Metodologias ativas no ensino superior: Práticas pedagógicas

Paraná

1. APRENDER A BUSCAR SOLUÇÕES: APRENDIZAGEM BASEADA EM PROBLEMAS COMO UMA PRÁTICA ATIVA NA ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

Silvana Rodrigues Quintilhano

Rogério Tondato

1. Aspectos introdutórios

A evolução da tecnologia e o consequente surgimento de modernas ferramentas de atuação profissional trazem novas perspectivas para o mercado de trabalho. A necessidade de rápidas respostas, organização, e capacidade analítica para resolução de problemas passam a ser habilidades essenciais para o sucesso profissional.

Concomitantemente, cabe ao setor educacional repensar as práticas do processo de ensino-aprendizagem na formação desses futuros profissionais. O ensino deve converter-se para práticas ativas de aprendizagem, onde o aluno passa a ser o sujeito do processo; enquanto o professor, mediador, atualizando as formas de pensar e agir na sala de aula.

Ao buscar novas mudanças, as Diretrizes Curriculares Nacionais (DCNs) do curso de graduação em Engenharia trazem a intenção de alterar a base filosófica do curso, focando no desenvolvimento de habilidades tidas como básicas para a formação de competências e a abordagem pedagógica centrada no aluno, com ênfase na síntese e na transdisciplinaridade. Sob este aspecto, a exploração de várias vertentes disciplinares implicará na busca de novas práticas interacionistas fazendo com que o estudante interaja com o meio a sua volta reagindo aos desafios e estímulos externos e a partir de seus erros construir seu conhecimento e experiência.

Nesse contexto, surgem as Metodologias Ativas como novas possibilidades de ensino, agregando teoria e prática de maneira a permitir atuação de alunos e professores. Nesse capítulo, buscará apresentar a Metodologia Ativa Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP) aplicada na disciplina Planejamento e Controle da Produção (PCP) do curso de Engenharia de Produção da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), campus Londrina, no intuito de validar a eficiência do método como prática ativa de aprendizagem.

2. Conceito da Metodologia Ativa Aprendizagem Baseada em Problemas – ABP

Para Ponciano, Gomes e Morais (2017), as metodologias ativas de ensino surgem para aproximar o aluno a uma linha de aprendizagem baseada em um raciocínio lógico mais crítico, permitindo melhor uso de capacidades físicas e cognitivas. A metodologia conhecida como Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP) propõe que as informações absorvidas sejam coletadas, em sua maioria, pelos próprios estudantes em um ambiente de aprendizagem exploratório.

Segundo Lopes et al. (2011), a ABP surgiu no final da década de 1960 na Faculdade de Medicina da Universidade McCaster, na cidade de Hamilton, Canadá. Esta metodologia foi desenvolvida para aproximar os alunos nos anos iniciais dos conhecimentos práticos. Visto que os primeiros anos de um curso de Medicina são majoritariamente teóricos, precisava-se superar a defasagem que havia na relação prática do aluno com a grade curricular.

Conforme afirma Ribeiro (2008), há uma grande necessidade atualmente de se desenvolver a capacidade de resolução de problemas, e o uso destes casos da vida real em sala de aula ampara-se na proposta de que o desenvolvimento do raciocínio lógico e analítico orientado à resolução de problemas é essencial para a aquisição de conhecimentos.

De acordo com Lopes et al. (2011), o problema é o ponto principal da ABP, pois é este que deve conduzir a aprendizagem, podendo ser organizado e desenvolvido em ciclos previamente elaborados de atividades. Para que não seja criada uma sensação de insegurança ou de que o professor não está realizando seu trabalho, o desenvolvimento de problemas voltados para casos reais é uma ótima forma de despertar a curiosidade e desenvolver novas habilidades de estudos, colocando os estudantes como parte fundamental na resolução do desafio proposto.

Hmelo-Silver (2004) propôs um modelo didático desta metodologia, onde a partir de um cenário que apresenta um problema a ser resolvido, algumas etapas podem ser seguidas para uma boa construção dos conhecimentos necessários. A Figura 1 demonstra esse modelo.

Figura 1. Ciclo de Aprendizagem ABP

Fonte: Adaptado de Hmelo-Silver, 2004.

Dado o cenário do problema, é preciso fazer a identificação dos fatos, ou seja, compreender o contexto que aborda a problemática para então realizar a geração de hipóteses de forma a buscar as possíveis causas que geram as ocorrências do caso. Com o entendimento de todas estas variáveis, parte-se para a identificação de tendências e deficiências, onde todos os membros envolvidos na discussão do problema deverão fazer os levantamentos de conhecimento necessários para abordar o tema e buscar soluções às hipóteses levantadas, para finalizar com a aplicação de novos conhecimentos, analisando constantemente se as propostas feitas contribuem satisfatoriamente na resolução do problema dado.

