o impacto da impressão 3d e cultura maker na...

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www.3dcriar.com.br - Tel: 11 4116-6177 / 11 97281-1999 André Skortzaru - Autor

O Impacto da Impressão 3D e Cultura Maker na Educação Escrever sobre o Impacto da Impressão 3D e a cultura do “faça-você-mesmo” na Educação, merece a análise do conceito de aprendizagem de conteúdo relevante e os desafios educacionais contemporâneos. Pode-se observar nas escolas do Brasil e do mundo, a formação de jovens sem habilidades, conhecimentos e competências críticas para uma vida bem-sucedida, tanto pessoal como profissional. Na era digital, um período com mudanças e transformações aceleradas, as competências e conhecimentos desenvolvidos nas escolas, muitas vezes não são relevantes. Os estudantes questionam o propósito do conteúdo e das disciplinas que devem aprender. A escola não pode se distanciar do mundo real e do ambiente com o que vivem no dia a dia. A Educação oferecida deve ser relevante para atender as necessidades dos alunos, da sociedade e do mercado de trabalho, conforme a realidade das suas culturas. O bem-estar e progresso dos indivíduos e da sociedade demandam uma Educação que ensine habilidades para a vida real, promovendo o STEAM (sigla em inglês para Ciências, Tecnologia, Engenharia, Artes e Matemática) e a formação profissional. As competências devem ser transferíveis, incentivar o pensamento crítico, a inovação, assim como apoiar a individualidade e os talentos do jovem.

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A descoberta da conexão entre o conteúdo educacional e a experiência dos alunos influencia diretamente na motivação e possibilidade de aprender e alcançar objetivos. São necessárias novas formas de adquirir conhecimentos antes do ingresso no mercado de trabalho. O Brasil, incluindo o setor educacional, passou por importantes mudanças nas últimas duas décadas devido ao desenvolvimento econômico do país. Esse recente crescimento levou a um aumento nos níveis de renda e também revelou a necessidade de uma força de trabalho mais especializada e, por consequência, um aumento da demanda por melhores serviços relacionados ao segmento. O Plano Nacional de Educação (PNE) tem delineado as principais metas do Governo Federal para o setor e os meios para alcançá-las, visando principalmente o aumento dos investimentos em Educação para 7% do Produto Interno Bruto (PIB) até 2020. Apesar das conquistas recentes, a qualidade da Educação no Brasil ainda é deficiente e desigual. O Brasil é a sétima economia do mundo, de acordo com a Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), porém possui a 53º no Programa Internacional de Avaliação de Alunos (PISA); a pontuação geral do Brasil é 412 pontos, 20% abaixo da média.

Os estudantes de hoje enfrentarão o mundo e o mercado de trabalho onde valorizam-se habilidades e competências diferentes do que seus pais e professores aprenderam.


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Qual é a fórmula para que alunos tenham sucesso em suas vidas e sejam adultos realizados? Durante muito tempo, inteligência, capacidade de resolver problemas e raciocínio lógico foram as respostas para essa pergunta. Assim, todas as avaliações educacionais atuais visam medir essas competências, conhecidas como cognitivas, por estarem ligadas ao conhecimento. Exemplo máximo é o PISA, que compara o desempenho de estudantes de 65 economias mundiais em Leitura, Matemática e Ciências.

Um novo elemento foi recentemente adicionado à equação do sucesso individual dos alunos. Diversas pesquisas mostraram que não basta dominar Português e Matemática, por exemplo, se o indivíduo não souber se relacionar com os outros, não for determinado e não conseguir controlar suas emoções, entre outras características da personalidade. São as competências não-cognitivas ou socioemocionais, como chamam os educadores; dentre elas estão autonomia, estabilidade emocional, sociabilidade, capacidade de superar fracassos, curiosidade, perseverança e outras.

O que as pesquisas estão descobrindo agora, pais e professores já sabiam há tempos. Sem esforço, organização, criatividade, dedicação e boa sociabilidade, mesmo um aluno inteligentíssimo terá dificuldades em ter uma vida estudantil e profissional bem-sucedida. Por outro lado, um aluno com alguma dificuldade de aprendizagem pode compensar com perseverança, disciplina e maturidade emocional para alcançar os objetivos. A aprendizagem criativa e a Educação através do "Fazer" (Making) despontam como modelos de aprendizagem fundamentais para a formação de competências socioemocionais como a capacidade de resolver problemas, trabalho em equipe, liderança, colaboração, criação, design thinking, engajamento e empreendedorismo, habilidades tão valorizadas no século 21.

