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Aprendizagem baseada em Problemas aplicada a Engenharia
de Software: Suporte a Disciplina de Resolução de Problemas I
Mateus H. Dal Forno, Helison R. Teixeira, Graciela S. Jaques, Márcia C. Cera¹
Vanessa Gindri Vieira²
¹UNIPAMPA – Universidade Federal do Pampa
Campus Alegrete – Av. Tiarajú, 810 – Bairro Ibirapuitã, Alegrete, RS, BR – CEP 97.546-550
²UFSM – Universidade Federal de Santa Maria
Av. Roraima, 1000 – Cidade Universitária, Bairro Camobi, Santa Maria, RS, BR – CEP 97.105-900
{mateush.dalforno, helisonreus, graciiella.sj}@gmail.com,
marciacera@unipampa.edu.br, vanessagvieira@gmail.com
Resumo: Este trabalho visa relatar o uso da Aprendizagem Baseada em
Problemas (ABP) no curso de Engenharia de Software (ES) da Universidade
Federal do Pampa (UNIPAMPA). A adaptação da abordagem ao contexto do
curso faz-se através de disciplinas, chamadas de Resolução de Problemas, as
quais instigam os alunos a se organizar como uma equipe de trabalho para
construir soluções aos desafios através de um sistema computacional. O foco
deste trabalho foi dar suporte às atividades vinculadas à disciplina de
Resolução de Problemas I (RP-I), ofertada aos alunos ingressantes no curso.
Foram criados e utilizados mecanismos para facilitar o acompanhamento, por
parte dos professores tutores, e o desenvolvimento das atividades, por parte
dos alunos. Na disciplina ofertada no primeiro semestre de 2011 pode-se
avaliar os mecanismos de suporte propostos. O resultado obtido foi positivo
uma vez que a maioria dos alunos afirmou perceber coerência entre a
abordagem ABP e a prática em engenharia de software.
Palavras-chave: Aprendizado Baseado em Problemas, Engenharia de Software,
Resolução de Problemas.
Abstract: This paper reports the use of the Problem-Based Learning (PBL)
approach in the Software Engineering course of the Federal University of
Pampa (UNIPAMPA). This approach is adapted to the ES course through a
class called Problem Solving, which aims to encourage the students to
organize themselvels as a team to build solutions to challenges as a computer
system. The focus of this work was to support the activities related to the
Problem Solving I class, offered to freshmen. Were created mechanisms to
help the teachers to monitore the team's activities, as well as to guide the
students during the developing phase. We evaluate these mechanisms with the
students that start the ES course in in the first half of 2011. The results were
positive given that most students realized the coherence between PBL
approach and the practices required in software engineering.
Keywords: Problem Based Learning, Software Engineering, Problem Solving.
1. Introdução
A Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP, do inglês, Problem Based Learning -
PBL) visa à construção integrada de conhecimento de forma estruturada com base em
problemas no contexto do domínio alvo [Souza et al 2010]. Através da integração entre
os conhecimentos construídos e as condutas para solução desses problemas têm-se o
desenvolvimento de habilidades para a aprendizagem autônoma e para o trabalho em
grupo. Dessa forma, a ABP possibilita que os próprios alunos se tornem responsáveis
pela construção do conhecimento, uma vez que o aprendizado está centrado no aluno e
nas discussões em torno da solução de um problema alvo.
Estas características da abordagem ABP têm despertado um forte interesse na
comunidade acadêmica para seu uso como uma estratégia de ensino que aproxima a
teoria e a prática. É justamente por almejar um modelo de ensino que busque atenuar a
distância entre o ensino acadêmico e o que o mercado de trabalho espera dos
profissionais, que o curso de Engenharia de Software (ES) da UNIPAMPA foi
estruturado com base na ABP.
Os cursos de graduação em Engenharia de Software são recentes no Brasil,
embora sejam comuns no exterior, inclusive com currículos definidos pela IEEE
Computer Society e Association for Computing Machinery - ACM [IEEE 2004; IEEE e
ACM 2004]. O curso de ES da UNIPAMPA foi organizado para favorecer um
aprendizado significativo, com forte embasamento teórico-prático, pautado na
autoaprendizagem e na aproximação com as práticas profissionais. A ABP foi utilizada
como base desde o projeto e concepção do currículo do curso, onde primeiramente
foram definidas as habilidades e as competências esperadas do egresso, para depois
chegar-se aos componentes curriculares necessários a fim de suprirem tais habilidades e
competências [Moesby 2009]. Assim, se espera tornar o dia a dia no curso mais
próximo de um ambiente profissional dinâmico e desafiador, favorecendo a formação de
profissionais proativos, comprometidos com a qualidade de trabalho e capazes de se
adaptar a pluralidade dos ambientes profissionais da área.
Este artigo apresenta parte do trabalho de adaptação do uso da abordagem de
ABP no curso de ES da UNIPAMPA. O foco do nosso trabalho está voltado aos alunos
ingressantes no curso e no primeiro contato deles com a área de engenharia de software
e com a abordagem ABP. O desafio deste trabalho está na necessidade de cativar os
alunos ingressantes tanto para as questões de uma área do conhecimento contemporânea
e desafiadora como a engenharia de software, quanto para uma forma de aprendizagem
não convencional e inovadora.
O trabalho desenvolvido originou uma série de mecanismos para servir de guia
durante o desenvolvimento das atividades necessárias para a composição da solução a
ser proposta. Tais mecanismos estimulam os alunos a aplicarem os conceitos de
engenharia de software na elaboração da solução computacional esperada. Eles também
servem como um meio para que os professores possam acompanhar a evolução dos
alunos durante o desenvolvimento da solução. Este artigo apresenta os retornos obtidos
dos alunos que ingressaram no curso em março de 2011. Conforme veremos, estes
alunos consideram que a abordagem ABP favorece o estreitamento entre a teoria e a
prática. Adicionalmente, consideram importante a existência dos mecanismos de apoio
para guiar o processo de construção da solução.
