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Espacios. Vol. 37 (Nº 05) Año 2016. Pág. E-3

O uso de jogos e simulação como métodos alternativos de ensino em Engenharia no Brasil: uma revisão bibliográfica

The use of games and simulation as engineering in education of alternative methods in Brazil: a literature review

Rosangela Rosa Luciane da SILVA 1, Izabel Cristina ZATTAR 2, Marcelo Gechele CLETO 3, Nara Medianeira STEFANO 4

Recibido: 09/10/15 • Aprobado: 12/11/2015

Contenido

1. Introdução

2. Método

3. Dinâmicas e simulações como metodologia de ensino

4. Análise e discussão

5. Conclusão

Referências bibliográficas

1. Introdução

No Brasil os cursos de graduação (Belhot, 1997), em sua maioria, são baseados em conhecimento, ou seja, com enfoque na transmissão de conhecimento e centrados no professor (Santos, 2003). Assim, o ensino de Engenharia no Brasil ainda é apoiado na acumulação de conteúdos e na reprodução de conhecimento, faz-se, então, necessário a substituição desse modelo por outros que potencializem a aprendizagem.

O uso de novas abordagens (Althoff et al., 2009) de ensino no ensino superior vem se difundindo como uma alternativa eficaz na assimilação dos conceitos teóricos. Estas atividades trazem para dentro da sala de aula a sensação de um ambiente real, onde os acadêmicos podem aplicar, de forma prática, os conceitos apresentados nas aulas expositivas.

As pesquisas na área de tecnologias educacionais atravessam um período em que a diversidade tecnológica se destaca. Em especial, o uso da informática na educação abre um imenso campo de possibilidades, sendo possível destacar um campo específico neste segmento, o dos jogos digitais (Ribeiro, Timm e Zaro, 2006; Wangenheim, Kochanski, e Savi, 2009; Poeta e Geller, 2013).

O uso de jogos digitais (Erhel e Jamet, 2013; Shahriarpour e kafi, 2014; All, Castellar e Loy, 2015) na Educação não é propriamente uma novidade, sendo explorado desde meados da década de 1980. Porém, é possível notar, a partir da década de 2000, uma intensificação das pesquisas acerca do potencial educacional dos jogos digitais (Egenfeldt-Nielsen, Smith e Tosca, 2008; De Paula e Valente, 2014). Pode-se afirmar que esta maior intensidade nas pesquisas buscando relacionar jogos digitais e Educação se dá pelas mudanças pelas quais as sociedades atuais passam, nas quais as tecnologias digitais desempenham um papel cada vez mais importante.

Por meio de ambientes virtuais (Costa, 2014), como jogos e ferramentas de simulação, as pessoas podem ser capacitadas pela vivência com situações realísticas que podem ser encontradas na prática. Tal abordagem permite o desenvolvimento de experiências sem os riscos existentes no mundo real (Pfahl et al. 2000).  Além disso, utilizar abordagens de jogos e simulação permite ao estudante aprender fazendo, reduzindo assim a lacuna existenteentreteoria   eprática (Bakeretal. 2005).

Desta forma, os simuladores (Kikot et al., 2014) e os jogos, nas suas diversas modalidades, surgem como uma alternativa para esta demanda na educação. Experiências realizadas em diversas instituições de ensino, conforme relatos apresentados neste artigo, demonstram que este recurso didático/pedagógico pode tornar o processo ensino-aprendizagem dinâmico, motivador para alunos e professores e centrado no aluno.

O uso de jogos didáticos (Ammar e Wright, 1999; Song, He e Hu, 2012; Verschueren e Mardjan, 2015) facilita o aprendizado e aumenta consideravelmente o interesse e envolvimento dos alunos sobre o objeto de estudo. Assim, os jogos e simulações são ferramentas pedagógicas eficientes para o ensino, uma vez que permitem aplicar seus conhecimentos na tomada de decisão, explorar estratégias alternativas e suas consequências, em um ambiente seguro e ao mesmo tempo próximo do real.