Aprendizagem Criativa pode ser entendida como a transformação pessoal a partir da conquista de novas habilidades e conhecimentos. Esse processo ocorre através do engajamento direto na realização de projetos particulares ou coletivos que sejam genuinamente relevantes para os envolvidos.


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Aprender fazendo tem uma história muito arraigada na Educação, e, graças à impressão 3D, este conceito educacional torna-se cada vez mais presente. A impressão 3D, os espaços “maker” e Fab Labs nas escolas e universidades, alteram a forma como os alunos aprendem e a forma como os educadores ensinam. Os Espaços Maker e Fab Labs na Educação, constituem um local com equipamentos de fabricação digital (impressoras 3D, corte a laser, fresadoras CNC, plotadoras, eletrônica), ferramentas, comunidade (professores, tutores e estudantes) e conteúdo educacional (projetos, aulas, treinamento). Essa metodologia representa a democratização do design, engenharia, fabricação e Educação em todos os níveis. É um fenômeno relativamente novo, mas que está começando a produzir projetos com impactos nacionais importantes.

A Educação Maker tem o potencial de revolucionar a forma como abordamos o ensino e a aprendizagem, por meio dos fundamentos do construtivismo e da filosofia de “aprender com a mão-na-massa”. Assim, a Educação Maker é um ramo da filosofia construtivista que vê o processo do saber como um esforço pessoal. Nesse sentido, os professores agem como um guia para abordagem baseado em questionamentos para o desenvolvimento de processos de conhecimento e pensamento.


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Em um ambiente construtivista ideal, a linha entre aluno e instrutor torna-se turva. Por exemplo, considere um estudante enfrentando dificuldades na concepção de um projeto que tenha relação com o projeto de outro aluno, o qual desenvolveu algum tipo de solução. Assim, no ambiente colaborativo, os estudantes trabalham em conjunto para superar o obstáculo; neste caso um aluno é o "aprendiz", enquanto o outro é o clássico "professor."Dessa forma, , como os alunos colaboram mutuamente para enfrentar o desafio, ambos estão ativamente empenhados em aprender e ensinar novos conceitos um para o outro. Durante todo o tempo o professor adulto observa do lado de fora, permanecendo fora do quadro, a não ser que sua intervenção seja necessária. O objetivo primário do docente, neste caso, é o de facilitar a aquisição de conceitos através da construção de um projeto específico. Este é o ambiente ideal de aprendizagem de um Espaço Maker Educacional. Esta proposta inovadora, inspirada no “movimento maker” - que tem como base a cultura do “faça você mesmo e aprenda” –, pressupõe que qualquer pessoa pode construir, modificar e fabricar de tudo com as próprias mãos. Na “educação maker”, por meio da prototipagem, por exemplo, o aluno idealiza o que quer projetar, faz a impressão, corrige uma peça que não se encaixa e vê a sua ideia concretizada. O modelo de aula ‘tradicional’ não atrai mais os alunos. A metodologia 3D, que está pautada no conceito de tecnologia, diversão e aprendizado, engaja e promove uma nova interação professor-aluno, em que os estudantes se tornam os protagonistas da aprendizagem. Em complemento a palitos de madeira, argila ou massinha para exemplificar assuntos em sala de aula, os professores ganham novos recursos e aderem à fabricação digital. Com a modelagem e impressão 3D, é possível criar, de forma lúdica, objetos de aprendizagem com diferentes tamanhos e geometrias, das mais simples até as mais complexas. Difundido no Brasil nos últimos anos, esse recurso tecnológico


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já está presente em escolas que primam pela autonomia, criatividade e espírito colaborativo dos seus alunos. Por meio dos protótipos tridimensionais, professores e alunos conseguem sair da teoria das disciplinas ao “materializar as aulas”. Imagine que um professor de biologia recorra a um protótipo minucioso feito por seus próprios alunos em sala de aula, para explicar as funcionalidades do corpo humano, que é tão rico em detalhes? Ou que, para entender como as pirâmides Maias foram construídas, os estudantes produzam uma maquete que retrate com fidelidade as estruturas físicas daquele lugar e aprendam trigonometria? Ou, ainda, para estudar matemática e física simultaneamente, os jovens tenham que elaborar um protótipo de um carrinho tridimensional? Graças ao avanço da tecnologia na educação, isso já é uma realidade.

