Inovação no Técnico
Projectos de Inovação Pedagógica Neste documento pretendemos divulgar os resultados obtidos da implementação dos Projetos de Inovação Pedagógica – PIP2019
pip.tecnico.ulisboa.pt
Boas Vindas A integração das tecnologias digitais no processo de educação e aprendizagem é hoje imprescindível para que o ensino e a formação aproveitem as oportunidades e respondam aos desafios da era digital. A crise do COVID-19 acelerou a transformação digital na educação e na formação proporcionando experiências e oportunidades de aprendizagem para uma educação e formação digital inclusiva e de alta qualidade. As tecnologias digitais podem aumentar a flexibilidade e a criatividade ajudando a melhorar a eficiência e os resultados do ensino. Os investimentos em infraestruturas e equipamentos digitais, o reforço / desenvolvimento de competências digitais para todos e a promoção de fóruns de partilha de boas práticas e experiências são prioridades ao nível da UE. A brochura PIP2019 inclui uma lista de projetos que são bons exemplos de inovação e transformação digital, promovendo a partilha de boas práticas e experiências. Leia, experimente e inove na sua sala de aula e partilhe a sua experiência com os seus colegas. Obrigada a todos pelas vossas contribuições.
Raquel Aires Barros Presidente do Conselho Pedagógico Instituto Superior Técnico
2
Índice 4
Sumário Executivo
5
Factos e Números
6
Introdução ao Projecto
7
Comentário aos Projetos de Inovação Pedagógica 2019
9
Projectos PIP2019
10
ScientIST – Experiências Científicas no Domínio da Engenharia Biomédica Suportadas por Dispositivos Móveis e IoT
11
Hands-on Polymers
12
Quizzes Tutor (Anterior Perguntas de Escolha Múltipla em Arquiteturas de Software)
13
Laboratórios de Química: MAIOR autonomia, MAIS laboratório, MELHOR desempenho académico
14
ExonlineX: Exames Online na plataforma MOOC.TECNICO
15
Realidade Virtual para ensinar Realidade Virtual
16
Veículo Elétrico Autónomo – Uma ferramenta para o ensino em EEC
17
O nemátodo Caenorhabditis elegans como modelo de infecção
18
Escapuliste? – Aprender A Matéria Para Escapar
19
E-LEARN@DEEC Aprendizagem ativa e avaliação individual imediata
20
Resultados e próximos passos para apoio dos PIP
21
Lista de candidaturas
23
Projectos financiados
24 Agradecimentos
3
Sumário Executivo O sucesso da 1ª edição dos Projectos de Inovação Pedagógica –PIP2018, levou-nos a lançar a 2º edição dos Projectos de Inovação PedagógicaPIP2019, incentivando um maior número de docentes a propor e desenvolver metodologias de ensino inovadoras e a incluir novas tecnologias e ferramentas digitais nas suas unidades curriculares. Com esta Brochura, pretendemos apresentar e divulgar os resultados da segunda edição dos Projetos de Inovação Pedagógica - PIP2019, que contou com 23 propostas submetidas no âmbito de unidades curriculares das quais 9 foram financiadas. Um conjunto de projectos financiados, focou-se no desenvolvimento e inclusão de estratégias de aprendizagem activa, baseadas em projectos e gamificação no âmbito de unidades curriculares selecionadas. De salientar os projectos “ScientIST: Experiências Científicas no Domínio da Engenharia Biomédica Suportadas por Dispositivos Móveis e IoT”, “Realidade Virtual para ensinar Realidade Virtual”, “Veículo Elétrico Autónomo – Uma ferramenta para o ensino em EEC”, “Escapuliste? – aprender a matéria para escapar”, que potenciam uma aprendizagem mais autónoma e colaborativa dos alunos. Os projectos “Hands-on Polymers”, “Laboratórios de Química: MAIOR autonomia, MAIS laboratório, MELHOR desempenho académico”, “O nemátodo Caenorhabditis elegans como modelo de infecção”, são exemplos de criação de laboratórios inovadores, novos trabalhos laboratoriais e metodologias inovadoras, algumas das quais passam pela introdução de ferramentas de e-learning na componente laboratorial. A utilização de plataformas e ferramentas digitais para avaliação online está patente em três dos projectos submetidos, “Quizzes Tutor”, “ExolineX:Exames Online na plataforma MOOCTECNICO” e “E-LEARN@DEEC”. Estes projectos serviram de base e funcionaram como protótipos para a avaliação à distância no 2º semestre 2019/2020, em diversas unidades curriculares. Por exemplo, a plataforma ExonlineX foi utilizada para a realização de testes e exames em 25 UCs dos 1º e 2º ciclos de diferentes cursos, com um total de 4150 alunos; a plataforma E-LEARN@DEEC, baseada no Moodle, foi utilizada pelos docentes do DEEC, em cerca de 30 UCs dos 1º e 2º ciclos, agregando cerca de 3000 alunos. As experiências pedagógicas inovadoras descritas nesta brochura pretendem dar a conhecer as experiências, de um conjunto de docentes, de introdução de inovações pedagógicas no âmbito de unidades curriculares e incentivar a partilha de boas práticas entre a comunidade docente.
