Diretrizes de Aprendizagem Baseadas em Projetos para Estudantes de Ciências da Saúde: Uma Análise com Mineração de Dados e Técnicas Qualitativas

Características da metodologia de aprendizagem baseada em projetos
Atualmente, profissionais de diversos setores enfrentam inúmeros desafios (técnicos, sociopolíticos e econômicos) decorrentes da globalização em diversas esferas, como o meio ambiente¹. Essas questões influenciam a disseminação global de doenças, diminuindo recursos, aumentando a pobreza e exigindo a responsabilidade de criar sociedades sustentáveis¹. Os especialistas em saúde têm o potencial e as habilidades para garantir a viabilidade das comunidades, promovendo estratégias e técnicas de cuidado em larga escala, contribuindo para a melhoria da qualidade de vida das pessoas². As Nações Unidas destacaram a necessidade de enfrentar esses desafios com a participação ativa de todos os países em seus Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) ¹. A atuação dos profissionais de saúde pode estar atrelada a muitos dos objetivos propostos. Portanto, aqueles que formam estudantes de saúde devem adquirir abordagens pedagógicas que ajudem os alunos a adquirir as competências que lhes permitirão enfrentar esses novos desafios ^1,2.

Dentre as diversas metodologias pedagógicas existentes, a aprendizagem baseada em projetos (ABP)³ destaca-se como uma metodologia que auxilia os alunos a desenvolver as competências necessárias para lidar com segurança e eficácia com os desafios futuros de suas^profissões3. A ABP é uma abordagem pedagógica inovadora que supera as limitações das metodologias tradicionais, transformando o processo de ensino-aprendizagem para tornar os alunos protagonistas de sua própria aprendizagem. Essa mudança ajuda os alunos a adquirir habilidades de resolução de problemas em contextos da vida real⁴. A ABP baseia-se na produção de questões de pesquisa⁵ do professor que são incluídas em cenários práticos relacionados à disciplina. Os alunos têm que resolver os problemas em grupos colaborativos. O objetivo final é a aquisição de conhecimentos (conceituais, processuais e atitudinais) por meio do trabalho em grupo na resolução da tarefa ou problema⁶.

Essa abordagem originou-se nos campos da educação e da psicologia construtivista e, desde esses primórdios, foi adaptada a diferentes disciplinas⁶. No entanto, a implementação dessa metodologia pode ser afetada pela falta de recursos educacionais e de infraestrutura e, por isso, às vezes é utilizado um modelo híbrido que combina o ensino tradicional com a ABP ^7,8. No entanto, esses modelos têm apresentado limitações na experiência de aprendizagem¹. Por esse motivo, é importante desenvolver protocolos pedagógicos que orientem e facilitem o uso e a interpretação dessas metodologias. Além disso, nos últimos anos, a metodologia PBL tem sido implementada por meio de plataformas virtuais de aprendizagem – Learning Management Systems (LMS)⁹ – no que é chamado de Online Project-Based Learning (OPBL)¹⁰.

Metodologia de aprendizagem baseada em projetos para estudantes universitários no campo das ciências da saúde
O protocolo é importante para auxiliar os professores a aplicar essas metodologias e interpretar os resultados advindos do processo de ensino e aprendizagem⁹. O protocolo pode ser utilizado desde o início da escolaridade até o ensino superior e pode ser adaptado a diferentes condições mentais, físicas e socioeconômicas¹¹. O protocolo apresentado tem como foco o trabalho com estudantes universitários das ciências da saúde. O modelo de ensino baseia-se na organização da aprendizagem em torno de projetos elaborados pelo professor, que serve como estímulo inicial, e a partir desse quadro, o aluno torna-se o foco principal de sua própria aprendizagem¹¹. A abordagem é uma forma ativa, abrangente e construtiva de os alunos adquirirem competências básicas (conceituais, processuais e atitudinais) que estão intimamente relacionadas à sua futura prática profissional ^4,12.

Os métodos de aprendizagem são combinados para estimular a aquisição de competências cognitivas e metacognitivas relacionadas ao conhecimento conceitual e processual ^4,13,14, que contribuem para que os alunos desenvolvam o pensamento crítico^, o aumento da motivação para a aprendizagem e a autonomia na tomada de decisões e na resolução de problemas ¹³ . No entanto, uma das chaves para o sucesso da aplicação dessa metodologia é que os projetos que o professor prepara devem estar diretamente relacionados à prática real, e os alunos devem ter autonomia na forma como abordam os problemas com base em diretrizes iniciais mínimas ^4,9. Isso significa que os professores precisam definir claramente as ferramentas de avaliação das competências dos alunos e orientá-los sobre os critérios de avaliação que serão utilizados para moldar a ABP, bem como avaliar o quão bem a avaliação é feita^15,16. Além disso, os alunos se beneficiam da colaboração com seus pares para aprender a argumentar e ser assertivo por meio do debate, desenvolvendo habilidades de comunicação e trabalho em equipe ^4,16.

