Práticas pedagógicas remotas em Engenharia - Volume 1

ORGANIZADORES

ADEMAR GONÇALVES DA COSTA JUNIOR ALAN KARDEK RÊGO SEGUNDO

JOSÉ ALBERTO NAVES COCOTA JUNIOR ÍCARO BEZERRA QUEIROZ DE ARAÚJO

PRÁTICAS PEDAGÓGICAS

REMOTAS EM ENGENHARIA

FUNDAMENTOS E ESTUDOS DE CASOS

Organizadores

AdemarGonçalvesdaCostaJunior

AlanKardekRêgoSegundo JoséAlbertoNavesCocotaJunior ÍcaroBezerraQueirozdeAraújo

PRÁTICASPEDAGÓGICASREMOTAS

EMENGENHARIA

Fundamentoseestudosdecasos volume1

PráticaspedagógicasremotasemEngenharia:fundamentoseestudosdecasos,volume1

© 2024AdemarGonçalvesdaCostaJunior,AlanKardekRêgoSegundo,JoséAlbertoNaves CocotaJunioreÍcaroBezerraQueirozdeAraújo(organizadores)

EditoraEdgardBlücherLtda.

Publisher EdgardBlücher

Editores EduardoBlüchereJonatasEliakim

Coordenaçãoeditorial AndressaLira

Produçãoeditorial ArianaCorrêa

Revisãodetexto MaurícioKatayama

Diagramação HorizonSoluçõesEditoriais

Capa LeandroCunha

Imagemdacapa iStockphoto

EditoraBlucher

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Tel.:55113078-5366

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www.blucher.com.br

SegundooNovoAcordoOrtográfico,conforme6.ed.do VocabulárioOrtográficodaLíngua Portuguesa,AcademiaBrasileiradeLetras,julhode2021.Éproibidaareproduçãototalouparcial porquaisquermeiossemautorizaçãoescritadaeditora.TodososdireitosreservadospelaEditora EdgardBlücherLtda.

DadosInternacionaisdeCatalogaçãonaPublicação(CIP)

AngélicaIlacquaCRB-8/7057

PráticaspedagógicasremotasemEngenharia:fundamentoseestudosdecasos:volume1/ organizadoporAdemarGonçalvesdaCostaJunior...[etal].–SãoPaulo:Blucher,2024.

260p.:il.(SBAPress)

Bibliografia

ISBN978-85-212-2184-5

1.Engenharia-Estudoeensino2.EnsinoàdistânciaI.CostaJunior,AdemarGonçalvesda 23-5775CDD620.007

Índiceparacatálogosistemático:1.Engenharia–Estudoeensino

Capítulo

1

Laboratóriosvirtuaiseremotos: umavisãogeralsobreconceitose implementaçõesincluindooBrasil

AdemarGonçalvesdaCostaJunior

AlanKardekRêgoSegundo JoséAlbertoCocotaNavesJunior

1.1 Introdução

Aconcepçãodepráticaspedagógicasexperimentaisadvémdatentativade consolidaçãodoconhecimentoteóricoemalgoprático,nasprofissõespassadas epresentes.EmEngenharia,nãodistantedisso,oslaboratóriospodemoferecer aoaluno,deformaantecipada,algumcontatocompartedasatividadesprofissionaisqueoesperamnomercadodetrabalho.Ousodepráticaslaboratoriaisé deextremaimportânciaparaaperfeiçoaroaprendizadoemdisciplinasdentrodo conceitodeSTEM(Science,Technology,Engineering,andMath)(Khine;Areepattamannil,2019;Penprase,2020).

Emummodelotradicionaldeaulasemumcursosuperior,aaulaéusada comoaprincipalatividadeparaqueosalunospossamteracessoaonovo“conhecimento”apresentadopelodocente,emumatípicaaulaexpositivapormeiode quadro,giz/pinceleslides.Otrabalhoposterioréqueosalunospossamdesenvolveralgumasatividadestaiscomoaanálise,asínteseeosexercícios,foradoambientedesaladeaula.Taltrabalhopodeseracompanhadopelodocentepormeio dealgumplantãodedúvidasemdiaehorárioespecíficoemumasalafísica,ou,

atualmente,pormeiodealgumaplicativodetrocademensagensoudereuniões instantâneas.Essetrabalhoposteriorpodeserrealizadodeformaindividualizada oupormeiodegruposformaisouinformaisdealunos,podendocontarcomo auxíliodeummonitor.

