UMA ABORDAGEM LDICA PARA O ENSINO DE METODOLOGIA CIENTFICA PARA ALUNOS DE GRADUAO

Carlos Alberto Ynoguti1

1 Carlos Alberto Ynoguti, Instituto Nacional de Telecomunicaes - Inatel. Av. Joo de Camargo, 510, 37540-000. Santa Rita do Sapuca, MG, Brazil, ynoguti@inatel.br

Resumo A disciplina de metodologia cientfica tem por objetivo iniciar os estudantes na rea da pesquisa cientfica. Os tpicos abordados por esta disciplina so bastante variados, destacando-se: tcnicas de estudo, os tipos de conhecimento, o mtodo cientfico, e as normas da redao cientfica. Adicionalmente, nos cursos de engenharia, comum abordar tpicos relacionados ao planejamento e execuo de projetos. Em geral, os alunos no tm maturidade para entender a importncia de tal disciplina, o que faz com que os resultados obtidos no sejam aqueles esperados. Tendo em vista esta realidade, pensou-se em um modelo mais ldico, onde os alunos aprendem estes contedos de forma prtica, na forma de projetos reais de engenharia, apresentao de trabalhos em congressos simulados e outras atividades ligadas ao mundo real. Este artigo discute a aplicao desta metodologia durante 3 anos em uma disciplina ministrada aos alunos do primeiro semestre de Engenharia Eltrica e de Computao.

Index Terms Metodologia cientfica, aprendizagem baseada em problemas.

Abstract The discipline of scientific methodology aims at introducing students to the field of scientific research. Topics covered in this course are varied, including: studying skills, types of knowledge, scientific method, and the rules of scientific writing. Additionally, in engineering courses, it is common to address topics related to planning and execution of projects. In general, students do not have the maturity to understand the importance of this discipline, which means that the results obtained are not those expected. Given this scenario, it was thought to give a course in a more playful way, where students learn that content in a practical way in the form of real engineering projects, presentation of papers at conferences and other activities that simulate the real world. This article discusses the application of this methodology for 3 years in a subject taught to students of the first semester of Electrical and Computer Engineering.

Index Terms Scientific methodology, problem based learning.

INTRODUO Quando os alunos entram em um curso superior, a expectativa grande. No caso dos cursos de engenharia, espera-se aprender logo a "engenheirar", "botar a mo na massa", fazer projetos. Entretanto, quando vo se matricular nas primeiras disciplinas, em geral so

contedos de matemtica, fsica, qumica, e outras cujos contedos so velhos conhecidos do segundo grau. Em nossa instituio, h tambm uma senhora desconhecida, chamada de Metodologia Cientfica.

Desnecessrio dizer que muitos ficam frustrados com isso. Principalmente nesta faixa etria, e com todas as caractersticas peculiares chamada gerao Y, que quer realimentao imediata, etc [1], o mote de que necessrio construir uma base slida sobre a qual assentar os conhecimentos especficos fica cada vez mais difcil de ser vendido aos alunos.

Por outro lado, no h como negar a importncia da Metodologia Cientfica para o curso de graduao em engenharia, e tambm para a vida profissional destes futuros engenheiros. Desta forma, importante esclarecer algumas queses a estes alunos [2]: O que metodologia? Pra que serve? Qual a sua importncia e utilidade para um estudante universitrio? E para o engenheiro?

Finalmente, livros de metodologia, em geral, mostram todo o contedo a ser aprendido, mas por visarem um pblico mais amplo, com tpicos indo desde a graduao at os cursos de mestrado e doutorado, muitas vezes acabam no despertando o interesse dos alunos da rea de engenharia.

Este trabalho reporta uma abordagem ldica para o ensino da disciplina de Metodologia Cientfica para alunos do primeiro semestre dos cursos de Engenharia Eltrica e Engenharia de Computao.