O restante do texto está organizado da seguinte forma: a Seção 2 apresenta uma
revisão de literatura referente a abordagem ABP e sua utilização no ensino superior. Na
Seção 3 há uma descrição de como o curso de ES da UNIPAMPA foi estruturado
levando em consideração a abordagem ABP. A Seção 4 apresenta nosso estudo de caso:
a disciplina que representa o primeiro contato dos alunos ingressantes com a engenharia
de software e com a ABP. Posteriormente, na Seção 5, apresentaremos os relatos
obtidos pelos alunos que ingressaram no curso em março de 2011, onde se busca
identificar qual a percepção dos alunos frente a proposta do curso de ES. Por fim, a
Seção 6 encerra este artigo apresentando nossas considerações finais.
2. Aprendizagem Baseada em Problemas
A busca por métodos alternativos aos tradicionais para estimular a aprendizagem dos
alunos tem sido foco de muitas pesquisas atualmente. Isto porque, com a globalização e
a sociedade do conhecimento, é necessário um maior diálogo entre o ensino, as
empresas e a sociedade, formando uma hélice tripla [Araújo e Sastre 2009].
ABP pode ser vista como uma abordagem de ensino e aprendizagem baseada na
resolução de problemas. Suas origens datam dos anos 50 e sua orientação inicial era o
modelo presencial. Ela abrange desde o conceito didático baseado somente na resolução
de problemas até a combinação de cursos tradicionais com a resolução de problemas
através do emprego de trabalho com projetos [Araújo e Sastre 2009].
O diferencial desta abordagem é que ela é centrada no estudante. Seu objetivo é
a construção do conhecimento a partir da interação de pequenos grupos para solucionar
problemas propostos pelo professor, o qual assume o papel de facilitador ou orientador
durante o processo de aprendizagem. Os grupos de estudantes tomam suas próprias
decisões sobre as ações que permitirão recolher a informação necessária para resolver o
problema e argumentar ou contrariar sua hipótese. A ABP procura desenvolver no
estudante habilidades e capacidades para resolver problemas, a partir de aspectos como:
comunicação de grupo; raciocínio sobre o problema e suas possíveis soluções;
autoavaliação e conscientização do processo; colaboração e conflitos cognitivos entre
outros [Solarte e Baranauskas 2008].
Um dos principais aspectos para o sucesso da abordagem ABP são os problemas
apresentados aos alunos. Os problemas propostos a cada semestre precisam ser
motivadores e desafiantes para que os estudantes questionem-se e sintam-se estimulados
a propor uma solução [Duarte e Garcia 2011]. Adicionalmente, o problema precisa
incentivar a tomada de decisões e a realização de julgamentos, incentivando a
autonomia dos grupos, além de ser complexo o suficiente para necessitar do trabalho em
equipe para que possa ser solucionado [Santos e Angelo 2009].
Embora, originalmente, a ABP tenha sido pensada para atender as demandas da
área médica, onde encontram-se uma série de exemplos de seu uso [Solarte e
Baranauskas 2008] [Corrêa et al 2010], esta abordagem tem despertado o interesse de
educadores de várias outras áreas, inclusive da área computacional. Alguns exemplos a
serem destacados nos últimos anos seriam: o uso de ABP para o ensino de Computação
Ubíqua [Souza et al 2010]; a abordagem como meio de estimular o projeto de
processadores computacionais [Duarte e Garcia 2011]; e mesmo para facilitar o
aprendizado de programação [Santos e Angelo 2009]. Este artigo segue um caminho
similar, onde busca-se estimular o ensino e a aprendizagem da engenharia de software
fazendo uso da ABP para aproximar os conceitos vistos em sala de aula à prática
profissional.
3. Contexto Educativo: ABP aplicada a Engenharia de Software
Ao trabalhar na proposta do curso de Engenharia de Software da UNIPAMPA, os
docentes viram na ABP uma oportunidade de deixar o dia a dia dos estudantes na
universidade mais próximo do ambiente de trabalho que eles encontrariam na vida
profissional.
O curso tem duração de 04 anos, organizados em oito semestres, sendo que os
dois últimos semestres envolvem atividades vinculadas a estágio e trabalho de
conclusão de curso. Os demais semestres do curso estão divididos em duas fases. Na
primeira delas os estudantes recebem os conceitos básicos em componentes
curriculares, aos moldes do ensino tradicional. Entretanto, uma boa parcela destes
componentes curriculares tem carga horária reduzida e encerram-se no meio do
semestre.
Então inicia a segunda fase, onde os alunos têm um espaço reservado em sua
grade curricular para trabalhar em equipe. Este espaço é formalizado como uma
disciplina, chamada Resolução de Problemas (RP). A Figura 1 mostra os componentes
curriculares do primeiro semestre de 2011 para exemplificar a organização em duas
fases do semestre.
Figura 1. Organização em duas fases do curso de ES: a organização curricular
do primeiro semestre de 2011.
As atividades vinculadas a Resolução de Problemas são realizadas em grupo,
onde os alunos exercitam o trabalho em equipe a fim de propor, cooperativamente, uma
solução ao problema que eles vêm estudando. Os grupos têm o acompanhamento dos
professores que ministraram disciplinas na primeira fase do semestre, os quais
acompanham a aplicação dos conceitos vistos em sala de aula e tiram as dúvidas
práticas dos alunos. Cada grupo também conta com um professor tutor que aponta
caminhos para a organização do trabalho em equipe, entretanto são os próprios
estudantes que tomam as decisões durante o desenvolvimento da solução. O
acompanhamento feito pelo tutor, tanto acontece na sala de aula com a presença de
todos os grupos, quanto em atendimento especializado a cada grupo em específico.
Os docentes envolvidos na disciplina, também são beneficiados com esta
proposta de ensino-aprendizagem através da proximidade com a prática dos grupos e
com suas dificuldades diante do projeto, atuando como facilitadores para o
desenvolvimento do projeto. Uma vez que espera-se um nível semelhante entre as
soluções em desenvolvimento, são organizados encontros regulares entre os docentes
(professores tutores) para o acompanhamento e discussão sobre o andamento das
atividades dos grupos de trabalho.
