La millora contínua de les assignatures de sistemes

digitals de l’EPSC-UPC basades en el aprenentatge cooperatiu i

adaptades a l’EEES

Francesc Josep Sánchez Robert(francesc.josep.sanchez@upc.edu)http://epsc.upc.edu/projectes/ed/

Terrassa, 16 de novembre de 2006

XII JORNADES de CONFERÈNCIES D’ENGINYERIA ELECTRÒNICA

JCEE’06

2

Presentació

• Els avantatges de l’aprenentatge cooperatiu i l’efecte del Pla Pilot d’Adaptació i dels cursos de formacióde l’ICE

• El context de les assignatures ED i SED, com s’han estructurat i com s’aprenen

3

Els avantatges de l’aprenentatge cooperatiu

D. W. Johnson, R. T. Johnson, K. A. Smith, “Active learning: Cooperation in the CollegeClassroom”, InteractionBook Company, Edina, MN, 1991(www.co-operation.org)

4

Els avantatges de l’aprenentatge cooperatiuMotiva per lMotiva per l’’estudiestudiPromou una actitud dPromou una actitud d’’implicaciimplicacióó i di d’’iniciativainiciativaAugmenta el grau de comprensiAugmenta el grau de comprensióó de la feina que es fa i del de la feina que es fa i del perquperquèè es fa i permet el domini dels procediments i concepteses fa i permet el domini dels procediments i conceptesVolum de feina realitzada i de qualitatVolum de feina realitzada i de qualitatAfavoreix la relaciAfavoreix la relacióó social i la interaccisocial i la interaccióó entre companys i entre companys i amb el professor amb el professor AvaluaciAvaluacióó mméés personalitzadas personalitzadaRedueix lRedueix l’’abandonamentabandonamentMillora la capacitat dMillora la capacitat d’’escriure i de comunicaciescriure i de comunicacióó oraloralPermet acomodar estudiants de diferent nivell i procedPermet acomodar estudiants de diferent nivell i procedèèncianciaÉÉs compatible amb les directrius del EEESs compatible amb les directrius del EEESMolta recerca i documentaciMolta recerca i documentacióó per posarper posar--la en marxa, etc. ...la en marxa, etc. ...

5

Els cursos de l’ICE i l’adaptació a l’EEES

Aprenentatge cooperatiu (AC), PBL, etc.

Objectius específics i transversals de

l’assignatura

Metodologies actives

Avaluaciócontínua

Programació d’activitats i control del temps d’estudi

Millora del procés

EnquestesImplicació en

altres assignatures

Coordinacióhoritzontal i vertical

Carpeta de grupMínims individuals

L’estudiant ha de ser capaç de ....

ECTSDins i fora de l’aulaProjecte d’aplicació

Diversos quadrimestres

Coherència

6

Després de la innovació l’any 2002 hi ha un pla de millora contínua ...

7

Exemples d’alguns objectius d’ED i SED

http://epsc.upc.edu/projectes/ed/ED_EEES_Objectius_12_11_04.pdfhttp://epsc.upc.edu/projectes/ed/ED_EEES_Objectius_12_11_04.pdf

Generals

Una vegada completat el capítol, l’estudiant ha de ser capaç de:

- planificar i realitzar el disseny intern d’un bloc seqüencial estàndard de tipus comptador o registre, a través una arquitectura estructurada top-down; analitzar i verificar les característiques elèctriques usant simulació; i comparar el seu disseny amb el d’altres circuits integrats comercials similars

Una vegada completat el capítol, l’estudiant ha de ser capaç de:

- planificar i realitzar el disseny intern d’un bloc seqüencial estàndard de tipus comptador o registre, a través una arquitectura estructurada top-down; analitzar i verificar les característiques elèctriques usant simulació; i comparar el seu disseny amb el d’altres circuits integrats comercials similars

“El curso té ha d’introduir els conceptes per analitzar i dissenyar sistemes combinacionals i seqüencials senzills”

(de 2 a 3 )(de 2 a 3 )

