Cobenge 2000
Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia
Ouro Preto - outubro 2000
 
 
 

O primeiro semestre do primeiro curso de Engenharia Física do Brasil
 
 

Póvoa, J. M. : povoa@df.ufscar.br

Araújo Moreira, F. M : faraujo@df.ufscar.br

Departamento de Física - Universidade Federal de São Carlos

Via Washington Luiz, Km 235

13565-905 - São Carlos – SP
 
 
 
 

Resumo: O Ensino de Engenharia tem passado por profundas modificações nos últimos anos, em particular no Brasil um grande avanço nessa linha se deu após os projetos "REENGE’s".

Em muitas das discussões ocorridas tem sido enfocado a necessidade de que o Engenheiro deve ter um forte embasamento em ciências e matemática, ser capaz de aprender a aprender, ser multiespecialista, etc. Foi procurando atender a essas necessidades/exigências que criamos na UFSCar o primeiro curso de Engenharia Física do Brasil.

Como o curso de Engenharia Física é oferecido pelo Departamento de Física responsável pelo oferecimento de disciplinas chamadas "básicas", temos a oportunidade de conhecer e interagir com nossos alunos desde seu ingresso no curso, condição essa indispensável para que o processo ensino - aprendizagem se concretize.

Estaremos nesse trabalho apresentando alguns resultados obtidos durante o primeiro semestre de existência do curso, em particular os relacionados à disciplina Física A.

Nessa disciplina além do estudo da física propriamente dita é feita uma revisão de matemática do ensino médio cujo conhecimento é indispensável para o entendimento de outras disciplinas. Estamos trabalhado de forma integrada e compartilhada com as outras disciplinas cursadas pelos alunos, e em todas as atividades temos estimulado o trabalho em equipe.
 
 

Palavras Chaves: Engenharia Física, UFSCar, Projeto Pedagógico

1. INTRODUÇÃO

Apesar de já existir a mais de 30 anos no exterior, só esse ano teve inicio o primeiro curso de Engenharia Física do Brasil, na Universidade Federal de São Carlos[ 1] . Ingressou nesse curso 30 alunos que foram selecionados no exame de seleção exclusivo da UFSCar.

Foi com objetivo de atender uma demanda de um novo "tipo de profissional" que a sociedade esta solicitando, que criamos esse curso. Hoje cada vez mais está sendo solicitado um engenheiro com forte embasamento em ciências e matemática, que seja capaz de aprender a aprender, que seja multiespecialista, etc

O Departamento de Física, por ser o que majoritariamente oferecerá disciplinas para esse curso de Engenharia Física, e de ter sido o idealizador do curso na UFSCar está assumindo a responsabilidade do bom funcionamento do mesmo, e como o Departamento de Física é um dos departamentos responsáveis pelo oferecimento de disciplinas chamadas "básicas", temos a oportunidade de conhecer e interagir com esses alunos desde seu ingresso no curso, condição essa indispensável para que o processo ensino-aprendizagem se concretize.

Durante esse primeiro semestre procuramos discutir intensamente com os alunos uma das principais características desse curso, que é o de formar o indivíduo para exercer uma profissão que provavelmente ainda não existe hoje, e de que todas as matérias estudadas, inclusive as do primeiro semestre são importante para sua formação. O mundo já não tem lugar para antigas profissões, a cada momento as novas tecnologias criam funções que há pouco tempo não existiam, e isso vai exigir desses futuros engenheiros uma capacidade de aprender muito maior do que foi exigido até agora. Discutimos bastante com esses alunos de que não cabe mais às universidades formar profissionais prontos para a industria/mercado de trabalho e sim formar um profissional capaz de se adaptar, adequar e aprender a, e na, nova profissão. Em particular na área de engenharia o aluno deve se conscientizar que deve continuar estudando e aprendendo sempre, isso será bastante facilitado se na Universidade tiver adquirido uma formação básica solida. Os estudantes devem se concientizar de que seu curso de engenharia começa no primeiro semestre e não, como muitos ainda pensam, após o 3º ano.