Partindodessecenário,Bazzo(2017,p.100)afirma,nocontextodaaulatradicional,que:

[...]oprofessor,detentordoconhecimento,éocentrodeondeirradiamtodasasaçõesemsaladeaula.Éelequemdefineosritmoseasintensidadescomquesedevedesenrolaraprogramaçãodidática.Dele tambémseesperaumareproduçãolimpaeprecisadasformulações canônicas,ouseja,daquelassoluçõesclássicas,isentas,portanto,dos errosjásuperados[...]cadaconhecimentoabordado,perfeitamente estruturado,adquireparaoalunoumcaráterhermético,quasedogmático,nãopossibilitandosequerumaaberturaparadiscussõesestruturantes,tãofecundadasparaodesenvolvimentodacriatividade. Assim,conceitostransformam-seemleis,eensinoemregrasdeprocedimento.

Abuscapelamodernizaçãodoaprendizado,comocontrapontoaomodelo tradicional,passapelofoconousodemetodologiasativasdeaprendizagem,podendosermescladocomaaprendizagemhíbrida.SegundoMoran(2018,p.4),

Metodologiasativasdãoênfaseaopapelprotagonistadoaluno,ao seuenvolvimentodireto,participativoereflexivoemtodasasetapas doprocesso,experimentando,desenhando,criando,comorientação doprofessor;aabordagemhíbridadestacaaflexibilidade,amisturae compartilhamentodeespaços,tempos,atividades,materiais,técnicas etecnologiasquecompõemesseprocessoativo.

Nodocumento“Destaquedeinovação:recomendaçõesparaofortalecimentoemodernizaçãodoensinodeEngenharianoBrasil”(CNI,2018,p.20), elaboradopelaConfederaçãoNacionaldaIndústria(CNI)eaMobilizaçãoEmpresarialpelaInovação(MEI),incluindodiversosatoresdaáreaacadêmicaeda indústriaquetêmbuscadoatuarnamodernizaçãodoscurrículosdasEngenhariasnoBrasil,éindicadoque:

Capítulo

2

Metodologiasativasnoensinoremotode

Engenharia:fundamentoseestratégias

ArmandoÍtaloSetteAntonialli

FlávioYukioWatanabe

2.1 Introdução

Asmetodologiasativasdeensino-aprendizagemnaeducaçãosuperior encontram-seemumprocessodevalorizaçãoeconsolidação,especialmenteem algumasáreasdeformaçãocomoasidentificadasporSTEM(Science,Technology, EngineeringandMathematics),comoseobservanasnovasDiretrizesCurricularesNacionais(DCN)doscursosdegraduaçãoemEngenharia,estabelecidas pelaResoluçãon◦ 2,de24deabrilde2019(Brasil,2019).Entretanto,atéalgumasdécadasatrás,nãohaviaumentendimentoclarodoqueseriaaprendizagem ativaealgumascorrenteseducacionaisdefendiamquenãoseriapossívelalguém aprenderdeformapassiva,namedidaemquetodoprocessodeaprendizagem eraativopornatureza.BonwelleEison(1991)esclareceramessaquestãoeindicaramqueumaestratégiadeaprendizagemativapodeserdefinidacomoqualquer atividadeinstrucionalcomoenvolvimentoefetivodosestudantes,realizando coisasepensandosobreoqueestãoexecutando,comoobjetivodeatingiruma aprendizagemsignificativa.

Apreocupaçãocomaeficáciadasmetodologiasativasnoaprendizadoéum temapresenteemdiversaspesquisas.Nessesentido,Prince(2004)analisouaefetividadedediferentesestratégiasativasdeaprendizagemempregadasemcursos deEngenhariaeevidencioubenefíciosnaquestãodaaprendizagem,emaspectos

atitudinais,formasderaciocínioecomunicação.Entretanto,oautordeixaclaro queaaprendizagemativanãoéa“cura”paratodososproblemaseducacionais, masqueosdocentesdevemestarcientesdessesdiferentesmétodosdeensinoe seesforçarparaidentificarquaisseaplicamaosobjetivosformativosalmejados. Freeman etal. (2014)conduziramumaextensametanálisede225estudoseverificaramvantagensemtermosdedesempenhoeaprovaçãodeestudantesematividadescurricularesnasquaisforamadotadasestratégiasdeaprendizagemativa, emrelaçãoaosestudantesdeaulastradicionais.