O equilíbrio entre teoria e experiência é fundamental para esse processo. A ascensão da internet nos leva a passar mais tempo em um ambiente online do que no físico. Assim, a impressão 3D cria uma ponte entre o virtual e a realidade, de uma forma completamente nova. Mas por que, exatamente, a essa metodologia tem chamado a atenção de educadores? Preço, embora importante, não é a razão. A impressão 3D está chamando a atenção das escolas, porque a tecnologia oferece suporte ao aprendizado prático baseado em projetos.


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Projetos escolares e universitários envolvem o desenvolvimento de protótipos criados e construídos pelos próprios alunos, assim como objetos artesanais. Mas esta prática não é adotada em sua plenitude no curriculum da maioria das instituições de ensino. De fato, muitas escolas possuem espaços para criação onde os alunos podiam materializar as ideias. Mas a adoção de computadores pelos colégios e universidades transformou esses espaços em laboratórios de informática. Embora os computadores sejam importantes, as oficinas também são. E desativar uma delas para criar um laboratório de TI não é uma boa prática. Recentemente, temos experimentado um grande impulso em direção à computação um-para-um (1-o-1), o que torna laboratórios de informática obsoletos. Isso significa que estamos livres para transformar esses espaços em locais modernos com equipamentos de fabricação digital e eletrônica, inclusive as impressoras 3D. Mas só porque é possível fazer algo nem sempre significa que deve ser feito. A questão chave é atrelar a cultura Maker e as novas ferramentas digitais ao currículo educacional, em especial aos projetos educativos. Tomemos a matemática como exemplo. Um estudante poderia projetar telhas de plástico de diferentes formas e explorar os tipos de padrões que podem ser construídos usando esses mesmos moldes. O professor pode explorar temas de geometria, química e física. No domínio da física e da engenharia, por exemplo, os estudantes podem projetar e fazer suas próprias engrenagens para vários projetos e máquinas. A partir destes projetos, os alunos podem criar máquinas mais complexas, com muitas partes. No campo da impressão 3D, a habilidade mais importante e chave para criação, desenvolvimento e materialização de projetos e ideias, é a capacidade de modelar em 3D, projetar a modelagem pensando nesse método e conhecer as diferentes tecnologias de impressão. Atualmente existem muitos softwares de modelagem 3D para crianças, adolescentes, adultos e profissionais,como Tinkercad, Fusion 360, Meshmixer, Scuptris, Sketchup, Blender, que destacam-se como softwares gratuitos para a educação Neste contexto, o design e o objeto são os objetivos finais; e a impressão 3D é a ferramenta de materialização, uma recompensa para a criação.


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Na metodologia de desafio e diversão na aprendizagem criativa, o estudante cria, projeta, modela em 3D e imprime o objeto. A materialização da ideia com uma tecnologia de ponta tem um impacto positivo nos estudantes, que apresentam suas impressões tridimensionais para a família, amigos e professores, gerando auto-realização, auto-confiança e como consequência, promove o aprendizado e a satisfação de poder realizar. O contato que o aluno tem hoje com a tecnologia 3D pode ser decisivo para algumas profissões como engenharia, design, arquitetura, odontologia, medicina e gerenciamento de projetos. Mesmo para outras disciplinas em que esse recurso não pode ser aplicado essencialmente, a tecnologia ainda se faz importante uma vez que estimula a criatividade, o raciocínio lógico, a divisão de tarefas, a interdisciplinaridade, o espírito crítico, entre outras competências exigidas dos alunos no século 21 e necessárias para o mercado de trabalho. Os jovens, a cada dia, tornam-se líderes do seu processo de aprendizagem, o que seguramente fará com que estejam preparados para profissões do futuro que hoje sequer são conhecidas. Cursos superiores como Engenharia, Design e Arquitetura, bem como escolas de cunho tecnológico já demandam ferramentas como a modelagem e a impressão 3D para viabilizar projetos e protótipos com custo e tempo reduzidos. A demanda existente é notória, sendo que as instituições de ensino cedo ou tarde deverão adotar as tecnologias para escaparem da obsolescência, proverem uma educação de qualidade, manterem-se competitivas e reterem os talentos.


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O segmento do Ensino Médio demanda recursos digitais dinâmicos, interativos em diferentes ambientes de aprendizagem, elaborados a partir de uma base tecnológica. As escolas do Ensino Básico por outro lado, desejam adotar os recursos de fabricação digital, impressão 3D e Espaços Maker, porém precisam ser capacitadas para operar a tecnologia e aplicar no curriculum e projetos acadêmicos. Estudantes de 6 a 10 anos – Com inspiração e criatividade, o educador entende os desejos e a realidades dos estudantes e busca o engajamento dos alunos em disciplinas relacionadas a ciências, tecnologia, matemática e artes (STEAM).

