Use of 3D printers for the development of active methodologies in Engineering courses

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i10.18657

Keywords:

Active Methodologies; Additive Manufacturing; Education; Teaching for Engineering; 3D printing.

Abstract

I this research aimed to verify the importance of the use of Additive Manufacturing in engineering teaching with the use of Active Methodologies. The study presents the results of the students' experience with the use of 3D Printers in Active Methodologies activities. Their experiences and perceptions showed the implications of applying these practices in the classroom. A case study was conducted to better understand the phenomenon studied. A literature literature review was also conducted to get a global view of the field of research. A selective reading was required, the contents were analyzed and an online form was applied in interview format for data collection. It was possible to verify how the use of Active Methodologies and Additive Manufacturing connects and enables the projects developed by the students ensuring interactive and dynamic classes, where the development of critical and analytical thinking is stimulated for decision making. This research can be used as a guide for teachers and engineers to realize the real importance of PBL practices with the use of 3D printers, presented in this study.

Author Biographies

João Batista Mendes Barbosa, Regional University of Cariri- URCA

He holds a Degree in Mathematics from the Centro de Ensino Superior do Vale do São Francisco - (CESVAF 2016). He has experience in Mathematics, with an emphasis on
Mathematics, working mainly in the following thematic areas: Methodologies of Teaching Mathematics and Teaching. Worked on the following Scientific Initiation projects
at the Regional University of Cariri: ANALYSIS OF LARGE-SCALE DISCLAIMS IN CALCULUS DISCIPLINES I IN ENGINEERING COURSES (2018) and also
PROBLEM-BASED LEARNING (PBL) AS PEDAGOGICAL STRATEGY FOR TEACHING IN PRODUCTION ENGINEERING COURSES (2019). It is currently
Regular student of the last year of the Mechanical Production Engineering Course, Regional University of Cariri (URCA, 2016 - Currently), working on the project of
scientific initiation : USE OF 3D PRINTERS FOR THE DEVELOPMENT OF ACTIVE METHODOLOGIES IN ENGINEERING COURSE (2020 - 2021), finally has a
Specialization in teaching: Teaching in Higher Education (FACULDADE ÚNICA, 2020 - 2021).

Francisca Jeanne Sidrim de Figueiredo Mendonça, Regional University of Cariri- URCA

She holds a degree in Industrial Design (UFCG - 1990), a Master's degree in Production Engineering (UFPB - 1998) and a PhD in SCIENCE (UNESP - 2017). She is currently a volunteer evaluator of AEDB, Editora Abril and The Brazilian Association of Production Engineering, Adjunct Professor at the Regional University of Cariri, Coordinator of Sustainable Territorial Development of the Araripe Geopark. He has experience in the area of Administration, with emphasis on quality management, working mainly on the following topics: process, quality, methods, six sigma, sustainable development and safe production.

Frederico Romel Maia Tavares, Regional University of Cariri- URCA

Engenheiro Mecânico pela Universidade de Fortaleza (UNIFOR) (1993), Especialista em
Administração de Empresas e Gerência de Marketing pela Universidade Estadual do Ceará
(UECE) (1998), Mestrado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal da Paraíba
(UFPB) (2005) e Doutorado em Engenharia Mecânica, área de Gestão e Otimização, pela
Universidade Estadual Paulista (UNESP) (2017). Professor Associado N, da Universidade
Regional do Cariri (URCA).

José Francisco de Sousa Figueredo, Regional University of Cariri- URCA

Graduated in Mechanical Production Engineering from the Regional University of Cariri - URCA (2017 - currently).

Maria Juliana Ferreira Leite, Regional University of Cariri- URCA

Graduated in Mechanical Production Engineering from the Regional University of Cariri - URCA.

References

Aguiar, L. D. C. D. (2016). Um Processo Para Utilizar A Tecnologia De Impressão 3d Na Construção De Instrumentos didáticos para o ensino de ciências. Journal of Chemical Information and Modeling, 6 (2), 1689–1699. Retrieved from http://hdl.handle.net/11449/137894

Bacich, L., & Moran, J. (2017). Metodologias ativas para uma educação inovadora: uma abordagem teórico-prática. Porto Alegre: Penso.

