E o Ensino a Distância? Para Engenharia? Como Ensinar Engenharia Química a Distância

Coluna ABEQ

Olá, leitoras e leitores, como vocês estão? Eu estou cansado – de contar cabeça, de esperar, de rezar, de praguejar. Tenho recorrido à música para fugir por instantes. Chico e Caetano me dizem com certa regularidade: “Mesmo com o nada feito / Com a sala escura / Com um nó no peito / Com a cara dura / Não tem mais jeito / A gente não tem cura / Mesmo com o todavia / Com todo dia / Com todo ia / Todo não ia / A gente vai levando…” A Ângela Rorô também me socorre sempre: “Quem dera pudesse / A dor que entristece / Fazer compreender / Os fracos de alma / Sem paz e sem calma /Ajudasse a ver / Que a vida é bela / Só nos resta viver…”

Só nos Resta Viver. E Estudar, e Lecionar.

A necessidade do distanciamento social impôs o ensino a distância a todos, da educação infantil ao ensino de pós-graduação, indiscriminadamente.

Muito do que se faz hoje é a única alternativa possível, o melhor possível, e deve acabar assim que o distanciamento social puder ser minimizado ou não for mais necessário.

Quero neste texto recuperar algumas definições e a partir disso especular sobre como poderia ser o ensino de engenharia a distância, especificamente o ensino de engenharia química a distância, que poderia perdurar mesmo depois da pandemia.

Há uma primeira diferenciação necessária – educação (infantil) e ensino.

Notem que em geral a literatura sobre Educação se refere à educação infantil e ensino fundamental, médio, superior etc.

Educação é mais do que ensino. “A educação infantil é a primeira etapa da educação básica. Tem como finalidade o desenvolvimento integral da criança até 6 anos de idade, em seus aspectos físico, psicológico, intelectual e social, complementando a ação da família e da comunidade” (LDB, art. 29).

Não faz sentido educação infantil a distância como algo estabelecido, somente atividades emergenciais para minimizar a perda na formação das crianças.

Ensino, algo estritamente ligado à aprendizagem de conteúdo específicos – aprender a ler, aprender a fazer conta, aprender modelagem termodinâmica – pode ser feito eventualmente a distância, a depender da maturidade dos alunos, do conteúdo ensinado, e dos recursos disponíveis.

O Ensino a Distância é conhecido e praticado de modo empírico desde a primeira metade do século XIX na Europa, era o ensino por correspondência.

Há referência de um curso de contabilidade por correspondência em 1833, na Suécia.

Os cursos por correspondência ganharam importância no início do século XX, com o aperfeiçoamento dos correios, a crescente urbanização e o aumento da demanda por formação técnica profissional.

Com o rádio como primeiro meio de comunicação de massa, o ensino a distância ganhou mais recursos e passou a ser considerado como uma alternativa por universidades americanas.

O ensino a distância evoluiu com os meios de comunicação: correspondência, rádio, TV.

Áudio-aulas eram disponíveis em long-plays (LPs) e fitas cassete. Videoaulas ganharam a TV e meios como fitas VHS e DVDs.

No Brasil, são bastante conhecidos o Instituto Monitor (1939) e Instituto Universal Brasileiro (1941), ainda em atividade, que oferecem cursos pagos por correspondência.

Na década de 1970, a Fundação Roberto Marinho criou os telecursos que transmitiam videoaulas com conteúdo de 1º grau (atual ensino fundamental) e 2º grau (atual ensino médio) para ensino supletivo. As videoaulas eram transmitidas pela Rede Globo de Televisão.

Com o advento da internet, mais ferramentas se tornaram disponíveis. Aos textos e vídeos já utilizados, foram disponibilizados jogos, questionários online, animações, hiperlinks.

Surge o Ambiente Virtual de Aprendizagem, AVA, um software baseado na internet que facilita a gestão de cursos no ambiente virtual.

O Moodle, bastante utilizado no Brasil, é um sistema gratuito e de código aberto.