O principal objetivo dos estudantes universitários é “aprender a aprender”, lidando com os desafios que o professor coloca para facilitar a aquisição dessas competências¹⁴ (que serão posteriormente implementadas na futura vida profissional dos alunos). Os resultados da utilização dessa metodologia indicam que ela estimula a autonomia na aprendizagem e resolução de problemas práticos⁴. Uma vantagem adicional dessa metodologia é que ela é muito eficaz em auxiliar os alunos a adquirir competências, especificamente em ciências da saúde, no ensino on-line e na aprendizagem combinada (b-Learning)^17,18,19. Isso se tornou especialmente importante devido à pandemia de COVID-19^20,21.

Os elementos comuns da ABP podem ser resumidos da seguinte forma: (1) primeiro, os conceitos relacionados ao projeto são explicados aos alunos (em ambientes de ensino on-line, experiências de aprendizagem invertidas podem ser usadas); (2) o plano do projeto é definido e analisado; (3) uma revisão da teoria de apoio é realizada, e um plano é elaborado para ajudar a compreender o objeto de estudo; (4) são propostos objetivos e perguntas para a abordagem do problema; (5) são formuladas possíveis soluções e avaliadas as opções mais viáveis; (6) estas soluções são implementadas; (7) os resultados são comunicados; (8) a reflexão crítica é conduzida, o feedback é fornecido e o processo é avaliado, incluindo a sugestão de novas perguntas; e (9) o processo é finalizado com a apresentação do trabalho ^4,6,13.

Também deve ser mantido em mente que nem todos os alunos respondem da mesma maneira a esse tipo de metodologia. Os alunos que estão mais ativamente envolvidos em sua aprendizagem, os que são pensadores mais críticos e aqueles que têm melhores habilidades de relacionamento interpessoal tendem a alcançar melhores resultados²². Também é possível que os alunos que estão acostumados com as metodologias tradicionais de aprendizagem possam se sentir frustrados. É por isso que os alunos devem receber regras de trabalho claras e um cronograma para a implementação das fases do projeto desde o início⁸. Como observado acima, a ABP tem sido amplamente utilizada nos cursos de ciências da saúde, e há extensas evidências que a sustentam na literatura 18,23,24. No entanto, alguns aspectos que poderiam ser melhorados foram identificados, que estão relacionados aos seminários de habilidades clínicas e à disseminação da experiência na comunidade científica^25,26.

Essa metodologia parece ter melhores resultados para os cursos com maior proporção de estágios (por exemplo, enfermagem vs. medicina, terapia ocupacional versus psicologia ou nutrição)³. Além disso, estudos recentes sugeriram a implementação da metodologia PBL por meio de projetos conjuntos de treinamento entre diferentes graus para trabalhar a interação em contextos reais. O objetivo seria a aquisição de competências multidisciplinares e interdisciplinares^27,28. No entanto, para implementar bem esse tipo de metodologia, o corpo docente deve estar qualificado para implementá-la, e os alunos devem desenvolver um pensamento crítico e divergente em relação à prática clínica, especialmente no caso das ciências da saúde 3,15,18,29.

Outro aspecto importante da implementação é a necessidade de avaliar a satisfação dos alunos com o treinamento da metodologia PBL e analisar suas ideias de melhoria 19,30,31. Mais especificamente, tem sido relatado que estudantes de terapia ocupacional têm achado essa metodologia essencial para sua aprendizagem, pois lhes permite aprender a resolver problemas semelhantes aos que enfrentarão em suas vidas profissionais, o que aumenta sua motivação³¹. Da mesma forma, um estudo longitudinal iniciado em 1993 – no qual um modelo híbrido de ABP foi avaliado em estudantes de terapia ocupacional – demonstrou que os alunos tinham opiniões muito positivas sobre a aprendizagem em grupo para sua futura prática profissional⁷. Outro estudo com estudantes de terapia ocupacional encontrou alto grau de satisfação com a metodologia. Isso porque os alunos pensam que essa forma de aprender os ajuda a adquirir conhecimento por meio da prática e possibilita que respondam adequadamente em seu trabalho futuro¹³.

