Considerações sobre uso de modelo construtivista no ensino de
Engenharia: disciplina de projeto com graduandos e mestrandos
Fernando Schnaid*
Maria Isabel Timm**
Milton Zaro***
1- Resumo
O artigo descreve e analisa uma experiência de aplicação do modelo
construtivista de ensino-aprendizagem na Engenharia Civil, em aulas
presenciais e a distância. Foi apoiada na hipermídia educacional composta de
vídeos, livros, lâminas audiovisuais e outros recursos disponíveis em ambiente
virtual, integradas a ferramentas de comunicação síncrona e assíncrona,
material desenvolvido como parte de pesquisa realizada há cerca de dois anos
pelo Núcleo de Multimídia e Ensino a Distância da Escola de Engenharia da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A experiência teve como base a
formulação de Jean Piaget para o processo de aquisição do conhecimento,
através da epistemologia genética, idéia que posiciona o aluno no centro do
fenômeno educacional. Apresenta resumidamente esse conjunto de idéias e o
material disponibilizado. e seu uso integrado às atividades propostas aos
alunos. Analisa aspectos relevantes relacionados à implantação do modelo
para atender necessidades específicas do ensino de conteúdos complexos e
extensos, caso da Engenharia. Aponta para a continuidade da pesquisa, a
partir da avaliação dos resultados.
2 Apresentação
A experiência foi aplicada no primeiro semestre letivo de 20021, pelo
professor Fernando Schnaid, na disciplina Ensaios Geotécnicos, do curso de
graduação e mestrado em Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio
Grande do Sul/UFRGS. Teve como ponto de partida um projeto produzido pela
doutoranda Maria Isabel Timm para a disciplina Fundamentos de Psicologia
Cognitiva Aplicada à Informática Educacional I, do PGIE, sob orientação da
professora Léa Fagundes. Foi realizada dentro do escopo das pesquisas sobre
modelos didático-pedagógicos aplicáveis ao ensino de Engenharia, que vêm
sendo desenvolvidas pelo Núcleo e deverá integrar atividade da linha de
pesquisa proposta pelo mesmo grupo ao Programa de Pós-Graduação em
Informática na Educação (PGIE) da UFRGS: Paradigmas para a pesquisa
sobre o ensino científico e tecnológico.
*Engenheiro Civil, mestre pela PUC/RJ, PhD pela Oxford University, pesquisador do CNPq, coordenador do Laboratório de
Engenharia Geotécnica e Geoambiental do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFRGS, fernando@ufrgs.br,
http://nmead.ufrgs.br/fernando
**Jornalista, Especialista em Comunicação(PPGCOM-UFRGS),Doutoranda em Informática na Educação(UFRGS), Coordenadora
Operacional do Núcleo de Multimídia e Ensino a Distância da Escola de Engenharia da UFRGS, betatimm@ufrgs.br,
http://www.nmead.ufrgs.br/.
***Físico, Mestre em Física(UFRGS), doutor em Engenharia Mecânica(UFRGS), PhD em Metalurgia Física(UFSC), Coordenador
Pedagógico do Núcleo de Multimídia e Ensino a Distância da Escola de Engenharia da UFRGS, zaro@ufrgs.br,
http://www.nmead.ufrgs.br
1 O projeto, propriamente dito, foi produzido ao longo do mês de maio/2002 e sua implantação ocorreu
nos meses seguintes do mesmo ano, com a avaliação tendo sido realizada em setembro/2002. O trabalho
da equipe com relação a essa disciplina, incluindo produção de material de multimídia e outras
experiências pedagógicas implantadas, incluindo ensino a distância, já estavam sendo realizados desde
1999.
2
Historicamente, o ensino de Engenharia Civil vem sendo feito, não
apenas no Brasil, mas em todo o mundo, através da definição objetiva dos
conteúdos e de sua transmissão, pelo professor, para os alunos. Nas décadas
de 60 e 70, quando foram consolidados os currículos e modelos pedagógicos
dos cursos de Engenharia atuais, o professor era a fonte prioritária de
conhecimentos dos alunos, quando não a única. Bibliotecas e laboratórios
foram sendo agregados, ao longo do tempo, como apoio ao ensino
propriamente dito, que se passava, basicamente, dentro da sala de aula, sob
responsabilidade quase que exclusivamente só do professor e dos livros. Esta
é uma realidade em processo de intensa transformação.
Tomando-se por base as recomendações da ABET Accreditation Board
for Engineering and Technology, instituição norte-americana que procura
estabelecer critérios de qualidade específicos para cada habilitação, os cursos
de graduação devem estimular a capacidade para aplicar conhecimento de
matemática, ciências e engenharia; projetar e conduzir experimentos; analisar
e interpretar resultados; projetar um sistema, componente ou processo para
atender a determinados requisitos; atuar em equipes multidisciplinares;
identificar, formular e resolver problemas de engenharia; poder compreender a
natureza da ética e da responsabilidade profissional; comunicar-se
efetivamente (por escrito e oralmente); entender o impacto das soluções da
engenharia no contexto social e ambiental; buscar a aprendizagem
permanente; e ainda usar técnicas e ferramentas modernas para o exercício da
prática da engenharia.
