uma realidade na engenharia. Os sistemas físicos maiscomuns são os térmicos, mecânicos, fluidos e eletro-eletrônicos. Para sistemas eletro-eletrônicos a modelagem matemática é usual e os experimentos e a simulação numéricasão de fácil realização e apresentam boa precisão. Torna-se claro ao aluno unir omodelo físico ao teórico, bem como a visualização gráfica em função da variáveldesejada.


No entanto, a modelagem numérica de sistemas térmicos, mecânicos e fluídos étrabalhosa e normalmente prescinde-se de experimentos pelos mesmos motivos. Esta éuma das razões porque na Engenharia Mecânica não existem disciplinas com o enfoque“modelagem de sistemas“. Como conseqüência os alunos têm dificuldade em“visualizar“ a matemática envolvida e não modelam os fenômenos. Como estesconhecimentos teóricos são necessários para a utilização dos softwares atuais, oalijamento dos profissionais do processo de evolução tecnológica é natural.

Com o desenvolvimento de experimentos com sistemas mecânicos simples, épossível mostrar ao aluno os fundamentos básicos da matemática analítica associadosaos modelos físicos. Esta associação possibilita ao aluno o manuseio de softwares quelevam a solução de sistemas mecânicos mais complexos.

2 Metodologia

São desenvolvidos e realizados experimentos de sistemas térmicos, mecânicos efluidos - sistemas de 1a e 2a ordem - e aplicados às disciplinas de Instrumentação eAutomação Industrial do curso de Engenharia Industrial Mecânica (8º e 10º semestres,respectivamente). A metodologia utilizada para a solução dos sistemas físicos pode servista na Figura 1.

O aluno recebe uma formação dirigida do conteúdo matemático envolvido.Através da utilização de técnicas de medição são levantados dados experimentais quedescrevem o comportamento de sistemas físicos. Estes dados são tratadosnumericamente obtendo-se a função que descreve o comportamento do sistemaestudado. A representação do sistema físico é feita através do modelo matemáticoanalítico aproximado que descreve o seu comportamento (equação diferencial). Acomparação entre o modelo experimental e modelo teórico analítico e numérico éefetuada. O aluno emite um relatório técnico-científico de cada experimento realizado.

Figura 1 Metodologia adotada para a modelagem matemática e para a solução desistemas físicos

Para a medição das variáveis físicas de interesse (obtenção de dados) sãoutilizados sensores convencionais (cronômetro, voltímetro, trena métrica, termômetro).Para a solução matemática são empregadas técnicas que utilizam sistemas decomputação algébrica (Derive, Math-CAD), bem como graficadores e planilhas (Plotit,Excel).


Uma avaliação psicológica da ansiedade traço é realizada em duas turmas nofinal do semestre. Para uma turma não foi adotada a metodologia descrita. Dado apequena amostra de alunos esta avaliação não encontra-se concluída.

3 Exemplo de sistema físico adotado - Sistema Mecânico

Como demonstração de sistemas físicos adotados será abordado o sistemamecânico massa-mola.

3.1 Equação governante

A equação diferencial resultante do balanço de energie que rege o movimentovibratório de uma lâmina engastada é dada por [1]:

Jd

dtC

d

dtK K SM tf f f f f

2

2

εε εεεε++ ++ == ( ) (1)

onde

Jf é a momento de inércia a flexão, Cf o coeficiente de amortecimento linearlongitudinal, Kf constante flexional e S a sensibilidae estática.

Quando não existe perturbação na viga a equação diferencial se reduz a:

S = ε / Mf (2)

definida como sensibilidade estática ou função de transferência do sistema [2].

Considerando o material homogêneo, isotrópico e com deformações linearesproporcionais a tensão aplicada, então de acordo com a lei de Hooke:

SM EWf

== ==εε 1

(3)

Se ocorre uma perturbação externa dependente do tempo no sistema, então adescrição do fenômeno é dada pela equação diferencial, a qual rege o sistema. A suasolução é simplificada se os parâmetros da equação (1) forem reduzidos a três:

SM

rp

f

: ==εε

, sensibilidade estática µm/m (4)

ωωnK

Jf

f

:== , frequência natural rad/s (5)

ξξ:==C

K Jf

f f2, taxa de amortecimento adimensional (6)

com εrp sendo a deformação relativa quando o sistema atinge o regime estático ao seaplicar a momento fletor Mf.


A função de transferência do sistema mecânico solicitado (elemento elástico) édada por:

SM

DS

D Dee

f

n

n n

== ==++ ++

εε ωω

ξωξω ωω( )

2

2 22(7)

A equação (7) caracteriza o elemento elástico como sendo um sistema desegunda ordem, cujos parâmetros S, ωn e ξ podem ser calculados e/ou determinadosexperimentalmente para o caso particular considerado.

A resposta dinâmica do elemento elástico é uma função que descreve adeformação relativa ε em função do tempo, quando se aplica como variável de entradaum momento fletor Mt tipo degrau, impulso ou outro qualquer. Supondo que o conjuntoextensômetros de resistência elétrica + Ponte de Wheatstone + eletrônica associadacomporta-se como um sistema de ordem zero, e que não existem massas acopladasexternamente ao elemento elástic, a função ε (t) é encontrada através da sua função detransferência dada pela equação (1), quando é aplicado um momento fletor tipo impulsocomo variável de entrada (não acopla massa), Figura 2.

A solução de ε (t) pode ser encontrada através de métodos numéricos - analisedo sistema a partir das suas variáveis de estado [3], [4], ou através do método clássicopara a solução de equações diferenciais lineares de 2a ordem a coeficientes constantes[5].

O elemento elástico configura um sistema mecânico que oscila amortecidamentee a solução da sua função de transferência é obtida por métodos clássicos para o casoem que o coeficiente de amortecimento vale 0 < ξ < 1. Para esta situação a equaçãocaracterística tem duas raízes complexas conjugadas e, para uma excitação tipo impulsocom área A, considerando como condições iniciais ε (0+) = 0 e dε(0+)/dt = SAωn

2 , asolução completa em forma adimensional é dada por [5]:

εεωω ξξ

ωω ξξξωξω( )sin( )

tSA

en

tn

n==−−

−−−−1

11

2

2 t (8)

A Figura 3 mostra a relação adimensional ε(t)/(SAωn) em função de ωnt e ξ .

A Figura 3 mostra que a freqüencia natural ωn é uma indicação direta davelocidade de resposta do sistema, pois para um dado coeficiente de amortecimento ξ,aumentando o valor de ωn, reduz-se o tempo de resposta, uma vez que ωn t - e portantoε(t)/(SAωn) atinge o mesmo valor para um tempo menor.

Os valores para a freqüencia natural ωn e para o coeficiente de amortecimento ξpodem ser obtidos através de medições efetuadas em um ensaio realizado ao se aplicarum momento fletor tipo impulso. O valor de ωn também pode ser calculado utilizando-se o método da conservação da energia [6],[7].


-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

ε(t)

/ (S

Aω

n )

0 1 2 3 4 5 6 7ω

n t

ξ = 0,99

ξ = 0,5

ξ = 0,1

Figura 3 Relação adimensional ε(t)/(SAωn) em função de ωnt e ξ

Outra forma de expressar a resposta dinâmica de um sistema amortecido de 2a

ordem é através das suas constantes de tempo τ1 e τ2, uma vez que não é usual compararfreqüências naturais e coeficientes de amortecimento de um sistema com outro. Elasestão relacionadas a ξ e ωn e são facilmente determinadas a partir de dadosexperimentais, Figura 4.

O coeficiente de amortecimento ξ representa a relação existente entre oamortecimento real a que o elemento elástico está sujeito e o amortecimento crítico, estedefinido como o amortecimento que zera a oscilação do corpo quando este oscilalivremente. Dado a impossibilidade de prever e equacionar atritos, o coeficiente deamortecimento ξ só pode ser encontrado experimentalmente. Como para elementoselásticos utilizados em sistemas mecânicos do tipo abordado geralmente ξ < 0,1, ocoeficiente de amortecimento pode ser encontrado por:

ξξεε εε

ππ≅≅

ln( )1

2N

N(9)

onde ε1 e εN são a máxima e a mínima deformação relativa encontradas entre N ciclosconsecutivos.


-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

ε(t)

/ (S

Aω

n )

0 5 10 15 20ω n t

τ1e-t / τ2

ξ = 0,1

Figura 4 Sistema de segunda ordem. Constantes de tempo τ1 e τ2

A primeira constante de tempo τ1 é dada pela relação:

ττωω ξξ

1 2

1

1==

−−n

(10)

representando o pe´riodo de oscilação da senóide amortecida, Figura 3. Se ξ < 0,1 aconstante de tempo τ1 pode ser expressa pelo inverso da freqüência natural ωn , comimprecisão menor do que 0,5 %. Ou seja, neste caso τ1 é dado pelo período τ de umciclo.

A segunda constante de tempo τ2 é dada por:

ττξωξω2

1==

n

(11)

e está relacionada com o coeficiente de relaxação da exponencial que envolve a senóide,Figura 4. O seu valor representa o tempo necessário para a variável de saída acomodar-se a um certo valor percentual de um valor inicial estipulado. Um método comum paraencontrar τ2 é aplicar uma excitação tipo impulso ao sistema e medir o tempo necessáriopara a variável de saída alcançar 36.8 % do seu valor final. No entanto, este método éinfluenciado por imprecisões na determinação do ponto t = 0 e não permite verificar se afunção envolvente á senóide é realmente uma exponencial. Um método que permite estaverificação e estima um valor para τ2 com maior precisão consiste em plotar semi-logaritmicamente os dados de um ensaio. A função que descreve a exponencialenvolvente á senóide é dada por:

εε εε ττN

t== −−1

2 e / (12)

onde ε1 e εN são a máxima e a mínima deformação relativa que ocorre no tempo t. Se naequação (12) for encontrado o ln (ε1 / εN) , a sua derivada em relação ao tempo vale:

(( ))[[ ]]ddt Nln /εε εε

ττ12

1== −− (13)


ou seja, plotando ln (εN / εt) x t , obtém-se uma linha reta cuja inclinação énumericamente igual ao inverso da constante de tempo τ2 . Se os pontos desviam-seconsideravelmente da linha reta, a curva envolvente á senóide não é uma exponencial eo sistema não pode ser descrito pela solução clássica par aum sistema amortecido de 2a

ordem.

3.2 Resultados experimentais

O sistema mecânico é composto de uma lâmina de aço SAE 4340 comdimensões 280 x 30 x 2 mm. Ela é instrumentada com extensômetros de resistênciaelétrica 120 Ω ligados em meia ponte de Wheatstone, de forma a registrar os esforços deflexão [8]. O registro da medição é efetuado com o programa para aquisição de dadosSAD 32 via microcomputador [9]. O sistema é provido de uma placa A/D CIO-DAS16e de um amplificador de instrumentação CIO-EXP 330 (empresa LR, Porto Alegre, RS).Para a medição são efetuadas 2 000 aquisições por segundo. O resultado de umamedição efetuada está representado na Figura 5.

O programa permite a visualização instantânea da medição. Rotinas matemáticasacopladas possibilitam a verificação da freqüencia natural através da transformadarápida de Fourier - FFT Analysis ou a medição direta conforme Figura 6. Para esteexemplo o valor da freqüencia natural é de 18,2 Hz e o do coeficiente de amortecimentode 0,012. Os resultados medidos foram comparados com o modelo matemáticoapresentado, calculado a partir de uma planilha eletrônica - Plot-it, Figura 7.

-1500

-1000

-500

0

500

1000

1500

Am

plitu

de (

mV

/V )

0 5 10 15 20Tempo [ s ]

Figura 5 Medição efetuada via microcomputador.

3.3 Avaliação da metodologia adotada

Um teste psicológico visando avaliar a ansiedade traço e a ansiedade naresolução de problemas matemáticos foi realizado.


Instrumento – Inventário de Ansiedade Traço – Estado

O Inventário de Ansiedade Traço Estado (IDATE) foi criado por Charles D.Spielberger, traduzido e adaptado por Angela Biaggio [10]. O IDATE é utilizado comoinstrumento de pesquisa para investigar fenômenos de ansiedade em adultos normais(sem perturbações de ordens psiquiátrica). O IDATE é composto de duas escalasdistintas de auto-relatório, elaboradas para medir dois conceitos distintos de ansiedade:estado de ansiedade e traço de ansiedade. A escala de ansiedade traço do IDATEconsiste de 20 afirmações que requerem que os sujeitos descrevam como geralmente sesentem. A escala de ansiedade estado do IDATE também consiste de 20 afirmações,mas as instruções requerem dos indivíduos indicar como se sentem num determinadomomento. No caso desta pesquisa foi utilizado a escala de ansiedade traço - IDATEparte II.

-1500

-1000

-500

0

500

1000

1500

Am

plitu

de (

mV

/V )

5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0

Tempo [ s ]

ωn

= 18,2 Hz

Figura 6 Medição da freqüencia natural (programas permitem utilização datransformada rápida de Fourier - FFT)

A ansiedade estado é conceitualizada com estado emocional transitório oucondição do organismo humano que é caracterizado por sentimentos desagradáveis detensão e a apreensão conscientemente percebidos, e por aumento na atividade dosistema nervoso autônomo.

A ansiedade traço refere-se a diferenças individuais relativamente estáveis empropensão a ansiedade, isto é, a diferenças na tendências de reagir a situaçõespercebidas como ameaçadoras com elevações de intensidade no estado de ansiedade.

Coleta de Dados


O IDATE parte II foi aplicado de forma coletiva em 10 alunos do curso de engenhariaque cursavam o 8º semestre e em 5 alunos do mesmo curso, mas que estavam no 10ºsemestre.

A escala de ansiedade traço requer que os indivíduos respondam a cada ítem doIDATE avaliando-se a si próprios numa escala de quatro pontos. A categoria para aescala de ansiedade traço são: 1- quase nunca; 2- as vezes; 3- freqüentemente; 4- quasenunca. Os pesos atribuídos são 1, 2, 3 e 4 e os pesos para os ítens a inverter são 4, 3, 2 e1. A escala de ansiedade traço do IDATE tem sete ítens invertidos e treze contadosdiretamente. Os ítens invertidos são: 1, 6, 7, 10, 13, 16 e 19. Os escores podem variar deum mínimo de 20 (20x1) até o máximo de 80 (20x4) pontos.

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

ε(t)

/ (S

Aω

n )

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18Tempo [ s ]

Figura 7 Comparação do valor medido e do valor calculado pelo modelomatemático.

Levantamento de Dados

Fez-se o levantamento dos dados dos escores bruto, transformando-os emescores padrão normalizados conforme o inventário de ansiedade traço, utilizando-se atabela 5 (escores – padrão normalizados para 6 IDATE ). Considerou-se o cursouniversitário, o ano do curso e o sexo.

Escores / IDATE – parte II / 10º Semestre

Sujeito Escore bruto Escore normalizado

1 31 40

2 24 25

3 26 32

4 37 49


5 31 40

Escores / IDATE – Parte II / 8º semestre

Sujeito Escore bruto Escore normalizado

1 38 50

2 54 64

3 58 68

4 35 46

5 47 59

6 41 54

7 41 54

8 41 54

9 35 46

10 31 40

4 Conclusões

Dos testes e observações realizadas com os alunos conclui-se que: os alunosaumentaram o interesse pelas disciplinas supra citadas; a matemática tornou-se umaciência aplicada ao trabalho do engenheiro; aumentou o interesse pela aplicação desoftwares na engenharia; a ansiedade quanto a aplicação da matemática diminuiu. Umaabordagem integrada e multidisciplinar foi obtida na engenharia, possibilitando aliar aparte teórica com a profissionalizante.

Os alunos após realizarem o estágio supervisionado na indústria relataram aimportância e a necessidade desse enfoque ser aplicado aos processos industriaiscorriqueiros. A medição, a quantificação e a modelagem de variáveis de processos foirealizada experimentalmente por 40% dos alunos em estágio curricular.

Os experimentos não relatados estão desenvolvidos e/ou em desenvolvimento e serãopublicados [11].

Agradecimentos

Agradecemos aos alunos da turma 1997 do 80 e do 100 semestre de engenhariamecânica da URI e ao Prof. Psicóloga Daniela Gonzales pela colaboração na avaliaçãodo estado de ansiedade e do traço de ansiedade na resolução de problemas matemáticos.


Referências

[1] BASSANI, I. A. Estudo do elemento elástico tipo cruciforme vazado.Dissertação de Mestrado, PPGEMM, UFRGS, Porto Alegre, RS, 1987. 108p.

[2] BORCHARDT, I. G. Fundamentos de instrumentação para monitoração econtrole de processos. Notas de aula, Editora Unisinos, São Leopoldo RS. 71p.

[3] CLOSE, C. M. & FREDERICK, D. K. Modelling and analysis of dynamicsystems. Boston, Houghton Mifflin, 1978. 600p.

[4] D’AZZO, J. J. & HOUPIS, C. H. Análise e projeto de sistemas de controlelineares. Rio de Janeiro, Guanabara Dois, 1978. 610p.

[5] DOEBELIN, E. O. Measurement systems; application and design. 9 ed.Tokyo, Mc Graw Hill Kogakusha, 1982. 772p.

[6] HURTY, W. C. & RUBINSTEIN, M. F. Dynamics of structures. New Jersey,Practice-Hall, 1964. 455p.

[7] THOMPSON, K. On the electro-dynamic qualities of metals. PhilosophicalTransactions of the Royal Society, London, 146:649-751, 1956

[8] HOFFMAN, K. Dehnungsmeßstreifen: ein universelles Hilfsmittel derexperimentellen Spannungsanalyse. Darmstadt, Hottinger Baldwin Meßtechnik, 1976.57p.

[9] ZARO, M. Sistema de aquisição de dados. Laboratório de MediçõesMecânicas, Escola de Engenharia, UFRGS, Porto Alegre, RS.

[10] BIAGGIO, A. Pesquisas em Psicocologia do desenvolvimento e dapersonalidade. Porto Alegre: Ed. da Universidade, UFRGS, 1984.

