avançadas de produção” Joinville , SC, Brasil, 10 a 13 de ... · durante longos períodos...

PROPOSTA DE JOGO EDUCACIONAL

EM GRUPO PARA O ENSINO DE

CONTROLE DE PROCESSOS ESPECIAIS

A ALUNOS DE ENGENHARIA DE

PRODUÇÃO

Caroline Kuhl Gennaro (UNIMEP)

[email protected]

Rafaela Heloisa Carvalho Machado (UNIMEP)

[email protected]

Renata Pelissari Infante (UNIMEP)

[email protected]

Carlos Roberto Camello Lima (UNIMEP)

[email protected]

Everton Dias de Oliveira (UNIMEP)

[email protected]

A proposta deste estudo é avaliar a contribuição de um jogo

educacional que utiliza massas de modelar para o conhecimento do

tema Processos especiais para alunos de engenharia de engenharia. O

método de avaliação foi dividido em dois momentos: antes e após a

aplicação do jogo e teve como ferramentas questionários que

avaliaram a percepção dos alunos em relação a seu conhecimento,

avaliação do ganho de aprendizagem e um terceiro questionário sobre

a opinião do aluno em relação a aplicação dos jogos educacionais

para ensino. Os resultados demonstraram que 87,5% das perguntas

XXXVII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO

“A Engenharia de Produção e as novas tecnologias produtivas: indústria 4.0, manufatura aditiva e outras abordagens

avançadas de produção”

Joinville, SC, Brasil, 10 a 13 de outubro de 2017.





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obtiveram melhor desempenho no número de acertos após a aplicação

do jogo e que todos respondentes concordam que o jogo intensificou

seu conhecimento sobre processos especiais, com 52% concordando

plenamente.

Palavras-chave: jogo educacional, processos especiais, ensino em

engenharia de produção





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1. Introdução

A fim de acompanhar as exigências de um mercado cada vez mais concorrido, as empresas

têm demandado profissionais com habilidades avançadas, novas competências e experiência

ampliada (JAEGER et al., 2013). No entanto, encontrar profissionais que preencham estes

requisitos tem sido um desafio para a indústria que enfrenta a falta de mão-de-obra

qualificada, especialmente no caso da engenharia (HELLENO et al., 2013), cuja capacidade

de trabalhar de forma colaborativa, resolver problemas e desenvolver um pensamento

analítico são especialmente necessários (GATTIE et al., 2010).

Essa nova demanda exige que as universidades avaliem se os estudantes de engenharia estão

sendo efetivamente treinados com os recursos necessários para enfrentar os desafios

proporcionados pelo ambiente de trabalho (NAVEH et al., 2015), uma vez que o ensino

superior normalmente oferece um conhecimento inerte, que não capacita os alunos para a

resolução de problemas complexos e realistas de sua futura vida profissional (JAEGER et al.,

2013).

Por este motivo, a efetividade dos métodos tradicionais de ensino tem sido questionada em

diversos aspectos, como quanto a sua capacidade de manter a atenção e o engajamento dos

alunos durante as aulas (COLLER & SHERNOFF, 2009). A aplicação de jogos educacionais

tem sido utilizada como uma ferramenta de apoio ao aprendizado. Estudos relacionados às

áreas de antropologia, psicologia e educação indicam que os jogos podem ser considerados

um importante mediador para o aprendizado e a socialização de adultos ao longo da vida

(TSAI et al., 2012).

Os jogos aplicados com intuitos educativos são considerados abordagens motivadoras, que, no

entanto, exigem a transmissão de informações ao aluno para que o aprendizado ocorra de

forma satisfatória, sendo também necessária a interação e contextualização das aplicações

(PLASS et al., 2015). Segundo Braghirolli et al. (2016), jogos educacionais representam um

exemplo dinâmico que pode ser compreendido e compartilhado por estudantes e professores,

além de proporcionar a motivação dos estudantes e o aprendizado do conteúdo.





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Este estudo busca demonstrar a estrutura de um jogo educacional relacionado ao ensino de

Processos Especiais e avaliar sua efetividade em transmitir o conteúdo e motivar os

estudantes. O estudo em análise foi aplicado a alunos do curso de Engenharia de Produção,

participantes de um minicurso no Encontro Nacional de Engenharia de Produção, em outubro

de 2017, em João Pessoa, Paraíba – Brasil.