4
Factos e Números
28
11
Candidaturas
Projectos aprovados
36,942.20€
36,942.20€
3,358.38€
Valor investido
Valor executado
Valor médio por projecto
6403
6
Estudantes envolvidos
Departamentos
35
2
1
10
Docentes
investigadores
Técnicos
Bolseiros
1 Apresentações públicas
5
Introdução ao Projecto Os Projetos de Inovação Pedagógica (PIP) realizam-se anualmente e apoiam o esforço dos docentes, fornecendo pequenas quantias de financiamento para ajudar a equipa a projetar e implementar novas iniciativas. O Concurso PIP tem como objectivo a mobilização dos docentes do IST tendo em vista os seguintes requisitos: • a actualização e/ou adaptação do modelo de ensino do IST, preferencialmente ao nível dos 1º e 2º ciclos. • a utilização de ferramentas que sejam relevantes ao nível da aprendizagem, como case studies, problem based learning, active learning, flipped classrooms, learning based on research. • o fornecimento de métricas para aferir o sucesso e descrever como estas serão medidas. • o uso de novas tecnologias, incluindo soluções digitais, para resolver problemas de aprendizagem e ensino. As experiências e conhecimento desenvolvidos nestes projetos é vasto e as equipas dos PIP2019 são uma referência útil para outros docentes que desejem realizar atividades semelhantes. A lista completa das cadidaturas e dos projectos financiados está disponível no final desta brochura. O objectivo desta brochura é documentar todos os projectos PIP2019, identificando as ideias boas e/ou inovadoras que podem ser do interesse da comunidade do Técnico.
6
Comentário aos Projetos de Inovação Pedagógica PIP2019 Manuel João Costa Pró-Reitor para os Assuntos Estudantis e Inovação Pedagógica na Universidade do Minho. É Professor Associado e foi coordenador da Unidade de Educação Médica, secretário do Conselho Pedagógico e da Comissão de Curso de Medicina (2004-2018). A sua atividade de investigação tem incidido sobre a inovação nas práticas pedagógicas no ensino superior e sobre na educação na área da saúde, em particular na educação médica, bioquímica e biologia molecular.
Associo-me com muito agrado a uma nova edição dos Projetos anuais de Inovação Pedagógica do Instituto Superior Técnico (IST) escrevendo estas linhas. A disponibilidade institucional do IST para promover e para partilhar os resultados de projetos inovadores no ensino marcam um compromisso continuo e inequívoco com a qualidade pedagógica. Tal partilha estimula a academia do IST e inspira outras instituições de ensino superior, ganhando particular relevo nas atuais circunstâncias extraordinárias da pandemia COVID-19. A necessidade súbita de encontrar novas soluções para ensinar em condições inesperadas de distanciamento físico nas instituições de ensino superior conferiu maior centralidade à inovação pedagógica. Sendo a imprevisibilidade uma constante do mundo acelerado e conectado de hoje, a inovação pedagógica é um capital cada vez mais precioso das instituições de ensino superior, o que valoriza, mais ainda, estes projetos. São vários os efeitos positivos do incentivo à inovação pedagógica e do reconhecimento dos docentes que nela investem. Desde logo, o potencial beneficio para as aprendizagens dos estudantes abrangidos, os alvos diretos dos próprios projetos. As formas mais tradicionais de ensinar dificilmente adicionarão à motivação intrínseca ou acorrerão à diversidade dos perfis contemporâneos de estudantes. Adicionalmente, do lado dos docentes, o processo reflexivo inerente ao planeamento, implementação e avaliação da inovação, gerador de competências de ensino aplicáveis a outros contextos e enriquecedoras da instituição. A realização e a disseminação de sucessivos projetos contribui para a apropriação de um esprito coletivo duradouro de inovação necessário para assegurar a continua renovação do ensino. Esta brochura testemunha o sucesso do concurso a vários níveis. Desde logo, o apoiar projetos que não se esgotarão em si mesmos. O portefólio de projetos realizados inclui novas abordagens tecnológicas e pedagógicas que permanecerão disponíveis no futuro. São projetos que disponibilizam estratégias para anos vindouros, adequadas às mesmas unidades curriculares ou até a outras distintas. Parece por isso ganha a aposta do concurso contribuir para nutrir novas vagas de experiencias pedagógicas. Em certa medida, o apoio à implementação destes projetos beneficiará as experiencias académicas de coortes sucessivas de estudantes e inspirará seguramente mais elementos do corpo docente. De salientar é também, o facto dos projetos focados em novas abordagens pedagógicas promoverem mais envolvimento dos estudantes, seduzindo-os, em alguns casos, para práticas de investigação e de contato com a indústria e a sociedade. Esta maior interatividade na aprendizagem é um fator potenciador de sucesso das aprendizagens. Na verdade, é cada vez mais evidente em várias áreas do conhecimento a associação de abordagens de ensino interativas com maior sucesso académico (Freeman 2014) e com o estreitar de diferenças entre desempenhos académicos de estudantes socio-demograficamente diversos (Theobald 2020).
7
De realçar ainda a presença duma perspetiva multidisciplinar em muitos projetos. Alguns foram mesmo realizados no contexto de unidades curriculares de vários cursos, enquanto outros, realizados num contexto disciplinar mais restrito, originaram práticas ou recursos aplicáveis em múltiplas disciplinas. Tendo as grandes questões do presente e do futuro uma natureza multidisciplinar, estes projetos contribuirão para aproximar conhecimentos disciplinares de temas relevantes, contribuindo assim para o envolvimento dos estudantes na aprendizagem. Está em curso uma profunda transformação digital no mundo de hoje. É de saudar portanto a presença de projetos focados em recursos digitais. Recentemente, as instituições de ensino superior portuguesas têm sido cada vez mais confrontadas com a premência de abraçar a transformação digital e com o compromisso com o desenvolvimento das competências digitais de estudantes e de professores. A integração de experiencias digitais de aprendizagem promovida em alguns projetos é uma boa noticia. A este respeito, devem salientar-se os projetos que se dedicaram ao desenvolvimento de recursos digitais generalizáveis à instituição, que dotarão o IST de maior disponibilidade de recurso digitais para todo o seu ensino. Em suma, os resultados aqui apresentados evidenciam o sucesso dos Projetos anuais de Inovação Pedagógica do IST e a maturidade e o interesse do corpo docente no que concerne à inovação pedagógica. Ao comprometer-se com a inovação pedagógica, o IST continua a criar condições para a experimentação pedagógica, algo particularmente valioso para antecipar soluções para problemas complexos como os colocados pela atual pandemia COVID-19. Seguramente, esta iniciativa contribuiu, não apenas para uma melhor formação dos estudantes do IST, como para melhor preparar o ensino do IST para os desafios pedagógicos, tanto os atuais como os do futuro.