Como uma forma de oferecer um apoio complementar aos alunos envolvidos nas
atividades de RP, podem existir alunos monitores. Eles ofereceriam suporte aos grupos
de trabalho, indicando bibliografias, materiais de apoio, reforçando a explicação de
alguns conceitos, entre outras atividades. No caso de RP-I, que é cursada por alunos que
ainda não estão acostumados ao desenvolvimento de soluções computacionais, os
monitores oferecem um suporte importante, pois eles também são alunos e já
vivenciaram as mesmas dificuldades. Adicionalmente, tal situação estimula uma
construção cooperativa de conhecimento, onde os principais personagens são os
próprios alunos.
A Figura 2 ilustra o relacionamento entre os atores no processo de aprendizagem
utilizado no curso de ES. Os acadêmicos cooperativamente constroem uma solução ao
problema proposto onde podem tanto contar com os professores tutores quanto com
alunos de semestres avançados, os monitores. Tutores e monitores mantêm-se em
contato para a manutenção do processo de aprendizagem. Assim, este sistema mantêm-
se alimentado, resultando em aprendizado a todos: acadêmicos, monitores e tutores.
Figura 2. Atores no processo de aprendizagem: acadêmicos, monitores e
tutores.
No curso de ES, a solução do problema proposto resulta na construção de um
sistema computacional, o qual possui um nível de complexidade compatível com
componentes curriculares trabalhados até o dado semestre. Para apoiar o
desenvolvimento desta solução, foram organizados mecanismos para estimular o
trabalho em equipe, com divisão de tarefas, atribuições e responsabilidades. Com isto,
espera-se simular as necessidades do mercado de trabalho, padronizando a evolução do
trabalho pelos grupos e a documentação gerada durante a concepção da solução. Além
do conhecimento adquirido nas disciplinas da primeira fase, os estudantes são
estimulados a buscar novos conhecimentos, incentivando assim a autoaprendizagem.
4. Estudo de Caso: Resolução de Problemas I
A disciplina de Resolução de Problemas I (RP-I) é cursada pelos alunos ingressantes no
curso de ES no primeiro semestre do curso. Ela possui um caráter interdisciplinar ao
unir os conhecimentos trabalhados de forma segmentada em disciplinas. No primeiro
semestre do curso os alunos vem os seguintes componentes curriculares: Algoritmos e
Programação, Lógica Proposicional, Fundamentos de Matemática Discreta, Práticas em
Ambientes Computacionais, Introdução à Ciência e Tecnologia e Resolução de
Problemas I. Na primeira fase do semestre, RP-I envolve o aprendizado de alguns
conceitos básicos de engenharia de software que são necessários para permitir a
realização da prática (o desenvolvimento de uma solução computacional) na segunda
fase. A Figura 1 ilustra a organização curricular empregada no primeiro semestre de
2011. É esperado que a resolução dos problemas propostos envolva os conhecimentos
adquiridos ao longo da primeira fase do semestre e que os acadêmicos consigam
aprimorar suas habilidades e conhecimentos pelo autoestudo e troca de experiências
entre colegas.
Como a disciplina de RP-I é o primeiro contato dos alunos com uma abordagem
de trabalho baseada na ABP, é necessário um cuidado especial para que se possa cativar
estes estudantes, já que esta abordagem será seguida nos semestres seguintes. Por este
motivo, foi criado um projeto de ensino especialmente para apoiar RP-I. Além de contar
com professores envolvidos com a disciplina, o projeto também contou com alunos
veteranos que já haviam cursado a disciplina. Estes alunos veteranos trabalharam
conjuntamente na estruturação do material de apoio que foi disponibilizado aos
estudantes que ingressaram no curso em março de 2011. Como eles já haviam cursado a
disciplina, puderam expor suas dificuldades, opiniões e impressões, contribuindo
fortemente para aprimorar o desenrolar da disciplina. Adicionalmente, estes alunos
veteranos assumiram o papel de monitores de RP-I, oferecendo atendimento extraclasse
e trabalhando como facilitadores no processo de ensino-aprendizagem.
Dentro das atividades deste projeto de ensino, foram organizados documentos
padronizados, incluindo modelos de Atas de Reunião com Tutores, Relatório de
Atividades Semanais e um Documento de Requisitos que documenta a solução proposta
pelo grupo de trabalho. Para apoiar a elaboração do Documento de Requisitos, foi
disponibilizado um documento de exemplo com o trabalho realizado pelos alunos
monitores no semestre anterior. Estes mecanismos facilitam o acompanhamento das
atividades realizadas pelos grupos por parte dos tutores. Eles também estimulam a
organização do trabalho, o que é imprescindível para o sucesso das atividades quando se
trabalha em equipe.
5. Impactos e Resultados Obtidos
Ao término da disciplina foi realizada uma pesquisa de cunho quantitativo, através de
um formulário eletrônico que foi disponibilizado a todos os alunos matriculados na
disciplina. De forma abrangente, os alunos foram questionados sobre diversos aspectos,
desde a questão da aplicação da disciplina até os recursos humanos e materiais
envolvidos. Dos 50 alunos matriculados em RP-I em 2011/1, 30 responderam ao
questionário. Através da análise dessas respostas se pode tirar conclusões acerca do
trabalho realizado na disciplina de RP-I.
As Figuras 3 e 4 sumarizam as respostas dos acadêmicos. Na Figura 3, no
gráfico à esquerda, pode-se constatar que a maior parte dos alunos (94%) aprovam a
utilização da ABP no contexto da prática de engenharia de software (responderam de
Bom a Excelente para este quesito). Isto representa que a proposta de se utilizar uma
abordagem de ensino-aprendizagem não convencional para estreitar a distância entre os
conceitos e sua aplicação prática foram aceitos pelos acadêmicos. Na Figura 3 à direita,
visualizamos a percepção dos alunos com relação à forma como a disciplina de RP-I foi
organizada, onde verifica-se que a maioria dos alunos (90% das respostas de Bom a
Excelente) a considerou coerente com a abordagem ABP.
Figura 3. Respostas dos acadêmicos: a coerência de ABP às práticas de engenharia
de software (a esquerda) e a coerência de RP-I quanto a ABP (direita).
