A manufatura aditiva como suporte à aprendizagem colaborativa e interdisciplinar em AEC: uma experiência integradora com o futuro profissional de expressão gráfica

Autores

DOI:

https://doi.org/10.11606/gtp.v18i1.201918

Palavras-chave:

Impressão 3D, Ensino interdisciplinar, Aprendizagem significativa, Tecnologias digitais

Resumo

O tema inovação tecnológica está presente em todos os campos da indústria e não é diferente na área da construção civil. Para que ocorra a efetiva adoção de novas tecnologias, necessita-se a reformulação dos currículos de graduação de Arquitetura e Engenharia Civil e a aproximação da formação com o mercado. A colaboração com outros profissionais capazes de se inserir nesse ecossistema pode auxiliar na adoção dessas tecnologias, como é o caso do profissional de Expressão Gráfica, formado pela UFPR. Este trabalho 1) pontua as últimas modificações das DCNs de Arquitetura e Urbanismo e Engenharia Civil com foco nas tecnologias digitais; 2) apresenta o recente curso de graduação em Expressão Gráfica, que possui latente complementariedade a AEC; e 3) apresenta uma iniciativa de integração desses cursos com a utilização da Manufatura Aditiva como ferramenta de estímulo à aprendizagem, colaboração entre alunos e facilitação do processo de ensino-aprendizagem. Através de uma pesquisa-ação e com abordagem de aprendizado baseado em projetos (PBL – Project-based learning), nessa experiência propôs-se o desenvolvimento, em equipes multidisciplinares, de modelos físicos didáticos para o ensino de Sistemas Estruturais. Percebeu-se a eficácia dos modelos para explicação de conceitos teóricos abstratos e que sua criação gera possibilidades de discussões que reforçam o aprendizado significativo. O aluno de Expressão Gráfica se mostrou apto a colaborar no ambiente de AEC, auxiliando durante o processo criativo com a expertise sobre a manufatura aditiva, que se apresentou como uma ferramenta importante que permite otimizar tanto o processo de projeto, quanto o de ensino.

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Biografia do Autor

  • Márcio Henrique de Sousa Carboni, Universidade Federal do Paraná

    Arquiteto e urbanista formado pela Universidade Federal do Paraná (UFPR - 2009) e mestre pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Construção Civíl (PPGECC - 2012) da mesma universidade e está cursando Doutorado no mesmo programa (2018-até o presente). Lecionou disciplinas de projeto arquitetônico do curso de Arquitetura e Urbanismo da UFPR, e da PUC-PR. Atualmente está lotado no Departamento de Expressão Gráfica e é professor do Curso de Expressão Gráfica da UFPR e leciona as disciplinas Desenho Arquitetônico, Prototipagem, Modelagem 3D e Animação, e Técnicas de Representações Digitais 2D e 3D. Atua principalmente nos seguintes temas: Desenho arquitetônico, Tecnologia da Informação da Construção, Building Information Modeling (BIM), Modelagem digital, Prototipagem e impressão 3D. Coordenou o projeto de extensão intitulado LAMP - Laboratório de Modelagem e Prototipagem de 2016 a 2019 e foi Chefe do Departamento de Expressão Gráfica (gestão 2018-2019).

