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Estrutura curricular e propostas inovadoras Proposta de um Curso de Engenharia de ConcepçãoJosé Tomaz
Vieira Pereira
Este documento é parte de um Relatório de Atividades desenvolvido por um grupo multidisciplinar de professores e profissionais, reunidos em torno da Faculdade de Engenharia Mecânica da UNICAMP entre Agosto de 1991 e Março de 1994, cujo objetivo era o de discutir os distintos aspectos da formação e dos cursos de Engenharia existentes, bem como formular a proposta de um novo curso, cujas características estão delineadas abaixo. Para estudar o assunto, dentro da perspectiva proposta, foi constituído um grupo inicial de 05 pessoas, que começou suas atividades em agosto de 1991 (reunindo-se semanalmente desde então), tendo chegado a um esboço de proposta em março 92. Nesse ponto percebeu-se a necessidade de ampliação do Grupo e foram agregadas mais 17 pessoas de outras Unidades, além de colaboradores eventuais, mas de fundamental importância para a continuidade dos trabalhos. Considerando que as primeiras turmas deste curso estariam no mercado na virada do século, o grupo procurou abordar os aspectos relacionados com as mudanças tecnológicas atuais para definir o perfil deste profissional que certamente estará atuando num ambiente industrial e social bastante diferente do atual, devido à rapidez com que as mudanças estão ocorrendo e à forma de inserção do Brasil no mercado internacional. Apesar do grupo ter uma preocupação inicial de "pensar" o curso, sem procurar modelos, na medida em que as idéias foram se consolidando, percebeu-se através de publicações diversas, relacionadas com o tema, que esta preocupação é bastante geral e tem sido discutida em várias partes do mundo. Assim, questionou-se o currículo tradicional, as divisões da engenharia mecânica, a carga horária, etc. O resultado foi um curso de engenharia sem a conotação de mecânica. O aprendizado, particularmente o da Engenharia, conforme documento do grupo de trabalho da Engineering Professors' Conference (1991), pode ser dividido em três categorias:
O conhecimento pode ser assimilado quase instantaneamente, enquanto habilidade e entendimento consomem tempo para serem adquiridos. Assim, um melhor rendimento dos cursos de engenharia é obtido reduzindo a quantidade de informação a ser memorizada e concentrando o conteúdo do currículo para a transferência dos conceitos básicos e a prática das habilidades necessárias ao engenheiro. Um curso com tais características exige o que os autores chamam de "rico ambiente educacional", que significa um conjunto de facilidades como:
Paralelamente, o projeto pode despertar na iniciativa privada o interesse para um suporte mais concreto à manutenção e desenvolvimento deste ambiente.
Dois objetivos ficam, portanto, visíveis neste projeto:
Em função do que se observa no mercado de trabalho, o grupo entende que o engenheiro de concepção deve possuir um perfil com as seguintes características:
Partindo do perfil proposto para o profissional em questão e seguindo a sugestão de Sparkes (1989), a missão do curso inclui os seguintes itens:
O Grupo analisou o atual currículo da engenharia mecânica da UNICAMP. Para tanto, as disciplinas foram classificadas em:
O resultado desta análise está resumidamente mostrado na Tabela 1. A classificação detalhada das disciplinas se encontra no Anexo 1. A Tabela indica que, tendo como referência a idéia de um curso voltado para o entendimento de princípios básicos, existem amplas possibilidades de reorganização curricular, inclusive com redução da carga horária total do mesmo.
Tabela 1. Classificação das disciplinas do atual curso de Engenharia Mecânica da Unicamp.
O conteúdo programático foi proposto segundo dois fios condutores:
A Figura 1 mostra a distribuição das disciplinas por semestre com sua respectiva carga horária. O detalhamento do programa, bem como as ementas das disciplinas podem ser obtidas na Pró-Reitoria de Graduação da UNICAMP.
Núcleo fundamentalPrincípios de conservaçãoA Comissão entende que é preciso superar a fragmentação do atual currículo (que bem poderia ser denominada "taylorização" do ensino) em disciplinas estanques e desconexas entre si. Isto é possível se os princípios clássicos da mecânica e do eletromagnetismo forem apresentados de forma unificada, em uma única disciplina introdutória. Nela, seriam abordados os seguintes princípios:
Uma iniciativa nessa direção foi a publicação preliminar do livro de Glover et al (1992), em quatro volumes, abordando respectivamente: Princípios de Conservação em Engenharia, Propriedades da Matéria, Modelagem e Comportamento de Sistemas de Engenharia e Princípios de Conservação para Meios Contínuos. A comissão entende que os princípios de conservação desempenham um papel central no currículo, e que deveriam ser apresentados primeiro na forma algébrica (sistemas discretos), em seguida em sua forma integral - que a mais poderosa de todas - e por fim, na forma diferencial, para aplicação aos meios contínuos. A abordagem do contínuo deve constituir uma ênfase das partes intermediária e final do curso.