Como o curso é novo, muitas discussões ocorreram sobre algumas de suas características não só com os alunos, como também, em algumas escolas do ensino médio de São Carlos com possíveis futuros alunos. E em todas essas ocasiões temos insistido de que talvez o mais importante seja de que esse curso terá uma forte base nas ciências matemáticas e físicas, característica incomum em outros cursos de engenharia no Brasil. Mas, esta formação básica, que consideramos essencial para o sucesso profissional do Engenheiro Físico, nunca perderá de vista o seu lado aplicado. Sempre levará em conta que a principal característica do engenheiro é justamente a criatividade, e que, sobretudo, tenha capacidade e ferramentas atuais para "engenheirar" . Com esse "engenheirar" estamos pensando não só naquele indivíduo que seja capaz de utilizar de tecnologias já existentes, mas também que seja capaz de criar e desenvolver novas tecnologias.

Aparentemente estamos com esse curso indo na contra mão do que tem acontecido com muitos cursos de engenharia no Brasil. A carga horária semanal média durante os 10 semestres será 28 horas semanais (28 créditos), carga essa constituída basicamente por disciplinas formativas. Achamos que isso é necessário, os alunos não tem tido o habito de estudar, cada vez mais eles tem ingressado na universidade mais jovens e muitas vezes sem perspectivas futuras. Eles sabem perfeitamente que já foi o tempo em que um diploma era uma condição suficiente para ser bem sucedido. Com uma carga horária semanal maior é possível, procurar conscientizar os alunos da necessidade de estudar, a aprenderem/treinarem a trabalhar em equipe, etc.

Um desafio está colocado para nós professores, devemos procurar utilizar pelo menos parte , se não todo o tempo daquela aula tradicional do tipo "cuspe e giz" para discutir com os alunos e para que possamos utilizar um novo modelo de aula, mais participativa e interativa, afinal esse novo profissional que pretendemos formar deve ser formado também de uma forma diferente do que fomos formados. Outro desafio que temos enquanto professor é de conscientizar nossos alunos desde o primeiro semestre, e principalmente nele, de que se estuda para aprender e não só para "tirar nota". Geralmente os alunos ingressantes nas universidades foram estimulados no ensino médio ou nos famosos "cursinhos" a resolver em um menor tempo o maior numero de exercícios para "passar no vestibular", achamos que um grande desafio que temos, principalmente nas primeiras disciplinas de todos os cursos é quebrar esse paradigma, o aluno deve estudar para aprender e o aprender é a nova ferramenta para ser bem sucedido.

2. O PRIMEIRO SEMESTRE DO CURSO.

Durante esse primeiro semestre os alunos do curso de Engenharia Física cursaram basicamente o que todos os alunos das outras Engenharias cursam, i.é, Física (Mecânica) que no nosso caso chama-se Física A com 08 horas de aulas semanais; Física Experimental A com 04 horas de aulas semanais; Calculo Diferencial e Integral 1 com 06 horas de aula semanais; Geometria Analítica com 04 horas de aula semanais e Química Tecnológica Geral com 06 horas de aula semanais.

Uma diferença significativa, pelo menos no que diz respeito aos outros cursos de Engenharia da UFSCar, é o fato da disciplina de Física A ter 08 horas de aula semanais. Optamos por esse número, aparentemente exagerado, (nos outros cursos a primeira disciplina de Física cursada tem 04 horas de aulas semanais) para que possamos fazer uma revisão de Matemática e Física do ensino médio e principalmente para que possamos ter tempo para dialogar com nossos alunos procurando conhece-los melhor, concordamos plenamente como o que diz o prof. W. A. Bazzo [ 2] "Conhecer os alunos com quem vamos trabalhar deve ser a premissa básica para empreendermos um ensino que resulte em aprendizagem transformadora" . Com esse contato com os alunos não só na disciplina Física A como também na disciplina Física Experimental A pudemos ouvi-los e conhecer seus sonhos, suas histórias pregressas, suas ambições e dificuldades desde o inicio curso, talvez esse seja um dos grandes diferenciais do curso. Nessa oportunidade procuramos incentiva-los de que essa formação chamada de "básica" será de suma importância para sua profissão futura, é ai que ele começa o treinamento para aprender a aprender.