Referências Freeman, S., Eddy, S. L., McDonough, M., Smith, M. K., Okoroafor, N., Jordt, H., & Wenderoth, M. P. (2014). Active learning increases student performance in science, engineering, and mathematics. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(23), 8410-8415. Theobald, E. J., Hill, M. J., Tran, E., Agrawal, S., Arroyo, E. N., Behling, S., ... & Grummer, J. A. (2020). Active learning narrows achievement gaps for underrepresented students in undergraduate science, technology, engineering, and math. Proceedings of the National Academy of Sciences, 117(12), 6476-6483.
8
Projectos PIP2019
9
ScientIST – Experiências Científicas no Domínio da Engenharia Biomédica Suportadas por Dispositivos Móveis e IoT Na nossa abordagem (ScientIST), explorámos o uso de: 1) Arduino MKR WIFI 1010, uma variante da popular plataforma electrónica lançada recentemente para prototipar aplicações de IoT; 2) Google Science Journal (GSJ), um notebook digital criado pela Google para apoiar atividades de laboratório usando dispositivos móveis, tanto em termos de execução como na documentação dos resultados alcançados; e 3) Jupyter Notebooks, um ambiente computacional interativo baseado na Web usado para organizar conteúdos, incluindo código, texto, expressões matemáticas, gráficos e multimédia. As ferramentas desenvolvidas serviram de base à realização de projectos e laboratórios (dentro e fora da sala de aula) em 4 disciplinas do Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica (MEBiom). Outra informação relevante Este trabalho visa envolver os alunos de maneira mais activa no processo de aprendizagem, usando estudos de caso, aprendizagem baseada em projectos, aprendizagem ativa e aprendizagem baseada em investigação. Também provou ser uma abordagem eficaz para responder rapidamente a algumas das necessidades levantadas pela migração para o ensino a distância, durante o surto de COVID-19. Os resultados de um estudo piloto realizado num dos cursos em que o ScientIST foi implantado, indicaram uma pontuação geral de 78,68% na Escala de Usabilidade do Sistema (SUS) relatada pelos alunos. Além disso, a abordagem mostrou resultados promissores em vários estudos de caso, incluindo a criação de relatórios de experiências laboratoriais durante aulas de Histologia, e a aquisição e processamento de dados de Fotopletismografia (PPG). O ScientIST pode ser imediatamente transposto para outros cursos no Instituto Superior Técnico (IST) e até escalado para outras universidades, tanto em nível nacional como internacional.
O Projeto O projecto visa a exploração de dipositivos móveis e de Internet das Coisas (IoT) como ferramentas pedagógicas para serem utilizados em sala de aula, em laboratório, ou em casa. O nosso trabalho combina a facilidade de acesso a esse tipo de dispositivos, com software e hardware de estado da arte, como forma de enriquecer a experiência de aprendizagem dos alunos, principalmente no que diz respeito às atividades práticas e laboratoriais no campo da engenharia biomédica. Esta abordagem pode ser particularmente relevante para apoiar o ensino a distância. O que foi realizado O projeto baseia-se em desenvolvimentos anteriores da equipa, no campo da instrumentação e aquisição de sinais biomédicos, para permitir que os alunos experimentem diferentes fenómenos fisiológicos, individualmente ou em grupo, sem as limitações típicas associadas ao acesso a instalações de laboratório ou equipamentos especializados.
Ana Fred (afred@lx.it.pt) Hugo Plácido da Silva (hsilva@lx.it.pt) Departamento de Bioengenharia UC: Aprendizagem Automática em Bioengenharia, Introdução à Engenharia Biomédica, Projecto em Engenharia Biomédica, Instrumentação e Aquisição de Sinais em Bioengenharia.
10
Hands-on Polymers • Realizaram-se 2 dissertações de Mestrado no Hands-on Polymers co-orientadas por Ana Marques (DEQ) e Ana Carvalho (DEG). Investigação: • Submeteram-se 4 candidaturas a projetos de I&D, co-propostas por Ana Marques (DEQ) e Ana Carvalho (DEG), nas Calls FCT, FCT – IC&DT Portugal Índia e H2020 – BBI-JTI. Indústria: • Visitaram-se empresas que atuam na área de processamento de polímeros: Janz S.A. e Cabopol S.A. • Estabeleceu-se um acordo de confidencialidade e colaboração com a Symrise AG. Sociedade: • Realizou-se um seminário e sessão de demonstração a alunos do secundário, no âmbito dos Laboratórios Abertos do DEQ. • Publicou-se o artigo de opinião: Ana C. Marques, Rui G. dos Santos, “Plástico ou não plástico, eis a questão”. Livro dos laboratórios Abertos 2020. ISBN: 978-98999508-7-0. • Criou-se o website do Hands-on Polymers para divulgação das atividades e valências do novo laboratório: http://handsonpolymers.tecnico.ulisboa.pt/
O Projeto O Hands-on Polymers tem por objetivo criar de forma sustentável um laboratório inovador que recria um ambiente de processamento real de polímeros para apoio a um ensino/ investigação multi e interdisciplinar, com forte ligação à Indústria e Sociedade. Através de projetos interdepartamentais que envolvem diversas unidades curriculares (UCs) de vários cursos no IST, os alunos têm a oportunidade de trabalhar em equipas multidisciplinares, ter acesso “hands-on” a equipamentos de processamento de polímeros para aplicar de forma autónoma os conceitos teóricos e aprender de forma colaborativa.