(de 8 a 10)(de 8 a 10)Específics

8

I alguns objectius transversals(compartits per altres assignatures)

Una vegada completat el capítol, l’estudiant ha de ser capaç de:

- Treballar en equip amb efectivitat per resoldre problemes (obliga a muntar grups)

- Organitzar una agenda i estimar el temps de dedicat a l’estudi de l’assignatura

(obliga a planificar els exercicis i a realitzar fulls de càlcul per anotar el temps)

- Comunicar escrita i oralment el projecte d’aplicaciódissenyat a l’assignatura

(obliga a preparar rúbriques per avaluar/autoavaluar tant les memòries com les presentacions orals)

(2 or 3 )(2 or 3 )

Felder, R. M.; Brent, R.; “Designing and Teaching Courses to Satisfy the ABET Engineering Criteria”, Journal of Engineering Education, January 2003, pp 7-25

9

ED: una assignatura de la fase selectiva (1B)

Redefinició de l’assignatura amb el mètode docent de l’aprenentatge cooperatiu

Cal introduir conceptes d’assignatures més avançades per justificar perquè expliquem el nostre temari

Cal ensenyar mètodes d’estudi, anglès, recerca de documentació, a redactar i exposar documents, etc...

TEMA 1 Sistemes

Combinacionals

TEMA 2 Sistemes

Seqüencials

Projecte d’Aplicació

Idea inicial de µP, VHDL i de disseny de

sistemes amb PLD

Dossier d’aprenentatge

Programari de suport:

BOOLE-DEUSTO, Minilog,

Proteus-VSM

Assignatura ampliada amb nous i

engrescadors objectius formatius específics i

transversals

10

SED: una assignatura de 2A de E.T. Telemàtica

Es continua amb la mateixa línia de treball, però s’avança en els nivells de coneixement i en la qualitat dels exercicis: Assignatura basada en problemes / projectes

Carpeta del grup (CA)

Tema 1:

PLD’s i VHDL

Tema 1:

PLD’s i VHDL

Tema 2:

Microcontroladors ( µC)

Tema 2:

Microcontroladors ( µC)

Introducció del pròxim curs: SoPC

Introducció del pròxim curs: SoPC

CAD / EDA software :ispLEVER,

Proteus-VSM, Quartus-II,

MPLAB, HI.TECHC Compiler

Projecte d’Aplicació (AP)Projecte d’Aplicació (AP)

Continuació de Laboratori de Programació i Electrònica Digital

11

Les activitats d’ED i el pla de treball

“Pensa un programa d’activitats de les quals l’estudiant no pugui escapar sense

haver après, Aconsegueix que faci aquestes

activitats, i si arriba al final, doncs aprova’l”

L’assignatura es prepara prioritàriament en funció dels estudiants que la seguiran i no dels professors

12

Les activitats d’ED i el pla de treball

Activitats acadèmiques

Teoria

Problemes i exercicis

Projecte d’Aplicació

Controls

Dossier d’aprenentatge (portfoli d’ED)

Pla de treball (compatible amb el pla pilot EEES de l’EPSC)

Assignatura orientada als problemes i projectes

Pla de treball setmanal • 4 h lectives

+ • 2,5 - 4 h de treball addicional

TGA 1 (1,5 h) Sessió de treball en grup de teoria i problemes

TGA 2 (1,5 h) Sesió de treball en grup de teoria i problemes

TGB (1 h) Sesió de treball en grup de problemes

TGC (≥ 1,5 h) Sssió de treball en grup addicional

TI Treball individual

13

El format de les sessions presencials

Professor

· · · ·

Grup 2

Grup 1

Grup 13 Grup 5

· · · ·

Est. 1

Est. 2

Est. 3

AC en grups base

Puzzles, presentacions orals, explicacions del professor, etc..

Grups base de 3 estudiants

Taules movibles

14

El format de les sessions presencials

10 min. Presentació de la classe i duotes de la setmana anterior

30 min. Treball en grup per repassar la teoria i preparar el plantejament del problema

10 min. Explicacions i dubtes generals

30 min. Treball en grup per fer els exercicis

10 min. Conclusions i programació del treball fora de l’aula

SED pràcticament sempre al laboratori amb algunes sessions a l’aula per organitzar i clarificar

A l’ED

15

Com s'aprèn ED ?

