estudo e aplicaÇÃo do mÉtodo aprendizagem baseada em...

ESTUDO E APLICAÇÃO DO MÉTODO

APRENDIZAGEM BASEADA EM

PROBLEMAS COMO ESTRATÉGIA

EDUCACIONAL NO ENSINO DE

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

Marcia Marcondes Altimari Samed (UEM )

[email protected]

Ariane Mateus Cassolo (UEM )

[email protected]

Este artigo propõe o desenvolvimento de um estudo sobre a prática da

metodologia Aprendizado Baseado em Problemas, ou Problem Based

Learning (PBL). Para tanto, utilizou-se um estudo de caso proposto

por Cardoso e Lima (2010). A situação prooblema foi proposta na

disciplina Introdução a Engenharia de Produção, do curso de

Engenharia de Produção, da Universidade Estadual de Maringá.

Buscou-se com isso, alterações no processo de ensino-aprendizagem,

melhorias no entendimento, concentração e na motivação dos alunos.

O resultado prático deste artigo consiste em um diagnóstico de uma

implementação que visou apresentar os pontos fortes da PBL e aqueles

que merecem um tratamento específico para, desta forma, apoiar o

desenvolvimento de trabalhos futuros.

Palavras-chaves: Educação em Engenharia de Produção, Problem

Based Learnig, Ensino de Logística.

XXXIII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO A Gestão dos Processos de Produção e as Parcerias Globais para o Desenvolvimento Sustentável dos Sistemas Produtivos

Salvador, BA, Brasil, 08 a 11 de outubro de 2013.



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1. Introdução

Segundo Passos et al. (2009), na sociedade pós industrial, o conhecimento é o responsável

pelo crescimento econômico, pela eficácia dos processos decisórios nas organizações,

tornando-se vantagem competitiva através da possibilidade de inovação, criação de novos

produtos e exploração de novos mercados.

A formação dos profissionais em Engenharia de Produção deve possuir um cunho reflexivo,

crítico e generalista, não se restringindo apenas a aspectos técnicos e científicos, uma vez que

as competências desses profissionais estão relacionadas com as coordenações das

informações, interação com outras pessoas, compreensão da realidade organizacional em que

está inserido, visando propor soluções para este contexto, conclui o autor.

De acordo com Marconi (2011), a formação de um Engenheiro de Produção que englobe

competências e habilidades para exercer sua função de maneira correta, ética e profissional,

baseia-se no que ele aprendeu e nas competências desenvolvidas no decorrer de sua formação.

A habilidade de auto-confiança, comunicação e pensamento crítico dos alunos de Engenharia,

precisa ser desenvolvida, ao passo que os educadores dos cursos de Engenharia precisam

produzir líderes e não apenas garotos de bastidores.

Conforme Kolmos (2009), na sociedade globalizada, as habilidades em Engenharia são

enfrentar os desafios quando os problemas estão se tornando cada vez mais mal definidos e

complexos, com o desenvolvimento de várias questões como cultura, economia,

sustentabilidade e sociedade. Há um crescimento na demanda da análise e resolução de

problemas, compartilhando de conhecimento, colaboração, criatividade e interdisciplinaridade

no campo da Engenharia. Mas, paralelo a isso, encontra-se um grande desinteresse em estudar

nessa área em muitos países, por conseqüência, sabe-se que a educação em Engenharia

precisa mudar e atrair o maior número de alunos afim de aproveitar a maior diversidade

possível existente entre eles.

Hoje em dia são vários os métodos educacionais aplicados em sala de aula, dentre eles pode-

se destacar a Aprendizagem Baseada em Problemas ou Problem Based Learning (PBL). Na

PBL entende-se por competência profissional a capacidade de fazer julgamentos informados

sobre o que é problemático em uma dada situação, saber identificar os problemas mais

relevantes e saber como resolvê-los ou ao menos melhorar a situação.