Baygin, M., Yetis, H., Karakose, M., & Akin, E. (2016). An effect analysis of industry 4.0 to higher education, no ITHET: Information. Technology. Based Higher. Education. and Training, 15th International Conference on. IEEE. 1-4. Doi: 10.1109/ITHET.2016.7760744

Barbosa, E. F., & Moura, D. G. (2013). Metodologias Ativas de Aprendizagem Na Educação Profissional e Tecnológica. Boletim Técnico Senac, 39 (2), 48-67. Doi: https://doi.org/10.26849/bts.v39i2.349

Berto, R. M. V. S., & Nakano, D. (2014). Revisitando a produção científica nos anais do Encontro Nacional de Engenharia de Produção. Production, 24, 225–232. Doi: https://doi.org/10.1590/S0103-65132013005000007

Borges, T. S., & Alencar, G. (2012). Metodologias ativas na promoção da formação crítica do estudante: o uso das metodologias ativas como recurso didático na formação crítica do estudante do ensino superior. Cairu em Revista, 3 (4), 119-143.

Bedeschi, A. C., et al. (2017). Contribuições Do Desenvolvimento De Sistemas De Impressão 3D Na Educação. COBENGE: XLV CONGRESSO BRASILEIRO DE EDUCAÇÃO EM ENGENHARIA, Joinville/SC, 1-10.

Braida, F. (2014). Da Aprendizagem Baseada em Problemas à Aprendizagem Baseada em Projetos: estratégias metodológicas para o ensino de projeto nos cursos de Design”, In: Actas de Diseño. Diseño en Palermo, 17 (17), 142-146. Doi: https://doi.org/https://doi.org/10.18682/add.vi17

Campos, L., & Silva, J. (2011). Aprendizagem Baseada em Projetos: uma nova abordagem para a Educação em Engenharia. COBENGE 2011: XL Congresso Brasileiro de Educação zem Engenharia, Santa Catarina, 1-4.

Dantas, I. M., et al. (2018). Implantação De Impressão 3D: Melhoria No Processo De Projetos No Grupo Açotubo. Revista Científica Semana Acadêmica, 3, 1–17. Retrieved from https://semanaacademica.org.br/artigo/implantacao-de-impressao-3d-melhoria-no-processo-de-projetos-no-grupo-acotubo

Diniz, J. F. (2018). Metodologias ativas no ensino superior: a articulação da resolução de situações problema com o ensino por meio de projetos em prática. revista ensaios pioneiros, p. 32–46.

Forndran, F., & Zacharias, C. R. (2019). Gamified experimental physics classes: a promising active learning methodology for higher education. European Journal of Physics, 40 (4). Doi: http://dx.doi.org/10.1088/1361-6404/ab215e

Faria, G. A. D. S. (2021). O ensino de química por meio de metodologias ativas no contexto dos polímeros e agrotóxicos. Dissertação de Mestrado em Universidade Federal de Minas Gerais para Mestrado em Educação, Faculdade de Educação, Mestrado Profissional em Educação.

Floyd, C. (1984). A systematic look at prototyping. In: BUDDE, R. (Ed.); Kuhlenkamp, K. (Ed.); Zulligohoven, H. (Ed.), Approaches to prototyping. Berlin: Springer Verlag, 2, 12-20.

Freitas, R. (2012). Ensino por problemas: uma abordagem para o desenvolvimento do aluno. Educação e Pesquisa, São Paulo, 38 (2), 403-418. Doi: https://doi.org/10.1590/S1517-97022011005000011

Garmendia, M., Aginako, A. Z., & Solaberrieta, M. E. (2015). Engineering students perceptions about active teaching methodologies in the university of the basque country. Iceri2015: 8th International Conference of Education, Research and Innovation, Sevilha, 7922-7931. Retrieved from https://library.iated.org/publications/ICERI2015/start/225

Gil, A. C. (2010). Como elaborar projetos de pesquisa. São Paulo: Atlas.

Hilário, L. T. G. (2016). Desenvolvimento de processo de fabricação de compósitos de fibras longas através da tecnologia de Manufatura Aditiva, Tese de Doutorado em Engenharia Mecânica, Universidade de São Paulo - USP, São Paulo. Doi:

https://doi.org/10.11606/T.18.2019.tde-04092019-125437

Huba, M., & Kozák, Š. (2016). From. E-learning. to Industry. 4.0. In: Emerging eLearning Technologies and Applications. ICETA: International Conference on. IEEE. 103-108. Doi: 10.1109/ICETA.2016.7802083

Grimm, T. (2004). User’s guide to rapid prototyping. Dearborn, Society of Manufacturing Engineers, Miami.

Jorge, J. M., Firmino, A. T., & Santos, A. C. (2019). Análise Da Impressão 3D No Ensino De Engenharia: Um Estudo De Caso No Laboratório Aberto De Brasília. CBGDP: 12o Congresso Brasileiro de Inovação e Gestão de Desenvolvimento do Produto, Unb, Brasília, 2 (6), 946–956. Doi: 10.5151/cbgdp2019-69

Junior, J. M. A., Souza, L. P., & Silva, N. L. C. (2019). Metodologias ativas: Práticas pedagógicas na contemporaneidade. Campo Grande: Editora Inovar.