[11] BASSANI, I. A., KIECKOW, F., PAZOS, R. P. Modelos matemáticos naengenharia a ser publicado em “Cadernos Técnicos do LIME“, URI, 1998



O Método Dialético para a Formação de uma ConsciênciaCrítica

Henrique Innecco Longo

DEPARTAMENTO DE MECÂNICA APLICADA E ESTRUTURAS

ESCOLA DE ENGENHARIA / UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

e-mail [email protected]

Resumo

A finalidade deste artigo é mostrar que o método dialético pode ser um instrumentofundamental para formar cidadãos críticos e conscientes de sua função social. Os princípios dadialética podem ser muito úteis para a implantação de uma educação transformadora, queutiliza o diálogo como um instrumento de conscientização. Só a prática é capaz de demonstrarse este método pode ser empregado em todos os níveis de escolaridade.

Educação Tradicional x Educação Transformadora

Na educação tradicional, ainda muito praticada em nosso país, o professor fala o tempotodo e os estudantes simplesmente ficam escutando. As aulas meramente expositivastransformam os estudantes em seres passivos e até omissos. É o que Paulo Freire [1]chamava de concepção “bancária” da educação, em que o professor “deposita” seusconhecimentos nos estudantes, que se tornam verdadeiros “recipientes”. Neste contexto,não há qualquer diálogo e o professor se torna um especialista em transmitirinformações para dóceis alunos que apenas se preocupam em arquivar os conteúdos,atrofiando a sua capacidade crítica.

Desde a infância, os estudantes são tão massacrados por esta educação conservadora,que sentem grandes dificuldades para dialogar e pensar criticamente. Muitos professoresaté desestimulam e até proíbem perguntas durante as suas aulas, sufocando acuriosidade natural da criança. Ao longo dos anos, o jovem vai aprendendo a nãoquestionar. Mais tarde, já na idade adulta, este comodismo está tão consolidado que eleaceita passivamente as injustiças produzidas pelo sistema.

A educação transformadora não se limita a uma simples transmissão de conhecimentosmas é um ato cognoscitivo que utiliza o diálogo como um instrumento deconscientização. É uma educação dialogal e crítica por natureza. O aluno, em vez deassumir uma atitude passiva como na educação tradicional, atua no processo educativo.

Esta postura questionadora é fundamental no processo educacional em todos os níveisde escolaridade. Até mesmo na universidade, a educação libertadora pode serimplantada em áreas aparentemente técnicas. Qualquer problema de engenharia, porexemplo, está relacionado a questões que devem ser discutidas e não impostas aosestudantes como um produto pronto e acabado.


A Dialética na História

A dialética é muito antiga mas é pouco conhecida. Ela surgiu quando osprimeiros filósofos tentaram explicar o movimento e as transformações das coisas.Quando Heráclito [2] (535-463 a.C.), um filósofo pré-socrático, disse que não seriapossível banhar-se duas vezes no mesmo rio, ele estava formulando um princípiofundamental para a compreensão do mundo: a realidade está sempre se transformando.

Hegel [3] (1770-1831), que concebeu um dos mais importantes sistemas filosóficos dahistória, tinha uma concepção idealista e formulou as chamadas leis da dialética: a leida transformação da quantidade em qualidade, a lei da interpenetração dos contrários e alei da negação da negação.

Engels [4] (1820-1895) mostrou que as leis formuladas por Hegel eram simples leis dopensamento e que estas deveriam ter sido extraídas como resultado da observação dahistória da natureza e da história da sociedade humana.

Marx [5] (1818 -1883) utilizou o método dialético em seu livro “O Capital” paraexplicar as contradições do sistema capitalista, mostrando que é preciso distinguir ométodo de exposição do método de pesquisa. “A investigação tem de apoderar-se damatéria, em seus pormenores, de analisar suas diferentes formas de desenvolvimento, ede pesquisar a conexão íntima que há entre elas. Só depois de concluir esse trabalho, éque se pode descrever adequadamente o movimento real ...”.

Princípios da Dialética

A dialética se baseia nas transformações das coisas, nas contradições e nosencadeamentos dos processos, podendo ser um importante instrumento para umaeducação crítica e consciente. Os princípios da dialética, que alguns autores [6] chamamde leis da dialética, não são receitas, mas diretrizes para um método de investigação:

Princípio da transformação da quantidade em qualidade (lei dos saltos)

A partir de certas mudanças quantitativas, acontece a passagem da quantidade para aqualidade.

Princípio da mudança e do movimento

Nada permanece como está, tudo se transforma. A mudança é uma qualidadecaracterística de todas as coisas. A natureza e a sociedade estão sempre em contínuatransformação.

Princípio da totalidade

Nada está isolado, tudo se relaciona. A natureza é um todo em que os objetos e osfenômenos se relacionam entre si, condicionando-se reciprocamente.


Princípio da contradição - unidade e luta dos contrários

A transformação das coisas só é possível porque no seu próprio interior coexistemforças opostas tendendo simultaneamente à unidade e à oposição.

Princípio da negação da negação

O movimento geral da realidade acontece e não se anula no conflito entre afirmações enegações. A afirmação (tese) engendra a sua negação (antítese), mas tanto a afirmaçãoquanto a negação são superadas pela negação da negação (síntese).

O método dialético

O método dialético usado por Marx para analisar a conjuntura da época partia de umasituação social concreta, muitas vezes incompreensível e confusa, para atingir o objetivoda análise através de aproximações sucessivas. Por outro lado, o método expositivopercorre o sentido oposto, ou seja, parte das abstrações já descobertas e é apresentadocomo se fosse uma construção lógica e racional.

A estrutura do pensamento dialético pode então ser caracterizado por três momentos,conforme o esquema da figura 1 :

tese (afirmação) - é uma proposição inicial

antítese (negação) - é a proposição contrária à tese

síntese (negação da negação) - é o resultado do processo e se expressa numa idéiaconclusiva que leva em consideração as proposições opostas.

O método dialético fornece parâmetros para analisar de modo objetivo os diversosângulos de uma determinada situação da realidade. É importante também observar que aestrutura do pensamento dialético coincide com as etapas do discurso lógico:

Introdução (tese) - Desenvolvimento (antítese) - Conclusão (síntese).

Fig.1- Estrutura do pensamento dialético

Representação esquemática das formas de educação

As formas de educação podem ser representadas esquematicamente. Na figura 2, estásendo mostrado um esquema de uma aula tradicional em que o professor tem o

ANTÍTESE

SÍNTESE

TESE


conteúdo na cabeça e o transmite para os alunos, que simplesmente ouvem e fazemanotações. Esta representação é muito semelhante a situação em que os telespectadoresficam diante de um aparelho de televisão durante horas e horas, sem qualquer diálogo.

Na figura 3 aparece um esquema de uma aula transformadora, na fase em que o objetode estudo (representado por um retângulo colocado entre o professor e os alunos) éapresentado. A figura 4 representa a situação em que o professor dialoga com seusalunos.

É importante salientar que estas representações são esquemáticas para melhorcompreensão do problema. Obviamente, o objeto de estudo nem sempre é um objetoconcreto, mas pode ser um texto, uma figura, um filme ou um conceito. Até mesmo afala do professor ou dos próprios alunos podem ser objeto de estudo.

Fig.2 - Esquema de uma aula tradicional

Fig.3 - Esquema de uma aula transformadora - fase de apresentação do objeto de estudo

A

A

A

A

A

ALUNOS

PROFESSORALUNOS

P

P

A

A

A

A

AP

ALUNOS

PROFESSOR

objetode estudo


Fig.4 - Esquema de uma aula transformadora - fase dialógica

Etapas do método dialético para uma educação transformadora

Estas etapas procuram adaptar a estrutura do pensamento dialético para umaeducação transformadora.

1a parte - Apresentação do tema (tese)Definição do conteúdo programático

Paulo Freire mostrou que na educação transformadora devem sempre estar presentesdois sujeitos ativos - o educador e o educando. Desta maneira, a definição do conteúdoprogramático é o ponto de partida do diálogo. Este conteúdo não pode ser escolhidoarbitrariamente pelo professor de uma forma isolada, mas também deve contar com aparticipação dos estudantes.

Muitos poderiam alegar que os alunos não teriam capacidade para decidir a respeito dadefinição de um programa ainda desconhecido para eles. A prática tem demonstradoque eles se interessam muito mais por um assunto quando participam de sua definição.

Apresentação do objeto a ser conhecido (codificação)

Esta apresentação do assunto, que Paulo Freire chamou de codificação, é a etapa em queos estudantes se deparam com o objeto a ser conhecido que, em lugar de estar na cabeçado professor como na aula tradicional (fig.2), passa agora para o centro da discussão(fig.3).

2a parte - Discussão e análise crítica (antítese)

Inicialmente, os estudantes tentam descrever os elementos da codificação para depoisanalisar o assunto em questão. Todos os aspectos (positivos e negativos) do problema

P

A

A

A

A

AP

PROFESSORALUNOS

ALUNOS

DIÁLOGO

DIÁLOGO


devem ser analisados de uma maneira crítica. Nesta fase de descodificação, éfundamental levar em consideração os princípios da dialética.

Esta é a etapa mais rica do processo dialético em que a função do professor éproblematizar, tentando desvendar criticamente, através do diálogo com os alunos, oobjeto do conhecimento (fig.4). O professor deve também participar deste processo poiscertamente irá também aprender muita coisa com os seus alunos.

Depois da discussão, é preciso fazer uma análise da codificação como um todo,tentando entender o assunto sob os vários aspectos considerados.

3a parte - Conclusão (síntese)

É a parte final em que o professor e os seus alunos, levando em conta a tese inicial etoda a discussão, chegam a uma conclusão.

Dificuldades para implantar o método dialético

Muitos alegam que é difícil utilizar o método dialético pois os alunos não estãoacostumados a esta prática e alguns até se recusam a participar do diálogo. Isto pode serum grande obstáculo, mas deve ser enfrentado pelo professor que pretende implantaruma educação transformadora. O resultado pode ser surpreendente.

Outros dizem que a discussão em sala de aula pode atrasar muito o programaque deve ser totalmente cumprido. Talvez no fundo esta justificativa esteja sendo usadapara defender uma educação conservadora. A concepção dialética de educação não seresume a aula, mas deve ser praticada durante todo o período do curso. Trabalhosescolares podem ser muito úteis para complementar os estudos e incentivar o diálogoentre o professor e os alunos fora da sala de aula. Além disso, tais trabalhos podem serobjetos de pesquisa e até servem também para organizar as atividades em grupo,incentivando a solidariedade entre os alunos.

Aplicação prática do método dialético

Este método dialético pode ser utilizado em qualquer nível de escolaridade,desde o maternal até a pós-graduação. Paulo Freire mostrou que esta concepção deeducação é capaz de alfabetizar e conscientizar adultos.

Na Escola de Engenharia da UFRJ, esta sistemática tem sido empregada nasaulas de projeto da disciplina Estruturas de Concreto Armado do Curso Civil. Os alunosdesenvolvem um projeto piloto partindo das plantas de arquitetura para lançar aestrutura de um edifício. Uma parte do trabalho é feito em sala de aula e outra em casa.O projeto serve como uma ótima oportunidade para que os alunos possam discutir asdiferentes soluções para a definição da estrutura e do modelo para cálculo dos esforços.


As soluções não são impostas e a função do professor é orientar os alunos na elaboraçãode todas as fases do projeto.

Neste curso, alguns exemplos práticos são sempre lembrados para incentivar adiscussão. No início do ano, por exemplo, a trágica queda do edifício Palace II no Riode Janeiro serviu como tema para a discussão da importância e da responsabilidade doengenheiro na sociedade.

Conclusão

O método dialético pode ser utilizado para a formação de uma consciência crítica,fundamental para uma educação transformadora. Apesar de todas as dificuldades, aprática tem demonstrado que este método pode ser empregado em todos os níveis deescolaridade.

Referências bibliogrÁficas

[1] Paulo Freire - “Pedagogia do Oprimido”, Ed. Paz e Terra, 9a edição,1981.

[2] D. Berge - “O Logos Heraclítico”, Inst. Nac. do Livro,1969.

[3] G.W.F. Hegel -“Fenomenologia do Espírito”, Ed. Vozes, 1992.

[4] F. Engels - “Anti-Düring”, Ed. Paz e Terra, 2a edição, 1979.

[5] K. Marx - “O Capital”, vol.1, Ed. Bertrand, 13a edição, 1989.

[6] Politzer - “Princípios Elementares da Filosofia”, Ed. Prelo, Lisboa, 9a edição,1979.



Ensino de Engenharia e Tecnologia EducacionalAna Magda Alencar Correia

DEPARTAMENTO DE DESENHO DA UFPE- DOUTORANDA DA ESCOLAPOLITÉCNICA DA USP

[email protected]

Ângela Dias Velasco

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA DA FEG - DOUTORANDADA ESCOLA POLITÉCNICA DA USP

[email protected]

“... tem de ser possível sonhar o impensável e falar do impensável, portanto a única coisa que sabemos éque não sabemos como será o mundo de amanhã. Ele terá mudado mais do que mesmo o pensamentomais exagerado é capaz de alcançar.” (Jonh Harvey Jones)

ResumoO ajuste da escola a um tempo cujas transformações requisitam igualmente um novo tipo derelacionamento com os alunos, deve pressupor o diálogo entre o discurso institucional formal eas formas de linguagem institucionalmente não-escolares e ainda, dar mais atenção ao que sepode chamar de "Pedagogia da Informática", que leva em consideração o processo de ensino-aprendizagem, a organização do currículo e a reflexão sobre os relacionamentos homem-máquina. O desafio que se mostra aos educadores não é apenas ter computadores nas escolas,mas usá-los para o desenvolvimento e mudança das relações e dos meios de ensino-aprendizagem.

Neste trabalho, procuramos refletir sobre a influência e a necessidade do estabelecimento denovos paradigmas no sistema educativo e na sua aproximação com o ensino nas escolas deengenharia, em particular, na busca de uma pedagogia informática

Palavras-chave: tecnologia educacional, ensino de engenharia, pedagogia informática

Abstract

The adjustment of the school at a time whose transformations equally require a newkind of relationship with the students, should presuppose the dialogue between theformal institutional speech and the forms of an institucionaly no-scholar language andstill, give more attention to what one can call "Informatics Pedagogy", wich takes inconsideration the teaching-learning process, the organization of the curriculum and thereflection on the man-machine relationships. The challenge that is shown to theeducators now is not only how to use computers in the schools, but to use them for thedevelopment and change of the relationships and of the teaching-learning methods.

In this work, we have seeked for a reflection on the influence and the need ofestablishment of new paradigms in the educational system and in its approach with the


teaching in the engineering schools, in particular, in the search of a informaticspedagogy.

Key word: educational technology, engineering teaching, informatics pedagogy .

Refletindo ...

O desenvolvimento de novas tecnologias nas últimas décadas está influenciando todosos setores da atividade humana. Destaca-se neste processo a evolução das tecnologiasinformáticas e comunicacionais que, na figura do microcomputador e da rede Internet,tem sido determinante no processo de transformação social.

Tal processo, caracterizado como uma revolução da informática, constrói umalinguagem associada a novas formas de pensar e configura, gradativamente, o que já seconvencionou chamar de “sociedade da informação”.

A expressão revolução vem sendo constantemente associada às transformaçõesocorridas no seio da sociedade. Do latim revolutione, FERREIRA (1986) definerevolução como uma transformação radical dos conceitos artísticos ou científicos deuma determinada época e, para RAMOS (1996), pela dimensão das mudanças queproduz, uma revolução gera profundas crises e desequilíbrios.

“Quando uma circunstância como uma mudança técnica desestabiliza o antigoequilíbrio das forças e representações, estratégias inéditas e alianças inusitadas tornam-se possíveis. Uma infinidade heterogênea de agentes sociais exploram as novaspossibilidades em proveito próprio (e em detrimento de outros agentes), até que umanova situação se estabilize provisoriamente, com seus valores, suas morais e sua culturalocais”.

DELYRA (1997) constata a existência de uma revolução tecnológica em andamento,baseando-se na observação de crescimento exponencial, mensurado no universotecnológico da informática com tempos históricos curtos. Essa característica faz comque a revolução informática esteja fortemente ligada ao processo de globalização e seusefeitos serão sentidos por uma grande da população do planeta.

Hoje pode-se entrever que o impacto dessa revolução é muito grande e provocamudanças muito profundas mas, pela própria rapidez do processo, é difícil avaliar a suanatureza detalhadamente. “Estamos hoje na desconfortável situação de nos encontrar,surpreendentemente, bem no meio deste complexo e inesperado processo e, apesar desua magnitude e suas formidáveis potencialidades serem claramente aparentes, estamostalvez excessivamente envolvidos para poder ver com clareza e, muito menos, prever oque se seguirá com qualquer tipo de segurança”.


Todas estas circunstâncias em que se encontra a sociedade neste fim de século têmprofundos reflexos nos sistemas políticos, sociais, econômicos e legais a elarelacionados. Estas alterações devem ser analisadas friamente pois, ao mesmo tempo emque melhoram vários aspectos da vida cotidiana, trazem em seu bojo perspectivas aserem discutidas como por exemplo, uma tendência proporcionada pela rede mundial,de homogenização das culturas em favor da dominante, que é a dos países maisdesenvolvidos e poderosos economicamente. Assim, a tecnologia computacional queteoricamente pode ser divulgada como um instrumento democratizador da informação edas possibilidades de aquisição de conhecimento, pode se tornar em um instrumento deopressão, controle e aumento das desigualdades, acentuando a distância entre os quetêm acesso a ela e os excluídos.

Nos países em desenvolvimento como o Brasil, onde convivem, no tempo e no espaço,“duas sociedades”, uma rica e outra nos limites de pobreza, é particularmente relevanteo estudo dos impactos dessa nova tecnologia pois, não havendo uma unidade culturalsólida, a fragilidade das instituições locais na defesa dos interesses do povo, emquaisquer de seus aspectos, permite que o processo de globalização se dê de formaacentuada, dificultando a mudança necessária para adaptação às futuras realidadespolíticas, sociais, econômicas e culturais do mundo.