Outra informação relevante A componente laboratorial “hands-on” foi, sem sombra de dúvida, a grande mais valia deste projeto, expressa tanto pelos alunos, como pelos industriais que contactámos. “…tem sido a melhor experiência no que toca a estudar, planear e desenvolver um problema ligado à indústria em contexto real desde que ingressei na faculdade” (António Cardoso, aluno de MEGI)
O que foi realizado
A divulgação através do website, contactos com empresas e candidaturas a projetos são algumas das atividades destinadas a dar continuidade ao Hands-on Polymers, de forma autossustentável, com vista a replicar-se, ou escalar-se o projeto.
Logística: • Implementou-se o laboratório Hands-on Polymers na Torre Sul, piso -2 do IST (Campus Alameda). Após limpeza e organização geral do espaço, instalaram-se junto dos equipamentos já existentes, uma extrusora, prensa, forno, medidor de índice de fluidez, reómetro, equipamento de análise dinâmico-mecânica, entre outros. Ensino: • Implementou-se um trabalho integrado entre UCs interdepartamentais de modo a ilustrar o conceito de Economia Circular, representado na Figura. Ao todo, 45 alunos participaram nesta iniciativa, com elaboração de relatório final. Todos receberão um Certificado de Participação. • Uma aluna realizou um estágio de Verão na Poliversal S.A., que potencialmente terá continuidade numa tese de Mestrado em 2020/2021.
Ana C. Marques (ana.marques@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Química Ana Carvalho (anacarvalho@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia e Gestão Maria Emília Rosa (emilia.rosa@tecnico.ulisboa.pt) Virgínia Infante (virginia.infante@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Mecânica UC: Tecnologia de Materiais II (MEM), Gestão industrial e Ambiente (LEGI), Ciência dos Materiais (MEAer, MEMec, LEAN) 11
Quizzes Tutor (Anterior Perguntas de Escolha Múltipla em Arquiteturas de Software)
O Projeto
Outra informação relevante
Suportar um sistema de gestão perguntas de escolha múltipla para auto-avaliação e avaliação
• • •
O que foi realizado
• •
• Disponibilização do serviço 24 horas por dia, para avaliação e auto-avaliação • Classificação das perguntas de acordo com diferentes tópicos • Grau de dificuldade com base em informação do passado • Base de dados de perguntas • Reutilização de perguntas em quizzes, testes e exames, e ao longo dos anos. • Geração automática de quizzes para auto-avaliação com base na indicação de tópicos e o perfil do aluno • Integração com o sistema Fénix • Exportar e importar para diferentes formatos: XML, CSV e Latex • Quizzes com perguntas em ordem aleatória, com QRCode, sem retrocesso, e definição de quando a solução é disponibilizada
• • •
Utilizado em 6 unidades curriculares do IST Utilizado como artefacto do projeto de Engenharia de Software por cerca de 300 alunos Contribuições para a base de código por alunos que terminaram a unidade curricular e por alunos de mestrado: Revisão de resposta pelo docente, a pedido do aluno Alunos submetem perguntas, que uma vez aprovadas pelo docente, ficam disponíveis Torneios de perguntas organizados pelos alunos Utilizadores externos e a unidades curriculares externas, permitindo que o sistema seja usado em mais escolas Suporte a outros tipo de pergunta, para além de escolha múltipla.
António Rito Silva (Rito.Silva@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Informática UC: Engenharia de Software e Arquiteturas de Software
12
Laboratórios de Química: MAIOR autonomia, MAIS laboratório, MELHOR desempenho académico
O Projeto
Estes questionários foram disponibilizados e realizados numa plataforma online, com feedback imediato e automático. Os resultados das respostas foram compilados e disponibilizados aos docentes de forma a identificar lacunas na preparação dos alunos para a aula de laboratório.
O objectivo deste projecto foi recentrar a componente laboratorial da unidade curricular (UC) de Química (UC horizontal de 1º ano em 12 mestrados integrados e licenciaturas do IST) na realização das experiências e na interpretação e tratamento dos resultados experimentais obtidos. A estratégia deste projecto passou pela introdução de ferramentas de e-learning na componente laboratorial, através da criação de vídeos focados nas introduções aos diversos trabalhos experimentais (incluindo conceitos teóricos e procedimentos experimentais a desenvolver na aula) e em exercícios online para validar o nível de conhecimentos adquiridos (com feedback imediato e automático), ambos para visualização e realização antes das aulas. Este novo modelo de aulas de laboratório teve o intuito de aumentar o tempo de aula dedicado à actividade experimental, interpretação e tratamento de resultados, bem como promover a autonomia e responsabilidade do estudante.
Outra informação relevante O feedback por parte dos estudantes foi excelente. Estiveram envolvidos mais de 1000 alunos de 12 mestrados integrados e licenciaturas do IST. Ao longo do ano lectivo a plataforma foi actualizada após sugestões feitas pelos alunos. Os vídeos e questionários, para além da preparação das aulas de laboratório, também foram utilizados como elemento de estudo para os testes e exames. A implementação do projecto nos cursos de MEBiom e MEFT decorreu no 2º semestre, em plena pandemia Covid-19. Os vídeos foram essenciais para mitigar a ausência do trabalho laboratorial presencial. No próximo ano lectivo, de forma a preparar a UC para o ensino em tempos de pandemia, a equipa deste projecto irá preparar vídeos com a execução experimental e interpretação e tratamento de resultados para os vários trabalhos de laboratório. Adicionalmente, muitas UCs das áreas da Química, Materiais, etc., que incluem aulas de laboratório podem ser alvo da implementação do conceito desenvolvido neste projecto.
O que foi realizado O projecto produziu 8 vídeos contendo as introduções teóricas e os procedimentos experimentais a desenvolver nas aulas de laboratório, os quais foram disponibilizados online aos alunos nas semanas anteriores à realização da aula. Para aferir o nível de preparação dos alunos foi disponibilizado um questionário online a acompanhar cada vídeo, sendo solicitado aos alunos respostas a algumas perguntas de escolha múltipla seleccionadas aleatoriamente de um conjunto alargado.
