La iniciativa CDIO

La iniciativa CDIO és un marc educatiu innovador per a la formació d'enginyeres i enginyers del segle XXI. En el marc CDIO es proporciona als estudiants un ensenyament dels conceptes fonamentals de l'enginyeria en un context de concepció, disseny, implementació i operació de sistemes i productes del món real. Es tracta de generar un entorn pròxim a l’exercici professional de l’enginyeria com a context ideal per a l’aprenentatge de l’enginyeria. Arreu del món, els centres col·laboradors de la iniciativa CDIO l’han adoptat com el marc de referència per a la seva planificació curricular i l’avaluació basada en els resultats de l’aprenentatge. 

L’ETSETB-UPC, després de comparar diversos models per a la definició dels plans d’estudis dels nous graus, identifica la iniciativa CDIO com el model més complet i coherent, hi entra en contacte al 4t congrés internacional a Gent l’any 2008 i presenta la seva candidatura com a centre col·laborador al 5è congrés internacional a Singapore l’any 2009, sent acceptada pel CDIO Council el juliol del 2009. El Juny del 2009 se celebra al Campus Nord un workshop amb els membres CDIO del centre i sud d’Europa amb la presència dels líders internacionals de l’iniciativa. Des de llavors ha participat activament a diversos workshops i conferències i a la coordinació del grup d’Europa central i del sud.

• Presentació de la candidatura de l’ETSETB-UPC [pdf]
• Qüestionari de la candidatura de l’ETSETB-UPC [pdf]
• Document d’acceptació del CDIO Council [pdf]

El contingut dels plans d’estudis ha estat tradicionalment centrat en els coneixements de la disciplina corresponent, el que es coneix com a competències específiques. Darrerament però, han aparegut diversos reculls de competències que inclouen les habilitats personals i interpersonals (comunicació, treball en equip, aprenentatge autònom, etc) i que s’han anomenat competències transversals o genèriques. El CDIO Syllabus recull les competències específiques, les genèriques i hi afegeix les més pròpies de l’enginyeria, associades al procés de disseny de productes i la realització de projectes i les agrupa en 4 àrees: 

1. Coneixements científics i tècnics
2. Habilitats personals i professionals
3. Habilitats interpersonals
4. Concebre, dissenyar, implementar i operar sistemes en el context de l’empresa i la societat.

El CDIO Syllabus  està desenvolupat fins a un 3r nivell de concreció, amb descriptors per a cada una de les més de 70 competències. Actualment s’està definint la versió 2.0, en que es fa èmfasi en els aspectes de la emprenedoria i el lideratge. Els 12 estàndards de la iniciativa CDIO proporcionen la guia per a l’adaptació dels programes educatius i la seva avaluació

La implementació del CDIO a l'ETSETB

Els diferents marcs que van fixar les condicions de contorn del procés de confecció dels plans d’estudis adaptats a l’Espai Europeu d’Educació Superior (EEES o Bologna) feien èmfasi en l’adquisició de competències específiques i genèriques com a resultats de l’aprenentatge. Per adaptar aquest nou enfocament de la docència, l’ETSETB-UPC va endegar el gener de 2008 el procés d’elaboració d’un Pla Estratègic com a marc per a la confecció dels Plans d’Estudis de Grau. Dins d’aquesta acció es va detectar la necessitat de trobar una metodologia que facilités la incorporació d’aquests conceptes. Es van estudiar tant els materials proposats per la Universitat Politècnica de Catalunya per tots els seus centres com els primers esborranys de les ordres ministerials de les enginyeries a Espanya i també els models docents utilitzats a diverses universitats d’Europa i dels Estats Units, així com diversos llistats de competències (ABET, Tuning, etc). Com a fruit d’aquest estudi es va identificar com a model més complet i estructurat el proposat per la iniciativa CDIO.