Dentreasdiferentesestratégiasativasdeaprendizagem,algumassãomuito bemestruturadaseconsolidadasnoensinopresencial,taiscomoaAprendizagem BaseadaemEquipes(ABEouTBL,doinglês, Team-BasedLearning),AprendizagemBaseadaemProblemas(ABPouPBL,doinglês Problem-BasedLearning), AprendizagemBaseadaemProjetos(ABPjouPjBL,doinglês, Project-BasedLearning),SaladeAulaInvertida(eminglês, FlippedClassroom),Gamificação(em inglês, Gamification)eAquário(eminglês, Fishbowl).Taisestratégiassãodescritasnestecapítulocomaindicaçãodereferênciasbásicas.

Aaplicaçãodemetodologiasativasnoformatodeensinoremotousando usandoTecnologiasDigitaisdeInformaçãoeComunicação(TDIC)constituiu umdesafioadicionalduranteapandemiadecovid-19apartirde2019,umavez queasmetodologiasativaspressupõemqueosestudantesseenvolvammaisprofundamentenoprocessodeensino-aprendizagemplanejadopeloprofessor.Outrodesafiodoensinoremoto,especificamentenosencontrossíncronosexpositivos,écomomanterosníveisdeatençãodosestudanteselevados,umavezque osdistratoresnoambientedomésticopodemsermaioresatéqueosusualmente encontradosnasaladeaula.Alémdisso,noensinoremoto,émaisdifícilparao professorterapercepçãoseosalunosrealmenteestãoentendendoosconceitos abordados.Watanabe etal. (2019)indicamqueplanejarumaapresentaçãocom momentosdeinteraçãoutilizandorecursosdigitaisinterativosviawebpodeser umaboaalternativa,poisestespossibilitamqueoprofessortenhaumfeedback

Capítulo

3

Experiênciasnatransiçãoparaaulas emergenciaisremotasemumcursode graduaçãoemEngenhariaElétrica:

resultadosdaUFF

RainerZanghi

LucianodeOliveiraDaniel

3.1 Introdução

NocontextodasEngenharias,asDiretrizesCurricularesNacionais(DCN), emsuarevisãode2019(Brasil,2019),demandamaaplicaçãodemetodologias ativasnosprocessosdeensino-aprendizagem(PEA)doscursos.ParaalémdosdesafiosequestionamentossobreaeficáciadessasmetodologiasaplicadasaosPEA nasEngenharias,aexigênciaporPEAremotosemergenciaisnessescursos,em decorrênciadapandemiadecovid-19(UFF,2020),introduziunovoselementos nessedebate.Atransiçãoabruptadeumaformadeensinototalmentepresencial paraoutratotalmenteremota,apoiadaemtecnologiasdeinformaçãoecomunicação(TICs),proporcionoureflexõesimportantessobreosPEA(Behar,2020; Pimentel;Carvalho,2020).

Soma-seaessequadroaformaçãopredominantementedebacharéissemlicenciaturadosprofessoresdomagistériosuperioremcursosdeEngenharia(Rehem, 2018).Érecorrenteentreessesprofissionais,umatendênciaàreproduçãodeum modeloexpositivoecentradonoprofessor,prevalentecomocasodesucessona

suaformaçãocomoaluno(Rehem,2018).Nessepanorama,aadoçãodemetodologiasdeaprendizagemativa(UCLES,2020),ondeoalunoéoprotagonistado PEA,representaumamudançasignificativa,comincertezaseinsegurançasassociadas.Propostashíbridas,mesclandometodologiasexpositivaseativas,tambémse apresentamcomoalternativas,emumarelaçãodecompromisso(Masetto,2009).

DopontodevistadosalunosdoscursosdeEngenharia,énecessárioconsiderardiversosfatoresquepodeminfluenciaroPEA,comconsequênciasnaefetividadedasmetodologiasadotadas.Dentreessesfatores,podemsercitados:cargahoráriadeestudosextraclasse;interatividadeentrepares;experiênciaseconhecimentosprévios;expectativassobreaformaçãoeaprofissão;habilidadessociaiseemocionais;motivaçãointrínsecaeextrínseca;inclusãodigitaledomíniodasTICs.

