Pesquisa em educação em engenharia - Engineering education research

A pesquisa em educação em engenharia ( EER ) é o campo de investigação que cria conhecimento que visa definir, informar e melhorar a educação de engenheiros. Isso é feito por meio de pesquisas em temas como: epistemologia , política, avaliação, pedagogia , diversidade, entre outros, no que se refere à engenharia .

História e antecedentes

A pesquisa em educação em engenharia ganhou visibilidade durante a década de 1980, embora a educação formal de engenheiros nos Estados Unidos remonta a 1802, com o estabelecimento da Academia Militar dos Estados Unidos em West Point com o objetivo de treinar o corpo de engenheiros do Exército dos EUA . A Rensselaer School (agora Rensselaer Polytechnic Institute) foi fundada em 1824 e conferiu diplomas em engenharia civil a quatro alunos em 1835.

Estimulado pela preocupação com a competitividade nacional e pelo número insuficiente de engenheiros formados, o Relatório Neal apelou à realização de pesquisas para melhorar o ensino e a aprendizagem nas áreas STEM (Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática).

Semelhante a outras disciplinas, a década de 1990 trouxe um foco na bolsa de estudos como demonstrado pelo Relatório do NRC de 1995, "Educação em engenharia: projetando um sistema adaptativo", influenciado por Ernst Boyer. Esse foco foi motivado principalmente pela necessidade de melhorar a qualidade dos engenheiros produzidos por universidades nos Estados Unidos. Além disso, 1993 marcou o relançamento do Journal of Engineering Education , que servia como uma câmara de compensação para a pesquisa acadêmica.

À medida que as preocupações com a globalização e a necessidade de inovação aumentaram durante o final dos anos 1990 e 2000, a pesquisa em educação em engenharia foi influenciada por apelos de reforma para produzir a quantidade e a diversidade de engenheiros necessários para resolver os problemas globais.

Dando continuidade ao desenvolvimento do campo, centros de pesquisa em educação em engenharia surgiram no início dos anos 2000. O NAE formou um Comitê de Educação em Engenharia (CEE) em 1999, o Centro para o Avanço da Bolsa de Estudos em Educação em Engenharia (CASEE) foi estabelecido em 2002 e o Centro para o Avanço da Engenharia em 2003.

Em meados da década de 2000, fundos dedicados, publicações especializadas, centros de pesquisa, preparação acadêmica e conferências que conectavam a comunidade distribuída forneceram a infraestrutura necessária para o campo de pesquisa crescente.

Relatórios influentes na história da educação em engenharia

  1. Mann, C. (1918). Estudo de Educação em Engenharia
  2. Relatório Wickenden : Sociedade para a Promoção da Educação em Engenharia. (1930). "Relatório da Investigação da Educação em Engenharia 1923-1929." Pittsburgh, PA.
  3. LE 1995. Relatório do Comitê de Avaliação da Educação em Engenharia da ASEE. Washington, DC: American Society of Engineering Education.
  4. “Relatório Verde”. 1995. Educação em engenharia para um mundo em mudança. Washington, DC: American Society for Engineering Education. Um relatório preparado pelo Conselho de Reitores de Engenharia e Mesa Redonda Corporativa.

Principais áreas de pesquisa

O Relatório de 2006 do Comitê Diretivo dos Colóquios Nacionais de Pesquisa em Educação em Engenharia delineou as 5 áreas-chave da pesquisa em educação em engenharia da seguinte forma:

  1. Epistemologias da Engenharia: Pesquisa sobre o que constitui o pensamento e o conhecimento da engenharia em contextos sociais agora e no futuro
  2. Mecanismos de aprendizagem de engenharia: Pesquisa sobre o desenvolvimento de conhecimentos e competências dos alunos de engenharia no contexto.
  3. Sistemas de aprendizagem de engenharia: Pesquisa sobre a cultura instrucional , infraestrutura institucional e epistemologia de educadores de engenharia.
  4. Diversidade e inclusão de engenharia: Pesquisa sobre como diversos talentos humanos contribuem com soluções para os desafios sociais e globais e a relevância de nossa profissão [de engenharia].
  5. Avaliação de engenharia: Pesquisa e desenvolvimento de métodos, instrumentos e métricas de avaliação para informar a prática e o aprendizado da educação em engenharia .

Existem vários programas de nível de doutoramento ( PhD ) em Educação em Engenharia, com investigação primária conduzida nas áreas de investigação mencionadas. A ASEE Student Division criou um espaço de trabalho de código aberto com informações sobre educação em engenharia e STEM , que inclui uma página de recursos de programas de graduação e / ou pesquisa em Educação em Engenharia.

Outras áreas de pesquisa

Globalização

De acordo com Borrego e Bernhard, colaborações internacionais estão se desenvolvendo em um esforço para criar competências globais em estudantes de engenharia. A competência global de engenharia é a posse de "conhecimento, habilidade e predisposição para trabalhar de forma eficaz com pessoas que definem e resolvem problemas de maneira diferente da que eles fazem". Os programas educacionais que enfatizam as competências globais de engenharia pesquisam o desenvolvimento e a avaliação da competência global dentro da prática de engenharia.

