A atividade da modelagem de artefatos técnicos e sua potencialização na formação para uma engenharia criativa: estudo de casos no projeto BAJA UFMG

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Jarbas da Cunha e Silva
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
Brasil
ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Programa de Pós-Graduação em Inovação Tecnológica e Biofarmacêutica
UFMG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/58024
Resumo: This research aimed to understand the development process of technical artifacts through the case study of the BAJA project at the UFMG School of Engineering. This formative experience involves “engineering practice” in the universe of mechanical engineering when students – apprentice engineers - are encouraged to develop and build an offroad vehicle prototype through the design process and engineering design. Such activity concerns idealizing a solution, validating it, and achieving propositions in functional artifacts. It is in the activity of modeling three technical artifacts - the Rear Steering Mechanism, the Pneumatic Steering Link and components of the Continuous Variable Transmission mechanism (CVT) - that this research has focused, when the student is encouraged to explore possibilities and convert restrictive situations and undetermined problems into coherent solutions. The question of the research was then to comprehend how it is possible to foster creative engineering from the process of developing a technical artifact, even with the technical-scientific rationality, and the functionalist way of thinking in terms of deterministic foundations that are predominance in Engineering. To subsidize the research, we seek theoretical deepening in the field of engineering design, education and acquisition of skills, activity theory, among other adjacent perspectives and approaches; and in authors such as Cross, Schön, Simondon, Simon, Alexander, Bucciarelli, Dorst, Boden, Petroski, Dreyfus, Vygotsky, Dewey, Engeström, among others. This research is eminently qualitative, descriptive, and analytical. As a method and guidance, the approach of the Grounded Theory was adopted and, from the analysis of the actions taken and the processes involved, as well as interviews, observation, and documentary research, the codification and systematization of the data proceeded, so it was possible to establish three fields or dimensions of activity as categories of analysis - design space, experimentation, and adaptation - which allowed us to elaborate a theoretical construct and enabled a qualitative analysis of design activity in fulfilling the question and objective of the research. Field research and analysis revealed that by facing the indetermination inherent in the design process, while students seek to support themselves in disciplinary theoretical knowledge when they manipulate parametric data from design space, the experience also leads to experiential knowledge, making room to manifest intuition, memory and the combinatory capacity of imagination, which ultimately allows them to elaborate alternatives and integrate restrictive boundary conditions, and even supplant the indetermination creating new compositions. This process is made possible by reflection and analysis of design space data in experimentation phase and through synthesis capacity that leads the student to build form and structure to a proposal of a solution by attributing stability to the stresses verified between the constituent elements of the problem promoting the realization from the initial proposition, or their revisions generated by experimentation, making them in solutions adapted to the context in which they are, functional and creative. Thus, this research defends the thesis that, in the face of the restrictions and uncertainties of the design process, as well as the limitations that technical-scientific knowledge may impose, students reflect on the activity, evaluates and adjusts their actions by activating knowledge, disciplinary and experiential - these arising from the practical experience itself in dealing with indetermination to which the project is subject - to achieve propositions in a technical artifact and promoting to a large extent an effective education in engineering, not just that based on analytical thinking and disciplinary knowledge, but also in a more creative engineering education, since creativity is generated in the very experience of “technical doing” and the investigative process triggered by the initial problem.
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It is in the activity of modeling three technical artifacts - the Rear Steering Mechanism, the Pneumatic Steering Link and components of the Continuous Variable Transmission mechanism (CVT) - that this research has focused, when the student is encouraged to explore possibilities and convert restrictive situations and undetermined problems into coherent solutions. The question of the research was then to comprehend how it is possible to foster creative engineering from the process of developing a technical artifact, even with the technical-scientific rationality, and the functionalist way of thinking in terms of deterministic foundations that are predominance in Engineering. To subsidize the research, we seek theoretical deepening in the field of engineering design, education and acquisition of skills, activity theory, among other adjacent perspectives and approaches; and in authors such as Cross, Schön, Simondon, Simon, Alexander, Bucciarelli, Dorst, Boden, Petroski, Dreyfus, Vygotsky, Dewey, Engeström, among others. This research is eminently qualitative, descriptive, and analytical. As a method and guidance, the approach of the Grounded Theory was adopted and, from the analysis of the actions taken and the processes involved, as well as interviews, observation, and documentary research, the codification and systematization of the data proceeded, so it was possible to establish three fields or dimensions of activity as categories of analysis - design space, experimentation, and adaptation - which allowed us to elaborate a theoretical construct and enabled a qualitative analysis of design activity in fulfilling the question and objective of the research. Field research and analysis revealed that by facing the indetermination inherent in the design process, while students seek to support themselves in disciplinary theoretical knowledge when they manipulate parametric data from design space, the experience also leads to experiential knowledge, making room