Depexe et al. (2006) defende que estas ferramentas de treinamento, como a simulação, devem ser adaptadas de acordo com a demanda específica de conhecimento, combinando diferentes formas de ensino, métodos e ferramentas que possibilitem a aquisição de competências.

Neste contexto, este artigo tem como objetivo apresentar uma revisão bibliográfica com relação aos principais métodos de ensino na Engenharia de Produção no Brasil. Sendo enfatizado o aprendizado por meio do uso de jogos e simulação, especialmente nas subáreas de planejamento e controle da produção.

Além desta introdução o artigo encontra-se organizado da seguinte forma, nas seções: (ii) Método; (iii) Dinâmicas e simulações como metodologia de ensino; (iv) Análise e discussão; (v) Conclusão e, por as referências bibliográficas utilizadas.

2. Método

Por se tratar de um artigo de revisão bibliográfica, foi necessário o desenvolvimento de um framework para seu desenvolvimento, o qual é apresentado na Figura 01. Primeiramente foi definido o tema a ser abordado, o qual é referente às aplicações de métodos alternativos de ensino no Brasil, mais especificamente conceitos ligados ao uso de jogos e simulação no âmbito da engenharia de produção. A partir da definição do tema, foram definidas as palavras-chaves, as quais foram utilizadas na busca sistemática dos estudos revisados. Baseados em outros trabalhos e títulos de artigos referentes ao tema abordado, determinou-se que as palavras-chave utilizadas seriam: "alternativas de ensino"; "dinâmicas de ensino"; "simulação como ferramenta de ensino"; "jogos de empresas" e "jogos didáticos".

Figura 01: Framework
 Fonte: Elaborado pelos autores.

Na sequência foram escolhidas as principais fontes de pesquisa, isto é: Google Acadêmico, Portal da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Anais de Encontros de Engenharia de Produção e Congressos de Ensino em Engenharia.

A coleta e seleção de todos os artigos ocorreu no período entre Novembro/2014 a Fevereiro/2015. Nesta etapa, foram selecionados 35 artigos científicos. Na sequência foram analisadas informações com relação aos conceitos abordados pelas dinâmicas de ensino, os resultados alcançados e os principais benefícios obtidos, por meio da percepção e avaliação dos alunos, tendo estes sido compilados em gráficos e análises, as quais serão apresentadas no próximo tópico.

3. Dinâmicas e simulações como metodologia de ensino

Embora em educação os jogos (Ruohomaki, 2002) e os simuladores sejam empregados com propósitos semelhantes, facilitar o processo ensino-aprendizagem, há distinção entre os mesmos. Os simuladores são modelos que representam um sistema ou parte dele, enquanto que o jogo apresenta um componente lúdico e pode ser entendido como um conjunto de regras em que o jogador faz escolhas e recebe as consequências delas. Já um jogo simulador, é um sistema que envolve a performance de um jogo num contexto simulado.

Os objetivos e motivações apontados para a criação e uso dos jogos e simuladores (Werneck e Pires, 2005; Morsi e Jackson, 2007; Antonio, Uzun, 2012; Ross, Fitzgerald e Rhodes, 2014; Augustin et al., 2015) são diversos, entre eles, o acesso a experiências só possíveis no exercício profissional; baixo risco para os usuários; método de ensino-aprendizagem centrado no aluno; baixo custo, quando comparado ao sistema real; repetição dos ciclos; autonomia para aprender; proporciona experiência similar a realidade; aumento da capacidade para lidar com problemas mais complexos na vida profissional; desperta interesse e motiva; integra as diferentes áreas funcionais de uma empresa e possibilita avaliar melhor a compreensão sobre o assunto tratado.