Este artigo está dividido em um levantamento bibliográfico sobre os conceitos de jogos

educacionais, além de um breve levantamento sobre aprendizado e motivação. Em seguida, é

apresentado o método do jogo educacional aplicado nesta pesquisa e o método de avaliação

de sua eficácia para a aprendizagem dos alunos. Os resultados encontrados são apresentados

no tópico seguinte e no último tópico a conclusão desta pesquisa é apresentada.

2. Jogos educacionais

Para a memorização de informações, podem ser aplicadas duas abordagens. A primeira

consiste em verificar o material de aprendizagem diversas vezes para se lembrar dele sem

pensar (aprendizagem superficial), memorizando o conteúdo durante um curto prazo. A

segunda abordagem consiste no processo de organização da informação para alcançar o

significado (isto é, compreensão ou aprendizagem profunda), mantendo a informação em sua

memória de longo prazo (KHALIL & ELKHIDER, 2016). Apesar de demandar mais energia

e tempo, as abordagens de ensino que estimulam os alunos a estruturarem a informação

fornecida colaboram de forma mais efetiva para a formação profissional dos engenheiros,

fazendo com que o conhecimento adquirido na graduação seja mantido no decorrer de sua

vida profissional.

Além de reforçar a necessidade de compreensão do conteúdo, as estruturas e as técnicas

aplicadas durante o ensino devem ser estruturadas de forma ativa, baseada em problemas e

fornecer um feedback imediato aos estudantes para atingir um aprendizado efetivo

(CONNOLLY & HAINEY, 2011). Estas características são usualmente aplicadas nas

Metodologias de Aprendizado Ativo, formada por abordagens de ensino que buscam o

engajamento do aluno em sala de aula (NGUYEN et al., 2016).





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Apesar da existência de estudos que evidenciam a eficácia de diversas destas metodologias

(ARCE, 1994; PRINCE, 2004), sua implementação na área de engenharia tem sido lenta

(NGUYEN et al., 2016). A aplicação de metodologias ativas de ensino como Problem Based

Learning (STOJKOVIĆ et al., 2014; HOLGAARD et al., 2016), Project Based Learning

(BAIRAKTAROVA & SRIVASTAVA, 2015; GONZALEZ-MARCOS et al., 2016) e jogos

tem sido demonstrada e analisada em diversos estudos.

O termo jogos tem amplas definições (PLASS et al., 2015) e, na literatura, são utilizados

diversos termos para descrever sua aplicação com intuitos educacionais, como jogos digitais

(RUGGIERO & GREEN, 2017), jogos sérios (VALLEJO et al., 2017), jogos de simulação

(DARBAN et al., 2016; KOLTAI et al., 2017) e aprendizado baseado em jogos (QIAN &

CLARK, 2016). Parte destas aplicações é suportada por sistemas digitais como computadores;

porém, nem todas as aplicações são baseadas em mídias digitais (BRAGHIROLLI et al.,

2016). Neste artigo, o termo jogos educacionais utilizado por Dzeng & Wang (2016) e

Braghirolli et al. (2016) é adotado para se referir à aplicação de jogos com propósitos de

ensino.

3. Motivação na aplicabilidade de jogos educacionais

A função motivacional dos jogos, de um modo geral, é a característica mais aplicada para sua

análise (PLAS et al., 2015). No entanto, o aprendizado é o fator mais investigado em estudos

relacionados a jogos educacionais (QUIAN & CLARK, 2016). Os jogos voltados para o

entretenimento mostram-se capazes de motivar os jogadores a permanecerem engajados

durante longos períodos através de uma série de características de natureza motivacional,

como pontos, troféus e quadros de liderança (PLAS et al., 2015). Estas mesmas características

podem ser aplicadas em jogos educacionais para manter a atenção, o engajamento e a

motivação dos estudantes.

Coller e Scott (2009) comparam o aprendizado obtido por turmas expostas ao ensino baseado

em jogos a turmas expostas a métodos de ensino tradicionais, verificando melhores resultados





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no aprendizado dos casos de aplicação de jogos, indicando que a ferramenta aumenta a

efetividade do aprendizado.

Em seu estudo, Braghirolli et al. (2016) implementaram jogos educacionais como atividade

introdutória para estudantes de engenharia industrial, verificando uma contribuição positiva

para a aprendizagem e motivação dos alunos do primeiro ano. Os jogos também são usados

em programas de engenharia por Kerga et al. (2014), verificando resultados positivos para o

ensino.