Estecapítuloapresentaumrelatodeexperiênciasdosautores,comodocentes docursodeEngenhariaElétricadaUniversidadeFederalFluminense(UFF),em dezoitoturmasdesetediferentesdisciplinas,durantetrêssemestresdePEAremotoemergencial.Asanálisesqualitativasequantitativasapresentadassãocomparadascomdadosobtidosemsemestresanteriores,utilizandoomodelopresencial.DentreasmetodologiasetécnicasempregadasnosPEAapresentados, destacam-se:saladeaulainvertida;taxonomiadeBloomrevisada(AndersonKrathwohl,2001;Ferraz,2010;PillaJunior;Ferlin,2011)nosobjetivosdeaula; rubricasparaavaliações;mapasmentais;avaliaçãoformativaatravésdeenquetessíncronas;avaliaçãosomativaporquestionáriossíncronos;umaadaptaçãodo JiTT(JustinTimeTeaching)(ElmôrFilho etal.,2019);avaliaçãoporpares;videoaulasassíncronas;listasdeexercícios;interatividadeemredessociais;fórunsde discussão;avaliaçõesoraissíncronasemgrupos;técnicasmistascomoaMetodologiaExpositivaModificada(MEM);autoavaliações;processodeavaliaçãocontinuada;emetodologiasdefeedback.

Esterelatobuscaproblematizarediscutir,nocontextodepráticaspedagógicas remotas:arelaçãoentreasmetodologiasativaseconvencionais;efeitosdaintroduçãodessastécnicasnasdisciplinasapresentadas;desafiosnaelaboraçãodemétricas paraavaliarodesempenhodaaplicaçãodasmetodologias;eficáciadosMétodos

Capítulo

Ensinodecircuitoselétricosem temposdepandemia:aEngenharia (re)descobrindoPauloFreire

DanúbiaSoaresPires

4.1 Introdução

Nosúltimosanos,aeducaçãotemvivenciadomuitastransformações,emespecial,naincorporaçãodenovastecnologiasnaaprendizagem(Araujo etal.,2020). Odesenvolvimentotecnológicoimpactafortementeoutrossetoresdasociedade, mas,emespecialnaeducação,temmodificadoaformadeinteraçãoeaprendizagem:seantesoprofessoreraocentrodoconhecimentoe,porconsequência, oaprendizadoerarealizadodeformavertical(docente,detentorúnicodoconhecimento;aluno,aprendiznãoquestionador),hojeseobservaummovimento pedagógicoparaahorizontalidadedoconhecimento,emqueambos,docentee aluno,podemdiscutirosconteúdoseproporsoluções.Essatransformaçãoéa consequênciadafacilidadenadisseminaçãodeinformaçãoemdiversosmeiose plataformasdigitais;atualmente,oalunopodeaprofundareaprendernovosconteúdos,noentanto,cria-seanecessidadedediferenciarinformaçãodeconhecimento(Lantada,2020).Apartirdacríticademateriaisdisponibilizados,odocente,nessecaso,passaaserocuradordoconhecimento,direcionandooaluno paraocuidadocomaseleçãodeinformações:Qualoníveldeconfiabilidade? Qualaintenção?Istoéconhecimentocientíficoouopiniãododivulgador(seja empresa,grupoouindivíduo)doconteúdopesquisado?

NoscursosdeEngenharia,observa-seumproblemaaindamaior:se,porum lado,énecessáriohorizontalizaroaprendizado,deoutro,nasdisciplinasespecíficas,édifícilperceberumaformadedisponibilidadeparaessetipodeabertura, umavezque,nasdisciplinasdeCircuitosElétricos,porexemplo,umresistorsempreseráumresistor;elementosemsérieestãoemsérie,nãoemparalelo.Apartirdoprimeirosemestrede2020,devidoàpandemiadecovid-19,comainserçãodasaulasremotaseanecessidadedetrabalharapráticacomplataformasde simulação,essadificuldadetornou-seaindamaiornasdisciplinasespecíficasdessescursos(Lessinger;Abaide,2021).

UmadasabordagensdediálogoutilizadasnaeducaçãoéadePauloFreire.

PauloFreirefoiumestudiosodaáreadeeducação,consideradooPatronoda EducaçãoBrasileiraeumdosfilósofosmaislidosnaáreaacadêmica,segundoo MassachusettsInstituteofTechnology(Araujo etal.,2020).Umdosmuitoslivrosescritosporele, Pedagogiadooprimido,deacordocomaLondonSchoolof Economics,éaterceiraobramaiscitadanomundonaáreadeciênciassociaise humanas(Sena;Bento;Silva,2018).Aprincipalcaracterísticadaeducaçãodialógicafreireanaéavalorizaçãodaautonomiadoestudantenaconstruçãodeseu conhecimentonoprocessodeensino-aprendizagem(Freire,2020;Freire;Guimarães,2021).