Carlos Baleizão (carlos.baleizao@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Química UC: Química (MEEC, MEMec, MEAer, LENO, MEM, MEAmbi, MEC, LEGM, MEBiom, MEFT, LEE, LEGI) 13
ExonlineX: Exames Online na plataforma MOOC.TECNICO O que foi realizado A plataforma ExonlineX foi utilizada no 2º semestre de 2019-2020 para a realização de testes e exames em 25 UCs dos 1º e 2º ciclos para um total de 4150 alunos, que cobriram Unidades Curriculares (UCs) transversais do Técnico como Gestão e Cálculo II com 1280 e 672 alunos respetivamente, UCs de massa de 1º ciclo como Mecânica Aplicada II e Controlo de Sistemas do MEMeC, com 370 e 240 alunos respetivamente, e UCs de várias licenciaturas e mestrados, com universos que variavam entre 5 e 150 alunos. Foram ainda desenvolvidos um manual e vídeos de apoio ao desenvolvimento de exames para docentes e um manual de utilização para alunos. Outra informação relevante A plataforma pode ser utilizada na avaliação de qualquer UC do Técnico, por qualquer aluno registado através do método de autenticação Técnico ID. De acordo com os docentes que utilizaram a plataforma: 75% revelaram estar Satisfeitos ou Muito Satisfeitos com a plataforma; 65% dos docentes indicaram ainda que mesmo em contexto de avaliações presenciais consideram que irão utilizar a plataforma para futuras avaliações; 50% achou a sua utilização fácil ou muito fácil; 65% utilizaram as funcionalidades para a geração de exames diferenciados para os alunos; 50% dos docentes preferiu incluir respostas de pergunta aberta por forma a corrigir manualmente o exame.
O Projeto O projeto ExonlineX desenvolveu uma plataforma de avaliação online para o Técnico (https://exams.elearning. tecnico.ulisboa.pt/) com base na plataforma em Open edX utilizada nos cursos MOOC Técnico (https://courses. elearning.tecnico.ulisboa.pt/). Esta plataforma permite o desenvolvimento de avaliações com diferentes níveis de complexidade, adequados a exames na área da ciência e tecnologia, recorrendo a diferentes tipos de pergunta: perguntas de escolha múltipla, perguntas de resposta aberta, perguntas de avaliação numérica, perguntas de avaliação de expressões matemáticas ou ainda perguntas de identificação de pontos em figuras. A plataforma permite ainda a utilização de bancos de perguntas e/ou geração de parâmetros aleatórios por aluno, o que resulta na geração de exames únicos para cada aluno. Finalmente, a plataforma permite ainda a correção automática dos exames ou a submissão de ficheiros com as respostas.
De acordo com os alunos que utilizaram a plataforma: 57% dos alunos demorou menos de 1 minuto a entrar na plataforma e 73% teve acesso ao teste em menos de 5 minutos; 51% dos alunos achou a leitura do exame na plataforma fácil; 70% achou que a dificuldade da avaliação era comparável com a avaliação escrita. Carlos Santos Silva (carlos.santos.silva@tecnico.ulisboa.pt) Alexandra Moutinho (alexandra.moutinho@tecnico. ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Mecânica Ana Moura Santos (ana.moura.santos@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Matemática Pedro Rosado Dias (pedro.rosado.dias@tecnico.ulisboa.pt) MOOC Técnico
14
Realidade Virtual para ensinar Realidade Virtual
Colagem dos diversos projetos de RV e RA desenvolvidos no curso de Realidade Virtual (edição 2019/2020)
O Projeto
Outra informação relevante
Este PIP permitiu introduzir técnicas de “active learning” nos laboratórios da cadeira de Realidade Virtual (UC oferecida pelo DEI) através da aquisição de equipamento de realidade virtual e aumentada. Com este equipamento, os alunos desenvolveram protótipos funcionais cuja ideação tive como base um artigo científico, sendo cada projecto diferente de grupo para grupo. Note-se que cada artigo serviu como plataforma de ideação e concepção de um protótipo functional, mas não para replicar resultados reportados na publicação.
Vários alunos manifestaram agrado quanto à liberdade na escolha do tema do projecto, bem como satisfação em puder resolver problemas em aberto para os quais tiveram que exercitar a sua capacidade criativa e conhecimentos de design. Inclusivamente, a qualidade de alguns trabalhos foi tal que têm forte potencial de serem publicados em conferências internacionais. Os alunos também ficaram satisfeitos por terem acesso a tecnologia de realidade virtual de última geração e de puderem realizar apresentações orais junto com os colegas.
O que foi realizado
Daniel Simões Lopes (daniel.lopes@inesc-id.pt) Departamento de Engenharia Informática
Cada grupo ficou responsável em escolher, ler e dissecar um artigo científico. Realizaram-se apresentações orais sobre os artigos e sessões de ‘idea pitching’. Cada grupo produziu uma lista de compromissos e tarefas sendo depois acompanhados semanalmente. Desenvolveram protótipos em papel, storyboards, maquetas e protótipos funcionais. No final do semestre, realizaram-se demos e escreveram ‘short papers’ sobre o protótipo functional e estudos realizados com utilizadores.