Os jogos e dinâmicas despertam a criatividade (Schramm e Formoso, 2007; Navarrete, 2013; Lin e Lin, 2014) e encorajam a experimentação e a tomada de decisões, habilidades desejadas em profissionais de todas as áreas (Rossiter, 2007), sendo considerados ferramentas pedagógicas eficientes para o ensino, pois permitem explorar estratégias alternativas e suas consequências, em um ambiente seguro e próximo do real, com a vantagem de simplificar os elementos vivenciados cotidianamente e inseri-los no ambiente escolar.

Na educação de jovens e adultos, jogos e atividades lúdicas podem ter efeitos semelhantes, desde que sejam adaptados para este público e para o nível de conhecimento compatível com a formação. Lewis e Maylor (2007) afirmam que a utilização de atividades lúdicas provoca o aprendizado empírico por meio de experiências concretas que permitem ao estudante explorar a teoria e aplicá-la de modo mais crítico.

A aplicação de dinâmicas de ensino-aprendizagem (Klamm e Segovia, 2014) no âmbito da Engenharia de Produção tem sido relatada com frequência em simulações e jogos sobre conceitos das subáreas de planejamento e controle da produção, Tabela 01.

 Tabela 01: Relação dos artigos pesquisados

Com tantos pontos positivos, a utilização de jogos e simulações para o ensino tem despertado o interesse de pesquisadores que, cada vez em maior número, tem utilizado de diferentes estratégias no sentido de explorar os conceitos relacionados à administração da produção, como por exemplo, a produção enxuta, Material Requerimento Planning (MRP), Kanban, Just-in-Time (JIT), entre outros (Depexe et al., 2006).

Ammar e Wright (1999) apresentam oito atividades realizadas em sala de aula para o ensino de gestão de operações, dentre as quais, são descritas simulações computacionais e atividades que utilizam recursos físicos, como por exemplo, bloquinhos de montagem de brinquedos LEGO®. Os autores propõem a sua aplicação em exercícios para a aprendizagem de conceitos de programação linear e balanceamento de linhas de montagem, além de atividades que abordam conceitos como: Just-in-time (JIT), produção puxada x produção empurrada e Planejamento e Controle da Produção.

A aplicação de blocos de montagem LEGO® também foi descrita por Paxton (2003) em uma atividade que facilita o entendimento do conceito de curva de aprendizagem. Snider e Eliasson (2009), por sua vez, utilizaram os blocos LEGO® em um exercício que demonstra as diferenças entre a produção puxada e a produção empurrada, além de ilustrar como o sistema just-in-time pode ser combinado com a filosofia de customização de massa. Com outra abordagem, Smith-Daniels e Smith-Daniels (2008) aplicaram esses mesmos recursos didáticos para o ensino de conceitos essenciais de gerenciamento de projetos.

Heineck e Silveira (2003) produziram o Jogo do Andaime que procura trabalhar os conceitos de redução de tempo de setup por meio de padronização das atividades (formação de pacotes de trabalho), conceitos de JITe envolvimento da equipe. Na mesma linha, trabalhando conceitos como JIT e conceitos Lean está o Jogo do Barco (Pantaleão et al., 2003). Costa e Jungles (2005) descreveram uma atividade didática feita com canetas esferográficas para o estudo do mapeamento do fluxo de valor. Lage Junior e Fernandes (2005) utilizaram protótipos de madeira para ensino do funcionamento do sistema Kanban de duplo cartão.

Ozelkan et al. (2007) lançaram o Jogo do Abajur, cujo objetivo principal é comparar as diferenças existentes entre os diversos métodos de produção, artesanal, produção em massa, produção lean, por meio da fabricação de Lampshades. Có et al (2008) publicam os resultados do "Heijunka Didático", um jogo didático com cartas de baralho que contempla o nivelamento da produção, uma das principais práticas da manufatura enxuta.

No Brasil, conceitos como estudos de tempo (Santos, Gohr e Vieira Junior, 2012), balanceamento de linhas de montagem, planejamento de necessidade de materiais (MRP) e programação puxada com sistema kanban são abordados por meio de uma dinâmica, denominada Robocano, que utiliza conexões de PVC.