ParalidarcomaeducaçãoemEngenhariadeformamaiscríticaeparticipativaporpartedoaluno,opresentecapítulotemcomoprincipalobjetivoaanálise doensinodadisciplinadeCircuitosElétricosI,noCursodeEngenhariaElétrica IndustrialdoInstitutoFederaldoMaranhão(IFMA), campus SãoLuís/Monte Castelo,nossemestresde2021.1(totalmenteremoto,entreosmesesdemaioa outubrode2021)e2021.2(noformatohíbrido,entreosmesesdenovembrode 2021efevereirode2022),quefoilecionadaincorporandoaspectosdadialógica freireanae,basicamente,utilizandoasseguintesobrasdoescritor: Pedagogiado oprimido (75a edição,2020)e Educarcomamídia:novosdiálogossobreeducação (2a edição,2021,escritaemconjuntocomSérgioGuimarães).Nessasobras, foramcoletadosalgunsaspectos,ouseja,trechosque,naobrafreireana,buscam

Capítulo

5

Abordagemdeensinoremotocom

softwaresgratuitosemlaboratório virtualdesistemasembarcadosnaUFOP

TaynanRogerSilva

PauloFelipePossaParreira

HeitorAugustodeNovais

EduardoJosédaSilvaLuz

AlanKardekRêgoSegundo

5.1 Introdução

Devidoàgrandeutilizaçãodesistemasmicrocontroladosemdiversosprodutostecnológicos,écrescenteointeressedeestudanteseentusiastasnessaáreade atuação.Dadaanecessidadedomercadopelaformaçãodeprofissionaisdaáreade sistemasembarcados,diversasinstituiçõesdeensinosuperiortêmofertadodisciplinasdessaáreatantoemcursosdegraduaçãocomoemcursosdepós-graduação nasEngenharias.

Porsercaracterizadacomoumaáreainterdisciplinaremultidisciplinar,que englobaconhecimentosemeletrônica,algoritmos,sistemasoperacionais,processamentodesinais,dentreoutros,ousodelaboratóriosnoensinodesistemasembarcadoséfundamentalparaoprocessodeensino-aprendizagem.Pormeiodas experiênciasrealizadasnessesambientes,osalunostêmaoportunidadedeconsolidaralgunsconhecimentosteóricossolucionandoproblemasreaisdavidaprofissional.Dessaforma,diversasmetodologiasdeensinoemlaboratóriostêmsido

desenvolvidasporeducadoresparaatrairemotivarosestudantesemumapráxis pedagógicaqueconcilieosaspectosdeteoriaemsituaçõespráticas(Matos etal., 2019;RêgoSegundo etal.,2015a,2015b).

Comanecessidadedoisolamentosocialimpostapelapandemiadecovid-19 em2020noBrasil,essedesafiodeintegraçãopormeiodeatividadeslaboratoriais tornou-seaindamaior,vistoquemuitasinstituiçõesdeensinopassaramaofertar essasdisciplinasapenasdeformaremota.Senoslaboratóriosfísicosdesistemas embarcadososestudantestinhamacessoàsdiversasplantasdidáticasecontato diretocomhardwarespreviamenteadquiridospelasinstituições,comapandemiaessainteraçãoficoulimitadaaoseucomputadorpessoal.Aliadoaisso,esse novocontextoevidencioutambémadificuldadenousodesoftwareslivrese/ou gratuitosparaosestudantes,vistoqueamaioriadasplataformasexperimentais disponíveiseaplicáveisparaagraduaçãoepós-graduaçãosãomuitocarase/ou possuemumaarquiteturadehardwareesoftwarefechada(Torga etal.,2019).

Nestecenário,dentreasalternativasquevisamcomplementarousubstituira utilizaçãodelaboratóriosfísicos,asmaisutilizadassãooslaboratóriosremotose oslaboratóriosvirtuais,ouacombinaçãodeambos(Bencomo,2004).

Oslaboratóriosvirtuaisutilizamumaabordagempuramenteviasoftware pararealizarasimulaçãodadinâmicadediversostiposdeplataformasfísicas. Essasimulação,normalmente,ébaseadaemmodelosmatemáticoseseugraude similaridadecomoprocessorealdependedaimplementação(Karakasidis,2013). Comparadocomomodeloremoto,oslaboratóriosvirtuaispossuemummenor custodeimplantaçãoemanutenção,alémdeserpossívelarealizaçãodevários experimentossimultâneoseumamaiordisponibilidadeentreosestudantes.

