Reforma en la enseñanza de la ingeniería:La Iniciativa CDIO
Adaptado de Doris R. Brodeur, [email protected]
Massachusetts Institute of Technology, EE.UU.Traducción: Pontificia Universidad Javeriana de Colombia
Revisión: Universidad de Chile
La necesidad de una reforma
• La realidad actual en los mundos de la ingeniería y negocios
• Foco en la productividad, innovación, y emprendimiento
• Reclutamiento y retención de los estudiantes de diversas poblaciones
• Cambios en las metodologías de enseñanza y el aprendizaje
• Competitividad con otras universidades
Massachusetts Institute of Technology
Visión de un currículo renovado
La Iniciativa CDIO propone una educación que enfatiza los fundamentos, establecida en el contexto de Concebir, Diseñar, Implementar y Operar productos, procesos, y sistemas
• Un currículo que está centrado en los estudiantes y basado en resultados de aprendizaje específicados
• El cual contempla el aprendizaje activo, incluyendo una variedad de experiencias basadas en proyectos
• Establecido tanto en la sala de clases como en laboratorios modernos y espacios de trabajo para el aprendizaje
• En constante mejora a través de procesos robustos de evaluación
El contexto de aprendizaje
• Enfocado a las necesidades de los usuarios y clientes
• Entrega de productos, procesos, y servicios
• Incorporación de inventos y nuevas tecnologías
• Cuidado por el medio ambiente• Enfocado en soluciones, no en
disciplinas• Promoviendo el trabajo con otros y
proporcionando liderazgo en actividades técnicas
• Comunicación efectiva• Trabajando eficientemente y/o
rentablemente con los recursos
Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)
CDIO como contexto
Concebir: necesidades del cliente, tecnología, estrategia de la empresa, regulaciones; planes de negocioconceptuales y técnicos
Diseñar: planos, diagramas, y algoritmos que describan lo que seráimplementado
Implementar: la transformación del diseño en el producto, proceso o sistema, incluyendo fabricación, codificación, pruebas y validación
Operar: manejar el producto o procesoimplemetado, que entrega el valor buscado, incluyendo el mantenimiento, evolución y retiro del sistema
Duke University
El propósito de un currículo centrado en los estudiantes y enfocado en resultados
• Educar estudiantes para que contribuyan a la sociedad y sean líderes más efectivos
• Educar estudiantes para trabajar de una manera interdisciplinaria
• Preparar estudiantes para la creciente globalización
Massachusetts Institute of Technology
El propósito de un currículo centrado en estudiantes y enfocado en resultados (cont.)
• Aumentar el nivel de conciencia y respuesta a los cambios del entorno
• Preparar instructores y estudiantes para un aprendizaje “experiencial” y un aprendizaje basado en proyectos
• Aumentar la cooperación e intercambio de conocimientos universidad-industria
U.S. Naval Academy
Preguntas centrales
¿Qué conocimientos, habilidades y actitudes deben poseer los estudiantes al graduarse de las universidades? (resultados de aprendizaje)
¿Cómo podemos mejorar la educación para asegurar que los estudiantes adquieran estas habilidades? (curriculum, enseñanza, aprendizaje, espacios de trabajo, evaluación) Massachusetts Institute of Technology
Los resultados de aprendizaje basados en la misión, la visión, los objetivos, y los valores
Misión Visión Objetivos Valores Resultados de
aprendizaje
Los resultados de aprendizaje CDIO
1.0Conocimiento
técnico y razonamiento
1.1
1.2
1.3
Demostrar capacidad para usar los principios de lasciencias básicas
Aplicar los principios de las ciencias de la ingeniería
Demostrar capacidad para aplicar el conocimientode las áreas profesionales de la ingeniería
2.0Habilidades y atributos personales y profesionales
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
Analizar y resolver problemas de ingeniería
Conducir investigación y experimentos sobreproblemas de ingeniería
Pensamiento sistémico
Demostrar habilidades personales que contribuyanal éxito de la práctica de la ingeniería
Demostrar habilidades profesionales quecontribuyan al éxito de la práctica de la ingeniería
Los resultados de aprendizaje CDIO (cont.)
