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INTRODUÇÃO
O ensino técnico profissionalizante tem por ideal formativo propiciar o desenvolvimento integral do estudante para atuação no mercado de trabalho, promovendo o progresso social, científico e econômico. Para atingir este fim, os docentes têm optado por diferentes abordagens de ensino, no encalço de metodologias que impliquem autonomia e liberdade para tomada de ações no perfil do futuro profissional. Nesse sentido, a prática pedagógica tem se aprimorado e dinamizado para suplantar o tradicionalismo que permeia o processo de ensino-aprendizagem.
No viés técnico, um conhecimento científico pode adquirir significado dentro de um contexto amplo devidamente estruturado. Robilotta (1985) explica que esses são casos em que o sistema didático não consegue dar conta de toda a sua complexidade, por ser fragmentado em atividades educativas sucessivas, como capítulos ou lições, que acabam sendo perceptíveis para o aluno como uma série de informações desconectadas. Sob o mesmo raciocínio, embora teoria e prática no ensino não precisem ser dicotômicas, elas podem assim se apresentar na compreensão de determinado conhecimento técnico, a depender da abordagem pedagógica.
Cursos técnicos voltados ao setor industrial apresentam em seu bojo a associação entre aulas teóricas e práticas, característica apregoada como essencial para adentrar e atuar com desempenho no ambiente profissional. Essa combinação pura, conquanto consagrada em sua concepção, equivoca-se por vezes quanto ao seu objetivo, em função da estratégia docente utilizada na articulação desses elementos de ensino. Nessa trilha, o desenvolvimento de projetos e atividades experimentais têm se mostrado como alternativas metodológicas que tendem a facilitar a conexão entre teoria e prática. No entanto, malgrado o discurso prevalecente a favor do uso dessas metodologias, proferido por boa parte dos docentes da área técnica, não se observam ainda feitos substanciais desse grupo para apensá-las em suas práticas didáticas de maneira incisiva e plenamente exitosa.
No desenvolvimento de projetos e de práticas experimentais, não há consenso nem sistematização na condução da atividade, o que explica os diferentes resultados (positivos ou negativos) oriundos desses processos de ensino-aprendizagem. No caso em que a metodologia não cumpre sua função e isenta o discente do aprendizado integral, é preciso repensá-la ou, no mínimo, encontrar argumentos que justifiquem seu uso, erradicando a ideia de valer-se dela simplesmente por tradição ou dogmatismo. Nesse prisma é que a proposta desta pesquisa vem à tona, buscando repensar e problematizar o desenvolvimento de um projeto (equipamento técnico-didático-experimental) visando um aprendizado pleno, que englobe aspectos intelectivos e capacidade de matematização e de execução técnico-procedimental.
A literatura revela trabalhos recentes cujo objetivo é a construção de equipamentos técnico-didáticos diversos para aplicações escolares com alunos da área técnica (BEZERRA, 2018; NAKASONE, 2018; ARAÚJO et al., 2020; MESQUITA et al., 2020; OLIVEIRA et al., 2020), mas que não apresentam matematização e experimentação, não esmiuçam o procedimento metodológico e fazem uma análise superficial da prática pedagógica. Incompletude investigativa, vago processo de condução e lacunosidade de informações técnico-matemáticas são elementos que dificultam uma reprodução fiel de projetos como estes em busca de resultados comparativos de aprendizagem, visto que eles não oferecem uma estrutura de dados coletados capazes de refletirem a integralidade formativa do discente. Parece haver um senso comum no modus operandi do desenvolvimento de projetos na área técnica (eletro-mecânica) do ensino profissionalizante, focando em aspectos qualitativos (compreensão de fenômenos físicos) em detrimento dos quantitativos (procedimento técnico-matemático-experimental necessário para o mercado de trabalho). Propõe-se aqui romper essa via de mão única por meio do desenvolvimento de um projeto para estudos sobre dinâmica do ar, voltado para um curso de nível técnico integrado ao ensino médio, no entendimento de que ambos os aspectos, qualitativo e quantitativo, têm igual relevância no processo formativo do aluno.
Uma das maneiras de estudar a dinâmica do ar é através do uso de um túnel de vento, dispositivo mecânico que possibilita a visualização dos fenômenos aerodinâmicos em superfícies e corpos. Neste trabalho, um túnel de vento didático é projetado e construído para a realização de testes aerodinâmicos. A proposta é executar essa atividade com vistas à melhoria do processo de ensino-aprendizagem, cujas pretensões são: analisar os resultados na aprendizagem a partir do desenvolvimento desse projeto composto por um ensaio experimental; averiguar a integração de conteúdos e a interdisciplinaridade nessa prática didática e; apresentar a análise técnico-matemática envolvida na construção do equipamento e no ensaio experimental. A abordagem simultânea e integrada entre análise da prática pedagógica e investigação técnico-matemática constitui-se em um diferencial desta pesquisa quando comparada com trabalhos similares encontrados na literatura. A atividade foi realizada por docentes e discentes do curso Técnico em Mecatrônica Integrado ao Ensino Médio do Instituto Federal de São Paulo, IFSP campus Catanduva. Com a pauta de investigação delimitada, buscou-se evidenciar pontos positivos advindos da prática pedagógica que possam subsidiar interações didáticas futuras no desenvolvimento de projetos com ensaio experimental. Ademais, a proposta procurou propiciar uma visão holística entre teoria e prática, visando contribuir para a construção do conhecimento por meio da busca por uma atividade educativa crítica e libertadora.
REFERENCIAL TEÓRICO
Projeto com ensaio experimental como melhoria do processo pedagógico
Atividades com projetos podem ser aplicadas em todas as áreas de conhecimento e níveis de ensino, pois é característica do ser humano elaborar projetos e buscar soluções, fato que favorece a produção do conhecimento (FAGUNDES, 1999). A aprendizagem por meio de projetos constitui-se em uma estratégia de capacitação ativa, na qual uma atividade prática é incluída como mecanismo de ensino. Essa metodologia é baseada em um ensino híbrido caracterizado pela interação entre diferentes disciplinas com o uso de recursos distintos. A exploração de um contexto, o desenvolvimento de ideias e a comunicação entre os envolvidos no projeto são os aspectos importantes dessa prática de ensino que busca melhorar a formação dos estudantes.
