Didática Ativa em Projetos IoT-IA: Construção Gradual de Competências Tecnológicas
Palavras-chave:
Automação industrial, Didática ativa, Inteligência artificial, Internet das coisasResumo
Objetivos: Avaliar a efetividade de uma metodologia didática ativa para desenvolver competências tecnológicas em automação industrial por meio de projetos IoT e IA em estudantes de engenharia industrial. Metodologia: Foi empregado um design quase-experimental misto com 75 estudantes do quarto semestre de engenharia industrial da Fundación Universitaria del Área Andina durante os períodos 2024-2 e 2025-1. Ambos os grupos desenvolveram um projeto de monitoramento automatizado de colmeias utilizando sensores, microcontroladores e ferramentas de IA. O grupo experimental (45 estudantes) seguiu uma metodologia ativa estruturada em cinco fases progressivas: contextualização teórica, design de sistemas, implementação prática, otimização com IA e apresentação final, utilizando aprendizado baseado em projetos, organizadores gráficos, prototipagem rápida e mentorias personalizadas. O grupo controle (30 estudantes) recebeu ensino tradicional por meio de aulas magistrais. A avaliação incluiu rúbricas por fase, pesquisas de satisfação e testes de competências tecnológicas aplicadas. Resultados: O grupo experimental mostrou desempenho superior na implementação de protótipos funcionais (89% vs 43% de sucesso), compreensão de tecnologias IoT-IA (média 4.3/5.0 vs 3.1/5.0), desenvolvimento de competências em programação de dispositivos (87% vs 52% de logro satisfatório) e satisfação metodológica (média 4.6/5.0). A construção gradual permitiu que 92% dos estudantes completassem com sucesso projetos complexos de automação. Conclusões: A metodologia didática ativa de cinco fases supera significativamente o ensino tradicional, demonstrando efetividade para desenvolver competências tecnológicas avançadas em estudantes sem experiência prévia em eletrônica por meio de construção gradual estruturada.
Downloads
Referências
Al-Emran, M., Malik, S. I., & Al-Kabi, M. N. (2020). A survey of Internet of Things (IoT) in education: Opportunities and challenges. In M. Al-Emran et al. (Eds.), Toward a Smart Society (pp. 197–213). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-15357-1_12
Asís-López, M., Rodríguez-Sabino, V., & Asís-López, E. (2022). Aula invertida en el aprendizaje de los métodos numéricos en estudiantes de Ingeniería Civil. Revista de Investigaciones de La Universidad Le Cordon Bleu, 9(1), 49–60. https://doi.org/10.36955/RIULCB.2022V9N1.005
Cipagauta Moyano, M. E., Hernández Guarín, D., Hinestroza Rojas, N., Moyano Salamanca, S. C., Ruiz Leal, C., & Ruiz Rivas, L. M. (2022). Diseño curricular. Uso de Las TIC En La Educación Remota de Emergencia En Colombia a Partir de La Contingencia Del COVID-19, 11–46. https://doi.org/10.26620/ UNIMINUTO/978-958-763-594-2.CAP.1
da Silva, W. A., Nascimento, F. S., & Cavalcante, E. (2020). Learning IoT with active methodologies: A case study in computer engineering courses. In 2020 IEEE Frontiers in Education Conference (FIE) (pp. 1–5). IEEE. https://doi. org/10.1109/FIE44824.2020.9274046
Kumar, H., Singh, A., & Verma, S. (2023). Active learning strategies for Industry 4.0 education: Bridging theory and practice. International Journal of Engineering Pedagogy, 13(1), 56–70. https://doi.org/10.3991/ijep.v13i1.34567
Raslan, R., & Ali, H. (2021). Problem-based learning for teaching AI in engineering education. Journal of Engineering Education Transformations, 34, 312–320. https://doi.org/10.16920/jeet/2021/v34i0/157494
Rivas Moreno, F. K., Vidal García, G., Saavedra Cruz, N., & Carmona Rendón, J. C. (2024). Experiencias en la implementación del Aprendizaje Basado en Problemas
en asignaturas del área de Básicas. Transformando Los Procesos de Enseñanza-Aprendizaje a Través de Neurociencia, Estrategias Innovadoras y Competencias Blandas En Ingeniería, 88–98. https://doi.org/10.58299/ UTP.173.C634
Sisinni, E., Saifullah, A., Han, S., Jennehag, U., & Gidlund,
M. (2018). Industrial Internet of Things: Challenges, Opportunities, and Directions. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 14(11), 4724–4734. https://doi. org/10.1109/TII.2018.2852491
Souza, R., Costa, E., & Silva, L. (2022). Project-based learning for IoT and AI: An integrated approach in engineering courses. Education and Information Technologies, 27, 9845–9863. https://doi.org/10.1007/ s10639-022-10921-4
Xu, L. D., Xu, E. L., & Li, L. (2018). Industry 4.0: State of the art and future trends. International Journal of Production Research, 56(8), 2941–2962. https://doi.org/ 10.1080/00207543.2018.1444806
Zawacki-Richter, O., Marín, V. I., Bond, M., & Gouverneur,
F. (2019). Systematic review of research on artificial intelligence applications in higher education. International Journal of Educational Technology in Higher Education, 16(1), 39. https://doi.org/10.1186/ s41239-019-0171-0
Publicado
Como Citar
Edição
Secção
Licença
Este trabalho encontra-se publicado com a Licença Internacional Creative Commons Atribuição-NãoComercial-CompartilhaIgual 4.0.