3.0
Habilidadesinterpersonales
3.1
3.2
3.3
Liderar y trabajar en grupos
Comunicación efectiva
Comunicación en idiomas extranjeros
4.0
CDIO
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Reconocer la importancia del contexto social en la práctica de la ingeniería
Apreciar diferentes culturas empresariales y trabajar exitosamente en organizaciones
Concebir y desarrollar sistemas de ingeniería
Diseñar sistemas complejos
Implementar procesos de hardware y software y gestionar los proyectos de implementación
Operar sistemas complejos, procesar y gestionaroperaciones
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
2.1
Engine
ering
Rea
son
2.2
Exper
imen
tatio
n
2.3
Syste
ms T
hinkin
g
2.4
Perso
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2.5
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1 Tea
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3.2
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4.1
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4.2
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3 Con
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4.4
Design
Pro
cess
4.5
Imple
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ting
4.6
Opera
ting
Faculty
Industry
Y. Alum
O. Alum
Massachusetts Institute of Technology, Cambridge
Exposure
Participate
Understand
Skilled Practice
Innovate
Validación de los resultados de aprendizaje de CDIO
La estructura curricular
Un currículo disciplinariamente
estríctoOrganizado alrededor de
las disciplinas, sin la introducción explícita de
habilidades
Un modelo de aprendiz
Basado en proyectos sin una introducción
organizada de disciplinas
Un currículo basado en problemas
Organizado alrededor de los problemas, con las
disciplinas entrelazadas
Un currículointegrado
Organizado alrededor de las disciplinas con
habilidades y proyectos entrelazados
(Las disciplinas se muestran verticalmente; los proyectos y habilidades se muestran horizontalmente.)
Diseño del currículo integrado
Asignatura I E A I E A I E A I E A I E A I E A I E A I E A I E A I E A I E A
Algebra x x x x x xAdministracion 1 x x
Español xOfimatica 1 x
Geomet. Trigonom.Intro. Ing. Industrial
Historia de Honduras x xOfimatica 2 x
Calculo 1 Diferencial xQuimica General
Sociologia x x x x xOfimatica 3 x x
Calculo 1 Integral x xAnalisis Contable 1 xElect. Arte/Deporte x
Idioma 1 x x xCalculo 2 Geom. Analit. x x x x x x
Algebra LinealMercadotecnia 1 x x x x
Idioma 2 xEcuac. Diferenciales xAnalisis Contable 2 x
Fisica 1 x x xIdioma 3 x x
Estad. Matematica 1 x xDibujo Tecnico x x
Fisica 2Idioma 4
Habilidades y Atributos Personales2.7 2.8 2.9 2.102.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.11
Universidad Tecnológica Centroamericana (UNITEC), Honduras
Curso de introducción a la ingeniería
• Para motivar estudiantes a estudiar ingeniería
• Para proveer una exposición a la construcción de sistemas
• Para enseñar algunas habilidades esenciales y tempranas
• Para proveer experiencias personales que le permitan obtener fundamentos tempranos para un entendimiento más profundo
Disciplinas
Introducción
Piedra angular
CienciasMassachusetts Institute of Technology
Experiencias de diseño y construcción
• Proveer actividades auténticas que impulsen el aprendizaje de ideas y principios más abstractos
• Proveer el contexto natural en el cual se pueda enseñar muchas habilidades CDIO (trabajo en equipo, comunicación, diseño, implementación)
• Reforzar el aprendizaje por medio de la aplicación de conocimiento abstracto, aprendido previamente, para la comprensión profunda
Danmarks Tekniske Universitet
Construcción de comunidad
Descubrimiento del conocimiento
Construcción de sistemas
Refuerzo del conocimiento
Espacios de trabajo centrados en el estudiante
EXPERIENCIA
CONCRETA
OBSERVACION
REFLEXIVA
GENERALIZACION
ABSTRACTA
EXPERIMENTACION
ACTIVA
Tutoriales, Actividades, Laboratorios, Simulaciones
Conferencias: conceptos, modelos, leyes
Proyectos, Trabajo de campo
Diarios,Portafolios,Notas de laboratorios
Aprendizaje centrado en estudiantes
Adapted from Kolb, 1984
Métodos de aprendizaje activo
Preguntas conceptuales
Lecturas pre-clase y
tareas
Estudios de casoy simulaciones
Aprendizajecooperativo
Resultados de aprendizaje
Tarjetas con las preguntas y dudas de los estudiantes
Aprendizaje basado en proyectos
Los estudiantes como centro de atención
Estudiante Profesor Ejemplos
Etapa 1 Dependiente Autoridad, Entrenador
Entrenando con retroalimentacióninmediata. Ejercicios. CátedraInformativa. Superando deficiencias y resistencia.