UC: Realidade Virtual
15
Veículo Elétrico Autónomo – Uma ferramenta para o ensino em EEC Das actividades interactivas executadas incluem-se trabalhos realizados pelos alunos de Portfolio MEEC, disponibilizados no site criado para o projecto (ver adiante). O enquadramento de VEA nas Unidades Curriculares (UCs) indicadas foi implementado nas UCs indicadas com a simulação de controladores de trajectória e resposta a eventos (laboratório de Robótica) e software de simulação para estimar a autonomia de um veículo a partir das suas características aerodinâmicas, mecânicas e elétricas (desenvolvidos por estudantes da área de Energia e disponíveis Nissan Lead S 2019, BMW i3 2019, Tesla Model X Performance 2020, Hyundai IONIQ 2020, Renault Zoe 2019, Audi E-tron 55 quattro 2019). Adicionalmente, palestras convidadas para alunos do MEEC sobre os desafios presentes em tecnologias do veículo elétrico permitiram sensibilizar para a temática. O website VIENA (a disponibilizar até final de setembro 2020 – versão preliminar em http://viena.tecnico.ulisboa. pt) servirá de repositório das actividades desenvolvidas. O Projeto
Outra informação relevante
Este projeto tem como objetivo aproveitar a infraestrutura VIENA, composta por um veículo elétrico Fiat Seicento Elektra, recondicionado por docentes do DEEC para estudo de questões relacionadas com mobilidade elétrica e autonomia inteligente, para (i) integrar alunos recém-chegados ao IST por via de um contacto inicial com um sistema complexo que já tem uma imagem mediátia criada junto do grande público, e (ii) utilizar um caso-de-estudo real, com relevância económica e social, para ilustrar problemas em diversas áreas da Engenharia Electrotécnica e de Computadores (EEC) e permitir uma participação efectiva dos alunos no estudo e resolução de problemas (Problem Based Learning).
A adesão dos alunos de Portfolio MEEC e Robótica foi excelente. O facto de se abordar um assunto multidisciplinar, e onde se reconhece facilmente relevância social, é motivador para os alunos. Do ponto de vista pedagógico, a temática permite conduzir os alunos entre as suas “crenças”, influenciadas pelo mediatização, e a realidade científica. O projecto é escalável a outras UCs relacionadas com Automóveis Autónomos. A sustentabilidade está assegurada a priori, no contexto mínimo das UCs referidas. João Silva Sequeira (joao.silva.sequeira@tecnico.ulisboa.pt) João Fernandes (joao.f.p.fernandes@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores
O que foi realizado
UCs: Portfolio MEEC, Robótica e, futuramente, Acionamentos e Veículos Elétricos e Máquinas Elétricas.
O plano de trabalho proposto inclui (a) actividades interactivas junto dos alunos do IST e comunidade em geral sobre Veículos Elétricos e Autonomia (VEA), (b) enquadramento de problemas científicos do âmbito de VEA nos programas das UCs, incluindo desenvolvimento de sistemas, (c) expansão de subsistemas actualmente existentes, e (d) criação de um website de disseminação de resultados.
16
O nemátodo Caenorhabditis elegans como modelo de infecção 2. Reforço do equipamento disponível para as aulas laboratoriais de outras unidades curriculares, nomeadamente Microbiologia; 3. Reforço do equipamento disponível para atividades abertas à sociedade, nomeadamente as atividades “Laboratórios Abertos do DBE”, “Verão na Ulisboa”, entre outras. O que foi realizado O projeto foi executado financeiramente e o equipamento encontra-se disponível. No entanto, a sua implementação sofreu vários atrasos, devido a circunstâncias variadas conforme se descreve: 1. Atraso significativo da transferência de verba para o projeto devido a um problema de classificação do projeto, tendo a nota de encomenda sendo emitida apenas em outubro; 2. Fornecimento e instalação do equipamento em 13 de Fevereiro de 2020, impossibilitando a sua entrada em funcionamento na iniciativa “Laboratórios Abertos do DBE” que decorreu de 3 a 7 de fevereiro de 2020. 3. Encerramento das atividades laboratoriais em meados de março de 2020 devido à pandemia COVID19, não sendo possível a implementação do trabalho experimental planeado para a UC Bioquímica e Fisiologia Microbiana, nem a utilização das lupas na iniciativa Verão na ULisboa.
O Projeto O ensino experimental na área das Ciências Biológicas do IST está largamente limitado pela disponibilidade de equipamentos que na maior parte das vezes sofre um desgaste rápido devido ao elevado número de utilizadores. Este é o caso de equipamentos usados na visualização de estruturas e organismos microscópicos.
Outra informação relevante O equipamento encontra-se instalado e funcional, aguardando-se a retoma das atividades experimentais para o seu uso.
Neste âmbito, este projeto teve como objectivos: 1. Introdução de um novo trabalho experimental na unidade curricular Bioquímica e Fisiologia Microbiana, do 3º ano do mestrado integrado em Engenharia Biológica. O trabalho visa ilustrar o uso do nemátodo Caenorhabditis elegans como modelo de infeção. As lupas serão usadas para visualizar e quantificar os nematodes vivos após exposição a bactérias patogénicas selecionadas;
Jorge Humberto Gomes Leitão (jorgeleitao@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Bioengenharia UC: Bioquímica e Fisiologia Microbiana, Microbiologia Outras atividades de divulgação
17
Escapuliste? – Aprender A Matéria Para Escapar
O Projecto
Outra informação relevante
Esta proposta visa tirar partido da dinâmica dos “Escape Games” de modo a criar um ambiente de aprendizagem envolvente, no qual os alunos têm de trabalhar em equipa para resolver os diferentes puzzles relacionados com uma dada disciplina.
Os alunos consideraram a experiência muito divertida e reconheceram que estas atividades incentivam o trabalho da equipa. Além disso, o “Escape Game” foi visto como uma preparação para um teste a meio do semestre, em que os alunos tiveram um desempenho melhor do que nos anos anteriores. O design dos jogos de fuga (enredo, cenário e quizzes) foi desafiador, mas muito divertido. A atividade que consome mais tempo é a preparação de cada sessão. Esta atividade não é recomendada para tempos COVID.
