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Este documento discute a importância da simulação no ensino de engenharia de produção e os benefícios de práticas construtivistas na melhoria da qualidade do ensino. O texto aborda o contexto histórico do ensino de engenharia de produção na universidade de são paulo, os temas abordados em estudos recentes e a criação de um grupo de pesquisa para melhorar a qualidade do ensino em disciplinas relacionadas à planejamento e controle da produção. Os jogos e simulações são apresentados como ferramentas inovadoras para complementar as aulas tradicionais e auxiliar na melhor absorção dos conhecimentos.
Tipologia: Notas de estudo
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Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Engenharia de Produção do Centro de tecnologia da Universidade Federal da Paraíba de mestrado como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia em Produção.
Área de concentração: Gestão da Produção Subárea: Gerência da Produção de Bens e Serviço Orientador: Prof. Dr. Paulo José Adissi
Dissertação julgada e aprovada em 25 de Agosto de 2011 como parte dos requisitos necessários para a obtenção do título de Mestre em Engenharia de Produção no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Federal da Paraíba.
Prof. Dr. Paulo José Adissi - Orientador Universidade Federal da Paraíba - (PPGEP)
Prof.a Dra. Jaqueline Brito Vidal Batista - Examinadora Universidade Federal da Paraíba - (CE)
Prof. Dr. Lucídio dos Anjos Formiga Cabral– Examinador Universidade Federal da Paraíba - (PPGEP)
Prof. Dr. Fábio Luiz Zamberlan – Examinador Universidade Federal do Rio de Janeiro - (COPPE)
A minha família, pelo apoio e confiança em minhas escolhas. Principalmente a Dona Marlene da Silva Simões por sempre me dizer “se é isso que você quer, faça”. A Simone da Silva Simões pela ajuda acadêmica e por me ouvir nos momentos que precisei.
Ao professor Paulo José Adissi, por acreditar no meu trabalho, por me ajudar nas escolhas certas, e por ser o exemplo de educador que eu terei para toda a vida e que pretendo seguir.
Aos amigos que me acompanharam durante esse trabalho nas pessoas de: Taiane Kamel de Oliveira, Vivian Aparecida de Lima Souza, Daíse Lopes Porto, Diogo Sérgio Cesar de Vasconcelos, Jeane de Fátima Gomes de Lima. Em especial a André Duarte Lucena e Liane Márcia Freitas e Silva, pela amizade e apoio sem o qual esse trabalho não teria se realizado.
Ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção nas pessoas do professor Luiz Bueno da Silva, da professora Maria de Lourdes Gomes Barreto e Ana Araujo Silva. Em especial a professora Maria Silene Alexandre Leite por colaborar em meu ingresso no convênio PROCAD que proporcionou o vínculo com professores, da UFRJ, UFF e CEFET- RJ, permitindo a realização deste trabalho.
Aos professores, Fábio Luiz Zamberlan e Mário Jorge Ferreira de Oliveira pelo incentivo e conhecimento transmitidos durante o estágio sanduiche realizado na UFRJ através do convênio PROCAD e pela amizade estabelecida. Aos professores Vinícius Carvalho Cardoso (UFRJ), Rafael Garcia Barbastefano (CEFET-RJ), Osvaldo Luiz Gonçalves Quelhas (UFF), Breno Barros Telles do Carmo e André Duarte Lucena (UFERSA), por disponibilizar gentilmente suas turmas para realização deste trabalho. E especialmente a professora Jaqueline Brito Vidal Batista por me orientar sobre os conceitos relativos aos filósofos da educação.
Ao Programa REUNI/CAPES pela oportunidade de entrar no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção e conceder a bolsa de mestrado.