  • Sérgio Scheer, Universidade Federal do Paraná

    Sergio Scheer é Consultor Associado da Academic Ventures e prossegue atuando como Pesquisador Líder e Professor Sênior no Centro de Estudos de Engenharia Civil da Universidade Federal do Paraná onde foi Professor Titular com atividades de agosto de 1981 até abril de 2017. Tem graduação em Engenharia Civil (UFPR, 1980) e mestrado em Engenharia Civil - Estruturas (UFRGS, 1982). Concluiu o doutorado em Informática/Computação Gráfica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro em 1993. De outubro/2014 a setembro/2015 realizou estágio pós-doutoral (Visiting Scholar) no Center for Integrated Facility Engineering (CIFE) da Universidade de Stanford na Califórnia. Atua com regularidade como Consultor ad hoc da CAPES, CNPq, FINEP, Fundação Araucária no Paraná, FAPEMIG, FACEPE e FAPESP. Especialista nomeado para a Comissão Ad Hoc de Infraestrutura Tecnológica do Comitê Estratégico de Implantação de BIM no Governo Federal (CE-BIM - nov/2017 a jun/2018). Na Universidade Federal do Paraná exerceu cargos administrativos relevantes como o de Diretor do Centro de Computação (1994-1998), Diretor do Centro de Estudos de Engenharia Civil (1989-1995 e 1998-2008), Coordenador e Vice-Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia (entre 2004 e 2008), Diretor Executivo da Agência de Inovação (janeiro/2009 a julho/2011) e Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação (janeiro/2009 a março/2013). É membro do ASCE Global Center of Excellence in Computing e do comitê para educação do ASCE Technical Council on Computing and Information Technology (TCCIT). É o representative member do Brasil no Board of Directors da International Society for Computing in Civil and Building Engineering (ISCCBE). Integrou o Working Committee for Information Technology (WC 6) da International Association for Bridges and Structural Engineering (IABSE) de 2001 a 2009. Foi um dos idealizadores e coordenador do Grupo de Trabalho em Tecnologia da Informação e Comunicação (GT.TIC) (2012-2017) da Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído (ANTAC) sendo o atual Presidente da mesma ANTAC (2018-2022). Em setembro de 2020 passou a integrar a Diretoria do BIM Fórum Brasil como seu vice-presidente. Publicou mais de 70 artigos em periódicos especializados com revisão por pares e mais de 290 trabalhos em anais de eventos. Possui 18 capítulos de livros e 7 livros editados. Possui 8 produções técnicas em softwares e outros 10 itens de produção técnica. Orientou 60 dissertações de mestrado e dez teses de doutorado, além de ter orientado mais de 30 trabalhos de iniciação científica nas áreas de Ciência da Computação, Engenharia Civil e Tecnologias Educacionais. Recebeu 10 prêmios e homenagens. Atualmente lidera dois grupos de pesquisa e coordena quatro projetos de pesquisa, atuando em cooperação com grupos de outras universidades brasileiras e estrangeiras. Atua na área de Engenharia Civil (aplicações computacionais, ambientes virtuais para projetos colaborativos, tecnologias da informação e da comunicação (TIC) e Building Information Modeling (BIM)) e Ciência da Computação, com ênfase em Processamento Gráfico (Graphics), visualização, realidade virtual e aumentada e interfaces de colaboração. Em seu currículo Lattes os termos mais freqüentes na contextualização da produção científica e tecnológica são: educação a distância, inovação, construção civil, objetos educacionais, educação de engenharia, engenharia estrutural, processo de projeto, tecnologia e modelagem da informação, BIM, trabalho colaborativo em rede, ambientes virtuais, visualização e hipermídia.

Referências

ABEA. Desafios do ensino de arquitetura e urbanismo no século XXI. XXXVII Encontro Nacional sobre Ensino de Arquitetura e Urbanismo, XX Congresso da Associação Brasileira de Ensino de Arquitetura e Urbanismo. Anais... . p.515, 2019. Rio de Janeiro.

BASSANEZI, C. R. Ensino aprendizagem com modelagem matemática: uma nova estratégia. São Paulo: Contexto, 2015.

BECKER, F. O que é o construtivismo. Idéias, v. 20, p. 87–93, 1993. São Paulo.

BRASIL. Conselho Nacional De Educação. Resolução No 6, de 2 de fevereiro de 2006. Diretrizes Curriculares Nacionais do curso de graduação em Arquitetura e Urbanismo. Diário Oficial da União, 2006. Brasília, DF. Disponível em: <http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=download&alias=5649-rces06-06&category_slug=junho-2010-pdf&Itemid=30192>. Acesso em: 1 jul. 2020.

BRASIL. Conselho Nacional De Educação. Resolução CNE/CES no 2, de 17 de junho de 2010. Diretrizes Curriculares Nacionais do curso de graduação em Arquitetura e Urbanismo. Diário Oficial da União, 2010. Brasília, DF. Disponível em: <http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=download&alias=5651-rces002-10&category_slug=junho-2010-pdf&Itemid=30192>. Acesso em: 1 jul. 2020.

BRASIL. Conselho Nacional De Educação. Resolução CNE/CES no 2, de 24 de Abril de 2019. Diretrizes Curriculares Nacionais do Curso de Graduação em Engenharia. Diário Oficial da União, 2019. Brasília, DF. Disponível em: <https://www.in.gov.br/web/dou/-/resoluÇÃo-no-2-de-24-de-abril-de-2019-85344528>. Acesso em: 1 jul. 2020.

CARBONELL, J. Pedagogias do século XXI - bases para a inovação educativa. 3o ed. Porto Alegre: Penso, 2016.

CARBONI, M. H. DE S.; SCHEER, S. Manufatura aditiva como ferramenta didática para a formação de profissionais da AEC. Simpósio Brasileiro De Tecnologia Da Informação E Comunicação Na Construção, 3. Anais... . p.1–14, 2021. Uberlândia: ANTAC. Disponível em: <https://eventos.antac.org.br/index.php/sbtic/article/view/567>. Acesso em: 3 ago. 2021.

CHIU, P. H. P.; KI, T.; FAN, F.; et al. A project-problem based learning approach for appreciating ancient cultural heritage through technologies: Realizing mystical buildings in Dunhuang Mural. 2016 IEEE International Conference on Teaching, Assessment, and Learning for Engineering (TALE). Anais... . p.65–69, 2016. IEEE. Disponível em: <https://doi.org/10.1109/TALE.2016.7851772>. Acesso em: 23 mar. 2019.