A globalização da economia exige que o mundo prepare um novo tipo de profissional.A tecnologia computacional permite cada vez mais que o homem se volte para otrabalho criativo, distante de tarefas repetitivas e braçais. A popularização dos microcomputadores e da rede mundial (internet) mudam as relações de trabalho e, enquanto omundo desafia os limites geográficos e rompe fronteiras, discute-se o fim do emprego eda educação formais.

O conhecimento, matéria-prima das economias modernas, e a tecnologia afetam osprocessos produtivos, as organizações, as relações de trabalho e a maneira como aspessoas constróem o conhecimento e requerem um novo posicionamento da educação.

A educação é então neste contexto o grande desafio a ser vencido. Em um mundo deprofundas disparidades sociais e econômicas, parece-nos lógico concluir que a educaçãodeve ser o elemento norteador de todas as transformações uma vez que, enquantofenômeno social, expressa os avanços e as crises da sociedade da qual faz parte.

Entretanto, é importante ressaltar que a simples disponibilidade de tecnologia nãoprovoca necessariamente mudanças significativas, mas a sua apropriação pela sociedadeé que define a velocidade e o alcance das mesmas, ou seja, "seu dinamismo não se devea nenhuma pretensa "característica intrínseca" da inovação em si, mas da combinaçãode variáveis econômicas, políticas, sociais e culturais - além das técnicas - agindo nosentido de estabelecer compromissos constantemente renovados, na busca pelarealização dos variados interesses dos atores envolvidos nos acontecimentos".


De acordo com o programa de Informática na Educação do MEC (1996), já é consensoentre os educadores de que o sistema educacional brasileiro deve preparar os alunos dehoje para serem cidadãos atuantes numa sociedade globalizada em que a informaçãodesempenha um papel cada vez mais estratégico e justifica a utilização do computadorcomo recurso educacional afirmando que a maioria dos empregos que existirão nospróximos dez anos ainda não existem hoje e que o conhecimento especializado estátendo uma vida média cada vez menor.

Deste modo, é dever da escola capacitar os seus egressos para o mundo do trabalho eem função disso, o ensino público precisa atingir níveis mais elevados de qualidade,eqüidade e eficiência. Para alcançar todos esses objetivos, é essencial que a tecnologiaseja parte integrante do currículo escolar, do ambiente físico das escolas e, sobretudo,do processo de ensino-aprendizagem.

Todo e qualquer tipo de recurso que possa ser utilizado em situação de ensino-aprendizagem, tais como a lousa, slides, retroprojetor, mapas e livros, compõem oelenco de ferramentas das tecnologias educacionais e, neste contexto, é inegável que odesenvolvimento da informática e das mídias, possibilitou a transformação de recursos ea criação de outros, com o mesmo objetivo intrínseco: auxiliar o trabalho do professor ea aprendizagem dos alunos.

Mas, como é inegável que a adoção de novas tecnologias provoca mudanças noprocesso de ensino-aprendizagem, e conseqüente questionamento dos métodos didáticostradicionais, bem como a redefinição do papel do professor e de sua interação com osalunos, e esses aspectos ainda não são assimilados na sua totalidade, a adoção efetivadas transformações necessárias tem sido feita de forma lenta e não sistemática.

O desenvolvimento da tecnologia educacional bem como a sua prática escolar temencontrado a sua fundamentação, principalmente, em quatro teorias sobre o ensino-aprendizagem. O modelo comportamentalista, utilizado na maior parte deste séculoencontra oposição nas teorias construtivistas (construtivismo cognitivo e social); alémdessas, a teoria crítica, originária da escola de Frankfurt, tem trazido à baila diversosaspectos inseridos numa visão histórico-crítica da educação e da influência datecnologia educacional.

Tais teorias compõem basicamente duas concepções de paradigmas educacionais, quaissejam, o tradicionalista e o holístico. Na visão tradicionalista, a aprendizagem é vistacomo resultado de um treinamento que se dá em um intervalo de tempo e corresponde àvisão cartesiana presente em seus processos. As relações entre o professor e aluno sãoopostas, o professor aparece como sujeito da ação e o aluno objeto do ato educacional.Já a visão holística, busca a promoção da educação através do questionamento, daconstrução do conhecimento pelo próprio sujeito, ativo, que elabora e testa suashipóteses juntamente com o professor, mediador do processo.


A revolução informática ao trazer em seu bojo uma grande quantidade de dadosacessíveis a uma velocidade nunca antes vista, tem forçado a discussão quaseemergencial das mudanças de paradigmas, não só educacionais como sociais,econômicos e políticos.

Paradigmas são referenciais que usamos continuamente para balizar nossas ações; sãolentes que condicionam a nossa "visão de mundo", dando-lhes as suas cores e formas. Asua incorporação no nosso cotidiano faz com que nem percebamos que eles existem eque são tão determinantes na nossa percepção do mundo. Se por um lado eles podem serpositivos como referencial, por outro podem nos impedir de enxergar o que não seajusta aos seus pressupostos. (Boog, 1996)

Novas estratégias pedagógicas se apresentam ao educador. Há necessidade entretanto deuma avaliação crítica da adequação dos meios às suas práticas e a seus objetivos.

Por uma Pedagogia da Informática

O ajuste da escola a um tempo cujas transformações requisitam igualmente um novotipo de relacionamento com os alunos, deve pressupor o diálogo entre o discursoinstitucional formal e as formas de linguagem institucionalmente não-escolares e ainda,dar mais atenção ao que se pode chamar de "Pedagogia da Informática", que leva emconsideração o processo de ensino-aprendizagem, a organização do currículo e areflexão sobre os relacionamentos homem-máquina.

O desafio que se mostra aos educadores atualmente não é somente usar computadoresnas escolas, mas usá-los para o desenvolvimento e mudança das relações e dos meios deensino-aprendizagem. Tal postura deve pressupor premissas que considerem que ainformação e o conhecimento são operadas diferentemente dos modelos tradicionais,principalmente face à rapidez, simultaneidade e forte presença da linguagem icônica.

A possibilidade de trabalho cooperativo entre os estudantes e seus professores, criandouma nova cultura no processo ensino-aprendizagem através da informática, deveconsiderar o computador como meio e não um fim em si mesmo. No processo educativoeles não substituem as pessoas mas as auxiliam na reorganização das suas interações.

Deste modo, a informática não pode ser vista como um apêndice no processo educativo,mas sim como um elemento integrador e enriquecedor do currículo, que proporcioneinterdisciplinaridade, envolvendo várias áreas e processos levando o estudante aparticipar ativamente na aquisição do conhecimento e, neste contexto, têm-se comoponto primordial a preparação do professor.


Embora, ainda não se tenha clareza de como deve ser a formação do professor, o grandedesafio é o mas o de manter uma reflexão interdisciplinar e permanentemente renovadae o professor passa a ser visto como um facilitador da integração e significação deconhecimentos acessíveis pelos mais diferentes meios.

"O professor é, então, agente da liberdade, administrador da curiosidade." (G.Dimenstein)

SIMON (1998) sintetiza a própria razão de ser da universidade como sendo a criação e adescoberta da informação (pesquisa), a sua transmissão (ensino e extensão) e o seuregistro (publicações).

Deste modo, a universidade deve assumir um papel de suma importância nacompreensão e intervenção no processo que nos conduz por esta revolução.

A revolução da informática deve pressupor interdisciplinaridade; inovação;interatividade com a sociedade; capacidade de renovação e adaptação dinâmica econtínua mas os bons resultados apenas são possíveis quando da sua integração aosistema educacional prevendo-se, inclusive, diversos tipos de usuários, que possuemdiversos estilos de aprendizagem, de compreensão e motivação.

Para Naisbitt (apud Figueiredo, 1998) a frieza das altas tecnologias impõe umacontrapartida indispensável de calor humano: quanto mais tecnológica é uma sociedade,mais necessita de compensações ao nível de valores humanos e da afetividade.

Neste contexto se situa a função chave da escola reinventada: dar estrutura a um mundode diversidade, fornecer os contextos e saberes de base para uma autonomia de sucessonesse mundo, e fornecer as respostas humanas compensatórias de que a escola de nossosdias se está a distanciar tão perigosamente.

Na sua opinião, as escolas não têm condições financeiras de manterem um grandeparque de equipamento que se torna obsoleto rapidamente e nem para adquirirem umnúmero significativo de licenças de títulos didáticos, sempre em renovação.

O ritmo da evolução tecnológica torna incomportável em termos financeiro einsustentável em termos profissionais, uma formação e uma reciclagem permanente dosprofessores para "as nova tecnologias".

Em oposição da visão comum de que o computador, como ferramenta para ensinar eaprender deve estar na sala e aula, o professor Figueiredo prevê sua utilização maisracional em casa e no que denomina como Centro de recursos publicamente disponíveis,


que evoluirão a partir das bibliotecas e a escola deve estar familiarizada com os recursose tem que saber integrar essa familiaridade na ação educativa normal.

Fala-se da escola reinventada ou na busca do seu reencantamento permitido pelatecnologia. Mas, o reencantamento não reside principalmente nas tecnologias mas emnós mesmos e na capacidade em tornar-nos pessoas plenas. (Moran, 1998)

O desenvolvimento dos meios de comunicação transforma a prática educativa, sejaatravés da necessidade pedagógica de incorporá-los às diversas leituras do mundo queela estimula, seja através da nova dimensão mundial da sala de aula franqueada pelasdas redes internacionais informatizadas.

No Brasil, onde a maioria das escolas pública convive com situações de extremasdeficiências é imprescindível que a atenção seja redobrada para que a tecnologia nãoseja adquirida, a um gasto razoavelmente alto, e seja sub-utilizada ou até mesmo nãoutilizada, acabando por ser aproveitada somente para ganhos políticos.

Inúmeras questões necessitam de solução; entretanto é imprescindível que sejamresolvidas integralmente e a inserção do computador no ensino, constitui apenas maisuma das nossas preocupações. Entretanto, lembramos que não podemos justificar oatraso tecnológico, face às dificuldades já quase institucionalizadas sob pena deestarmos aprofundando cada vez mais a clivagem social entre os alunos da escolapública.

No momento em que a aprendizagem adquirida nas escolas representa uma parcela cadavez menor da aprendizagem que se adquire no dia-a-dia, o estudante exige do sistemaeducacional maior interatividade, mobilidade, conectividade, ubiqüidade e globalização;entretanto, a frieza das altas tecnologias impõe uma contrapartida indispensável de calorhumano: quanto mais tecnológica é uma sociedade, mais necessita de compensações aonível de valores humanos e da afetividade (Naisbitt, apud Figueiredo, 1998).

A função chave da escola, para Figueiredo (1998) é dar estrutura a um mundo dediversidade, contextualizando os saberes de base para uma autonomia de sucesso nessemundo, e as respostas humanas compensatórias de que a escola de nossos dias se está adistanciar tão perigosamente.

Entretanto, observando a tendência do entendimento de que a informática na escolapressupõe apenas equipar salas de aula com computadores salienta que, principalmenteem nível fundamental as escolas não têm condições financeiras de manterem um grandeparque de equipamento que se torna obsoleto rapidamente e nem para adquirirem umnúmero significativo de licenças de títulos didáticos, sempre em renovação.

O ritmo da evolução tecnológica torna incomportável em termos financeiros einsustentável em termos profissionais, uma formação e uma reciclagem permanente dosprofessores para "as nova tecnologias".


Com tais observações, indica que talvez a utilização mais racional do computador devaser doméstica e no que denomina como Centro de Recursos (publicamente disponíveis),que podem evoluir a partir das bibliotecas.

"Educar é, em essência, ensinar o encanto da possibilidade" (G. Dimenstein)

O professor do ensino superior, e mais especificamente das áreas tecnológicasgeralmente não teve formação pedagógica e essa tendência parece que será mantida. Namaioria dos casos, é um especialista em uma área especifica; entretanto, a sua práticaenquanto educador tem sido apontada como uma das mais importantes deficiências dosistema educacional.

A universidade precisa cada vez mais dialogar com a educação num sentido mais amplocomo pressuposto para a formação integral do profissional que pretende formar sobpena de estar cada vez mais se distanciando das suas funções especificas.

Manuilov (1998) considera que entre as principais funções do ensino superior, está acriação de novos elementos do conhecimento a partir da pesquisa sistemática, projetos edesenvolvimento tecnológico e, sob este enfoque, o professor em uma escola deengenharia, deve buscar o conhecimento e experiência também na área pedagógica demodo a contribuir efetivamente para o processo educacional

O professor deve, ao empregar os termos que se relacionam com a tecnologia educativa,estar informado sobre as teorias que elas 'reclamam', implícita ou explicitamente, demodo a possibilitar sua reflexão e reagrupamento de tais teorias segundo eixospedagógicos e a avaliação das suas funções de acordo com um 'pensar' educativoadaptado ao ensino atual.

A incorporação da tecnologia informática na escola trouxe como interessanteconseqüência um retorno à reflexão sobre o processo de aprendizagem suscitando acompreensão da Educação como processo de transformação que permite ao ser humanodesenvolver suas potencialidades inatas de acordo com determinados referenciaisculturais.

Por muito tempo distante das escolas de engenharia a discussão à cerca das teorias epráticas pedagógicas emerge em função das tecnologias educacionais relacionando asáreas tecnológica e humanista estabelecendo uma linguagem comum resultante de suainteração.

A introdução de novas tecnologias nas escolas não deve precipitar a substituição domodelo tradicional de aulas, sem que haja uma preparação do corpo docente e projetosespecíficos de integração de propostas educativas. Simplesmente tornar alunos e


professores usuários desse potencial é insuficiente; conectar várias pessoas em redetelemática não garante o compartilhamento objetivo de informações. O acesso às novastecnologias deve possuir objetivos específicos, sejam educacionais, sociais ouorganizacionais, que busquem o crescimento intelectual e profissional de seus usuários.

Apenas assim a escola, em qualquer nível estará incorporando a principal tecnologiaeducacional de qualquer sistema educacional, que reside na formação de seusprofessores, tendo-se em vista que... a educação é a arte de ensinar o exercício daliberdade (G. Dimenstein).

Referências Bibliográficas

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Comando numérico aplicado ao ensino de desenho paraengenharia: atividades propostas

Mafalda, Rovilson ** Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - Depto de Eng. de Constr. Civil e UrbanaAv. Prof. Almeida Prado trav. 2 n° 271 - Cidade Universitária - 05508 900 - São Paulo - SP

Tel.: +55 (011) 818 5438 e-mail: [email protected]

Kawano, Alexandre * **** Depto of Mechanical Engineering 79-5 Tokiwadai, Hodogaya-Ku Yokohama 240 Japan

Tel.: +81 (45) 339 4039 e-mail: [email protected]

Abstract

This paper is part off study “numerical control applied to engineering designteaching”. Here are presented propose activities based on numerical controlledmachine to engineering design curses. These activities are sculptured tool path withorthographic views and freehand sketch with prototype models.

Introdução

Comando numérico aplicado ao ensino de desenho para engenharia é um estudo práticoe teórico sobre o uso de tecnologias de prototipagem rápida baseadas em máquinasnumericamente controladas no ensino de desenho para engenharia. Esse estudo se insereem linhas de pesquisa que envolvem ensino e tecnologia, desse modo se desenvolveparalelamente a estes dois temas, aqui denominados aspectos tecnológicos e aspectossócio técnicos. Neste artigo são apresentados e discutidas propostas de atividades paraaplicação em cursos de desenho, abrangendo suas características e domínios deaplicação como parte dos aspectos tecnológicos do estudo.

Parte da motivação para este estudo são as transformações causadas pelas tecnologias nanatureza do trabalho e na organização da produção, que faz desaparecer muitostrabalhos rotineiros e repetitivos que agora podem ser e programados para seremrealizados por máquinas automáticas, e também pelo fato de que as tecnologiasaproximam cada vez mais os modos de aprender e produzir do ponto de vista dosrecursos e capacidades mobilizadas. Desse modo entendemos pertinente experiênciascom recursos tecnológicos em cursos de desenho para engenharia.

Comando numérico por computador: motivação

De modo geral programas gráficos e máquinas controladas numericamente,desempenham basicamente a mesma tarefa ao produzir a representação gráfica desegmento de reta de acordo com certa função na tela de um computador, ou usinar umapeça de algum material, de acordo com dados gerados manualmente ou por umprograma de computador (FRENCH; VIERCK, 1985).


Técnicas de automação baseadas nestes conceitos utilizam a capacidade de cálculo earmazenamento do computador, por exemplo, para dirigir uma caneta que reproduz aslinhas de um desenho ou produzir peças, de maneira rápida e precisa. A vantagemdeste processo é que este pode rápido e precisamente produzir uma curva ou contornocorrespondente a uma função matemática, ou seja, ocupar uma série de posições noespaço de representação correspondendo a um conjunto de coordenadas x, y, z.

Estas características tornam possível o desenvolvimento de atividades baseadas nestesprincípios, pela disponibilidade de programas de computador e equipamentos a cada diade custo mais baixo.


Comando numérico por computador:

conceitos básicos

Comando numérico por computador é a técnica pela qual, instruções em forma decódigo são enviadas para uma máquina através de um microprocessador embutido naprópria máquina, o comando numérico. Estas instruções se apresentam na forma denúmeros, letras do alfabeto e outros símbolos, definindo uma linguagem de interface. Amáquina responde ao código de informações, executando as várias instruções contidasno programa. Estas instruções podem variar a posição da ferramenta, controlar suavelocidade e direção, selecionar ferramentas, ligar ou desligar a máquina, etc. Asinstruções são recebidas pela máquina na forma de blocos de informação.

Um bloco de informação é um grupo de comandos suficientes para fazer com que amáquina execute uma determinada função, por exemplo, um bloco de informação podeinstruir a máquina para mover a mesa (eixos x e y) para uma coordenada específicarapidamente (movimento transversal), ou alterar os valores da velocidade de giro(avanço radial) e a largura dos avanços axiais (x, y, z). Um conjunto de blocos formamum programa de comando numérico, ou seja um arranjo de blocos organizados demaneira lógica (MACHADO, 1990).