O objetivo deste trabalho é apresentar os principais conceitos da PBL, justificando porque ela

tornou-se importante para complementar e melhorar o aprendizado na forma tradicional. Para

demonstrar, aplicou-se um problema no ensino de logística, de forma parcial em uma

disciplina isolada, abordando um conteúdo específico do curso de Engenharia de Produção, da

Universidade Estadual de Maringá, na disciplina Introdução a Engenharia de Produção. Essa

proposição foi baseada no artigo “Aplicação da aprendizagem baseada em problemas em

Engenharia de Produção: Uma proposta para o ensino de logística”, de Cardoso e Lima

(2010).

Este artigo está estruturado da seguinte forma: apresenta-se uma breve contextualização sobre

a PBL, em seguida é exemplificada com um estudo de caso. Por fim, após aplicar um

questionário da prática aos alunos e à docente, é apresentado o resultado em forma de gráfico

e são discutidos os pontos de destaque dos mesmos, para que uma conclusão venha a ser feita.



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2. Aprendizagem Baseada em Problemas

A PBL abrange qualquer ambiente de aprendizagem no qual o problema o conduz. Nesses

ambientes, os estudantes atuam como profissionais e precisam enfrentar os problemas como

eles realmente são. Esses problemas são apresentados com informações insuficientes, para

que os alunos desenvolvam o melhor caminho para chegar à melhor solução, não sendo esta

uma resposta final e única, sendo o professor um facilitador dos mesmos.

Segundo Savery (2006), a PBL está focada na investigação e na solução de problemas no

mundo real. Nesse caso o aluno torna-se o investigador e solucionador, buscando identificar a

raiz do problema e as condições necessárias para uma boa solução.

De acordo com Echavarria (2010), na PBL o problema é o ponto de partida do processo de

aprendizagem. Ela é centrada nos alunos, considerando que eles usam suas próprias

experiências particulares e interesses, é baseada em atividades porque requer a tomada de

decisões e pesquisa por parte dos alunos e baseada na aprendizagem em grupos, pois além do

processo ser feito em equipe, eles aprendem juntos.

Grolinger (2010) destaca que o papel chave dos engenheiros em uma organização é resolver a

maior variedade de problemas. Logo, justifica-se a PBL como importante para futuros

profissionais, devido ao fato de além dos alunos, os engenheiros também são obrigados a lidar

com problemas mal estruturados, com informações incompletas.

Tse (2003), classifica a PBL em três fases, sendo elas:

- Fase 1: Encontrar e definir o problema. Os alunos são confrontados com um mundo real.

Perguntas como: “O que eu já sei sobre o problema?”, “O que eu preciso saber para enfrentá-

lo?”, “Quais os recursos posso buscar ou acessar para solucioná-lo?”, podem ser feitas nessa

etapa.

- Fase 2: Acessar, avaliar e utilizar informações. Depois de terem definido o problema, os

alunos podem acessar diferentes meios de informação. A internet pode ser um recurso de

destaque para essa finalidade.

- Fase 3: Síntese e desempenho. Nessa etapa os alunos devem solucionar o problema. Eles

devem reorganizar as informações a cada reunião realizada.

Para Ribeiro (2005), a ênfase na aprendizagem de conceitos por meio da colocação de

desafios na forma de problemas relevantes à futura atuação profissional dos alunos é

considerada “o núcleo absolutamente irredutível da aprendizagem baseada em problemas”.

Com esse método, os desafios são veículos para aprendizagem de novos conhecimentos e para

o desenvolvimento de habilidades de solução de problemas, de forma autônoma.

3. Estudo de Caso

O desenvolvimento deste artigo relata um estudo de caso que, de acordo com Miguel (2010),

é definido como um trabalho que investiga um fenômeno dentro de um contexto real, por

meio da análise de um ou mais objetos de análise. Ele investiga um fenômeno atual no

contexto da vida real, considerando que as fronteiras entre o fenômeno e o contexto onde se

insere são claramente definidas. Dentre os benefícios de um estudo de caso, está a

possibilidade de desenvolver novas teorias, aumentando o entendimento sobre eventos reais.

O objetivo da pesquisa descrita neste artigo é avaliar o uso do método de aprendizagem

aprendizado baseado em problemas no ensino da Engenharia de Produção da Universidade



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Estadual de Maringá (UEM), aplicação esta no formato parcial.