Para Hmelo-Silver (2004), ao fazer com que os alunos aprendam com a experiência de resolver problemas, desenvolve-se tanto o conteúdo quanto estratégias de pensamento. A autora salienta que nesta metodologia o aluno deve ser centralizado em um problema complexo que não possui necessariamente uma única resposta correta, trabalhando em grupos para identificar o que é necessário para resolver o caso.

Parafraseando Sacchetim et al. (2012), a ABP concede foco ao estudante ao longo do processo de ensino-aprendizagem, desenvolvendo a autodidática aliada pela constante busca por informações. Nesta metodologia é possível articular os conhecimentos que um estudante já tem com outros membros de seu grupo, estimulando uma construção ativa de resoluções para os problemas dados nos estudos.

Diversas dimensões da aprendizagem também são mobilizadas com a ABP, que segundo Souza e Dourado (2015) são: a motivação, que é estimulada pela curiosidade sobre os temas de cada área de estudo e as habilidades de comunicação individual e coletiva, essenciais para o desenvolvimento da aprendizagem por todos os envolvidos.

Para Allen, Donham e Bernhardt (2011), a ABP vem aumentando sua popularidade entre os professores de diversas disciplinas em diversos cursos, seja por permitir o trabalho em uma sala de aula diferenciada onde os estudantes estejam no controle de seu aprendizado, seja por preferir seu papel como consultor e facilitador.

Para Ponciano, Gomes e Morais (2017), esta metodologia ativa permite que o estudante conheça melhor a sua área de atuação e os aspectos práticos de sua profissão, fornecendo estímulos à criatividade para desenvolver respostas às adversidades e autonomia para buscar o conhecimento necessário, aprimorando habilidades de autoaprendizagem.

Uma das características da ABP, segundo Allen, Donham e Bernhardt (2011), é que os grupos formados nesta metodologia elaboram as questões que guiarão seus estudos na solução do problema, identificando os vãos que existem em seus conhecimentos a partir de discussões e troca de informações. Para os autores, os tutores devem monitorar as discussões, fazer intervenções, questionar e levantar pontos a serem considerados, isso para que as informações sejam mais precisas, relevantes e profundas.

Todas as proposições dadas denotam a importância do papel do aluno nesta metodologia. Em seus estudos, Souza e Dourado (2015, p. 185) constatam que:

Na extensa literatura produzida sobre ABP, existe um consenso acerca de suas características básicas. Numa percepção comum, todos admitem que a ABP promove a aquisição de conhecimentos, o desenvolvimento de habilidades, de competências e atitudes em todo processo de aprendizagem, além de favorecer a aplicação de seus princípios em outros contextos da vida do aluno. Assim, a ABP apresenta-se como um modelo didático que promove uma aprendizagem integrada e contextualizada.

Para que a metodologia seja bem-sucedida, não basta conceder apenas foco ao aluno: o papel do professor torna-se totalmente relevante e este precisa se atualizar didaticamente para se adequar eficazmente ao método. Este pensamento é corroborado por Souza e Verdinelli (2013, p. 35):

O tutor deve ser ativo, utilizando indagações pertinentes durante as discussões para estimular e facilitar a aprendizagem, levando os discentes a refletirem em todas as direções e encorajando-os a estabelecerem conexões. Nesse sentido, o tutor auxilia e facilita a aprendizagem sem ser fonte primária de informações, usando as próprias perguntas dos estudantes para estimular o pensamento.

Apesar de todos os benefícios acima citados, Ponciano, Gomes e Morais (2017) alegam que as metodologias ativas não possuem apenas vantagens, cabendo ao professor definir o momento em que seja melhor aplicar o método. As ferramentas ativas permitem maior interação e fazem que o estudante seja responsável pelo próprio ensino, mas isto exige maior tempo de preparo das aulas e constante dedicação do docente.

2.1 Boas práticas da ABP: experiências

Souza e Verdinelli (2013), em sua pesquisa, aplicaram a metodologia por meio de uma mesma atividade para 107 alunos de 6 semestres distintos em turmas do curso de Administração da Universidade do Vale do Itajaí. Os participantes responderam um questionário de satisfação e 77% dos entrevistados indicaram aceitação do método.

Os professores convidados para participar desta pesquisa desconheciam a ABP e trabalhavam somente com aulas tradicionais. Para todos os casos foi notável o maior interesse dos discentes pela aula. Conforme descrito pelos autores, para os alunos é muito melhor aprender aliando teoria com a prática.