Kietzmann, J., Pitt, L., & Berthon, P. (2015). Disruptions decisions and destinations: Enter. the age. of 3D printing and additive. Manufacturing. Business Horizons, 58 (2), 209-215. Doi: 10.1016/j.bushor.2014.11.005

Lee, K.H., & Woo, H. (1998). Use of Reverse Engineering Method for Rapid Product Development. Computer Computers & Industrial Engineering. Elsevier Science Ltd, 35, 21-24.

Marques, K. (2014). Manufatura aditiva: o futuro do mercado industrial de fabricação e inovação, Tese de Doutorado em Engenharia Mecânica, EESC- Escola de Engenharia de São Carlos, USP-Universidade de São Paulo, São Paulo.

Miranda, M. R. S., & Bortoluzzi, M. B. O. (2018). Perspectivas Em Diálogo Revista de Educação e Sociedade Perspectivas. Revista Educação e Sociedade, 5 (9), 282–283.

Moran, J. (2018) Metodologias ativas para uma aprendizagem mais profunda. In: BACICH, L.; MORAN, J. Metodologias ativas para uma educação inovadora: uma abordagem teórico-prática. Porto Alegre: Penso.

Oliveira, C. M. DE et al. (2017). A importância das atividades práticas no ensino de Engenharia do Produto: Um exemplo bem-sucedido de prototipagem de baixo custo. SIMPEP: XXXIV SIMPEP- SIMPÓSIO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO, Bauru- SP, 1-14.

Onisaki, H. H. C., & Vieira, R. M.B. (2019). Impressão 3D e o desenvolvimento de produtos educacionais. Revista de Estudos e Pesquisas sobre Ensino Tecnológico (EDUCITEC), 5 (10), 128–137. Doi: https://doi.org/10.31417/educitec.v5i10.638

Orlando, T. C. et al. (2009). Planejamento, montagem e aplicação de modelos didáticos para abordagem de biologia celular e molecular no ensino médio por graduandos de ciências biológicas. Revista Brasileira de ensino de bioquímica e biologia molecular, 2 (1), 2-17. Doi: https://doi.org/10.16923/reb.v7i1.33

Ponciano, T. M., Gomes, S. V., & Morais, I.C. (2017). Metodologia ativa na engenharia: verificação da abp em uma disciplina de engenharia de produção e um modelo passo a passo. Revista Principia, 32-39.

Prado, A. N., Mattos, É. C. A., & Rodrigues, F.S. (2019). MANUFATURA ADITIVA: conceitos, aplicações e impactos na gestão. III EIGEDIM 2019: III Encontro Internacional de Gestão, Desenvolvimento e Inovação, EIGEDIM, Naviraí- MS, 1689–1699.

Saffaro, F. A. (2007). Uso da prototipagem para a gestão do processo de produção na construção civil. Tese de doutorado em à Universidade Federal de Santa Catarina para Doutorado em Engenharia Civil, UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – UFSC, Santa Catarina.

Santos, K., Loures, E., Piechnicki, F. Canciglieri, O. (2017). Opportunities Assessment of Product Development Process in Industry 4.0. Procedia Manufacturing. FAIM2017: 27th International Conference on Flexible Automation and Intelligent Manufacturing, Procedia Manufacturing, Modelana, 11:1358–1365. Doi: http://doi: 10.1016/j.promfg.2017.07.265.

Santos, J. T. G., & Andrade, A. F. (2020). Impressão 3D como Recurso para o Desenvolvimento de Material Didático: Associando a Cultura Maker à Resolução de Problemas”, Revista Novas Tecnologias Na Educação, 18 (1), 21–24.

Valente, J. A., Almeida, M. E. B., & Geraldini, A. F. S. (2017). Active methodologies: from conceptions to practices in different levels of teaching. Revista Diálogo Educacional, 17 (52), 455-478. Doi: http://dx.doi.org/10.7213/1981-416X.17.052.DS07

Woodson, T., Alcantara, J. T., & Nascimento, M. S. (2019). Is 3D printing an inclusive innovation: An examination of 3D printing in Brazil. Technovation, 80-81, 54-62.

Yin, R., (2016). Pesquisa Qualitativa do Início ao Fim. Porto Alegre: Penso.

Published

08/08/2021

How to Cite

BARBOSA, J. B. M. .; MENDONÇA, F. J. S. de F. .; TAVARES, F. R. M. .; FIGUEREDO, J. F. de S. .; LEITE, M. J. F. . Use of 3D printers for the development of active methodologies in Engineering courses. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 10, p. e181101018657, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i10.18657. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/18657. Acesso em: 22 nov. 2024.

Issue

Section

Education Sciences