O desafio é manter o envolvimento dos alunos. Uma vez engajados, os estudantes tornam-se melhores capacitados para descobrir seus talentos e desenvolver os recursos mentais que precisam para pensar criticamente. Mas manter o engajamento pode ser um desafio, especialmente no Ensino Fundamental quando as informações e experiências com professores não geram motivação nos estudantes. O impacto é medido pelo envolvimento do aluno e o desenvolvimento dos projetos. Os esudantes que se envolvem, estarão mais preparados para os cursos de graduação e desenvolverão uma maior confiança para superar desafios, especialmente em atividades relacionadas a ciências, artes e matérias exatas. Assim, algumas estratégias para impulsionar a realização e desempenho, como altos padrões e testes podem desencorajar os alunos com baixos resultados. A solução baseia-se na prática de aprendizagem ativa e criativa - que engaja estudantes a participação - mostrando um forte impacto no desempenho de estudantes de qualquer origem e nível de escolaridade.


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É por isso que os educadores cada vez mais adotam a prática de aprendizagem baseada em projetos para ativar a curiosidade, criatividade e engajamento na sala de aula. Tutores podem inspirar os alunos com a percepção de que suas ideias podem ser transformadas em produtos e colaborar com empresas e artistas para dar autenticidade aos projetos. Por sua vez, os alunos descobrem seus talentos enquanto investigam suas habilidades durante a navegação pelo processo do design thinking. Também desenvolvem a persistência, resolvendo problemas de design através de múltiplas iterações. Nesta faixa etária, os alunos encontram formas criativas para satisfazer padrões explorar nomes, formas, números e unidades de medida em 3D, ajudando outros colegas a desenvolver o seu raciocínio espacial. Os estudantes entre 10 a 14 anos devem enfrentar os problemas do mundo real e os desfaios do cotidiano. A Impressão 3D capacita os alunos a navegar por todo o ciclo do projeto, do início ao fim, com a aprendizagem através de um processo de tentativa e erro interativo que aprofunda a compreensão e constroi a perseverança. O desafio é capacitar os educandos para os cursos de graduação, técnicos e carreira. As habilidades necessárias para cursos superiores refletem naturalmente as exigências da economia baseada na informação. Assim, os alunos que dominam as habilidades do século 21.

O impacto da modelagem e impressão 3D é o aumento do sucesso dos alunos nos cursos superiores e a capacidade de materializar ideias e projetos.


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Nesse sentido, a alternativa consiste em desenvolver soluções para os desafios do mundo real. Para desenvolver habilidades que levam ao sucesso e auto-realização, os educadores do Ensino Médio passam a adotar estratégias de aprendizagem ativa e criativa baseadas em projetos. Por meio da colaboração, prática, os alunos podem explorar ativamente, responder e se envolver com os desafios do mundo real. O que é possível com a impressão 3D? Quando o desafio exige uma solução física, a impressão tridimensional capacita os alunos a navegar por todo o ciclo de projeto desde a ideia até o produto acabado. Através de questionamentos e interação, os alunos aprendem tanto pelos erros como acertos, construindo a capacidade de pensar e de análise crítica, melhorando o seu julgamento, e aumentando a sua perseverança através da aprendizagem aplicada. Os alunos serão preparados para os desafios da faculdade e carreira; explorar conceitos de engenharia, design e arquitetura através do redesenho de produtos de uso diário para aumentar seu desempenho, assim como reduzir o seu impacto ambiental ou ainda, melhorar a sua usabilidade. Também é possível desenvolver a persistência e aprofundar a análise de problemas e mostrar como resolvê-los por meio de protótipos e objetos funcionais. Escolas Técnicas - Estudantes prontos para a Indústria. A impressão e modelagem 3D não funcionam apenas como ferramentas de prototipagem. Para a indústria de ponta, essa metodologia já é realidade na prototipagem e desenvolvimento de produtos. Neste sentido, atualmente a indústria automobilística, aeroespacial, naval, mecânica, engenharia, design industrial, automação, ferramentaria, entre outras areas já utiliza a impressão 3D no processo produtivo e fabricação em série. O desafio é a redução do défict de técnicos com habilidades para a manufatura. Países desenvolvidos e em desenvolvimento enfrentarão uma crescente escassez de mão de obra qualificada ao longo da próxima década. De acordo com a consultoria Delloite, as empresas dependerão fortemente de escolas técnicas para desenvolver programas que possam atrair e reter estudantes talentosos e prepará-los para operar tecnologias avançadas como a robótica e impressão 3D. O impacto da adoção de tecnologias inovadoras nas escolas técnicas culminam em melhores oportunidades de carreira para os estudantes, fortalecimento da economia e desenvolvimento da sociedade, como um efeito cascata onde o investimento na base refletirá o sucesso de toda a pirâmide. Com a fabricação digital, além de atrair estudantes, as escolas os prepararão para as profissões do futuro. Alunos poderão exercer toda a sua criatividade, empreendedorismo ao desenvolver produtos e protótipos, desde a sua concepção até a disponibilização para o mercado. Uma escola técnica sem a impressão 3D e um laboratório de fabricação digital pode não ser párea para as escolas modernizadas, com equipamentos de ponta e tutores bem treinados para a operação das máquinas e a pedagogia para utilização em projetos. Dessa forma, atrair parceiros da indústria para formação do currículo é importante, pois ao suportar aplicações do mundo real em áreas como a fabricação de automóveis e robóticas é possível oferecer aos alunos uma valiosa experiência prática.