A experiência de professores no desenvolvimento de projetos escolares com seus alunos tem mostrado que essa prática educacional contribui para a qualificação de indivíduos, tanto docentes quanto discentes, com o desenvolvimento de consciência crítica e criativa. Conforme afirma Prado (2003), um projeto coordenado pelo docente alicerça competências emancipatórias e associadas a novas experiências que imprimem uma postura reflexiva e investigativa ao professor, o que corrobora com a visão de educação de Delors et al. (1996), na qual a educação deve estar atrelada a constante atualização de conhecimento e despertar de competências à adaptação e às circunstâncias da vida em sociedade reestruturando a postura docente. No que tange aos alunos, Matos (2011) afirma que o discente que participa de um projeto escolar assume papel de protagonista no processo de aprendizagem, não se limitando a ser simplesmente um receptor de informações. A elaboração e execução de um projeto pelo discente cria uma oportunidade para que aprendizagens e competências diversas sejam desenvolvidas de maneira a responderem às diferentes demandas sociais e profissionais (MAINGAIN; DUFOUR, 2008). Nesse sentido, Pacheco (2011) vincula cognição à competência no desenvolvimento de projetos por discentes, referindo-se à capacidade que revela o domínio de um conjunto de saberes que pode se tornar visível em um dado contexto de ação.
A proposta pedagógica do ensino a partir de projetos é bem contextualizada por Hernandez (1998) e Martins (2001), que alegam que essa metodologia cria situações de aprendizagem mais dinâmicas e efetivas. Hernandez (1998) pondera que essa modalidade pedagógica pode capacitar indivíduos para as necessidades do mundo do trabalho e da vida nas sociedades modernas. Acrescenta ainda que os projetos colaboram para a construção da subjetividade, aproximam os conteúdos à vivência prática e potencializam a compreensão dos vários fatores de um fenômeno. Para Martins (2001) um projeto como proposta pedagógica estabelece equilíbrio entre pensamento científico e desenvolvimento humano, por estar assentado em uma metodologia que tem como tripé: curiosidade, investigação e descoberta. Segundo o autor, essa metodologia conduz os sujeitos ativos do projeto ao domínio das habilidades didáticas renovadoras, perpassando pela discussão até a comprovação de conjecturas sobre os fatos, incluindo análise criativa de deduções e conclusões.
Quando o projeto envolve atividade experimental, maiores desafios podem surgir quando comparados com a execução de projetos puramente teóricos. Na visão de Silva (2017), dentre as principais dificuldades e barreiras a serem transpostas na elaboração de um projeto experimental estão a motivação, o tempo para preparação e desenvolvimento do projeto e a disponibilidade de materiais, equipamentos e espaço. Maldaner (2013) alerta ainda para as dificuldades em desmistificar o senso comum de alunos que idealizam algumas atividades experimentais como fenômenos espetaculares e inexplicáveis, comumente reforçados pela ficção na mídia através de práticas alquimistas, as quais são lançadas na imaginação dos discentes fora de seu real contexto.
Embora existam esses obstáculos, projetos com ensaios experimentais têm o diferencial de possibilitarem ao discente o alcance de uma aprendizagem significativa a partir do estabelecimento de uma relação sólida entre teoria e prática. Borges (2002) infere que o envolvimento do aluno em atividades experimentais proporciona o debate de interpretações e ideias acerca de observações e fenômenos com o objetivo de produzir conhecimento. Oliveira (2003) ressalta a relevância de teoria e prática como complementos fundamentais ao enriquecimento da aprendizagem, depreendendo que o desenvolvimento de projetos torna possível a percepção da concepção de teoria-prática em uma relação de distinção e dependência. Na mesma direção, Moura e Silva (2014) argumentam que experimentação e teoria são interdependentes e Silva et al. (2019) defendem que a prática experimental articula sempre o fenômeno e a teoria, correlacionando o fazer e o pensar.
No âmbito das ciências exatas, o desenvolvimento de projetos com experimentação fundamentada em problematização é extremamente necessário, visto que aulas expositivas nessa área tendem a ser menos atrativas por se pautarem em dados teóricos, leis, equacionamentos e cálculos. Marcondes e Peixoto (2007) indicam a importância de projetos experimentais na área de ciências exatas quando afirmam que, sem essa prática, o processo de ensino fica restrito a baixos níveis cognitivos, centrado no professor com aulas essencialmente expositivas e com ausência de relação entre conteúdo e cotidiano. Da mesma forma, Pontone Junior (1998) aponta que a prática experimental em ciências exatas ajuda a minimizar o ensino baseado apenas na transmissão de conceitos, o qual proporciona aos alunos uma aversão aos assuntos abordados em face a essa maneira de ensino se resumir a conteúdos decorados.
A literatura vigente revela uma variedade de trabalhos com experimentação na área de ciências exatas vinculados principalmente aos ensinos de Física (BARBOSA et al., 1999; SENRA; BRAGA, 2014; ROSA; ALVES FILHO, 2014) e de Química (MORAES et al., 2007; MACHADO; MÓL, 2008; GUIMARÃES, 2009) voltados ao ensino médio. Muitos desses estudos costumam concentrar suas análises sobre a prática pedagógica, elencando as dificuldades dos alunos e professores no desenvolvimento da atividade, bem como identificando os pontos positivos e os conteúdos assimilados nesse contexto educacional. Outros têm como foco a análise técnico-matemática e procedimentos para a realização do ensaio experimental. A ausência de uma abordagem simultânea e integrada dos quesitos “prática pedagógica” e “análise técnico-matemática” ou a superficialidade de tratamento de um desses quesitos inviabiliza demais pesquisadores reproduzirem com fidelidade a experimentação com outros alunos em busca de resultados comparativos de aprendizado. Nessa perspectiva, Araújo e Abib (2003) analisam estudos disponíveis na literatura que abordam atividades experimentais de Física no ensino médio dividindo os trabalhos encontrados em dois grupos, qualitativos e quantitativos. Aqueles de enfoque qualitativo estavam alicerçados em aspectos metodológicos, enquanto que os de caráter quantitativo atrelavam-se à níveis mais expressivos de matematização do problema. Entretanto, não houve trabalhos enquadrados concomitantemente nos dois grupos averiguados. Trabalhos envolvendo construção de túnel de vento didático são encontrados com enfoque quantitativo na literatura e voltados ao ensino superior (SOETHE et al., 2011; LUAN; NOGUEIRA, 2017; SOUZA; OLIVEIRA, 2018; QUEIROGA; VIANA, 2021).
Para além da análise da prática pedagógica, em um curso técnico integrado ao ensino médio, a sistemática de condução e execução da atividade experimental de um projeto na área de ciências exatas, regrada por íntegra análise técnico-matemática, é primordial para que os discentes possam incorporar o aprendizado de forma concatenada. No caso do curso Técnico em Mecatrônica Integrado ao Ensino Médio do Instituto Federal de São Paulo, campus Catanduva, uma das prerrogativas do egresso é atuar no setor industrial em processos mecânicos e eletroeletrônicos, de forma a projetar, instalar e operar equipamentos, estando essas ações em total consonância com o desenvolvimento de projeto com ensaio experimental cuja sistemática de realização do experimento seja bem definida.
