Diagnosis of teaching conceptions of engineering faculty at the Universidade de Caxias do Sul

In order to diagnose the teaching conceptions of engineering faculty at the Universidade de Caxias do Sul, 17 engineering faculty were interviewed. The results indicate serious deficiencies in the scientific and pedagogical formation of the engineering faculty with regard to the aspects examined. The data collected allowed us to propose specific actions to compensate these deficiencies and to minimize the influence of the variables that determine them. They are already being used in the teaching qualification program at our university in order to help engineering faculty to innovate and improve their classes. Finally, this kind of data can also help in elaborating proposals to build undergraduate programs in engineering education in Brazil.Peer Reviewe

Oficina de Genética: Família Saraiva e seus genes - os filhos são diferentes, mas todos são Saraiva!

This article reports the development of a workshop held at the IV Symposium on Science and Mathematics Education of Serra Gaúcha, with the implementation of the Problem-Based Learning method. In this active learning method the student is the protagonist of the teaching and learning process, and actively develops a roadmap of studies based on real-life problems. During the workshop, besides getting to know the Problem-Based Learning method, the participants simulated the reproduction of a human couple, taking into account ten genetic characteristics, beyond sex. To solve the problem situation that was proposed, participants also simulated the formation of male and female gametes, the fertilization, the genotypes and phenotypes of the generated offspring, and also carried out the construction of a model. Workshop participants solved the problem posed with commitment and dedication. All participants said they had not previously known the active learning method presented. However, they had already applied the proposed activity with their students, not as an introductory activity but as a closing activity of the learning unit or as a means of evaluation.  http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v3iss3p152Este artigo relata o desenvolvimento de uma oficina realizada no IV Simpósio de Ensino de Ciências e Matemática da Serra Gaúcha, com a aplicação do método de Aprendizagem baseada em Problemas. Neste método de aprendizagem ativa o estudante é o protagonista do processo de ensino aprendizagem, e desenvolve ativamente um roteiro de estudos embasado em problemas da vida real. Durante a oficina, além de conhecerem o método de Aprendizagem baseada em Problemas, os envolvidos simularam a reprodução de um casal de seres humanos, levando em consideração dez características genéticas, além do sexo. Para a resolução da situação problema proposta, os participantes também simularam a formação de gametas femininos e masculinos, a fecundação, os genótipos e fenótipos dos descendentes gerados, bem como realizaram a construção de um modelo. Os participantes da oficina resolveram o problema proposto com empenho e dedicação. Todos os participantes afirmaram não conhecer o método de aprendizagem ativa apresentado e que já haviam aplicado esta atividade proposta com seus estudantes, mas não como uma atividade introdutória e sim como um fechamento da unidade de aprendizagem ou como uma forma de avaliação.  http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v3iss3p15

Estudo de Adequações em um Aeroporto Regional para Alcançar a Eficiência Energética de Forma Renovável

Environmental sustainability is the use of the environment, giving it opportunity to regenerate, or finding ways to replace the environmental occupation by renewable means. In this context, the Caxias do Sul Regional Airport, which is a transport service provider to the Serra Gaucha region, can act as the concept of sustainable development, provided that there is the integration of environmental criteria in economic practice. In this context, photogeneration presents itself as an alternative to meet its energy demand making it sustainable from the point of view of this resource. In this paper, the airport demand for this type of energy, the PV plant design and analysis of economic viability are determined. The implementation of this system can save the airport 420,248.73 R$/year and it can generate the equivalent of R$ 235,653.74 / year in energy credits, being economically viable. This development, besides sustaining an image of green airport, can generate jobs for specialists in the field and can encourage and propagate the idea of using renewable energy.  http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v4iss1p21A sustentabilidade ambiental trata da utilização do meio ambiente, dando oportunidade a ele de se regenerar, ou encontrando meios de substituir a ocupação ambiental por meios renováveis. Nesse contexto, o Aeroporto Regional de Caxias do Sul, que é um empreendimento prestador de serviços de transporte à região da Serra Gaúcha, pode atuar conforme o conceito de desenvolvimento sustentável, desde que ocorra a integração dos critérios ambientais na prática econômica. Nesse contexto, a fotogeração se mostra como uma alternativa para suprir sua demanda energética tornando-o sustentável do ponto de vista deste recurso. Neste trabalho, são determinados a demanda do aeroporto para este tipo de energia, o dimensionamento do sistema fotovoltaico e uma análise da viabilidade econômica do mesmo. A implementação deste sistema pode economizar ao aeroporto 420.248,73 R$/ano e pode gerar o equivalente a R$ 235.653,74/ano em créditos de energia, sendo viável economicamente. Este empreendimento, além de sustentar uma imagem de green airport, pode gerar empregos para especialistas na área e incentivar e propagar a ideia de utilização de energias renováveis  http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v4iss1p2