The constructivist teaching method whose main characteristic is the adoption of practical activities in where the individual interacts directly with the object of its development, being motivated to participate actively in the learning process that is included, exploiting their prior knowledge and creativity. From this perspective, this study was to investigate the contribution of constructivist methodology in teaching Production Engineering. For this purpose an experiment was conducted in groups of students of Engineering Production UFERSA, UFF e CEFET-RJ, with the aim of comparing the gains made by students in a traditional classroom and in a constructivist classroom. The two classes discussed the concepts related to Just In Time philosophy. For the constructivist classroom was used Game Production Management, activity games adapted for use in the teaching of production engineering, raised in the literature. Comparison of the results was performed from the application of statistical tests and McNemar Binomial. The results obtained by use of statistical tests denote the contribution of the inclusion of activities in teaching Constructivist Production Engineering. The results collected through a questionnaire administered to students who participated in the experiments showed the acceptance of constructive activity as a tool to complement the exhibition of traditional concepts covered in class.
Keywords: Constructivist methodology. School of Industrial Engineering. Production Management.
Figura 1: Crescimento dos Cursos de Engenharia de Produção no Brasil ...................... 16 Figura 2: Ciclo de aprendizado de Kolb ........................................................................... 28 Figura 3: Região de aceitação (RA) e região critica (RC) da distribuição Qui-quadrado. .......................................................................................................................... 38 Figura 4: Elemento gráfico demonstrado na aula tradicional.......................................... 62 Figura 5: Layout da 1ª rodada do Jogo Gestão da Produção ........................................... 65 Figura 6: Layout da 3ª rodada do Jogo Gestão da Produção ........................................... 67 Figura 7: Layout da 4ª rodada do Jogo Gestão da Produção ........................................... 68 Figura 8: Notas obtidas pelos alunos antes e depois da AC. ............................................. 71 Figura 9: Distribuição das disciplinas que utilizam atividades construtivistas na UFF .. 72 Figura 10: Diferença entre as frequências de sucesso antes e depois do Jogo Gestão da Produção ao nível Conhecimento – CEFET-RJ ............................................. 75 Figura 11: Diferença entre as frequências de sucesso antes e depois do Jogo Gestão da Produção ao nível Compreensão – CEFET-RJ .............................................. 76 Figura 12: Diferença entre as frequências de sucesso antes e depois do Jogo Gestão da Produção ao nível Aplicação – CEFET-RJ ..................................................... 77 Figura 13: Diferença entre as frequências de sucesso antes e depois do Jogo Gestão da Produção ao nível Análise/Síntese – CEFET-RJ ............................................ 78 Figura 14: Diferença entre as frequências de sucesso antes e depois do Jogo Gestão da Produção ao nível Avaliação – CEFET-RJ ..................................................... 79 Figura 15: Diferença entre as notas obtidas pelos alunos nos momentos, tradicional e construtivista – CEFET-RJ. ............................................................................ 80 Figura 16: Diferença entre a freqüência de notas obtidas pelos alunos nos momentos, tradicional e construtivista – CEFET-RJ........................................................ 80 Figura 17: Percentual de ganhos obtidos após AC em cada NDC no CEFET-RJ........... 81 Figura 18: Diferença entre as frequências de sucesso antes e depois do Jogo Gestão da Produção ao nível Conhecimento - UFERSA ................................................. 83 Figura 19: Diferença entre as frequências de sucesso antes e depois do Jogo Gestão da Produção ao nível Compreensão - UFERSA .................................................. 85 Figura 20: Diferença entre as frequências de sucesso antes e depois do Jogo Gestão da Produção ao nível Aplicação - UFERSA ......................................................... 86 Figura 21: Diferença entre as frequências de sucesso antes e depois do Jogo Gestão da Produção ao nível Análise/Síntese - UFERSA ................................................ 88 Figura 22: Diferença entre as frequências de sucesso antes e depois do Jogo Gestão da Produção ao nível Avaliação - UFERSA ......................................................... 89 Figura 23: Diferença entre as notas obtidas pelos alunos nos momentos, tradicional e construtivista – UFERSA ................................................................................ 90