Não são encontrados na literatura projetos com ensaios experimentais, na área de mecânica, que sejam voltados à análise do processo pedagógico em simultaneidade e integrada com o procedimento técnico para a obtenção de resultados. A construção de um túnel de vento como proposta pedagógica vai ao encontro do que prescreve Brasil (2006), que a prática e a experimentação não devem ser esquecidas na ação pedagógica e devem ser confrontadas com os conceitos e teorias instituídos historicamente, constituindo-se em dinâmicas com antecedentes, implicações e limitações. Porém, se o procedimento técnico-matemático é tratado perfunctoriamente, não é possível saber com clareza como os conceitos e teorias foram contrapostos com a prática experimental dentro da proposta pedagógica. De forma a associar a díade prática pedagógica e procedimento técnico-experimental em um projeto escolar, a construção e ensaio experimental de um túnel de vento se traduz em uma proposta que possibilita a averiguação de ambos os aspectos.
Ademais, conforme apontam Auler e Delizoicov (2001) e Praia et al. (2007), uma compreensão mínima de questões ligadas à tecnologia e à ciência é essencial para a construção da cidadania, questões essas que são de fundamental relevância para discentes de ensino técnico integrado ao nível médio. Destarte, o desenvolvimento do projeto como estratégia de ensino busca também contribuir na formação de sujeitos aptos ao exercício da cidadania, com melhores condições de exercitarem a capacidade de diálogo, argumentação, dedução e intervenção em problemas variados da esfera social.
Integração de diferentes conteúdos e interdisciplinaridade no desenvolvimento de projetos
O desenvolvimento de projetos como prática pedagógica permite a aplicação simultânea e a integração de diferentes conteúdos adrede abordados em diferentes disciplinas. Conforme infere Ausubel (2003), o conhecimento prévio dos alunos é uma variável essencial para a aprendizagem significativa. Para o autor, novos conhecimentos adquirem significados quando encontram ancoragem interativa com algum conhecimento prévio particularmente relevante. Segundo Battistel et al. (2007), utilizar o conhecimento prévio dos alunos, como o adquirido em disciplinas do curso, possibilita a percepção entre a incoerência de seus conhecimentos e a realidade observada, o que implica mudança conceitual. Nessa direção, Souza et al. (2013) alegam que é possível desenvolver o conhecimento científico aliado ao conhecimento anterior. Pozo e Crespo (2009) complementam ainda que os conhecimentos científico e cotidiano são compatíveis e por este motivo apresentam relação entre si.
A integração e simultaneidade de diferentes conteúdos no desenvolvimento de projetos vai ao encontro da concepção de docentes da área técnica sobre a interdisciplinaridade que, segundo Dal Molin et al. (2016), consiste na relação entre as disciplinas e na integração de suas temáticas. Nessa ótica, Rehem (2016) abordou a interdisciplinaridade na construção e no planejamento de dispositivos didáticos, relacionando-os com os processos produtivos e o mercado de trabalho, o que exigiu uma prática fundamentada na teoria. Ysa (2018) relacionou a pedagogia e as ciências exatas, integrando as diversas disciplinas em um projeto específico de medida de pressão em um tubo de Venturi, constituindo um juízo de valor para a construção e apropriação do conhecimento.
Segundo Japiassu (1976) e Demo (1997) existem abordagens diferentes sobre interdisciplinaridade. Contudo, Japiassu (1976) assevera que a interdisciplinaridade objetiva combater três pontos atrelados ao processo de aprendizagem, sendo a fragmentação do saber, a dissolução do complexo e a superação de modelos impostos. Dentre as concepções de interdisciplinaridade, destaca-se a de Fazenda (2011) que parte do pressuposto de que deve haver interação dinâmica entre as disciplinas por meio de um processo mútuo entre os saberes, visando entrelaçar os sentidos para a promoção do conhecimento a partir da comunicação entre os indivíduos com base na reciprocidade.
Cascino (2004) alerta para práticas pedagógicas reducionistas ao simples cruzamento de disciplinas ou de partes dos conteúdos disciplinares, as quais podem não ser efetivas no processo de aprendizagem, visto que não há interdisciplinaridade de fato. Segundo o autor, assim como para Fazenda (2002, 2011, 2012, 2014), a interdisciplinaridade requer um olhar para além das relações entre as disciplinas, devendo haver o diálogo e valoração nas relações produzidas entre docentes e discentes no processo de ensino-aprendizagem. Hartmann e Zimmermann (2007) também defendem que deve haver um trabalho integrado entre professor e estudante, assim como Augusto e Caldeira (2007) afirmam que há a necessidade de discussão coletiva, sob a mediação docente, para o desenvolvimento de um ensino mais efetivo. Práticas pedagógicas que podem ser confundidas com a interdisciplinaridade são a multidisciplinaridade e a pluridisciplinaridade. Japiassu (1976) e Trindade (2004) explicam que a multidisciplinaridade se caracteriza pela aplicação simultânea de um único tema por várias disciplinas, não havendo, porém, integração e real cooperação entre elas. Para os autores, na pluridisciplinaridade há uma interação entre os assuntos das disciplinas, com visão do objeto de estudo a partir de diferentes ângulos e sem diálogo entre as partes envolvidas. Ferrari (2007) ressalta que esses dois termos precisam ser transpostos porque não cooperam para a superação à fragmentação do saber, tal qual a interdisciplinaridade. Percebe-se então que, para cada formato de interação didática, a relação entre disciplinas e conteúdos é orquestrada de maneira distinta, sendo a interdisciplinaridade a forma mais defendida pelos pesquisadores.
No tocante à integração de conteúdos e à interdisciplinaridade inseridas no desenvolvimento de projetos, apontamentos positivos dessa prática pedagógica podem ser observados. Para Martins (2001), quando a metodologia de projeto é interdisciplinar e a abrangência da área de conhecimento é maior, as diferentes disciplinas se relacionam com o objetivo de aprofundar o conhecimento, tornando os estudos mais dinâmicos e interessantes, de forma que uma disciplina auxilia outra, favorecendo a investigação, a construção de novos conceitos e a tomada de atitudes diante de fatos da realidade. Almeida (2002) complementa que as fronteiras disciplinares são rompidas pela integração de conteúdos no desenvolvimento de projetos. O rompimento dessas fronteiras permite integrar as disciplinas no desenrolar das investigações, aprofundando-as verticalmente em sua própria realidade concomitantemente com o estabelecimento de articulações horizontais numa relação de reciprocidade entre elas, tendo como pano de fundo a unicidade do conhecimento em construção. Morin (2015) é ainda mais taxativo ao afirmar que a integração de conteúdos fomentada pelo desenvolvimento de projetos busca solucionar aspectos globais e complexos da aprendizagem, nos quais estudantes são incapazes de articular entre si os conteúdos e saberes adquiridos de forma isolada.
