Indústria 4.0: Competências e efeitos no processo de ensino-aprendizagem para a formação do perfil profissional com ênfase na engenharia

Abstract

A indústria 4.0 é um fenômeno ocorrido em escala global, revolucionando o conceito e métodos de trabalho através da criação de fábricas inteligentes que integram sistemas de automação, sistemas ciber-físicos e internet. Tal revolução passou a exigir novas competências relativas aos profissionais que irão se inserir no mercado de trabalho. Neste ensejo, surgem os efeitos da indústria 4.0 sobre o processo de aprendizagem que precisa ser alterado para se adequar as competências exigidas pelo mercado de trabalho e garantir uma formação multidisciplinar. Assim, o presente trabalho realiza uma análise das competências exigidas e efeitos sobre o processo de ensino-aprendizagem discutindo o papel do professor e estudante para formação de um profissional da engenharia com perfil desejado pelo mercado. A metodologia utilizada para a pesquisa foi baseada em uma revisão bibliográfica acerca do processo de aprendizagem, indústria 4.0 e competências para o mercado de trabalho. Como resultado é perceptível a necessidade de transformar o processo de aprendizagem no espaço das universidades, pois, devido as mudanças em um universo de caos epistemológico, o profissional que se insere no mercado deve chegar com as devidas competências requeridas pela indústria, bem como, os profissionais que já estão/estavam na indústria deve se reinventar procurando uma formação multidisciplinar. Logo, o processo de ensino- aprendizagem tem que ser reformulado e adequado ao novo mercado, destacando a aplicação de novas metodologias de ensino e revisão de componentes curriculares.

Full text

INDÚSTRIA 4.0:
Competências e efeitos no processo de ensino-aprendizagem para
a formação do perfil profissional com ênfase na engenharia
João Lucas de Souza Silva1
Aurelina Fernanda de Andrade Morais2
Resumo
A indústria 4.0 é um fenômeno ocorrido em escala global, revolucionando o conceito e
métodos de trabalho através da criação de fábricas inteligentes que integram sistemas de
automação, sistemas ciber-físicos e internet. Tal revolução passou a exigir novas
competências relativas aos profissionais que irão se inserir no mercado de trabalho. Neste
ensejo, surgem os efeitos da indústria 4.0 sobre o processo de aprendizagem que precisa ser
alterado para se adequar as competências exigidas pelo mercado de trabalho e garantir uma
formação multidisciplinar. Assim, o presente trabalho realiza uma análise das competências
exigidas e efeitos sobre o processo de ensino-aprendizagem discutindo o papel do professor e
estudante para formação de um profissional da engenharia com perfil desejado pelo mercado.
A metodologia utilizada para a pesquisa foi baseada em uma revisão bibliográfica acerca do
processo de aprendizagem, indústria 4.0 e competências para o mercado de trabalho. Como
resultado é perceptível a necessidade de transformar o processo de aprendizagem no espaço
das universidades, pois, devido as mudanças em um universo de caos epistemológico, o
profissional que se insere no mercado deve chegar com as devidas competências requeridas
pela indústria, bem como, os profissionais que já estão/estavam na indústria deve se
reinventar procurando uma formação multidisciplinar. Logo, o processo de ensino-
aprendizagem tem que ser reformulado e adequado ao novo mercado, destacando a aplicação
de novas metodologias de ensino e revisão de componentes curriculares.
Palavras-chave: Indústria 4.0. Engenharia. Aprendizagem. Competências.
INDUSTRY 4.0:
Skills and effects in the teaching-learning process for the
formation of the professional profile with emphasis on engineering
Abstract
Industry 4.0 is a global phenomenon, revolutionizing the concept and working methods
through the creation of intelligent factories that integrate automation systems, cyber-physical
systems, and the Internet. Such a revolution has come to require new skills related to the
professionals who will enter the labor market. In this context, appear effects of industry 4.0 on
the learning process that needs to be altered to suit the skills required by the labor market and
ensure a multidisciplinary formation. Thus, the present work performs an analysis of the
competencies and effects on the teaching-learning process, discussing the role of the teacher
and student to train an engineering professional with a profile desired by the market. The
1 Pós-Graduando em Docência do ensino superior. UNIASSELVI. E-mail: jlucas.souzasilva@gmail.com
2 Pós-Graduação em Psicopedagogia Clínico Institucional. Faculdade São Luis de França.
E-mail: aurelinaf@gmail.com