Publicações recentes, sobre o ensino de engenharia entre as quais
Ludwig (2002), Bazzo (1998) e Becker (1999) analisam o tema pelo olhar do
modelo pedagógico, referindo o esgotamento do chamado modelo positivista,
identificado este conceito principalmente pela natureza da relação de
transmissão-recepção de conteúdos entre o professor e o aluno, o qual seria
apenas um elemento passivo no processo basicamente centrado na ação
docente. A superação desse modelo estaria baseada sobre um novo enfoque
pedagógico, focado no aluno, como sujeito do processo ensino-aprendizagem,
no qual o professor seria um participante para mediar a ação do aluno sobre os
conteúdos, uma ação portadora do processo de construção que o próprio aluno
faz do seu conhecimento.
Este seria o modelo pedagógico construtivista, estabelecendo
paradigmas de ensino capazes de dar conta da agregação dos referidos
elementos necessários na formação do engenheiro: criatividade, sensibilidade,
multidisciplinaridade e, sobretudo, estímulo à autonomia do aluno no seu
próprio aprendizado. Trata-se de um modelo construído a partir da
interpretação das déias do pesquisador suíço Jean Piaget, a respeito de como
se desenvolve a aquisição de conhecimento, desde a primeira infância e ao
longo de toda a vida dos indivíduos, tempo em que cada um iria construindo
seu próprio universo de conhecimentos, pela sua própria ação sobre os
possíveis objetos desse conhecimento.
A partir dessa análise, autores procuraram compreender os conceitos da
epistemologia genética e definir um processo de trabalho, cuja primeira etapa
constou da experiência relatada no presente trabalho.
3 Apropriação dos conceitos e contextualização
3
Jean Piaget observou o desenvolvimento de crianças, desde o seu
nascimento (Piaget, 1987), com objetivo de compreender os processos
cognitivos envolvidos na aquisição de conhecimento pelos seres humanos, um
tema recorrente entre os estudiosos do funcionamento dos processos mentais
e, em especial, entre os pesquisadores da chamada psicologia cognitiva, que
tratam de compreender os fenômenos da percepção, da aprendizagem, da
memória e do raciocínio humanos. O objetivo dessa compreensão estaria
exatamente na possibilidade de estimular a ocorrência, ou a velocidade ou a
intensidade dos processos de aquisição de conhecimento, potencializando,
dessa forma, o desenvolvimento dessas faculdades. No caso específico da
aprendizagem, a compreensão do processo pelo qual os estudantes aprendem
deve servir para orientar as ações dos educadores, levando-os a adotarem
ações pedagógicas destinadas a estimular esse processo, através da criação
de um ambiente educacional que reproduza as condições ótimas para que
ocorra.Piaget (1987, 1991, 1997, 2001) descreve o que chamou de
epistemologia genética, ou a psicogênese do aprendizado: o processo mental
através do qual o ser humano agrega novos conhecimentos, integrando-os ao
conjunto de suas informações e vivências anteriores. Trata-se de um modelo
dinâmico de funcionamento, baseado em um olhar que compõe as
circunstâncias hereditárias (a biologia e a fisiologia que compõem o organismo
humano) com a dinâmica vitalícia do próprio ser humano na construção de seu
conhecimento. Para Piaget (1973), a natureza do que ocorre para viabilizar a
cognição é semelhante ao que ocorre com as trocas orgânicas entre o corpo
humano e o meio externo. O organismo tem necessidade de assimilar do
ambiente (ar, alimento) e por isso age para se adaptar, aprendendo, com isso,
a estruturar o ambiente na forma do que lhe é ou não conveniente, como, por
exemplo, mamar ou não, respirar ou não). O que no início obedece à lógica da
ação pura e simples, através do relacionamento sensório-motor com o
ambiente, irá se tornando mais complexo, à medida que as representações e
operações mentais do indivíduo forem se tornando possíveis para mediar essa
relação, sempre através de processos de assimilação, acomodação e
organização dos novos esquemas no conjunto dos antigos esquemas. 2
Segundo a interpretação pedagógica construtivista para o modelo de
psicogênese da aprendizagem, de Piaget3, o aluno deve ser o sujeito do seu
processo de aprendizagem. Para usufruir dessa condição, não pode apenas
ficar sentado na classe anotando o que diz o professor. Deve sentir-se
motivado pela curiosidade, realizando ações de exploração sobre objeto de
estudo, uma postura que o levará a construir um acervo pessoal de
conhecimento e não apenas aquele conjunto de informações que precisa
dominar para passar na prova. Quanto à conduta do professor, o modelo não
deve considerar-se como fonte principal de conhecimento à que o aluno terá
acesso, mas o incentivador da busca do aluno em múltiplas fontes. Deverá
perseguir o desenvolvimento de situações desafiadoras, para que o aluno
movimente seus conhecimentos pré-existentes e perceba quais suas certezas
e suas dúvidas sobre o tema, atuando para resolvê-las. Através de ações
2 As obras referidas permitem o aprofundamento nas idéias de Piaget, que não será feito neste trabalho.
3 Refere-se à interpretação construtivista porque Piaget pessoalmente não elaborou um modelo
pedagógico, mas apenas fundamentou as idéias a respeito do processo de como se processa o aprendizado
humano.
