Metodologias não tradicionais no Ensino da Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

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Resumo
Nesta Tese investigam-se as ferramentas e as metodologias não tradicionais utilizadas no apoio ao ensino superior de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores. Buscou-se avaliar quais são as práticas atuais e identificar como estão sendo adotadas. As unidades de análise adotadas foram um curso de Portugal e dois cursos do Brasil. Os objetivos a atingir são a) analisar as ferramentas e metodologias não tradicionais utilizadas para auxiliar no processo de ensino-aprendizagem e mapear conceitualmente os resultados alcançados, com base na utilização individual das ferramentas, identificando a sua contribuição para a qualidade do curso; b) identificar a perceção da adoção das metodologias e ferramentas não tradicionais nos cursos de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores em Portugal, confrontando com a perceção de dois cursos semelhantes no Brasil; e, c) avaliar, de forma sistemática, quais são as variáveis que podem caracterizar-se como elementos direcionadores e saídas ou resultados da adoção de novas tecnologias no curso de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores em Portugal. Quanto à organização e metodologia, a Tese foi composta por três estudos interrelacionados e dependentes entre si, de tal forma que o segundo estudo não poderia ter sido elaborado sem o modelo conceitual do primeiro, e o terceiro, não seria possível sem a síntese das definições da análise de conteúdo do segundo estudo. Assim, cada estudo apresentou uma metodologia específica: o primeiro realizou uma revisão sistemática de literatura com mapeamento conceitual descritivo dos achados nas unidades curriculares; o segundo foi um estudo de caso múltiplo, realizando uma análise de conteúdo aplicada aos coordenadores de três cursos de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores, em Portugal e Brasil; e o terceiro foi um estudo de caso aplicado em uma universidade de Portugal, utilizou abordagem qualitativa baseada em métodos mistos: análise estatística aplicada a corpus textuais e complementada por análise de conteúdo. Esta avaliação foi baseada na análise cruzada de documentos institucionais, regulamentos e normas internas, relatório de avaliação da comissão de especialistas da Agência de Avaliação e Acreditação do Ensino Superior (A3ES) de Portugal, e depoimento do coordenador de curso. Como resultados, identificou-se que as iniciativas que recorreram às novas tecnologias nos cursos de engenharia, bem como os relatórios de experimentos semelhantes sobre esse tema, são reduzidas, não estão formalizados nos currículos dos cursos, e ocorreram como iniciativas ad-hoc. Foram identificadas oito unidades curriculares com ações utilizando ferramentas não-tradicionais: programação de computadores; programação em JAVA; engenharia do controle automático; automação industrial; acoplamentos mecânicos; robótica; matemática; controle de processos. Quanto às metodologias não-tradicionais identificadas, destacaram-se: laboratórios remotos e virtuais; aprendizagem baseada em problemas; aprendizagem híbrida, simulação por computador, e laboratórios remotos interativos. Ao avaliar a perceção dos diferentes coordenadores de curso, foram criadas duas categorias de análise de conteúdo: a) perceção dos coordenadores sobre metodologias não tradicionais; e, b) perceção sobre ferramentas de software como recursos didáticos. Identificou-se que foram reduzidos e pontuais os relatos das iniciativas que utilizaram processos e metodologias de ensino não tradicionais. Normalmente estando associadas a ações individuais dos docentes, e não de padrões de ensino discutidos e institucionalizados. A precariedade da infraestrutura dos laboratórios e das licenças de software foi um relato comum entre as IES de Portugal e Brasil. Ao realizar a análise cruzada em múltiplos documentos, relatórios e relatos do curso de mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores de uma universidade portuguesa, obteve-se como resultados duas classes de análise de conteúdo: Competências e conhecimentos esperados dos estudantes; e Aspetos da formação em Engenharia Eletrotécnica e do ciclo de estudos. Dentre estas classes, identificaram-se os potenciais direcionadores da adoção de novas metodologias no curso, com base nas teorias da difusão da inovação e teoria institucional: formação, desenvolvimento, competência, ciclo de estudos, novo, tecnologia e unidade curricular (UC). Cada um destes direcionadores apresentou as suas próprias saídas (resultados). Relativos ao direcionador de formação foram: conhecimento; científico; tecnológico; e unidade curricular. Quanto ao direcinador de desenvolvimento destacaram-se: desempenho e investigação. O direcionador de competência ocorreu associado a: ensino, aprendizagem, desenvolver; e, adquirir. Ciclo de estudos teve saídas as unidades curriculares. O direcionador de novidades ´novo´ foi representado pelos termos querer e realizar. A tecnologia está representada pelo projeto educativo. A UC teve como saída a Ficha de Unidade Curricular.
