A cada semestre, a oficina meca¢nica do Laborata³rio de Fabricação e Produtividade do MIT produz centenas de ioia´s. Os ioia´s vão em todas as formas e tamanhos. Eles costumam ter um tema - no semestre passado, houve ioia´s com tema de praia adornados com tubaraµes e estrelas do mar, bem como ioia´s com tema de Star Wars, completos com sabres de luz girata³rios.

Esses ioia´s são criação de alunos de engenharia meca¢nica da classe 2.008 (Projeto e Fabricação II) . Na aula, os alunos aprendem sobre os processos de fabricação usados ​​para produtos do dia a dia, desde brinquedos a carros e smartphones. Para o projeto principal, cada aluno trabalha em equipe para projetar um ioia´ exclusivo e produzir pelo menos 50 unidades. Eles aplicam a teoria e os princa­pios que aprenderam ao longo do semestre e usam os mesmos processos que seriam encontrados em fa¡bricas que fazem produtos reais. O projeto ganhou 2.008, o apelido não oficial de "classe yo-yo".

Embora um ioia´ possa parecer uma escolha incomum para uma aula de engenharia, de acordo com John Hart, professor de engenharia meca¢nica e instrutor de 2.008, ioia´s oferecem um estudo de caso perfeito para a primeira incursão dos alunos em fazer um produto em escala .

“O ioia´ éum a³timo projeto de fabricação porque oferece aos alunos liberdade criativa, ao mesmo tempo que ésimples o suficiente para fabricar com sucesso em um aºnico semestre e em uma quantidade que faz vocêse sentir como se estivesse em uma fa¡brica”, diz Hart .

O curso se baseia em aulas de engenharia meca¢nica como 2.007 (Design e Fabricação I), nas quais os alunos tem uma experiência prática na construção de um aºnico produto. Em 2.008, os alunos aprenderam a projetar um produto que poderia ser fabricado aos milhões.

“Quando os alunos entram nesta classe, eles podem fazer algo, mas ainda não percebem o que muda quando vocêtem que fazer centenas de milhões de um objeto”, diz Dawn Wendell '04, SM '06, palestrante saªnior PhD '11 e um instrutor de 2.008. “Esta aula estãorealmente dando aos alunos a capacidade de criar algo que pode ser vendido em grande quantidade.”

Para dar aos alunos uma introdução abrangente a  manufatura, a equipe de ensino desenvolveu um modelo educacional que maximiza as experiências prática s no laboratório e prepara os alunos para o sucesso a  medida que embarcam em seus projetos de ioia´.

Todas as semanas, os alunos são apresentados a um processo de fabricação comum, como usinagem, moldagem por injeção, conformação de chapas ou impressão 3D. Em vez de dar palestras sobre esses tópicos, hávários anos o corpo docente lançou um modelo de sala de aula invertida.

Antes de cada aula, os alunos são convidados a assistir a uma aula pré-gravada que apresentara¡ o material a ser abordado naquela semana como lição de casa. Durante as aulas, os alunos são encarregados de um desafio prático enquanto os professores circulam pela sala para responder a perguntas e ajudar.

“Foi uma mudança realmente maravilhosa na forma como ensinamos a classe porque agora, em vez de ficar apenas na frente da sala de aula e falar com os alunos, estamos respondendo a s suas perguntas e conversando com eles enquanto eles desmontam as coisas”, diz Wendell.

Muitas das atividades das quais os alunos participam durante as aulas são conhecidas como "demolições". Os alunos desmontam objetos do cotidiano como secadores de cabelo ou carrinhos de brinquedo, fazendo observações sobre as técnicas de fabricação que foram utilizadas para produzir e montar os componentes de cada produto. O objeto escolhido reflete o processo de fabricação especa­fico que estãosendo coberto naquela semana.

A equipe de ensino 2.008 adicionou um novo elemento a este modelo de sala de aula invertido: um aplicativo de realidade virtual / aumentada que permite aos alunos escolher um objeto, como um tablet Amazon Fire, manipula¡-lo, desmonta¡-lo e experimentar como seria “Derrubar” o produto em suas próprias ma£os. Uma equipe liderada pelo palestrante John Liu desenvolveu o aplicativo.

Essa abordagem pedaga³gica ajudou 2.008 na transição para um modelo ha­brido no semestre do outono de 2020, com alguns alunos no campus para os componentes práticos e alguns alunos tendo as aulas inteiramente remotamente devido a  pandemia.

“Estamos tentando usar esta oportunidade para olhar para o futuro da aprendizagem interativa. Como podemos não apenas ensinar nossos alunos no campus e nossos alunos que estãoremotos, mas como podemos ensinar a manufatura para o mundo? ” diz Hart.

Enquanto os alunos se preparam para aplicar o que aprenderam no curso ao design e a  produção de seus pra³prios ioia´s, os instrutores enfatizam a importa¢ncia de quatro princa­pios ba¡sicos na fabricação: taxa, custo, qualidade e flexibilidade. Existe agora um quinto princa­pio que permeia as discussaµes em classe: sustentabilidade.

A fabricação em todo o mundo tem uma pegada de carbono macia§a. Ao longo de 2.008, os instrutores enfatizam a importa¢ncia da sustentabilidade nos processos de fabricação.

“A aula realmente força vocêa pensar sobre o potencial para melhorar a sustentabilidade nessas técnicas de manufatura que tem sido usadas por muitos anos, mas agora estãomaduras para a inovação para tratar de questões globais como asmudanças climáticas”, disse Gabrielle Enns, uma estudante saªnior de engenharia meca¢nica.

Essa aªnfase na necessidade de melhorar o impacto da manufatura no mundo também foi um ponto-chave para Jiaheng Zhang, também estudante saªnior de engenharia meca¢nica.

“Como engenheiros meca¢nicos, quando fazemos as coisas, sempre temos que ter em mente que elas tera£o um ciclo de vida. Eles sera£o usados ​​e, em seguida, jogados fora ”, diz Zhang. “Esse ciclo de vida pode ter grandes impactos na sustentabilidade se fizermos produtos a s dezenas de milhões. O impacto multiplicativo da manufatura éo que realmente aprendi com esta aula. ”

Além de uma compreensão mais profunda da interação entre a manufatura e a saúde do planeta, os alunos emergem da aula com uma nova perspectiva sobre os objetos que usam no dia a dia.

“Tirar 2.008 revelou um mundo oculto que eu nunca tinha notado antes. Agora paro e olho os objetos que uso no meu dia-a-dia para pensar em como eles foram produzidos ”, diz Enns.

Ao final do semestre, os alunos também são capazes de identificar quais técnicas de manufatura foram utilizadas nos objetos com os quais interagem.

“Esta aula mudou a forma como vejo tudo. Se eu olhar para a tampa de uma xa­cara de caféagora, pensarei 'Oh, essa tampa étermoformada' ou 'Esse objeto foi feito com moldagem por injeção' ”, diz Zhang.

Além de mudar a forma como os alunos veem o mundo, Hart espera que a experiência de projetar e fabricar ioia´s em sala de aula prepare os alunos para suas carreiras.

“Embora apenas alguns de nossos alunos busquem carreiras em manufatura, muitos mais fara£o interface com fa¡bricas e cadeias de suprimentos e precisara£o comunicar o que énecessa¡rio para produzir um produto em escala”, diz Hart. “Se vocêtem a experiência de realmente fabricar algo sozinho, pode ser mais eficaz e inovador ao projetar os produtos do futuro.”