Atividades para cursos de desenho para engenharia

As atividades aqui propostas tem como objetivo permitir seu aproveitamento em cursosde desenho para engenharia, desde seu uso como ferramenta de apoio, até comoinstrumento de ensino. São considerados como aspectos fundamentais a aproximaçãodos alunos aos conhecimentos sobre aplicações de tecnologias gráficas através deatividades inerentes aos cursos onde estas se inserem de acordo com pontos em comumencontrados.

O segundo aspecto é relativo a aplicação das atividades às várias carreiras deengenharia, o que entendemos como pertinente. Isto é favorecido pelo fato do trabalhoem engenharia atualmente em grande parte ser desenvolvido por equipes multidisciplinares, onde é importante para a comunicação a unificação de certos aspectos dosuniversos de discurso das especialidades. Desse modo as aplicações das técnicasenvolvidas no uso da ferramenta são vistas como o foco central da atividade, enquanto aferramenta um instrumento para exemplificar as aplicações destas técnicas(MAFALDA, KAWANO, 1998).

Prática de esboço com modelo protótipos

Desde que o raciocínio humano suporta o trabalho consistente com informaçõesincompletas, engenheiros e projetistas usam esboços para comunicação informal,discussão e tomada de decisão. Esboços incorporam vários níveis de formalidade e


detalhes sobre determinado artefato além de seu uso ser comum em deliberações sobreprojeto.

A atividade de esboço é importante por exemplo, para os indivíduos envolvidos emprojetos colaborativos, onde o uso destes focaliza elementos que necessitam dedefinição explícita, sem contudo necessitar do mesmo nível de detalhes de umarepresentação formal (SCHÖN, 1996), e ainda, segundo FISH e SCRIVENER praticaresboços, amplifica a capacidade inventiva do indivíduo (RIEMAN, 1996).

Desse modo a prática de esboços se mostra adequada por suportar a comunicaçãoinformal e não detalhada de partes de um artefato ou sistema, e no ensino como práticainicial das técnicas de representação gráfica. Nesta abordagem técnicas de esboços sãoaplicadas em atividades práticas em sala de aula usando modelos protótipos paraexercício desta linguagem informal.

Para a prática desta atividade uma série de modelos é construída e disponibilizada parao uso em sala de aula. A construção dos protótipos é realizada por processo de usinagemem máquina com comando numérico e a tipologia destes é apresentada nos próximositens.

Figura 1. Modelo protótipo e esboço

Caminhos de corte esculpidos com projeções ortográficas: trajetórias e objetos 21/2D

A possibilidade de programar uma máquina com comando numérico manualmente, ouescrever um programa orientado por uma representação gráfica com o auxilio docomputador possibilita como atividades construir programas para trajetórias, e aconstrução de alguns objetos, como os utilizados para a atividade de esboço, queatendam ao conceito 21/2D, que são objetos que tem como características possuíremfaces de contorno simultaneamente paralelas ao plano x-y, ou constantemente normaisao plano x-y, como o exemplo da figura um (HELD, 1991).

As atividades de construção de trajetórias e a construção de caminhos de corte parausinagem de objetos apresentam níveis diferentes de dificuldade, sendo a segunda, umaextensão da construção de trajetórias, acrescidas de mais alguns conceitos e uso deoutras facilidades computacionais. Os conhecimentos tecnológicos envolvidos nestasatividades são rapidamente formulados e apresentados aos alunos, pois os parâmetrosenvolvidos são pré estabelecidos, como as especificações de usinagem e os parâmetrosde trabalho para as máquinas a partir do uso de materiais conhecidos.


A preparação manual de dados para comando numérico em atividades industriais étediosa, além de possibilitar a ocorrência de erros (HELD, 1991). Para o ensinoentretanto, favorece o uso habilidades, como a habilidade de visualização espacial, ondeo aluno visualiza mentalmente um objeto. Isto confere características a estas atividadespertinentes a cursos de desenho para engenharia, tais como resolver problemas espaciaisno plano, e questões geométricas, como as posições absolutas da ferramenta nastrajetórias construídas. Nos próximos itens são apresentados resumidamente os pontosprincipais que envolvem esta atividade.

Definição informal de polilinha

Polilinha é um conjunto formado por (n) segmentos de reta definidos por (n+1) vérticesque definem os pontos finais de quaisquer de seus segmentos. Assim uma polilinha érepresentada por uma lista dos vértices que a definem. É importante notar que umapolilinha não é sempre aberta, pois o ultimo ponto pode ser conectado ao primeiro. Afigura dois mostra uma polilinha aberta.

Figura 2. Polilinha aberta

Uma vez representada graficamente a trajetória, o uso das informações relativos ascoordenadas dos vértices requer a manipulação de facilidades computacionais, presentesem muitos programas CAD genéricos.

A figura dois mostra uma polilinha 2D com sete vértices, na figura três é mostrado oefeito do uso de uma das facilidades computacionais utilizadas, que interpolaautomaticamente outros vértices nos segmentos da polilinha. Como resultado temosuma quantidade adequada de vértices para uso em um programa CN, pois define demodo mais suave uma trajetória.

Figura 3. Polilinha - operação de interpolação

Uma vez que uma quantidade suficiente de vértices foi interpolada, o próximo passo érealizar a aquisição dos dados numéricos referentes a polilinha, novamente utilizandofacilidades computacionais do programa CAD. A figura quatro mostra o formato finaldo programa CN que representa parte da trajetória mostrada na figura três.

vértice1

vértice2

vértice3

vértice4

vértice5

vértice7

(84, 200, 0)

(174, 152, 0)(374,171, 0)

(237, 170, 0)

(300, 121, 0)

(408, 205, 0)vértice6

vértice1

vértice2

vértice3

vértice4

vértice5

vértice7

(84, 200, 0)

(174, 152, 0)(374,171, 0)

(459, 175, 0)(237, 170, 0)

(300, 121, 0)

(408, 205, 0)vértice6


Protótipos de objetos 21/2D

Esta atividade pode ser aplicada como um trabalho a ser desenvolvido individualmenteou por grupos. As tarefas desta atividade são extensões dos conceitos de definiçãográfica de trajetórias, agora aplicada a construção de objetos que atendem ao conceito21/2D. Esta característica, simplifica a construção das trajetórias, pois todas sãoparalelas, e ainda, simplifica a operação de uma máquina de três eixos, como o tipo decontrole de usinagem.

As projeções ortogonais

As projeções ortogonais servem como apoio para o planejamento de construção dastrajetórias, e também como base para seu traçado. A vista superior serve comoreferência para o posicionamento da peça bruta em relação ao objeto e também comoponto de partida para a definição das trajetórias. A vistas laterais permitem acompanharas cotas dos planos e consequentemente as subdivisões em função dos parâmetros deusinagem, neste caso já estabelecidos.

Figura 4. Projeções (superior e frontal) de um objeto 21/2D – planos principais de usinagem

Esculpindo as trajetórias

As trajetórias são construídas paralelamente, até que haja uma mudança nas partes doobjeto. Uma vez conhecidos todas trajetórias que usinam as partes do objeto contidasnaquele plano, passa-se a subdivisões em camadas que deve observar quanto emprofundidade daquele material é possível usinar por camada. Recomenda-se utilizarcamadas pouco espessas para não forçar demais as máquinas. A figura quatro mostraum plano de trajetória e uma subdivisão de nível. Uma subdivisão de nível correspondea mesma trajetória porém em maior profundidade.

O número de camadas de usinagem para uma determinada trajetória leva em contacomo mencionado anteriormente aspectos tecnológicos referentes ao material a serusinado, como sua dureza. Assim a quantidade de camadas de usinagem para uma

-300

-150

-75

0.00

-200

-300

-250

-300

peça bruta


determinada trajetória é realizada sobrepondo estas camadas em cotas de usinagemdefinindo um programa CN.

As trajetórias devem ser construídas se possível evitando passar a ferramenta duasvezes no mesmo local. As estratégias utilizadas são paralela ao contorno e paralela auma direção, nesta abordagem as duas são utilizadas simultaneamente (HELD, 1991).

Figura 5. Plano inicial de usinagem – projeção superior

Construindo o programa de comando numérico

A composição do programa CN é auxiliada pelo fato das partes deste estaremseparadas. Na figura abaixo temos as linhas verdes, que são os pontos dereposicionamento da ferramenta (transição de uma parte para outra).

A figura seis mostra dados referentes a uma trajetória já acrescida dos códigos dalinguagem de CN utilizada. A divisão da trajetória em várias cotas é feita simplesmenteeditando o arquivo da trajetória, e acrescendo a coordenada (z) os valores referentes acota de usinagem.

Figura 6. Exemplo de programa CN em formato texto

O processo de usinagem

84.3066, 200.9844, -150.0000124.8747, 163.8446, -150.0000174.4784, 152.5680, -150.0000206.1788, 163.0401, -150.0000233.5898, 170.6251, -150.0000267.0700,145.7283, -150.0000Z

ZZZZZ

C Ó D I G O D A L I N G U A G E M D O C N - L I N H A

P O S I Ç Õ E S R E L A T I V A S D A T R A J E T Ó R I A

cota de usinagem - 50NíVEL -200


Uma vez terminado a construção do programa CN, o próximo passo é a usinagem domodelo. Nesta atividade é recomendável como medida de segurança ativar o programana máquina CN sem contato com a peça bruta, ou seja, usinagem vazia. Desse modo épossível checar uma ultima vez o programa. Algumas aplicações para programas CADpodem realizar a simulação do processo de usinagem. A figura oito mostra uma partedo processo de simulação de uma trajetória, usando um programa de animação.

Figura 7. Simulação do processo de usinagem

Análise e discussão sobre as atividades

As atividades propostas, ainda estão sendo implementadas, levando-se em conta outrasquestões como disponibilidade de material de consumo e material didático (apostilas), etambém alguns pontos das atividades que podem ser melhoradas pelo desenvolvimentode aplicações para o ambiente CAD de trabalho, entretanto testes como mini cursosestão sendo realizados com alunos voluntários.

Estas duas atividades propostas oferecem boas condição para serem aplicadas emcursos de desenho. A atividade de esboço não requer mudança significativa na estruturada disciplina, entretanto a produção dos modelos requer tempo extra aula, além de peçasde reposição em casos de danos nos modelos. Esta atividade pode ser aplicada no iniciodos cursos como parte dos exercícios de esboço a mão livre.

A segunda atividade, esculpir trajetórias e caminhos de corte, requer o uso das máquinasCN pelos próprios alunos, assim exige alguns conceitos prévios sobre operação eutilização das máquinas. Embora estas possam ser aplicada individualmente a alunos,recomenda-se que a construção de objetos seja aplicada a duplas de alunos, enquantoque a construção de trajetórias de modo individual.

A construção de objetos como atividade apresenta as melhores características paracursos de desenho do que a simples construção de trajetórias, pois consegue fazer comque os alunos usem conhecimentos de geometria e façam uso de habilidades, como avisualização espacial. Durante esta atividade há a necessidade visualizar a trajetória daferramenta ao longo do eixo (z), além de atenção para evitar o choque da ferramentacom o sistema de fixação, ou extrapolar a área de trabalho da máquina.


Neste artigo apresentamos propostas de atividades para aplicação em cursos de desenhopara engenharia com o uso de máquinas como comando numérico. Experiênciasrealizadas na forma de mini cursos (MAFALDA; KAWANO, 1998), mostram que sãopossíveis de serem aplicadas, respeitando-se a quantidade de equipamentos disponíveise o número de alunos por grupo de trabalho.

O principal aspecto observado em relação ao uso destas tecnologias nos cursos dedesenho tem sido o fato de que uma eventual implantação destas atividades, os cursosdevem ser reformulados para um melhor aproveitamento dos alunos e encadeamentocom outras atividades de cursos de desenho para engenharia.

Agradecimentos

FAPESP - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo - proc. 97/09825-8

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SCHÖN,D.A. The reflective practioner: How professionals think in action. Arenaashgate Publishing, Inc. London, 1996.



Modernização do Ensino e da Pesquisa em EngenhariaElétrica na Universidade Presbiteriana Mackenzie

Sandra M. Dotto Stump e Luiz S. Zasnicoff

Universidade Presbiteriana Mackenzie

Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

Rua da Consolação, 896 – Edifício João Calvino

CEP 013202-000– São Paulo – SP

Fone: (011)236-8599 Fax: (011)236-8600

BREVE HISTÓRICO DA UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE

Numa cidade como São Paulo, é cada vez mais difícil reconhecer marcos tradicionais, afisionomia dos bairros, as ruas que percorremos. As antigas referências mudam tãorapidamente que nos parece como se andássemos por uma nova cidade.

Existem algumas referências urbanas que o tempo não apaga. O MACKENZIE é umadelas. Suas construções centenárias de tijolo aparente, seu campus no centro da cidade,símbolo de excelência em educação.

O MACKENZIE é uma comunidade fortemente integrada, graças à identidade depropósitos entre a comunidade de mestres e alunos.

Circulam pelo centenário campus cerca de 26.000 alunos, da Pré-Escola à Pós-Graduação, 1.000 funcionários, 2.000 professores e mais de 5.000 visitantes, queacorrem às suas dependências. Totalizam cerca de 34.000 pessoas, número superior àpopulação de muitas cidades brasileiras.

O MACKENZIE começou a nascer por volta de 1870, quando a cidade inteira malchegava aos 25.000 habitantes. Ainda havia escravidão e o Brasil era um impérioiluminado a velas e a lampiões de querosene. Culturalmente, a cidade era dominada pelaAcademia de Direito e o ensino básico e secundário eram controlados pela igreja doImpério.

Nesta cidade, um casal de missionários presbiterianos norte- americanos, o ReverendoGeorge W. Chamberlain e a Sra. Mary Annesley Chamberlain, fundou uma escola, nasala de jantar de sua casa, que começou a funcionar com apenas uma professora, a Sra.Chamberlain, e três alunos.

Se numericamente a escola era pequena, a proposta pedagógica era ambiciosa epioneira. Baseando-se no sistema escolar americano, as classes eram mistas, praticava-se ginástica, aboliam-se as repetições cantadas e os castigos físicos (a famosapalmatória), introduzia-se a experimentação. A ênfase principal era a liberdadereligiosa, racial e política, extremamente ousada numa época em que as escolas eramreservadas à elite, monarquista e escravagista. A Escola Mackenzie foi pioneira emreceber filhos de abolicionistas, republicanos, protestantes e judeus. Como nem todospodiam pagar, institui-se um sistema de bolsas, em 1872, que jamais foi abandonado.

Em 1896, começou a funcionar seu primeiro curso superior: a Escola de Engenharia.


Em 1952, foi solenemente instalada a Universidade Mackenzie que, na ocasião, contavacom a Escola de Engenharia e as Faculdades de Arquitetura, Filosofia, Ciências e Letrase Economia.

Hoje, o Mackenzie se constitui num dos maiores complexos educacionais da AméricaLatina, atuando nas mais diversas áreas do conhecimento humano, tanto em nível degraduação como de pós- graduação.

CRONOLOGIA DO INSTITUTO PRESBITERIANO MACKENZIE

O Mackenzie teve origem em 1870, com a abertura, na sala de jantar da residência deMrs Mary Annesley Chamberlain, esposa do reverendo George Whitehill Chamberlain,na Rua Visconde de Congonhas do Campo nº 1, São Paulo, de uma pequena escola detrês crianças. Pioneiro na educação sem distinção de sexo, raça ou crença, nasceu tãomodesto e despretencioso, que não houve registrado da data. A partir de 1878, algunsfatos sucederam-se, que demonstram a evolução da entidade até o presente.

1878 Miss Phoebe Thomas, organiza a 1ª classe de Educação Física.

1895 No dia 21 de Novembro, a instituição passou a denominar-se " MackenzieCollege", em homenagem ao benemérito Dr. John Theron Mackenzie.

1896 Instala-se o Curso de Engenharia; foi seu primeiro diretor o Dr. Horace ManleyLane.

1902 Instala-se a Escola de Comércio, que teve origem no curso de comércio, em 1890,sendo, portanto, o mais antigo do País.

1932 Instala-se a Escola Técnica, com cursos de Química Industrial, Mecânica eEletricidade: a primeira no Brasil.

1940 Substitui-se a denominação " Mackenzie College" por " Instituto Mackenzie".

1947 Instala-se a Faculdade de Arquitetura, que já existia desde 1917, como parte daEscola de Engenharia. Foi seu primeiro diretor o Profº Cristiano Stockler das Neves.Instala-se a Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras, sendo seu primeiro Diretor oProfº Lívio Teixeira.

1950 Instala-se a Faculdade de Ciências Econômicas. Foi seu primeiro Diretor o ProfºLicurgo do Amaral Campos.

1952 Instala-se a Universidade Mackenzie. Foi seu primeiro Reitor o Profº HenriquePegado.

1954 Instala-se a Faculdade de Direito. Foi seu primeiro Diretor o Profº JorgeAmericano.

1961 Nacionaliza-se o Mackenzie, que é transferido por doação à Igreja Presbiterianado Brasil.

1964 Instala-se a Escola Normal Mackenzie. Na verdade, o preparo de professores parao curso primário, iniciou-se em 1889, com a “Classe Normal".

1968 Institui-se o Centro de Rádio - Astronomia a Astrofísica Mackenzie (CRAAM),conhecido desde 1960 como Grupo de Rádio - Astronomia Mackenzie (GRAM).

1971Desligam-se da faculdade de Arquitetura e Urbanismo, os Cursos de ComunicaçãoVisual, Desenho Industrial, Desenho e Plástica, agregam-se à Faculdade deComunicação e Artes.


1972 Instala-se a Faculdade de Tecnologia. Foi sua primeira Diretora a Profª AuroraCatharina Giora Albanese.

1980 Desmembra-se a Faculdade de Ciências, Letras e Pedagogia em Faculdade deLetras e Educação e Faculdade de Ciências Exatas e Experimentais.