Figura 1. Matriz do Curso de Engenharia de Concepção
Com o impressionante desenvolvimento dos recursos informáticos já disponíveis, a Modelagem Matemática dos problemas de engenharia deverá assumir uma importância crescente no próprio exercício da profissão. Assim, uma sólida e ampla formação nos princípios físicos, por um lado, e na linguagem matemática que os descrevem, por outro, se torna um imperativo de primeira ordem. Um reforço nas disciplinas de Cálculo, como a inclusão de disciplinas específicas de Cálculo Vetorial e de Métodos Analíticos e Numéricos para Equações Diferenciais, é recomendado. O uso de pacotes computacionais deve ser sempre enfatizado, propondo-se a inclusão de uma disciplina de Introdução aos Métodos Computacionais (uso de "softwares") já no início do curso. Em seu conjunto, as disciplinas de matemática propostas, podem ser delineadas como segue:
Por outro lado, as velhas dificuldades vividas pelos alunos de engenharia nas disciplinas de Cálculo (quando este ensinado abstratamente), podem ser substancialmente reduzidas através de diversas ações, como mostram em seus trabalhos Costa & Grou (1992), Felder (1993), Dieter (1993) bem como o grupo de trabalho do European Society for Engineering Education (1989). Algumas dessas ações podem ser destacadas:
Ao examinar o que se pode chamar de origem da moderna Engenharia, (ver, por exemplo, o excelente livro de Dugas (1988)), notar-se-á uma pluralidade de "escolas" ou vertentes:
Esse rico patrimônio cultural é considerado indispensável à formação do Engenheiro de Concepção que desejamos. Das três últimas vertentes é necessária apenas uma conceituação, visando suas aplicações em engenharia (exemplo, estudo de propriedades e comportamento dos materiais). As demais devem ser desenvolvidas em maior profundidade, através de várias disciplinas, dentro do espírito de um curso de graduação. As principais disciplinas sugeridas são:
A abordagem historicamente situada dos temas, já proposta no ensino das disciplinas de Cálculo, também é recomendada para as disciplinas de engenharia, sempre que isto for possível. De fato, essa abordagem se mostra altamente motivante para o aluno, e tem ainda a vantagem de mostrar o processo pelo qual se chegou ao conhecimento. Nessa mesma linha, sugere-se que certos experimentos simples sejam realizados em sala de aula, antes da apresentação da respectiva teoria. Por fim, é essencial que professores e alunos tenham sempre presente uma visão de conjunto desse patrimônio cultural, e, portanto, do próprio curso como um todo. Para isto, a comissão propõe a inclusão, já em seu início, de uma disciplina intitulada "Desenvolvimento dos Conceitos da Mecânica e do Eletromagnetismo", cuja melhor referência é o livro de Dugas (1988).
Sobre o estudo dos materiais as três disciplinas programadas (ver figura 1) visam dar ao aluno uma visão "holística" englobando características estruturais, transformações de fase e comportamento. Para tanto, o aluno deverá ter conceitos básicos a respeito das características dos átomos a nível sub-atômico, das interações possíveis a nível atômico e molecular, dos arranjos espaciais possíveis a nível microscópico, e das transformações de fase que ocorrem em função das condições termodinâmicas a que o sistema material é submetido. Da análise global desses conceitos básicos o aluno deverá, então, ser conduzido a entender os comportamentos específicos e propriedades exibidas pelos diferentes materiais quando submetidos a cada condição de uso, bem como ser capaz de estabelecer - e se possível modelar - as correlações entre as características gerais e as propriedades específicas.
As disciplinas deste grupo visam dar condições para que o aluno entenda os diversos aspectos não técnicos relacionados a um problema ou projeto de engenharia, e tenha boa capacidade de relacionamento interpessoal e interprofissional. Estas disciplinas são:
O curso será realizado em cinco anos, no regime semestral com 20 horas semanais de aula, num total de 3000 horas. As disciplinas do núcleo fundamental deverão ser oferecidas nos quatro anos iniciais. As disciplinas de integração multidisciplinar devem corresponder entre 20 e 30% da carga total. O quinto ano do curso é reservado para imersão na língua inglesa e para especialização do aluno através de:
Além disso, o aluno deverá necessariamente ter uma ocupação profissional de um período de quatro horas diárias durante os cinco anos do curso. A Universidade precisará garantir, através de convênios com as empresas da região, bolsas de trabalho para o cumprimento deste requisito. O objetivo desta exigência está relacionado com a problemática do ensino e do aprendizado.
