Integrando Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP) e impressão 3D no ensino de engenharia mecânica: uma abordagem para a sondagem de conhecimentos prévios e a construção de protótipos

Abstract

Neste trabalho, é apresentada uma proposta de sequência didática a ser aplicada ao curso de Engenharia Mecânica de uma universidade privada do Estado de Santa Catarina. Essa proposta tem como fundamentos teóricos a Teoria da Aprendizagem Significativa, de David Ausubel, e a Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP). A pesquisa foi desenvolvida para promover a aprendizagem significativa dos alunos, integrando teoria e prática por meio de atividades relacionadas à manufatura aditiva e impressão 3D. Ao aplicar a Teoria da Aprendizagem Significativa, busca-se proporcionar aos alunos uma aprendizagem ativa em que eles possam construir seu conhecimento de forma significativa, relacionando-o com seus conhecimentos prévios e aplicando-o em situações concretas. A ABP, por sua vez, promove o desenvolvimento de habilidades de resolução de problemas, trabalho em equipe e pensamento crítico, preparando os alunos para os desafios reais que enfrentarão em suas carreiras. A sequência didática proposta é estruturada em quatro etapas que abordam desde a introdução aos conceitos de prototipagem e manufatura aditiva até a fabricação e análise de protótipos utilizando a impressora 3D. Cada etapa é composta por atividades teóricas e práticas em que os alunos têm a oportunidade de explorar os conceitos, realizar experimentos e aplicar seu conhecimento na resolução de problemas. A pesquisa foi conduzida por meio da aplicação de questionários antes e depois de cada etapa, com o intuito de avaliar o conhecimento prévio e o aprendizado dos alunos ao longo do processo. Além disso, a percepção dos alunos e do professor foi registrada, permitindo uma análise qualitativa dos resultados. Os resultados obtidos indicaram um aumento significativo no conhecimento dos alunos sobre os temas abordados, assim como uma melhoria em suas habilidades práticas e de trabalho em equipe. Os alunos demonstraram maior compreensão dos conceitos de prototipagem e manufatura aditiva, bem como da importância dos parâmetros de impressão e das propriedades mecânicas dos materiais. A atividade de fabricação de uma mini furadeira de mesa impressa em 3D foi especialmente relevante, proporcionando aos alunos a oportunidade de aplicar seus conhecimentos em um projeto real e desenvolver suas habilidades de design e prototipagem.