Assim,nabuscapelacontinuidadedoensinodesistemasembarcadosadaptadoaonovocontexto,nestecapítuloapresenta-seumaversãoestendidadeum laboratóriovirtualdesistemasembarcados,publicadanosanaisdo XVSimpósio BrasileirodeAutomaçãoInteligente (Parreira etal.,2021).Estelaboratóriovirtual utilizaumadidáticaquemesclaoensinoteóricocomametodologiadeAprendi-

Capítulo

6

SimuladordecircuitosPICSimLabpara

ensinoremotodasdisciplinasSistemas

MicrocontroladoseSistemas

EmbarcadosnaUTFPR

PauloRogérioScalassara AndréSanchesFonsecaSobrinho

BrunoAugustoAngélico

6.1 Introdução

OensinodeEngenhariavemevoluindoaolongodasúltimasdécadas,em especialnaáreademicroeletrônica,poisosavançostecnológicosocorremcom grandevelocidade.Técnicasedispositivossetornamobsoletos,enquantooutros surgemacadaano.NoBrasil,asnovasDiretrizesCurricularesNacionais(DCNs) paraoscursosdeEngenhariaforampublicadaspeloMinistériodaEducação em2019(Brasil,2019).Comelas,busca-seaprimoraroaprendizadodoaluno focandoaformaçãoporcompetências,comênfasenapráticaeemabordagens ativas(Oliveira,2019).

Essamudançadeparadigmasebaseiaemtendênciasinternacionaisdoensino deEngenhariautilizandometodologiasbaseadasemprojetos,comoousodo ProjectBasedLearning –PjBL(Campos-Roca,2021;Wu etal.,2014)ouvoltadas paraaaprendizagemusandoumprocessoindustrialdeproduçãocomoainiciativaCDIO–conceber,projetar,implementar,operar,doinglês conceive,design,

implement,operate (Jing etal.,2021;Larsson etal.,2017).Independentemente datécnica,oobjetivoéaumentaramotivaçãodoestudanteeenriquecersuashabilidadescriativaspormeiodefoconasaplicaçõesecomaabordagemnodesenvolvimentodesoluçõesparaproblemasreais.

Justamenteapráticadoensinodemicroeletrônicafoimuitoprejudicadacom apandemiadecovid-19,iniciadaem2020.NocasodaUniversidadeTecnológica FederaldoParaná(UTFPR), campus CornélioProcópio,asaulaspresenciaisforamsuspensasem16demarçode2020,retornandonaformaremotasomente nofinaldeagostodomesmoano.Comoadaptaroensinodedisciplinasbaseadasemmicrocontroladoresparaaformaremotaeaindamanteraqualidadedas experiênciasdosalunos?Estecapítulofocaumapossívelsoluçãocomousode softwareslivresparaasimulaçãodesistemasmicrocontroladosenaabordagem baseadaemprojetos.

Emdiversasuniversidadesaoredordomundo,possíveissoluçõesforamapresentadas.Raczyński(2021)propôsousodeumabancadadetestesremota,acessívelviaconexãoVPN(VirtualPrivateNetwork),paraexecuçãodepráticasemaplicaçõesdemicrocontroladoresdisponíveisnokitdidáticodauniversidade.Entretanto,sãonecessáriosequipamentoscustososepessoaladequadoparaexecução naprópriainstituição,oqueépraticamenteinviávelparainstituiçõesbrasileiras.

Diferentemente,KarameSalem(2021)eMischie,VasiuePazsitka(2021),optaramporusarsomenteumsimuladorparapráticasremotas.Noprimeirotrabalho,utilizou-seoProteus,oqualtambémjáerautilizadonaUTFPRparaauxiliar nasaulaspráticas.Entretanto,essesoftwarepossuicustoelevadoeosestudantes nãotêmacessoparautilizaremsuascasas.Nosegundotrabalho,osoftwareutilizado,apesardegratuito,eradisponibilizadopelaTexasInstrumentsparausosomentecommicrocontroladoresdafamíliaMSP430.Apesardeserumasolução viável,acarretariamuitotrabalhoparaadaptartodoomaterialdasdisciplinasda UTFPRaessesistema.Assim,buscou-seoutrasoluçãoquepermitisseutilizaro mesmomaterialdidáticodasaulaspresenciais,quepossuísseosrecursosnecessáriosparaasaplicaçõespráticasefossegratuitoparaqueosestudantespudessem

Capítulo

7

AbordagensdeInstrumentaçãoIndustrial

paraumensinoremotoparticipativo

CarmelaMariaPolitoBraga

AnísioRogérioBraga

HugoCésarCoelhoMichel

7.1 Introdução

AsabordagensadotadasnoplanodeensinoremotoparaadisciplinadeInstrumentaçãoIndustrialnaUniversidadeFederaldeMinasGerais(UFMG),duranteapandemiadecovid-19,envolveramatividadesindividuaisedegrupo,bem comoprocessosdeavaliaçãodaaprendizagemutilizandorecursosdeplataformas digitaiseambientesdesimulação,visandooaumentodoengajamentodosestudantesàdisciplina.