4. Método

Para que os alunos compreendessem melhor o conceito de Processos Especiais e a

importância de controlá-los, foi aplicado um jogo educacional num minicurso no Encontro

Nacional de Engenharia de Produção ENEGEP, em outubro de 2016.

O jogo educacional consiste na simulação da fabricação de sorvetes utilizando massas de

modelar para representar o alimento e máquina de brincadeiras infantis para auxiliar na

modelagem das massas. Os sorvetes de massa de modelar deveriam ser fabricados como na

imagem exposta aos alunos. Por meio da imagem, é possível assimilar o que é um processo

especial e quão importante é seu controle. Além disso, conseguem associar que os processos

especiais podem ser encontrados em diferentes negócios.

O processo para aplicação do jogo educacional é apresentado na Figura 1 e descrito em

detalhes na sequência.

Figura 1 - Processo para aplicação do jogo educacional





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Fonte: elaborado pelos próprios autores (2017)

A primeira fase é de total responsabilidade do professor, o qual deve dividir a sala em grupos

para execução da tarefa. A introdução do jogo educacional é feita logo após a aula teórica do

curso, quando o professor explica o que os alunos farão na atividade prática. Nesse momento,

um questionário deve ser aplicado para avaliar o conhecimento do aluno sobre Controle de

Processos Especiais. A divisão do grupo dependerá da quantidade de máquinas de massa de

modelar que o professor tiver, porém recomenda-se um grupo de no máximo sete membros

para que todos possam colaborar com a produção dos sorvetes. O material a ser

disponibilizado deve conter algumas características que influenciarão no aprendizado final do

jogo educacional, a saber:

Embaixo da máquina, está registrada a data de sua manutenção preventiva (vencida);

Embaixo dos potes das massas está registrada a data de validade dos mesmos, sendo

que alguns potes estão com data vencidas;

Para formar a cor de um dos sorvetes solicitados, é necessária a mistura de duas

massas;

Algumas atividades não devem utilizar a máquina (atividade manual);

Nenhuma dessas considerações deve ser avisada aos alunos.





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A segunda etapa do jogo educacional é a produção dos sorvetes, fase de responsabilidade dos

alunos. Os sorvetes que foram solicitados neste jogo educacional são apresentados na Figura

2. Ao elaborar os modelos de sorvetes, é possível estimar o tempo de sua execução. Para esta

aplicação, foram disponibilizados 30 minutos para a tarefa.

Figura 2 – Modelo dos sorvetes solicitados no jogo educacional


Na terceira etapa do jogo educacional, deve-se questionar os alunos sobre as dificuldades

encontradas na execução dos sorvetes e quais os riscos apresentados, caso esses sorvetes

fossem reais. Após a discussão, deve-se apresentar aos alunos o manual de instruções

contendo todos os itens para que a produção dos sorvetes seja executada corretamente e com

qualidade, contendo:

Os itens de alínea são separados entre si por ponto-e-vírgula;

Orientação sobre a manutenção da máquina e formas (frequência de manutenção,

frequência de limpeza, orientação para limpeza e conservação);

Checklist de data de validade das massas (não utilizar massas de modelar com data de

validade ultrapassada);

Instrução de trabalho para a execução dos sorvetes com imagens do passo a passo;





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Instrução de trabalho para orientação de mistura de massas.

Na quarta etapa, agora com o manual de instruções, os alunos deverão fabricar os sorvetes

novamente. Após o término da fabricação, incentivar os alunos a comparar a diferença no

processo com e sem as instruções e propor uma analogia com a fabricação de sorvetes reais,

reforçando os seguintes pontos:

A primeira remessa de sorvetes teria sido fabricada com ingredientes vencidos, o que

poderia trazer problemas de saúde ao cliente;

Os sorvetes não sairiam como a imagem e o cliente poderia reclamar da falta de

padronização dos produtos. Numa rede de fast food, por exemplo, os produtos

precisam ser sempre iguais;

Por ser um alimento e um produto com mistura, todo o material misturado não pode

ser revertido, assim como muitos processos existentes no mercado;

Num processo que não pode ser revertido, a perda de material é elevada;

O ingrediente vencido não seria perceptível por inspeção visual, o que aumentaria as

chances de o problema ser encontrado somente no consumo do cliente.