In this Thesis investigates the tools and non-traditional methodologies used to support higher education in Electrical and Computer Engineering. Sought to assess what are the current practices and identify how they are being adopted. The main objectives were: a) to analyze the non-traditional tools and methodologies used to assist in the teaching-learning process and conceptually map the results achieved, based on the individual use of the tools, and identifying their contribution to the quality of the programme; b) to identify the perception of the adoption of non-traditional methodologies and tools in electrical and computer engineering programmes in Portugal, confronting the perception of two coordinators of similar programmes in Brazil; and, c) to evaluate, in a systematic way, which are the variables that can be characterized as drivers and outcomes of the adoption of new technologies in the programme of electrical and computer engineering in Portugal. As for the organization and methodology, the thesis was composed of three interrelated and dependent studies, in such a way that the second study could not have been elaborated without the conceptual model of the first, and the third would not be possible without the synthesis of the definitions content analysis of the second study. Thus, each study presented a specific methodology: the first carried out a systematic review of the literature with a conceptual descriptive mapping of the findings in the curricular units; the second was a multiple case study, conducting a content analysis applied to the coordinators of three programmes in electrical and computer engineering, in Portugal and Brazil; the third was a case study applied at a university in Portugal, using a qualitative approach based on mixed methods: statistical analysis applied to textual corpus and complemented by content analysis. This assessment was based on the cross-analysis of institutional documents, regulations and internal rules, the evaluation report of the specialist committee of the Higher Education Evaluation and Accreditation Agency (A3ES) in Portugal, and the testimony of the programme coordinator. As a result, it was identified that the initiatives that resorted to new technologies in engineering programmes, as well as the reports of similar experiments on this topic are reduced, are not formalized in the curricula of the courses, and occurred as ad hoc initiatives. Eight curricular units were identified with actions using non-traditional tools: computer programming; JAVA programming; control engineering; automation; mechanical coupling; robotics, mathematics; process control topics. As for the non-traditional methodologies identified, the following stand out: virtual and remote labs; problem-based learning; blended learning, computer simulation; and, interactive remote lab. When evaluating the perception of the different programmes coordinators, two categories of content analysis were created: a) the coordinators' perception of non-traditional methodologies; and, b) perception of software tools as teaching resources. It was identified that the reported initiatives that used non-traditional teaching processes and methodologies were reduced and punctual. Usually being associated with individual actions of the teachers, and not of teaching standards discussed and institutionalized. The precarious infrastructure of laboratories and software licenses was a common report among the HEI in Portugal and Brazil. When performing the cross analysis on multiple documents, reports and reports of the master's degree in Electrical and Computer Engineering at a Portuguese university, two results of content analysis were obtained: Competencies and knowledge expected from students; and Aspects of training in Electrical Engineering and the study cycle (i.e., programme). Among these classes, the potential drivers of the adoption of new methodologies in the programme were identified, based on the theories of diffusion of innovation and institutional theory: training, development, competence, study cycle, new, technology, and curricular unit (CU). Each of these drivers presented its own outcomes. Relating to the training driver were: knowledge; scientific; technological; and curricular unit. As for driver development, the following stood out: performance and research. The competence driver occurred associated with: teaching, learning, developing; and, acquire. Study cycle (programme) resulted in the curricular units. The new driver was represented by wanting and doing. Technology is represented by the educational project. The outcome of the CU was the Curricular Unit Form.
Descrição
Tese submetida à UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO Para obtenção do grau de DOUTOR Em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Palavras-chave
Metodologias não tradicionais , Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
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