Dessa maneira, a integração de conteúdos e a interdisciplinaridade em projetos constitui-se em uma prática efetiva em busca do aprimoramento do processo de ensino-aprendizagem. Trabalhar esses aspectos torna-se necessário e ao mesmo tempo um desafio. A literatura apresenta diversas discussões sobre interdisciplinaridade e integração de conteúdos, porém não foca nem exemplifica aplicações práticas desses conceitos em atividades com projetos, sequer voltados ao ensino técnico na área de mecânica e dinâmica do ar.
O túnel de vento é um equipamento amplamente utilizado na construção aeroespacial e automotiva, portanto tem aplicação prática para trabalhos que poderão ser desenvolvidos pelos futuros profissionais. Tais trabalhos têm características interdisciplinares e geralmente requerem um esforço conjunto dos indivíduos envolvidos, pautado no diálogo e na discussão com alta criticidade. A sólida formação tecnológica específica é o alicerce para a lida com situações reais, nas quais o saber e o pensar diários são imprescindíveis para o mercado de trabalho. Assim, a construção de um túnel de vento didático como prática pedagógica, buscando-se integrar diferentes conteúdos com interdisciplinaridade no projeto, torna-se de alto valor colaborativo na edificação de profissionais habilitados aos labores e exigências do setor industrial mecânico, além disso, essa atividade representa a desconstrução de práticas educacionais tradicionais nessa área de atuação.
PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Abordagem empírico-pedagógica
Segundo Almeida e Szymanski (2010), o delineamento dos procedimentos de uma pesquisa e a análise de dados dependem do processo metodológico optado pelo pesquisador. O foco deste trabalho é a construção de um túnel de vento como proposta pedagógica, na qual se pretende: analisar os resultados na aprendizagem a partir do desenvolvimento desse projeto composto por ensaio experimental; averiguar a integração de conteúdos e a interdisciplinaridade nessa prática didática e; apresentar a análise técnico-matemática envolvida na construção do equipamento e no ensaio experimental.
Para a análise das duas primeiras pretensões supramencionadas, foi utilizada uma metodologia de caráter qualitativo. Santos e Greca (2013) alegam que a pesquisa qualitativa facilita a compreensão de uma dada situação educacional. O aspecto positivo de uma abordagem qualitativa é a obtenção de explicações em maior profundidade sobre o objeto de pesquisa (MILES; HUBERMAN, 1994). Fortin (2009) afirma que, na pesquisa qualitativa, o pesquisador está centrado na compreensão do fenômeno em estudo.
Para caracterizar a atividade pedagógica, o projeto foi respaldado no prescrito por Teixeira e Megid Neto (2017) sobre pesquisas de natureza interventiva, as quais se configuram pela articulação entre investigação e produção do conhecimento, envolvendo ação e processos interventivos. Inclusa nessa modalidade, a pesquisa de aplicação visa, em meio aos seus objetivos, a avaliação de práticas e estratégias didáticas relacionadas ao processo de ensino-aprendizagem. Nesse sentido, a pesquisa de aplicação foi a categoria considerada para o enquadramento teórico-metodológico da prática proposta.
Os participantes do projeto foram dois docentes da área de mecânica e dois discentes, todos vinculados ao curso Técnico em Mecatrônica Integrado ao Ensino Médio do Instituto Federal de São Paulo, campus Catanduva. Os docentes, além de participantes, atuaram como mediadores da atividade. A quantidade de discentes participantes está atrelada à necessidade do acompanhamento docente de forma a garantir a segurança dos alunos no manuseio dos equipamentos e maquinários do laboratório de fabricação mecânica para a confecção das partes do túnel de vento.
A proposta de condução do projeto foi organizada em conjunto com todos os envolvidos. Foi confeccionado um mapa conceitual para o desenvolvimento do projeto como um todo, Figura 1, seguindo o plano apresentado pelo MEC([s.d.]). O referido mapa é uma ferramenta que auxilia no desenvolvimento e sequência para a execução de um projeto, exibindo as etapas de forma hierárquica (NOVAK; CAÑAS, 2010) e facilitando a visualização do resultado e conclusão do trabalho. Foi utilizado o software CMapTools, de plataforma aberta, desenvolvido pelo Institute for Human Machine Cognition da University of West Florida, que utiliza uma arquitetura flexível (IHMC, [s.d.]) para a confecção do mapa.
Encontros semanais entre os docentes e os discentes foram realizados visando garantir a ininterruptabilidade do desenvolvimento do projeto assim como a tomada de ações interventivas com intento de excitar as habilidades cognitivas dos alunos. As intervenções foram assentadas em uma perspectiva dialógica, compelindo os estudantes a refletirem sobre a busca por soluções com relação aos aspectos: dúvidas conceituais e procedimentais para o ensaio experimental, equívocos técnico-matemáticos, direcionamento para pesquisa bibliográfica e dificuldades de outras naturezas como escolha de materiais, componentes e manuseio de softwares específicos. O acompanhamento docente permitiu arregimentar informações que, somadas a relatórios técnicos entregues pelos discentes, constituíram-se em um rol de referências para nortear o processo de coleta de dados ao término do projeto.
A coleta de dados e a avaliação da prática pedagógica foram realizadas por meio da técnica de grupo focal (GOMES; BARBOSA, 1999; DIAS, 2000; CRUZ NETO et al., 2002). Conforme afirma Morgan (1997), na técnica de grupo focal há a coleta de dados por meio das interações entre os indivíduos ao se discutir um tópico específico. Veiga e Gondim (2001) ressaltam que o grupo focal se constitui em um recurso para compreender o processo de construção das percepções individuais. A técnica de grupo focal segue a linha de pensamento de Thiollent (2011) que, quando a estruturação dos sujeitos da pesquisa está organizada de maneira simples e fácil para a realização de discussões, é possível coletar e analisar dados a partir da narrativa dos envolvidos na atividade. De acordo com Gondim (2003), a utilização de grupos focais está ainda relacionada com os pressupostos e premissas do pesquisador, o qual recorre a essa técnica com uma visão ou intuito específico. No caso da construção do túnel de vento como proposta pedagógica, o grupo focal é uma forma de congregar percepções para melhoria do processo de ensino-aprendizagem, além de promover autorreflexão nos discentes a respeito da interligação dos conteúdos das disciplinas com projetos reais.
Projeto e construção do túnel de vento
O túnel de vento desenvolvido para fins didáticos tem uma construção simples, contudo apresenta todas as especificações básicas de um equipamento de ensaio. Além do túnel de vento, um perfil aerodinâmico também foi construído e inserido no interior do túnel para o ensaio experimental. O desenvolvimento do projeto foi dividido em 7 etapas, conforme especificadas no Quadro 1.