4. Análise e discussão

Para a análise e discussão aqui apresentadas, foram selecionados artigos referentes ao uso de jogos e simulação como alternativa de ensino, os quais tinham como principal característica a abordagem de conceitos a Engenharia de Produção. O Gráfico 01 apresenta a incidência dos principais tópicos relacionados à Engenharia de Produção, subáreas de planejamento e controle da produção, no âmbito dos artigos considerados.

Gráfico 01: Conceitos abordados nos artigos selecionados.
Fonte: Dados da pesquisa.

Ainda, dentre os artigos selecionados, muitos tinham como objetivo, além de descrever a aplicação de uma dinâmica alternativa de ensino, apresentar a avaliação dos alunos com relação aos resultados alcançados e os principais benefícios obtidos por meio da participação nas dinâmicas (Gráfico 02).

         Gráfico 02: Principais benefícios citados pelos discentes quanto à aplicação de jogos e simulação como alternativas de ensino
Fonte: Dados da pesquisa.

Observa-se que os conceitos citados com maior frequência são o JIT (Just-in-time), os relacionados à filosofia Lean, as diferenças entre a produção puxada e a produção empurrada e aqueles que dizem respeito ao planejamento e controle da produção.

Em relação aos benefícios, pode-se dizer que as aplicações das dinâmicas de ensino-aprendizagem, de uma forma geral, proporcionam motivação aos alunos, colocando o aluno como norteador do processo ensino-aprendizagem. Além disto, estão orientados para o desenvolvimento de competências e habilidades em contraposição a reprodução de conteúdo e, ainda, maior rendimento, ou seja, proporcionam um aprendizado mais abrangente, integrado e com maior retenção dos conteúdos.

5. Conclusão

Os jogos, simulações e dinâmicas são um instrumento válido de complementação do aprendizado, ou seja, quando utilizados juntamente com outras formas de ensino permitem uma aplicação mais concreta de conceitos abstratos ligados à Engenharia de Produção.

Dentre outras soluções existentes buscando aproximar a teoria da prática, tais como estágios curriculares e empresas juniores, as dinâmicas alternativas de ensino se destacam como método de aproximação de teoria e prática de forma efetiva. Dessa forma, os jogos possibilitam a coexistência entre aprendizagem e satisfação, pois não se trata tão somente de atividade lúdica e estimulante, mas, sob a perspectiva dos participantes, é efetiva para a prática de conceitos apreendidos.

A aprendizagem vivencial, por meio das dinâmicas alternativas, faz com que o papel principal do processo de ensino-aprendizagem se desloque para o discente, que passa a ser o centro do processo, diferentemente do ensino tradicional que enfoca o papel do professor. Isto facilita um envolvimento maior, pelo desejo da busca de aprendizado competitivo e cooperativo. O trabalho em grupo prevalece sobre a apresentação expositiva e individual do docente.

Ainda, métodos alternativos de ensino apresentam elevado potencial de contribuição para o processo ensino-aprendizagem e podem auxiliar professores e alunos a obter resultados esperados por novas práticas pedagógicas, isto porque em seus objetivos de escopo encontram-se não somente a possibilidade de exercitar determinada habilidade ou conceito teórico, mas também o trabalho em equipe, a vivencia de ambientes que apresentam algum grau de incerteza, a resolução de conflitos – comum em trabalhos em grupo, principalmente quando se trata da definição de estratégias empresariais; o trabalho e o aprendizado autônomos; a busca de conhecimentos adicionais, a troca de experiências, entre outras possibilidades.

Como trabalhos futuros, sugere-se um aumento no número de artigos pesquisados, bem como a procura por artigos que abordem o uso de métodos alternativos para o ensino de conceitos referentes às outras subáreas de conhecimento da Engenharia de Produção, como por exemplo, Logística, Engenharia da Qualidade, Engenharia do Produto, Engenharia Econômica e Engenharia do Trabalho.

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