Geralmente nas universidades brasileiras o ensino de Cálculo Diferencial e Integral e Física para os curso de Engenharia tem sido de forma compartimentalisada. Os conceitos de Física geralmente não são explorados nas disciplinais de Cálculo e a potencialidade do Cálculo não é aproveitada suficientemente na Física. Não tem existido uma homogeneidade na linguagem empregada e continuidade no desenvolvimento dos tópicos abordados. Muitas vezes o aluno adquire uma postura mental perniciosa considerando a Física e o Cálculo como matérias totalmente distintas e apresenta grande dificuldade em resolver problema. Uma maior integração entre as disciplinas também é um dos objetivos desse curso, por exemplo aproveitamos de uma experiência que já realizamos em 1999 com duas turmas de Física e duas turmas de Cálculo oferecidas aos alunos dos cursos de Engenharia de Materiais e Engenharia Química [ 3] , e procuramos desde o inicio do curso trabalhar mais integradamente todas as disciplinas cursadas pelos alunos no 1o. semestre. Em um primeiro momento houve uma integração bastante boa entre as disciplinas Física A, Física Experimental A, Calculo Diferencial e Integral a e Geometria Analítica.

Após ministrarmos disciplinas de física básica para vários cursos da UFSCar constatamos que muitas vezes o aluno tem dificuldade em matemática e/ou física do ensino médio e não só nas disciplinas estudadas na Universidade. Foi pensando em discutir também essa problemática com os alunos que optamos por fazer também na disciplina Física A uma revisão de Matemática e Física, parte dessa atividade se deu através de 20 avaliações individuais (10 de Física e 10 de Matemática). Utilizamos para produzir essas avaliações um banco de questões de vestibulares contendo mais de 5 000 questões de Física e Matemática[ 4] . Cada uma dessas avaliações constaram de mais ou menos 4 questões e foram geradas aleatoriamente do banco de questões de cada tópico selecionado. Vale ressaltar que apesar de contar como parte da avaliação final o objetivo principal dessas avaliações ("provinhas") foi incentivar o aluno a fazer uma revisão de Física e Matemática do ensino médio, e, se encontrasse dificuldade procurasse estudar para só depois prosseguir com as outras avaliações.

Em todas as atividades procuramos incentivar os alunos a trabalharem em equipe, essa pratica já é adota nas disciplinas de em Física Experimentais.

Esses 30 alunos que ingressaram no curso de Engenharia Física, quando foi possível tiveram aulas juntamente com os alunos do curso de Física (ingressaram 50 alunos na Física). Para atender esses 80 alunos foram montadas: duas turmas de Física A, três turmas de Física Experimental A, duas turmas de Cálculo Diferencial e Integral, duas turmas de Geometria Analítica e uma turma de Química Tecnológica Geral, já que os alunos de Física não cursam essa disciplina, essas turmas atenderam basicamente e preferencialmente esses alunos (calouros de Física e Engenharia Física)

3. Plano de Física A

Esse plano de Física A, que a partir desse semestre passou de 06 para 08 créditos, foi amplamente discutido no inicio e durante o semestre com todos os alunos. Existiu 2 turmas de Física A, sendo que em cada uma tinha 15 alunos de Engenharia Física e o restante era composta por alunos do curso de Física e também de alguns alunos do curso de Física que ingressaram em anos anteriores e não haviam sido aprovados também fizeram essa disciplina.

Nessa disciplina foi utilizado como livro texto " o livro - Curso de Física Básica 1 – Mecânica – Moysés Nussenzveig – Editora Edgard Blücher Ltda" .

Nessa disciplina além do estudo do programa de Física A propriamente dito que consistiu de 13 unidades (13 capítulos do livro texto) também foi feito uma revisão de Matemática e Física, ambas subdividida em 10 unidades, as quais podiam ser estudadas/revisadas em vários livros/apostilas adotados no ensino médio.

