Recursos de engenharia

O que é um engenheiro? Eu não tinha ideia até o terceiro ano do ensino médio. O Dr. Jon Cole, um professor veterano da Walla Walla University (na época, apenas faculdade Walla Walla) em College Place, Washington, veio falar com os alunos da Platte Valley Academy, em Shelton, Nebraska, sobre engenharia e então descreveu o programa do Walla Walla. Naquele dia, descobri que seria engenheiro, e já sou há mais de 35 anos. Agora ensino engenharia na Universidade Walla Walla, onde tenho o privilégio de transmitir aos alunos a bênção de um programa adventista de engenharia.

O mundo mudou desde que me formei no programa de engenharia, em 1986, e os engenheiros projetaram os dispositivos e ferramentas que possibilitaram muitas dessas mudanças. Engenheiros resolvem problemas e melhoram a capacidade das pessoas de funcionar de forma eficaz e eficiente. Com a expansão da tecnologia, os engenheiros devem se adaptar para entender melhor o lado humano da tecnologia. Todos podem se beneficiar dessas habilidades. Atualmente, as escolas de ensino fundamental e médio da Divisão Norte-Americana (North American Division - NAD) devem atender aos padrões de aprendizado da engenharia; no entanto, precisamos de padrões para as escolas de ensino médio para preparar os alunos para a faculdade ou seguir carreiras técnicas.

A maioria dos professores não foi treinada em engenharia, esta é uma grande questão. Encontrar recursos para ensinar engenharia pode parecer esmagador. Aqui estão algumas sugestões para ajudá-lo a começar.

O que é engenharia?

Engenharia é a resolução de problemas de forma disciplinada. Os engenheiros têm aulas de ciências, matemática, psicologia, sociologia e outras que contêm conhecimentos que podem usar para tornar o mundo mais seguro, mais confortável e mais divertido para os humanos e outras criaturas de Deus. O vídeo da National Science Foundation (NSF), O que é Engenharia? (What Is Engineering?), é uma boa introdução.¹

Como se fazem bons engenheiros?

Tenho observado que bons engenheiros compartilham características comuns como persistência, curiosidade e desejo de melhorar as coisas. Eles aprenderam resolução de problemas, ciências e matemática e a trabalhar em equipe; e aprenderam a crescer com os erros – tanto deles quanto dos outros.

E se os alunos acharem que não são bons em matemática?

“O caminho para o sucesso da engenharia é a matemática.”² Os alunos precisam de uma base sólida em matemática e ciências antes de entrar na faculdade para ter sucesso em engenharia. No entanto, “a ideia de que algumas pessoas são ‘pessoas da matemática’ e outras não é um mito que permeia a sociedade ocidental. Essa ideia prejudicial foi contestada nos últimos anos pela neurociência, mostrando que a matemática é uma disciplina, como todas as outras, que é aprendida com trabalho e prática.”³ Pesquisadores descobriram que “quando os alunos estão no ensino médio, eles já tomaram decisões implícitas sobre seguir ou não seguir cursos avançados de matemática e ciências, e essas escolhas são determinadas pelo sucesso anterior.”⁴ Em todos os níveis, podemos rejeitar a ideia de que a habilidade matemática é inata. A persistência é a chave para se tornar um engenheiro, especialmente para garotas e estudantes em grupos sub-representados.⁵

Onde a engenharia se encaixa no currículo?

Como vivemos em um mundo de engenharia, ela pode se encaixar em muitas partes do currículo. A ética e os efeitos da engenharia são importantes em ainda mais áreas de conteúdo, como história, comunicação, ética e aprendizado colaborativo. Este artigo aborda alguns recursos para incluir a engenharia em partes específicas do currículo.

História e engenharia

Sabemos pouco sobre os primeiros engenheiros, mas podemos ver os resultados de seu trabalho. Além de ser uma ótima palavra para se usar nas palavras cruzadas, qanat é um canal subterrâneo que leva água aos campos para irrigação. A Unesco listou o Qanat persa em sua Lista do Patrimônio Mundial sob Valor Universal Excepcional.⁶ Sua página da web (http://whc.unesco.org/en) tem muitos recursos sobre os qanats e outros projetos de engenharia.

Conhecemos a pessoa que inventou as fechaduras: Ch'iao Wei-Yo na China.⁷ As fechaduras tornaram-se mais úteis depois que um conhecido engenheiro, Leonardo da Vinci, inventou uma fechadura melhorada, que ainda usamos hoje.⁸ Pensamos em da Vinci como artista, mas ele era mais conhecido como engenheiro durante sua vida. Tanto a arte quanto a engenharia foram combinadas nas atrações que ele empregou. Eram como as produções que a Disney faz hoje.⁹

Existem inúmeros exemplos de arte combinada com engenharia. De belas catedrais e pontes a projetos arquitetônicos ornamentados de centros de transporte, paisagens urbanas e outras estruturas (por exemplo, a Torre Eiffel, o Arco de Saint Louis ou estruturas que se tornam ícones de um lugar específico), os engenheiros estão integrando consistentemente arte com ciência, tecnologia, arte e matemática (Steam), uma vez que essas áreas combinam bem.¹⁰

Engenharia, comunicação e trabalho em equipe

A construção do santuário israelita no deserto combinou engenharia, comunicação e trabalho em equipe. Deus deu a Bezalel e Aoliabe a capacidade de projetar e trabalhar metais, madeira e joias. Os dois não poderiam ter terminado o santuário sozinhos em sua vida. Felizmente, Deus também os tornou capazes de ensinar os outros.¹¹ Com sua liderança e trabalho em equipe, a tarefa foi concluída rapidamente.

