Um empreendimento de sucesso na modernização do ensino de Química no ITA: projetos transformadores na formação de engenheiros de concepção
Início da Transformação:
O Desafio de Modernizar o Ensino de Química
No início da década de 2010, o Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA passava por um período de grande transformação. De um lado, havia o desafio do aumento do número de vagas. De outro, uma insatisfação histórica dos alunos sobre os cursos no ITA, com ápice no ano de 2013.
O Departamento de Química (IEF-Q), então com seis professores, três técnicos, e um laboratório com capacidade para 32 alunos, passaria a trabalhar, em 2014, com 180 alunos ao invés dos habituais 120. Para lidar com o aumento do número de estudantes no laboratório, foi alocada uma dupla de professores em cada uma das quatro turmas (agora de 45 alunos), que foram divididas em duas partes e se alternavam semanalmente entre o laboratório propriamente dito e o auditório, no qual realizavam atividades complementares às laboratoriais. Além disso, o IEF-Q iniciou um empreendimento explorando novas abordagens didáticas que, norteadas pelos relatos dos estudantes, buscavam aulas práticas mais desafiadoras, ao mesmo tempo que se alinhavam às Diretrizes Curriculares Nacionais do Ministério da Educação para os cursos de Engenharia.
A Química, sendo uma disciplina obrigatória de caráter multidisciplinar e ministrada no primeiro ano, se constitui em terreno fértil para integrar as ferramentas também de outras matérias, como Matemática, Física, Computação, Eletrônica, dentre outras, em projetos centrados no seu âmbito e que permitam uma vivência abrangente e um primeiro contato com o universo da Engenharia.
Para auxiliar o corpo docente permanente e discutir uma reestruturação do ensino no laboratório, foram contratados, temporariamente, cinco pesquisadores pelo Finep-ExpanITA – Projeto de Apoio à Expansão do ITA. Dentre esses pesquisadores, estava a Professora Maria Auxiliadora Silva, mais conhecida como Dora, que, após se aposentar, retornou ao ITA para liderar a modernização das aulas de laboratório.
A Nova Abordagem:
Aprendizagem Baseada em Projetos
A proposição central envolvia a realização de projetos de cunho tecnológico no lugar de apenas práticas laboratoriais, consideradas pelos alunos obsoletas ou não cativantes. Dessa forma, desde 2014, o IEF-Q tem aplicado nas aulas de laboratório o modelo de ensino denominado de aprendizagem baseada em projetos – o Project-based learning , que já era utilizado em outras instituições de renome, como o Massachusetts Institute of Technology – MIT e a Stanford University.
O modelo consiste em dar aos estudantes a liberdade de escolher os temas dos projetos, de acordo com seus interesses e as orientações dos professores. Os estudantes propõem os respectivos projetos e os apresentam a seus professores e colegas. Cumpre ressaltar que, nesta etapa, a Biblioteca do ITA desempenha um papel muito importante, uma vez que realiza um treinamento para que os estudantes aprendam a utilizar as bases de dados de pesquisa bibliográfica. Dessa forma, os estudantes aprendem a pesquisar sobre Ciência e Tecnologia, e no caso dos projetos, montar propostas embasadas nas discussões mais modernas disponíveis na literatura científica sobre aqueles temas, nos mesmos moldes usados pelos cientistas ao redor do globo no desenvolvimento das suas pesquisas. Após a aprovação das propostas, os estudantes passam a ser responsáveis pelos seus projetos. Eles enviam os roteiros dos experimentos a serem realizados, incluindo os reagentes, materiais e equipamentos necessários e elaboram relatórios parciais. Eles aprendem a planejar os seus experimentos, avaliando continuamente os resultados obtidos e as próximas etapas, segundo o cronograma de atividades proposto.