O que foi realizado Destacamos a criação de uma personagem, a Anita, uma estudante de Informática que adora criar “Escape Games” para colegas, e transformámos uma sala no Taguspark no quarto de Anita. Um dos enredos é o seguinte: Anita está a preparar um “Escape Game” para Álgebra Linear, mas fica trancada num armário. Envia um e-mail aos colegas a pedir ajuda: têm uma hora para resolver os desafios de Álgebra Linear que lhes permitirão abrir o armário, ou ela não conseguirá respirar e morrerá. Quase 80 alunos jogaram este jogo.
Luísa Coheur (luisa.coheur@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Informática Ana Moura Santos (ana.moura.santos@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Matemática Sofia Sá (sofiasap@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Informática Luís Costa (luisfcosta@cos.ufrj.br) Programa de Engenharia de Sistemas e Computação Coppe/UFRJ, Brasil
18
E-LEARN@DEEC Aprendizagem ativa e avaliação individual imediata
O Projecto
O que foi realizado
Perante os desafios com que o sistema de ensino universitário (e no IST em particular) tem vindo a ser confrontado nos últimos tempos, a comunidade docente (e discente) tem sentido uma necessidade premente de revisão e reformulação de muitos paradigmas de ensino (e aprendizagem) há muito em vigor. As experiências mais recentes relacionadas com a implementação de teletrabalho e de ensino à distância, aliadas com a transição digital dos processos e a emergência de inúmeros meios e plataformas de interação digital, confrontam-nos hoje com desafios nunca antes tratados no quotidiano académico.
A solução implementada é baseada na plataforma Moodle e contempla vários aspetos inovadores cuja concretização tem vindo a ser fundamental para uma adequada adoção pelas diferentes UCs. Em particular, e dado o elevado número de alunos e docentes envolvidos, foi desenvolvido um módulo que permite utilizar o sistema de autenticação centralizada do IST, aligeirando assim a gestão de utilizadores sem sacrificar a segurança. Para além da instalação e configuração do software, concretizada através da aquisição de um servidor de elevado desempenho por parte do DEEC, foram criadas templates e ferramentas para importação/exportação de materiais de/ para o Moodle. Para além disso, foi elaborada documentação relativa à utilização do sistema, suporte à produção de conteúdos e a “grading” automático/assistido. Foi ainda realizada uma sessão de formação de docentes, cobrindo todos os aspetos relacionados com a produção de conteúdos na plataforma.
Neste contexto, o principal objetivo deste projeto de inovação pedagógica consiste na criação de um sistema integrado de e-learning (E-LEARN@DEEC), visando não só desenvolver novas abordagens pedagógicas, mas servindo também de suporte na avaliação presencial ou à distância, e nas suas diversas vertentes: progresso na aquisição de conhecimento, autoavaliação, avaliação da qualidade de ensino, uniformização de métricas de avaliação, etc.
Outra informação relevante
No seu conjunto, pretende-se promover novas e melhores metodologias de avaliação, conducentes a métodos de estudo continuados ao longo do semestre e sobre os quais os alunos recebem “feedback” imediato.
No decorrer do primeiro semestre em que a plataforma foi disponibilizada aos docentes do DEEC (2º semestre de 2019/2020) verificou-se a sua adoção em cerca de 30 UCs (do 1º e 2º ciclos), agregando cerca de 3000 alunos.
Complementarmente, este sistema constitui um suporte sistemático no acompanhamento e na análise do desempenho dos alunos e da UC ao longo do semestre. Para além disso, serve também para reduzir o esforço docente dedicado à componente de avaliação (amortizado por vários anos letivos), possibilitando um maior acompanhamento dos alunos e a exploração de outras abordagens pedagógicas.
Nuno Roma (nuno.roma@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Projecto PIP2018 19
Resultados e próximos passos para apoio dos PIP
Criação de comunidades de Aprendizagem
Identificar os projectos que podem ser adequados para reproduzir, ajustar e adaptar a áreas diferentes do seu contexto original.
Os projetos PIP permitiram a criação da Comissão de Trabalho do Conselho Pedagógico de Ensino à distância, que em tempos de pandemia criou conteúdos para o site SaRTRE (www.sartre.tecnico.ulisboa.pt) e formações em plataformas online para toda a comunidade do IST.
Esta brochura pretende facilitar a divulgação e fomentar a comunicação entre os responsáveis dos projectos PIP2019 e a comunidade do Técnico. Deste modo a possibilidade de reproduzir, ajustar e adaptar as ideias dos PIP2019 a outras UC e em diferentes contextos.
Divulgação Financiamento externo ao Técnico
Realizou-se uma apresentação pública de arranque inicial dos projectos. Aquando do lançamento desta brochura será realizada outra apresentação pública remota.
Esta área, devido à situação de pandemia, não foi possível agilizar. A coordenação dos PIP irá tentar identificar com o auxílio da Área de Transferência de Tecnologia do IST possíveis patrocinadores para os PIP. Recentemente foi publicado um artigo no Jornal i sobre os projetos PIP: https:// ionline.sapo.pt/artigo/708085/-projetos-de-inovacao-no-ensino-superior-?seccao=Opini%C3%A3o
Disseminação O projeto PIP serviu de base para a criação de projetos semelhantes nas Universidades de Aveiro e do Minho.