Exemplos de programas em competência global de engenharia incluem:

Mais exemplos estão listados em Global Engineering Education . Os departamentos de pesquisa e desenvolvimento em empresas transnacionais também contribuem para a pesquisa educacional internacional. Existem vários métodos para avaliar a competência e debates sobre como o treinamento de competências globais e culturais impacta a educação em engenharia.

Culturas de engenharia global

Em 2008, um projeto intitulado "The Engineering Cultures Multimedia Project" foi aprovado pela NSF. Isso foi feito combinando o esforço da "Virginia Tech e da Colorado School of Mines para produzir módulos baseados em CD, explorando como o que conta como engenheiro e o conhecimento de engenharia varia de país para país". https://globalhub.org/topics/AboutEngineeringCultures O objetivo principal deste projeto era "Desenvolver, disseminar e avaliar experiências de aprendizagem que ajudarão os alunos a identificar, compreender e valorizar perspectivas diferentes das suas."

Educação pré-universitária em engenharia

Estudos indicam que os engenheiros estarão mais bem preparados para um estudo rigoroso nas ciências da engenharia se forem expostos aos conceitos de engenharia nos anos anteriores ao estudo universitário. Os recursos a seguir foram listados para fornecer aos educadores de nível primário e secundário informações e programas online que os ajudarão a trazer material de engenharia para suas salas de aula.

Metodologia

A pesquisa "rigorosa" no ensino de engenharia é definida como a adesão aos seis princípios orientadores do National Research Council para a investigação científica . Os seis princípios orientadores para a investigação científica são:

  1. Faça perguntas significativas que possam ser investigadas empiricamente.
  2. Vincule a pesquisa à teoria relevante.
  3. Use métodos que permitam a investigação direta da questão.
  4. Fornece uma cadeia de raciocínio explícita e coerente.
  5. Replique e generalize os estudos.
  6. Divulgue pesquisas para estimular o escrutínio e a crítica profissionais.

Conexão com a prática

A pesquisa em educação em engenharia é conduzida com base nas demandas e padrões da engenharia na indústria, política e educação. Globalmente, a ênfase da pesquisa concentra-se na aplicação educacional. A pesquisa na indústria e na prática ainda precisa receber maior atenção.

Política

Nos Estados Unidos , tem havido um impulso maior para o desenvolvimento de políticas formais para a formação de engenheiros. Em 1918, o Relatório Mann observou uma falta iminente de engenheiros qualificados que pudessem entrar rapidamente na força de trabalho. Deve haver mais experiência prática, educadores de engenharia devem ter experiência prática de trabalho e o ensino deve ser mais proeminente, embora a pesquisa também seja importante. Em 1955, o relatório Grinter delineou especificamente os estudos de engenharia de graduação e pós-graduação. Desde então, algumas dessas sugestões, incluindo o curso de design de capstone sênior, foram implementadas em instituições de engenharia públicas e privadas.

A política de educação em engenharia aplicada aos requisitos do programa e currículos é conduzida externamente até certo ponto. O credenciamento da ABET incorporou demandas industriais como parte do processo de credenciamento do programa de faculdades e universidades. ABET EC 2000 enfatiza as habilidades técnicas (design, resolução de problemas) e profissionais (trabalho em equipe, comunicação, pensamento ético / global). Em 2021, reitores de Big Ten + University Colleges of Engineering escreveram uma carta de apoio à ABET para solicitar critérios mais específicos na avaliação geral relacionada à diversidade, equidade e inclusão (DEI).

Padrões Educacionais P-12:

Políticas nacionais como No Child Left Behind e Race to the Top influenciaram o recrutamento e a retenção de futuros engenheiros.

Em abril de 2013, os Padrões de Ciências da Próxima Geração foram lançados como os padrões de ciências para o ensino de ciências do ensino fundamental e médio nos Estados Unidos para substituir os Padrões Nacionais de Educação em Ciências . Isso inclui padrões baseados em engenharia incorporados aos padrões científicos. O Conselho de Administração de Avaliação Nacional criou uma Estrutura de Tecnologia e Alfabetização para a Avaliação Nacional de Progresso Educacional de 2014. Este será um teste piloto e pode se tornar um acessório permanente de testes futuros.

Educacional

Há uma desconexão entre as descobertas da pesquisa em educação em engenharia e a implementação das descobertas na sala de aula. Os resultados da pesquisa são publicados em uma variedade de periódicos lidos principalmente por outros pesquisadores, não por professores P-12 ou professores universitários fora do campo da Educação. Essa divisão da transferência entre pesquisa e prática impede os resultados desejados no cerne da pesquisa

Tem havido propostas para conectar a prática da Educação em Engenharia e a pesquisa em Educação em Engenharia. Um modelo cíclico de transferência entre pesquisa e prática foi proposto por Jesiek et al. (2010) e Borrego & Bernhard (2011). Este modelo permite que a pesquisa e a prática continuamente influenciem e se desenvolvam mutuamente.

Organizações e publicações

Existem várias organizações profissionais dedicadas ao ensino de engenharia, incluindo:

Veja também

Referências