A elaboração de relatórios permite que eles sejam introduzidos nas técnicas de linguagem científica e todo o formalismo rigoroso exigido. A mesma linguagem é utilizada nas aulas finais, nas quais os alunos fazem apresentações orais utilizando pôsteres para resumir todo o desenvolvimento do projeto. É claramente perceptível a evolução dos estudantes no conhecimento do tema proposto, assim como nas várias formas de comunicação científica, incluindo a comunicação com o público durante a participação no Workshop realizado anualmente pelo IEF-Q. Com isso, além do ensino de Química, busca-se desenvolver nos alunos as chamadas competências transversais que, atreladas ao conhecimento técnico, complementam a formação do profissional em Engenharia. Vale salientar que além dos benefícios para o aprendizado dos alunos, os professores também se sentem mais satisfeitos e desafiados com o novo modelo, que exige uma atualização constante e uma interação mais próxima com os estudantes. Nos referidos workshops finais do laboratório de Química, os projetos desenvolvidos ao longo do ano são apresentados para a comunidade iteana e o público em geral – aliás, estão todos convidados para conhecer os trabalhos dos estudantes!
Podemos citar alguns temas de projetos desenvolvidos nos últimos anos, envolvendo o preparo e a caracterização de:
- materiais compósitos para Engenharia utilizados em iniciativas acadêmicas do ITA, como, por exemplo, Mini Baja e Aerodesign;
- filtros e fotocatalisadores baseados em materiais cerâmicos;
- biocombustíveis (bioquerosene e biodiesel);
- baterias;
- supercapacitores;
- células solares;
- plástico biodegradável;
- propelentes e catalisadores para motores-foguete sólidos e líquidos, também levando a colaborações com as equipes da iniciativa acadêmica Rocket Design;
- materiais anticorrosivos;
- dispositivos para produção de hidrogênio; dentre muitos outros.
Desafios e Superações:
A Necessidade de Materiais Adequados
Apesar de todos esses benefícios já alcançados e vários outros a serem explorados, um ponto crítico notado logo no início dessa nova abordagem foi a dificuldade em disponibilizar materiais adequados e suficientes para a execução de diferentes projetos. Embora o IEF-Q tenha conseguido junto a empresas doação de diversos materiais, isso não era suficiente, sendo necessário um apoio contínuo para manter a execução dos projetos ao longo dos anos. Quando a T61 procurou o ITA em 2014, disposta a ajudar os professores a acabar com a insatisfação dos alunos, encontrou os projetos de Química nascendo e se encantou com o “brilho nos olhos” dos professores. Desde então, foi estabelecida uma forte parceria. De lá para cá, a T61 cresceu e virou ITAEx. Os projetos passaram por muitas mudanças até se estabilizarem, sempre com o apoio da Associação.
O Papel da ITAEx:
Apoio Essencial para o Sucesso dos Projetos
Depois do laboratório, a componente de teoria das disciplinas de Química também tem passado por modernizações para melhorar o ensino da disciplina como um todo aos alunos do ITA. Dessa forma, o papel da ITAEx é central em viabilizar a aquisição de reagentes e materiais de forma ágil e flexível, possibilitando que as demandas criativas dos alunos sejam atendidas. Essa agilidade e flexibilidade é fundamental para a condução dos projetos.
Depois desses dez anos de contínua modernização do ensino de Química no ITA, podemos dizer que o sucesso só acontece quando:
- os alunos se entregam aos projetos;
- os professores orientam adequadamente;
- os técnicos organizam o laboratório para que os estudantes desenvolvam suas atividades;
- a ITAEx possibilita a aquisição rápida de materiais;
- a infraestrutura do laboratório é adequada ao desenvolvimento de projetos distintos.
Dentre todos esses pontos, é certo afirmar que chegamos a um nível em que a parceria entre alunos, professores, técnicos e a ITAEx é forte o suficiente para garantir o sucesso das iniciativas das disciplinas de Química.
O Futuro do Ensino de Química no ITA:
Continuidade e Aperfeiçoamento
O IEF-Q reconhece e agradece a aplicação dos recursos ao longo de todos esses anos pela ITAEx e garante que sempre buscará aperfeiçoar e melhorar as atividades didáticas para contribuir na formação dos estudantes de graduação do ITA, buscando prepará-los para um mercado de trabalho cada vez mais exigente e desafiador, e formando engenheiros de concepção atuantes em uma transformação sustentável da sociedade.