1990 Instalam-se os primeiros cursos de Pós-graduação “Stricto Sensu”.

1996 Altera-se a denominação do Instituto Mackenzie para Instituto PresbiterianoMackenzie. Comemora-se o 1º Centenário de fundação da Escola de Engenharia.

1998 Altera-se a denominação da Universidade Mackenzie para UniversidadePresbiteriana Mackenzie.

REESTRUTURAÇÃO DO CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIAELÉTRICA

Face à crescente evolução tecnológica que o Brasil e, por extensão, o mundo de formaglobalizada está vivenciando, fenômeno que reduziu significativamente o ciclo de novasaplicações tecnológicas para períodos extremamente curtos, inferiores a 2 anos, torna-senecessária uma reavaliação contínua do papel da Universidade na formação deprofissionais, que contemple as necessidades e transformações do mercado de trabalhonos seus mais variados segmentos.

Dentro dessa filosofia e, mais especificamente, no âmbito dos cursos de EngenhariaElétrica da Universidade Mackenzie, até recentemente oferecidos nas modalidadesgenéricas de Eletrônica e Eletrotécnica, evidenciou-se, como necessidade premente, amodernização dos cursos ensejando a criação de opções de ênfases que reflitam astendências de mercado e, ao mesmo tempo, procurem abranger os vários ramos deatuação dentro da engenharia elétrica.

Estes ramos, já identificados, abrangem as atividades de tratamento e transporte dainformação, através das ênfases de Telecomunicações e da Engenharia de Computação,bem como as áreas de Aplicações Industriais e de Gestão de Infra-Estrutura de Energia,conduzidas pelas ênfases de Automação e Robótica e de Sistemas de Energia.

A ênfase em Telecomunicações reflete a necessidade existente de profissionaisespecializados na área, face ao acelerado e promissor desenvolvimento que têm semanifestado neste país, caracterizado por uma irreversível abertura e privatização dosetor, possibilitando a criação de novas oportunidades de trabalho.

A ênfase de Engenharia de Computação objetiva preencher uma lacuna no mercado detrabalho, caracterizada pela necessidade de profissionais com sólida formação no campoda engenharia, para desenvolver, por meio de sistemas de computação, mecanismos eprocedimentos que objetivam automatizar funções e estabelecer critérios degerenciamento de processos ligados, notadamente, à área de engenharia.

A ênfase de Automação e Robótica tem por objetivo atender à necessidade crescente deprofissionais que atuem na área industrial, segmento este que enseja desafios, poiscaracteriza-se pelo intenso grau de competitividade, cabendo ao engenheiro estabelecer,projetar, conceber e adaptar soluções inovadoras de automação de processos, por meiode servomecanismos e utilização de robôs sofisticados, a exemplo da indústriaautomobilística mundial.

A ênfase de Sistemas de Energia objetiva complementar o ciclo de abrangência da área,como uma envoltória de sustentação de toda Engenharia Elétrica, contemplando os


processos de geração, transmissão, distribuição, gestão e controle das fontes de energia,tanto as convencionais como as formas alternativas, pontos estes vitais em um país queatinge um limiar de intenso desenvolvimento industrial, onde a demanda por energiaelétrica, de forma racional e otimizada, é cada vez mais acentuada. Alia-se a estesfatores o processo de privatização do setor, que fomenta a necessidade de mão-de-obraqualificada, em curto espaço de tempo.

Ressaltamos que, na concepção do modelo didático ora proposto, fruto do trabalhodesenvolvido ao longo dos últimos dois anos, houve a intenção de incluir disciplinasalternativas, tais como Engenharia da Qualidade Total, Gestão Empresarial, Marketing,e Engenharia de Negócios, Impacto Ambiental e outras, em todos os novos programas,objetivando garantir aos nossos engenheirandos, condições para uma atuaçãoprofissional consciente, empreendedora e criativa.

O curso de Engenharia Elétrica permaneceu, como já estabelecido, par ser completadoem um período ideal de dez semestres letivos. A nova grade curricular manteve-seuniforme para todos os cursos, até a quinta etapa, devendo ocorrer a opção nasrespectivas ênfases no início da sexta etapa. No critério de escolha e seleção, por partedo aluno, será considerado o seu desempenho acumulado nas etapas anteriores.

Certamente, esta reestruturação é um passo importante no processo de auto-avaliação daqualidade de ensino desta Universidade, e objetiva atender os interesses do país, dentrode um ambiente de profundas transformações sociais, culturais e econômicas.

ESTRUTURAÇÃO DO CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIAELÉTRICA

A evolução e a expansão das Telecomunicações e da Engenharia de Computação noBrasil, vêm requerendo profissionais qualificados e atualizados para exercer asatividades tecnológicas de desenvolvimento, pesquisa e ensino. É importante e oportunoa formação de recursos humanos capacitados para atuar nos vários segmentos deEngenharia Elétrica, tais como: projeto e implementação de sistemas, prestação deserviços, montagem de infra-estrutura laboratorial, produção de material técnico-científico etc.

O crescimento do parque industrial, aliado ao surgimento de novos processostecnológicos e infra-estruturas complexas, remetem à necessidade de contratação derecursos humanos especializados, com perfis diferenciados, portadores não somente desólida formação técnica e profissional básicas, mas também e principalmente, detentoresdo espírito de investigação científica, capazes de reagir de pronto às mudançastecnológicas impostas pela sociedade atual.

Observa-se, mundialmente, a posição de destaque assumida pelas áreas detelecomunicações e de engenharia da computação. A denominada globalização daeconomia tornou-se uma realidade graças ao auxílio das comunicações em longadistância, em curto intervalo de tempo. Estações terrestres de longo alcance, satélitesretransmissores e estações portáteis, assim como redes de teleprocessamento, fazemparte, atualmente, do cotidiano da Engenharia Elétrica.


A estruturação de cursos e programas que possibilitem a formação e reciclagem deelementos humanos especializados, é vocação natural das universidades, dadas suaexcelência, finalidade e atribuição.

Objetivos Globais

O Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu na área de Engenharia Elétrica daUniversidade Presbiteriana Mackenzie vem sendo conduzido desde os idos de 1990. Suafinalidade consiste fundamentalmente na formação de profissionais voltados paraatividades acadêmicas e de pesquisa e desenvolvimento, mediante oferecimento deprogramas de mestrado e doutorado. Objetiva a capacitação destes elementos nesta área,fornecendo conteúdos necessários ao conhecimento especializado e sua disseminaçãodentro da comunidade, estimulando a investigação científica e a capacidade criativa, eorientando na solução de futuros desafios tecnológicos.

Este campo de atividades é extenso e, de certa forma, diversificado. Contudo, éaconselhável e prudente que o programa contemple a especialização de candidatos nasprincipais áreas da atividade profissional. Para caracterizar estas sub-áreas, o atualPrograma foi estruturado de maneira a consolidar os conhecimentos de disciplinasrelacionadas, em conjuntos maiores, mas que guardam entre si uma relação deinterdependência curricular e afinidade técnica. O resultado do estudo préviopossibilitou gerar linhas de pesquisa distintas, que, juntas, praticamente envolvem ouniverso atual da engenharia elétrica.

Linhas de pesquisa

Pelo exposto, o Programa de Pós-Graduação na área de Engenharia Elétrica tem suaestrutura fundamentada nas seguintes linhas de pesquisa:

Sistemas de Comunicação

Optoeletrônica e Microondas

Processamento de Sinais

Desenvolvimento por Objetos

Tutores Inteligentes

As características, objetivos e justificativas de cada linha de pesquisa proposta sãodescritas a seguir. Adicionalmente, são mencionadas as disciplinas que constituem umadeterminada sub-área.

Sistemas de Comunicação

O objetivo desta linha de pesquisa concentra-se no estudo de algoritmos de otimizaçãode projetos de redes de comunicação de dados. Para este fim, são necessáriosconhecimentos de Teoria de Informação, Arquitetura de Sistemas Distribuídos eConstrução de Algoritmos. Na maioria das vezes, a implementação destes estudosrequer o uso de técnicas de inteligência artificial, tanto tradicional como conexionista,possibilitando o desenvolvimento de sistemas especialistas ou redes neurais, voltadas à

Propagação de Sinais

A importância dos atuais sistemas de comunicação para a economia, cultura e ciência éalgo inquestionável. Isto decorre da enorme quantidade de informações processadas emlocais afastados dos respectivos centros de geração. Sinais de rádio e televisão são


transmitidos entre várias localidades, mesmo continentes, por estações terrestres ousatélites, para permitir que milhões de pessoas possam usufruir destas informações.

A teoria das antenas é baseada em conceitos provenientes da teoria eletromagnéticaclássica. Sua evolução guarda estreita ligação com as modificações e técnicas aplicadasaos campos eletromagnéticos. Podemos construir transmissores, receptores e antenas dediferentes características, porem a essência destes campos fundamenta-se nas leisfísicas. A qualidade da comunicação é fortemente alterada pelos efeitos peculiaresdestes leis. O conhecimento prévio dos meios de propagação e dos fatores externos éimprescindível na obtenção de resultados satisfatórios. Solo, atmosfera, ionosfera eespaço são elementos que estabelecem a propensão ou restrição a um dado tipo detransmissão. A freqüência do sinal, o tipo de antena e as formas de modulação sãofatores que determinam a instalação e funcionamento dos sistemas. Esta linha depesquisa tem a finalidade de possibilitar a compreensão dos fenômenos que governam apropagação de ondas, mediante o estudo das particularidades dos meios propagantes,objetivando a melhoria das comunicações.

Optoeletrônica e Microondas

A evolução da telecomunicação caminha em direção a implementação de dispositivos eCIs de dimensões cada vez mais reduzidas e maior integração. Observa-se grandeimpulso no desenvolvimento da tecnologia de GaAs (Galium Arsenide), excelente parautilização em altas freqüências, e da tecnologia SOI (Silicon-On-Insulator), que, alémde ser indicada para altas freqüência, é naturalmente imune aos efeitos de latch-up,podendo operar em altas e baixas temperaturas. Atualmente, centros de pesquisa eindústrias têm exercido atividades em novos dispositivos destinados à comunicação emaltas freqüências. Vários exemplos de circuitos dedicados para telecomunicações sãoreportados na literatura, configurando um quadro otimista de uso crescente nestasaplicações. O surgimento de sistemas portáteis de comunicação, tais como telefonescelulares, pagers, PDA’s (Personal Digital Assistants) etc, obriga a indústria decomponentes ao desenvolvimento de novos produtos, para compatibilizar altafreqüência (faixa de microondas), baixas tensões (baterias portáteis) e baixo consumo deenergia. O objetivo deste programa é estabelecer condições para uma formação sólidaem dispositivos e circuitos para aplicações em alta freqüência.

Desenvolvimento por Objetos

Os trabalhos são direcionados especificamente para a linguagem C++, apoiando oprocesso de desenvolvimento conhecido como win-win (ciclo de ganho global). Arepresentação de apoio são as redes de Petri, operando frames (estruturas compostas decélulas e preeenchedores). Uma ferramenta CASE deve decorrer dessa linha depesquisa, apoiando o desenho das redes de Petri bem como o ciclo de ganho global. Ociclo de ganho global, por sua vez, não dispensa, nem substitui os outros modelos deprocesso de desenvolvimento. Representa uma alternativa de sintonia mais fina na buscade uma versão inicial do produto mais adequada a todas as pessoas-chave envolvidassoftware a software.

Tutores inteligentes

Representam uma contribuição significativa ao ensino à distância assistido porcomputador. O papel do tutor inteligente é indicar o melhor caminho na busca doaprendizado de um determinado tópico. Um problema complexo trazido pela tecnologiade Hipertexto merece tratamento especial: a sobrecarga mental (o usuário envereda por


tantos ramos improdutivos que se cansa sem encontrar a seqüência adequada). O tutorpode encontrar as sequências mais produtivas.

ESTRUTURA DO CURSO

A estrutura do Curso de em Mestrado Stricto Sensu na área de Engenharia Elétrica temsua concepção sedimentada nas regras e normas gerais recentemente estabelecidas pelaCoordenação Geral de Pós-Graduação. O Curso é constituído de dois anos acadêmicos.O primeiro ano caracteriza-se pela formação técnica de seus candidatos, medianteoferecimento de disciplinas, em sua maioria, comuns a todos os integrantes dosprogramas, caracterizadas por conteúdos especializados da área, resultando noaprimoramento do conhecimento profissional, na atualização dos recentes avançostecnológicos e na conscientização do panorama atual da arte. O segundo ano objetiva apreparação e realização do trabalho de dissertação, onde é ministrada, no primeirosemestre, uma disciplina de metodologia do trabalho científico, buscando fornecer aocandidato os requisitos e conhecimentos necessários à condução, preparação e edição desua dissertação de mestrado. O segundo semestre é dedicado fundamentalmente àfinalização da dissertação. Esta estruturação segue as novas diretrizes estabelecidas pelaCAPES.

Grade Curricular

Para esta primeira turma iniciante, em início de 1998, foram selecionadas disciplinasobrigatórias e eletivas, que devem ser estabelecidas pela Coordenação da Área. Novaspropostas devem surgir naturalmente durante a existência do programa, após avaliaçãodos resultados obtidos, visto ser este um processo dinâmico e evolutivo .

A grade curricular estabelecida para o período de 98/99, indicada a seguir, fica entãoconstituída de:

03 disciplinas obrigatórias no 1ª Semestre do Curso de Mestrado

03 disciplinas eletivas no 2ª Semestre do Curso de Mestrado

01 disciplina obrigatória no 3ª Semestre do Curso de Mestrado


GRADE CURRICULAR DO CURSO DE MESTRADO

1º SEMESTRE IDEAL DO CURSO

Nº Nome da Disciplina Carga Horária Nº Créditos

1 Disciplina Obrigatória I 48 04

2 Disciplina Obrigatória II 48 04

3 Disciplina Obrigatória III 48 04

Total Correspondente ao 1º Semestre 144 12



1 Disciplina Eletiva I 48 04

2 Disciplina Eletiva II 48 04

3 Disciplina Eletiva III 48 04




1 Metodologia do Trabalho Científico 48 04

2 Seminários: Acompanhamento da Dissertação - -




1 Seminários: Acompanhamento da Dissertação - 20

Total Correspondente ao 4º Semestre - 20

11ºº

ano

DO

curso

22ºº

ano

DO

curso


Total Geral do Curso de Mestrado 336 48

Elenco de disciplinas

O Elenco de Disciplinas do Programa fica, em face destas justificativas, estruturado deforma a contemplar 19 disciplinas, inclusive com vistas aos Programas de Doutorado.As disciplinas previstas neste Curso contemplam conteúdos tradicionalmente exigidosem cursos semelhantes nesta área e versam sobre atividades técnicas atualmentedesempenhadas no campo profissional, quer comerciais e maduras, quer de pesquisa edesenvolvimento. As disciplinas propostas são indicadas a seguir.

Sistemas de Comunicações

Processamento Digital de Sinais

Teoria da Informação

Antenas e Radiopropagação

Sistemas de Comunicação Via Satélite

Teleprocessamento, Redes e Cocnetividade

Dispositivos para Altas Frequências

Sistemas Optoeletrônicos

Modelagem de Sistemas via rede de Petri

Otimização via Programação Matemática

Linguagens e Estruturas de Dados

Controle de Qualidade na Engenharia de Software

Construção de Interface GUI

Inteligência Artificial

Técnicas de Compressão de Dados e Criptografia

Computação Gráfica

Arquitetura de Sistemas Operacionais

Bancos de Dados Distribuídos

Metodologia do Trabalho Científico

Infra-Estrutura Instalada e Corpo de Professores

A Pós-Graduação está instalada em edifício próprio, recentemente adquirido peloMackenzie, com 10 andares, dispondo de 4 andares destinados especificamente para asatividades em pós-graduação, totalizando cerca de 2.500 m2 de área construída,comportando 24 salas de aulas com modernos recursos áudio-visuais, 5 anfiteatros,salas para pesquisadores com 30 computadores pessoais, salas para laboratórios depesquisa acadêmica e um centro de pesquisa e desenvolvimento voltado para atividadesem telecomunicações e computação, recém inaugurado, construído mediante convêniode cooperação mútua entre o Mackenzie e empresa Siemens do Brasil.


Presentemente, o programa de Engenharia Elétrica conta com quatro professores emdedicação integral. Até o final deste ano, a meta prioritária é a contratação de quatronovos professores doutores, de modo a formar um corpo composto por 8 elementos, emregime de tempo integral, de modo a constituir uma massa crítica mínima inicial,atendendo aos requisitos ditados pela CAPES. A longo prazo, espera-se a agregação denovos elementos, em regimes de tempo parcial.

Estes recursos conferem aos programas de mestrado e doutorado as condiçõesnecessárias para um desempenho inicial adequado, na condução dos trabalhosacadêmicos.


O ensino de engenharia na universidade virtual

José Cubero Allende1 ; Maria Helena Silveira2 ; Silvio de Souza. Lima 3

Universidade Federal do Rio de JaneiroDepartamento de Mecânica Aplicada e Estruturas

Prédio Centro de Tecnologia, Bloco D- 205 – Ilha do Fundão –CEP.21945-970 – RJ – Brasil.1Email:[email protected]

2Email:[email protected]:[email protected]

Fernando Antônio Amorim

Universidade Federal do Rio de JaneiroDepartamento de Engenharia Naval

Prédio Centro de Tecnologia, Bloco C- 203 – Ilha do Fundão –CEP.21945-970 – RJ – Brasil.