PROPOSTA Os tpicos previstos no contedo programtico da disciplina de Metodologia Cientfica so:

Tcnicas de Estudo Modelagem e representao de sistemas fsicos Projeto em engenharia Pesquisa tecnolgica Leitura, anlise, interpretao e produo de textos Simulao Engenharia: conceitos fundamentais, histria, funo

social e mercado de trabalho

Do exposto acima, observa-se que no se trata apenas de um curso de Metodologia Cientfica, mas tambm de um curso que poderia ser chamado de Introduo Engenharia.

Os dois primeiros itens podem causar estranheza a alguns pois, pelo menos em teoria, alunos ingressantes no ensino superior deveriam j ter hbitos de estudo bem

desenvolvidos e habilidade para analisar e interpretar textos. Entretanto esta no a realidade brasileira. Desta forma, estes tpicos podem ser vistos como uma forma de tentar suprir eventuais lacunas na formao destes alunos.

A estratgia para trabalhar com estes contedos possui algumas das ideias defendidas pela aprendizagem baseada em problemas [3]. Nesta, procura-se estimular o aluno com a apresentao de um problema a ser resolvido. Seu trabalho passa a ser ento o de procurar obter o embasamento terico e as informaes para resolv-lo. Em nossa experincia esta abordagem apresentou alguns problemas: embora os alunos tenham compreenso do problema a ser resolvido, poucos tm a capacidade de aprender por si prprios os conceitos e tcnicas necessrios sua resoluo, mesmo com a ajuda de um tutor. O nmero elevado de alunos em sala de aula (em mdia 80 alunos) tambm dificulta esta abordagem.

Desta forma, optou-se por uma abordagem mista, onde uma parte dos conceitos necessrios mostrada aos alunos em uma apresentao formal, deixando outros para que estes os conquistassem por si mesmos.

ESTRATGIAS Nas sees seguintes so apresentadas as estratgias utilizadas para os quatro primeiros itens apresentados no contedo programtico apresentado na seo anterior. Embora todos os tpicos tenham sido abordados na disciplina, so estes que apresentam uma abordagem diferenciada.

Tcnicas de estudo A primeira coisa que procuramos entender foi como a rotina de estudos dos alunos. Para isso foi realizada uma enquete, na forma de uma redao, cujo tema era: "Minha relao com a escola e os estudos". A maioria relatou que, embora fosse assduo s aulas e prestasse ateno s explicaes dos professores, no tinha o hbito de estudar regularmente. Este cenrio se repetiu em todos os semestres (seis) em que esta atividade foi realizada.

Depois disso foi feita uma atividade para medir, ainda que de forma simplificada, a capacidade dos alunos em adquirirem conhecimentos por conta prpria. Esta consistia em apresentar a eles um contedo novo na forma de um artigo (neste caso, a convoluo de dois sinais) e pedir-lhes que o estudassem durante um certo perodo de tempo (20 minutos). Aps este perodo, os alunos foram convidados a resolver dois exerccios simples sobre este assunto para verificar o seu desempenho.

Em mdia, aproximadamente 20 % dos alunos acertou os dois exerccios, 70 % acertou um deles, e 10 % no acertou nenhum. A diferena entre acertar um ou dois exerccios estava em um pequeno detalhe da operao de convoluo, que a maior parte dos alunos deixou de perceber. Assim, a leitura que se faz deste experimento que apenas uma pequena porcentagem dos alunos teve realmente dificuldade em aprender este novo contedo; a maior parte deles conseguiu entender mais ou menos como funciona a convoluo, mas no prestou ateno nos detalhes. Aqui aparece o primeiro insight desta avaliao: os alunos tendem a ser superficiais na hora de estudar, e se

julgam satisfeitos quando conseguem entender mais ou menos o assunto.

De posse destes resultados, foi feita a seguinte proposta aos alunos:

Faca uma primeira leitura do ini cio ao fim do texto, sem se preocupar muito em entender. Isto faz com que voce tenha uma ide ia geral do texto.

Em uma segunda leitura, procure entender o que esta sendo explicado, refazendo os exemplos dados, para se certificar que realmente entendeu.

Crie um ou dois exercicios simples, parecidos com os exemplos, e resolva-os.