Professores de engenharia podem aprender a tornar a sua prática docente eficaz

Teachers in Higher Education need to deal with different types of challenges, such as dealing with students’ profiles and motivation, selecting the adequate learning strategies and assessment methods, selecting and delivering content that is relevant for the professional practice, using new technologies, amongst other. Much has been written about effectiveness of teaching but there is a lack of studies with experiences dedicated to teachers’ professional development (e.g. workshops and courses), particularly in Engineering Education context. This paper aims to discuss the importance of effectiveness of teaching taking into account preparing teachers to active learning contexts. This is an exploratory study based on a training program carried out in 2015 at University of Caxias do Sul, Brazil, which focuses on different active learning strategies (e.g. Peer Instruction, In-Class Exercise Teams, Problem and Project Based Learning, etc.). In this training program, teachers had the opportunity to reflect about their practice and to improve teaching and learning process by implementing innovative approaches. Eighteen teachers participated in this program, from different areas of knowledge, including Engineering, Law, Management and Informatics. Teachers’ perceptions where collected at the end of the program using a questionnaire which included the motivations and expectations about the program, potential contribution for teaching practice, meaning of “active learning” and also identified the active learning strategies that teachers intended to fulfill in their own contexts. The findings show the relevance of the training program experience for effectiveness of teaching. Most of the teachers will apply active learning in their classroom in the following semester and a few already started implementing this change during the training process. This work allowed to discuss the implications for teachers professional development in engineering education.Professores do ensino superior lidam com diferentes tipos de desafios, tais como lidar com perfis e motivação dos estudantes, selecionar as estratégias de aprendizagem e de avaliação adequados, selecionar conteúdos que são relevantes para a prática profissional, utilizando novas tecnologias, entre outros. Muito tem sido escrito sobre a eficácia do ensino, mas há uma falta de estudos com experiências dedicadas ao desenvolvimento profissional dos professores (por exemplo, workshops e cursos), particularmente no contexto da Educação em Engenharia. Este trabalho tem como objetivo discutir a importância da eficácia do ensino tendo em conta a preparação de professores para contextos de aprendizagem ativa. Este é um estudo exploratório com base em um curso de capacitação realizado em 2015 na Universidade de Caxias do Sul, Brasil, que se concentra em diferentes estratégias e métodos de aprendizagem ativa (por exemplo, Instrução pelos colegas, Instrução na hora certa, Aula Invertida, Aprendizagem baseada em Problemas, Aprendizagem baseada em Projetos, etc.). Neste curso de capacitação, os professores tiveram a oportunidade de refletir sobre a sua prática e de melhorar o processo de ensino e aprendizagem através da implementação de abordagens inovadoras. Dezoito professores participaram neste curso, a partir de diferentes áreas do conhecimento, incluindo Engenharia, Direito, Gestão e Informática. Percepções dos professores foram recolhidas no final do curso através de um questionário que incluía as motivações e expectativas sobre o curso, a contribuição potencial para a prática de ensino, o significado de "aprendizagem ativa" e também identificando as estratégias de aprendizagem ativa que os professores pensam em implementar em suas disciplinas. Os resultados mostram a relevância da experiência do curso de capacitação para a eficácia do ensino. A maioria dos professores declarou que irá aplicar as estratégias e os métodos de aprendizagem ativa em sua sala de aula no semestre seguinte e alguns já começaram a implementar esta mudança durante o processo de formação. Neste trabalho discutem-se as implicações no desenvolvimento profissional de professores de Engenharia(undefined)info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Kits Educacionais de Robótica: opções para o Ensino de Ciências