Esta proposição foi baseada no artigo “Aplicação da Aprendizagem Baseada em Problemas

em Engenharia de Produção: Uma Proposta para o Ensino de Logística”, dos autores Cardoso

e Lima (2010), adaptada para os alunos da disciplina Introdução a Engenharia de Produção,

disciplina esta ministrada para a primeira série do curso. Essa adaptação foi necessária, dadas

as características do ambiente em que a proposta foi desenvolvida. Deve-se ressaltar que esta

proposição deve servir como base para análise dos pontos fortes e a serem melhorados para

desenvolvimentos de proposições futuras.

3.1 Problema Proposto

O problema inicial, apresentado no artigo citado e adaptado aos alunos da UEM resume-se na

seguinte situação:

“Um empresário da região está interessado em investir na fabricação de bicicletas,

inicialmente nos modelos definidos como mountain bike (usadas em diversos tipos de

terrenos) e vendê-las para algumas regiões do Brasil. A análise da viabilidade inicial deste

investimento mostrou-se interessante, porém não há dados suficientes sobre o processo de

compra dos componentes diretamente dos fabricantes nacionais e estrangeiros. Cada categoria

de componentes possui um número muito elevado de opções relacionadas a custos, modelos e

fabricantes, tornando a lista de itens possíveis para compra extremamente longa. A

experiência deste empresário é limitada neste aspecto e ele contratou uma pequena empresa

de consultoria (o grupo de alunos) para auxiliá-lo nesta parte”.

Figura 1- Exemplo ilustrativo da bicicleta Mountain Bike explodida em componentes

(Fonte: http://bicionario.weebly.com/componentes.html)



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Legenda: 1) Quadro; 2) Garfo (suspensão); 3)Suspensão; 4) Guidão; 5) Mesa; 6) Caixa de direção; 7) Selim; 8)

Canote; 9) Coroas; 10) Pedivelas; 11) Pedal; 12) Cubo (eixo); 13) Raios; 14 Aro; 15) Pneus; 16) Cassete

(pinhão); 17) Corrente; 18) Câmbio dianteiro; 19) Câmbio traseiro; 20) Trocador (alavanca de câmbio); 21)

Freios (breque); 22) Manete (alavanca do freio).

Um roteiro foi apresentado aos alunos, com as seguintes etapas que deveriam ser seguidas:

1) Identificar e localizar os fabricantes dos componentes;

2) Identificar e localizar os clientes;

3) Identificar as necessidades de compras (baseado ou não em um plano de produção),

quanto material deve ser trazido de cada vez, usar ou não de processos de

consolidação de carga, onde consolidar essas cargas no Brasil e no exterior;

4) Qual caminho utilizar, seus possíveis modais, quais os entraves logísticos;

5) Quais os custos envolvidos, lead time e a burocracia envolvida nesse processo;

6) Quais fronteiras de países e estados serão cruzadas, taxas e impostos envolvidos.

3.2 Estrutura dos Grupos e das Reuniões

Após um estudo detalhado sobre a divisão do trabalho em equipe, optou-se pela seguinte

proposta: os alunos deveriam se organizar em um líder, um relator e os colaboradores, para

melhor fluxo de idéias. Atribuiu-se ao líder o papel de conduzir os estudos, planejar e

administrar as diferentes funções, visando manter o controle das atividades. O papel do relator

foi o de elaborar as atas das reuniões, divulgar os fatos e todas as decisões tomadas pelo

coordenador do grupo e por fim, os colaboradores deveriam desenvolver todas as atividades

propostas. O fluxo de debate deve ser organizado de acordo com os tópicos da Figura 2:

Figura 2 – Fluxo de debate (Fonte: Cardoso e Lima (2010))

Esse fluxograma tem o objetivo de ajudar os alunos a entenderem porque eles estão

realizando uma tarefa e desenvolver autoconfiança em saber como e o que aprender.