Ao repetirem este experimento, agora usando algoritmos de ordenao de dados como tema, observou-se uma inverso dos resultados: aproximadamente 70 % dos alunos acertou os dois exerccios, 20 % acertou apenas um deles, e os mesmos 10 % no acertaram nenhum.

Isto refora a hiptese de que o maior problema dos estudantes no a capacidade cognitiva ou a falta de conhecimento, mas sim a falta de um mtodo eficaz de estudo. A dificuldade em ler e interpretar os textos didticos tambm parece ser um dos fatores que contribuem para este cenrio.

Modelagem e representao de sistemas fsicos Os modelos fsicos representam uma abstrao matemtico do fenmeno real, e muitas vezes utilizam simplificaes que levam a diferenas grandes quando comparam os valores calculados com aqueles medidos em experimentos. Esta noo de grande importncia para engenheiros, que precisam entender quais simplificaes podem (e devem) ser feitas para que seus projetos tenham o desempenho esperado.

Esta questo abordada junto com o tpico de projeto em engenharia (abordado a seguir), onde os alunos so desafiados a projetar e construir um prottipo que atenda a um conjunto de especificaes. Com a ajuda dos professores de fsica, calculam e dimensionam seus prottipos, e verificam que, na prtica, alguns ajustes precisam ser feitos.

Neste momento, comeam a entender que as frmulas da Fsica, embora corretas, so modelos simplificados do mundo real: atrito interno entre as peas, resistncia do ar, no rigidez dos materiais e outros fatores devem ser levados em conta para que seus projetos funcionem como deveriam.

Os alunos, ao perceberem estas diferenas, passam a questionar os conceitos aprendidos na disciplina de Fsica. "Pra que estudar conceitos que no podem ser usados na prtica?" Neste momento importante frisar que, quanto mais sofisticados os modelos, melhores so as estimativas fornecidas por eles. Alm disso, mesmo com modelos simplificados possvel prever com bastante preciso os resultados esperados.

Um efeito colateral bastante positivo ocorreu nas aulas de Fsica, onde os alunos comearam a questionar os professores sobre a validade dos modelos apresentados, o

que mostra uma compreenso mais profunda dos modelos tericos e de como estes se relacionam com o mundo real.

Projeto em engenharia Uma das principais atividades exercidas pelo engenheiro o de fazer projetos. Desta forma, conhecer a dinmica desta atividade de suma importncia para a vida acadmica e profissional de todo estudante de engenharia. Este assunto abordado tanto em livros de Metodologia Cientfica (por exemplo em [2], [4] e [5]) como em livros de introduo engenharia (como em [6]).

O problema que apenas falar sobre anlise de custos, mapas de Gantt e outros tpicos relacionados a este tema bastante tedioso para os alunos. Optou-se ento por desenvolver projetos na prtica, onde todos estes conceitos seriam vivenciados pelos alunos, sem grande preocupao com formalismos ou definies.

Por serem alunos do primeiro semestre, no era possvel desenvolver projetos que envolvessem conhecimentos tcnicos especficos de engenharia. A alternativa foi propor desafios que envolvessem apenas conhecimentos bsicos de fsica. Os temas propostos nestes trs anos foram:

1. Um dispositivo que arremessasse uma bola de futebol do centro de uma quadra de futebol de salo e atingisse o travesso do gol.

2. Um carrinho movido a ratoeira, que percorresse a maior distncia possvel em linha reta, em um trajeto plano.

3. Um dispositivo para medir o tempo, sem usar eletricidade. Este deveria medir, de forma mais precisa possvel, um intervalo de 30 segundos.

4. Uma ponte construda com macarro. A ponte deveria cobrir um vo de pelo menos 1 m e no deveria pesar mais do que 800 g. Todas as pontes eram submetidas a cargas cada vez mais pesadas em seu centro at que entrassem em colapso.

5. Um dispositivo que ilustrasse uma lei fsica: os alunos deveriam pesquisar sobre uma lei fsica qualquer e montar experimentos que a ilustrassem, tanto de forma qualitativa como de forma quantitativa.