Recursos per a aprendre ED

Notes de classe del professor

Documents PDF d’internet i web d’ED amb tot el material i

la programació del pla de treball

Pràctiques i projectes de demostració

Dossier d’Aprenentatge del grup cooperatiu

Projecte d’aplicació

Col·lecciód’exercicis

Transformacióprogressiva en

Mapa conceptual d’ED

Transformacióprogressiva en

Exercicis amb metodologia AC

Textos convencionals d’ED

(Aprenentatge significatiu)

(per a recollir, classificar i presentar la feina feta)

Incorporació classes en anglès tècnic i exercicis d’exemple solucionats pels propis estudiants

16

Exemples d’exercicis d’ED i SED

http://epsc.upc.edu/projectes/ed/grups classe/05-06-q2/1BT6/05-06-Q2-1BT6.htmhttp://epsc.upc.edu/projectes/ed/grups_classe/05-06-q2/1BT6/05-06-Q2-1BT6.htm

• Orientats al disseny (aplicació) de circuits “reals” que a més puguin motivar-los •Realització d’algun puzzle a l’aula

• Pensats per a que intervinguin tots els membres del grup

• Pensats per a que cerquin documentació a la Internet i a la biblioteca

• Solució seguint criteris de qualitat

• Introducció de l’anglès tècnic

• Ús de programari de simulació i promoció de l’auto-verificació

17

Exemples d’exercicis d’ED i SED

Amb xips clàssics a l’ED

http://epsc.upc.edu/projectes/ed/problemes/problemes PA/Problemes PA.htmhttp://epsc.upc.edu/projectes/ed/problemes/problemes_PA/Problemes_PA.htm

Activació d’un motor a través d’un codi personal de 4 dígits

Més feina pel professor !

El mateix invent es fa

Amb VHDL i PLD’so PIC’s a SED

18

La planificació d’activitats i temps d’estudi

Exemple d’un full de pla de treball setmanal:

Registre de les activitats

Temps d’estudi

19

El seguiment del temps d’estudi setmanal també s’incorpora al dossier

Temps de treball Electrònica Digital

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Setmanes

Temps previst

1B-01

1B-02

1B-03

1B-04

1B-05

1B-06

1B-07

1B-08

1B-09

1B-10

1B-11

1B-12

1B-13

Temps de treball Electrònica Digital

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4 5

Setmanes

Temps previst

1BT4-01

1BT4-02

1BT4-03

1BT4-04

1BT4-05

1BT4-07

1BT4-08

1BT4-10

1BT4-09

Cada grup cooperatiu compta el temps dedicat a l’estudi de l’assignatura: (concepte de crèdit ECTS)

Aquest seguiment es realitza setmanalment i s’actualitza a la intranet les setmanes 5, 8 i 12 del curs

20

El “cost” per al professor

Distribució del temps del professor en activitats

11%

14%

11%

10%29%

18%

7%

CTE

TGB

TGA

COR

EST

CUR

PEX

• Coordinador: molta dedicacióals primers quadrimestres

• Una vegada està el mètode instal·lat representa al voltant d’una hora de feina docent per cada hora lectiva actual(assignatures de fase selectiva !)

• El temps dedicat a la coordinació i a l’atenció als estudiants és significatiu

• Per tal que l’EEES tingui èxit, en cada assignatura de 1er-2on curs hauria d’haver-hi algú motivat per la docència

21

Presentació oral del projecte

• Es redacta a través d’una plantilla • Es fa una presentació oral en grup• Es pot reprendre a SED (coordinació vertical i aprofitament de la matèria)

Entrenament per al projecte de fi de carrera des del primer any d’estudis . Aprenentatge autònom

22

Dossier d’aprenentatge del grup cooperatiu

Un registre ben classificat i ben presentat de la feina feta durant el quadrimestre

ED SED

Format PDF

23

Exemple d’estructura de la carpeta de SED (ED és molt similar)