Etapa 2 Interesado Motivador, Guía
Cátedra inspiradora, más discusionesguiadas. Estrategias de fijación de metas y aprendizaje.
Etapa 3 Involucrado Facilitador Discusión facilitada por el profesorque participa como un igual. Seminarios. Proyectos en grupos.
Etapa 4 Auto-dirigido Consultor, Delegador
Pasantías, disertación, trabajoindividual o grupo de trabajo auto dirigido.
Adaptado de Grow, 1991
Cambiando roles para instructores
T1
Autoridad, Entrenador
T2
Motivador, Guía
T3
Facilitator
T4
Consultor, Delegador
S4
Estudianteauto-dirigido
S3
Estudiente involucrado
S2
Estudiante interesado
S1
Estudiantedependiente
Adaptado de Grow, 1991
Desarrollo y soporte a los docentes
Al mismo tiempo que se desarrolla el cambio curricular, deben existir programas para el desarrollo docente
• Mejoramiento de las habilidades personales, interpersonales y profesionales que se esperan de los graduados
• Mejoramiento del aprendiaje basado en el estudiante y los métodos de evaluación
Queen’s University Belfast
Métodos de evaluación del aprendizaje de los estudiantes
Evaluación del producto o
proceso
Evaluación del desempeño
Portafolios y diarios reflexivos
Resultados de aprendizaje
Evaluación de equipos y del
trabajo de equipo
Evaluación del programa
Resultados de aprendizaje del programa
Ambiente delaprendizaje
Evaluación del aprendizaje
Desarrollo docente
Currículo
Misión, visión, objectivos y valores
institucionales
Enseñanza y aprendizaje
Los estándares CDIO
1. The Context
2. Learning Outcomes
3. Integrated Curriculum
4. Introduction to Engineering
5. Design-Implement Experiences
6. Engineering Workspaces
7. Integrated Learning Experiences
8. Active Learning
9. Enhancement of Faculty Skills Competence
10. Enhancement of Faculty Teaching Competence
11. Learning Assessment
12. Program Evaluation(Available at http://www.cdio.org)
Para más informacion acerca de CDIO
1. Visite la página, http://www.cdio.org2. Lea Rethinking Engineering Education: The CDIO Approach (E. F.
Crawley, Johan Malmqvist, Sören Östlund, Doris R. Brodeur, New York: Springer, 2007)
3. Participe en los talleres introductorios CDIO y en las reunionesregionales o internacionales2012 Worldwide CDIO Meeting, October 23 - 25, 2012, Telecom Bretagne,
Brest, France
CDIO World-Wide Initiative Conference, November, 29 -30, 2012, Astrakhan State University, Russia.
Reunión CDIO Región Latino Americana 25-26 de Marzo, Chile4. Participe en la conferencia annual internacional
2013 9th International CDIO Conference, June 9 - 13, 2013, MIT - Harvard, Cambridge, Massachusetts, USA
5. Contacte a universidades miembros de CDIO en su país o region.Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá
Universidad de Chile, Santiago
Universidad de Santiago de ChileUniversidad Católica de la Santísima Concepción
Desafíos
¿ Qué desafíos ustedesenfrentarían en la implementación en su programade una iniciativa centrada en los estudiantes y basada en los resultados de aprendizaje, como es CDIO?
¿ Qué recursos pueden ustedesasignar para enfrentar esosretos?
¿ Qué preguntas puedoresponder ahora?
Duke University
Lineamientos para postulaciones
1. Diagnóstico del programa actual según estándares CDIO y rúbricas para valoración. Incluir el material de evidencia.
2. Plan de trabajo, incluyendo proyección de los estándares a 1 año, 3 años y 5 años,
3. Equipo de trabajo.
4. Evidencia de apoyo institucional.
5. Formato de aplicación CDIO en inglés.
6. Presentación de la Universidad a los líderes de la región.
7. Participación en eventos CDIO y compromiso para eventos futuros.