Nessecontexto,oplanejamentoeraproporcionaraosestudantesumaparticipaçãomaisativanosconteúdosabordadospeladisciplina,envolvendomaior clarezaquantoaosobjetivosdecadaaula,bemcomoquantoàsestratégiasde aprendizagemadotadas.Portanto,contrapõe-seàtendênciadeparticipaçãopassivadeles,emumametodologiatradicional,demeramenteabsorverconteúdos programáticos.

Asmetodologiassãodiretrizesqueorientamosprocessosdeensinoeaprendizagem,concretizadasemestratégias,abordagens,técnicaseprocedimentos.As metodologiasativastêmfoconaparticipaçãodosestudantesnaconstruçãodo processodeaprendizagem,deformaflexível,interligadaehíbrida.Emummundo

conectadoedigital,essasmetodologiasexpressam-sepormeiodemodelosdeensinohíbridos,cominúmeraspossibilidadesdecombinações,arranjoseatividades(Moran;Bacich,2017).

Apropostadeensinodesenvolvidanestecapítulocombinametodologiasativas,compapelprotagonistadosestudantesemalgumasatividades,emumcontextohíbrido.Ascondiçõesimpostaspelanecessidadedeensinoremototornaramaindamaisurgenteessemodelocombinado,maisflexível,adequadoàspossibilidadesindividuaisdeles,tantonousodoseutempoquantoaoacessoarecursoscomputacionais.Essaestratégiaéviabilizadapormeiodousodeplataformas digitais,parapermitirumacombinaçãodeaulasexpositivastradicionais,videoaulas,interaçãoemgruposdetrabalhoediscussões,einteraçãoentreosestudanteseoprofessor.

Duranteoperíododeensinoremotoemergencial(ERE)naUFMG,noque serefereàorganizaçãoeofertadeatividadesacadêmicas,emespecialasdisciplinasdegraduação,destacam-seasduasplataformasdigitaisadotadas,queforamo Moodle© eoMicrosoftTeams©,disponibilizadospelaMoodleHQeMicrosoft, respectivamente.OMoodle1 (ModularObject-OrientedDynamicLearningEnvironment)éoambientevirtualdeaprendizagem(AVA)oficialdaUFMG,sendo integradoaosistemadematrícula.OMoodleéreconfiguradoacadasemestre, alocandoumambientevirtualaosprofessoresresponsáveisporcadaatividade acadêmica(e.g.disciplinas)eaosestudantesdevidamentematriculados.Dessa forma,osprofessorespossuemumambienteparaaestruturaçãoeadisponibilizaçãodeconteúdoseatividadesreferentesàdisciplina,porexemplo,planosde aulasedeensino,materiaisdeaulas,vídeos, links de websites,atividadesparaentregaseguradetrabalhos,atividadesavaliativasetc.

MesmosendoumdosAVAsmaisutilizadosdomundo,oMoodlenãooferece formasdecomunicaçãoporchamadasdevozouvídeo.Portanto,eranecessária umaplataformaqueviabilizassearealizaçãodechamadasdevídeocomdiversos alunos,simultaneamente,emumaaulasíncrona.AUFMGadotou,oficialmente, 1 Moodle.Disponívelem:https://moodle.org/?lang=pt_br..0

Capítulo

Práticasdeensinoremotodarobótica utilizandosimuladores:estudosdecaso comminicursopráticoecompetição deequipes

FilipeAugustoSantosRocha

WendersonGustavoSerrantola

JacóDiasDomingues

GustavoMedeirosFreitas

8.1 Introdução

Aengenhariaéumcampoessencialmenteprático,umavezqueéfunçãodo engenheiroelaborarsistemasqueatuemnomundoreal.Esseprofissionaldeve sercapazdeconcatenarosconceitosassimiladosduranteocursocomproblemas reais,elaborandométodosqueinteragemcomomeiofísicopormeiodasferramentasetecnologiasvigentesmaisadequadas.Portanto,oensinodaEngenharia requeratividadespráticasparaaefetivaformaçãodofuturoengenheiro(Potkonjak etal.,2016).

