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Iniciativa CDIO: Iniciativa CDIO: Un Nuevo Paradigma en la Un Nuevo Paradigma en la FormaciFormacióón de Ingenieros a n de Ingenieros a
Nivel GlobalNivel Global
Eduardo Morales Santos
Director Programa de Educación Cooperativa y
Desarrollo Profesional DIE USACH
25 de Mayo de 2011
Presentación Colegio de Ingenieros de Chile
La Iniciativa CDIO™ es un marco de referencia educacional innovador para la formación de la siguiente generación de ingenieros.
Entrega a los estudiantes una educación que se centra en los fundamentos de la ingeniería, establecidos en el contexto de Concebir
— Diseñar — Implementar — Operar sistemas y productos del mundo real.
La Iniciativa CDIO™ fue desarrollada con el aporte de académicos, industria, ingenieros y estudiantes.
Es universalmente adaptable a todas las escuelas de ingeniería.
Los colaboradores de la Iniciativa CDIO™ a través del mundo han adoptado CDIO™ como el marco de referencia de su planificación
curricular y evaluación basada en resultados.
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En los años recientes, la educación en ingeniería y las
demandas del mundo real por ingenieros muestra una
brecha significativa.
Conscientes que la ampliación de la brecha tiene que
disminuir, las escuelas de ingeniería líderes en los Estados
Unidos, Europa, Canadá, África, Asia y Nueva Zelanda han
formado un grupo colaborativo para concebir y desarrollar
una nueva visión de la educación en ingeniería — la
Iniciativa CDIO.
Una Nueva Visión
Visión de Futuro
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Con el apoyo de la Knut and Alice Wallenberg Foundation
of Sweden, tres universidades suecas, la Chalmers University
of Technology, el Royal Institute of Technology, Linköping
University, junto con el Massachusetts Institute of Technology
de los Estados Unidos, establecieron una colaboración
internacional en Octubre de 2000 para mejorar la
educación de pregrado en ingeniería en Suecia, los Estados
Unidos y el mundo entero.
Creación de la Iniciativa CDIO
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Tres objetivos globales orientan el contexto de la alianza.
Estos son educar a los estudiantes para que:
• Dominen en profundidad el conocimiento de los fundamentos
técnicos necesarios para su desempeño profesional.
• Sean líderes en la creación y operación de nuevos productos y
sistemas.
• Entiendan la importancia y el valor estratégico de su futuro
trabajo de investigación.
La visión del proyecto es ofrecer a los estudiantes una educación que
fortalezca los fundamnetos de la ingeniería establecidos en el contexto
de Concebir – Diseñar – Implementar – Operar (CDIO) sistemas y
productos del mundo real.
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La estrategia de la Iniciativa para implementar el CDIO tiene cuatro
ejes:
• Reforma curricular para asegurar que los estudiantes tengan
oportunidades de desarrollar el conocimiento, las habilidades y
actitudes para concebir y diseñar sistemas y productos complejos.
• Un mejor nivel de enseñanza y aprendizaje necesarios para
comprender en profundidad la información y habilidades técnicas.
• Entornos de aprendizaje experiencial o espacios de
aprendizaje provistos por los laboratorios y talleres.
• Efectivos métodos de evaluación para determinar la calidad y
mejoramiento del proceso de aprendizaje.
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La educación de pregrado en ingeniería basada en la CDIO se
caracteriza por los siguientes elementos:
• Un curriculum organizado en torno a las disciplinas y
entremezclado con actividades propias del CDIO.
• Proyectos estudiantiles complementados con
permanencias en la industria como lo establece nuestro
programa de educación cooperativa.
• Educación multidisciplinaria y aprendizaje activo y
experiencial en grupos.
• Salas de clases, talleres y laboratorios configurados en red.
• Sólidos procesos de evaluación y medición.
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La Etapa de Concepción incluye la definición de necesidades y
tecnología, considerando la estrategia y regulaciones empresariales,
el desarrollo de los aspectos conceptuales, la arquitectura y el tipo
de empresa.
La segunda etapa, Diseño, consiste en formular el diseño, esto es
los planos, dibujos y algoritmos que describen lo que será
implementado.
Implementación se refiere a la transformación del diseño en un
producto, incluyendo la fabricación, codificación, prueba y
validación.
La etapa final, Operación, utiliza el producto implementado para
entregar el valor esperado, incluyendo la mantención, la evolución y
el retiro del sistema.
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Se han identificado los resultados esperados de los programas
para cada uno de los cuatro ejes tanto en niveles
programáticos como de la experiencia estudiantil.