Em resumo, a utilização da metodologia PBL nos cursos de ciências da saúde é fundamental para a aquisição de competências profissionais pelos alunos. Vários estudos têm indicado os passos a serem seguidos para priorizar as intervenções e o desenho dos materiais para alcançar uma aprendizagem efetiva e satisfatória. Portanto, é muito importante monitorar os processos de aprendizagem dos alunos para detectar problemas precoces ou potenciais com a aprendizagem e resolvê-los. Mineração de Dados Educacionais (EDM) e técnicas de análise de métodos mistos devem ser usadas para monitoramento, cujos fundamentos essenciais são discutidos abaixo.

Técnicas de mineração de dados educacionais
Quando os LMSs são usados em modelos de ensino de e-Learning ou b-Learning, uma série de logs ou arquivos de log são gerados que capturam cada uma das interações do aluno e do professor. Esses registros são evidências dos comportamentos de aprendizagem e podem ser analisados usando técnicas de EDM ou Learning Analytics (LA)³². Essas técnicas permitem que o professor aprenda qual interação do aluno existe, quanta interação existe e qual é a qualidade da interação³³. Em particular, as técnicas de EDM facilitam a descoberta dos padrões de comportamento de aprendizagem dos alunos e suas interações⁴. As técnicas de EDM podem ser utilizadas para estudar diferentes perfis^35,36 (orientados para estudantes ou orientados para educadores).

O objetivo final é fornecer feedback para a instrução, avaliar a estrutura de conteúdo do curso, analisar elementos que têm sido eficazes nos processos de aprendizagem, classificar o tipo de alunos e identificar necessidades para a orientação e acompanhamento da aprendizagem. Isso ajuda a determinar os padrões de aprendizagem mais comuns de cada aluno e a frequência de erros, que podem ser usados para adaptar as respostas educacionais mais apropriadas. Uma das coisas para as quais as técnicas de EDM podem ser usadas é monitorar os processos de aprendizagem dos alunos para oferecer ajuda apropriada por meio de orientação. As técnicas de EDM incluem técnicas de aprendizagem supervisionada (técnicas de predição ou classificação)³⁷ e técnicas de aprendizagem não^{supervisionada 36} (técnicas de clustering)³⁸. O uso de técnicas de EDM em processos de ensino que incluem metodologias ativas de ensino, como a ABP, tem se mostrado muito eficaz para o estudo do comportamento individual do aluno e do comportamento do aluno em grupos colaborativos¹⁰.

A aplicação de técnicas de análise qualitativa assistida por computador
Nas últimas duas décadas, técnicas quantitativas e qualitativas, ou uma combinação das duas, têm sido aplicadas em pesquisas no que tem sido chamado de métodos mistos³⁹. O uso de métodos mistos para análise de dados é especialmente útil quando se lida com problemas complexos de análise, como o monitoramento dos comportamentos de aprendizagem dos alunos. O uso desses métodos permite a transformação de dados qualitativos, como o feedback dos alunos de perguntas abertas em uma pesquisa, em dados qualitativos e a análise dos dados com diferentes técnicas de visualização de dados⁴⁰. Uma variedade de softwares de análise de dados qualitativos assistidos por computador (ou auxiliados) (CAQDAS) podem ser usados para facilitar a transformação e a análise de dados⁴¹.

Um resumo do procedimento de ensino por meio da metodologia PBL, da análise dos comportamentos de aprendizagem, do uso da EDM e das técnicas de análise qualitativa computadorizada é mostrado na Figura 1.

Figura 1: Trabalho de ABP e uso de EDM e técnicas de análise qualitativa computadorizadas. Coleta e processamento de dados aplicando técnicas de EDM e mineração de texto em ambientes de ensino de e-Learning e b-Learning. Abreviaturas: PBL = aprendizagem baseada em projetos; EDM = Mineração de Dados Educacionais; DB = banco de dados; e-Learning = aulas online; b-Learning = aulas mistas (aulas online e físicas). Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Três questões de pesquisa foram colocadas neste estudo: RQ1: Existem diferenças significativas nos resultados de aprendizagem e satisfação dos estudantes de ciências da saúde que estudam terapia ocupacional, dependendo se a metodologia PBL é implementada via e-Learning versus b-Learning, considerando os efeitos do conhecimento prévio dos alunos? RQ2: Os clusters de participantes encontrados correspondem aos resultados de aprendizagem, comportamentos de aprendizagem e satisfação percebida em função da modalidade de ensino (e-Learning vs. b-Learning)? RQ3: As sugestões dos alunos para o aprimoramento da metodologia PBL são diferentes dependendo da modalidade de ensino, e-Learning versus b-Learning?

O protocolo a seguir pode ser utilizado por professores da área da saúde e também pode ser modificado para trabalhar com alunos de outras áreas do conhecimento.