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methodology used for the research was based on a bibliographical review about the learning
process, industry 4.0 and competencies for the labor market. As a result, the need to transform
the learning process in universities is evident because, due to the changes in a universe of
epistemological chaos, the professional who enters the market must arrive with the necessary
skills required by the industry, as well as the professionals already in the industry must
reinvent themselves looking for a multidisciplinary formation. Therefore, the teaching-
learning process has to be reformulated and adapted to the new market, highlighting the
application of new teaching methodologies and review of curricular components.
Keywords: Industry 4.0. Engineering. Learning. Skills.
1 INTRODUÇÃO
Com a competitividade global crescente na indústria pela qualidade de produtos e,
sobretudo, baixos custos na produção, surgiu, inicialmente identificado na Alemanha, o termo
indústria 4.0 (DA SILVA, 2015). Termo que remete ao fato da formação de fábricas que serão
inteligentes, flexíveis, dinâmicas e ágeis (DA COSTA, 2017).
Na indústria 4.0 ocorre a digitalização e interligação de todas unidades de uma fábrica
(DA SILVA, 2015), possuindo como agentes facilitadores para o fenômeno da globalização a
tecnologia de informação, a existência de uma fonte unificada de dados consistentes, a
automatização e a cooperação (SCHUH et al., 2015).
Nesse ensejo, percebe-se diversos impactos ocasionados pela mudança no processo
industrial devido a complexidade da inovação baseada na junção de múltiplas tecnologias,
sendo preciso repensar a forma de gerir os negócios e processos (DA COSTA, 2017).
Assim, surge a necessidade de novas competências relativas aos profissionais que irão se
inserir no mercado de trabalho. Um exemplo, é a troca de informações entre empresas e
fornecedores através das tecnologias disponíveis, o que exige novas competências não só dos
trabalhadores da linha de produção, mas também de todos os setores corporativos envolvidos
que precisam lidar com novas tecnologias (AIRES et al., 2017) e métodos.
Porém, durante o processo de formação das competências requeridas é necessário
verificar se o processo de aprendizagem está alinhado as novas perspectivas de mercado,
principalmente, dentro dos cursos superiores que irão formar profissionais para o mercado de
trabalho.
Logo, o presente trabalho pretende estudar os efeitos da indústria 4.0 sobre o processo de
ensino-aprendizagem e discutir o papel do professor e estudante para formação de um
profissional da engenharia com perfil desejado pelo mercado. Para tanto, o trabalho segue
com a seção 2 apresentando a metodologia utilizada, a seção 3 apresenta conceitos e
informações sobre o assunto, a seção 4 trás uma discussão sobre a indústria 4.0 e seus efeitos,
e por fim, as considerações finais.
2 METODOLOGIA
O procedimento técnico da pesquisa consistiu na pesquisa bibliográfica, inicialmente
buscando listar as competências através de trabalhos científicos, como Aires (2017), Bueno
(2017), Da Costa (2017), Da Silva (2015), De Oliveira (2017), entre outros, além da utilização
de pesquisas da Confederação Nacional da Indústria (2016) e perscrutando em Zen (2011)
sobre características da aprendizagem.