CORBACHO, A. M.; MININI, L.; PEREYRA, M.; et al. Interdisciplinary higher education with a focus on academic motivation and teamwork diversity. International Journal of Educational Research Open, v. 2–2, n. June, p. 100062, 2021. Elsevier Ltd. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.ijedro.2021.100062>. Acesso em: 25 nov. 2021.

DEGRAF. Graduação em Expressão Gráfica. Disponível em: <http://www.exatas.ufpr.br/portal/cegraf/>. Acesso em: 7 maio 2017.

DEGRAF. Projeto pedagógico do curso de expressão gráfica. , 2018. Universidade Federal do Paraná. Disponível em: <http://www.exatas.ufpr.br/portal/cegraf/wp-content/uploads/sites/3/2019/09/PPC_Projeto_Pedagogico_de_Curso__Expressao_Grafica.pdf>. Acesso em: 13 out. 2021.

DRESCH, A.; LACERDA, D. P.; JÚNIOR, J. A. V. A. Design Science Research: Método de pesquisa para avanço da ciência e tecnologia. Porto Alegre: Bookman, 2015.

FERNANDES, S. C. F.; SIMOES, R. Collaborative use of different learning styles through 3D printing. 2016 2nd International Conference of the Portuguese Society for Engineering Education (CISPEE). Anais... . v. 63, p.1–8, 2016. IEEE. Disponível em: <http://doi.org/10.1109/CISPEE.2016.7777742>. Acesso em: 16 abr. 2019.

FORD, S.; MINSHALL, T. Invited review article: Where and how 3D printing is used in teaching and education. Additive Manufacturing, v. 25, p. 131–150, 2019. Elsevier. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.10.028>. Acesso em: 29 mar. 2020.

FUKUDA, T.; TOKUHARA, T.; YABUKI, N. A dynamic physical model based on a 3D digital model for architectural rapid prototyping. Automation in Construction, v. 72, p. 9–17, 2016. Elsevier B.V. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2016.07.002>. Acesso em: 20 set. 2019.

GIL, A. C. Como elaborar projetos de pesquisa. 4 ed. ed. São Paulo: Atlas, 2002.

GO, J.; HART, A. J. A framework for teaching the fundamentals of additive manufacturing and enabling rapid innovation. Additive Manufacturing, v. 10, p. 76–87, 2016. Elsevier B.V. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.addma.2016.03.001>. Acesso em: 20 mar. 2019.

HAAVI, T.; TVENGE, N.; MARTINSEN, K. CDIO design education collaboration using 3D-desktop printers. Procedia CIRP, v. 70, p. 325–330, 2018. Elsevier B.V. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.03.277>. Acesso em: 7 mar. 2020.

HULEIHIL, M. 3D printing technology as innovative tool for math and geometry teaching applications. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, v. 164, p. 012023, 2017. Disponível em: <https://doi.org/10.1088/1757-899X/164/1/012023>. Acesso em: 7 mar. 2020.

KERN, M.; SAGAZIO, G.; LOURENÇÃO, P.; et al. A mobilização empresarial pela inovação (MEI) e a defesa da modernização do ensino de Engenharia. In: V. F. de Oliveira (Org.); A engenharia e as novas DCNs: Oportunidades para formar mais e melhores engenheiros. 1a. ed., p.33–43, 2019. Rio de Janeiro: LTC.

KOLITSKY, M. A. Reshaping teaching and learning with 3D printing technologies. e-mentor, v. 2014, n. 56 (4), p. 84–94, 2014. Disponível em: <http://doi.org/10.15219/em56.1130>. Acesso em: 5 set. 2020.

LACERDA, D. P.; DRESCH, A.; PROENÇA, A.; ANTUNES JÚNIOR, J. A. V. Design Science Research: método de pesquisa para a engenharia de produção. Gestão & Produção, v. 20, n. 4, p. 741–761, 2013. Disponível em: <http://doi.org/10.1590/S0104-530X2013005000014>. Acesso em: 12 jul. 2018.

LUDWIG, P. M.; NAGEL, J. K.; LEWIS, E. J. Student learning outcomes from a pilot medical innovations course with nursing, engineering, and biology undergraduate students. International Journal of STEM Education, v. 4, n. 1, p. 33, 2017. International Journal of STEM Education. Disponível em: <https://doi.org/10.1186/s40594-017-0095-y>. Acesso em: 20 mar. 2019.

MARTINS, I. L.; PEREIRA FILHO, Z. R. A produção acadêmica sobre a fabricação digital nas escolas brasileiras de arquitetura e urbanismo. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, v. 10, p. e019007, 2019. Disponível em: <https://doi.org/10.20396/parc.v10i0.8652734>. Acesso em: 15 ago. 2020.