Connected to technological innovations, Educational Robot kits gain prominence for their ability to promote interdisciplinary and team work, motivating students participation during learning activities. However, the insertion of the Robotics in education also brings challenges of diverse natures. The first challenge consists on the choice of the most appropriate robot kit regarding its resources, restrictions and the necessity of pedagogical support to educators. In order to take decisions, technical and educational information are necessary. To contribute to this matter, this work presents and compares three Educational Robot kits to schoolar use.  http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v3iss3p142Aliada às inovações tecnológicas, a Robótica Educacional se destaca e contribui no processo de ensino-aprendizagem pela sua habilidade em promover a interdisciplinaridade e proporcionar o trabalho de equipe, motivando e integrando estudantes. Contudo, a inserção da Robótica no ensino traz também desafios de diversas naturezas. O primeiro desafio consiste na escolha do kit de robótica mais apropriado considerando seus recursos, restrições e a necessidade de apoio pedagógico aos docentes. Neste percurso, informações técnicas e sobre uso educacional são necessárias. Neste sentido é que este trabalho foi desenvolvido, buscando apresentar comparativamente três kits de Robótica Educacional para uso escolar.  http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v3iss3p14

Conceptual Maps: A Tool for Assessing the Meaningful Learning of Engineering Students in a Pre-Calculus Course

Context: The difficulty that students of Differential and Integral Calculus, in Engineering programs, show when dealing with the concept of function, one of the fundamental concepts of higher Mathematics, with countless applications in courses of the aforementioned programs. Objectives: To evaluate the contribution of a potentially meaningful teaching unit to promote learning of first-degree polynomial, exponential and logarithmic functions, and to evaluate Engineering students’ learning, through conceptual maps. Design: A potentially meaningful teaching unit of concepts related to first-degree polynomial, exponential and logarithmic functions was applied. The research is based on the Meaningful Learning theory. Scenario and participants: Five Pre-calculus students from Engineering programs at a community university in Rio Grande do Sul. Data collection and analysis: Data collection took place through initial and final assessment instruments, in addition to questionnaires and conceptual maps, during the students' participation in an extracurricular activity, with analysis of the conceptual maps based on an adaptation of Cañas and co-workers’ Topological Taxonomy. Results: The results showed that the adopted methodology has the potential to promote meaningful learning in the context of Engineering Education and that conceptual maps are reliable tools for assessing learning. Conclusion: it is possible to claim, that the first-degree polynomial, exponential and logarithmic functions, once worked in a contextualized way, help in the understanding of different concepts and contribute to the occurrence of a meaningful learning, whenever there are learning conditions for such, which requires considering the students' prior knowledge, in addition to their interest in learning

Mapping the implementation of active learning approaches in a school of engineering - the positive effect of teacher training

This study aims to propose a method for mapping the implementation of active learning approaches by quantifying engineering teachers’ self-perception. It also seeks to examine the correlations between the implementation of active learning approaches and training, as well as publications focused on active learning. To conduct the study, active learning concepts were defined, and a set of approaches were selected for consideration in the survey. A questionnaire was developed to collect data, which was completed by teachers of 246 courses from 14 engineering programs within a school of engineering. The findings revealed that only 11% of the courses studied did not implement any active learning approach. Project-Based Learning emerged as the most implemented approach, which aligns with the context of the engineering school. Additionally, positive correlations were found between training and the implementation of active learning approaches. This work makes contributions both to the theory, as it presents a way for measuring the perceived implementation of active learning approaches and the correlation with training and publications, and for institutional policy, as it shows the importance of training for that same implementation.[This work was supported by Fundação para a Ciência e a Tecnologia with grants no UIDB/00319/2020, UIDB/05256/2020 and UIDB/04872/2020

A Educação pela pesquisa e a necessidade de formar Professores-Pesquisadores em Ciências