6. Transformaes de energia: neste projeto, a classe foi dividida em grupos, e cada grupo deveria projetar uma mquina que promovesse pelo menos 3 transformaes de energia (por exemplo, uma bolinha descendo numa rampa transforma energia potencial gravitacional em energia cintica). Alm disso, as mquinas deveriam ser colocadas em cascata, onde a primeira deveria ser acionada manualmente, mas em seguida deveria acionar a segunda mquina de forma automtica. Esta por sua vez, deveria acionar a terceira, e assim por diante. A ltima mquina deveria derrubar uma bola de tnis de mesa, colocada sobre um apoio.

Na execuo de todos os projetos foram seguidos os seguintes passos:

1. Brainstorming: inicialmente os alunos foram orientados a discutir o problema e gerar ideias para resolv-lo, sem se preocupar muito com a qualidade ou mesmo a viablidade das mesmas. Nesta etapa solicitou-se aos alunos que elencassem pelo menos 5 ou 6 ideias.

2. Em seguida foram selecionadas duas ou trs ideias que parecessem ser as melhores para uma anlise mais profunda. Neste ponto, pediu-se aos alunos que listassem os fatos ou conhecimentos que j possuam e aqueles que deveriam ser adquiridos.

3. Depois desta etapa, os alunos deveriam estabelecer um cronograma para a parte de pesquisa de seu projeto, indicando quais atividades deveriam ser executadas, o responsvel por cada uma delas e os prazos correspondentes.

4. Terminada a parte de pesquisa, inicia-se a parte do projeto do prottipo. De posse de todas as informaes, os alunos deveriam fazer o primeiro esboo, definindo sua forma e dimenso, os materiais a serem utilizados, custo (material e mo de obra), e fazer um novo cronograma, agora para o desenvolvimento, montagem e teste do prottipo.

5. A prxima etapa consiste na apresentao do prottipo para avaliao. Nesta ocasio, os alunos tm a oportunidade de verificar os pontos fortes e os pontos fracos no s de seu projeto como tambm o de seus colegas. H nesta etapa uma interao muito forte entre todos, com amplas discusses e troca de ideias.

6. Finalmente, os alunos devem confeccionar um relatrio tcnico com todo o desenvolvimento do projeto, fazendo uma anlise crtica de tudo o que deu certo e do que deu errado, sugestes para melhoria e tambm explicando eventuais mudanas ocorridas ao longo do projeto. Nesta parte so tambm trabalhadas as normas da redao cientfica, e conceitos tais como citaes, referncias bibliogrficas e outras.

Uma dimenso que fortemente trabalhada nesta atividade a do relacionamento interpessoal, pois os alunos tm que interagir para que o grupo possa atingir seus objetivos. Vrios tipos de personagem aparecem nestes casos, mas dois so os mais problemticos: aquele que no trabalha e o "chefe mando".

No primeiro caso, o aluno simplesmente no liga para o trabalho a ser feito, no participa das reunies e tambm no executa as tarefas a ele atribudas. Em muitos casos, expulso do grupo e, se no encontra outro grupo que o admita, acaba ficando de fora mesmo (e consequentemente reprovado na disciplina).

O segundo caso em geral acontece com alunos de alto desempenho acadmico, mas pouca sensibilidade no trato com as pessoas. Por no terem muita pacincia com seus colegas, passam a menosprezar sua opinio e tentam fazer tudo do seu jeito, o que cria reao imediata por parte de seus colegas, resultando quase sempre em seu isolamento. Neste caso, ou o grupo faz o trabalho e ignora este aluno, ou o aluno acaba fazendo tudo sozinho (o que foi a situao mais comum).

Em ambos os casos, os alunos foram convidados a refletirem sobre suas atitudes e de que forma poderiam mudar seu comportamento. Em geral, estes problemas acabam sendo, seno resolvidos, bastante minimizados aps uma boa conversa.