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Para mais, a metodologia, quanto a natureza, caracterizou-se como pesquisa básica,
fundamentada nas competências exigidas pela indústria 4.0 e como estas exigências afetam a
forma de aprendizado nos cursos de engenharia, gerando assim, uma reflexão sobre o tema
apresentado. Quanto a abordagem do problema, a pesquisa teve caráter qualitativo, recorrendo
a pesquisa exploratória para atender aos objetivos propostos, e, dessa forma, foi possível
analisar diversas vertentes no tocante ao assunto.
Portanto, com a metodologia mencionada, é possível estabelecer relações entre as
competências requeridas para o novo padrão de indústria e a forma de aprendizagem utilizada
nos cursos de engenharia, analisando possíveis mudanças necessárias para formar engenheiros
aptos ao mercado.
3 INDÚSTRIA 4.0, ENSINO SUPERIOR NO BRASIL E O PROCESSO DE
APRENDIZAGEM
Esta seção aborda a indústria 4.0, o ensino superior no Brasil e o processo de
aprendizagem, sendo importante a conjuntura dos assuntos para discutir os efeitos da indústria
4.0 no processo de aprendizagem.
3.1 INDÚSTRIA 4.0: HISTÓRIA, CONCEITO E COMPETÊNCIAS
Com o desenvolvimento tecnológico surge novas revoluções na indústria e a necessidade
de buscar soluções mais eficientes e eficazes. A primeira revolução industrial aconteceu entre
os séculos XVIII e XIX, introduzindo a máquina a vapor. A segunda revolução industrial
ocorreu entre meados do século XIX até início do século XX, ganhando destaque pelo
surgimento da energia elétrica e sua aplicação na linha de produção. Posteriormente, na
segunda metade do século XX, ocorreu a implementação de componentes eletrônicos e
automação de processos, sendo chamado de terceira revolução industrial (AIRES et al., 2017).
Durante o prelúdio do século XXI, destacando o desenvolvimento da internet, seguido da
expansão das máquinas e sensores mais acessíveis, começou uma nova expansão da indústria,
caracterizada pela integração e controle da produção através de sensores e equipamentos
conectados em rede e da junção do mundo real com o virtual, criando sistemas ciber-físicos e
utilizando a inteligência artificial (CNI, 2016), conforme a Figura 1.
Figura 1 - Integração de elementos da Indústria 4.0.
Fonte: CNI (2016).

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A nova expansão da indústria foi discutida pelos professores Erilk Braynjolfsson e
Andrew McAfee do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e em 2011 na Feira Industrial
de Hannover, na Alemanha, nomeada de indústria 4.0 (DREHER, 2016). A Figura 2 apresenta
a evolução da indústria em seu contexto histórico, como explorado anteriormente.
Figura 2 - Evolução histórica da indústria.
Fonte: DA COSTA (2017).
Com a indústria 4.0 aconteceu o fenômeno da digitalização, que se caracteriza pelo uso
da internet onde vários aspectos na vida real são utilizados no meio virtual, exemplo são
aplicativos de táxi, mapas, músicas e filmes. Tudo isso, impactou na forma como os
trabalhadores atuam no mercado, requerendo novas competências exigidas em diversos
setores produtivos para conseguir acompanhar o avanço industrial (AIRES et al., 2017).
O novo perfil de trabalhador e suas competências é necessário principalmente no tocante
a conhecimentos e habilidades para lidar com a nova tecnologia (AIRES et al., 2017), sendo
um dos pilares segundo o CNI (2016) o desenvolvimento de recursos humanos para novas
formas de produção, alertando para profissionais com formação distinta das existentes,
exigindo características multidisciplinares, com elevada capacidade técnica e de interação.
3.2 O ENSINO SUPERIOR NO BRASIL
O Brasil teve com os padres jesuítas no período colonial o primeiro contato no âmbito das
manifestações escolares com objetivo de propagar o catolicismo, influenciando na
organização pedagógica. Posteriormente, no século XIX devido a interesses da elite lusitana,
surgiram iniciativas voltadas a organização de instituições de ensino superior (IES), focadas
nas áreas de saúde, priorizavam as atividades de ensino, não dando ênfase as pesquisas
(ROCHA E BONA, 2011).
No ano de 1961 surgiu a Lei de Diretrizes e Bases, que concedeu caráter científico às
universidades, proporcionando o surgimento das pesquisas. Após o ano de 1964, com os
militares no poder, foi observado a necessidade de reformas no ensino superior,
principalmente devido o desenvolvimento industrial que deu início com o governo de
Juscelino Kubitschek (1955-1960). Neste ensejo, disseminou-se as universidades privadas,
democratizando o ensino superior (ROCHA E BONA, 2011).