Na Figura 4 à esquerda, tem-se a impressão dos acadêmicos quanto ao trabalho
em equipe, onde puderam avaliar tanto sua participação quanto a participação dos
colegas na construção da solução. Esta é uma das partes mais delicadas de se gerenciar e
fundamental para o bom andamento do trabalho, resultando numa importante
experiência aos acadêmicos. Por fim, na Figura 4 à direita, resume as respostas dos
alunos com relação ao emprego da ABP como uma proposta para a construção da
aprendizagem coletiva, onde a maioria dos alunos concordam com a proposta (91% das
respostas de Bom a Excelente).
Figura 4. Respostas dos acadêmicos: a organização do trabalho em equipe (esquerda) e
a construção da aprendizagem coletiva (direita).
Na Figura 4 à esquerda, tem-se a impressão dos acadêmicos quanto ao trabalho
em equipe, onde puderam avaliar tanto sua participação quanto a participação dos
colegas na construção da solução. Esta é uma das partes mais delicadas de se gerenciar e
fundamental para o bom andamento do trabalho, resultando numa importante
experiência aos acadêmicos. Por fim, na Figura 4 à direita, resume as respostas dos
alunos com relação ao emprego da ABP como uma proposta para a construção da
aprendizagem coletiva, onde a maioria dos alunos concordam com a proposta (91% das
respostas de Bom a Excelente).
6. Considerações Finais
Ao término dos trabalhos relacionados a RP-I concluiu-se que foi possível estimular os
acadêmicos a buscarem construir coletivamente o conhecimento. A ABP é uma
proposta inovadora de ensino-aprendizagem que proporciona uma maior proximidade
entre os conceitos de engenharia de software e sua aplicação prática, tal qual acontece
no mercado de trabalho. Os acadêmicos, mesmo os do primeiro semestre do curso,
relataram perceber a importância de se desenvolver atividades que estimulam o trabalho
em equipe e o aprendizado centrado no estudante proposto pela ABP.
O uso da ABP no curso de ES da UNIPAMPA tem se mostrado eficiente para
estimular os acadêmicos a serem os principais responsáveis pelo seu aprendizado.
Percebeu-se neles um maior interesse, envolvimento e estímulo em realizar as tarefas e
a trabalhar em equipe, desenvolvendo as habilidades de comunicação, expressão e de
trabalho em equipe, necessárias ao egresso do curso. Espera-se que os acadêmicos da
ES mantenham-se buscando por conhecimentos mesmo após a finalização do curso,
constituindo assim os principais atores de suas formações continuadas.
O projeto de ensino ligado a RP-I serviu como um importante ponto de suporte
às atividades desenvolvidas. A participação dos acadêmicos (monitores) no projeto foi
importante, pois motivou a reflexão das práticas através das percepções dos acadêmicos
com relação a Resolução de Problemas. Através desta interação, obteve-se uma
evolução das práticas e metodologias adotadas na disciplina. Além disso, os monitores
também atuaram como facilitadores, estimulando as troca de experiências entre alunos
de diferentes semestres do curso.
Graças a uma maior proximidade com os acadêmicos, tanto as atividades de RP-
I quanto o projeto de ensino, proporcionaram um significativo aprendizado aos
professores tutores. A adoção da abordagem ABP é um desafio que se renova a cada
nova turma, a cada novo problema alvo, a cada novo grupo de acadêmicos que ingressa
no curso. O trabalho em equipe traz situações novas e inesperadas constantemente, o
que leva o docente a estar constantemente buscando aprimorar-se para apoiar o trabalho
das equipes. Adicionalmente, a resposta dos acadêmicos aos estímulos realizados
motiva a investir esforços para construir o conhecimento da forma dinâmica e
desafiadora proporcionada pela metodologia ABP.
Referências
Araújo, Ulisses F.; Sastre, Genoveva (orgs.) (2009). Aprendizagem baseada em
Problemas no ensino superior. São Paulo: Summus.
Corrêa, A. C. L.; Vieira, C. M.; Rolin, L. M. G.; Soares, M. O. M.; Francischetti, I.
(2010). Programa de Desenvolvimento Docente (PDD) da Faculdade de Medicina de
Marília (Famema): estratégia reflexiva para transformação das práticas. Anais do
Congresso Internacional - PBL 2010: Aprendizagem Baseada em Problemas e
Metodologias Ativas de Aprendizagem. São Paulo, SP (8 a 11 de fevereiro de 2010).
Duarte, Ricardo de Oliveira; Garcia, Pedro Francisco Donoso (2011). Metodologia de
Ensino Orientada a Projetos e Criação de Material Didático aplicada ao Projeto de
Processadores. Anais do Workshop sobre Educação em Arquitetura de
Computadores. WEAC.
IEEE Computer Society and Association for Computing Machinery ACM - The Join
Task Force on Computing Curricula, Software Engineering 2004: Curriculum
Guidelines for Ungraduated Degree Programs in Software Engineering, A Volume of
the Curricula Computing Series.
IEEE Computer Society Professional Practices Committee, SWEBOK (2004) - Guide to
the Software Engineering Body of Knowledge.
Moesby, Egon (2009). Perspectiva geral da Introdução e Implementação de um Novo
Modelo Educacional Focado na Aprendizagem Baseada em Projetos e Problemas. In:
Araújo, Ulisses F.; Sastre, Genoveva (orgs.) Aprendizagem baseada em Problemas
no ensino superior. Págs 43 a 78. São Paulo: Summus.
Santos, José Amancio Macedo; Angelo, Michele Fúlvia (2009). Análise de Problemas
Aplicados em um Estudo Integrado de Programação utilizando PBL. Anais do
Workshop sobre Educação em Informática - WEI 2009.
Solarte, Diego Samir Melo; Baranauskas, Maria Cecília Calani (2008). Aprendizagem
Colaborativa Baseada em Problemas (ACBP): Um Modelo Conceitual. Technical
Report – IC-08-013.