Os engenheiros de hoje trabalham quase exclusivamente em equipes. Os trabalhos são muito complexos para qualquer pessoa fazer sozinha. Muitos professores de engenharia usam um conjunto de ferramentas do CATME.org (nomeado assim após seu primeiro projeto: Comprehensive Assessment of Team Member Effectiveness, Avaliação Abrangente da Eficácia dos Membros da Equipe) para designar alunos a equipes e ensiná-los a avaliar a eficácia de suas equipes e membros. Pesquisadores validaram extensivamente essas ferramentas para uso em salas de aula de engenharia.¹² Mais recentemente, Ferguson, Ohland e Cao encontraram indicações de que o CATME pode funcionar em salas de aula do ensino fundamental e médio.¹³ A pesquisa subjacente às ferramentas CATME encontrou cinco categorias principais de habilidades de trabalho em equipe:

• Contribuir para o trabalho da equipe é a capacidade de agregar valor ao trabalho e/ou projeto de uma equipe.
• Interagir com colegas da equipe refere-se à maneira como os indivíduos se comunicam em suas equipes.
• Manter a equipe no caminho certo (cronograma) e identificar e medir o cumprimento das metas em cada etapa do projeto.
• Esperar qualidade significa trabalhar de forma colaborativa para produzir os melhores resultados possíveis da equipe.
• Ter conhecimentos, habilidades e capacidades relevantes refere-se ao conhecimento básico dos membros individuais da equipe e formas de desenvolver essas habilidades, se necessário.¹⁴

Essas habilidades podem ser ensinadas e praticadas separadamente da engenharia, bem como em projetos de engenharia. Nos últimos cinco anos, os alunos chegam ao nosso programa com melhores habilidades de trabalho em equipe do que os alunos da época em que comecei, por isso aprecio a educação que receberam no ensino fundamental e médio.

Engenharia e ética

Engenheiros podem fazer coisas incríveis. Eles podem usar suas habilidades para o bem de todos. No entanto, desde a Torre de Babel até armas de destruição em massa, vírus de computador e malware, a engenharia tem sido usada para o mal. Associações de engenharia, como a Sociedade Nacional de Engenheiros Profissionais, National Society of Professional Engineers (NSPE), desenvolveram códigos de ética para seus membros seguirem. Esses códigos variam em detalhes, mas esta declaração do Código NSPE os resume bem: “A engenharia tem um impacto direto e vital na qualidade de vida de todas as pessoas. Assim, os serviços prestados por engenheiros exigem honestidade, imparcialidade, justiça e equidade, e devem ser dedicados à proteção da saúde pública, segurança e bem-estar.”¹⁵ Os alunos mais jovens podem não estar prontos para lidar com algumas das complexas questões éticas que os engenheiros provavelmente enfrentarão, mas, em todos os níveis de ensino, a engenharia deve ser ensinada com a filosofia que mantém o requisito rigoroso de evitar danos a qualquer pessoa.

Recursos gerais de engenharia

A NSF oferece vários recursos para professores, alunos e pais em seu site.¹⁶ O Tryengineering.org é atualizado frequentemente com novos recursos para professores, alunos e voluntários. Muitas vezes você pode encontrar engenheiros locais que ficarão felizes em visitar sua sala de aula ou organizar uma viagem de campo. Possivelmente, você conhece alguém que conhece um engenheiro. Caso contrário, uma procura on-line e em publicações de notícias locais pode ajudá-lo a encontrá-los.

Os engenheiros do YouTube também criam recursos excelentes. A Engenharia Prática (Practical Engineering)¹⁷ é de um engenheiro civil que fornece conteúdo que trata de pontes, estradas, água, edifícios e coisas relacionadas. A Engenharia Explicada (Engineering Explained) se concentra em como os carros funcionam. A Engenharia Real (Real Engineering) fornece, como afirma seu slogan, “respostas interessantes para perguntas simples”. Existem muitos outros, mas estes são os três principais que mantiveram meu filho interessado. Mais recursos de engenharia podem ser encontrados com apenas uma pesquisa na web. Divirta-se aprendendo e ensinando sobre engenharia!

Este recurso foi revisado por pares.

Melodie Ann Reed Williams

Melodie Ann Reed Williams, MSCE, é professora de engenharia na Escola de Engenharia da Walla Walla University, em College Place, Washington, Estados Unidos. Ela obteve seu mestrado em Engenharia pela Washington State University e um bacharelado em engenharia pela Walla Walla University. Antes de lecionar em Walla Walla, ela trabalhou como consultora em engenheira civil e ambiental e no Departamento de Ecologia do Estado de Washington, Programa de Resíduos Nucleares e Programa de Qualidade da Água. A professora Williams é membro da Sociedade Americana de Engenheiros Civis, da Sociedade Americana de Educadores de Engenharia e dos Engenheiros sem Fronteiras.