MONTEIRO, M. T. F. A impressão 3D no meio produtivo do design: um estudo na fabricação de joias, 2015. Belo Horizonte: Universidade do Estado de Minas Gerais. Disponível em: <http://anapaulanasta.com/wp-content/uploads/2015/09/Dissertação-Marco-Túlio-Ferreira-Monteiro.pdf>. Acesso em: 30 jan. 2019.

NÓBREGA, P. G. B. DA; NÓBREGA, S. H. S. DA. Engenheiro civil X arquiteto: conflito no aprendizado das estruturas. Revista de Ensino de Engenharia, v. 39, n. 1, p. 183–191, 2020. Disponível em: <http://revista.educacao.ws/REVISTA/INDEX.PHP/ABENGE/ARTICLE/VIEW/1623>. Acesso em: 27 abr. 2021.

NOVAK, E.; WISDOM, S. Effects of 3D Printing Project-based Learning on Preservice Elementary Teachers’ Science Attitudes, Science Content Knowledge, and Anxiety About Teaching Science. Journal of Science Education and Technology, v. 27, n. 5, p. 412–432, 2018. Disponível em: <http://doi.org/10.1007/s10956-018-9733-5>. Acesso em: 23 mar. 2019.

OLIVEIRA, M. R. DE; FABRICIO, M. M. Projeto paramétrico e prototipagem rápida: casos em instituições internacionais. In: D. Kowaltowski; D. de C. Moreira; J. R. D. Petreche; M. M. Fabricio (Orgs.); O processo de projeto em arquitetura. p.455–469, 2011. São Paulo: Oficina de textos.

OLIVEIRA, V. F. DE. A engenharia e as novas DCNs: Oportunidades para formar mais e melhores engenheiros. 1 ed. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019.

PUPO, R. T. Ensino da prototipagem rápida e fabricação digital para arquitetura e construção no Brasil: definições e estado da arte. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, v. 1, n. 3, p. 80, 2008. Disponível em: <https://doi.org/10.20396/parc.v1i3.8634511>. Acesso em: 28 jan. 2019.

SANTOS, B. P.; ALBERTO, A.; LIMA, T. D. F. M.; CHARRUA-SANTOS, F. M. B. Indústria 4.0: desafios e oportunidades. Revista Produção e Desenvolvimento, v. 4, p. 111–124, 2018. Disponível em: <https://revistas.cefet-rj.br/index.php/producaoedesenvolvimento/article/view/e316/193>. Acesso em: 15 fev. 2020.

SOUZA, L. V. DE; COSTA, D. M. B. O curso de bacharelado em expressão gráfica da UFPR. GRAPHICA 13. Anais... , 2013. Florianópolis.

STERN, A.; ROSENTHAL, Y.; DRESLER, N.; ASHKENAZI, D. Additive manufacturing: An education strategy for engineering students. Additive Manufacturing, v. 27, n. March, p. 503–514, 2019. Elsevier. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.04.001>. Acesso em: 16 mar. 2020.

VACCAREZZA, M.; PAPA, V. 3D printing: a valuable resource in human anatomy education. Anatomical Science International, v. 90, n. 1, p. 64–65, 2015. Disponível em: <http://doi.org/10.1007/s12565-014-0257-7>. Acesso em: 18 mar. 2020.

VIOLANTE, M. G.; VEZZETTI, E. Guidelines to design engineering education in the twenty-first century for supporting innovative product development. European Journal of Engineering Education, v. 42, n. 6, p. 1344–1364, 2017. Disponível em: <https://doi.org/10.1080/03043797.2017.1293616>. Acesso em: 18 mar. 2020.

WU, P.; ZHAO, X.; BALLER, J. H.; WANG, X. Developing a conceptual framework to improve the implementation of 3D printing technology in the construction industry. Architectural Science Review, v. 61, n. 3, p. 133–142, 2018. Disponível em: <https://doi.org/10.1080/00038628.2018.1450727>. Acesso em: 26 abr. 2019.

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Publicado

2023-08-27

Edição

v. 18 n. 1 (2023)

Seção

Artigos

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Copyright (c) 2023 Márcio Henrique de Sousa Carboni, Sérgio Scheer

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Como Citar

CARBONI, Márcio Henrique de Sousa; SCHEER, Sérgio. A manufatura aditiva como suporte à aprendizagem colaborativa e interdisciplinar em AEC: uma experiência integradora com o futuro profissional de expressão gráfica. Gestão & Tecnologia de Projetos, São Carlos, v. 18, n. 1, p. 195–218, 2023. DOI: 10.11606/gtp.v18i1.201918. Disponível em: https://www.revistas.usp.br/gestaodeprojetos/article/view/201918.. Acesso em: 11 maio. 2024.