Stem No Ensino De Engenharia: Aprendizagem Baseada Em Projetos Como Ferramenta Para A Qualificação Profissional

Palavras-chave

STEM; Aprendizagem Baseada emProjeto; Metodologias Ativas de Ensino

Autores

• Junior Leal do Prado
• Agnaldo Santos da Silva
• Leonardo Sidney

STEM

            O termo STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) é um acrônimo em inglês  para Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática. Em sua essência, representa a justaposição dessas quatro áreas do conhecimento, articuladas por uma abordagem pedagógica e estratégica integrada (Lorenzin, 2019). Seu objetivo central é superar o modelo tradicional de ensino fragmentado, promovendo a interconexão entre as disciplinas e a aplicação do conhecimento na resolução de problemas concretos, criando uma ponte efetiva entre a teoria acadêmica e as demandas do mundo real. A origem do conceito está ligada à National Science Foundation (NSF) dos EUA na década de 1990, consolidando a noção de que estas disciplinas compartilham uma base de competências e uma forma de pensar comuns. Sua popularização deveu-se a um contexto global de preocupação com a competitividade econômica e tecnológica, catalisando investimentos e a reformulação de currículos escolares em diversos países (Breiner et al., 2012; Moreira, 2018).

            A implementação do STEM na sala de aula exige uma reconfiguração do sistema educacional, posto que o professor deixa de ser o detentor do conhecimento para se tornar um facilitador e guia do processo de descoberta (Ribeirinha; Baptista; Correia, 2024). Requer ambientes de aprendizagem flexíveis, dinâmicos e equipados com recursos tecnológicos (Costa; Domingos, 2022), além de um sistema de avaliação repensada para valorizar o processo de investigação, a argumentação e o trabalho colaborativo, e não apenas o produto final (Martins; Correia, 2019). Superar barreiras como a formação docente específica, a rigidez curricular e o acesso desigual a recursos é um desafio permanente (Bacich; Holanda, 2020).

METODOLOGIAS ATIVAS DE ENSINO

            As metodologias ativas de ensino emergem como uma expressão prática e necessária de uma transformação educacional, fundamentada na compreensão de que aprender é um ato de autoria, significado e engajamento com o mundo, e não de acumulação de informação (Moran, 2015). Este paradigma responde às demandas de um mundo do trabalho e de uma sociedade complexa, que passaram a valorizar competências como pensamento crítico, criatividade, colaboração e resolução de problemas, em detrimento da memorização de conteúdos estáticos (Bacich; Moran, 2018).

            A revolução digital deslocou definitivamente o professor da posição de agente central do conhecimento, exigindo que seu papel se reinventasse como mediador e designer de experiências (Debald, 2020). Nesse novo panorama, um ensino centrado exclusivamente na exposição mostra-se estruturalmente incapaz de formar cidadãos e profissionais aptos a navegar um mundo em constante transformação (Nascimento; Feitosa, 2020). Em síntese, as metodologias ativas de ensino representam um passo fundamental na evolução da prática educativa, oferecendo um caminho para formar aprendizes ativos, colaborativos e reflexivos, capazes de construir conhecimento de forma significativa e de enfrentar os problemas complexos do século XXI (Santos; Castaman, 2022).

APRENDIZAGEM BASEADA EM PROJETOS

            A Aprendizagem Baseada em Projetos (ABP) é uma metodologia ativa de ensino cujas as bases filosóficas remontam ao pensamento de John Dewey e ao movimento da Escola Nova, que defendia o "aprender fazendo" (Lovato et al., 2018; Pasqualetto; Veit; Araujo, 2017). A ABP foi introduzida no Ensino Superior como uma alternativa ao modelo tradicional expositivo e teórico, atendendo à necessidade de desenvolver nos estudantes habilidades que transcendem a mera aquisição de conceitos, capacitando-os a solucionar problemas complexos e a trabalhar de forma colaborativa (Bender, 2014; Severo, 2020).

            A implementação da ABP exige a adoção de estratégias específicas e promove uma significativa transformação no cenário educacional (Lázaro; Sato; Tezano, 2024). Para a sua aplicação eficaz, é necessário um planejamento minucioso que inclua a capacitação dos docentes, que devem atuar como facilitadores, permitindo que o aluno se torne o protagonista da construção do seu próprio conhecimento (Toyohara et al., 2010; Pascon; Peres, 2023). É fundamental a elaboração de projetos desafiadores e contextualizados, capazes de estimular os estudantes na busca por novas soluções, permitindo que a teoria seja constantemente testada e validada pela prática (Neves; Sasaki, 2025).