Quadro 1: Dimensões dentro do Programa REUNI ......................................................... 18 Quadro 2: Objetivos e verbos da Taxonomia de Bloom ................................................... 33 Quadro 3: Tabela de contingência para o teste McNemar ............................................... 36 Quadro 4: Categorias e Definições das competências do engenheiro de produção ......... 40 Quadro 5: Setores e Tópicos do campo de atuação profissional do Engenheiro de Produção .......................................................................................................... 42 Quadro 6: Métodos utilizados no ensino de Engenharia de Produção ............................ 44 Quadro 7: Conteúdo Específico do Planejamento, Programação e Controle da Produção .......................................................................................................................... 46 Quadro 8: Ementas e disciplinas pré-requisitos da disciplina PCP ofertadas nas IES brasileiras ......................................................................................................... 47 Quadro 9: Vantagens e desvantagens do uso da simulação como método de ensino....... 51 Quadro 10: Jogos utilizados em disciplinas específicas dos cursos de graduação em EP no País .............................................................................................................. 52 Quadro 11: Jogos utilizados na disciplina de Planejamento e Controle da Produção .... 52 Quadro 12: Ementas das disciplinas em que o experimento foi realizado na UFF ......... 55 Quadro 13: Ementas das disciplinas em que o experimento foi realizado na CEFET-RJ .......................................................................................................................... 56 Quadro 14: Ementas das disciplinas em que o experimento foi realizado na UFERSA. 56 Quadro 15: Relação dos NDCs com os verbos e objetivos para construção do instrumento de avaliação ................................................................................. 58 Quadro 16: Combinação entre os NDCs e os conceitos levantados na avaliação ............ 58 Quadro 17: Conteúdo, método de ensino e instrumento de coleta, utilizados no experimento ...................................................................................................... 62 Quadro 18: Teste estatístico utilizado por variável – CEFET-RJ .................................... 74 Quadro 19: Teste estatístico utilizado por variável – UFERSA ....................................... 82
Tabela 1: Teste-t para duas amostras presumindo variâncias diferentes ........................ 70 Tabela 2: Teste McNemar para o grupo de variáveis do nível Aplicação – CEFET-RJ. 76 Tabela 3: Teste McNemar para o grupo de variáveis do nível Avaliação – CEFET-RJ. 78 Tabela 4: Teste McNemar para o grupo de variáveis do nível Conhecimento - UFERSA. .......................................................................................................................... 83 Tabela 5: Teste McNemar para o grupo de variáveis do nível Compreensão - UFERSA. .......................................................................................................................... 84 Tabela 6: Teste McNemar para o grupo de variáveis do nível Aplicação - UFERSA. .... 85 Tabela 7: Teste McNemar para o grupo de variáveis do nível Análise/Síntese - UFERSA. .......................................................................................................................... 87 Tabela 8: Teste McNemar para o grupo de variáveis do nível Avaliação - UFERSA. .... 88
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conduzir o processo de aprendizagem, definindo diretrizes, metodologias, objetivos, provocando a interação do aluno com a realidade da atividade profissional. Na prática do ensino construtivista o professor deve atuar como um guia do processo de construção do conhecimento dos alunos, criando cenários onde a teoria e a prática sejam colocadas para o aluno, de modo que estes sejam capazes de utilizar a teoria para solucionar problemas. Com isso, as aulas práticas em laboratório, simulações, desenvolvimento de projetos, realização de visitas técnicas acompanhadas de professores e de profissionais devem ser utilizados na complementação da teoria, permitindo aos alunos a construção do conhecimento através da apresentação de situações reais tomando como base os conceitos apresentados em sala de aula. A metodologia de ensino adotada em sala de aula nos cursos profissionais deve buscar adequação às mudanças ocorridas no mundo do trabalho, que segundo Silva e Cecílio (2007), são conseqüência “do avanço e disseminação das novas tecnologias da informação e da comunicação”. Essas mudanças devem ser consideradas pelos professores com o intuito de avaliar quais competências o mercado espera que o profissional possua, para assim, buscar ações adequadas que possam abarcar tais demandas. Pensando no ensino tradicional ainda praticado nos cursos de formação de futuros engenheiros, e observando o contexto em que se coloca essa pesquisa, torna-se imprescindível questionar: o que se espera de um profissional que teve em toda sua formação uma atitude passiva diante de professores passivos? Como esperar que este profissional tenha visão crítica e saiba aplicar seus conhecimentos de forma prática, se ele nunca foi apresentado a este tipo de atividade? Que atitudes podemos esperar de um profissional que não foi apresentado aos desafios de situações reais em sua formação? Formar competências é um dos principais objetivos educacionais nas IES, e parece claro que isso não pode ser alcançado apenas pelos métodos tradicionais de ensino, apresentados por meio de aulas expositivas onde o aluno não é motivado a inserir-se na realidade da aplicação dos conceitos apresentados, pois a prática só pode ser aprendida através da prática, assim foi dito por pensadores, como:
Confúcio: “Ouço e esqueço; vejo e recordo; faço e compreendo”; Aristóteles: "É fazendo que se aprende a fazer aquilo que se deve aprender a fazer."
