Reforma en la enseñanza de la ingeniería:La Iniciativa CDIO

Adaptado de Doris R. Brodeur, Ph.D.dbrodeur@mit.edu

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

nal A

ttribu

tes

2.5

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ssion

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ibute

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1 Tea

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3.2

Comm

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4.1

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text

4.2

Busine

ss C

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3 Con

ceivi

ng

4.4

Design

Pro

cess

4.5

Imple

men

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)

CDIO alrededor del mundo

18

7

1034

15

51

90 Instituciones con uno o más programas CDIO

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.