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No tocante aos cursos superiores de engenharia no Brasil, Pardal (1986) e Telles (1994)
destacam como início a criação da Real Academia de Artilharia, Fortificação e Desenho, na
cidade do Rio de Janeiro, que deu origem a cursos de engenharia em 17 de dezembro de 1792.
Considerada a primeira escola de engenharia da América, é precursora da escola de
Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro e do Instituto Militar de Engenharia
(DE OLIVEIRA, 2008).
Porém, a profissão de engenheiro no Brasil só foi regulamentada em 1933 pelo decreto
federal no 23.569, de 11 de dezembro de 1933. E mesmo com toda evolução principalmente
na década de 60, pode-se constatar que os cursos de engenharia têm sinais de esgotamento
quando ao modelo curricular ainda utilizado, pois o mesmo foca em disciplinas fragmentadas
(DE OLIVEIRA, 2008), o que não propicia o ideal para o novo mercado de trabalho.
Sendo assim, é verificado que os cursos de engenharia no Brasil possuem pouco tempo de
existência quando comparados a outros cursos que sugiram no século XIX. Isso faz com que
aumente a necessidade do debate sobre o formato curricular, principalmente com as novas
exigências propostas com a aplicação da indústria 4.0.
3.3 PROCESSO DE APRENDIZAGEM
O processo de aprendizagem, envolve as etapas percorridas para gerar o aprendizado.
Aprender é quando se passa à saber algo ou a saber realizar algum feito, ou seja, tem-se posse
ou domina um assunto. Tal aprendizado pode ser efeito da rotina, como também, produzido
em um espaço de aprendizagem por meio do ensino internacionalizado e delineado (ZEN,
2011).
A aprendizagem é concebida como um processo de assimilação/apreensão de
determinados conhecimentos, habilidades intelectuais e psicomotoras, atitudes e
valores, organizados e orientados no processo de ensino (VEIGA, 2010, p. 160).
Segundo Gil (2011, p. 80), em um espaço destinado a aprendizagem, geralmente envolve
os significados de: (a) aquisição de conhecimentos pela experiência ou atividade intelectual;
(b) aquisição da capacidade para fazer, praticar ou empreender uma ação; e (c)
desenvolvimento da capacidade para exercer uma profissão.
O processo de aprendizagem no ambiente educacional é algo complexo, pois depende de
diversas variáveis para atingir um objetivo, é necessário que o professor tenha um preparação
didático-pedagógica para que seja capaz de identificar a melhor forma de repassar
determinadas atividades, pautando em verificar o perfil dos alunos que irão receber as
instruções e direcionar o processo de acordo com perfil profissional do curso, bem como, é
preciso que a instituição forneça elementos que ajudem a propiciar um ambiente adequado
para exerce uma efetiva relação entre ensino-aprendizagem.
Logo, o processo de aprender deve ser influenciado pela forma que é planejado e o local
utilizado. Quando se tem a necessidade de desenvolver competências é necessário reformular
o processo de aprendizagem para garantir o desenvolvimento de novas habilidades e,
posteriormente, desenvolver a competência naquilo que é desejado.