A etapa de pesquisa bibliográfica foi realizada em busca de projetos similares e averiguação de dimensões características para a confecção de um túnel de vento de pequeno porte. Na segunda etapa, o túnel de vento, suas partes e componentes foram projetados e desenhados com o uso do software SolidWorks®. A Figura 2 apresenta a visão geral do túnel de vento com cada uma de suas partes identificadas. A estrutura é dividida em 13 partes, sendo algumas delas fabricadas pelos estudantes no próprio campus e outras adquiridas no mercado.
As partes numeradas na Figura 2 são:
Parte 01: Filtro de sucção de ar, que organiza o fluxo de ar, eliminando interferências no ensaio;
Parte 02: Exaustor com diâmetro de 300 mm e motor de ¼ de HP;
Parte 03: Placa de zinco interna, responsável também pela organização do fluxo de ar e redução da turbulência gerada pelas paredes internas;
Parte 04: Placa de zinco, oposta à “Parte 3”, com a mesma função da anterior;
Parte 05: Placa de acrílico transparente para visão da área de ensaio;
Parte 06: Placa de acrílico transparente para visão da área de ensaio, oposta à “Parte 05”;
Parte 07: Estrutura de sustentação lateral do túnel;
Parte 08: Estrutura de sustentação lateral, oposta e simétrica à “Parte 07”;
Parte 09: Estrutura superior do túnel;
Parte 10: Estrutura inferior do túnel e simétrica à “Parte 09”;
Parte 11: Estrutura e berço do exaustor;
Parte 12: Hélice do exaustor;
Parte 13: Pino de fixação da hélice sobre a armadura.
As Figuras 3 e 4 apresentam as vistas em plano e em perspectiva com as dimensões em milímetros das partes estruturais do túnel de vento.
Na terceira etapa do Quadro 1, para a montagem da estrutura do túnel foram utilizadas pranchas de MDF (Medium Density Fiberboard) de 10 mm de espessura. Esse material foi escolhido por ser um produto abundante desde os anos 80 (ELEOTÉRIO, 2000) e também uma madeira de reflorestamento de curta rotação e custo relativamente baixo (DIX; MARUTZKY, 1997). Um exaustor de parede de 300 mm de diâmetro com motor elétrico monofásico de ¼ de HP foi utilizado para o fornecimento de vazão de ar no túnel. Uma placa Arduino® MEGA (ARDUINO, 2015) foi utilizada para o controle de rotação do exaustor. Um barramento de luzes LED de 220 Volts foi instalado em uma calha na parte superior interna do túnel de vento, visando facilitar a visualização do escoamento de ar sobre o perfil aerodinâmico. Para a obtenção da velocidade do ar na região da área de ensaio, foi utilizado um tubo de Pitot. Para a organização do fluxo de ar, foram usadas placas de zinco em duas paredes internas do túnel e também um filtro de sucção de ar do lado oposto ao do exaustor. Uma placa de acrílico foi usada como anteparo para a visão da área de ensaio.
As pranchas de MDF foram submetidas a processos de usinagem, etapa 4, dando origem às diferentes partes constituintes do túnel de vento, em dimensões exatas, conforme os desenhos prévios mostrados nas Figuras 3 e 4. Na etapa 5, o conjunto de peças MDF usinadas foi devidamente montado e os demais componentes necessários ao túnel foram instalados e tiveram seu funcionamento testados. A Figura 5 apresenta imagens do processo de fabricação de partes do túnel. A Figura 6 mostra a estrutura montada do túnel e detalhes do exaustor instalado.
Fonte: Autoria própria.
Figura 5 Processo de fabricação de partes do túnel: (a) berço do exaustor, (b) janela de visualização da área de ensaio.
Para análises de sustentação e de arrasto, um perfil aerodinâmico foi construído e inserido no túnel de vento, sendo esta a etapa 6 do projeto. Optou-se pela construção de uma asa de isopor com perfil GÖ387 (Göttingen) (KANDIL, 2017; RIEGELS, 1958), a qual foi instalada em um dispositivo que permite seu deslocamento vertical, conforme a Figura 7.
Fonte: Autoria própria.
Figura 7 Dispositivo com perfil aerodinâmico GÖ387 para deslocamento vertical.
Na última etapa do Quadro 1, com o túnel de vento completamente montado, seus acessórios instalados e o perfil aerodinâmico pronto, um ensaio experimental com escoamento de ar no túnel de vento pôde ser realizado.
Análise Técnica e Equações Governantes
Medidas experimentais foram coletadas em um ensaio de escoamento de ar pelo túnel de vento, visando a obtenção da velocidade de escoamento do fluido com o uso de um tubo de Pitot. O tubo de Pitot cria um diferencial de pressão a partir da desaceleração completa do fluido em um de seus pontos. Esse diferencial de pressão pode ser utilizado na equação de conservação de energia, Eq. (1), desenvolvida por Daniel Bernoulli (BRUNETTI, 2008; MUNSON et al., 2009; ROSKAM; LAN, 1997) para o cálculo da velocidade.
sendo V a velocidade do ar, g ρ a pressão do ar, z a cota de altura em relação a um referencial, g a aceleração da gravidade e ρ a densidade do ar. Os subíndices 1 e 2 representam dois pontos tomados para análise do escoamento.
A Figura 8 apresenta o esquema de funcionamento de um tubo de Pitot, o qual é composto basicamente por um tubo em “U” para tomada de pressão em dois pontos (1 e 2). As pressões nos pontos 1 e 2 são chamadas, respectivamente, de pressão estática e pressão de estagnação. A velocidade no ponto 2 é nula em função da desaceleração do fluido e a velocidade no ponto 1 corresponde à velocidade de escoamento do ar. Neste caso, não há diferença de cotas entre os pontos 1 e 2. Os parâmetros ρ m e h representam, respectivamente, a densidade e o desnível do fluido manométrico, sendo este utilizado para a obtenção da diferença de pressão entre os pontos 1 e 2 do escoamento. O fluido manométrico utilizado no experimento foi etanol e a diferença de pressão é obtida por meio de manometria. Assim, manipulando algebricamente a Eq. (1), a velocidade de escoamento de ar é obtida como segue:
sendo o desnível h do fluido manométrico medido no experimento e sendo conhecidas as densidades dos fluidos e a aceleração da gravidade.
Para melhor compreensão da relação entre velocidade e pressão de um fluido, foi proposto aos alunos o experimento mental validado por Daniel Bernoulli, quando este desenvolveu a Lei da Conservação da Energia para os fluidos. Este experimento está descrito na obra Hydrodynamica (BERNOULLI, 1738) e teve como base de análise um reservatório que descarregava água por um tubo horizontal em seu fundo. Através de pequenas transformações desta configuração específica, foram propostas várias variantes experimentais que foram solucionadas por meio de experimentos mentais. De maneira similar, esse processo de análise mental foi utilizado no túnel de vento, resultando na aplicação da referida Lei da Conservação da Energia. Manterola (2015) faz uma análise e validação do experimento mental de Bernoulli, promovendo assim, a construção da criação em relação à criatividade de construção.