Ambientes virtuais são elementos fundamentais na tarefa de ensino a distância, e todo o conteúdo e interação entre os alunos e professores são realizados dentro deste ambiente.

A Mediação do Professor

Atualmente, existem como possibilidades o ensino presencial, semipresencial e a distância. No ensino presencial, alunos e professor se encontram sempre na instituição de ensino.

No semipresencial, parte do conteúdo é transmitido em aulas presenciais, mas parte significativa do conteúdo é transmitido a distância. Nesses dois casos, o papel do professor como mediador do ensino é claro, direcionando claramente e ativamente as ações dos alunos na aprendizagem.

Já o ensino a distância tem diferentes configurações possíveis.

As aulas podem ser síncronas ou assíncronas, ou seja, o professor pode transmitir uma aula ‘ao vivo’, na qual a interação com os alunos é possível, ou as aulas podem ser pré-gravadas e assistidas no momento em que for conveniente para o aluno.

Ainda, o curso pode ser mediado ou não, que significa que podem permitir que os alunos registrem suas dúvidas para serem respondidas por um professor ou tutor, ou não.

Se um determinado curso a distância for oferecido pela internet, em um ambiente virtual de aprendizagem, com aulas assíncronas, sem mediação, podendo ser iniciado a qualquer momento, e sem necessidade de vínculo do aluno com uma instituição, o curso é chamado de Curso Online Aberto e Massivo, do inglês Massive Open Online Course (MOOC).

Os MOOCs são os descendentes diretos dos cursos por correspondência.

Cursos Universitários a Distância

Há mais de 10 anos, universidades norte-americanas disponibilizaram os conteúdos das disciplinas de seus cursos de graduação e de pós-graduação na internet. O MIT Open CourseWare, com disciplinas do famoso Instituto de Tecnologia de Massachusetts (EUA) existe desde 2001.

Mais recentemente, universidades brasileiras como a USP, tiveram iniciativas semelhantes. É importante observar que essas iniciativas não dão qualquer certificado ou vínculo ao aluno.

O Instituto Politécnico de Worchester (EUA) oferece desde o início deste século graduação em engenharia elétrica e de sistemas a distância. Neste caso, com vínculo e certificado da instituição.

Em 2005, o governo brasileiro criou a Universidade Aberta do Brasil (UAB) que tinha como proposta inicial criar cursos de graduação e pós-graduação em licenciatura, para aumentar a formação e a disponibilidade de professores, especialmente em áreas remotas do país.

Universidades federais recebiam recursos da Capes (Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior do Ministério da Educação) para montar cursos (e AVAs) e estruturar polos com prefeituras nos quais os alunos poderia estudar e fazer as provas.

A Universidade Federal de São Carlos UFSCar (onde sou professor) criou os cursos de Tecnologia Sucroalcooleira, depois Tecnologia de Produção Sucroalcooleira e de Engenharia Ambiental por meio da UAB.

Fui professor dos dois cursos. Nos últimos anos, a Capes encerrou o financiamento da UAB, e os cursos foram sendo descontinuados.

Em 2012, o governo estadual de São Paulo criou a Universidade Virtual do Estado de São Paulo (Univesp), com um modelo semelhante ao da UAB.

A Univesp oferece diferentes cursos, entre os quais Licenciatura em Química, Engenharia da Computação e Engenharia de Produção.

Os Desafios para o Ensino de Engenharia (Química) a Distância

O ensino de Engenharia tem necessidades especiais quando oferecido a distância, incluindo a melhor maneira de fornecer experimentos laboratoriais. Tradicionalmente, o ensino em engenharia tem sido centrado no conteúdo, orientado para o projeto e para o desenvolvimento de habilidades de resolução de problemas.

Mais recentemente, a construção de equipes e aprendizagem baseada em problemas de colaboração foram adicionados. A quantidade de conteúdo considerado necessário em programas de graduação em engenharia aumentou de forma constante ao longo do último meio século.