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4 EFEITOS DA INDÚSTRIA 4.0 SOBRE O PARADIGMA DE APRENDIZADO EM
CURSOS DE ENGENHARIA
Esta seção aborda elementos da literatura selecionados para gerar uma discussão sobre os
efeitos da indústria 4.0 no processo de aprendizado, pautado, principalmente, em relação as
novas competências exigidas pelo mercado e o papel do professor e estudante.
4.1 PERCEPÇÃO DAS COMPETÊNCIAS DA INDÚSTRIA 4.0 E MATRIZ
CURRICULAR
A indústria 4.0 se destaca pela multidisciplinaridade requerida aos funcionários das mais
diversas áreas. Neste ensejo, Aires (2017) buscou investigar quais seriam as competências
mais solicitadas pelo novo modelo de mercado. Para tanto, buscou-se diversos artigos na base
de dados internacionais Scopus, além de conceituadas organizações relativa ao mercado
como, Confederação Nacional da Indústria (CNI), a consultoria Deloitte e o Fórum
Econômico Mundial.
Aires (2017) notou uma maior ocorrência de cinco tipos de competências: criatividade,
inovação, comunicação, solução de problema e conhecimentos técnicos. O mesmo autor ainda
destaca que o novo modelo industrial exige que o profissional coloque seus conhecimentos
em prática usando a criatividade e inovação para solucionar problemas organizacionais,
principalmente no que tange a engenharia. Como consequência, Chen & Zhang (2015),
Muñoz (2016), CNI (2016) e Garbie (2017) chegam a um consenso de que existe a
necessidade de realizar uma revisão das matrizes curriculares para garantir uma formação apta
a exerce a função na indústria.
4.2 PROCESSO ENSINO-APRENDIZAGEM
Diante do cenário exposto, quando se deseja reformular matrizes curriculares de cursos, é
necessário listar novas formas de repassar a aprendizagem, bem como, preparar o professor
que irá guiar o estudante a atingir resultados. Além disso, o grande número de competências
exigidas na indústria 4.0 e sua multidisciplinaridade, altera o modelo de processo de
aprendizagem. Então, enfatizar uma especialidade durante a formação de um engenheiro já
não é suficiente para o mercado de trabalho.
Voltando-se, assim, mais especificamente para cursos de engenharia, tem-se que o
processo de aprendizagem atual deve tornar-se o mais multidisciplinar possível, trazendo cada
vez mais disciplinas de outras áreas, como a área de humanas, além de buscar novos desafios
aos estudantes para vivenciar o novo modelo de mercado e conseguir lidar com as novas
competências exigidas.
Neste sentido, surgem metodologias de ensino e aprendizagem que até antes da indústria
4.0, já eram especuladas. Pode-se citar: metodologias ativas que forçam o estudante a sair da
zona de conforto; Lean Education focada em melhoria contínua; e a aprendizagem baseada
em projetos (PBL) que explora projetos para focar em obter novas habilidades e competências
(BUENO et al., 2017).
Com isso, reunir diversos tipos de metodologias e traçar novos planos para garantir o
processo de ensino-aprendizagem é importante, mas deve-se também definir o papel do
professor e do estudante, que são sujeitos essenciais para ocorrência do sucesso, já que em
uma sala de aula existe três eixos: professor x conhecimento x aluno (ZEN, 2011). Tal

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definição segue uma metodologia já existente e de difícil aplicação, mas essencial para o
sucesso no processo de ensino-aprendizagem.
4.2.1 O papel do professor
No contexto de reformulação, sabendo-se que o objetivo do professor é ensinar de modo
que os estudantes aprendam no decorrer do processo, é necessário o professor se atualizar e
investir em sua preparação de acordo com o currículo de determinado curso, atingindo as
variáveis que norteiam a atuação docente: planejamento, metodologia e avaliação (ZEN,
2011).
No planejamento, esboçar planos para atingir resultados desejáveis é fundamental para
um profissional docente, se perfazendo a base inicial do processo ensino-aprendizagem. Isso
deve ser feito por todo profissional docente, mesmo os mais experientes, pois o ensino é algo
que exige constante atualização. Além disso, o planejamento deve ser feito observando o
documento elaborado pela coordenação de curso referente ao planejamento curricular que
apresenta a ementa de disciplinas (ZEN, 2011). Assim, torna-se possível estabelecer objetivos
a serem atingidos no decorrer da disciplina utilizando estratégias traçadas, além de criar
processos multidisciplinares com base na ementa de outras disciplinas na grade de curso e
planejar desafios ao estudante, visando solucionar problemas e interagir em grupo.
A segunda etapa é o “fazer”, isto é, trata-se da metodologia (ZEN, 2011). Nesta parte, o
educador mostrará como será feito para atingir os objetivos, devendo procurar estabelecer
quais e como metodologias inovadoras podem ser aplicadas na sala de aula em determinado
momento. Por isso, o professor tem que antes de tudo, conhecer e se atualizar das práticas
pedagogias que estão sempre surgindo.
Por fim, tem-se a etapa temida pela maioria dos estudantes: a avaliação (ZEN, 2011).
Esse é um processo que norteia a atuação docente, pois é necessário para verificar se o
processo de ensino-aprendizagem está sendo feito nos conformes. Para Zen (2011), os
instrumentos avaliativos devem ser pensados, organizados e planejados, amparados na visão
contínua de avaliar e com a finalidade de investigar se está havendo aprendizado, se os
objetivos estão sendo atingidos.
Ressalta-se ainda que é válido comentar erros que transformam o professor em vilão no
processo de planejamento, metodologia e avaliação. Quanto ao planejamento, o erro está em
pensar que já se possui conhecimento suficiente e que não é necessário se planejar devido a
experiência. No que tange a metodologia, é querer ensinar sempre da mesma forma para
diferentes grupos e em distintas ocasiões. Referente a avaliações, o erro é repetir formato de
avaliações falhas na qual o professor foi submetido em seu processo de formação educacional
(ZEN, 2011).
4.2.2 O papel do estudante e futuro profissional
O estudante e futuro profissional é outra parte responsável durante o processo de ensino-
aprendizagem. Durante a etapa de planejamento, mesmo após o início das aulas, é essencial o
estudante ser participativo, mostrando seu perfil com suas aptidões e dificuldades ao
professor, que poderá reformular o planejamento, e, assim, buscar atender melhor um
determinado grupo.
Durante a segunda etapa, a metodologia, o papel do estudante é novamente ser
participativo, e tentar se inserir em todas as atividades propostas pelo professor, buscando