3.3 Tempo para Realização

Os alunos tiveram um período de 15 dias para a realização da tarefa apresentada, a qual foi

aplicada de forma parcial em uma disciplina isolada, abordando um conteúdo específico.

3.4 Acompanhamento

Hipóteses/

Afirmações

A

A

Fatos

Conhecidos

Fatos

Desconhecido

s

Problemas de

Aprendizage

m

Tarefas



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Como acompanhamento, os alunos tiveram a disponibilidade presencial tanto do docente da

disciplina, quanto da monitoria da disciplina e de uma aluna de iniciação científica. Este

acompanhamento ocorria em horários pré-determinados e tinha a função de auxílio para guiar

e encaminhar os alunos com relação às pesquisas e sanar dúvidas com relação ao conteúdo da

teoria abordada. Foi estabelecido que as orientações não tivessem o intuito de solucionar o

problema, mas sim de mostrar os caminhos, de acordo com conhecimentos necessários para as

situações que se apresentavam. Orientações também foram realizadas via e-mail, acesso a

plataforma moodle e softwares de comunicação instantânea.

3.5 Avaliação da PBL

A avaliação da PBL versou sobre os conteúdos dos trabalhos desenvolvidos pelos alunos e

avaliar a percepção que estes tiveram quanto a essa metodologia de ensino. Desta forma, o

material disponível para a avaliação do professor consistiu em:

Relatório do projeto (por grupo): contendo o desenvolvimento da solução do grupo

sobre o problema proposto;

Relatório de execução do projeto (individual): cada membro avaliou a participação dos

demais membros do grupo em forma de carta, sendo claro se de fato cada membro

cumpriu com seu dever, além de desenvolver sua auto-avaliação;

Questionário da prática (individual): entregue aos alunos para que pudessem fazer a

avaliação da PBL.

O questionário aplicado foi baseado na proposta de Cardoso e Lima (2010), adaptado para a

situação agora presente. O questionário apresentava questões cujas respostas se enquadravam

em uma escala que ia de “muito pouco importante” à “extrema importância”. A seguir, são

apresentadas questões sobre a atividade desenvolvida.

1) Levando em conta a resolução de problemas, comunicação e o desenvolvimento de

habilidades:

Desenvolver habilidades de resolução de problemas de logística e transportes

Desenvolver a capacidade de pensar analiticamente

Melhorar a habilidade de elaborar pareceres e relatórios

Aprender como e onde encontrar conhecimento relevante

Aprender como definir problemas a partir de um conjunto de fatos e informações

Aprender como aplicar conhecimento

Desenvolver habilidades em usar tecnologia da informação

Desenvolver habilidades em aprender a trabalhar com outras pessoas em equipe

2) Com relação a aderência ao método PBL:

Maior encorajamento com relação ao trabalho em equipe

Aprendizado por meio da orientação do professor no processo PBL

Maior envolvimento dos estudantes no processo PBL

Maior envolvimento de outros membros da equipe no processo PBL



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Melhor desenvolvimento do trabalho tendo um líder na equipe

Melhor desenvolvimento do trabalho tendo um relator da reunião

Melhor desenvolvimento do trabalho utilizando a ata da última reunião

3) Com relação a sua satisfação e confiança em aderir o método PBL:

Ser desafiado a esclarecer sua própria opinião

Tornar-se aprendiz independente

Não ser oprimido nem desmotivado

Saber conhecer qual conhecimento é relevante

3.6 Resultados

Muitas as soluções para o problema proposto foram apresentadas. Coube ao docente avaliar as

várias proposições, atribuindo nota à abordagem e no correto desenvolvimento dos conceitos

embutidos na situação problema.

Foi possível concluir sobre o nível de conhecimento e interesse dos alunos que cursavam o

primeiro ano do curso. Trabalhos de extremo comprometimento e detalhe foram entregues,

mesmo com o tempo relativamente curto para realização do mesmo.

Individualmente, os alunos avaliaram os membros do grupo, o papel do líder, relator e demais

membros. Esta avaliação facilitou o entendimento pelo docente da real participação de cada

membro, para assim poder atribuir notas para o grupo e também notas individuais. Alguns

grupos apresentaram a ata das reuniões, relatando o que foi feito e decidido em cada encontro.