Por último, o mesmo questionário aplicado antes do início do jogo educacional é aplicado

novamente para posterior avaliação da contribuição do jogo educacional para o conhecimento

dos estudantes.

4.1. Avaliação do jogo educacional no aprendizado

Para avaliar a eficácia do jogo educacional no aprendizado sobre Processos Especiais, foi

elaborado o método de avaliação, esquematizado na Figura 3 e descrito na sequência.

Figura 3 – Método de avaliação de eficácia do jogo educacional no aprendizado





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O Questionário 1 refere-se à percepção do aluno em relação a sua aprendizagem do conteúdo.

Este questionário, contendo 16 perguntas do Quadro 1, foi aplicado antes do jogo

educacional, quando o conteúdo já tinha sido ensinado na aula teórica e após o término do

jogo educacional. As respostas foram obtidas utilizando uma escala que varia de 0 a 5, que

representa o nível de conhecimento que o aluno acredita ter, sendo 0 a menor nota e 5 a maior

nota.

Quadro 1 – Percepção do grau de aprendizagem dos alunos





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Para avaliar se as respostas de percepção dos alunos com o seu real ganho de conhecimento,

foi aplicado o Questionário 2, contendo 16 perguntas sobre Processos Especiais (ver anexo

A), sendo as respostas, obtidas por meio de três opções: Verdadeiro, Falsa ou Não sei

responder, esta última sendo considerada errada caso fosse a opção do respondente.

O Questionário 3, com as questões apresentadas no Quadro 2 – Percepção sobre a utilidade de

jogos educacionais em aprendizagem, tem o objetivo de averiguar se o uso de jogos

educacionais pode contribuir para a motivação dos alunos no momento da aprendizagem. O

uso deste jogo educacional busca facilitar o aprendizado do aluno no assunto, pois o grau de

dificuldades do conteúdo de Processos Especiais é robusto e exige atenção, apesar de ser um

assunto importante para a área industrial. Esse questionário continha quatro perguntas, que

foram respondidas usando uma escala de Likert de cinco pontos, que variaram de “discordo

totalmente” a “concordo totalmente”.





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Quadro 2 – Percepção sobre a utilidade de jogos educacionais em aprendizagem

Questões

O jogo educacional utilizado intensificou meu conhecimento sobre o assunto após a teoria?

Jogo educacionais ajudam na aprendizagem?

Jogo educacionais facilitam a aprendizagem de situações complexas e permitem experimentar situações realistas?

Utilizar jogo educacional em aulas/cursos futuros ajudará no meu aprendizado?


Todos os questionários foram aplicados em sala de aula, utilizando formulários impressos. A

falta de recursos eletrônicos impossibilitou a aplicação de questionários eletrônicos, porém

não interferiu na acuidade dos resultados.

5. Resultados

O jogo educacional foi aplicado em uma classe de 19 alunos, sendo 58% estudantes do sexo

feminino e 42% do sexo masculino, com idades entre 19 e 25 anos, todos estudantes de

Engenharia de Produção de diversas universidades do Brasil, que estavam participando do

congresso. Os alunos foram divididos em dois grupos, sendo um grupo com nove pessoas e

outro com dez.

5.1 Aprendizagem dos alunos

O primeiro aspecto analisado foi a percepção dos alunos quanto a sua aprendizagem em

comparação com sua resposta à pergunta de conhecimento específico de Processos Especiais.

Os resultados indicam que, pela percepção dos alunos, o aprendizado melhorou após a

aplicação do jogo educacional e que a média de acertos antes da aplicação do jogo foi de

53,5%, com desvio padrão de 10,2%; já na avaliação após a aplicação do jogo, a média de

acertos foi de 74,7% com desvio padrão de 8,33%. Mas, por meio da análise dos dados

coletados nos questionários, os resultados puderam ser divididos em três grupos para melhor

compreensão dos mesmos, conforme apresentado no Quadro 3.

Quadro 3: Divisão dos grupos de resultados





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Na Figura 4, são apresentadas as perguntas do Grupo 1, que tiveram um aumento na

percepção do grau de compreensão dos alunos sobre os assuntos, porém suas respostas para as

perguntas técnicas já eram boas antes mesmo da aplicação do jogo educacional, o que

demonstra que, com o jogo educacional, eles reforçaram seu conhecimento já aprendido na

aula teórica.