            A ABP se constitui uma ferramenta pedagógica centrada na busca contínua por soluções para problemas complexos por meio da realização de um projeto, o que traz melhorias no processo de ensino-aprendizagem. Contudo, a sua introdução exige uma reconfiguração integral do modelo de aula e uma preparação específica do docente. Embora apresente um potencial considerável para o desenvolvimento dos alunos, sua eficácia não é automática, sendo condicionada à existência de um ambiente educacional planejado e adequado, no qual a estrutura e a mediação docente suportem plenamente sua implementação (Ribeiro et al., 2023; Franks; Keller-Franco, 2020).

            Este artigo utiliza o método de revisão bibliográfica, de natureza qualitativa com seleção criteriosa das fontes, definição de critérios de inclusão e análise temática dos dados, seguindo orientações para síntese rigorosa da evidência científica (Sampaio; Mancini, 2007).

Figura 1 - Diagrama Metodológico.

Fonte: Elaborado pelos autores.

O processo de investigação foi organizado em três etapas sequenciais:

            Pesquisa e seleção bibliográfica: Foram consultadas plataformas de busca acadêmica como Google Scholar, SciELO e o Portal de Periódicos da CAPES, utilizando combinações de descritores como "STEM", "ensino de engenharia", "metodologias ativas", "Aprendizagem Baseada em Projetos" e "formação profissional". Inicialmente, foram identificados trabalhos publicados entre 2020 e 2025, além de obras de referência clássicas sobre as temáticas, publicadas fora do período delimitado. Desse conjunto, foram selecionados os trabalhos que melhor se alinhavam à temática proposta, com base nos seguintes critérios de inclusão: Abordagem direta sobre a integração STEM ou Aprendizagem Baseada em Projetos no contexto do ensino de Engenharia, discussão sobre desenvolvimento de competências técnicas e socioemocionais, e evidências de integração entre teoria e prática na formação profissional.

            Análise e síntese dos dados: Os materiais selecionados foram lidos na íntegra, categorizados tematicamente e analisados de forma crítica, com o intuito de identificar convergências, contradições e bases sólidas que respondessem à questão de pesquisa. A síntese priorizou a compreensão de como a abordagem STEM, mediada pela ABP, influencia positivamente a preparação do engenheiro para os desafios do mercado de trabalho.

            Organização e interpretação: Os resultados foram organizados de modo a destacar as contribuições específicas da integração STEM-ABP, permitindo uma avaliação clara de seu papel na qualificação profissional.

            A revisão bibliográfica qualitativa realizada para este estudo analisou um conjunto de publicações científicas com foco na interseção entre a abordagem STEM e a Aprendizagem Baseada em Projetos (ABP) no ensino de Engenharia, em que a triagem inicial identificou um total de 56 trabalhos científicos. Após a aplicação dos critérios de inclusão como abordagem direta ao tema, contexto de Engenharia, e discussão sobre competências profissionais, 34 artigos foram selecionados para análise aprofundada. 

Quadro 1 – Distribuição dos Trabalhos Científicos em Temáticas.

Fonte: Elaborado pelos autores.    

            O ensino tradicional de Engenharia, centrado na transmissão unilateral de conhecimento e na fragmentação disciplinar, tem sido criticado por sua inadequação em preparar os estudantes para os complexos desafios do mercado de trabalho, que exigem visão sistêmica, capacidade de colaboração e resolução de problemas multidisciplinares (Valença, 2023). As Diretrizes Curriculares Nacionais (DCNs) para Engenharia (Brasil, 2019) reforçam essa necessidade, estabelecendo que o perfil de competências egresso deve ser crítico, reflexivo, criativo, cooperativo e ético, apto a formular, analisar e resolver problemas de forma criativa e com perspectivas multidisciplinares. A Aprendizagem Baseada em Projetos no contexto STEM atende diretamente a essas exigências, pois, ao enfrentar projetos complexos, o estudante é levado a problematizar e contextualizar o conhecimento, desenvolvendo a capacidade de transferir conhecimento teórico para a solução de problemas práticos, uma competência central e frequentemente deficiente no modelo tradicional (Gouveia, 2017).