Na análise aerodinâmica do perfil GÖ 387, foi utilizado o softwareAirfoil Tools ([s.d.]) para a geração do perfil e obtenção de parâmetros aerodinâmicos necessários para o cálculo das forças de sustentação e de arrasto no perfil. Esse perfil foi escolhido por ser de fácil construção, pois possui um intradorso (região inferior) praticamente reto. As características de um perfil aerodinâmico são apresentadas na Figura 9. A Figura 10 e o Quadro 2 apresentam, respectivamente, o perfil GÖ 387 gerado no software Airfoil Tools e os parâmetros aerodinâmicos deste perfil. Similarmente a este estudo, Araújo et al. (2017) utilizaram um aplicativo, Wind Tunnel, visando o fortalecimento dos conceitos de dinâmica dos fluidos sobre perfis aerodinâmicos para alunos do ensino médio.
Com base nos parâmetros aerodinâmicos obtidos, a força de sustentação (F 1 ) e a força de arrasto (F d ) sobre o perfil são calculadas conforme segue (FOX et al., 2018):
sendo V a velocidade do ar na área de ensaio do túnel, obtida conforme Eq. (2). Os parâmetros (C1) e (Cd) são, respectivamente, o coeficiente de sustentação e o coeficiente de arrasto no perfil, os quais são obtidos por meio do software Airfoil Tools ([s.d.]) a partir do conhecimento do número de Reynolds (Re) do escoamento de ar sobre o perfil, Eq. (6). O número de Reynolds é um parâmetro adimensional que permite averiguar a estabilidade do escoamento. Para o cálculo do número de Reynolds é preciso obter a velocidade de escoamento no túnel a partir do ensaio experimental.
Sendo µ a viscosidade dinâmica do ar.
Os conceitos supracitados sobre dinâmica do ar foram avaliados como um processo educacional por Eastlake (2006), sendo ressaltado o fato de fazerem sentido para públicos de diferentes níveis. Embora a origem dos conceitos englobe complexidade matemática, Eastlake (2006) infere que é possível descrever o fenômeno de forma simplificada, adequada ao nível dos estudantes.
RESULTADOS E AVERIGUAÇÕES
Percepções acerca da prática pedagógica
As percepções acerca da prática pedagógica foram elencadas a partir das discussões no grupo focal, sendo agrupadas em tópicos conforme os pontos previamente estabelecidos para serem averiguados nessa proposta didática.
Sobre a avaliação da aprendizagem a partir do desenvolvimento do projeto, alguns efeitos positivos foram observados:
Houve participação e interesse efetivos dos discentes atuantes no projeto, incluindo questionamentos pertinentes atrelados a conhecimentos prévios de conteúdos abordados;
A existência de ensaio experimental no projeto serviu como motivação e incentivo para a não desistência da atividade, fato que, segundo os discentes, poderia ter ocorrido em função da complexidade matemática inerente ao ensaio;
A necessidade de utilizar diversos laboratórios para a construção do túnel de vento contribuiu para maior desenvoltura e habilidade prática no manuseio de máquinas e equipamentos que os discentes esperam ter contato próximo quando adentrarem o mercado de trabalho;
A atuação conjunta dos discentes na resolução dos problemas e na transposição das etapas do projeto favoreceu a troca de ideias e a capacidade de organização para a execução do todo;
A realização do ensaio experimental em conjunto com os cálculos matemáticos a ele atrelados ampliam a visão da necessidade de um encadeamento de ações para o êxito da atividade;
A ambientação e o dinamismo para o desdobramento do projeto acarretam em uma atmosfera mais descontraída do que a da sala de aula, contribuindo para a exposição de dúvidas e apresentação de opiniões e pontos de vista de forma mais desinibida;
A visão e o entendimento de como utilizar conceitos técnicos e aplicar equacionamento matemático é significativamente ampliada no desenvolvimento de um projeto com ensaio experimental.
A respeito da integração entre conteúdos de diferentes disciplinas e interdisciplinaridade no projeto, constatações também foram enumeradas. O Quadro 2 apresenta as disciplinas e conteúdos do curso que se integram no projeto de construção do túnel de vento, além de relacioná-los com a aplicabilidade no projeto.
Baseado no Quadro 3, conhecimentos prévios de 43% das disciplinas da grade curricular do curso Técnico em Mecatrônica Integrado ao Ensino Médio do IFSP campus Catanduva foram necessários para a execução do projeto. Desse total de disciplinas, 77% foram da parte profissionalizante. Pierson e Neves (2001) relatam que muitas vezes os discentes não enxergam a conexão entre as disciplinas estudadas e um trabalho que abranja conceitos do curso, promovendo a integração como uma possibilidade de fazer essa junção, conforme definido. Ressalta-se que o Quadro 3 foi construída a partir do grupo focal com participação efetiva dos alunos, mostrando que a visualização da conexão entre disciplinas e projeto é possível.
Visando a ocorrência da interdisciplinaridade na prática pedagógica, os docentes mantiveram uma postura instigante para com os discentes ao longo de todo o desenvolvimento do projeto, com base em conversas e discussões constantes dos eventos. Os docentes buscaram manter uma conduta de orientação com perspectiva dialógica, articulando os conteúdos das disciplinas com o ensaio experimental e objetivando, a partir de suas atitudes, um maior engajamento da aprendizagem dos discentes por meio de novas relações entre os executores do projeto. Os seguintes pontos foram levantados no grupo focal sobre integração de conteúdos e interdisciplinaridade no projeto:
As dúvidas de aprendizado sobre determinado conteúdo, transmitido somente via explicação teórica pelo docente, podem ser sanadas pela interação com outro conteúdo inserido na prática experimental e também via discussão com outro discente participante do projeto;
A construção do túnel de vento e a realização do ensaio experimental permitiram compreender como diferentes conteúdos podem ser utilizados simultaneamente e interligados entre si, fatos que muitas vezes não são visualizados na explicação teórica do docente;
O ensaio experimental possibilitou a manipulação física de diferentes conteúdos através da observação direta de eventos, diferentemente do que ocorre dentro da sala de aula, onde o discente recebe passivamente os conteúdos de forma fragmentada;
A forma de apresentação, sequencial e estruturada, de alguns conteúdos em livros didáticos, a qual não era compreendida pelos discentes, passou a ter significado após a realização do projeto e do ensaio experimental;
Conteúdos com grau de abstração, no entendimento discente, podem ser materializados pelo desenvolvimento do projeto com ensaio experimental;
Os conteúdos verificados experimentalmente e a ligação entre eles tornam-se peremptórios na memória dos discentes, facilitando o uso dos conceitos no futuro;
O desenvolvimento do projeto e a realização do ensaio experimental possibilitou aos discentes maior capacidade de raciocínio em reconhecer a necessidade de aplicação simultânea de conteúdos, bem como a relação entre eles em projetos reais;
A visualização da conexão entre os conteúdos e a dependência entre eles em determinadas situações é facilitada pela postura e atitude incitadoras do docente, nas quais se busca estimular o raciocínio e a percepção dos discentes para a construção da inteligência cognitiva.