Unidades relativas às atividades de revisão de matemática

1- Conjuntos Numéricos: Expressões e frações algébricas: Expressões numéricas: Fatoração e Produtos Notáveis; Grandezas proporcionais; Porcentagem; Razões e proporções 2- Equações: 1º grau; 2º grau; 3º grau; Modular; Equações Polinomiais; Inequações: Exponencial; 1º grau; 2º grau; Logarítmica; Modular; Polinômios 3- Sistemas Lineares

4-Funções: Afim; Bijetora; Composta; Exponencial; Inversa; Modular; Par/Impar;

Quadrática; Geral; Polinomial

5- Geometria Analítica: Circunferência; Conceitos básicos; Canônicas; Reta

6- Geometria Espacial: Esferas; Ângulos; Diedros e triedros; Retas e Planos

7- Geometria Plana: Arcos, Áreas, Circunferências e círculos, conceitos básicos, congruência de triângulos Polígonos, Polígonos regulares, Pontos notáveis de triângulos, Quadriláteros Notáveis, Segmentos proporcionais, semelhança de triângulos, Triângulo Retângulo, Triângulo.

8–Trigonometria ; Arco duplo; Arco de circunferência; Equações; Funções Trigonométricas; Funções Trigonométricas Inversa; Inequações; Lei dos cosenos; Lei dos senos; Relações Trigonométricas; Soma de Arcos

9- Logaritmos; Exponenciais; Potenciação; Radiciação

10- Números Complexos

Gostaríamos de ressaltar que os tópicos abordados não foram selecionados por serem mais ou menos importantes, eles servem apenas como um guia para que o aluno tenha uma seqüência de estudo, já estamos implementando algumas mudanças nesses tópicos para os próximos semestres.

Unidades relativas às atividades de revisão de Física

1. Medidas, Unidades e Vetores

2. Cinemática de uma partícula em 1 dimensão

3. Cinemática de uma partícula em mais de 1 dimensão

4. Dinâmica de uma Particula – As Leis de Newton

5. Dinâmica de uma Particula – As Leis de Newton

6. Trabalho e Energia

7. Conservação de Energia

8. Conservação da Quantidade de Momento

9. Colisões

10.Gravitação

Os tópicos de Física foram assim distribuídos por ser mais ou menos os tópicos abordados em quase todos os livros de física- mecânica tanto no ensino médio quando superior adotados em escolas brasileiras.

3.1. Trabalho em equipe

Uma das metas dessa disciplina é também fazer com que os alunos treinem a trabalhar em equipe. Durante esse primeiro semestre do curso parte das atividades dessa equipe foi estudar o programa da disciplina Física A, o que ocorreu tanto em sala de aula quanto fora. Parte do horário das aulas foram destinadas para que os alunos fizessem estudo em equipe, cada equipe foi formada por 4 alunos e incentivamos que permanecessem juntos durante todo o semestre .

Duvidas das provinhas (revisão) deveriam ser tiradas nos horários de atendimento (com os professores ou monitores).

As avaliações consistiram de:

Avaliação em equipe:

- Consistiu de lista de exercícios que foram feitas pelas equipes. Essas listas foram geradas de forma que as equipes fizessem todos os exercício do livro texto. Cada exercício constava da lista de pelo menos 2 equipes, mas não existia listas iguais. Em um primeiro momento as duvidas deviam ser tiradas entre as equipes, para só depois solicitar ajuda de um dos professores e/ou monitor da disciplina.

Avaliações de revisão (continuas):

- Uma "Provinha’ para cada unidade relacionada à revisão de matemática

- Uma "Provinha" para cada unidade relacionada à revisão de Física

Esporadicamente essas avaliações poderiam ser realizada em equipe, nesse caso as notas de todos da equipe seriam iguais.

Avaliações Discretas:

3 Provas que realizadas durante o semestre

1 prova substitutiva cuja nota poderia substituir uma nota de Prova.

- O aluno teve o direito de refazer as avaliações contínuas realizadas (revisão) individualmente tantas vezes quanto quisesse. Se o aluno tirava nota inferior a 6,0 em qualquer uma das avaliações continuas individuais (prova ou lista de exercícios) foi sugerido que ele a refizesse.