Souza, Wanderley L. De; Santos, Bruno L. Gomes dos; Santana, Eduardo F. Z.; Gatto,
Elaine C.; Duarte, Fabiano C.; Freitas, Giliard B. de; Custódio, Igor V.; Portocarrero,
Jésus M. T.; Ávila, Paulo M. de; Almeida, Ricardo A. P.. (2010) Utilizando PBL no
ensino de Computação Ubíqua. In: Anais do XXX Congresso da Sociedade
Brasileira de Computação - WEI – XVIII Workshop sobre Educação em
Computação. SBC.

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  • 1. Aprendizagem baseada em Problemas aplicada a Engenharia de Software: Suporte a Disciplina de Resolução de Problemas I Mateus H. Dal Forno, Helison R. Teixeira, Graciela S. Jaques, Márcia C. Cera¹ Vanessa Gindri Vieira² ¹UNIPAMPA – Universidade Federal do Pampa Campus Alegrete – Av. Tiarajú, 810 – Bairro Ibirapuitã, Alegrete, RS, BR – CEP 97.546-550 ²UFSM – Universidade Federal de Santa Maria Av. Roraima, 1000 – Cidade Universitária, Bairro Camobi, Santa Maria, RS, BR – CEP 97.105-900 {mateush.dalforno, helisonreus, graciiella.sj}@gmail.com, marciacera@unipampa.edu.br, vanessagvieira@gmail.com Resumo: Este trabalho visa relatar o uso da Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP) no curso de Engenharia de Software (ES) da Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA). A adaptação da abordagem ao contexto do curso faz-se através de disciplinas, chamadas de Resolução de Problemas, as quais instigam os alunos a se organizar como uma equipe de trabalho para construir soluções aos desafios através de um sistema computacional. O foco deste trabalho foi dar suporte às atividades vinculadas à disciplina de Resolução de Problemas I (RP-I), ofertada aos alunos ingressantes no curso. Foram criados e utilizados mecanismos para facilitar o acompanhamento, por parte dos professores tutores, e o desenvolvimento das atividades, por parte dos alunos. Na disciplina ofertada no primeiro semestre de 2011 pode-se avaliar os mecanismos de suporte propostos. O resultado obtido foi positivo uma vez que a maioria dos alunos afirmou perceber coerência entre a abordagem ABP e a prática em engenharia de software. Palavras-chave: Aprendizado Baseado em Problemas, Engenharia de Software, Resolução de Problemas. Abstract: This paper reports the use of the Problem-Based Learning (PBL) approach in the Software Engineering course of the Federal University of Pampa (UNIPAMPA). This approach is adapted to the ES course through a class called Problem Solving, which aims to encourage the students to organize themselvels as a team to build solutions to challenges as a computer system. The focus of this work was to support the activities related to the Problem Solving I class, offered to freshmen. Were created mechanisms to
  • 2. help the teachers to monitore the team's activities, as well as to guide the students during the developing phase. We evaluate these mechanisms with the students that start the ES course in in the first half of 2011. The results were positive given that most students realized the coherence between PBL approach and the practices required in software engineering. Keywords: Problem Based Learning, Software Engineering, Problem Solving. 1. Introdução A Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP, do inglês, Problem Based Learning - PBL) visa à construção integrada de conhecimento de forma estruturada com base em problemas no contexto do domínio alvo [Souza et al 2010]. Através da integração entre os conhecimentos construídos e as condutas para solução desses problemas têm-se o desenvolvimento de habilidades para a aprendizagem autônoma e para o trabalho em grupo. Dessa forma, a ABP possibilita que os próprios alunos se tornem responsáveis pela construção do conhecimento, uma vez que o aprendizado está centrado no aluno e nas discussões em torno da solução de um problema alvo. Estas características da abordagem ABP têm despertado um forte interesse na comunidade acadêmica para seu uso como uma estratégia de ensino que aproxima a teoria e a prática. É justamente por almejar um modelo de ensino que busque atenuar a distância entre o ensino acadêmico e o que o mercado de trabalho espera dos profissionais, que o curso de Engenharia de Software (ES) da UNIPAMPA foi estruturado com base na ABP. Os cursos de graduação em Engenharia de Software são recentes no Brasil, embora sejam comuns no exterior, inclusive com currículos definidos pela IEEE Computer Society e Association for Computing Machinery - ACM [IEEE 2004; IEEE e ACM 2004]. O curso de ES da UNIPAMPA foi organizado para favorecer um aprendizado significativo, com forte embasamento teórico-prático, pautado na autoaprendizagem e na aproximação com as práticas profissionais. A ABP foi utilizada como base desde o projeto e concepção do currículo do curso, onde primeiramente foram definidas as habilidades e as competências esperadas do egresso, para depois chegar-se aos componentes curriculares necessários a fim de suprirem tais habilidades e competências [Moesby 2009]. Assim, se espera tornar o dia a dia no curso mais próximo de um ambiente profissional dinâmico e desafiador, favorecendo a formação de profissionais proativos, comprometidos com a qualidade de trabalho e capazes de se adaptar a pluralidade dos ambientes profissionais da área. Este artigo apresenta parte do trabalho de adaptação do uso da abordagem de ABP no curso de ES da UNIPAMPA. O foco do nosso trabalho está voltado aos alunos ingressantes no curso e no primeiro contato deles com a área de engenharia de software
  • 3. e com a abordagem ABP. O desafio deste trabalho está na necessidade de cativar os alunos ingressantes tanto para as questões de uma área do conhecimento contemporânea e desafiadora como a engenharia de software, quanto para uma forma de aprendizagem não convencional e inovadora. O trabalho desenvolvido originou uma série de mecanismos para servir de guia durante o desenvolvimento das atividades necessárias para a composição da solução a ser proposta. Tais mecanismos estimulam os alunos a aplicarem os conceitos de engenharia de software na elaboração da solução computacional esperada. Eles também servem como um meio para que os professores possam acompanhar a evolução dos alunos durante o desenvolvimento da solução. Este artigo apresenta os retornos obtidos dos alunos que ingressaram no curso em março de 2011. Conforme veremos, estes alunos consideram que a abordagem ABP favorece o estreitamento entre a teoria e a prática. Adicionalmente, consideram importante a existência dos mecanismos de apoio para guiar o processo de construção da solução. O restante do texto está organizado da seguinte forma: a Seção 2 apresenta uma revisão de literatura referente a abordagem ABP e sua utilização no ensino superior. Na Seção 3 há uma descrição de como o curso de ES da UNIPAMPA foi estruturado levando em consideração a abordagem ABP. A Seção 4 apresenta nosso estudo de caso: a disciplina que representa o primeiro contato dos alunos ingressantes com a engenharia de software e com a ABP. Posteriormente, na Seção 5, apresentaremos os relatos obtidos pelos alunos que ingressaram no curso em março de 2011, onde se busca identificar qual a percepção dos alunos frente a proposta do curso de ES. Por fim, a Seção 6 encerra este artigo apresentando nossas considerações finais. 