Pesquisa tecnolgica Embora este tpico tenha o ttulo de pesquisa tecnolgica, envolve tambm a pesquisa cientfica, a produo de textos cientficos e a comunicao dos mesmos.

Textos tcnicos e cientficos em geral seguem uma normatizao muito rgida, o que torna seu estudo bastante pesado e entediante. A forma encontrada para tentar contornar estes problemas foi simular um congresso cientfico. Os alunos deveriam fazer uma pesquisa sobre determinados assuntos, escrever um artigo, submet-lo ao congresso e finalmente apresentar seu trabalho em uma sesso pblica.

Dada a escassez de tempo, os trabalhos de pesquisa foram limitados a uma reviso bibliogrfica sobre determinado assunto. Os temas poderiam ser livremente escolhidos dentro das reas de cincia, tecnologia, meio ambiente e educao.

Aps a escolha dos temas, os alunos deveriam fazer um levantamento de fontes bibliogrficas sobre as quais seria elaborado o artigo. Neste momento falou-se sobre fontes confiveis e no confiveis, sobre o problema do plgio e de como organizar os conhecimentos adquiridos.

Com o material de pesquisa em mo, passou-se etapa da construo do artigo propriamete dito. Nesta falou-se sobre a construo lgica de um texto, as partes principais que formam um artigo cientfico e algumas normas de estilo prprias deste tipo de publicao.

Finalizado o trabalho, os alunos submetiam os seus artigos de forma eletrnica, e um portal muito semelhante ao de um congresso cientfico de verdade, e estes eram revisados pelo comit tcnico do congresso. Os alunos deveriam ento implementar as sugestes feitas pelos revisores e re-submeter seus trabalhos, que seriam ento includos nos anais do congresso.

A parte final desta atividade consiste na apresentao pblica dos trabalhos, alguns na forma oral, e outros na forma de poster. Os alunos foram orientados sobre como se portar, como se vestir, o tempo de apresentao que

teriam e todos os demais detalhes que so importantes neste tipo de evento.

Sendo um trabalho em equipe, foi solicitado que todos os alunos falassem um pouco, para que todos tivessem a oportunidade de passar por esta eperincia. Desnecessrio dizer que alguns entraram em pnico na hora de apresentar seu trabalho, mas todos conseguiram faz-lo de uma forma ou outra.

Questionados sobre esta atividade ao final do semestre, a grande maioria respondeu que foi uma atividade muito divertida, embora tenham ficado bastante nervosos ao apresentarem seus trabalhos.

Finalmente, todos receberam um CD com os anais do evento para guardarem como recordao.

CONCLUSES Neste trabalho foi apresentada uma abordagem ldica para o ensino da disciplina de Metodologia Cientfica.

Grande parte das atividades seguiu conceitos oriundos da tcnica de aprendizagem baseada em problemas, resultando em uma disciplina bastante divertida, mas sem perder o foco no contedo a ser ministrado, e nem no rigor acadmico.

Em geral os resultados obtidos foram bons, com grande reteno do conhecimento adquirido e boa generalizao dos contedos abordados.

Muito ainda precisa ser feito, principalmente em relao avaliao dos alunos, pois como h muitas atividades em grupo, fica difcil realizar uma avaliao individual criteriosa.

REFERNCIAS [1] Oliveira, S., "Gerao Y: o nascimento de uma nova verso 2ed.",

Integrare Editora, 2010.

[2] Barros, A. J. S. & Lehfeld, N. A. S., "Fundamentos de Metodologia Cientfica 3ed.", Pearson, 2007.

[3] Delisle, R., "How to use problem-based learning in the classroom", ASCD, 1997.

[4] Severino, A. J. "Metodologia do trabalho cientifico 22a ed." Sa o Paulo. Ed. Cortez. 2002.

[5] Cervo, A. L. "Metodologia cientifica. Sa o Paulo: Prentice Hall, 2002.

Bazzo, W. A. & Pereira, L. T. V. "Introducao a engenharia 4ed." Editora da UFSC. 2000.