A partir do principal objetivo da educação superior que é a formação de profissionais, e apoiado pelas questões levantadas por Rompelman (2000) “que novas ferramentas
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educacionais podem ser introduzidas para uma melhor educação”. Este trabalho se propõe a investigar: a contribuição da metodologia construtivista para a formação do Engenheiro de Produção.
1.2 JUSTIFICATIVA
As escolas brasileiras de Engenharia tiveram sua origem em 1792, com o primeiro curso instalado na Real Academia de Artilharia Fortificação e Desenho do Rio de Janeiro (OLIVEIRA et al. , 2010). A expansão dos cursos de Engenharia se deu logo após a II Guerra Mundial quando o governo fez fortes investimentos no setor industrial da época, que implicaram no crescimento acelerado da indústria. Para atender as demandas do mercado, e por influência norte-americana, foi inserida a educação técnica nas universidades brasileiras (KAWAMURA, 1981 apud SANTOS; SILVA, 2008). O primeiro curso de Engenharia de Produção foi aprovado em 1958, como opção da graduação em Engenharia Mecânica, na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo – Poli/USP, tornando-se o primeiro curso que não tinha ênfase em um setor industrial específico. Ainda no fim da década de 50, após a iniciativa da Poli/USP, foram incluídas habilitações em Produção no ITA - Instituto Tecnológico da Aeronáutica (1959) e na FEI - Faculdade de Engenharia Industrial de São Bernardo do Campo, em 1963 (COSTA; OLIVEIRA, 2009). Os primeiros cursos de graduação em Engenharia de Produção, segundo Oliveira, Barbosa e Chrispim (2005), datam do início da década de 70, na UFRJ^1 e na USP/São Carlos. Até o fim da década de 70 foram criados oito novos cursos, e nos 20 anos seguintes foram criados mais 24. E, desde o fim da década de 90 até os dias atuais, a abertura de cursos de Engenharia de Produção tem se dado de forma exponencial (Figura 1). Faé e Ribeiro (2005) consideram que este crescimento se justifica “pela maior aceitação do Engenheiro de Produção por parte das empresas, bem como pelo maior conhecimento do que é esta modalidade de Engenharia”. Já para Oliveira, Barbosa e Chrispim (2005) a exigência de novos perfis profissionais e a flexibilidade dada para a criação de novas instituições de ensino superior e de novos cursos, principalmente os cursos de Engenharia, estabelecidas pela nova Lei de Diretrizes e Bases aprovada em 1996 (Lei nº 9.394, de 20 /12/1996), proporcionou tal crescimento.
(^1). 1º curso de Engenharia de Produção reconhecido pela UFRJ e pelo MEC.
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formato inicial desse evento ainda se mantêm no Grupo de Trabalho da Graduação e parcialmente nos encontros anuais de coordenadores de curso ENCEP, organizadas pela ABEPRO – Associação Brasileira de Engenharia de Produção. No período de 2000 a 2009, foram publicados no Encontro Nacional de Engenharia de Produção, diversos trabalhos voltados à área de ensino em Engenharia de Produção, onde os principais temas abordados foram: Novas metodologias de ensino; Perfil e competências profissionais; Ensino a distância; Incentivo a pesquisa e extensão; Desenvolvimento e aplicação de Jogos; Integração Universidade – Empresa; Estrutura curricular; Qualidade no ensino superior; Simulação como método de ensino; Uso da tecnologia no ensino.
