O Instituto Politécnico de Worcester (WPI) encontra o ponto ideal da Ciência dos Materiais
Dois educadores empreendedores do Instituto Politécnico de Worcester (WPI), em Massachusetts, EUA, transformam o estudo da Ciência dos Materiais numa experiência prática e envolvente que alguns dos seus alunos consideram simplesmente "espantosa".
Tendo passado algum tempo com a equipa da Mecmesin e visto os seus aparelhos de teste de materiais em ação, o WPI investiu em três aparelhos de teste Mecmesin MultiTest 2.5-dV - a escolha ideal para os testes de materiais que os Drs. Cote e Grubbs tinham em mente.
Alguns estudantes universitários podem considerar as suas aulas de Ciência dos Materiais como algo aborrecido. Mas se tiver a sorte de assistir às aulas de Danielle Cote e Jack Grubbs no Worcester Polytechnic Institute (WPI), Worcester, MA, EUA, nada poderá estar mais longe da verdade.
Estes dois educadores empreendedores transformaram o estudo da Ciência dos Materiais numa experiência prática e cativante que alguns dos seus alunos consideram simplesmente "espantosa".
O Dr. Cote é Professor Assistente e Professor de Ciência e Engenharia de Materiais de Harold L. Jurist '61 e Heather E. Jurist Dean, com um cargo conjunto no Departamento de Engenharia Química, e o Sr. Grubbs é um estudante de doutoramento e assistente de ensino (TA) para o curso.
Qual é o segredo deles?
"Antes de entrarem para a nossa turma, a maioria dos nossos alunos não tinha qualquer experiência real com ensaios de materiais, para além do que viam num livro didático. Mas apenas mostrar a alguém no papel o aspeto de um ensaio de tração é muito menos eficaz do que demonstrar fisicamente um ensaio. Por isso, tivemos a ideia de utilizar alimentos e alguns testadores de materiais reais para ajudar os alunos a relacionarem-se com a disciplina, uma extensão natural da aprendizagem baseada em projectos integrada no ensino da WPI", explica o Dr. Cote.
Quer se trate de Oreos, pretzels, Twizzlers ou gomas - todos se tornaram num jogo justo na sua aula de Introdução à Ciência dos Materiais. "Digamos, por exemplo, que estávamos a analisar o comportamento tensão-deformação, pegávamos em gomas de gelatina e pedíamos aos alunos que as separassem com as mãos, observando como se alteravam com as tensões aplicadas - tal como aconteceria com um polímero. Depois, pegávamos em paus de pretzel e testávamos a sua resposta à tensão, que naturalmente é muito diferente da das gomas - podemos relacioná-la mais com o comportamento de um metal ou de uma cerâmica. Os alunos gostaram, especialmente porque podiam petiscar as suas amostras de teste. Mas, antes de adquirirmos a Mecmesin MultiTest (máquinas de ensaio universais), ainda não tínhamos dados exactos e repetíveis", afirma Grubbs.
Os alunos conhecem o Mecmesin MultiTest
Depois de passar algum tempo com a equipa da Mecmesin e ver os seus aparelhos de teste de materiais em ação, a WPI optou por investir em três aparelhos de teste Mecmesin MultiTest 2.5-dV. Estes aparelhos de teste de força motorizados e económicos são transformados em aparelhos de teste de materiais com a ajuda de um sensor de carga melhorado, o versátil software VectorPro MT da Mecmesin e um extensómetro opcional - tornando-os a escolha ideal para os testes de materiais que o Dr. Cote e Grubbs tinham em mente.
"Agora podemos levar estes aparelhos para a sala de aula e fazer com que os alunos efectuem os seus próprios testes. Por exemplo, utilizando estas minhocas de goma com sulcos, os alunos podiam prever onde se partiriam quando puxadas, em comparação com a forma como as concentrações de tensão afectariam realmente onde e como se formariam as fissuras. Os alunos até começaram a testar Airheads de cores diferentes uns contra os outros. Como um dos alunos teorizou que as diferentes cores poderiam não reagir todas da mesma forma, testámo-lo - confirmando que os químicos na tinta afectavam de facto o comportamento de cada uma sob tensão. Agora não só estamos a fazer os testes físicos, como também temos dados em tempo real para apoiar as nossas descobertas. Isto contextualiza tudo", afirma o Dr. Cote.
...A interface de arrastar e largar do VectorPro MT permite aos estudantes criar tudo, desde procedimentos de ensaio de materiais complexos a ensaios de produtos simples. Em 5 a 10 minutos, os estudantes podem alterar os dispositivos e configurar os seus próprios ensaios no software - é realmente simples.
Dra. Danielle Cote, Professora Assistente, Ciência e Engenharia de Materiais
Instituto Politécnico de Worcester (WPI), MA EUA
Acrescenta ainda que os aparelhos de ensaio Mecmesin se prestam ao ambiente de aprendizagem em que funcionam. Como não existe um laboratório associado às aulas de licenciatura em Ciência dos Materiais, todo o ensino "prático" tem de ser efectuado nas salas de aula normais. "O MultiTest tem o tamanho perfeito, é fácil de transportar e de utilizar numa mesa pequena - não é necessário muito espaço. E a interface de arrastar e largar do VectorPro MT permite que os alunos criem tudo, desde procedimentos complexos de ensaio de materiais a ensaios simples de produtos. Em 5 a 10 minutos, os alunos podem alterar os dispositivos e configurar os seus próprios ensaios no software - é realmente simples."
O teste da Curva de 3 Pontos vai para a Escola de verão
Tanto o Dr. Cote como Grubbs concordam que um dos pontos altos do seu ano é o curso de verão de Ciência dos Materiais para alunos do ensino secundário, em que os alunos concebem os seus próprios compostos de chocolate. derretíamos pedaços de chocolate para servir de "fase matriz" e depois dávamos aos alunos uma série de "fases de reforço" de enchimento para adicionar ao chocolate e criar um compósito. Os palitos de pretzel e o esparguete modelavam as fibras, os pedaços de coco e as batatas fritas de arroz eram utilizados como reforços de partículas - o que quisessem, experimentavam. Depois, pegámos nas barras de chocolate compostas e fizemos testes de dobragem de 3 pontos para ver qual era a mais forte. Transformámo-lo numa competição amigável em que cada aluno concebeu o seu próprio composto para obter a maior resistência à flexão", explica Grubbs.
"Ouvíamos o estalar do esparguete e víamos o seu reflexo no gráfico. É uma experiência tão envolvente para os alunos e tem aplicação no mundo real, contribuindo para uma experiência transformadora na sala de aula."
Como empresa, queremos ter um papel ativo na formação dos futuros líderes da indústria técnica dos EUA. É por isso que trabalhamos com programas técnicos para formar esta próxima geração de estudantes técnicos.
Rod Ansari, vice-presidente de vendas (Américas)
Grupo PPT
"O uso de nossos testadores Mecmesin no WPI é tão inspirador que realmente nos sentimos privilegiados por desempenhar um pequeno papel em um ensino tão inovador. Como empresa, queremos ter um papel ativo na formação dos futuros líderes da indústria técnica dos EUA. É por isso que trabalhamos com programas técnicos para formar esta próxima geração de estudantes técnicos - a nossa indústria e, francamente, todo o país, depende disso", comenta Rod Ansari, VP de vendas do PPT Group.