Email: [email protected]

Resumo: O desenvolvimento tecnológico oferece à universidade, deste fim de século, apossibilidade de se tornar mais eficiente, não por simplesmente adquirir e usar equipamentos etecnologias de ponta capazes de ampliar o alcance da palavra - oral ou escrita - e da imagem-constituída ou decifrada - mas, por possibilitar pô-los a serviço de uma sólida basepsicopedagógica capaz de organizar o processo ensino-aprendizagem de modo a conseguir aformação de um profissional consciente, criativo e independente.As “tecnologias de ensino” entram na universidade não para massificar, aumentar a clientela,mas para dar qualidade à formação profissional.Sobre estas idéias se desenvolve o trabalho que combina de um lado a necessidade, de organizara atividade do estudante universitário do ponto de vista psicopedagógico para que ele incorporeo uso dos mais modernos meios educativos - videoconferências, redes de comunicação ,realidade virtual, multimeios, vídeos e cinema; de outro lado existe a necessidade de oferecer aouniversitário a possibilidade de, em alguns trabalhos, estabelecer seu próprio ritmo de estudo,poder trocar experiências e idéias, compartilhar fontes de consulta com outros estudantes, pedirsugestões a especialistas, conseguir atualização rápida e, sabendo organizar-se usar atecnologia sem ser dependente dela. Com a criação desses hábitos o jovem começa a participarde alguma forma do que chamamos “controle social do conhecimento”, participandocriticamente de um campo de saber.

O trabalho procura fundamentar cientificamente os aspectos psicopedagógicos e

analisa alguns resultados experienciais na aplicação desses princípios.

A UNIVERSIDADE VIRTUAL E O ENSINO DA ENGENHARIA

O termo Universidade Virtual começa a ser utilizado há poucos anos, quando umconjunto de meios tecnológicos se introduzem nos sistemas tradicionais de ensino ádistância. Este conceito novo, desenvolvido e utilizado de diferentes modos e de


diversas maneiras vai conformando seu significado, seus princípios, suas características.Digamos que Universidade Virtual é como uma caixa nova e vazia que, na práticadiária, cada qual trata de preencher à sua maneira.

Diante da situação atual e ante os usos desviantes que encontramos tantas vezes,e que alguns tratam de impor, tentamos oferecer nossa opinião para meditar emconjunto sobre essa possibilidade que consideramos muito importante se for utilizadaadequadamente em função de um ensino universitário melhor, mas que, se resultarapenas em agregar pura tecnologia a formas tradicionais e reprodutivas de ensino, podeestar fazendo muito dano à educação universitária.

A virtualidade da Universidade poderá ser dada quanto à possibilidade deenfrentar o aluno não com os objetos originais nos que estão presentes os conteúdos emestudo, mas com as reproduções virtuais, digitalizadas, dos objetos originais. UmaUniversidade pode ser virtual quando, em determinados momentos do processo deapropriação dos conhecimentos e habilidades, o aluno trabalha com objetos virtuaisportadores da informação sobre o conteúdo em estudo. A importância fundamental destemomento é que nesses objetos virtuais devem se encontrar os elementos essenciaisnecessários e suficientes para que o aluno possa executar as ações específicasimprescindíveis para apropriar-se deles como si estivesse ante o objeto original. Paraeste fim a moderna tecnologia com o avanço da informática cada vez mais oferecenovas oportunidades que permitem aumentar as possibilidades de satisfazer a demandaexposta anteriormente.

Não admitimos que o virtual possa limitar-se a soluções aparentes de situaçõesde aprendizagem em interação mecânica com a máquina.

A introdução do virtual na Educação Universitária deve servir para melhorar aqualidade da educação e não a quantidade. Se, como conseqüência da melhor qualidadee das possibilidades que esta nova tecnologia introduz pudermos aumentar a quantidade,esta é uma conseqüência favorável, mas não devemos trabalhar na Universidade Virtualcom o objetivo de apenas aumentar a quantidade de estudantes. A educação superiornão pode ser vista como um negócio de mercado onde a introdução de novas tecnologiae a criação de Universidades Virtuais permitam aumentar os alunos para acrescentarmais rendimentos econômicos.

Um aspecto importante que é preciso ter presente na Universidade Virtual é considerarque o ser humano como ser cognoscente, também se relaciona com os outros. Sente,padece, sofre, se emociona e possui valores, tudo isto é responsabilidade daUniversidade. A tecnologia não resolve estes aspectos comunicativos especificamentehumanos. É impossível influenciá-los só com a utilização da máquina, à distância, semcontato direto de professor com alunos. Isto reafirma a necessária presença direta doprofessor no processo de apropriação de conhecimentos para conseguir de algumaforma o intercâmbio pessoal, a direção tutorial na aprendizagem. Podem existirprofessores de grande nível científico e metodológico que se comuniquem com muitosalunos através de qualquer tecnologia, e ainda quando os separem milhares dequilômetros, mas é necessário que o sistema conte com professores que tenham contatodireto com o aluno. A função do professor como dirigente do processo de ensino se fazmais complexa na Universidade Virtual. Por esta razão o engenheiro deve se prepararpara o uso metodológico desta nova forma de ensino. A Universidade Virtual utilizauma metodologia especial que aproveita as potencialidades do recursos tecnológicosdisponíveis, para orientar o estudante nas atividades a realizar especificamente com osobjetos virtuais.


ENSINO OU APRENDIZAGEM NA UNIVERSIDADE VIRTUAL?

Na graduação se constrói a competência crítica específica de cada área. Não háordens ou mandamentos a obedecer ou cumprir, existem opiniões, teorias e teses paraanalisar, aceitar, recusar ou superar. Nesse processo o estudante deixa de ser cego epassa a saber que as “leis das ciências” foram e são codificadas dentro de sistemas maisamplos, são condicionadas pelas épocas, são formuladas por homens em determinadascircunstâncias concretas: superáveis, portanto. Cada disciplina, ao incluir a história dasciências em que se fundamenta, encaminha o pensamento para sair do dogmático echegar às contraposições teóricas, ficando, portanto, exposta ao controle social do saber.

Para os melhores mestres, ao longo dos séculos, ensinar tem sido desafiar, saberperguntar, formular questões intelectualmente provocantes, colocar problemas queexijam soluções. Aprender, para quem estuda, resulta de tomar conhecimento de seuspróprios limites e trabalhar para alargá-los, beneficiando-se dos conhecimentos históricae socialmente acumulados.

A formação universitária de engenheiros, concebida como formação deintelectuais que exercerão a engenharia, se constitui em sistema aberto com etapascoordenadas, visto que a conclusão do curso não é a conclusão da aprendizagem, esta,um-sem-fim, dada a necessidade de inclusões constantes. A incorporação permanente denovos conhecimentos científicos e tecnológicos à prática da engenharia exigeprofissionais capazes de estudar crítica e criativamente. A construção de novas relaçõeseconômicas que intensificam as interações comerciais exige para se preservar asoberania dos projetos nacionais a capacidade de criar e recriar não apenas de aprendere incorporar.

O professor de engenharia depende do conhecimento atualizado das disciplinasque ensina mas precisa de formação psicológica, sociológica, pedagógica emetodológica. Isso não basta, depende da cultura geral para estabelecer relações ouapontá-las, de um certo nível filosófico-político para compreender a função social daeducação que produz. São equivalentes em importância, os conteúdos específicos, aespecialização, a competência na psicopedagogia e na capacidade de utilizarmetodologias adequadas à juventude com quem interage. O professor é um “fazedor depontes”, mediador, quando elabora as dimensões educativas da ciência, da técnica e dacultura moderna.

Ao aluno de engenharia é preciso oferecer oportunidades para que, além dosconhecimentos necessários à profissionalização, ele procure:

aprender a se conhecer e a organizar seu próprio trabalho acadêmico;

ver em qualquer projeto as vinculações éticas e as variáveis políticas, sociais,econômicas e ambientais;

observar e trabalhar sobre suas experiências, refletindo sobre suas práticas e seushábitos intelectuais, procurando novas fontes de informação, participando de debates,mantendo-se aberto a reformulações;

cultivar a capacidade de comunicação oral, escrita e gráfica;


aprender a formar outras pessoas, a coordenar grupos de trabalho, a mediar a inclusãode novos conhecimentos;

desenvolver as competências necessárias ao trabalho socialmente desenvolvido:argumentação, divisão de tarefas, delegação ou assunção de responsabilidades, etc.;

atingir a segurança necessária para conseguir trabalhar com recortes ou contornos quenão podem ser totalmente precisos, visto que há constantes mudanças nas variáveissociais.

Para que a aquisição do saber não fique muda, o ensino vem se valendo do “métodotutorial oxfordiano”, que se distingue radicalmente das formas “estímulo-resposta” dainstrução programada massificante, ainda que possa usar computadores, correioeletrônico, associar imagem-palavra no vídeo ou na televisão, estabelecendo através dasnovas ferramentas formas capazes de atingir pessoas em mais lugares. Entretanto, asdiretrizes estão na ética socrática, na Didática Magna de Jan Amos Komensky, que noséculo XVII, ilustrando livros de ensino afirmou a necessidade de usar o maior númeropossível de sentidos para aprender. Também estão na busca democrática dosenciclopedistas franceses que ilustraram a primeira grande enciclopédia moderna, emLev. S. Vigotsky que comprovou a apropriação social do conhecimento e a formaçãosocial da mente, nas práticas descritas por Gilbert Highet nas universidades inglesas.Todos estavam mais interessados no outro, naquele que aprende, buscando desvendarcomo aprende. O ponto de partida, nunca foi o programa ou o conteúdo, foi aplataforma onde o outro está.

Claro que há muito mais, isto são traços de contorno.

Cabe ao professor, sempre no processo, dentro deste viés metodológico, aolongo do curso, presencial ou à distância:

Historicizar o que vai trabalhar.

Mapear conceitos, explicar e justificar a organização da disciplina na concepção geraldo curso. Nesse ponto a narrativa visual pode ser muito útil para encaminhar a propostae economizar tempo em sala.

Propor temas e linhas de trabalho, dar parâmetros.

Encaminhar a revisão crítica das fontes anteriores que podem ser complementadas ousuperadas pela inclusão de meios educativos audiovisuais ou das imagens reversíveis decomputação. O importante é prever o tempo para análises, confrontos, distinções paraque aceitação ou recusa sejam resultado de atividade intelectual criteriosa, deargumentação consistente não, uma simplificação redutivista e empobrecedora.

Indicar novas fontes de consulta: compêndios, obras especializadas que reexaminem opensamento científico que embasa as diferentes tecnologias; dicionários e enciclopédiasque expõem novas concepções (impressos ou virtuais); revistas de áreas afins, boletinsde órgãos de classe, anais de congressos, vídeos científicos ou gerais, páginas dainternet, etc, etc. Propor novas experiências.

Orientar a preparação de arquivos para registro de argumentação, experiências, imagensa serem reexaminadas no momento de produção de síntese dos grupos ou de cadaestudante.

Discutir com cada estudante ou com as equipes cada grande fase de elaboraçãointelectual, redirecionando as hipóteses, sempre que necessário.


Avaliar cada fase do processo de aprendizagem, bem como levar os estudantes aacompanharem e avaliarem as circunstâncias e as propostas apresentadas em funçãodos objetivos, da metodologia, da consecução de alargamento de seu campo intelectuale das competências profissionais que forem incorporando.

- CONCEBER E DISCUTIR AS FORMAS DEVALIDAR LEGALMENTE OS CURSOS E ACERTIFICAÇÃO DELES À DISTÂNCIA, PARA NÃODESVALORIZÁ-LOS, É AINDA TAREFASOCIALMENTE IMPRESCINDÍVEL.

O TRABALHO CRESCE ENQUANTO O CURSO ÉPREPARADO, OS INSTRUMENTOS SÃO ESCOLHIDOS,PARÂMETROS SÃO TRAÇADOS, E NA ATIVIDADEDIRETA OU VIRTUAL COM OS GRUPOS A QUALIDADEDO CONHECIMENTO APROPRIADO SE FAZ EVIDENTE.SEM QUALQUER DÚVIDA, OS EGRESSOS DAS ESCOLASDE ENGENHARIA ENFRENTARÃO AS DIVERSIDADES DASOCIEDADE, AS MUDANÇAS DO MERCADO E ASDIFICULDADES NATURAIS DO TRABALHO DE FORMAMAIS COMPETENTE. CADA HOMEM SE APROPRIAATIVAMENTE DO MUNDO E AO MODIFICÁ-LOAUMENTA SUAS CAPACIDADES UNINDO AÇÃO EREFLEXÃO.

COMO SE FOSSE UMA CONCLUSÃO

Desde C. S. Peirce (séc.XIX) os estudiosos dos mais diversos campos passam ase preocupar com as questões ligadas à relação imagem-palavra-significado,

Umberto Eco catedrático da Universidade de Bolonha afirma que o universo dasemiótica, isto é, o universo da cultura humana é um labirinto de terceiro tipo:

a – estruturado de acordo com uma rede de intérpretes,

b – virtualmente infinito, leva em conta as interpretações dadas por diferentes culturas.Todo discurso sobre a enciclopédia lança dúvidas sobre a estrutura da própriaenciclopédia,

c – não registra apenas “verdades” mas o que se diz sobre a verdade ou o que se acreditaser a verdade.

Acabaram-se as certezas tranqüilizantes, é indispensável a interrogaçãopermanente, o cruzamento multi-inter-transdisciplinar.

Na hora atual, é preciso constituir “constelações”, redes, teias abertas a inclusõesou exclusões até para poder ver melhor na especialização. Não basta abrir o dicionário eprocurar o estável entre signo e coisa.


Pierre Bourdieu, sociólogo e coordenador durante anos da Escola de Altos Estudos emCiências Sociais, em Paris, faz em Méditations Pascalienes (1997) uma reflexão quenos parece importante transcrever, ainda que fragmentada:

Confissão impessoal......................................................................................................................

“Não posso fechar esta confissão impessoal sem enfocar o que me parece ser apropriedade mais importante mas a mais invisível do universo filosófico deste lugar edeste momento – e, talvez de todos os tempos e de todos os países -, quer dizer ofechamento escolástico que, apesar de caracterizar também outros lugares importantesda vida acadêmica, Oxford ou Cambridge, Yale ou Harvard, Heidelberg ou Gottingen,aparece numa de suas formas mais exemplares na Escola Normal Superior (França). Eletem sido repetido, celebrando o privilégio desse mundo separado, encerrado, essa abadiade Thélème, afastada das necessidades do mundo real, onde foram formados, em tornodos anos cinqüenta, a maioria dos filósofos franceses cuja mensagem inspira hoje oradicalismo do campus americano,

E, não apenas por acaso. As universidades americanas sobretudo as de maisprestígio e as mais exclusivistas, são a “skholé” feita instituição. Quase sempre situadasfora e longe das grandes cidades como Princeton – totalmente isolada de Nova Iorque eda Filadélfia, ou ficam nos subúrbios sem vida, como Harvard em Cambridge, ouquando estão nas cidades – como Yale em New Haven, Colúmbia perto do Harlem, ou auniversidade de Chicago envolta por um imenso gueto -, totalmente separada da cidade,especialmente pela grande proteção policial que isso exige, têm uma vida cultural,artística, política próprias – com um jornal que fala das ocorrências do campus – e que,com a atmosfera de estudo retirada dos ruídos do mundo, contribui para isolarprofessores e estudantes da atualidade e da política, de qualquer modo muito longínquasgeográfica e socialmente, percebidas como fora de alcance. Caso modelar (idéaltypique)a universidade da Califórnia em Santa Cruz, lugar matriz (haut lieu) do movimento“posmodernista”, arquipélago de faculdades dispersas numa floresta que só secomunicam pela Internet. Foi construída nos anos sessenta, no alto de uma colina, pertode um balneário para aposentados ricos, sem indústrias: como não acreditar que ocapitalismo se dissolveu num “fluxo de significantes separados de seus significados”,que o mundo está povoados de “cyborgs” de “organismos cibernéticos” e que entramosna era da “informática de dominação”, quando se vive num pequeno paraíso social ecomunicacional, em que todo traço de trabalho e de exploração foi apagado?”

Paul Virilio, em 1996, publica Cybermonde, la Politique du Pire, EditionsTextuel, Paris. Há anos ele é um estudioso das questões da visão e do olhar, tendofocado a importância dos equipamentos que ampliaram as possibilidades de ver. Nesselivro retoma alguns pontos, discutindo os argumentos a favor e contra o ciberespaço,comentando o modo como os Descobrimentos dos séculos XV e XVI mudaram aconcepção de mundo e de espaço, hoje, na era comunicacional, as grandes redes de TVou computação mundializam o lugar acentuando a percepção do simultâneo em vez dolinear seqüencial, alterando também o sentimento do tempo com o “ao vivo”. Isso leva aoperar subordinado à lógica do mercado porque o tornado visível para ser analisado ouincluído é o que foi escolhido por quem detém as matrizes da informação. Mostrar umavez pode ser informar, repetir várias vezes pode ser sugestionar ou conformar, incluirnas notícias ou nas imagens da semana, do mês, do ano vem a ser assujeitar, uma forma


de encarceramento. A imagem que se torna pública não pode substituir o espaço-públiconem social.

Para manter nossa inquietação, retomamos Bourdieu:

“Os conceitos podem – e, numa certa medida devem – permanecer abertos,provisórios, o que não quer dizer vagos, aproximativos ou confusos. Toda a verdadeirareflexão sobre a prática científica confirma que esta “abertura” dos conceitos, quemostra seu caráter “sugestivo”, donde sua capacidade de produzir efeitos científicos –fazendo ver coisas não vistas, sugerindo pesquisas a empreender e, não somentecomentários – é própria de todo pensamento científico se fazendo, em oposição àciência já feita sobre a qual refletem as metodologias e todos aqueles que inventamdepois a batalha da regras e dos métodos, mais nocivos que úteis. A contribuição dumpesquisador pode consistir, em muitos casos em chamar a atenção para um problema,para alguma coisa que não é vista porque é muito evidente, muito clara ou, comodizemos, “entra pelos olhos”.”

In, CHOSES DITES, Paris.

Les Éditions de Minuit, 1987.



Apontamentos para uma discussão sobreinterdisciplinaridade

Maria Helena Silveira

Universidade Federal do Rio de JaneiroDepartamento de Mecânica Aplicada e Estruturas

Prédio Centro de Tecnologia, Bloco D- 205 – Ilha do Fundão –CEP.21945-970 – RJ – Brasil.1Email:[email protected]

2Email:[email protected]

“Proclamo que a escultura é oito vezes mais arte que qualquer outra derivada dodesenho, há para cada estátua oito pontos de vista dos quais deve ser contempladae revelar-se perfeita ... Estes pontos não são somente oito, são quarenta ou mais.