Os autores também citaram algumas limitações quanto à aplicação realizada: o tempo disposto para a resolução do problema dado era curto, o que pode ter impedido a obtenção de melhores respostas. Além disso, o mesmo problema foi ministrado para todas as turmas, não levando em conta o quanto de conhecimento cada um havia adquirido ao longo do curso, e isto pode ter sido um fator desmotivador para os alunos.

Lopes et al. (2011) realizaram uma aplicação experimental da ABP para uma turma de 16 estudantes do curso de Habilitação Técnica em Análises Clínicas da EPSJV, que é integrado ao Ensino Médio. O cenário construído visava a investigação de conhecimentos sobre pesticidas. A aplicação do método trouxe benefícios aos estudantes, que construíram conceitos básicos e avançados sobre o tema proposto, além de motivá-los a participar da atividade.

Para os autores, é possível aplicar a ABP na educação profissional mesmo com as dificuldades dos estudantes em lidar com o desenvolvimento de sua autonomia nos estudos ao longo da aprendizagem. Neste contexto, salientam que a perda dos referenciais gerados pelos programas rígidos, baseados no livro texto, coloca os estudantes numa posição de insegurança com a falsa aparência de que os professores não estão trabalhando. Logo, a melhor forma de lidar com esta proposição é apresentar aos discentes problemas baseados na realidade para atrair a atenção e colocá-los como parte central na resolução.

Outra pesquisa voltada à aplicação da ABP na disciplina de Cálculo Diferencial e Integral foi realizada por Souza e Fonseca em 2017. Neste estudo, um cenário voltado à indústria petroquímica foi montado, discutindo os problemas causados por um incêndio nestes ambientes através de uma vertente matemática. O objetivo era trazer exemplos reais que poderiam ser discutidos por meio da disciplina de Cálculo.

Os autores elaboraram todo o caso e criaram estruturas de aulas que possam ser usadas pelos professores desta disciplina, de forma a juntar os alunos em grupos com 4 ou 5 integrantes, incentivando a organização e gestão do tempo, incentivo à pesquisa e busca por propostas para a resolução de problemas. O caso não chegou a ser aplicado oficialmente, mas segundo levantamento teórico dos autores, o ensino desta disciplina base para diversos cursos do ensino superior precisa ser modificado, visando a diminuição da reprovação e evasão universitária, trazendo incentivo e motivação para a sala de aula, visto que estes conteúdos são de fundamental importância para a construção de raciocínio lógico e outras teorias.

3. Metodologia

Quanto à natureza da pesquisa denomina-se quali-quantitativa, pois se busca a medição de alguns fatores acerca das metodologias aplicadas, mas também há certa subjetividade e imprevisibilidade no desenvolvimento do projeto. Creswell e Plano Clark (2011) definem métodos mistos como um procedimento que combina técnicas quantitativas e qualitativas em um mesmo caminho de pesquisa, desde a coleta até a análise de dados. O argumento que justifica uma abordagem múltipla é o de que o estudo conjunto entre eles oferece melhores alternativas de análise.

Quanto aos objetivos, caracteriza-se como uma pesquisa exploratória, pois registra e analisa os dados levantados, classificando os pontos positivos e negativos de cada metodologia, no intuito de verificar os fatores que determinam a eficácia dos métodos aplicados. Para Piovesan e Temporini (1995), a pesquisa exploratória tem como foco conhecer a variável de estudo tal como ela se apresenta, seu significado e o contexto em que está inserida. O objetivo é familiarizar-se com o fenômeno investigado para poder projetar decisões com maior compreensão e precisão.

Quanto ao método utilizou-se a Pesquisa-Ação. Segundo Thiollent (2005), a Pesquisa-Ação faz com que pesquisadores e os impactados pelo projeto participem ativamente na identificação dos problemas e na busca por soluções, orientando produção e uso de conhecimento de forma simultânea.

4. Elaboração e aplicação da APB na disciplina Planejamento e Controle da Produção – PCP

Essa metodologia foi aplicada para uma turma de 24 alunos do 8º período do curso de Engenharia de Produção da UTFPR, campus Londrina. Esta aplicação ocorreu no segundo semestre de 2018 contabilizando 20 horas-aula. A disciplina a qual foi aplicada o método, é Planejamento e Controle da Produção, correspondendo aos conteúdos de dimensionamento e elaboração de planos de produção no curto, médio e longo prazo. Os principais conceitos que foram desenvolvidos na aplicação do método ABP são: capacidade de produção; dimensionamento do número de equipamentos, pessoas e turnos de trabalho; produtividade; e custos de produção e estocagem. Vale ressaltar que antes da aplicação da ABP os alunos tiveram aula teórica sobre a elaboração de planos de produção.