No segundo grupo, apresentado na Figura 5, as percepções dos alunos em relação aos seus

conhecimentos aumentaram, mas o mais significativo foi em relação às respostas técnicas

que, após o jogo educacional, tiveram um aumento expressivo de acertos.

Figura 4: Resultados do Grupo 1





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16

Figura 5: Resultados do Grupo

2


Por último, o Grupo 3, apresentado na Figura 6, são os pontos que os respondentes

demonstraram, segundo sua percepção quanto a suas respostas técnicas, não terem

compreendido o conteúdo, de onde se conclui que estes dois assuntos devem ser melhor

trabalhados na aula teórica e no jogo educacional para que o número de acertos e

compreensão do assunto aumentem.

Figura 6: Resultados do Grupo 3.






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5.1 Aprendizagem dos alunos

Outro ponto levantado nesta pesquisa foi em relação à aplicabilidade de jogos educacionais

para o ganho de conhecimento. As quatro perguntas apresentadas no Quadro 2 apresentaram

mediana 5 para as respostas, com 52% dos respondentes concordando que os jogos

educacionais intensificaram seu conhecimento sobre o assunto após a teoria e 68% dos alunos

acreditando que utilizar jogos educacionais em aulas ou cursos futuros ajudará em seus

aprendizados. Este questionário também continha mais duas perguntas, onde 79% dos

respondentes concordaram que jogos educacionais ajudam na aprendizagem e facilitam a

aprendizagem de situações complexas, permitindo experimentar situações realistas.

6. Conclusão

O método proposto para avaliação da contribuição do jogo educacional para o auxílio de

ensino ao tema de Processos Especiais foi comparar o desempenho dos alunos antes e após a

aplicação do jogo educacional desenvolvido. Junto do desempenho, também foi comparada a

percepção dos alunos sobre o seu nível do aprendizado adquirido com a aplicação do jogo

educacional. Em todas as perguntas quanto à percepção do aluno, os resultados melhoraram

após a aplicação do jogo. Em relação à avaliação de desempenho dos alunos, todas as

perguntas foram corretamente respondidas por um número maior de alunos após aplicação do

jogo educacional; porém, 62,5% dos alunos já tinham um desempenho bom antes mesmo da

aplicação do jogo, o que demonstra que a aplicação do jogo apenas reforçou o que os alunos

já haviam compreendido na aula teórica do tema. 25% das respostas melhoraram

significativamente após aplicação do jogo educacional, podendo-se concluir que o jogo

alcançou seu objetivo de contribuir para o desempenho do conhecimento dos alunos no

assunto. No entanto, os resultados para 12,5% das perguntas propostas mostraram poucos

acertos pelos respondentes; assim, este desempenho demonstra que os tópicos cobertos nestas

perguntas foram pouco trabalhados, tanto na aula teórica, quanto na aplicação do jogo

educacional.

Portanto, o nível de conhecimento dos alunos é relativamente alto em relação ao nível que os

tópicos são abordados no jogo educacional, concluindo-se que quanto mais o jogo

educacional aborda um tópico, mais os alunos compreendem o assunto do tema proposto. Esta





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afirmação tem relação com a segunda parte da pesquisa, onde 79% dos respondentes

concordam plenamente que jogos educacionais ajudam na aprendizagem, contribuindo para

que assuntos complexos possam ser experimentados em situações reais, e 52% concordam

que o jogo educacional aplicado contribuiu para um mais elevado aprendizado em Processos

Especiais.

Para trabalhos futuros, recomenda-se uma análise mais detalhada de cada tópico abordado

neste jogo, de maneira que se evidencie uma relação de cada fase do jogo com os tópicos que

se deseja que o conhecimento seja alcançado. Já para avaliação das práticas de que jogos

educacionais contribuem para o aumento de conhecimento de alunos no curso de Engenharia

de Produção, recomenda-se que mais instrutores e professores utilizem esta prática e avaliem

seus resultados, como feito neste estudo. Por último, esta pesquisa deixa uma lacuna para

pesquisas futuras com relação a uma análise comparativa da motivação em aprendizados

utilizando-se de teorias já existentes para a aplicação de jogos educacionais.

7. Agradecimentos

Agradecemos a Capes pela concessão da bolsa de pós-graduação aos autores estudante deste

artigo.

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ANEXO

Anexo A – Modelo de avaliação do Ganho de aprendizagem





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