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atingir objetivos e metas como um desafio a si próprio, e sabendo que irá encontrar no
mercado de trabalho situações em que deve se dedicar ao máximo.
Na etapa de avaliação, segundo Moretto (2010), o processo de avaliação tem que ser
transformado em uma oportunidade para o aluno ler, refletir, relacionar, operar mentalmente e
demonstrar que tem recursos para abordar situações complexas. Neste ensejo, é notável que o
papel do estudante é realizar as avaliações e refletir se o processo de ensino-aprendizagem foi
coerente com seus objetivos, não tratando a avaliação com temor, mas sim, como um objeto
de verificação de aprendizagem e um desafio.
Na Tabela 1 apresenta-se um resumo do papel do professor e do estudante para cada
variável do processo de ensino-aprendizagem na organização do trabalho pedagógico,
destacando que é importante o estudante manter uma relação com o trabalho exercido pelo
professor.
Tabela 1 - Resumo do papel do professor e estudante durante o processo de ensino-
aprendizagem.
Variável
Papel do professor
Papel do estudante
Planejamento
Elaborar e inovar (se possível)
com base no currículo do curso
Informar e mostrar durante as
aulas, aptidões e dificuldades
para alterações no planejamento
Fazer
Se atualizar quanto as práticas
pedagógicas disponíveis e
aplicá-las
Participar e realizar, todas as
atividades propostas pelo
professor
Avaliação
Buscar diversificar o processo
avaliativo, se adequando a
vários perfis de estudantes
Estudar, realizar e refletir sobre
as avaliações, verificando se o
processo ensino-aprendizagem
foi adequado
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A indústria 4.0 revoluciona o mercado de trabalho nas mais diversas classes. No tocante
ao profissional engenheiro os efeitos ocasionados tratam-se, principalmente, da exigência de
novas competências, atingindo todo o processo de ensino-aprendizagem que tem que ser
reformulado e adequado ao novo mercado, destacando a aplicação de novas metodologias de
ensino e revisão de componentes curriculares.
Para tanto, é necessário aliar o papel do professor com o papel do estudante, e seguir
fielmente as etapas de planejamento, metodologia e avaliação. Observando que apesar das
exigências em novas competências, o problema do ensino-aprendizagem é o mesmo de antes
do conceito da indústria 4.0. Logo, cumprir as etapas básicas do processo é essencial para se
atingir os objetivos.
De modo geral, ensinar para garantir um aprendizado e formar competências passa a ser
um processo complexo e integrador. O educador deve buscar uma formação didática-
pedagógica pautado em novas metodologias multidisciplinares, repassando conteúdos de
forma a garantir um melhor aprendizado e focado em competências requeridas pelo novo
modelo de mercado. Isso se deve ao fato do processo educativo ser algo contínuo.

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Assim, se torna necessário transformar o processo de aprendizagem no espaço das
universidades, pois, devido as mudanças em um universo de caos epistemológico, o
profissional que se insere no mercado deve chegar com as devidas competências requeridas
pela indústria, bem como, os profissionais que já estão/estavam na indústria deve se
reinventar procurando uma formação multidisciplinar.
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