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Escolas técnicas podem desenvolver parcerias “ganha-ganha” com a indústria, implementar modelos de negócios e empreendedorismo, e, assim, habilitar seus alunos para a vida real e o mercado de trabalho. Universidades e cursos de graduação - Na corrida para atrair, reter e preparar os alunos, as instituições de ensino com os melhores programas e tecnologias se destacam. A aprendizagem “mão-na-massa” com a impressão 3D abre as portas para o empreendedorismo e mercado de trabalho. O desafio é adequar a força de trabalho a um mercado global e em constante transformação. Os estudantes cada vez mais competirão em um mercado globalizado, com indíviduos formados com excelência em suas áreas de atuação. A perspectiva de carreira passa pelo domínios das tecnologias inovadoras e a complexidade de solução das demandas da sociedade. A inovação é uma força motriz para o desenvolvimento da economia. No entanto, ela não acontece sem profissionais bem-preparados, dinâmicos e motivados, que tenham amplo conhecimento em ciências, matemática e tecnologia. Além disso, as exigências do mercado de trabalho mudam constantemente. Hoje, o saber prático dos processos tecnológicos, o pensamento matemático e científico e as habilidades de resolução de problemas são itens obrigatórios na maioria das profissões, o que requer maior ênfase nas áreas da matemática e das ciências em Educação. O impacto da adoção da tecnologia de fabricação digital pelas universidades será em especial sentido pelos alunos, à medida que puderem evoluir pessoal e profissionalmente, contribuir para o desenvolvimento da sociedade e economia. Assim, um laboratório bem equipado, atrai não somente estudantes, mas professores, empresas e parceiros valiosos que também podem contribuir para o sucesso dos estudantes e da instituição de ensino. Disciplinas e carreiras acadêmicas em ciências, engenharia, design, arquitetura, biomédicas, odontologia, publicidade e marketing possuem forte conexão com a fabricação digital, em especial a impressão 3D. Com estas tecnologias, os alunos podem desenvolver projetos com custo e tempo reduzido, além do desenvolvimento das habilidades para o século 21. Desta forma, possibilitar que os estudantes entendam o objetivo do ensino, seja através das tecnologias ou mediante formação socioemocional, é fundamental para o engajamento, motivação e para realizar as tarefas e projetos. Fazer cálculos matemáticos, ler capítulos de livros didáticos e executar outras atividades escolares podem não ser encaradas como punição ou ações sem utilidade, pois a metodologia baseada na relevância dos conteúdos reforça um processo natural em que só é possível a aquisição de novas informações quando se tem um ponto de referência nas próprias experiências e conhecimentos, e quando os alunos conseguem fazer a ligação entre o que é novo e o que é familiar. Por fim, o pleno desenvolvimento das habilidades para a vida real e as competências socioemocionais podem ser suportadas pela tecnologia de fabricação digital, em particular a modelagem e a impressão 3D, inseridas dentro da cultura “Maker” ou cultura do “faça-você-mesmo” com o consequente alcance do sucesso pessoal e profissional, além da sensação de auto realização, tão importantes para o alcance da felicidade.


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