Artigo | Gilberto João Pavani, doutorando em Ciência dos Materiais, e Sérgio Adalberto Pavani, doutorando em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais, apresentam uma plataforma que otimiza recursos e processos de aprendizagem
*Por: Gilberto João Pavani e Sérgio Adalberto Pavani
*Ilustração: Lilian Maus/ IA-UFRGS
A tecnologia apresenta a todo instante novas possibilidades, permitindo a criação de produtos e serviços inéditos, mas, para que esse potencial se torne realidade, é necessário acelerar os processos de ensino e aprendizagem em todos os níveis.
Apesar de os recursos informatizados estarem presentes na maioria dos currículos, a fusão dos produtos físicos com o mundo digital que já existe na indústria mundial ainda não chegou às escolas, criando uma lacuna entre o avanço tecnológico e a realidade escolar que ainda não foi preenchida por iniciativas como a Educação a Distância (EaD).
A integração dos sistemas informatizados ao processo de ensino-aprendizagem é necessária para que ocorra a sinergia entre o virtual e o real, especialmente no ensino profissional. Isso porque há uma grande distância entre a realidade das aulas práticas e o mundo virtual, que não se sujeita a defeitos, falhas e limitação de recursos materiais e humanos, tão comuns nos laboratórios dos cursos técnicos.
Nos laboratórios de eletropneumática, por exemplo, existe um número limitado de bancadas didáticas, cilindros pneumáticos, eletroválvulas, botoeiras, chaves de fim de curso e sensores, não atendendo à totalidade dos estudantes de uma turma. Além disso, podem ocorrer as seguintes falhas que não acontecem em sistemas virtuais: mangueiras que escapam nas ligações do sistema de distribuição de ar comprimido com válvulas e cilindros; mau contato entre as conexões elétricas; falta de aperto de parafusos e de fios nas conexões elétricas; falta de sinal emitido por botoeiras e chaves de fim de curso; e distância excessiva entre sensor e alvo.
Assim, devem-se utilizar os sistemas informatizados em conjunto com as aulas práticas por meio da tecnologia do Gêmeo Digital ou Digital Twin, o que colabora, enfim, para o desenvolvimento e a atualização do processo de ensino-aprendizagem.
Em um laboratório de pneumática convencional, cada bancada didática pode atender a apenas um estudante por vez e ocupa uma área bruta de aproximadamente quatro metros quadrados, pois também se deve considerar a área de circulação e os armários para armazenar os componentes necessários ao uso da bancada.
As turmas nos cursos técnicos, porém, possuem, em média, 40 estudantes, e os laboratórios, geralmente, apresentam duas bancadas didáticas, devido ao seu alto custo de aquisição e manutenção. Ou seja, nem todos os estudantes executarão as atividades práticas com a autonomia necessária a um profissional.
Para preencher essa lacuna educacional, foi desenvolvido o SIMulador de Pneumática (SIMP), a primeira bancada virtual de pneumática do Brasil que reproduz, em uma tela de computador, uma bancada didática de treinamento em sistemas pneumáticos, baseada no conceito de Gêmeo Digital.
A Bancada Virtual SIMP I foi projetada para atender às necessidades dos cursos de Educação a distância (EaD) do Colégio Técnico Industrial de Santa Maria (CTISM), instituição vinculada à Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), com o objetivo de suprir o segmento de pneumática pura.
A utilização de sistemas virtuais é uma diretriz atual das instituições de ensino, pois dispensa a necessidade da presença física simultânea do estudante e do professor no ambiente de aprendizagem e da disponibilidade de um instrumento didático para realizar experimentos.
Apesar da simulação não substituir a experiência prática, ela é cada vez mais utilizada na preparação para o trabalho, devido a sua versatilidade na realização de atividades de ensino, pesquisa e extensão, além de reduzir o custo de aquisição e manutenção de sistemas físicos em laboratórios. Também auxilia a superar as dificuldades iniciais que impedem o progresso do estudante, como o “medo de errar”, pois os sistemas virtuais são associados a jogos de computador e permitem que se tente novamente.
A possibilidade de uma “nova vida”, como em um jogo, foi verificada diversas vezes em aulas no CTISM com o uso da bancada virtual SIMP, ou seja, para alguns estudantes é “só tentar de novo”, lembrando que o discente permanece “invisível” atrás do computador, enquanto nas bancadas físicas o estudante fica sob o olhar dos colegas ou do professor, o que inibe a sua ação e o coloca sob tensão devido ao medo de errar.
Assim, a bancada virtual SIMP auxilia no aprendizado nos seguintes aspectos:
- o estudante tem mais tempo para a montagem do circuito pneumático, pois, caso ocorra algum engano, a reconfiguração é mais rápida do que em uma bancada física, que requer até 30 minutos, enquanto no SIMP basta um comando;
- na bancada virtual SIMP, as mangueiras não escapam, o que é comum em uma instalação física, permitindo a continuidade da tarefa sem transtornos;
- o estudante pode estudar em casa, em seus horários disponíveis, utilizando computadores portáteis ou as salas de informática da instituição de ensino;
- o acesso dos estudantes é limitado aos laboratórios, ou seja, eles somente podem acessar as bancadas didáticas acompanhados por seus professores ou monitores, enquanto a bancada virtual SIMP pode ser usada a qualquer hora.
A bancada virtual SIMP é um software gratuito e consolidado, mas seu alcance é difícil de calcular, pois, além dos 1.000 estudantes que a utilizaram em sala de aula no CTISM, pelo menos 200 pessoas o solicitaram por e-mail, sendo docentes do ensino técnico, tecnológico e superior em diversas instituições do Brasil e do exterior.
Por exemplo, o vídeo de divulgação disponível no YouTube atingiu mais de 108 mil visualizações em setembro de 2023. Além dele, foram produzidos outros treze vídeos que formam um curso completo sobre o SIMP, disponíveis na Internet.
Gilberto João Pavani é doutorando no PPG em Ciência dos Materiais (UFRGS) e professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (IFRS).
Sérgio Adalberto Pavani é doutorando no PPG em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais (UFRGS) e professor do Colégio Técnico Industrial de Santa Maria (CTISM/UFSM).
“As manifestações expressas neste veículo não representam obrigatoriamente o posicionamento da UFRGS como um todo.”
