Integração das tic no ensino de operações unitárias: diagnóstico com Pareto, Ishikawa e Histogramas sob o marco DigCompEdu

Autores

  • Mirna Geraldine Cevallos Mina Facultad de Ingenierías, Universidad Técnica "Luis Vargas Torres" de Esmeraldas (UTLVTE), Esmeraldas, Ecuador
  • José Gilberto Argandoña Moreira Facultad de Ingenierías, Universidad Técnica "Luis Vargas Torres" de Esmeraldas (UTLVTE), Esmeraldas, Ecuador
  • Betsy Katherine Cambindo Quiñonez Facultad de Ingenierías, Universidad Técnica "Luis Vargas Torres" de Esmeraldas (UTLVTE), Esmeraldas, Ecuador
  • Xavier Leopoldo Gracia Cervantes Facultad de Ingenierías, Universidad Técnica "Luis Vargas Torres" de Esmeraldas (UTLVTE), Esmeraldas, Ecuador

Palavras-chave:

Operações Unitárias; integração TIC; DigCompEdu; controle de qualidade; competência digital docente; Engenharia Química; educação em engenharia; simuladores de processos.

Resumo

O avanço em direção à educação em engenharia digital-intensiva coloca desafios inéditos em disciplinas de alta densidade conceitual como Operações Unitárias (OU). No contexto latino-americano, a incorporação efetiva das tecnologias da informação e comunicação (TIC) nesses espaços curriculares é dificultada por limitações estruturais que transcendem a vontade individual do docente. O presente artigo propõe e valida uma metodologia diagnóstica que articula três instrumentos do controle estatístico de processos —Diagrama de Pareto, Diagrama de Ishikawa e Histogramas de frequência— com o marco europeu de competência digital docente DigCompEdu, com o objetivo de avaliar sistematicamente as barreiras que restringem a integração das TIC no ensino de OU em programas de Engenharia Química. A metodologia é aplicada sobre evidências empíricas provenientes de uma revisão sistemática da literatura (2018–2024, n = 48 estudos primários) e de um estudo de caso multissítio em cinco instituições de ensino superior do Equador com cursos acreditados de Engenharia Química (n = 112 docentes, n = 843 estudantes). A análise de Pareto revela que quatro categorias de deficiência concentram 78,6% do total de não conformidades: inexistência de licenças para simuladores especializados (24,2%), equipamentos computacionais com obsolescência crítica (21,7%), insuficiente competência digital pedagógica do corpo docente (19,2%) e ausência de metodologia TIC articulada no plano de ensino (13,5%). O modelo Ishikawa identifica a carência de uma política institucional de TIC como causa raiz transversal de segunda ordem. Os histogramas evidenciam que 61,6% do corpo docente de OU se situa nos níveis A1–A2 do DigCompEdu (média = 2,4/6,0), com uma correlação positiva moderada-alta com o desempenho estudantil (r = 0,58, p < 0,01). Discutem-se as implicações para o desenho curricular, a formação docente contínua e a gestão da política tecnológica em programas regionais de Engenharia Química.

Referências

Asprion, N., Bortz, M., Gong, C. H., & Zimmermann, B. (2022). Process simulation tools in chemical engineering education: A systematic review of learning outcomes and pedagogical integration (2010-2022). Computers & Chemical Engineering, 162, 107821. https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2022.107821

Basilotta-Gómez-Pablos, V., Matarranz, M., Casado-Aranda, L. A., & Otto, A. (2022). Teachers' digital competencies in higher education: A systematic literature review. International Journal of Educational Technology in Higher Education, 19(1), 8. https://doi.org/10.1186/s41239-021-00286-6

Caena, F., & Redecker, C. (2019). Aligning teacher competence frameworks to 21st century challenges: The case for the European Digital Competence Framework for Educators (DigCompEdu). European Journal of Education, 54(3), 356-369. https://doi.org/10.1111/ejed.12345

Cabero-Almenara, J., Romero-Tena, R., & Palacios-Rodríguez, A. (2021). Evaluation of teacher digital competence frameworks through expert judgement: The DigCompEdu case. Journal of New Approaches in Educational Research, 10(2), 269-283. https://doi.org/10.7821/naer.2021.7.711

Cohen, J. (1988). Statistical power analysis for the behavioral sciences (2.ª ed.). Lawrence Erlbaum Associates.