Curriculum Enseñanza y Aprendizaje
Espacios de Aprendizaje
Evaluación
Programa
Modelos para la Estructura y
Diseño Curricular
Entender y considerar las
barreras para el aprendizaje estudiantil
Modelos para el diseño y utilización
de los laboratorios/
talleres
Herramientas y procesos para la evaluación de los
programas
Experiencia Estudiantil
Materiales curriculares para
la Educación CDIO
Aprendizaje activo y experiencial con
creciente realimentación
Experiencias educacionales
basadas en talleres
Herramientas y procesos para la evaluación de los
logros estudiantiles
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El Syllabus CDIO
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Un conjunto de metas y objetivos para la
educación de pregrado en ingeniería que
complemente los fundamentos de la carrera y sea
el resultado de una amplia “Investigación en
Educación”
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Objetivos
• Establecer formalmente un conjunto de conocimientos,
habilidades y actitudes que los egresados, las
empresas, los académicos y estudiantes desean en los
jóvenes ingenieros
• Priorizar estos atributos entre ellos mismos, y en
relación a una base de conocimientos tradicional
• Utilizar la lista priorizada como un trampolín para
identificar, crear, y refinar iniciativas educacionales;
llevar a la práctica el diseño conceptual; y evaluar los
progresos y avances
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Estructura del Syllabus CDIO
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1.1.2 Physics
1.1.3 Chemistry
1.1.4 Biology1.2 CORE ENGINEERING FUNDAMENTAL KNOWLEDGE [a]
1.3 ADVANCED ENGINEERING FUNDAMENTAL KNOWLEDGE, METHODS AND TOOLS [k]
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
SYLLABUS ORIENTADO A CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL EN ELECTRICIDAD
1 DISCIPLINARY KNOWLEDGE AND REASONING (UNESCO: LEARNING TO KNOW)
1.1 KNOWLEDGE OF UNDERLYING MATHEMATICS AND SCIENCES [a]
1.1.1 Mathematics (including statistics)
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4.3.1 Understanding Needs and Setting Goals
4.3.2 Defining Function, Concept and Architecture
4.3.3 System Engineering - System Modeling, Interfaces,
4.3.4 Development Project Management
4.2.3 Technical Entrepreneurship (expanded in 4.7 and 4.8)
4.2.4 Working in Organizations
4.2.5 Working in International Organizations
4.2.6 New Technology Development and Assessment
4.2.7 Engineering Project Finance and Economics
4.3 CONCEIVING, SYSTEM ENGINEERING AND MANAGEMENT [c]
4.1.5 Contemporary Issues and Values [j]
4.1.6 Developing a Global Perspective
4.1.7 Sustainability and the Need for Sustainable Development
4.2 ENTERPRISE AND BUSINESS CONTEXT
4.2.1 Appreciating Different Enterprise Cultures
4.2.2 Enterprise Stakeholders, Strategy and Goals
4 CONCEIVING, DESIGNING, IMPLEMENTING AND OPERATING SYSTEMS IN THE ENTERPRISE, SOCIETAL AND ENVIRONMENTAL CONTEXT (UNESCO: LEARNING TO DO)
4.1 EXTERNAL, SOCIETAL AND ENVIRONMENTAL CONTEXT [h]
4.1.1 Roles and Responsibility of Engineers
4.1.2 The Impact of Engineering on Society and the Environment
4.1.3 Society’s Regulation of Engineering
4.1.4 The Historical and Cultural Context
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4.6.5 Disposal and Life-End Issues
4.6.6 Operations Management
4.5.6 Implementation Management
4.6 OPERATING [c]
4.6.1 Designing and Optimizing Sustainable and Safe Operations
4.6.2 Training and Operations
4.6.3 Supporting the System Lifecycle
4.6.4 System Improvement and Evolution
4.5 IMPLEMENTING [c]
4.5.1 Designing a Sustainable Implementation Process
4.5.2 Hardw are Manufacturing Process
4.5.3 Softw are Implementing Process
4.5.4 Hardw are Softw are Integration
4.5.5 Test, Verif ication, Validation, and Certif ication
4.4.1 The Design Process
4.4.2 The Design Process Phasing and Approaches
4.4.3 Utilization of Know ledge in Design
4.4.4 Disciplinary Design
4.4.5 Multidisciplinary Design
4.4.6 Design for Sustainability, Safety, Aesthetics, Operability, and Other Objects
4.4 DESIGNING [c]
4 CONCEIVING, DESIGNING, IMPLEMENTING AND OPERATING SYSTEMS IN THE ENTERPRISE, SOCIETAL AND ENVIRONMENTAL CONTEXT (UNESCO: LEARNING TO DO)
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Estándares de la CDIO
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Los Estándares de la CDIO definen las características distintivas de
un programa CDIO, sirven como guía para la reforma y evaluación
de los programas educacionales, crean elementos de comparación
y objetivos estratégicos con su aplicación a nivel mundial, y ofrece un
marco de referencia para el mejoramiento contínuo.