No presente artigo apresenta-se resultados de uma pesquisa realizada com participantes de um curso de formação continuada, que teve como foco a educação pela pesquisa no ensino de Ciências. O curso, direcionado a professores que atuam na Rede Municipal de Ensino de Caxias do Sul/RS, abordou o panorama da prática pedagógica, no que diz respeito à realização de pesquisa com os estudantes do ensino Fundamental. Uma sondagem inicial sobre educação pela pesquisa e outras com instrumentos diagnósticos foram realizadas com 125 professores participantes do referido curso. A partir da análise da sondagem inicial realizada com os docentes, bem como pela análise textual discursiva das suas produções e pela a análise dos questionários a eles aplicados, foi possível evidenciar aspectos relevantes que justificam a necessidade de haver um constante diálogo sobre a importância do ensino e da aprendizagem pela pesquisa, visando a formação de estudantes críticos e capazes de fazer ciência. A análise dos resultados sugere que muitos professores interpretam a pesquisa como a busca de informações, principalmente na internet, não ocorrendo a interação dos estudantes com o conhecimento e a aplicação ou com a modificação na realidade. http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v4iss4p17

Fermentação do Pão e do Vinho: Uma Proposta de Ação Interdisciplinar

Esta proposta de ação interdisciplinar utiliza uma UEPS (Unidade de Ensino Potencialmente Significativa), baseada na aprendizagem significativa de Ausubel e fundamentada em Moreira. A experimentação é uma das estratégias de ensino sugeridas para ser usada para compreender e aprofundar os conhecimentos sobre o metabolismo dos fungos e a reação química envolvida. Outra estratégia de aprendizagem sugerida é a elaboração de mapas conceituais, um inicial, levando em conta os conhecimentos prévios dos alunos e outro ao final da UEPS, com a finalidade de avaliar se houve a ocorrência de aprendizagem significativa. Os parâmetros curriculares nacionais, as orientações curriculares nacionais do ensino médio e os autores Batista e Salvi fundamentam esta proposta interdisciplinar. Esta UEPS sobre a fermentação do pão e do vinho é indicada para abordar o estudo ao Reino Fungi e seus processos metabólicos, no ensino médio. É possível uma abordagem interdisciplinar com: química, na compreensão das reações químicas e suas relações; história, através do surgimento e da utilização do pão e do vinho pelas civilizações; ensino religioso na abordagem dos rituais religiosos do cristianismo e na arte, num momento de interação dos conhecimentos adquiridos para a realização de uma dramatização.  http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v5iss3p12

Science Lab Restructuring of a Public School Elementary and High School

O presente trabalho apresenta o processo de reestruturação do laboratório de Ciências de uma escola pública estadual de Caxias do Sul, cujo principal objetivo foi criar um espaço em que os professores pudessem desenvolver atividades práticas e experimentais com seus estudantes. A reestruturação do laboratório de Ciências desta escola, somente foi possível por meio do projeto "Mais e Melhores Estudantes e Professores para as Ciências, Matemática, Engenharias e Tecnologias" do Programa de Iniciação em Ciências e Matemática, Engenharias, Tecnologias Criativas e Letras – PICMEL, promovido por uma parceria da Universidade de Caxias do Sul, da SEDUC-RS, FAPERGS e da CAPES. O projeto foi desenvolvido na escola, por uma professora de física e por três alunas do ensino médio. Por meio da reestruturação do laboratório de Ciências, foram desenvolvidas atividades práticas e oficinas onde o estudante teve a oportunidade de ser mais ativo no processo de ensino e aprendizagem. Com o desenvolvimento de tais atividades observou-se que os estudantes tiveram maior disposição para aprender Ciências e Matemática e puderam relacionar o conhecimento científico com o seu cotidiano, atribuindo um maior significado na sua aprendizagem.  http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v3iss3p81This paper presents the process of restructuring the science lab of a state school in Caxias do Sul, whose main objective was to create a space where teachers could develop practical and experimental activities with their students. The restructuring of the science lab this school, was only possible through the project "More and Better Students and Teachers in Science, Mathematics, Engineering and Technologies" Initiation Program in Science and Mathematics, Engineering, Creative Technologies and Letters - PICMEL sponsored jointly by the University of Caxias do Sul, the SEDUC-RS, FAPERGS and CAPES. The project was developed at school by a teacher of physics and three high school students. Through the restructuring of the science lab, practical activities were developed and workshops where students had the opportunity to be more active in the process of teaching and learning. With the development of such activities was observed that the students were more willing to learn Science and Mathematics and could relate scientific knowledge to their daily lives, giving greater meaning to their learning.  http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v3iss3p8