Benevenuto Cellini, 1547

Citar um artista que teoriza sobre a multivisão, há quase 500 anos, podeestimular a busca de enfoques para a conceituação da interdisciplinaridade.

Nas décadas de 60 e 70, no Brasil a interdisciplinaridade surge questionando omodelo estreitamente disciplinar que já não conseguia enfrentar os problemas de ensinoe de conhecimento. Torna-se um modismo redutor, mais citado do que praticado epensado. “A política do questionamento da verdade é tão ambivalente quanto o estatutoda própria verdade nas nossas sociedades”. Na busca de um progresso linear, naquelecontexto, impõe-se à Universidade um modelo contraditório, “abrindo-a emdepartamentos”, abandonando os grandes cursos e as tradicionais escolas e faculdades.Quase sempre a luta pelos pequenos poderes se fez mais importante que a análise dasnecessidades de inclusão/exclusão de campos de saber. Dentro do emaranhado dessemodelo copiado restou aos alunos e à maior parte dos professores decifrar aquelamodelagem que recusava integrar-se ou articular-se em cursos. Em nome de umaaceleração imprescindível ao país o projeto político refletia e repetia diretrizes externas,implantando uma nova morfologia de ensino superior. A impressão de liberdade teórica,a substituição do sistema seriado, a fusão de turmas que, às vezes, se tornaramgigantescas e outras calamidades massificaram o ensino e “aligeiraram conteúdos”facilitando os negócios de empresários da educação. Hoje o clamor público contra odespreparo profissional dos egressos do ensino superior evidencia os resultados dessagrotesca caricatura expressionista e o país paga o alto preço de mais uma frustração.

Na década de 80, alguns professores e pesquisadores nos trabalhos de ensino,extensão e pesquisa procuraram compreender a interdisciplinaridade, explicitandocontradições, buscando convergências, apropriando-se da produção teórica internacionale refletindo sobre suas próprias práticas. Sem dúvida um dos pioneiros foi Japiassu. Acontestação da lógica positivista amplia a discussão sobre os modelos em que seorganizam os conhecimentos. Contrapõem-se linearidades e árvores, modelos à


dicionário e à enciclopédia, uns encaram o homem como animal racional, ponto. Outros,como ser que antecipa resultados e conquista o espaço.

Entre as metáforas desses labirintos a que nos interessa é a rede, neste momento.Não a rede do pescador, nem as redes computacionais. Na rede cada ponto pode terconexão com qualquer outro ponto, ela não tem interior ou exterior, nem direçãoobrigatória. Cada um de seus pontos, nexos, pode ser ligado a qualquer outro ponto,sendo o processo de conexão um contínuo de correção das conexões. Torna-se ilimitadaporque sua configuração é sempre distinta da que era um momento antes e pode-sepercorrê-la segundo linhas diferentes. É preciso aprender a corrigir a imagem criada derede, que se contenta em examinar setores, sabendo que sincrônica e diacronicamentenão há estrutura determinante, fixa. Não haverá um fim, nem uma marca inicial, porqueas junturas são abertas ou passíveis de abertura.

A razão é insuficiente para se tornar uma força reguladora, capaz de prover aunidade social que inclui afetos e valores não, apenas dados e normas. Quando se falaem crise da razão é da razão globalizante que pretende uma imagem última do universo.O pensamento em labirinto, em rede, em constelação é conjetural, contextual,probabilístico mas é racional. Razoável porque permite o controle social, nãodesemboca em renúncia ou negação absoluta.

A crise da universidade não é nova, se isto pode servir de consolo - Voltaire àdenunciava já no século XVII. Um ponto que tem dificultado as propostasinterdisciplinares são as concepções de saber, ou ciência, ou ensino em que cada setor seconcebe como fundante. Os confrontos, quanto ao reconhecimento de que o mundo daspercepções e das experiências não pode ser simplesmente derivado de leis universaisabsolutas e de que conceito bem construído é o adequado ao mundo real, se estendematé hoje. Há pensadores e cientistas que se arrogam ainda, em nome do saber ou daracionalidade, o direito de publicar frases do tipo “... não é de modo algum necessáriorelacionar problemas éticos ao conhecimento científico ...”. Um dogmatismoempobrecedor ou esperto. Não é útil contrapor, apenas, racionalismo a princípios éticosou à estética - valores e sensibilidades - isso não conduz às reelaborações conceituaisnecessárias. Não se descarta que foi o Iluminismo, com seu sujeito centrado, queproduziu os primeiros “humanistas” capazes de combater as autocracias brutais doabsolutismo feudal em grande parte da Europa. Na análise da estética que emerge com aModernidade a formulação teórica está intimamente articulada ao processo material deprodução.

Em AS REGRAS DA ARTE, Pierre Bourdieu esclarece como se fez o OLHODO QUATTROCENTO do qual se dão alguns fragmentos:

A relação de falsa familiaridade que mantemos com as técnicas de expressão e com osconteúdos expressivos da pintura do quattrocento, e em particular com a simbólica cristã cuja constâncianominal mascara profundas variações reais no decorrer do tempo, impede-nos de perceber toda adistância entre os esquemas de percepção e de apreciação que aplicamos a essas obras e os que elasexigem objetivamente e lhes eram aplicados por seus destinatários imediatos é preciso romper com asidéias aceitas, desafiar conveniências e pensar obras tão sacralizadas quanto as de Piero della Francesaou Botticelli em sua verdade histórica de pinturas para “vendeiros”.


Para romper com a semicompreensão ilusória que se baseia na denegação da historicidade, ohistoriador deve reconstruir o “olho moral e espiritual” do homem do quattrocento, isto é, em primeirolugar as condições sociais dessa instituição - sem a qual não existe demanda, portanto mercado dapintura. O cliente que encomendava obras de arte não tinha muita necessidade de analisar suasmotivações íntimas; pois em geral, tratava-se de formas de arte institucionalizadas - o retábulo, o afrescoda capela familiar, a madona no quarto, o mobiliário mural no gabinete de trabalho - que,implicitamente, racionalizavam suas motivações em seu lugar, e de maneira lisonjeira, e que, em largamedida, ditavam aos pintores o que tinham de fazer.

A brutalidade, ou a inocência, com a qual as exigências dos clientes, e sobretudo suapreocupação de fazer um negócio vantajoso, afirmam-se nos contratos, constitui por si uma primeirainformação importante sobre a atitude dos compradores do quattrocento com relação às obras e, porcontraste, sobre o olhar “puro”.

Durante o tempo em que a relação entre o patrão e o pintor pode dar-se como uma simplesrelação comercial em que o comanditário impõe o que o artista deve pintar, e em que prazo e com quaiscores, o valor propriamente estético das obras não pode ser realmente pensado enquanto tal, ou seja,independentemente do valor econômico: por vezes ainda prosaicamente medido pela superfície pintadaou pelo tempo despendido, este é cada vez mais freqüentemente determinado pelo custo dos materiaisutilizados e pelo virtuosismo técnico do pintor, que deve manifestar-se com evidência na própria obra. Àmedida em que o campo de produção artística adquire autonomia, os pintores ficam cada vez mais aptosa fazer ver, a fazer valer a técnica, a maneira, a “manifattura”, portanto, a forma, tudo aquilo que,diferentemente do assunto, no mais das vezes imposto, pertence-lhes propriamente.

As diferentes dimensões que a análise isola inevitavelmente pela necessidade da compreensão eda explicação estão intimamente ligadas na unidade de um “habitus”, e as disposições religiosas dohomem que freqüentou a igreja e ouviu sermões confundem-se completamente com as disposiçõesmercantis do homem de negócios versado no cálculo imediato das quantidades e dos preços, como omostra a análise dos critérios de avaliação das cores: “Depois do ouro e da prata, o azul-ultramar era acor mais preciosa e mais difícil de empregar. Havia nuances caras e outras baratas, e existia até umsubstituto ainda mais econômico que se chamava azul-alemão. Para evitar as desilusões, os clientesestabeleciam que o azul empregado seria o azul-ultramar; os clientes ainda mais prudentes estipulavamuma nuance particular - ultramar de um ou dois ou quatro florins a onça. Os pintores e seu público erammuito atentos a tudo isso, e as conotações de exotismo e de perigo que se associavam ao azul-ultramareram um meio de pôr alguma coisa em evidência, o que corre o risco de escapar-nos, pois o azul-escuronão é para nós mais impressionante que o escarlate ou vermelhão. Chegamos a compreender quando oazul-ultramar é utilizado simplesmente para designar a personagem principal de Cristo ou de Maria emuma cena bíblica, mas os usos verdadeiramente interessantes são mais sutis. No painel de Sasseta, SãoFrancisco renunciando aos seus bens, a vestimenta que São Francisco repele é ultramar.

Quando os objetos passam a ser produzidos para o mercado, como bens deconsumo de qualquer um, sem estarem, destinados à Igreja ou aos senhores, a incipientesociedade burguesa ganha um começo de noção de autonomia e auto-referência. É odiscurso da estética que vai elaborá-la. A autonomia - modo de ser auto-regulado -fornece à “classe média” um modelo de subjetividade até então inexistente. Acompreensão da autonomia é radicalmente ambígua, fornece de um lado o elementocentral da ideologia burguesa, do outro, enfatiza as capacidades humanas de criação eliberdade. A distinção que o termo estética propõe, no século XVIII, é entre sensações eidéias absolutas, entre o material e o imaterial, re-incluindo o corpo seus afetos esentidos na reflexão sobre o homem através do gosto, da sensibilidade e dos valores.

No trabalho interdisciplinar será possível, talvez, desvelar o que é evidente -nunca houve uma época áurea de certezas e tranquilidade para o homem e suasinstituições. Pode-se afirmar que “natural é o conflito”. A contraposição leva a entenderque a objetividade científica reside no trabalho de crítica às teorias anteriores de ondepoderá surgir alguma síntese nova, provisória também como verdade.


Em SOBRE ESPELHOS, Umberto Eco discute algumas questões relativas àhierarquização das ciências. Exemplifica com o pensamento de Kepler sobre os dadosreferentes à órbita dos planetas, os quais precisou antecipar, compreendendo umapossível elipse como a forma do fenômeno observado para que seus dados relevantesjustificassem a possível lei. Produzir uma hipótese é quase o mesmo que tentaradivinhar: há dados inexplicáveis, o pesquisador cria a hipótese de que eles sãoocorrências de uma lei mais genérica que os explicam (PEIRCE) chamou isto deabdução.

Nas ciências naturais para explicar dados procuram-se leis, produzem-sesímbolos - palavras, diagramas, esquemas, modelos - que se aplicarão a classes defenômenos.

Nas ciências humanas produzem-se símbolos, teorias, interpretações sobresistemas de formas simbólicas, não são dadas informações sobre a natureza, faz-se aanálise lógica das formas de representação da realidade.

As ciências da natureza são interpretações, dados de primeiro grau, as humanassão interpretações de segundo grau no sentido de que são interpretações de outrossistemas, em que já se constituiu uma representação inicial pela palavra, pela imagem,etc.

A diferença entre as ciências não incide sobre o raciocínio hipotético, comum atodas e que consiste em encontrar implicações, algo que sendo verdade dá conta deoutras coisas, exigindo sempre pré-compreensão e circularidade.

A revitalização das instituições de ensino depende também, da competênciadesenvolvida no “ensinar a pensar”. Isso impõe trabalhos que evitem a reprodução dapalavra do mestre e encaminhem para levantamento de hipóteses, desenvolvimento decapacidade de reversão de análises e interpretações, multiplicação de relações deinclusão ou exclusão capazes de preparar para a obtenção de novas sínteses.

Resumindo, a complexidade dos problemas relativos à educação encaminha,naturalmente para a busca de soluções no trabalho interdisciplinar de profissionais eespecialistas de origem diversificada. A equipe se materializa quando cada componenteabandona a pretensão de que apenas seu aparelho conceitual é capaz de dar conta dacientificidade. Ao se instruir em outras disciplinas cada um pode fazer progredir opróprio conhecimento. O percurso incialmente vem a ser multidisciplinar, enquantorompe a compartimentação dos saberes e faz circular informações entre professores,especialistas e técnicos. Depois se torna interdisciplinar por suas multidimensões emtorno da concretude de um projeto, que depende de abordagens e de cooperação entredisciplinas e trabalhos em benefício da pesquisa para obter soluções. As dificuldades noprocesso apontam para as falhas, os vazios que levarão a produzir sínteses novas,conhecimento, cultura. O aspecto transdisciplinar se evidencia quando cada participantebusca em outro as informações ou sugestões de que necessita porque percebe afinidadesnas áreas a que recorre. O que une os especialistas é uma certa filosofia, uma mesma


concepção de ciência, a mesma valorização da estética, a busca de uma lucidez e umrigor originários da participação na mesma concepção do mundo.

A sociedade exige com urgência a formação multifacética, pluridisciplinar quecapacita a incluir temas ou problemas em diferentes repertórios ou seriações.

Num projeto interdisciplinar, entre outras atitudes será necessário atentar para:

Estabelecer patamares comuns quanto à postura diante da filosofia e da ciência.

Reexaminar as relações entre as disciplinas e a sociedade, incluindo exame dainstituição em que se atua.

Explicitar os conceitos-chave para a fundamentação teórico-prática.

Delimitar o grande objetivo do projeto ou do programa que justifica ainterdisciplinaridade como prática.

Dividir tarefas e estabelecer prazos e rotinas.

Registrar as experiências, observações, leituras para analisar procedimentos econtribuições que possam gerar novas práticas ou conhecimento.

Criar hábitos novos de convívio científico, pautados na possibilidade de duvidarfrancamente de conclusões apresentadas, fazer objeções, pedir esclarecimentos, admitira modificação de uma postura teórica, procurar as convergências, expor trabalhosinconclusos ou em impasse.

Avaliar permanentemente as práticas coletivas e os resultados diante dos objetivos e doplanejamento inicialmente estabelecidos.

A Lei 9394/96 – que traça as Diretrizes e Bases da educação brasileira só muitotimidamente se refere à pluridisciplinaridade, entretanto, em documentações posteriores,sem explicitar fundamentos, aponta para relações transversais entre disciplinas. Há umespaço de possíveis reflexões e opções que cabe aos educadores ocupar.

Há, hoje, uma espécie de retorno, na universidade brasileira, à reflexão sobrematéria, área e, agora, “campo” com Pierre Bourdieu. Entretanto, a prática docente,ainda é predominantemente disciplinar, monodisciplinar, com contornos nitidamentetraçados.

Há anos caímos nas superespecialização no ensino, quando isso seria marca dotrabalho de pesquisa. Tópicos ou unidades de algumas disciplinas vieram a se constituirem “novas disciplinas”, microfragmentando o conhecimento.

Tem sido insuficiente, senão inexistente, a reflexão sobre como essas decisõesabsurdas podem estar afetando o percurso da apropriação do saber pelos alunos,contribuindo para a desistência, a sensação de dificuldades insuperáveis e, finalmente, aevasão de cursos em qualquer área. Esse ensino-partido atribui ao aluno, quaseexclusivamente, a reconstituição das grandes trajetórias da acumulação histórica do


conhecimento humano. Aos 18, 20, 22 anos só alguns poucos, muito poucos,conseguem.

A UNESCO realizou, em Paris, entre 16 e 19 de abril de 1991, um ColóquioInternacional sobre Interdisciplinaridade, a Editora Tempo Brasileiro publicou sob osauspícios dessa instituição, em 1993 alguns dos textos apresentados no evento.

O artigo do Prof. Gilbert Durand, do qual transcrevemos alguns trechos, deveauxiliar a ampliar a base de análise para uma posterior decisão pedagógica e política:

“Não vou insistir nas diferenças que Alain d`Iribanne assinala com agudeza entrepluridisciplinaridade, interdisciplinaridade, transdisciplinaridade, nuances da multidisciplinaridade.Digamos, para ser breve e resumir, que o primeiro termo da justaposição de disciplinas diversas em umaforma de ensino, o segundo, não se contenta mais em justapor, mas faz com que disciplinas pluraiscolaborem no estudo de um objeto, de um campo, de um objetivo, o terceiro, mais ambicioso, tentadestacar nesta colaboração um fio condutor, e até mesmo uma filosofia epistemológica. Gostaríamos demostrar aqui que estas diversas multidisciplinaridades reinvindicam legitimamente um lugar nadescoberta, melhor dizendo, na “criação científica”. Chamamos a este último termo de “heurística” aoinvés de hermenêutica, descoberta ou invenção: este três últimos termos estando demasiadamentemarcados por uma filosofia do objeto e excessivamente passíveis de uma epistemologia da observação,que têm, uma e outra, como veremos, cada vez menos passagem nos procedimentos “numenotécnicos”das ciências piloto. Ao passo que, paradoxalmente, é a especialização disciplinar que parece orientarcada vez mias e mais precocemente, os programas e os cursos pedagógicos e universitários. E é esteparadoxo que causa problema: por um lado, um ensino cada vez mais especializado, por outro, umprocedimento heurístico que necessita do funcionamento – sob pena de se tornar estéril – dos três“níveis” da multidisciplinaridade. A crise da cientificidade engendrada pela Civilização Ocidental é esteponto de emergência de um conflito entre a tendência pedagógica monodisciplinar e especializadora e asnecessidades heurísticas da multidisciplinaridade.

