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ESTUDO E APLICAÇÃO DO MÉTODO
APRENDIZAGEM BASEADA EM
PROBLEMAS COMO ESTRATÉGIA
EDUCACIONAL NO ENSINO DE
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Marcia Marcondes Altimari Samed (UEM )
Ariane Mateus Cassolo (UEM )
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.
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
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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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