2. Aprendizagem Baseada em Problemas A busca por métodos alternativos aos tradicionais para estimular a aprendizagem dos alunos tem sido foco de muitas pesquisas atualmente. Isto porque, com a globalização e a sociedade do conhecimento, é necessário um maior diálogo entre o ensino, as empresas e a sociedade, formando uma hélice tripla [Araújo e Sastre 2009]. ABP pode ser vista como uma abordagem de ensino e aprendizagem baseada na resolução de problemas. Suas origens datam dos anos 50 e sua orientação inicial era o modelo presencial. Ela abrange desde o conceito didático baseado somente na resolução de problemas até a combinação de cursos tradicionais com a resolução de problemas através do emprego de trabalho com projetos [Araújo e Sastre 2009]. O diferencial desta abordagem é que ela é centrada no estudante. Seu objetivo é a construção do conhecimento a partir da interação de pequenos grupos para solucionar problemas propostos pelo professor, o qual assume o papel de facilitador ou orientador durante o processo de aprendizagem. Os grupos de estudantes tomam suas próprias decisões sobre as ações que permitirão recolher a informação necessária para resolver o
  • 4. problema e argumentar ou contrariar sua hipótese. A ABP procura desenvolver no estudante habilidades e capacidades para resolver problemas, a partir de aspectos como: comunicação de grupo; raciocínio sobre o problema e suas possíveis soluções; autoavaliação e conscientização do processo; colaboração e conflitos cognitivos entre outros [Solarte e Baranauskas 2008]. Um dos principais aspectos para o sucesso da abordagem ABP são os problemas apresentados aos alunos. Os problemas propostos a cada semestre precisam ser motivadores e desafiantes para que os estudantes questionem-se e sintam-se estimulados a propor uma solução [Duarte e Garcia 2011]. Adicionalmente, o problema precisa incentivar a tomada de decisões e a realização de julgamentos, incentivando a autonomia dos grupos, além de ser complexo o suficiente para necessitar do trabalho em equipe para que possa ser solucionado [Santos e Angelo 2009]. Embora, originalmente, a ABP tenha sido pensada para atender as demandas da área médica, onde encontram-se uma série de exemplos de seu uso [Solarte e Baranauskas 2008] [Corrêa et al 2010], esta abordagem tem despertado o interesse de educadores de várias outras áreas, inclusive da área computacional. Alguns exemplos a serem destacados nos últimos anos seriam: o uso de ABP para o ensino de Computação Ubíqua [Souza et al 2010]; a abordagem como meio de estimular o projeto de processadores computacionais [Duarte e Garcia 2011]; e mesmo para facilitar o aprendizado de programação [Santos e Angelo 2009]. Este artigo segue um caminho similar, onde busca-se estimular o ensino e a aprendizagem da engenharia de software fazendo uso da ABP para aproximar os conceitos vistos em sala de aula à prática profissional. 3. Contexto Educativo: ABP aplicada a Engenharia de Software Ao trabalhar na proposta do curso de Engenharia de Software da UNIPAMPA, os docentes viram na ABP uma oportunidade de deixar o dia a dia dos estudantes na universidade mais próximo do ambiente de trabalho que eles encontrariam na vida profissional. O curso tem duração de 04 anos, organizados em oito semestres, sendo que os dois últimos semestres envolvem atividades vinculadas a estágio e trabalho de conclusão de curso. Os demais semestres do curso estão divididos em duas fases. Na primeira delas os estudantes recebem os conceitos básicos em componentes curriculares, aos moldes do ensino tradicional. Entretanto, uma boa parcela destes componentes curriculares tem carga horária reduzida e encerram-se no meio do semestre.
  • 5. Então inicia a segunda fase, onde os alunos têm um espaço reservado em sua grade curricular para trabalhar em equipe. Este espaço é formalizado como uma disciplina, chamada Resolução de Problemas (RP). A Figura 1 mostra os componentes curriculares do primeiro semestre de 2011 para exemplificar a organização em duas fases do semestre. Figura 1. Organização em duas fases do curso de ES: a organização curricular do primeiro semestre de 2011. As atividades vinculadas a Resolução de Problemas são realizadas em grupo, onde os alunos exercitam o trabalho em equipe a fim de propor, cooperativamente, uma solução ao problema que eles vêm estudando. Os grupos têm o acompanhamento dos professores que ministraram disciplinas na primeira fase do semestre, os quais acompanham a aplicação dos conceitos vistos em sala de aula e tiram as dúvidas práticas dos alunos. Cada grupo também conta com um professor tutor que aponta caminhos para a organização do trabalho em equipe, entretanto são os próprios estudantes que tomam as decisões durante o desenvolvimento da solução. O acompanhamento feito pelo tutor, tanto acontece na sala de aula com a presença de todos os grupos, quanto em atendimento especializado a cada grupo em específico. Os docentes envolvidos na disciplina, também são beneficiados com esta proposta de ensino-aprendizagem através da proximidade com a prática dos grupos e com suas dificuldades diante do projeto, atuando como facilitadores para o desenvolvimento do projeto. Uma vez que espera-se um nível semelhante entre as soluções em desenvolvimento, são organizados encontros regulares entre os docentes
  • 6. (professores tutores) para o acompanhamento e discussão sobre o andamento das atividades dos grupos de trabalho. Como uma forma de oferecer um apoio complementar aos alunos envolvidos nas atividades de RP, podem existir alunos monitores. Eles ofereceriam suporte aos grupos de trabalho, indicando bibliografias, materiais de apoio, reforçando a explicação de alguns conceitos, entre outras atividades. No caso de RP-I, que é cursada por alunos que ainda não estão acostumados ao desenvolvimento de soluções computacionais, os monitores oferecem um suporte importante, pois eles também são alunos e já vivenciaram as mesmas dificuldades. Adicionalmente, tal situação estimula uma construção cooperativa de conhecimento, onde os principais personagens são os próprios alunos. A Figura 2 ilustra o relacionamento entre os atores no processo de aprendizagem utilizado no curso de ES. Os acadêmicos cooperativamente constroem uma solução ao problema proposto onde podem tanto contar com os professores tutores quanto com alunos de semestres avançados, os monitores. Tutores e monitores mantêm-se em contato para a manutenção do processo de aprendizagem. Assim, este sistema mantêm- se alimentado, resultando em aprendizado a todos: acadêmicos, monitores e tutores. Figura 2. Atores no processo de aprendizagem: acadêmicos, monitores e tutores. No curso de ES, a solução do problema proposto resulta na construção de um sistema computacional, o qual possui um nível de complexidade compatível com componentes curriculares trabalhados até o dado semestre. Para apoiar o desenvolvimento desta solução, foram organizados mecanismos para estimular o trabalho em equipe, com divisão de tarefas, atribuições e responsabilidades. Com isto, espera-se simular as necessidades do mercado de trabalho, padronizando a evolução do trabalho pelos grupos e a documentação gerada durante a concepção da solução. Além do conhecimento adquirido nas disciplinas da primeira fase, os estudantes são estimulados a buscar novos conhecimentos, incentivando assim a autoaprendizagem.