4.1 Cenário do problema

As aulas foram desenvolvidas em laboratório de informática com acesso à internet e disponibilidade de software de planilhas. Assim, os alunos foram divididos em equipes de seis pessoas. Após a divisão foi apresentado as equipes um estudo de caso sobre uma empresa fictícia que necessitava melhorar sua performance no sistema produtivo, tendo em vista, os constantes atrasos e falhas no sistema de Planejamento e Controle da Produção (Quadro 1).

Quadro 1. Estudo de caso fictício

Fonte: Elaborado pelos autores, 2019.

Ao apresentar o estudo de caso foi demonstrado aos alunos todas as variáveis envolvidas no caso, bem como as necessidades de elaboração de um plano de produção para o próximo ano, contendo todos os recursos que a empresa iria necessitar. Para complementar o estudo de caso, as seguintes variáveis foram apresentadas (Quadro 2).

Quadro 2. Estoques e custos do estudo de caso

Fonte: Elaborado pelos autores, 2019.

Além dos dados acima mencionados, foi instruído ao grupo que as principais reclamações do Gerente de Produção são: constantes atrasos de entrega dos produtos; excesso de capacidade de produção em determinados períodos e falta desta em outros; dificuldade com a mão de obra, tendo em vista a necessidade de contratar e demitir em períodos curtos de tempo.

A partir destas informações, os alunos foram instruídos a elaborarem a identificação dos fatos relativos ao problema.

4.2 Identificação dos fatos

Aos alunos foi informado que a partir daquele momento o professor seria o Gerente de Produção e que eles poderiam fazer uma entrevista para verificar melhor a situação do problema.

As equipes então iniciaram os debates a respeito do que pode ocasionar os atrasos na entrega de produção e em alguns momentos procuravam o Gerente de Produção com o objetivo de realizar algumas perguntas para elucidar os fatos envolvidos.

De uma forma geral, pode-se observar que as equipes trataram dos seguintes problemas que poderiam ocasionar o atraso no sistema de produção: falta de nivelamento de produção através de estoques para atender demanda; desconhecimento da capacidade máxima produtiva da empresa; dimensionamento errado do número de máquinas por processo para identificar os gargalos produtivos; falta de planejamento anual de produção que possibilite antecipar e ou postergar a produção com o objetivo de eliminar atrasos e impedir produções antecipadas de produtos; e baixa produtividade dos equipamentos.

4.3 Geração de hipóteses

A partir da identificação dos fatos, os alunos iniciaram geração de hipóteses sobre os fatos que podem afetar a produção da empresa, transformando estes fatos em variáveis para a elaboração do plano de produção.

As equipes desenvolveram esta atividade em sala, buscando as principais informações a respeito das variáveis a serem contidas em um plano de produção e que podem afetar o problema mencionado. Foi possibilitado ao aluno, pesquisas na Internet, bem como utilizar materiais apresentados pelo professor em aulas anteriores. O Quadro 3 apresenta o resultado de cada equipe na geração de hipóteses para solucionar o problema do caso.

Quadro 3. Identificação das variáveis a serem dimensionadas por equipe

Fonte: Elaborado pelos autores, 2019.

Pode-se observar que cada equipe de uma forma geral identificaram a necessidade de levantar o quanto de horas seriam necessárias para produzir as quantidades previstas de demanda. A partir deste ponto, todas as equipes estratificaram esta necessidade de tempo de produção de forma a encontrar variáveis.

Neste ponto, houve uma intervenção do professor para que pudesse se realizar um benchmarking entre os grupos, com o objetivo de unificar os fatos (variáveis) a serem dimensionados. Assim, após debate entre as equipes, eles chegaram à conclusão sobre um modelo único, demonstrado no Quadro 4.

Quadro 4. Variáveis definidas após reunião entre as equipes

Fonte: Elaborado pelos autores, 2019.

4.4 Identificação de tendências e deficiências

Ao ser geradas as hipóteses os alunos foram encorajados a procurarem os principais conhecimentos para buscarem as soluções as hipóteses levantadas. Assim, cada equipe iniciou as pesquisas necessárias para identificar os temas necessários.

As equipes, de uma forma geral, identificaram os fatores e conhecimentos necessários através de pesquisa na internet, e os principais temas buscados foram:

• Nivelamento de produção;

• Dimensionamento de estoques;

• Atendimento a demanda através das alternativas de produção;

• Custos de produção;

• Capacidade de produção.

Neste momento, foi realizada uma atividade onde cada uma das equipes foi responsável por explicar as demais equipes 1 tópico dos temas acima, ficando a cargo do professor o tema: capacidade de produção. Neste momento, pode-se observar certa variabilidade nas equipes, onde algumas aprofundaram o conhecimento e outros o trataram de forma superficial. Entretanto, ao fazer as apresentações, foi possível nivelar os conhecimentos, bem como