Dificuldades encontradas pelos discentes no desenvolvimento do projeto e na realização do ensaio experimental foram arroladas no grupo focal. Foi apurado que, na forma como o projeto foi conduzido, as dificuldades estavam relacionadas fundamentalmente à sua parte técnica, com destaque para:
Utilização de máquinas e ferramentas disponíveis no laboratório de fabricação mecânica em função de algumas partes do projeto apresentarem grau de complexidade de construção maior do que elementos didáticos construídos nas aulas e disciplinas do curso;
Adaptação à necessidade constante de uso de Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) dentro dos laboratórios e seguir as rígidas normas de segurança de uma oficina mecânica (NR 6 - SECRETARIA DO TRABALHO, [s.d.]);
Recorrente análise de exequibilidade do projeto e verificação de discrepâncias durante a execução, promovendo a adaptabilidade e a procura de soluções, não só mecânicas e eletrônicas, mas também viáveis economicamente;
Pesquisa bibliográfica e manuseio com bases de dados.
Embasados em todas as percepções e averiguações que foram aduzidas no grupo focal, os docentes participantes e mediadores da prática pedagógica puderam estabelecer a posteriori considerações gerais sobre a atividade:
A prática didática proposta mostrou que há sensibilidade dos alunos para o aprendizado quando estes são submetidos à estímulos externos, desviando-se das metodologias tradicionais de aprendizagem no ensino profissionalizante;
O desenvolvimento do projeto com ensaio experimental fornece um indicativo de que a atividade realizada, aditada ainda de transformações adaptativas em busca de melhorias nesse processo de ensino-aprendizagem, tem potencial para que possa ser legitimada como um elemento mediador em si no aprendizado de conceitos sobre dinâmica do ar. Nesse contexto, a atividade enseja ao aluno cooperar na construção tanto de seu conhecimento quanto do próprio processo de aquisição da aprendizagem, inquirindo o fenômeno físico a partir do levantamento e verificação de suas próprias hipóteses;
O projeto realizado conduz à revisitação de concepções de ensino-aprendizagem na esfera profissionalizante, abrindo reflexão sobre a atual primazia do ensino de conceitos técnicos transmitidos exclusivamente no espaço da sala de aula;
A abordagem dialógica dos docentes ao longo do projeto permitiu um mapeamento de conceitos prévios equivocados dos alunos, oportunizando intervenções pontuais para a dissolução de incoerências teóricas. Tal aspecto, associado à prática experimental e problematizada em si, possibilitou aos discentes participantes reinterpretações de conceitos ambíguos ou cuja compreensão era imprecisa;
As relações que se estabelecem entre o aluno como sujeito especulativo e o objeto de análise tornaram-se explícitas com o desenvolvimento do projeto, em contraposição ao ensino técnico tradicional dentro da sala de aula, no qual essas relações tendem a ser implícitas;
A versatilidade inerente ao processo de execução da atividade facultou a manipulação didática pelos docentes em momentos apropriados da prática, com vistas a compelir os alunos para a efetivação do aprendizado. Dessa forma, evidencia-se que a intervenção do professor tende a gerar efeitos positivos quando moldada segundo às circuntâncias;
A atividade desenvolvida elucidou aos discentes que os princípios físicos vinculados à dinâmica do ar encontram-se em consonância com processos naturais, conformando o referencial teórico aos eventos de mesma categoria observados na natureza.
Destaca-se que o desenvolvimento do projeto com ensaio experimental abordou de forma simultânea os aspectos qualitativo e quantitativo de aprendizado. Ao mesmo tempo em que se constituiu em uma prática regida por manipulação docente focando a comprovação de fenômenos físicos e o desenvolvimento cognitivo, permitiu o compartilhamento de parâmetros e a definição de uma métrica categórica para o procedimento técnico-matemático-experimental, visando a atuação do discente no mercado de trabalho. Análises qualitativa e quantitativa estão na vanguarda de trabalhos similares da área de exatas (como Física e Química) encontrados na literatura, porém de forma segregada, deixando um hiato que impossibilita uma avaliação simultânea dessa dualidade. Sob este ponto de vista, a formação sólida e integral do estudante de ensino técnico está propensa a permanecer na retaguarda do processo educacional.
Para a atuação profissional de um técnico em mecatrônica, não basta compreender o fenômeno físico. É preciso ser capaz de encadear ideias com os devidos pressupostos para o êxito da ação, apresentando procedimento e resultados com criticidade e plausibilidade. A experiência de docentes do ensino profissionalizante tem mostrado que a simples transmissão de conhecimentos em sala de aula bem como o empirismo reprodutivista em práticas experimentais não se configuram em opções didáticas capazes de priorizar a integralidade de aprendizado ao discente. O enfoque simultâneo, qualitativo-quantitativo, abordado no presente projeto pode ser considerado como um manifesto de possibilidade de aprendizagem cabal. Em aditamento, os resultados apresentados nesta prática pedagógica poderão subsidiar análises de trabalhos análogos a este, permitindo reproduções mais fidedignas e decorrente comparação de resultados.
Mediante o exposto, depreende-se, por conseguinte, que o desenvolvimento do projeto com ensaio experimental pode contribuir para a melhoria do processo de ensino-aprendizagem, possibilitando aos discentes interconectarem, e assimilarem de maneira mais contundente, conteúdos e disciplinas regrados a discussões instigantes orquestradas pelas atitudes e intenções docentes. Salienta-se que este projeto não se constitui em uma solução às dificuldades de aprendizado observadas dentro da sala de aula, tampouco tem pretensões para tal. Trata-se de um ensaio pedagógico e experimental em busca da intensificação e fixação da aprendizagem de conceitos técnicos transmitidos em um curso técnico em mecatrônica integrado ao ensino médio do Instituto Federal de São Paulo, assim como, busca aproximar o discente a situações reais de trabalho, pois, conforme assevera Berbel (2011), o ambiente pedagógico pode proporcionar liberdade e autonomia nas decisões do futuro profissional.
Ensaio Experimental e Resultados Técnico-Matemáticos
Para o ensaio experimental no túnel de vento, os valores do Quadro 4 foram utilizados para a aceleração da gravidade (g), a densidade (ρ) do ar, a viscosidade dinâmica (µ) do ar e para a densidade do etanol (ρm) (fluido manométrico no tubo de Pitot). Os dados das propriedades do ar foram extraídos de Bergman e Lavine (2019) e a densidade do etanol foi calculada pela ferramenta The Engineering ToolBox (2021), todas as propriedades considerando condições normais de pressão atmosférica e temperatura de 20 °C.