Asaulasemlaboratório/camposãoeficazesemfomentaraassociaçãoentreteoriaeprática(Wood,2008).Duranteapandemiadecovid-19,ofocodosdebates pedagógicosmudoude“emquecontextosedeveutilizartecnologiasremotas?” para“qualéamelhorferramentaparacadamodalidadeeducacional?”(Daniela; Visvizi,2021).Noentanto,oensinoremotonaEngenhariarequeraorganização

adequadadematerialeferramentas,alémdeumambientedecomunicaçãointegradoentrealunoseprofessores,quetornanãotrivialarealizaçãodeatividades práticasdaEngenhariaemambientesremotos(Gomes;Silva;Teixeira,2020).

Comoferramentaviável,ossimuladoresdisponibilizamelementosvirtuais que,seconfiguradoscomcertograuderigor,comportam-sedemodosemelhante aseusrespectivossistemasreais(Teixeira;Housell,2018).Essespodementão substituirelementosfísicosemaulasexperimentaisoutrabalhospráticos.De fato,ossimuladoressãoextensamenteutilizadosnoensinodaEngenharia.

Comoexemplo,Parreira etal. (2021)substituemosmicrocontroladoreseoutroseletrônicosporcomponentessimuladosnadisciplinadeSistemasEmbarcados.Dinis etal. (2017)utilizamsimuladoreserealidadevirtualparaestimularalunosdeEngenhariaCivilaosituá-losemambientesvirtuaisrepresentativos(e.g., umcanteirodeobras).Cañas etal. (2020a)apresentamumcursocompletode robóticaaéreaautônomautilizandoosimuladorGazebonaRoboticsAcademy, queéumaplataformaabertadeaprendizadoderobóticaadistânciaemcursosde Engenharia.OutrainiciativaapresentadaemNascimento etal. (2021)propõe um framework deaprendizado,utilizandoambientesimuladopararobóticaeducacional,denominadosBotics.

Alémdesses,osprojetoseducacionaisdelargaescalaparaofomentodasciênciasexatasbuscamincorporarsimuladoresemsuasatividades,comoainiciativa europeiaRoboSTEAM(Conde etal.,2020).MaisexemplosdelaboratóriosvirtuaisnoensinodaEngenharia,CiênciaeTecnologiapodemserencontradosem Potkonjak etal. (2016).

Comaatualeficiênciadosalgoritmoseoavançotecnológicodoshardwares, mesmocomputadoresmodestospodemsercapazesdeexecutarsatisfatoriamente ossoftwaresdesimulaçãorobótica.Logo,éviávelqueodiscenteexecutetaissimuladoresemsuamáquinapessoal,emsuaprópriaresidência,edemaneirairrestritaaumsistemarobóticovirtualdealtopadrão.Oprofessorpodeentãoexemplificarconceitosteóricosouproportrabalhospráticosemambientessimulados preparadosapriori.Essametodologiaégeralmenteapreciadapelosalunos,au-

ESTE LIVRO, DIVIDIDO EM DOIS VOLUMES, POSSUI DIVERSAS CONTRIBUIÇÕES DOS COLEGAS QUE SE

ESFORÇARAM DURANTE MESES NA BUSCA DE SOLUÇÕES QUE PUDESSEM SER IMPLEMENTADAS AO LONGO DO PERÍODO EMERGENCIAL REMOTO OCASIONADO

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Esperamos que os resultados possam contribuir com o avanço do ensino e aprendizagem na Engenharia, em específico nas diversas áreas da Engenharia

Elétrica, abrangidas pela Sociedade Brasileira de Automática (SBA), não sendo impeditivo que o leitor, ao ter contato com o material, possa adaptá-lo para outras áreas, inclusive fora das Engenharias. Alerta-se que a formação dos engenheiros(as) deve ser pautada nas premissas do século XXI. Os desafios cada vez mais complexos da sociedade exigem uma formação voltada para o desenvolvimento de habilidades transversais, além do tradicional acesso a materiais didáticos e atividades em sala de aula. Nesse sentido, o livro traz re�lexões que possibilitam um ensino mais ativo do aluno no processo de aprendizagem. Esperamos que as teorias, os estudos de casos e as inúmeras referências apresentadas ao longo dos capítulos possam fornecer uma contribuição na área de Educação em Engenharia, pensando na formação de redes de pesquisa e extensão e na melhoria da qualidade da formação de engenheiros no século XXI.