to manifest intuition, memory and the combinatory capacity of imagination, which ultimately allows them to elaborate alternatives and integrate restrictive boundary conditions, and even supplant the indetermination creating new compositions. This process is made possible by reflection and analysis of design space data in experimentation phase and through synthesis capacity that leads the student to build form and structure to a proposal of a solution by attributing stability to the stresses verified between the constituent elements of the problem promoting the realization from the initial proposition, or their revisions generated by experimentation, making them in solutions adapted to the context in which they are, functional and creative. Thus, this research defends the thesis that, in the face of the restrictions and uncertainties of the design process, as well as the limitations that technical-scientific knowledge may impose, students reflect on the activity, evaluates and adjusts their actions by activating knowledge, disciplinary and experiential - these arising from the practical experience itself in dealing with indetermination to which the project is subject - to achieve propositions in a technical artifact and promoting to a large extent an effective education in engineering, not just that based on analytical thinking and disciplinary knowledge, but also in a more creative engineering education, since creativity is generated in the very experience of “technical doing” and the investigative process triggered by the initial problem.Esta pesquisa visou a compreender o processo de desenvolvimento de artefatos técnicos, por meio do estudo de casos do Projeto BAJA, da Escola de Engenharia da UFMG. Essa experiência formativa envolve o “fazer técnico” no universo da engenharia mecânica, com os estudantes – aprendizes engenheiros - sendo incentivados a desenvolver e construir um protótipo de veículo offroad, por meio do processo projetual e do design em engenharia. Tal atividade diz respeito a idealizar uma solução, validá-la e concretizar proposições em artefatos funcionais. Foi sobre a atividade da modelagem de três artefatos técnicos - o Mecanismo de Esterçamento Traseiro, o Steering Link Pneumático e componentes do mecanismo Continuous Variable Transmission - que esta pesquisa se debruçou. Nessa atividade, o estudante é estimulado a explorar possibilidades e converter situações restritivas e problemas indeterminados em soluções coerentes. A questão de pesquisa foi, então, compreender como, a partir do processo de desenvolvimento de um artefato técnico, é possível fomentar uma engenharia criativa, mesmo com a racionalidade técnico-científica e o modo funcionalista de pensar em termos de fundamentos determinísticos predominantes na área da engenharia. Para subsidiar a pesquisa, buscamos aprofundamento teórico no campo do design em engenharia, da formação e aquisição de habilidades, da teoria da atividade, dentre outras perspectivas e abordagens adjacentes, presentes em autores como Cross, Schön, Simondon, Simon, Alexander, Bucciarelli, Dorst, Boden, Petroski, Dreyfus, Vygotsky, Dewey, Engeström, dentre outros. Esta pesquisa é eminentemente qualitativa, descritiva e analítica e o método e a orientação adotados foi a abordagem da Grounded Theory; a partir da análise das ações realizadas e dos processos envolvidos, bem como de entrevistas, observação e pesquisa documental, procedemos a codificação e sistematização dos dados. Assim, foi possível estabelecer três campos ou dimensões da atividade como categorias de análise - o espaço do design, a experimentação e a adaptação -, que nos permitiram elaborar um construto teórico e nos possibilitaram uma análise qualitativa da atividade do design, atendendo à questão e ao objetivo da pesquisa. O que a pesquisa de campo e as análises revelaram foi que, a partir do enfrentamento das indeterminações inerentes ao processo do design, ao passo que o estudante busca se amparar em saberes teóricos disciplinares quando manipula dados paramétricos do espaço do design, ele é levado também a se amparar em conhecimento experiencial, o que abre espaço para que sua intuição, memória e capacidade combinatória da imaginação se manifestem. Isso permite a ele elaborar alternativas, integrar as condições de contorno restritivas e mesmo suplantar as indeterminações, criando novas composições. Esse processo é viabilizado pela reflexão e análise dos dados do espaço do design na experimentação e por meio da capacidade de síntese, levando o estudante a construir forma e estrutura a uma proposta de solução, atribuindo estabilidade às tensões verificadas entre os elementos constituintes do problema, promovendo a concretização da proposição inicial ou de suas revisões geradas pela experimentação, tornando-as soluções adaptadas ao contexto em que se encontram, funcionais e criativas. Assim, esta pesquisa defende a tese de que, frente às restrições e incertezas do processo, bem como às limitações que o saber técnico-científico pode vir a impor, o estudante, pela reflexão imanente à atividade, avalia e ajusta as próprias ações pelo acionamento dos diversos saberes, disciplinares e experienciais - estes advindos da própria vivência prática ao lidar com indeterminações a que o projeto está sujeito - de modo a concretizar proposições em um artefato técnico promovendo, em grande medida, uma formação efetiva em engenharia, não somente aquela baseada em pensamento analítico e saberes disciplinares, mas também a formação em uma engenharia mais criativa, visto que a criatividade é gerada na própria vivência do fazer técnico e do processo investigativo deflagrado pelo problema inicial.FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisUniversidade Federal de Minas GeraisBrasilICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICAPrograma de Pós-Graduação em Inovação Tecnológica e BiofarmacêuticaUFMGFrancisco de Paula Antunes Limahttp://lattes.cnpq.br/0191107377051312Ana Valéria Carneiro DiasAdson Eduardo ResendeJosé Geraldo PedrosaAdriana Maria ToniniJarbas da Cunha e Silva2023-08-21T18:18:59Z2023-08-21T18:18:59Z2023-05-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1843/58024porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMG2023-08-21T18:18:59Zoai:repositorio.ufmg.br:1843/58024Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oairepositorio@ufmg.bropendoar:2023-08-21T18:18:59Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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Criatividade
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