ÍndexReflexions sobre

l’aprenentatge personal i del funcionament

del grup

Registre del temps d’estudi setmanal i de la distribució del treball en grup

Selecció de notes de classe i altres materials cercats a la Internet i la

bibliotecaMostra dels millors

exercicis (50%)

Memòria i presentació oral

del Projecte d’Aplicació

Glossari

Edicióelectrònica en

pdf

Mostra d’alguns controls

individuals

Carpeta del grup

cooperatiu de SED

35%

20%

20%

15%

(opcional)

És una evidència de d’habilitat de comunicació i treball en grup per la carpeta de competències de l’EPSC

24

L’experiència de la carpeta de competències de l’estudiant de l’EPSC

Idea de la Carpeta de Competències:

Una eina de formació i reflexió mentre s’estudia la carrera Una eina d’acreditació per mostrar què s’ha après Documenta 5 competències transversals

De caràcter professional:Capacitat de treballar en equipCapacitat de treballar en projectes Capacitat per a comunicar amb eficàcia Capacitat d’aprendre de forma autònoma

De caràcter acadèmicCapacitat de planificar els estudis

25

L’experiència de la carpeta de competències de l’estudiant de l’EPSC

Com s’avalua?

1A - 1B 2A - 2B -3A 3B - PFC

Primera avaluació(fase selectiva)

Segona avaluació(assignatures obligatòries) Tercera avaluació

(abans d’acabar els estudis)

Evidencies del treball de tota la carrera i format web

Versió web

Activitat reconeguda amb 6 crèdits de lliure elecció

Evidències del treball realitzat en cada competència

El professor tutor és l’avaluador de la carpeta dels seus estudiants (per ara)

26

L’avaluació és una activitat d’aprenentatge més

Sense exàmens finals (tot el treball que fa l’estudiant compta per la qualificació)

Exercicis

+Mínims

+ Projecte d’Aplicació

+Carpeta

+

Actitud i participació%AcP%CA%PA%MI%EXQ 105204025 ⋅+⋅+⋅+⋅+⋅=

4 exercicis entregables de cada tema amb possibilitat de

millora 8 controls sorpresa durant

el curs

1 projecte en 2 trams

Recull i classifica l’activitat del grup

L’avaluació és un estímul perquè facin els exercicis a través dels quals aprendran

27

0102030405060708090

100

00-01QP

01-02QT

01-02QP

02-03QT

02-03QP

03-04-QT

03-04-QP

04-05-QT

04-05-QP

05-06-QT

05-06-QP

Ren

dim

ien

to E

D (

%)

Rendiment d’ED• El rendiment és acceptable per la fase selectiva

A. Cooperatiu

82,2 %

Rendiment de SED

• La majoria de suspensos són en realitat estudiants que han anat deixant l’assignatura ( “No Presentats”)

95 %

Ren

dim

ent

ED

(%

)

28

Rendiment d’ED

El nombre de “bones notes” és alt (molts estudiants han après bé la matèria)Abandonaments

(NP)

Molt pocs suspesos

29

El cicle de millora

Les enquestes estàndard de l’EPSC de mig quadrimestreL’enquesta SEEQ adaptada a l’ED i a SED

FormulariGràfics per grupEvolució de les respostes

http://epsc.upc.es/projectes/ed/enquestes/Enquestes_ED.htm

30

Algunes referències

[1] Webs l’ED i SED: http://epsc.upc.edu/projectes/ed/ (/sed/)amb tot el material, treballs d’estudiants i publicacions

[2] Institut de Ciències de l’Educació (ICE-UPC), Grup d’Interès en l’Aprenentatge Cooperatiu (GIAC) http://giac.upc.es

[3] D. W. Johnson, R. T. Johnson, K. A. Smith, “Active learning: Cooperation in the College Classroom,” Interaction BookCompany, Edina, MN, 1991(www.co-operation.org)

[4] Pàgina web del professor R. M. Felder, N.C.StateUniversity, (www.ncsu.edu/felder-public/RMF.html)