20
Lista de candidaturas Coordenador(es)
Departmento
Título do Projeto
Ana Clara Marques
Departamento de Engenharia Química
Hands-on Polymers
Ana Luisa Nobre Fred
Departamento de Bioengenharia
ScientIST: Experiências Científicas no Domínio da Engenharia Biomédica Suportadas por Dispositivos Móveis e IoT
António Menezes Leitão
Departamento de Engenharia Informática
Algorithmic Design
António Rito Silva
Departamento de Engenharia Informática
Perguntas de Escolha Múltipla em Arquitecturas de Software
Arsénio M. Fialho, Leonilde M. Moreira, Cristina A. Viegas
Departamento de Bioengenharia
Projecto de Ensino Partilhado: aprender ensinando
Carlos Baleizão
Departamento de Engenharia Química
Laboratórios de Química: MAIOR autonomia, MAIS laboratório, MELHOR desempenho académico (LQM3)
Carlos Santos Silva
Departamento de Engenharia Mecânica
Exames Electrónicos
Daniel Gonçalves
Departamento de Engenharia Informática
GameCourse Beyond
Daniel Lopes
Departamento de Engenharia Informática
Realidade Virtual para ensinar Realidade Virtual
Francisco Lemos, Maria Amélia Lemos
Departamento de Engenharia Química
Avaliação por Competências
Helena Galhardas
Departamento de Engenharia Informática
Introdução às Bases de Dados Relacionais e Linguagem SQL (2 MOOCs)
Joana Mendonça
Departamento de Engenharia e Gestão
Plataforma Ensinar e Aprender Activamente (PEAA)
João Silva Sequeira
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores
VIENA . Veículo Inteligente Elétrico de Navegação Autónoma
Jorge Humberto Gomes Leitão
Departamento de Engenharia Química
O nemátodo Caernohabditis elegans como modelo de infecção
José Figueiredo
Departamento de Engenharia e Gestão
PBL PEGE
21
Coordenador(es)
Departmento
Título do Projeto
Luís Guerra e Silva
Departamento de Engenharia Informática
Protótipo de Sistema de Computação Heterogéneo de Alto Desempenho, Baixo Consumo e Baixo Custo
Luísa Coheur
Departamento de Engenharia Informática
Escape The Room - aprender a matéria para escapar
Maria Amélia Lemos, Francisco Lemos
Departamento de Engenharia Química
Desenvolvimento de competências de comunicação oral e escrita
Maria Orquídia Neves e Ana Paula Falcão
Departamento de Engenharia Civil, Arquitetura e Georrecursos
Field@Lab
Mónica Oliveira, C arlos Bana e Costa
Departamento de Engenharia e Gestão
Participatory TechLab
Nuno Mira
Departamento de Bioengenharia
MicrobialEngineeringIST - A handson approach to foster teaching of Microbial
Pedro Adão
Departamento de Engenharia Informática
Breaking and Fixing: Gamificação da Aprendizagem na UC de Segurança em Software
Pedro Girão
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Oficina de circuitos impressos do Taguspark
Pedro Tomás
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Simulador unificado de arquiteturas RISC
Rui Ferreira
Departamento de Engenharia Civil, Arquitetura e Georrecursos
FLHYP - a FLipped classroom HYdrodynamics Proposal
Rui Maranhão
Departamento de Engenharia Informática
Engenharia de software – MOOC
Sónia Pinto
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Conversores Electrónicos de Potência Modulares em Rede (CEPMR)
Vitor Machado
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Campo elétrico: do laboratório à aprendizagem online
22
Projectos financiados Coordenador(es)
Departmento
Título do Projeto
Ana Clara Marques
Departamento de Engenharia Química
Hands-on Polymers
Ana Luisa Nobre Fred
Departamento de Bioengenharia
ScientIST: Experiências Científicas no Domínio da Engenharia Biomédica Suportadas por Dispositivos Móveis e IoT
António Rito Silva
Departamento de Engenharia Informática
Perguntas de Escolha Múltipla em Arquitecturas de Software
Arsénio M. Fialho, Leonilde M. Moreira, Cristina A. Viegas
Departamento de Bioengenharia
Projecto de Ensino Partilhado: aprender ensinando
Carlos Baleizão
Departamento de Engenharia Química
Laboratórios de Química: MAIOR autonomia, MAIS laboratório, MELHOR desempenho académico (LQM3)
Carlos Santos Silva
Departamento de Engenharia Mecânica
Exames Electrónicos
Daniel Lopes
Departamento de Engenharia Informática
Realidade Virtual para ensinar Realidade Virtual
Joana Mendonça
Departamento de Engenharia e Gestão
Plataforma Ensinar e Aprender Activamente (PEAA)
João Silva Sequeira
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Veículo Eléctrico Autónomo - Uma ferramenta para o ensino em EEC
Jorge Humberto Gomes Leitão
Departamento de Engenharia Química
O nemátodo Caenorhabditis como modelo de infecção
Luísa Coheur
Departamento de Engenharia Informática
Escape The Room - aprender a matéria para escapar
23
Agradecimentos Participantes nos projectos e candidaturas Manuel João Costa, Universidade do Minho Júri
• • • • • • • • • •
Raquel Aires Barros Luís Oliveira e Silva António Rodrigues Beatriz Silva Isabel Marrucho Fátima Montemor Francisca Simões João Ramôa Correia Luís Castro Pedro Ramos
Design • Telma Baptista
24
Apoie iniciativas educacionais no Técnico
Pode ajudar a melhorar o ensino no Técnico, apoiando projetos educacionais inovadores. O corpo docente do Técnico envia anualmente novas ideias de projetos e procura apoio financeiro para torná-las realidade. Para mais informações por favor entre em contato com: Conselho Pedagógico Instituto Superior Técnico Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa Tel: +351 218 417 845 pip@tecnico.ulisboa.pt www.pip.tecnico.ulisboa.pt
25
Campus Alameda Av. Rovisco Pais, 1 1049-001 Lisboa Tel: +351 218 417 000
Campus Taguspark Av. Prof. Doutor Cavaco Silva 2744-016 Porto Salvo Tel: +351 214 233 200
Campus Tecnolรณgico e Nuclear Estrada Nacional 10 (ao Km 139,7) 2695-066 Bobadela LRS Tel: +351 219 946 000
tecnico.ulisboa.pt mail@tecnico.ulisboa.pt
Contactos: pip@tecnico.ulisboa.pt