4
pedagógicas, o professor estará problematizando o aluno, para que surjam as
dúvidas que vão gerar o movimento de curiosidade do estudante e levá-lo a
tomar consciência de qual conhecimento necessita.
Em resumo, o modelo construtivista parece configurar uma idéia de
natureza não exatamente procedimental, mas uma postura sobre uma prática
pedagógica, em permanente processo de autoconstrução, o que pode parecer
(e pareceu, no caso apresentado) estranhamente subjetivo a professores de
Engenharia, uma área do conhecimento marcada pela natureza prática,
aplicativa e mensurável. Segundo Moraes (2000), a idéia é a de que o
professor deve comprometer-se com o paradigma do construtivismo, e isso
deve significar:
"adotar uma concepção de realidade em construção. E,
em conseqüência, viver de acordo com isso, assumir
atitudes construtivistas. É considerar-se
permanentemente incompleto, inacabado e em constante
construção". (Moraes, 2000, p. 128)
3.1 Adequar as idéias à especificidade do ensino de Engenharia
Dentro do processo de trabalho definido pela equipe, após a
compreensão dos conceitos de Piaget e da interpretação de sua aplicação pelo
modelo construtivista, essas idéias foram usadas para que a equipe para definir
as condições da experiência, dentro da cultura educacional da Engenharia..
Aulas expositivas são a principal matriz de todo o processo educacional
formal dos engenheiros, fortemente apoiadas em atividades práticas, sejam
elas em laboratório (o que ocorreu a partir da década de 70, quando a pós-
graduação e a pesquisa em Engenharia começaram a ser estruturadas no
País), sejam em extensas listas de exercícios, muitas vezes desconectados da
prática profissional cotidiana do engenheiro, mas relacionados ao conteúdo
proposto, usado como ferramenta de operação e fixação dos conteúdos
teóricos. Essa prática, embora possa ser considerada obsoleta, enquanto
modelo pedagógico, vem sendo mesclada, ao longo da última década, com
atitudes mais flexíveis por parte dos professores, embora a percepção geral é a
de que as aulas expositivas continuam sendo a principal estratégia pedagógica
para ensinar engenharia.
Loder (2002), buscou identificar a prática pedagógica dos professores
dessa área, tendo como base a observação e questionários realizados com
alunos e professores de Engenharia Elétrica. Embora nenhum professor se
declarasse formalmente construtivista, de um total de 11 observados apenas
dois não incentivavam a participação dos alunos em aula. E o mesmo número
deles teve práticas pedagógicas associadas pela pesquisadora como
parcialmente construtivistas, em sala de aula. Este resultado foi um dos
elementos usados pelos autores para refletir que, mesmo sem uma
comprovação empírica, parece haver aspectos do ensino de Engenharia
relacionados ao próprio saber envolvido nesta área, de natureza
prioritariamente aplicável a situações práticas. Esta natureza prática de
Engenharia seria por princípio incompatível com a falta de ação do aluno e
poderia significar que, mesmo apresentando conteúdos de forma expositiva,
em algum momento das aulas o professor é obrigado a lançar o aluno ao
5
exercício prático daquele conteúdo, por si mesmo, reconhecendo suas
dificuldades e superando-as, em função da própria exigência do curso.
Em uma tentativa de resumir de forma prática as etapas de implantação
da experiência, foram definidos os seguintes itens:
· identificar as estruturas mentais necessárias para a compreensão
integral do conteúdo em pauta;
· identificar as etapas de assimilação, acomodação e organização dessas
estruturas
· localizada essa cartografia de obstáculos, criar desafios nos quais o
aluno :
· fique curioso pelo conteúdo;
· fique consciente do que sabe sobre o assunto (estruturas prévias) e das
perguntas que terá de responder para saber mais (necessidade de
conhecer);
· sinta-se motivado a pesquisar as soluções do desafio (agir sobre o
objeto)
· realmente trabalhe sobre o novo tema (assimilação)
· aplique o que aprendeu, na solução do problema (acomodação, o novo
conhecimento passa a fazer parte do banco de dados mental do aluno)
· faça um feed-back de todo o processo (organização).
3.2 Condições definidas
Extrapolando, talvez, a precisão conceitual da área da Educação, foi
proposto pelos autores que o ensino de engenharia, pelas suas características,
engendraria uma espécie de construtivismo modular, uma vez que cada
unidade do conteúdo seria a estrutura cognitiva que o aluno deve assimilar,
acomodar e organizar no conjunto de suas estruturas prévias. Esse tipo de
construtivismo modular poderia ser definido, portanto, como um modelo
pedagógico misto, peculiar ao ensino de Engenharia, no qual os alunos têm
objetivos definidos (em cada módulo ou unidade do conteúdo), são expostos a
alguma forma de acesso às