Muitos alunos destacaram como vantagem sobre a utilização do método PBL em sala de aula,

o desenvolvimento do raciocínio, a busca pela realização das tarefas estipuladas nas reuniões,

aprender a trabalhar e tomar decisões em grupo, a ser responsável e motivado, a poder ter uma

visão de como realizar uma consultoria, a cumprir ordens e ajudar a manter a ordem. Do

mesmo modo, foram apontadas as desvantagens e muitos citaram que o tempo para realização

foi muito curto e por ter sido aplicado no último bimestre do ano, dificultou o encontro nas

reuniões, acontecendo muitas vezes de o grupo não estar completo.

A partir das respostas ao questionário foi possível concluir sobre a percepção dos alunos

quanto à PBL. O questionário foi aplicado a 108 alunos. Os gráficos apresentados nas Figuras

3, 4 e 5 demonstram os resultados dos tópicos “resolução de problemas, comunicação e o

desenvolvimento de habilidades”, “aderência ao método PBL”, “confiança e satisfação em

aderir o método PBL”, encontram-se respectivamente.

Figura 3 – Resolução de problemas, comunicação e o desenvolvimento de habilidades



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Pode-se observar que “desenvolver habilidades de resolução de problemas de logística e

transportes”, “aprender como definir problemas a partir de um conjunto de fatos e

informações” e “desenvolver habilidades em aprender a trabalhar com outras pessoas em

equipe”, para a maioria dos alunos foi julgado como “extrema importância”, resultado esse

muito satisfatório, considerando o contato inicial desses alunos ao método PBL.

É possível observar que, apesar de ter uma representatividade mínima, os tópicos “melhorar a

habilidade de elaborar pareceres e relatórios” e “aprender como e onde encontrar

conhecimento relevante” foram julgados como “muito pouco importante”. Esse fato pode ser

justificado por se tratar de alunos iniciantes no curso de graduação, que ainda não estavam

adaptados a elaboração de relatórios, por exemplo, nem ao fato de buscar, por si só, a

informação necessária para os trabalhos realizados.

Figura 4 – Aderência ao método PBL



9

0

10

20

30

40

50

60

Extrema importância

Muito importante

Importante

Pouco importante

Muito pouco importante

Com relação à aderência da PBL, foi possível observar que a maioria dos tópicos foi avaliada

como “importante” e “muito importante”. Como destaque tem-se o julgamento do tópico

“melhor desenvolvimento do trabalho tendo um líder na equipe” pela maioria dos alunos

como sendo de “extrema importância” e “melhor desenvolvimento do trabalho utilizando a

ata da última reunião” como sendo “importante”. Estas respostas estão relacionadas, pois

demonstram que um grupo bem liderado possui registros claros e definidos em atas, de tal

forma que cada membro do grupo sabe exatamente o que deve desenvolver. O tópico

“aprendizado por meio da orientação do professor no processo PBL” teve a maioria das

respostas como sendo “importante”. Isto demonstra que o aluno gosta de sentir desafiado a

buscar o seu conhecimento. No entanto, de um modo geral, há que se ressaltar que houve

algumas respostas de “pouco importante” e “muito pouco importante”. Isto deve-se ao fato de

que cada aluno possui um mecanismo de aprendizado e alguns, de fato, não se adaptaram a

esta metodologia, preferindo o método convencional.



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Figura 5 – Confiança e satisfação em aderir o método PBL

Mesmo sendo a minoria, no tópico “tornar-se aprendiz independente”, alguns alunos o

julgaram como “muito pouco importante”. Porém, é importante destacar que “saber

reconhecer qual o conhecimento é relevante” foi julgado como “importante” e de “extrema

importância” pela maioria. Outro tópico relevante para a correta aderência ao método e que de

forma satisfatória, foi julgado pela maioria dos alunos como “extrema importância” foi o fato

do aluno “ser desafiado e ter sua própria opinião”.