Los 12 estándares de la CDIO consideran la filosofía del programa, el
desarrollo curricular, experiencias y espacios de trabajo de diseño
y construcción, nuevos métodos de enseñanza y aprendizaje,
desarrollo del cuerpo académico, y medición y evaluación.
Siete de estos estándares son considerados esenciales debido a que ellos
distinguen a los programas CDIO de otras iniciativas de reforma
curricular; los otros cinco estándares complementarios enriquecen
significativamente un programa CDIO y reflejan mejor la práctica de la
educación en ingeniería.
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Aplicación de la Iniciativa CDIO más allá
de la Educación en Ingeniería
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Los principios y prácticas del modelo CDIO pueden ser aplicados
a la mayoría de los programas académicos en educación
superior.
En su nivel más abstracto, el modelo plantea lo siguiente:
• la educación debería estar en el contexto de la
práctica;
• que existe una lista identificable de conocimiento,
habilidades, y actitudes en las que los estudiantes
deberían adquirir competencia;
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• que puede determinarse el nivel de competencia
deseado involucrándose con los grupos de interés;
• que el curriculum y la pedagogía deberían configurarse
de manera integrada para asegurar razonablemente el
alcanzar los resultados de aprendizaje deseados; y
• que la medición del aprendizaje y la evaluación de los
programas deberían estar alineados con los resultados de
aprendizaje que a su vez deberían ser utilizados para informar
a los académicos y estudiantes del avance, y servir de base del
mejoramiento contínuo.
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Generalización del
Syllabus CDIO
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Al más alto nivel, el Syllabus podría ser asimilado a una
declaración de objetivos educacionales para virtualmente
cualquier educación universitaria.
La Sección 1 se generalizaría desde Conocimiento y
Razonamiento Técnico a Conocimiento y Razonamiento
Disciplinario, un paso pequeño.
Las Secciones 2 y 3, Habilidades y Actitudes Personales y
Profesionales, se mantendrían substancialmente inalteradas.
La única excepción es que la organización relativa de la Sección
2 puede cambiar para enfatizar otros modos de pensamiento.
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La Sección 4, Concebir, Diseñar, Implementar y Operar
Sistemas en un Contexto Empresarial y Societal, es la más
desafiante a generalizar.
Si se acota este tópico a “como los ingenieros agregan valor
a la sociedad,” entonces la generalización de la Sección 4 sería
Aplicar el Conocimiento para Beneficio de la Sociedad.
La figura siguiente muestra la organización al más alto nivel del
Syllabus generalizado, en simetría con la figura correspondiente
al Syllabus para ingeniería, que es la organización de alto nivel
especializada para ingeniería.
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Con el propósito de traducir esta lista de conocimiento, habilidades, y actitudes en resultados de aprendizaje, es necesario establecer niveles
detallados de competencias esperadas para todos los tópicos en el Syllabus.
Organización de Alto Nivel del Syllabus Generalizado
4 Aplicar Conocimiento en Beneficio de la Sociedad
1 Conocimiento y razonamiento Disciplinario
2 Habilidades y Atributos Personales
y Profesionales
3 Habilidades Interpersonales:
Trabajo en Equipo y Comunicación
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EL CÍRCULO VIRTUOSO
DE LA CIENCIA, TECONOLOGIA,
INGENIERÍA Y MATEMÁTICA
28Video Presentación Rising Above
Videos Cambiar la Ecuación
Superar la tormenta que se Avecina: Energizing and Employing America for a
Brighter Economic Future
Recomendaciones
A. Aumentar la distribución de talento en los Estados Unidos mejorando substancialmente la educación en ciencia y matemática en
el nivel escolar
B. Mantener y fortalecer el compromiso tradicional de la naciónpor una investigación básica de largo plazo que tenga el potencial de ser transformacional para mantener el flujo de nuevas ideas que sustenten
la economía, ofrezcan seguridad y mejoren la calidad de vida.
C. Hacer de los Estados Unidos el lugar más atractivo paraestudiar y realizar investigación de manera que se pueda
desarrollar, reclutar y retener a los mejores y másbrillantes estudiantes, científicos e ingenieros de
los Estados Unidos y de todo el mundo.