- Foi Sugerido que ele só fizesse uma avaliação quando tivesse feito as avaliações referentes às unidades anteriores.

- O aluno podia fazer mais de uma avaliação por dia.

- Em todas as avaliações o aluno podia fazer consultas a anotações pessoais feitas em no máximo uma folha de papel sulfite, escritas a mão (Não valia feitas no microcomputador), nunca a anotações de outros e muito menos consultar os colegas, a não ser no caso de que a avaliação estivesse sendo feita pela equipe, neste caso discussões com os participantes da equipe era indispensável (instituímos com isso a "cola oficial")

As avaliações contínuas (revisão) individuais tanto podiam ser feitas no horário das aulas (geralmente no final da aula), nos horários de atendimento ou outros horários combinado com o professor.

3.2 Organização do estudo

Muitas vezes o aluno diz que não entendeu um determinado tópico ou exercício, ai perguntamos "você estudou? quanto você estudou? .Geralmente a resposta a essas questões não são muito claras. Para tentar auxiliar o aluno a se organizar nesse 1º semestre do curso distribuímos a todos os alunos uma pequena tabela (abaixo) para que ele anotasse o quanto estudou cada disciplina em cada dia da semana. Embora ainda sem obter muito sucesso, pretendemos continuar a estimular o aluno a se organizar para estudar utilizando-se de tais tabelas e/ou incentivando-os a utilizarem agendas. (todos os alunos ao ingressaram na UFSCar ganharam uma agenda que deveria ter sido utilizada também para essa finalidade)

Tabela para organizar o estudo

Aluno .............................................................................RA............. Semana .....................

Tempo de estudo (fora da sala de aula) dedicado a cada disciplina em cada dia da semana. Escreva na coluna "Nota" o quanto você tirou na última prova de cada matéria. Quando for nota de relatório na indique após a nota R1, R2, etc, quando for nota de prova indique P1, P2, etc
 
  2a. feira 3a. feira 4a. feira 5a. feira 6a. feira SAB DOM TOTAL Nota
Física A                  
Exp. A                  
Cal.Dif. Int.                  
Geom. Anal                  
Q. Tec.

4. CONCLUSÃO

O êxito desse curso e do futuro profissional Engenheiro Físico depende muito do primeiro semestre, quando o aluno chega na Universidade ainda cheio de sonhos, nesse primeiro contato com o curso podemos e devemos incentiva-lo a estudar e aprender. Sabemos que temos um grande desafio pela frente, e temos a certeza de que o êxito do curso dependerá muito mais do estudante que enfrentará um conteúdo planificado para expandir a sua capacidade de solucionar problemas do que de nós professores. Só obteremos êxito se o estudante de hoje for capaz de continuar a aprender pelo resto de sua vida, tornando-se um profissional aprendiz. O profissional já não pode ser formado integralmente na universidade, não cabe mais às universidades formar profissionais prontos para a industria/mercado de trabalho e sim formar um profissional capaz de se adaptar, adequar e aprender a, e na, nova profissão.

O êxito desse novo curso é um desafio para todos nós da UFSCar, e esperamos poder contar com o apoio de toda a sociedade, em particular com sugestões dos professores dos cursos de Engenharia do Brasil, para melhorar cada vez mais a formação desse novo profissional para que ele possa atuar nessa sociedade em plena transformação não esquecendo os princípios éticos e morais que deveria ser inerentes a todo o profissional.
 
 

BIBLIOGRAFIA

[ 1] Araújo-Moreira, F. M e Póvoa, J. M; O primeiro curso de Engenharia Física do Brasil - Um projeto já concretizado. Anais do XXVIII COBENGE – Ouro Preto – MG – outubro/2000

[ 2] Bazzo, W. A; "Conhecendo os alunos iniciantes de um curso de engenharia" ; Anais do XVII COBENGE – 1999

[ 3] J. A. Salvador; C. Constantino, N. Baldin e J. M. Póvoa, Integração de Cálculo e Física nos cursos de Engenharia da UFSCar - Anais do XXVII COBENGE - Natal – RN – setembro/1999

[ 4] - Gerenciador de Questões – Super Professor - Interbis