Modelo conceitual para formulação de diretrizes estratégicas na concepção e atualização de cursos de engenharia no contexto da transformação digital

Abstract

O fenômeno da Transformação Digital tem trazido novos desafios e oportunidades para a Sociedade. Ao mesmo tempo em que os setores da economia são beneficiados pela adoção das tecnologias para a Indústria 4.0 e Sociedade 5.0, as empresas demandam profissionais competentes para aplicar conhecimento com habilidades profissionais, atitudes e valores pessoais. A Educação 4.0 seria a solução para formar profissionais qualificados, mas as instituições de Educação Superior têm avançado lentamente frente às inovações tecnológicas da Transformação Digital. E, particularmente, a Educação em Engenharia atual não permite aos estudantes adquirirem as competências necessárias para enfrentar os desafios e as oportunidades da Transformação Digital. Neste cenário, verifica-se a falta de planejamento ou a inadequação dele para a formação de engenheiros competentes. Isso é decorrência da inexistência de modelos com estratégias eficazes que guiem os cursos de engenharia. Sendo assim, o problema de pesquisa se define em como apoiar estrategicamente as escolas de engenharia a formar competências nos estudantes que estejam alinhadas às atuais necessidades impostas pela Transformação Digital. Algumas universidades estão promovendo a modernização de seus programas de engenharia por meio de iniciativas próprias ou por ações em cooperação, como é o caso do Programa Brasil-EUA de Modernização da Educação Superior na Graduação, financiado pela CAPES, Comissão Fulbright Brasil e Embaixadas dos Estados Unidos, com apoio do Conselho Nacional de Educação. Apesar das novas Diretrizes Curriculares Nacionais terem sido aprovadas em 2019, os cursos de engenharia ainda carecem de ferramentas apropriadas para a formação de competências alinhadas às demandas da Indústria 4.0 e Sociedade 5.0. Portanto, o objetivo deste trabalho é propor um modelo conceitual para a formulação de diretrizes estratégicas na concepção e atualização de cursos de engenharia de acordo com o cenário da Transformação Digital, que possa ser utilizado como referência por escolas de engenharia. A abordagem de pesquisa é de natureza aplicada, com paradigma pluralista e pragmático, acompanhada de definições fundamentais sobre as Tecnologias Educacionais e sobre a Smart Education, pilares que sustentam a Educação em Engenharia moderna. Quanto ao método, trata-se de uma pesquisa quali-quantitativa, envolvendo uma exaustiva revisão sistemática da literatura e aplicação de questionário e entrevistas com especialistas na Educação em Engenharia. Quanto à abordagem metodológica, ela é prescritiva e baseada na Design Science Research, com o objetivo de produzir um modelo conceitual para formulação de diretrizes estratégicas. A DSR foi apoiada pelo Lightweight CommonKADS para modelar o conhecimento organizacional, com vistas à construção do modelo conceitual. A validação do modelo conceitual se deu por meio de sua implementação em uma plataforma computacional, gerando um artefato tecnológico, que foi apresentado aos grupos focais formados por especialistas em Educação em Engenharia. Com auxílio de questionários, os especialistas puderam responder às questões quanto a viabilidade e consistência do artefato. Os resultados mostraram que o modelo conceitual é viável e consistente. Além disso, pode ser usado como modelo ou referência para outras escolas de engenharia.

Abstract: The phenomenon of Digital Transformation has brought new challenges and opportunities to society. While sectors of the economy benefit from adopting technologies for Industry 4.0 and Society 5.0, companies require competent professionals who can apply knowledge with professional skills, attitudes, and personal values. Education 4.0 would be the solution to train qualified professionals. Still, higher education institutions need to be faster to advance in the face of the technological innovations of Digital Transformation, especially in Engineering Education. And notably, current Engineering Education needs to allow students to acquire the necessary competencies to face the challenges and opportunities of Digital Transformation. There needs to be more planning for training competent engineers in this scenario. This is due to the need for more models with practical strategies that guide engineering programs. Therefore, the research problem is how to strategically support engineering schools to form skills in students aligned with the needs imposed by Digital Transformation. Some universities are promoting the modernization of their engineering programs through their own initiatives or cooperative actions, such as the Brazil-USA Program for the Modernization of Higher Education in Undergraduate Programs, funded by CAPES, Fulbright Commission Brazil, and the United States Embassies, with the support of the National Council of Education. However, despite the new National Curriculum Guidelines approved in 2019, engineering programs still need appropriate tools for developing competencies aligned with the demands of Industry 4.0 and Society 5.0. Therefore, this work proposes a conceptual model for formulating strategic guidelines in designing and updating engineering programs according to the Digital Transformation scenario, which can be used as a reference by engineering schools. The research approach is applied, with a pluralistic and pragmatic paradigm, accompanied by fundamental definitions of Educational Technologies and Smart Education, pillars supporting modern Engineering Education. The method is qualitative-quantitative research involving an exhaustive systematic literature review and the application of questionnaires and interviews with experts in Engineering Education. The methodological approach will be prescriptive and based on Design Science Research, aiming to produce an artifact that will be the conceptual model for formulating strategic guidelines. Lightweight CommonKADS will support DSR to model organizational knowledge to construct the conceptual model. The artifact was validated through its implementation on a computational platform, generating a functional prototype presented to focus groups composed of experts in Engineering Education. With the help of questionnaires, experts could answer questions regarding the feasibility and consistency of the artifact. The results showed that the conceptual model is feasible and consistent and can be used as a model or reference for other engineering schools.