Hoje já é consenso geral que o treinamento e educação continuados são partes importantes da vida do engenheiro. Na presente proposta eles são, todavia, essenciais. De fato, para garantir a necessária flexibilidade que possibilite a adequação do profissional nos diversos campos da engenharia, sua formação, conforme esta proposta, é mais generalista com o mínimo de informação especializada. Isto requer que ele, ao se colocar no mercado de trabalho, se especialize através de diversos meios, como por exemplo:
A respeito deste último item, o grupo recomenda fortemente para esta finalidade a criação do mestrado tecnológico. Hoje, se questiona a necessidade do mestrado tradicional como etapa obrigatória para aqueles que desejam progredir na vida acadêmica após a graduação. Mas para o engenheiro que está na empresa diante de um problema específico pode ser adequado o mestrado tecnológico. As características desta modalidade são:
Em seu estudo, Dieter (1993) sugere que a articulação do curso de Engenharia com um Mestrado Tecnológico é uma forte tendência para os próximos anos.
Aspectos pedagógicosEquipe de professoresA gestão colegiada do curso pelo corpo de seus professores é considerada imprescindível, tanto para que as decisões sobre o aprimoramento do curso sejam tomadas, mas também para que os conteúdos das disciplinas sejam melhor relacionados entre si, contribuindo para que a missão do curso seja efetivamente cumprida. Outra enorme vantagem da gestão colegiada é que ela permite decidir pelo próprio aperfeiçoamento do corpo docente no plano didático. Nesse sentido, o apoio dos psicólogos que comporão a equipe será fundamental. Cabe aqui destacar que a gestão colegiada irá requerer uma maior dedicação ao ensino por parte do professor. É portanto necessário que a Universidade saiba reconhecer e premiar este esforço. Este reconhecimento está começando a ocorrer nos Estados Unidos, que, até aqui, valorizavam e investiam pesadamente em pesquisa, em detrimento do ensino, por razões ligadas à segunda guerra mundial e à guerra fria (cf. Journal of Chemical Education, 1993). Portanto, caberá aos docentes do curso propor os meios de avaliação colegiada dos resultados quando comparados com os objetivos, além de criar instrumentos para aperfeiçoamento através da redefinição conjunta desses mesmos objetivos.
Levantamentos recentes, como mostra a matéria de Watson (1992), indicam que os alunos de engenharia ingressam na faculdade altamente motivados. Mas, no decorrer dos anos essa motivação vai decaindo em intensidade e os alunos dos últimos anos estão desinteressados pelo ensino na sala de aula. Este fenômeno precisa ser estudado mais profundamente para que medidas sejam adotadas no sentido de, pelo menos, preservar a motivação inicial dos calouros durante o curso. Algumas ferramentas poderão contribuir neste processo:
Este projeto resulta numa proposta com objetivos bem definidos dentro da missão. Assim, torna-se necessária uma infra-estrutura que garanta os resultados esperados. Mais do que isto, esta infra-estrutura deve estimular o aperfeiçoamento contínuo do projeto. Ela deve oferecer aos professores e alunos um suporte didático através dos seguintes elementos:
O grupo entende que a prática nos laboratórios necessita ser reavaliada. Em primeiro lugar, é preciso dar ênfase à criatividade, ao espírito de equipe e de competição (jogos) durante os exercícios experimentais. Neste sentido é vital o planejamento do professor para montar as aulas práticas. É necessário minimizar o caráter de "mostração" dos atuais laboratórios e valorizar o aspecto "observação" de fenômenos físicos a serem posteriormente tratados pela teoria. Além disso, não se pode esquecer o caráter multidisciplinar dos problemas de engenharia. Isso leva às experiências envolvendo diversos campos do conhecimento simultaneamente. Por fim, o aluno pode manter-se motivado desde o início do curso, através da disponibilidade de vídeos mostrando experiências básicas, práticas de desmontagens e montagens de componentes diversos e simulações em computadores.
Um curso de engenharia hoje tem que levar em consideração a ajuda do computador para:
Portanto, é imprescindível que o aluno disponha de recursos computacionais adequados desde o início do curso.