Com relação à avaliação do docente com relação à PBL, decidiu-se apresentar um relato ao

invés de respostas a um questionário. O relato segue transcrito abaixo:

“A atividade proposta teve como objetivo desenvolver, por meio da PBL, os

conceitos fundamentais da logística, como distribuição física, canal de

distribuição, logística de suprimentos, logística de manufatura,

macrologística, transportes, logística integrada, cadeia de suprimentos e sua

gestão, nível de serviço, entre outros. A PBL foi aplicada no formato parcial.

Assim, tanto o assunto em questão quanto a metodologia eram novidades

para os alunos. A disciplina em que a metodologia foi aplicada, Introdução à

Engenharia de Produção, demonstrou-se ser o ambiente propício para essa

aplicação, pois tem como caráter principal proporcionar o primeiro contato

dos alunos do curso com as principais áreas de atuação da Engenharia de

Produção. Logo, a proposta promoveu uma experiência prática importante,

no sentido de ilustrar os conceitos por meio de pesquisa e exemplo prático

do mundo real. Destaco que ouvi muitos relatos de alunos que ficaram “em

choque” no momento que receberam as instruções da atividade, por não

saberem nem por onde começar, mas que se sentiram desafiados a encontrar

a solução para o problema. A cada sub-problema solucionado um conceito

(citado acima) era aprendido e aos poucos, com auxílio das orientações,

várias soluções foram construídas. A maioria dos trabalhos teve avaliação

final muito satisfatória, considerando em conjunto o relatório do projeto, os

relatos das reuniões, os questionários respondidos por cada grupo e o relato



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de avaliação individual. Pude constatar que nem todos os alunos tiveram a

mesma percepção sobre a PBL, pois cada aluno apresenta necessidades

diferentes no processo de construção do aprendizado. Mesmo sendo

identificados como minoria, foram identificados alunos que preferem o

modo convencional de ensino, mas posso afirmar que a maioria se integrou

de maneira muito satisfatória ao que foi proposto. Como dificuldade,

destaco o tempo escasso para a realização da atividade, o que deverá ser

corrigido na próxima aplicação. Outro aspecto encarado como dificuldade é

o maior tempo de dedicação do professor no papel de facilitador do que no

formato tradicional.”

4. Considerações Finais

Este estudo abordou a PBL e sua importância para o aprendizado de um curso de Engenharia

de Produção por meio da aplicação de um estudo de caso proposto na literatura. Esta

abordagem demonstrou que a “motivação” é o que faz a diferença na PBL, tanto alunos

quanto o docente relataram este fato, o que também pode ser identificado na qualidade dos

trabalhos desenvolvidos e na responsabilidade com que os alunos buscaram soluções para um

problema relacionado à área de Logística.

Com relação à situação problema, escolheu-se este caso dentre outros disponíveis na literatura

por se tratar de um problema que contém apenas as informações essenciais: encontra-se mal

estruturado, apresenta uma descrição neutra de um problema relacionado à logística que

conduz a uma atividade de resolução, apresenta elementos concretos que fazem parte do

mundo real e aproveita os conhecimentos adquiridos, porém, com um pequeno grau de

complexidade para poder atingir de forma homogênea a maioria dos alunos.

Entre as dificuldades observadas durante a aplicação da PBL, pode-se destacar o “tempo”

como elemento fundamental, uma vez que se requer mais tempo para a elaboração adequada

do problema, além do acréscimo de tempo devido às orientações direcionadas a cada grupo.

Para os alunos o tempo também foi uma dificuldade do ponto de vista do desenvolvimento de

uma atividade em uma disciplina isolada, no formato parcial.

O trabalho apresentado neste artigo consiste em um diagnóstico de uma implementação que

visou apresentar os pontos fortes da PBL e aqueles que merecem um tratamento específico

para, desta forma, apoiar o desenvolvimento de trabalhos futuros. Este trabalho também

possibilitou a formalização da metodologia para que possa ser aplicada em outras unidades

curriculares, como suporte às metodologias de ensino convencionais.

Agradecimentos

Ao Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica – PIBIC/CNPq-Fundação

Araucária-UEM.

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