Algumas das necessidades especiais do ensino de graduação em Engenharia não têm sido bem atendidas pelos métodos de ensino online. Especificamente, os laboratórios são um pilar do ensino de engenharia, assim como as bases matemáticas e as ferramentas de projeto.

Laboratórios são especialmente difíceis de fornecer online, devido ao desejo tradicional de operação direta de instrumentos. Da mesma forma, os materiais do curso que requerem um uso significativo da matemática não são tão fáceis de implementar quanto os tópicos que requerem apenas uma discussão baseada em texto.

Da mesma forma, as ferramentas de design geralmente requerem poder de computação e gráficos que nem sempre estão disponíveis em ambientes de rede (Bourne, Harris e Mayadas, 2005).

Desde a década de 90 do século XX, disciplinas online com certificado de conteúdos relacionados às engenharias são oferecidas por universidades tradicionais.

Algumas foram além e criaram programas de mestrado online em engenharia (Stanford criou um mestrado em engenharia elétrica online em 1994). A partir da primeira década do século XXI, cursos de graduação online se tornaram comuns.

Com relação aos laboratórios, o problema é difícil porque é preciso ser capaz de proporcionar experiências práticas a distância. Resumidamente, as alternativas para as aulas experimentais em um curso totalmente a distância são laboratórios remotos, ou laboratórios virtuais.

Os primeiros seriam equipamentos laboratoriais reais localizados em um ponto remoto e que podem ser manipulados e controlados remotamente, por meio de conexão de internet. Já laboratórios virtuais são programas computacionais que mimetizam parcialmente atividades de laboratórios experimentais.

Laboratórios remotos têm inúmeras vantagens como:

  • Simular a experiência do ambiente de uma sala de controle, existente em toda indústria química;
  • Permitir o acesso ao laboratório de pessoas com deficiência;
  • Permitir a manipulação com segurança de experimentos potencialmente perigosos;
  • Permitir o acesso de muitas pessoas, às vezes simultaneamente, ou em diferentes horários, a equipamentos caros e sofisticados.

Contudo, a infraestrutura física que permite o controle remoto de equipamentos laboratoriais não é barata, o que pode ser um impedimento no nosso país de recursos para a educação decrescentes ano a ano (no momento em que escrevo, universidades federais cogitam interromper suas atividades no meio do ano por falta de recursos).

Laboratórios remotos poderiam ser compartilhados por diferentes instituições de modo a minimizar custos de instalação e manutenção.

Laboratórios práticos virtuais são, em princípio, mais baratos e podem ser adaptados a partir de simuladores de processos ou de compiladores, como Matlab, Scilab ou Octave. Algumas instituições abordaram o problema do laboratório por meio de programas de férias para acesso prático.

Os alunos que trabalham a distância e se reúnem pessoalmente para as sessões de laboratório podem ser um bom método para combinar a aprendizagem online com laboratórios práticos. Contudo, esta solução implica a possibilidade de o aluno ter recursos e tempo para se deslocar para a sede física do curso.

Despesas com passagem, hospedagem e alimentação devem ser consideradas. Ainda, se as temporadas práticas durarem mais de 30 dias, alunos que têm emprego poderiam não conseguir realizá-las, uma vez que as férias são normalmente limitadas a 30 dias por ano.

Uma das chaves para a adoção de métodos online no ensino de Engenharia é fornecer aos instrutores a capacidade de usar matemática e ferramentas de projeto facilmente à distância.

As equações geralmente podem ser exibidas em slides, por meio de documentos criados com texto ou incorporadas em documentos de texto postados em discussões ou áreas de conteúdo dos sistemas de suporte do curso.

No entanto, nenhuma das soluções criadas oferece a facilidade de escrever fisicamente ou esboçar em um quadro negro (ou quadro branco).