            Essa formação integral se consolida ao simular, na sala de aula, as demandas reais da profissão estimulando competências essenciais para o egresso durante a formação. O trabalho em projetos sob a ótica STEM exige e desenvolve a autonomia e a responsabilidade, competências indissociáveis da autogestão exigida no exercício profissional. Simultaneamente, a natureza colaborativa inerente à ABP fomenta a capacidade de trabalhar em equipe e o diálogo, preparando o futuro engenheiro para liderar e integrar equipes multidisciplinares. Como destacam Diesel, Baldez e Martins (2017), as metodologias ativas de ensino simulam a prática decisória da profissão, colocando o discente diante de situações que exigem a ponderação integrada de aspectos técnicos, legais, éticos e sociais. Dessa forma, a integração STEM via ABP contribui para desenvolver o julgamento crítico e a postura ética necessários para que o engenheiro "decida o melhor procedimento em cada caso" (Pereira; Krubnik, 2019), assegurando uma atuação responsável e alinhada às boas práticas da Engenharia.

            Para operacionalizar essa integração no ensino de Engenharia, a Aprendizagem Baseada em Projetos configura-se como a metodologia ativa adequada, pois engaja os estudantes em desafios reais ou simulados, nos quais eles precisam planejar, pesquisar, tomar decisões coletivas e desenvolver um produto ou solução tangível, aplicando conhecimentos de forma contextualizada (Masson et al., 2012). Ao inserir a ABP em sala, o aluno é conduzido a integrar as dimensões do STEM, uma vez que a Ciência é aplicada para investigar fenômenos, a Tecnologia para utilizar ferramentas, a Engenharia para projetar e construir, e a Matemática para modelar e validar soluções. Essa dinâmica rompe com a passividade do modelo tradicional e simula o ambiente multidisciplinar e colaborativo da prática profissional, desenvolvendo competências técnicas e socioemocionais essenciais, como criatividade, autonomia e trabalho em equipe (Anacleto; Ferreira, 2025; Prado; Silva, 2020).

            A eficácia dessa integração é corroborada por evidências empíricas em sala de aula através da comparação entre o modelo tradicional e a Aprendizagem Baseada em Projetos. Nesse sentido, Silva e Konzen (2024), em um estudo comparativo com 275 discentes de Engenharia, demonstraram que turmas que utilizaram a Aprendizagem Baseada em Projetos alcançaram uma taxa de aprovação significativamente de 89%, enquanto as turmas do ensino tradicional atingiram 77%, mostrando uma diferença de 12%. Além do melhor desempenho acadêmico, a pesquisa constatou que os alunos envolvidos em projetos desenvolveram uma visão mais aprimorada da multidisciplinaridade e uma postura ativa na resolução de problemas. Esse resultado evidencia que a Aprendizagem Baseada em Projetos, ao colocar o aluno como protagonista na construção do conhecimento através de projetos, efetivamente o prepara para atuar em ambientes complexos, integrando diferentes áreas do saber com a competência central para a atuação profissional em Engenharia (Günther, 2024).

            Portanto, os resultados desta revisão confirmam que a articulação entre a abordagem STEM e a metodologia ABP atende diretamente ao objetivo de qualificação profissional na Engenharia. Ela promove uma formação que, ao reorganizar o currículo em torno da experiência ativa do estudante (Masetto, 2011), desenvolve de maneira sinérgica o domínio técnico-científico e as competências humanas complexas. Essa dupla capacitação é o que efetivamente prepara o egresso para ser técnico competente com visão holística, inovadora e apto a responder com propriedade às exigências dinâmicas, interdisciplinares e socialmente responsáveis do mercado de trabalho contemporâneo.

Abstract

Traditional Engineering education, focused on theoretical transmission and disciplinary fragmentation, proves insufficient to prepare professionals for the complex and interdisciplinary challenges of the contemporary job market. Therefore, this article aims to analyze the effectiveness of the STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) approach, mediated by Project-Based Learning (PBL), known in Portuguese as Aprendizagem Baseada em Projetos (ABP), as a tool for professional qualification. Through a qualitative literature review of recent publications (2020–2025), it is demonstrated that the integration of STEM and PBL repositions the student as the protagonist of learning, promoting the interdisciplinary application of knowledge, the development of technical and socioemotional skills (such as creativity, collaboration, and problem-solving), and greater alignment with national curricular guidelines. The results indicate that this pedagogical articulation significantly contributes to the training of more prepared, critical, and adaptable engineers, capable of responding to the dynamic and social demands of the profession.