  • 7. 4. Estudo de Caso: Resolução de Problemas I A disciplina de Resolução de Problemas I (RP-I) é cursada pelos alunos ingressantes no curso de ES no primeiro semestre do curso. Ela possui um caráter interdisciplinar ao unir os conhecimentos trabalhados de forma segmentada em disciplinas. No primeiro semestre do curso os alunos vem os seguintes componentes curriculares: Algoritmos e Programação, Lógica Proposicional, Fundamentos de Matemática Discreta, Práticas em Ambientes Computacionais, Introdução à Ciência e Tecnologia e Resolução de Problemas I. Na primeira fase do semestre, RP-I envolve o aprendizado de alguns conceitos básicos de engenharia de software que são necessários para permitir a realização da prática (o desenvolvimento de uma solução computacional) na segunda fase. A Figura 1 ilustra a organização curricular empregada no primeiro semestre de 2011. É esperado que a resolução dos problemas propostos envolva os conhecimentos adquiridos ao longo da primeira fase do semestre e que os acadêmicos consigam aprimorar suas habilidades e conhecimentos pelo autoestudo e troca de experiências entre colegas. Como a disciplina de RP-I é o primeiro contato dos alunos com uma abordagem de trabalho baseada na ABP, é necessário um cuidado especial para que se possa cativar estes estudantes, já que esta abordagem será seguida nos semestres seguintes. Por este motivo, foi criado um projeto de ensino especialmente para apoiar RP-I. Além de contar com professores envolvidos com a disciplina, o projeto também contou com alunos veteranos que já haviam cursado a disciplina. Estes alunos veteranos trabalharam conjuntamente na estruturação do material de apoio que foi disponibilizado aos estudantes que ingressaram no curso em março de 2011. Como eles já haviam cursado a disciplina, puderam expor suas dificuldades, opiniões e impressões, contribuindo fortemente para aprimorar o desenrolar da disciplina. Adicionalmente, estes alunos veteranos assumiram o papel de monitores de RP-I, oferecendo atendimento extraclasse e trabalhando como facilitadores no processo de ensino-aprendizagem. Dentro das atividades deste projeto de ensino, foram organizados documentos padronizados, incluindo modelos de Atas de Reunião com Tutores, Relatório de Atividades Semanais e um Documento de Requisitos que documenta a solução proposta pelo grupo de trabalho. Para apoiar a elaboração do Documento de Requisitos, foi disponibilizado um documento de exemplo com o trabalho realizado pelos alunos monitores no semestre anterior. Estes mecanismos facilitam o acompanhamento das atividades realizadas pelos grupos por parte dos tutores. Eles também estimulam a organização do trabalho, o que é imprescindível para o sucesso das atividades quando se trabalha em equipe.
  • 8. 5. Impactos e Resultados Obtidos Ao término da disciplina foi realizada uma pesquisa de cunho quantitativo, através de um formulário eletrônico que foi disponibilizado a todos os alunos matriculados na disciplina. De forma abrangente, os alunos foram questionados sobre diversos aspectos, desde a questão da aplicação da disciplina até os recursos humanos e materiais envolvidos. Dos 50 alunos matriculados em RP-I em 2011/1, 30 responderam ao questionário. Através da análise dessas respostas se pode tirar conclusões acerca do trabalho realizado na disciplina de RP-I. As Figuras 3 e 4 sumarizam as respostas dos acadêmicos. Na Figura 3, no gráfico à esquerda, pode-se constatar que a maior parte dos alunos (94%) aprovam a utilização da ABP no contexto da prática de engenharia de software (responderam de Bom a Excelente para este quesito). Isto representa que a proposta de se utilizar uma abordagem de ensino-aprendizagem não convencional para estreitar a distância entre os conceitos e sua aplicação prática foram aceitos pelos acadêmicos. Na Figura 3 à direita, visualizamos a percepção dos alunos com relação à forma como a disciplina de RP-I foi organizada, onde verifica-se que a maioria dos alunos (90% das respostas de Bom a Excelente) a considerou coerente com a abordagem ABP. Figura 3. Respostas dos acadêmicos: a coerência de ABP às práticas de engenharia de software (a esquerda) e a coerência de RP-I quanto a ABP (direita). Na Figura 4 à esquerda, tem-se a impressão dos acadêmicos quanto ao trabalho em equipe, onde puderam avaliar tanto sua participação quanto a participação dos colegas na construção da solução. Esta é uma das partes mais delicadas de se gerenciar e fundamental para o bom andamento do trabalho, resultando numa importante experiência aos acadêmicos. Por fim, na Figura 4 à direita, resume as respostas dos alunos com relação ao emprego da ABP como uma proposta para a construção da aprendizagem coletiva, onde a maioria dos alunos concordam com a proposta (91% das respostas de Bom a Excelente).