Esse panorama revela o interesse da academia pela melhoria da qualidade no ensino e pelo desenvolvimento do perfil do profissional de Engenharia de Produção que atenda às demandas da sociedade. Essas ações exigem o desenvolvimento de metodologias que corroborem com tais interesses, fazendo necessária a validação desses instrumentos como desenvolvedores das competências dos futuros profissionais. Em torno do interesse pela melhoria da qualidade do ensino superior no Brasil, o Governo Federal instituiu o Programa de Apoio à Planos de Reestruturação e Expansão das Universidades Federais (Reuni), através do Decreto nº 6.096, de 24 de abril de 2007, como uma das ações integrantes do Plano de Desenvolvimento da Educação (PDE) em reconhecimento ao papel estratégico das universidades federais para o desenvolvimento econômico e social do país. O REUNI tem como objetivo principal a retomada do crescimento do ensino superior público, tendo como medidas a criação de condições para a expansão física, acadêmica e pedagógica da rede federal de educação superior. Neste contexto, as ações do governo contemplam o aumento de vagas nos cursos de graduação, a ampliação da oferta de cursos noturnos, a promoção de inovações pedagógicas e o combate à evasão (Quadro 1).
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Quadro 1: Dimensões dentro do Programa REUNI Dimensões do REUNI Objetivos Ampliação da Oferta de Educação Superior Pública
Aumento de vagas de ingresso, especialmente no período noturno; Redução das taxas de evasão; e Ocupação de vagas ociosas. Reestruturação Acadêmico- Curricular
Revisão da estrutura acadêmica buscando a constante elevação da qualidade; Reorganização dos cursos de graduação; Diversificação das modalidades de graduação, preferencialmente com superação da profissionalização precoce e especializada; Implantação de regimes curriculares e sistemas de títulos que possibilitem a construção de itinerários formativos; e Previsão de modelos de transição, quando for o caso. Renovação Pedagógica da Educação Superior
Articulação da educação superior com a educação básica, profissional e tecnológica; Atualização de metodologias (e tecnologias) de ensino- aprendizado; Previsão de programas de capacitação pedagógica, especialmente quando for o caso de implementação de um novo modelo. Mobilidade Intra e Inter- Institucional
Promoção da ampla mobilidade estudantil mediante o aproveitamento de créditos e a circulação de estudantes entre cursos e programas, e entre instituições de educação superior. Compromisso Social da Instituição Políticas de inclusão; Programas de assistência estudantil; e Políticas de extensão universitária Suporte da Pós-Graduação ao desenvolvimento e aperfeiçoamento qualitativo dos cursos de Graduação
Articulação da graduação com a pós-graduação: Expansão qualitativa e quantitativa da pós-graduação orientada para a renovação pedagógica da educação superior. Fonte: REUNI (2010).
No bojo desta expansão, o Centro de Tecnologia da Universidade Federal da Paraíba abriu um novo curso de Engenharia de Produção, no período noturno, e recebeu novas bolsas de mestrado, vinculadas ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (PPGEP). Esses mestrandos deveriam executar planos de trabalhos elaborados de acordo com as necessidades apresentadas pelas disciplinas ofertadas nos dois cursos de Engenharia de Produção ofertados pelo DEP. Desse modo, cada bolsista Reuni atuaria com o objetivo de contribuir para a melhoria da qualidade de ensino em uma das disciplinas que apresentassem maior índice de retenção ou evasão, ou que houvesse a necessidade de adoção de novas metodologias de ensino. Partindo da interação entre os mestrandos e professores das disciplinas incluídas nos planos de trabalho pelos mestrandos do Departamento de Engenharia de Produção, foi criado