O túnel de vento foi submetido ao escoamento de ar e o desnível h do fluido manométrico no tubo de Pitot foi medido. Assim, a velocidade V do escoamento foi obtida a partir das Eqs. (2) e (3) e o número de Reynolds Re calculado pela Eq. (6). O valor obtido para Re foi usado como dado de entrada no software Airfoil Tools para a obtenção dos coeficientes de sustentação (C1) e de arrasto (C d ) sobre o perfil GÖ 387, sendo que os valores obtidos para esses coeficientes se constituem na condição de melhor planeio e maior eficiência do perfil. De posse dos coeficientes de sustentação e de arrasto, os valores das forças de sustentação (F 1 ) e de arrasto (F d ) foram calculados pelas Eqs. (4) e (5). O Quadro 5 apresenta os valores obtidos para os parâmetros supramencionados.
O software Airfoil Tools permite a simulação de perfis aerodinâmicos com algumas opções preestabelecidas para o número de Reynolds como números inteiros. Por este motivo, o número de Reynolds obtido no Quadro 5 foi aproximado da forma Re = 9,42 104 ≈ 105 para a obtenção dos coeficientes de sustentação e de arrasto. A partir do número de Reynolds, o software Airfoil Tools fornece também, além dos coeficientes para a melhor eficiência do perfil, o ângulo de ataque (α), Fig. 9, para esta condição, cujo valor é α = 6,25º.
O ensaio experimental agregado à análise matemática da dinâmica do ar no interior do túnel de vento permitiu aos alunos melhor compreensão dos conceitos que regem o fenômeno físico. A visualização do fenômeno contribuiu para a clarificação dos efeitos das variáveis intrínsecas ao problema, comprovando o prescrito pelas equações governantes. Destaca-se nesse processo a edificação do conceito de diferença de pressão, observado no tubo de Pitot para a obtenção da velocidade do ar no túnel e também no fenômeno de sustentação, dado pela diferença de pressão entre o intradorso (região inferior) e o extradorso (região superior) do perfil aerodinâmico.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O desenvolvimento do projeto do túnel de vento com ensaio experimental comprovou teorias existentes sobre dinâmica do ar e aproximou os discentes ao universo da ciência aplicada. Conceitos matemáticos e físicos de forças aerodinâmicas atrelados a voos de aeronaves e aerodinâmica em veículos puderam ser demonstrados por meio de uma atividade proativa e motivadora, na qual os discentes foram imersos em uma prática laboriosa de construção do conhecimento, ou seja, não meramente acatando informações de maneira passiva.
Analisando o desenvolvimento do projeto como prática pedagógica, averiguou-se que este formato didático pode contribuir positivamente no processo de ensino-aprendizagem. O diálogo entre docentes e discentes foi ampliado e a visualização do elo entre assuntos teóricos abordados no curso e sua aplicabilidade em uma situação experimental real foi clarificada, o que permitiu aos estudantes externalizarem seus conhecimentos prévios para a ressignificação de conteúdos. A realização do projeto auxiliou ainda no rompimento de limites de aprendizado no que concerne a compreensão de conceitos técnicos-matemáticos por vezes vistos com certo grau de complexidade e sem aparente vínculo com a realidade, fato que caracteriza a prática como uma ação libertadora para a construção do conhecimento pela introdução de condições mais favoráveis ao exercício cognitivo.
A partir das ações e instigações docentes, o ensaio experimental facultou a manipulação de diferentes conteúdos pelos discentes, assim como a percepção de integração entre eles, fornecendo uma visão holística ao que costuma ser fragmentado em processos didáticos habituais dentro da sala de aula. Foi observado que o conhecimento adquirido dessa forma se conserva na memória discente para aplicações futuras. A abordagem dialógica ao longo do projeto objetivou favorecer a criação de sentido para os conteúdos e a ocorrência da interdisciplinaridade. Muitos estudos abordam e conceituam a interdisciplinaridade, fornecendo diretrizes para que ela ocorra de fato. Todavia, exemplos de como executar atividades interdisciplinares em um curso técnico integrado com foco em dinâmica do ar não são encontrados. A prática realizada mostra que é possível cooperar para o preenchimento dessa lacuna, dando indícios de que a interdisciplinaridade, além da simples integração entre disciplinas e conteúdos, pode ser alcançada.
A presente proposta pedagógica buscou transpor o paralelismo existente entre análise da prática didática (enfoque qualitativo) e investigação técnico-matemática (enfoque quantitativo) comumente encontrado na literatura em trabalhos com experimentação na área de ciências exatas. Visando uma análise simultânea e integrada, no desenvolvimento do projeto procurou-se notabilizar a matematização do problema e seu procedimento técnico para além de um simples roteiro e verificação de leis, incorporando tomada de ações para obtenção de dados, aplicação de equações governantes e apresentação de resultados, conjuntamente com a verificação de aspectos intelectivos no decorrer da atividade, os quais incluem assimilação e integração de conteúdos, conexão entre teoria e prática, agregados ainda ao despertar da curiosidade e tomada de decisões por parte dos discentes.
O caráter investigativo e dinâmico da atividade, transpassando o ensino tradicional de sala de aula, foi primordial para oportunizar aos discentes o levantamento de hipóteses e a análise de argumentos científicos. A maneira como o docente intermedeia o desdobramento da prática, visando manter aguçados o interesse e atenção dos alunos, também é de suma importância para o êxito do trabalho. É por meio da mediação docente que uma possível prática empirista simples e roteirizada seja acrescida de cunho especulativo, tornando-se apropriada para a construção do conhecimento com rigor científico e prazer pelo resultado alcançado. Destaca-se neste contexto a indispensabilidade de capacitação docente nas esferas técnica e pedagógica para atuação no projeto, incluindo mudanças substanciais nas práticas convencionais de ensino para a gerência e delineamento da atividade. Formação continuada é imprescindível para que o docente aumente suas percepções para ações pedagógicas e revisite suas concepções de ensino em busca de um perfil cada vez mais polivalente e multifacetado.
A proposta metodológica do túnel de vento não teve como intuito substituir o ensino tradicional aplicado no curso técnico integrado ao ensino médio, mas servir como um instrumento adicional para fomentar e enriquecer o processo de ensino-aprendizagem. Ressalta-se ainda que não há uma forma específica para a condução da proposta pedagógica. A regência e os procedimentos para a execução da prática podem e precisam ser aprimorados. A experimentação de variações na forma de atuação, assim como o uso de práxis alternativas poderão potencializar ainda mais o aprendizado no desenvolvimento de projeto com ensaio experimental.