Cohen, W. M., & Levinthal, D. A. (1990). Absorptive capacity: A new perspective on learning and innovation. Administrative Science Quarterly, 35(1), 128-152. https://doi.org/10.2307/2393553

Coll, C., Rochera, M. J., & de Gispert, I. (2020). Technology-mediated collaborative learning environments in higher education: Conditions, limits and potentials. Innovations in Education and Teaching International, 57(4), 381-391. https://doi.org/10.1080/14703297.2020.1792073

Creswell, J. W., & Plano Clark, V. L. (2018). Designing and conducting mixed methods research (3.ª ed.). SAGE Publications.

Dahmen, M., Adler, L., & Mitsos, A. (2020). Simulation-based optimization in chemical process engineering: State of the art and future challenges. Computers & Chemical Engineering, 140, 106893. https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2020.106893

Deming, W. E. (1986). Out of the crisis. MIT Press.

Ertmer, P. A., Ottenbreit-Leftwich, A. T., Sadik, O., Sendurur, E., & Sendurur, P. (2012). Teacher beliefs and technology integration practices: A critical relationship. Computers & Education, 59(2), 423-435. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2012.02.001

Fernández-Batanero, J. M., Montenegro-Rueda, M., Fernández-Cerero, J., & García-Martínez, I. (2022). Digital competences for teacher professional development: A systematic review. European Journal of Teacher Education, 45(4), 513-531. https://doi.org/10.1080/02619768.2020.1827389

Frausto-Márquez, L., Molina-Gutiérrez, M. A., & Torres-Rodríguez, C. A. (2023). Integration of process simulation software in chemical engineering education: Challenges and opportunities in Latin American universities. Education for Chemical Engineers, 44, 65-77. https://doi.org/10.1016/j.ece.2023.04.003

ISO. (2015). ISO 9001:2015 — Quality management systems: Requirements. International Organization for Standardization.

Ishikawa, K. (1985). What is total quality control? The Japanese way. Prentice-Hall.

Juran, J. M., & Godfrey, A. B. (1999). Juran's quality handbook (5.ª ed.). McGraw-Hill.

Little, A. D. (1915). Report on the MIT Department of Chemistry and Chemical Engineering. Massachusetts Institute of Technology.

McCabe, W. L., Smith, J. C., & Harriott, P. (2005). Unit operations of chemical engineering (7.ª ed.). McGraw-Hill.

Mourtzis, D., Angelopoulos, J., & Panopoulos, N. (2022). The future of engineering education in the era of Industry 4.0: A systematic literature review. Procedia CIRP, 112, 107-112. https://doi.org/10.1016/j.procir.2022.09.077

Psomas, E., & Antony, J. (2017). Total quality management elements and results in higher education institutions. Quality Assurance in Education, 25(2), 206-223. https://doi.org/10.1108/QAE-08-2015-0033

Redecker, C. (2017). European framework for the digital competence of educators: DigCompEdu. Publications Office of the European Union. https://doi.org/10.2760/159770

Redecker, C., & Punie, Y. (2017). Digital competence of educators: DigCompEdu. JRC Science for Policy Report EUR 28775. Joint Research Centre of the European Commission.

Sallis, E. (2014). Total quality management in education (3.ª ed.). Routledge.

Sánchez-Prieto, J. C., Trujillo-Torres, J. M., Gómez-García, M., & Hinojo-Lucena, F. J. (2023). DigCompEdu in Latin America: Adaptation and validation of the digital competence framework for educators in higher education contexts. Education and Information Technologies, 28, 2041-2062. https://doi.org/10.1007/s10639-022-11154-8

Schwab, K. (2017). The fourth industrial revolution. Crown Business.

Tam, M. (2021). Quality management in higher education: Concepts, models and implementation. Palgrave Macmillan.

Vázquez-González, G., García-Herrero, J., & López-Aguilar, D. (2024). Simulation-based learning in chemical engineering: Impact on conceptual understanding, design competencies and academic achievement. Chemical Engineering Education, 58(1), 45-58. https://doi.org/10.18260/2-1-370.660-135226

Wankat, P. C. (2017). Separation process engineering: Includes mass transfer analysis (4.ª ed.). Prentice Hall.

Publicado

2026-04-29

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