Tablets podem fornecer uma maneira de resolver o problema de escrever e esboçar, bem como mesas digitalizadoras. Contudo, tais recursos devem ser disponibilizados para/pelo professor, e o uso de tablets ou mesas digitalizadoras como ‘quadro-negro’ exige algum treinamento prévio.

Com relação às ferramentas computacionais, especificamente para a engenharia química, já existem simuladores de processo como o iiSE e o DWSim, que podem ser baixados de graça por qualquer pessoa física em seu computador pessoal e permitem a resolução de boa parte dos problemas associados ao dimensionamento de equipamentos industriais e à síntese de processo.

As ferramentas de reunião virtuais, como o Google Meet, Microsoft Teams, Zoom, Skype, ou mesmo o Discord, foram popularizadas durante o distanciamento imposto pela pandemia de Covid-19, tornando aulas e reuniões de trabalho a distância tarefas mais corriqueiras.

Palavras finais: Muitas são as iniciativas e recursos no mundo relacionados ao ensino superior online

Contudo, a implementação de cursos de graduação de Engenharia totalmente a distância exige planejamento complexo, antecedência de ações, regras claras e dotação orçamentária estável.

Tudo o que a Educação no Brasil nunca teve. Discussões inconsequentes sobre homeschooling, pais de classe média surpreendidos com as exigências escolares dos filhos, e jovens pobres sem acesso a nenhuma educação na pandemia, improvisada ou não, provam que a Educação não é prioridade no Brasil e que nós não estamos no caminho correto para melhorar essa situação.

Sobre a música do Chico e do Caetano que eu citei, há versos que nunca entraram em nenhuma versão, e que, infelizmente, são bem atuais:

“Mesmo com todo filho, com todo trilho, todo caudilho, todo gatilho, a gente vai levando (…) esse brilho”. É isso, mesmo com caudilhos e gatilhos, a gente vai levando. Cuidem-se.

Referências: E o Ensino a Distancia? Para Engenharia? 

  • Heradio, R., de la Torre, L., Galan, D., Cabrerizo, F. J., Herrera-Viedma, E., & Dormido, S. (2016). Virtual and remote labs in education: A bibliometric analysis. Computers & Education, 98, 14–38. doi:10.1016/j.compedu.2016.03.010 
  • Balamuralithara, B., & Woods, P. C. (2009). Virtual laboratories in engineering education: The simulation lab and remote lab. Computer Applications in Engineering Education, 17(1), 108–118. doi:10.1002/cae.20186 
  • Froyd, J. E., Wankat, P. C., & Smith, K. A. (2012). Five Major Shifts in 100 Years of Engineering Education. Proceedings of the IEEE, 100(Special Centennial Issue), 1344–1360. doi:10.1109/jproc.2012.2190167
  • Bourne, J., Harris, D., & Mayadas, F. (2005). Online Engineering Education: Learning Anywhere, Anytime. Journal of Engineering Education, 94(1), 131–146. doi:10.1002/j.2168-9830.2005.tb00834.x 

ABEQ - Associação Brasileira de Engenharia Química

ABEQ – Associação Brasileira de Engenharia Química (ABEQ)

Entidade sem fins lucrativos que congrega profissionais e empresas interessadas no desenvolvimento da Engenharia Química no Brasil.

É filiada à Confederação Interamericana de Engenharia Química.

Seu Conselho Superior, Diretoria e Diretoria das Seções Regionais são eleitos pelos associados a cada dois anos.

O AUTOR

Química e Derivados - André Bernardo é Engenheiro Químico
André Bernardo é Engenheiro Químico

André Bernardo é Engenheiro Químico formado na Escola Politécnica da USP, com mestrado em Desenvolvimento de Processos Biotecnológicos pela Faculdade de Engenharia Química da Unicamp e Doutorado em Engenharia Química pela UFSCar.

Trabalhou no Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) e em diferentes indústrias químicas. Atualmente é professor do departamento de Engenharia Química da UFSCar.

Contato: abernardo@ufscar.br

 

 

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