  • 9. Figura 4. Respostas dos acadêmicos: a organização do trabalho em equipe (esquerda) e a construção da aprendizagem coletiva (direita). Na Figura 4 à esquerda, tem-se a impressão dos acadêmicos quanto ao trabalho em equipe, onde puderam avaliar tanto sua participação quanto a participação dos colegas na construção da solução. Esta é uma das partes mais delicadas de se gerenciar e fundamental para o bom andamento do trabalho, resultando numa importante experiência aos acadêmicos. Por fim, na Figura 4 à direita, resume as respostas dos alunos com relação ao emprego da ABP como uma proposta para a construção da aprendizagem coletiva, onde a maioria dos alunos concordam com a proposta (91% das respostas de Bom a Excelente). 6. Considerações Finais Ao término dos trabalhos relacionados a RP-I concluiu-se que foi possível estimular os acadêmicos a buscarem construir coletivamente o conhecimento. A ABP é uma proposta inovadora de ensino-aprendizagem que proporciona uma maior proximidade entre os conceitos de engenharia de software e sua aplicação prática, tal qual acontece no mercado de trabalho. Os acadêmicos, mesmo os do primeiro semestre do curso, relataram perceber a importância de se desenvolver atividades que estimulam o trabalho em equipe e o aprendizado centrado no estudante proposto pela ABP. O uso da ABP no curso de ES da UNIPAMPA tem se mostrado eficiente para estimular os acadêmicos a serem os principais responsáveis pelo seu aprendizado. Percebeu-se neles um maior interesse, envolvimento e estímulo em realizar as tarefas e a trabalhar em equipe, desenvolvendo as habilidades de comunicação, expressão e de trabalho em equipe, necessárias ao egresso do curso. Espera-se que os acadêmicos da ES mantenham-se buscando por conhecimentos mesmo após a finalização do curso, constituindo assim os principais atores de suas formações continuadas.
  • 10. O projeto de ensino ligado a RP-I serviu como um importante ponto de suporte às atividades desenvolvidas. A participação dos acadêmicos (monitores) no projeto foi importante, pois motivou a reflexão das práticas através das percepções dos acadêmicos com relação a Resolução de Problemas. Através desta interação, obteve-se uma evolução das práticas e metodologias adotadas na disciplina. Além disso, os monitores também atuaram como facilitadores, estimulando as troca de experiências entre alunos de diferentes semestres do curso. Graças a uma maior proximidade com os acadêmicos, tanto as atividades de RP- I quanto o projeto de ensino, proporcionaram um significativo aprendizado aos professores tutores. A adoção da abordagem ABP é um desafio que se renova a cada nova turma, a cada novo problema alvo, a cada novo grupo de acadêmicos que ingressa no curso. O trabalho em equipe traz situações novas e inesperadas constantemente, o que leva o docente a estar constantemente buscando aprimorar-se para apoiar o trabalho das equipes. Adicionalmente, a resposta dos acadêmicos aos estímulos realizados motiva a investir esforços para construir o conhecimento da forma dinâmica e desafiadora proporcionada pela metodologia ABP. Referências Araújo, Ulisses F.; Sastre, Genoveva (orgs.) (2009). Aprendizagem baseada em Problemas no ensino superior. São Paulo: Summus. Corrêa, A. C. L.; Vieira, C. M.; Rolin, L. M. G.; Soares, M. O. M.; Francischetti, I. (2010). Programa de Desenvolvimento Docente (PDD) da Faculdade de Medicina de Marília (Famema): estratégia reflexiva para transformação das práticas. Anais do Congresso Internacional - PBL 2010: Aprendizagem Baseada em Problemas e Metodologias Ativas de Aprendizagem. São Paulo, SP (8 a 11 de fevereiro de 2010). Duarte, Ricardo de Oliveira; Garcia, Pedro Francisco Donoso (2011). Metodologia de Ensino Orientada a Projetos e Criação de Material Didático aplicada ao Projeto de Processadores. Anais do Workshop sobre Educação em Arquitetura de Computadores. WEAC. IEEE Computer Society and Association for Computing Machinery ACM - The Join Task Force on Computing Curricula, Software Engineering 2004: Curriculum Guidelines for Ungraduated Degree Programs in Software Engineering, A Volume of the Curricula Computing Series. IEEE Computer Society Professional Practices Committee, SWEBOK (2004) - Guide to the Software Engineering Body of Knowledge.
  • 11. Moesby, Egon (2009). Perspectiva geral da Introdução e Implementação de um Novo Modelo Educacional Focado na Aprendizagem Baseada em Projetos e Problemas. In: Araújo, Ulisses F.; Sastre, Genoveva (orgs.) Aprendizagem baseada em Problemas no ensino superior. Págs 43 a 78. São Paulo: Summus. Santos, José Amancio Macedo; Angelo, Michele Fúlvia (2009). Análise de Problemas Aplicados em um Estudo Integrado de Programação utilizando PBL. Anais do Workshop sobre Educação em Informática - WEI 2009. Solarte, Diego Samir Melo; Baranauskas, Maria Cecília Calani (2008). Aprendizagem Colaborativa Baseada em Problemas (ACBP): Um Modelo Conceitual. Technical Report – IC-08-013. Souza, Wanderley L. De; Santos, Bruno L. Gomes dos; Santana, Eduardo F. Z.; Gatto, Elaine C.; Duarte, Fabiano C.; Freitas, Giliard B. de; Custódio, Igor V.; Portocarrero, Jésus M. T.; Ávila, Paulo M. de; Almeida, Ricardo A. P.. (2010) Utilizando PBL no ensino de Computação Ubíqua. In: Anais do XXX Congresso da Sociedade Brasileira de Computação - WEI – XVIII Workshop sobre Educação em Computação. SBC.