Quem fala em criatividade do saber, fala em criador formado pela abordagem heurística. Sómuito recentemente, e aos poucos, os estudiosos se especializaram e os programas de ensino – pelomenos na América, na Europa e especialmente na França – implantaram formações cada vez menospluridisciplinares, com especializações precoces. O ensino secundário na minha juventude compreendiaduas e em seguida três “seções” especializadas, herdadas da lei Fortoul de 1853. Agora, combinando ojogo das seções e os “créditos”, chegamos facilmente a 10 e até mesmo 45 especializações para os quese formam. É preciso notar que os eruditos criadores do final do século XX tiveram uma formaçãofortemente pluridisciplinar, herdeira, apesar do avanço progressivo da “descoberta” científica a partirdo século XVII, do velho “trivium” (as humanidades) e do “quadrivium” (os conhecimentosquantificáveis, entre eles a música) medievais, prudente e parcimoniosamente modificados pelo ColégioJesuítas, pelas pequenas escolas dos jansenistas e pelo “Novo Humanismo” de Lakanal. Cabe destacarque todas as criações científicas maiores que o século XX iria explorar acontecerem entre, digamos,1850 e 1910.

Seria fastidioso desenvolver aqui um levantamento das descobertas principais tributárias dosistema educativo pluridisciplinar amplo do século XIX. Indiquemos apenas as grandes linhas daefervescência criadora sem precedente – e sem sucessor! – destes anos que realmente instalaram aciência posterior do século XX. Na matemática, matemática esta que vai viabilizar a cosmologiarelativista, na esteira do matemático, ótico, astrônomo que era Gauss, morto em 1855, é preciso destacar“alunos” como Nicolai Ivanovitch Lobatchevski (§ 1856) a quem devemos a pangeometria (1855),Dirichlt (§ 1859), Riemann (§ 1866) cuja topologia iria ser decisiva para as descobertas de Einstein(1905, 1910); Henri Poincaré, morto em 1912.

A física “moderna” nasce paralelamente à descoberta das ondaseletromagnéticas por Hertz (1888) e suas aplicações quase imediatas porMarconi (1901) e às descobertas da radioatividade por Henri Becquerel(1896), os irmãos Curie, Pierre e Paul Jacques e Marie Curie (Nobel de


Química 1911) que instauram a teoria da radioatividade e das periodicidadesradioativas desde 1898, enquanto Rutherford e Soddy descobrem o raioGamma (1899) e a curva de desintegração das substâncias radioativas (1902),obtendo em 1919 a primeira transmutação artificial. Na biologia,evidentemente, é Pasteur (§ 1895) e a constelação de seus alunos, dos quaisMetchinikoff (§ 1916) que inauguram a microbiologia e a medicina moderna.A “visão de mundo” de nossa cosmologia contemporânea existentedesde aateoria quântica de Max Planck em 1900, desde a Relatividade restrita em1905 e do átomo de Bohr (1913). As datas falam por si, de tal forma a enormemudança epistemológica é produto direto dos cinqüênta últimos anos doséculo XIX.

Mais ainda, sobre este pedestal de um ensino essencialmente pluridisciplinar,percebemos ainda melhor o valor dos olhares cruzados, se assim se pode dizer, dainterdisciplinaridade. Nossas epistemologias contemporâneas sempre deram um lugarde destaque, legendário, não historicamente comprovado, ao papel, do acaso nainvenção científica. Da maçã de Newton e mesmo de banheira de Arquimedes, passandopelo potássio de Kékulé para chegar às culturas microbianas negligenciadas eesquecidas numa prateleira por Alexander Fleming, a tenacidade de uma tal crença(reforçada pelos escritos biográficos do próprio Henri Poincaré!) deveria alertar oepistemólogo. Os “erros” (como teria dito Bachelard) das lendas contêm uma certaverdade por sua tenaz repetição. Como se à margem da consciência sabiamentehabituada a uma obsessão monodisciplinar, subitamente surgisse em um inconscienteincongruente, marginal e paradisciplinar, a elucidação dos problemas.

Mais claramente ainda se examinamos o “cursus” de grandes inventores, percebemos que amaior parte não era especialista na disciplina em que criou. Seria preciso lembrar que o próprio grandeDescartes não era um professor de matemática, nem mesmo um professor de segundo grau? Leibniz, ocriador do cálculo infinitesimal era um diplomata. Lavoisier não era “químico”, mas “Inspetor Real dasPólvoras” e Fazendeiro Geral” (quer dizer, coletor de impostos). Esquecemos muito facilmente queKepler era antes astrólogo (ver seu tratado dos Três princípios relativo aos aspectos dos três planetaspesados, Marte, Júpiter, Saturno.) do que astrônomo. Gustav Théodore Fechner, professor de Física,criador da psicofísica, era também autor de um tratado sobre a alma das plantas, de um tratado deangelologia, e de um livro sobre a vida post mortem... Louis Pasteur, inventor da teoria microbiana dapatologia não era médico, mas químico e sua descoberta fundamental pôs abaixo a tradição médica e seupostulado fundamental das gerações espontâneas defendido por todo o ensino médico do século XIX epelo biologista Archimède Pouchet. Enfim, o imenso gênio que criou a cosmologia moderna e impôs ateoria radicalmente subversiva da relatividade, era engenheiro no escritório de invenções técnicas deBerna.

Mas a virtude heurística da pluridisciplinaridade prolongada e dos fogos cruzados daintrdisciplinaridade repousa sobre uma lógica de base, tão evidente ainda que tão oculta, que é a daRelatividade que Einstein redescobriu nas discussões escolásticas do século XIII. Toda invenção, todadescoberta, ou melhor, toda criação científica (isto é, aquilo que legitima a investigação heurística comopesquisa) consiste em acrescentar e programar uma informação nova ao campo, ao objeto ou ao objetivopretendido. Simples banalidade? Não, pois tal constatação esconde uma total subversão filosófica.

Em termos de lógica, a novidade da descoberta (criação) resulta de uma referência heurística(teórica ou experimental) no domínio de uma alteridade em relação ao já conhecido, isto é, ao mesmo. Éexatamente neste ponto que se dá a crise atual das pedagogias e a distorção cada vez maior entre ensinoe pesquisa.

O primeiro tem lugar no já adquirido, na “transmissão do saber”, a Segundasai e sacode as rotinas das hipóteses, dos postulados, dos procedimentosexperimentais que já fazem parte dos repertórios.


No entanto, permito-me insistir no profundo fator que dissocia, a rotina doensino da subversão das descobertas. É o que o “peso do mesmo” repousa há 25 séculos– desde o socratismo e sobretudo depois de Aristóteles – com altos (o desenvolvimentoda escolástica peripatética através de Averroès e São Tomás de Aquino) e baixos (asresistências platônicas e sobretudo hermetistas), mas sempre terminam com a vitóriapedagógica da lógica da identidade e seus corolários: “terceiro-excluído” e “nãocontradição”, graças à Sorbonne, em seguida aos Jesuítas, aos defensores docartesianismo, enfim à Escola positivista ou à vulgata marxista. Esta longa epopéiavitoriosa destacou e afirmou – através de uma filosofia do ser herdada da língua grega enunca desmentida – o dogma de uma objetividade ontológica que, de século em século,progride em crescente harmonia. “Objeto” científico que, especialidades cada vez mais“aguçadas” afirmam. Dogma cientista que repousa sobre a inelutável iluminação daconsciência pesquisadora, pelo desenvolvimento contínuo de um ser-objeto que destila,quase automaticamente, no seio da transmissão do saber a luz de uma verdade absoluta.Vemos perfeitamente como o monoteísmo religioso do Ocidente reforçou ainda omonolitismo metodológico e lógico de uma pedagogia onde – como numa espécie deeucaristia científica – cada especialidade, cada disciplina, contém analiticamente averdade toda inteira.

Ora neste mesmo momento histórico – o final do século XIX e nosso século XX– quando os estados modernos instituíram progressivamente uma pedagogia cientista,objetivista e cada vez mais precocemente especializada (desde a criação por Bonapartede uma 28ª Faculdade, a de Ciências, passando pela reforma de Vatimesnil em 1829,pela criação das “ Escolas Particulares” especializadas, com as “Escolas Práticas deComércio” de 1892, minimizando o ensino geral), a própria ciência, através de seusprocedimentos, tornava a pôr em questão as bases lógicas e ontológicas que, no entanto,tinham permitido “deduzir” a lenta institucionalização de uma pedagogia totalitária,monoteísta, “redutora e cientificista”.

Na reflexão das Ciências Humanas sobre seu próprio saber, há uma totalsubversão do determinismo causativo, no mesmo momento histórico (o deEinstein, de Planck, de Bohr) em que as ciências da natureza (especialmenteaquela que foi – pelo menos depois de Galileu – tutor e modelo cientista denosso saber, a física) alterando radicalmente os paradigmas sobre os quaisestavam fundadas a ciência e a razão “clássicas”.

É esta revolução do “Novo Espírito Científico” que devemos rapidamente evocar se desejamosapreender em seu cerne a questão pedagógica e heurística da interdisciplinaridade.

Já o próprio Einstein, apesar de um imaginário do contínuo que o caracteriza,constatou, no início do século, que o avanço da ciência não se faz por acréscimo oudedução analítica contínuos, mas pela incessante “reestruturação dos paradigmasdiretores”. É o que, nos dias de hoje, Olivier Costa de Beauregard confirmou, dizendoque todo paradigma começou sendo paradoxo. Mas foi Gaston Bachelard – filósofo,cientista, crítico literário e estudioso da poética - quem, lançando um olhartransdiscipliar sobre o Novo Espírito Cientifico, estabelecia claramente (1940) que adinâmica da criação científica (que chamou de “numenotécnica”) longe de ser – comopretendia Emile Meyerson – um fenômeno aditivo contínuo, constituindo e separandouma verdade objetiva em si, de toda contaminação alterante (a alteridade sendo o erro, a


não cientificidade) era, ao contrário, fundada sobre uma alteração subversiva, sobre oincessante procedimento polêmico de uma Filosofia do Não. Mostrando não apenas queo Novo Espírito Científico era passível desta “revolução permanente”, mas que nopróprio passado toda criação científica em Galileu, em Descartes (apesar da imagemfalaciosa da “árvore da ciência”), em Pascal, Newton, etc. – procedeu unicamente poresta contestação dos saberes transmitidos pelas rotinas pedagógicas – o que interessa emprimeiro lugar à interdisciplinaridade – pela confrontação com a alteridade. Parainventar é preciso confrontar, para confrontar, é preciso comparar, e para comparar épreciso recorrer a diversos termos de comparação, diversas “disciplinas” de objetivação.

A teoria do “salto” epistemológico enunciada pela Filosofia do Não implica, porparte do inventor, num esclarecimento interdisciplinar do olhar de sua pesquisa. Oobjeto se apaga em proveito do objetivo. A objetividade é um procedimento construídode objetivação (numenotécnica) e não um dado, um fato que seria um todo feito já feito!O “obstáculo epistemológico” maior, a saber, a passividade monodisciplinar, atautologia analítica que impede todo salto heurístico é exorcizada. A possibilidade deunificar o campo de todos os saberes (científico, poético, religioso, etc.) longe de seapresentar como uma unificação unidimensional, redutora a um monoteísmo daverdade, implica numa complexidade sistêmica integrando os procedimentos contráriosou contraditórios da investigação.

Bem entendido, a Mecânica Quântica (Niels Bohr, Max Planck, Werner Heisenberg, G. Chew,Henry P. Stapp, etc) define do ponto de vista da física a teoria do salto epistemológico. O “objeto”, o“real” rompem definitivamente com a univocidade do conhecimento mantido durante séculos pelafilosofia substancialista do Ser. O “real” não é um grupamento de tijolos estáveis e persistentes, mas éfeito de relações e de mudanças súbitas ou “saltos quânticos”. É ao mesmo tempo “holístico” esistêmico: sua unidade é contraditória. Holístico, uma vez que, como na célebre “relação de incerteza”heisenbergiana, o “objetivo” está ligado ao ponto de vista subjetivo da observação, ou melhor, daintenção numenotécnica do sujeito. Sistêmica já que o estabelecimento probabilístico de um sistemaespecífico do saber (posição da partícula por exemplo) se faz ao inverso de um outro sistema (qualidadesfísicas da partícula).

Esta revolução radical da objetividade científica constrói conceitos novos comoa “não-separabilidade” (d’Espagnat, Costa de Beauregard), “englobante universal”(Golovanov, Vernadski) bastante próxima da “implicação” (D. Bohm). Toda a teoria doconhecimento e, em seguida – mas não cabe aqui falar sobre isso – o sistema de valores,a filosofia das “identidades” psíquicas, sociais, morais, religiosas etc. são alteradas poresta nova epistemologia. Especialmente no que diz respeito diretamente a nossospropósitos, o conhecimento – e a pesquisa científica que inclui – toma um aspectorelativista, sistêmico e descontínuo. O objeto científico não é mais um fato dado,imutável, absoluto, mas se torna um “objetivo” relativo a uma multidão de parâmetros(cf. por exemplo: a equação da freqüência de uma onda, tal como é dada pela “fórmulade Balmer”) que definem simplesmente sua possibilidade. Esta relatividade a umcomplexo de parâmetros torna logicamente necessária uma ampla informaçãopluridisciplinar e uma colaboração interdisciplinar. A “flutuação” do objeto admitido –e constatado – permitiu, por exemplo, a químicos muito especializados em precipitaçõesquímicas, como Georgio Piccardi (Diretor do Instituto Físicoquímica da Universidadede Florença) ou Mme. Capel-Boute (Centro interdisciplinar de pesquisas e estudos dosfatores do ambiente, da Universidade Livre de Bruxelas) ou na França, os trabalhos deAndré Faussurier sobre os colóides (Instituto Católico de Lyon) relacionar as flutuações


na repetitividade de fenômenos químicos com as variações de fatores distantesastronômicos, meteorológicos e cosmológicos.

Mas o imobilismo universitário herdeiro de vinte séculos de Aristotelismo epreso a ciumentas especializações resiste furiosamente.

E se recapitularmos, para concluir, as relações necessárias entre os diversostipos de multidisciplinaridade (pluridisciplinaridade escolar, interdisciplinaridade nosobjetivos, transdisciplinaridade que destaca uma “filosofia” da descoberta) e a criaçãoao menos científica (heurística), será preciso constatar ainda e sempre que é quando ospesquisadores são beneficiados por uma educação pluridisciplinar – e não restrita aoquadrivium! – quando são levados a abandonar, sob pressão de novas axiomáticas, osonho ingênuo do pesquisador isolado em sua especilidade, quando, enfim, a reflexãocientífica é obrigada a se dotar de uma “filosofia” transdisciplinar, como é o casodepois da revolução do Novo Espírito Científico nascido, voltamos a destacar, nosúltimos anos do século XIX, que a criatividade científica está em seu ápice. Amultidisciplinaridade em todas as suas formas, é pois a condição sine que non daprospectiva e da fecundidade criativa do pensamento científico.

Mas há o drama da “pesquisa” como da pedagogia febril e perturbadora que éa nossa, drama de que se ressentem muitos estudiosos da pesquisa de ponta, assimcomo filósofos que, cada vez mais, se inquietam com a situação confusa e deficitária denossos saberes. O Ministro Edgar Faure, em ingênuo nivelamento, se acreditava“igualitário” e desembocou nos espantosos objetivos dos “80% de bacharéis ao ano” –de que J.M. Domenach zomba, com toda razão, pois se trata de um equívoco e de umcontra-senso que se deve aos experts que tinham acabado de examinar o “milagrejaponês” e chegaram a confundir o que, no Japão, corresponde ao nosso Certificado deEstudos Primários com o nosso Baccalauréat!!. Por que não 80% de “Doutores emCiência”, 80% de “Prêmios Nobel” de física ao ano? Não foi uma “democratização”que resultou dessas múltiplas e generosas reformas, mas rebaixamento generalizadoonde o curso tendeu a se alinhar pelos mais baixos níveis intelectuais e psíquicos a afimde obter “resultados”, êxitos puramente formais de diplomas sem eficácia.

Por trás deste drama pedagógico se oculta uma catástrofe ainda mais alarmantepara o Ocidente (América do Norte e Europas dos Oeste e do Leste) pois,contrariamente ao que podemos demasiado facilmente avançar, não é de uma “crise decivilização” que sofre o Ocidente. A civilização ocidental e suas técnicas, em seus Mig21, suas vacinas, suas bombas atômicas, suas naves e foguetes espaciais, seus serviçoshospitalares, suas “Mireges” e seus “Exocets” portam-se maravilhosamente. Mas acultura do Ocidente evaporou-se no correr dos séculos em um cosmopolitismomediático, débil e e caótico. Assim os mais lúcidos imploram por tentativas de“restauração” cultural: é Bruno Duborgel pedindo uma “pedagogia do imaginário” paraa infância e a adolescência, é J.M. Domenach reclamando um “regeneração” por umaespécie de trivium – de que as literaturas nacionais seriam os pilotos – no seio doquadrivium dos cientistas especializados. Denunciando a acúmulo escolar de saber e asespecializações prematuras, preconiza um ampla volta às literaturas, tutor cultural, aindapossível encimando toda a educação. Não podemos apoiar uma tal “regeneração”,


considerando – sem contra-senso desta vez! – o modelo japonês tão paradigmático quesoube se guardar de uma especialização estreita e precoce sem prejudicar, bem pelocontrário, o avanço tecnológico e econômico que conhecemos. Podemos afirmarbrevemente que após uma educação primária (sem computadores!) feita como diziaPéguy “para a criança”, quer dizer, pela inserção sócio-cultural da infância até 12 anos(inserção no meio cultural, na herança cultural, na criatividade do imaginário, nacompetição que destaca o modelo do “melhor” etc), o ensino “secundário” longe de seruma colcha de retalhos de especialidades díspares e indigestas, deveria tornar-se maisleve e passar a ser o ensino cultural por excelência, a análise estética das obras dacultura. As “especializações”, integradas numa interdisciplinaridade real, seriam o lotedos anos universitários de segunda adolescência (dos 18 aos 25 anos). Assim se poderiafazer um ensino “responsável”, uma verdadeira educação do homem concreto”.

É necessário discutir, contrapor projetos sem deixar delevar em conta outras posturas que nos obriguem à mais

clareza.

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Itaipava - Petrópolis - RJ · IV Encontro de Ensino de Engenharia iii Sejam bem-vindos! Aqui estão os trabalhos que serão apresentados no nosso IV Encontro de Ensino de Engenharia