Várias questões, que provavelmente serão cruciais nas próximas décadas, estão certamente em aberto. Uma delas diz respeito ao conflito entre APRENDIZADO, que é o processo de assimilação do curso pelo aluno, e ENSINO, cujo processo parte do professor. Casar estes dois lados do processo educacional será sempre um desafio. Vários estudiosos defendem, por exemplo, uma forma de apresentação do conteúdo programático que obedeça à seqüência de desafios que surge para o aluno imerso num rico ambiente de engenharia. Nesse sentido, a ocupação profissional exigida do estudante deve contribuir para a formação deste ambiente de engenharia, necessário para criação de desafios. Outra questão está relacionada à evolução dos sistemas de multimídia e seus reflexos no ensino e no próprio papel do professor, conforme sugere Valente (1993). É possível que este se torne um tutor que mais orienta seus alunos do que "ensina". A proposta deste curso, aqui delineada em seus traços essenciais, aborda o conteúdo do currículo, não a forma como será transmitido. Por isto mesmo, o grupo julga fundamental, para o sucesso do projeto, que sua gestão seja colegiada, através do corpo de professores. É nesse foro que serão adequadamente resolvidas e encaminhadas todas as questões e dilemas pertinentes.
Flexibilidade é, desde já, e será cada vez mais o requisito primordial de um engenheiro em um quadro de rápidas mudanças tecnológicas e sociais, ditadas, em boa parte, pela crescente informatização e automatização das atividades humanas. O Engenheiro de Concepção que procuramos tem esta característica, não apenas porque possui um cabedal de conceitos básicos que lhe permitem transitar por diversas áreas do conhecimento científico e capazes de lhe propiciar uma educação continuada, mas também porque traz consigo uma bagagem de conhecimentos não-técnicos e uma capacidade de boa comunicação e relacionamento, indispensáveis ao exercício da profissão. Este perfil de engenheiro certamente interessa a uma parcela do setor industrial brasileiro, especialmente às empresas de ponta, às que desenvolvem tecnologia, às preocupadas com a questão da qualidade de seus produtos e, finalmente, àquelas que competem com empresas de países desenvolvidos. Nesse sentido, o projeto deste novo curso poderá despertar na iniciativa privada o interesse para um suporte mais concreto à manutenção e desenvolvimento do curso, seja subsidiando a aquisição de facilidades, seja concedendo bolsas-trabalho, financiando projetos didáticos, etc. Para estimular maior envolvimento entre universidade e empresa é sugerida a criação de um conselho consultivo formado por autoridades de ambas as partes. As principais atribuições deste Conselho seriam:
O conteúdo do trabalho aqui exposto não é propriedade dos autores listados no início do texto, mas resultado de longos debates para os quais contribuíram os seguintes professores: José Tomaz Vieira Pereira, Antonio Carlos Bannwart, Euclides de Mesquita Neto, Maurício Prates de Campos Filho, Vivaldo Antonio Fernandes Russo, Alcir José Monticelli, Yaro Burian Jr., Luiz Marco Brescansin, Maria Alice Bozola Grou, André Maria Pompeu Villalobos, Arsênio Oswaldo Sevá Filho, Carlos Lenz César, Inês Joekes, José Armando Valente, Loir Afonso Moreira, , Maria Tereza Leopardi Mello, Mário Ferreira Presser, Marisa Lúcia Fabrício Moura, Raymundo Luiz de Alencar, Rezende Gomes do Santos, Sebastião de Amorim, Walter Figueiredo Mascarenhas e Zula Garcia Giglio. Agradece-se também o gentil empréstimo de valioso material bibliográfico pelo Prof. Marcius Santosi Georgetti. Referências bibliográficasCosta, S.I.R. & Grou, M.A.B., Ensino de Cálculo: Uma Questão de Envolvimento, Relatório Técnico n. 6, IMECC, UNICAMP, 1992. Dieter, G.E., Engineering Education in the United States - Past, Present and Future, XXI Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia, Belo Horizonte, Nov. 1993. Dugas, R., A History of Mechanics, Dover, 1988. Engineering Professor's Conference Working Party, The Future Pattern of 1st. Degree Courses in Engineering, EPC-UK, n.3, no. 3, Fev. 1991. Felder, R.M., American Engineering Education: Current Issues and Future Directions, V Encontro Brasileiro de Ensino de Engenharia Química, Campinas, 1993. Glover, C.J. et al, Conservation Principles and Structure of Engineering (em 4 volumes), McGraw-Hill, College Custom Series, 1992. Journal of Chemical Education, v. 70, n. 8, p. 607, 1993. Mathematics Working Group of European Society for Engineering Education, Colloquium Document, SEFI-MWG, Kassel, FRG, 1989. Sparkes, J.J., Quality in Engineering Education, EPC-UK, n.1, Jul. 1989. Valente, J.A., Por quê o Computador na Educação?, in: Computadores e Conhecimento: Repensando a Educação, NIED-UNICAMP, pp.24-44, 1993. Watson, G.F., Refreshing Curricula, IEEE Spectrum, Mar. 1992. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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