Plans d'estudis integrats

La definició dels plans d’estudis dels graus adaptats a l’EEES, inclou les competències específiques determinades per les ordres ministerials en l’àmbit de l’enginyeria de telecomunicació i una estructura mixta que ha de permetre l’aprenentatge de les competències específiques i genèriques de forma integrada.

Aquesta estructura mixta consisteix d’una banda a:

Assignar a cada assignatura les competències específiques que corresponen a la matèria i dues competències de les genèriques integrades de forma natural. 
D’altra banda, es creen un conjunt d’assignatures de projectes repartides al llarg del grau que tenen un triple impacte: 

• Consoliden l’aprenentatge de les competències específiques i genèriques de les matèries que es duen a terme en paral·lel i de les anteriors.
• Motiven l’estudiantat en el treball al voltant de les competències específiques i genèriques de les matèries que es duran a terme posteriorment.
• Treballen en el context de l’enginyeria i, com a conseqüència, ofereixen un marc per a desenvolupar de manera natural la major part de les competències genèriques, en especial les que són difícils d’implementar en assignatures convencionals.

El repartiment de competències genèriques a totes les assignatures i la definició d’itineraris verticals de coordinació permeten monitoritzar l’adquisició d’aquestes competències i asseguren l’assoliment dels resultats del seu aprenentatge a nivell mitjà i permeten identificar els estudiants que assoleixen el nivell més alt per tal que ho puguin fer constar davant dels seus futurs ocupadors.

Experiències de disseny e implementació

La iniciativa CDIO, en els seus estàndards proposa, a més de definir un currículum integrat, amb les competències imbricades en les assignatures, inserir diverses assignatures de projectes (built-in experiences) en les quals, de manera natural, es desenvolupen diverses competències, tant personals, com interpersonals, com específiques de l'enginyeria. En particular, es recomana dur a terme una assignatura específica el primer curs on es realitzi una introducció a l'enginyeria i un primer projecte a fi que l'estudiant pugui identificar el context en el qual es desenvoluparà la seva formació i enfocar correctament la resta d'assignatures del grau. Es tracta, en definitiva, de considerar les competències genèriques com el context de l'aprenentatge de l'enginyeria i no el seu contingut, que seguirà constituït per les competències específiques de les distintes matèries. Per tal de facilitar aquest procés, es va decidir incloure a l’estructura dels plans d’estudis un conjunt d’assignatures de projectes, situades al segon quadrimestre de cada curs:

A primer curs, ENTIC (Introducció a l’ENginyeria TIC), 6 crèdits.

• Curs d’introducció a l’enginyeria
• Funció de bastida: identificar tasques, competències i marc de treball de l’enginyeria. Motivar per a l’aprenentatge de les altres assignatures.
• Competències genèriques: comunicació oral i escrita, treball en equip, introducció a CDIO, empreneduria, etc.
• Formació específica en continguts d’economia i empresa
• Projecte parcialment guiat en el que es dissenya i implementa un sistema complex i es proposa una idea de negoci relacionada amb aquest. En els primers anys, aquest projecte s’anomena ICT-iNeo i es fa sobre variants d’un robot subaquàtic que transmet mesures de paràmetres de l’aigua, basat en la plataforma SeaPerch del MIT. Els equips són de 3-4 estudiants.

A segon curs, PBE (Projecte Bàsic d’Enginyeria) 6 crèdits 

• Treball en equip (4-6 estudiants)
• Disseny, implementació i caracterització d’un bloc d’un sistema TIC complex, amb coneixement de la estructura del sistema complet i de les especificacions de tots els blocs
• Possibilitat de triar el bloc en funció del contingut més electrònic, telemàtic, de comunicacions o de sistema audiovisua

A tercer curs, PAE (Projecte Avançat d’Enginyeria) 13,5 crèdits 

• Treball en equip (9-12 estudiants)
• Identificació de la oportunitat de negoci i desenvolupament del pla d’empresa al voltant d’un producte o servei TIC complex
• Disseny, implementació i avaluació dels seus subsistemes i del producte final
• Sistema prou complex com per necessitar 3-4 subgrups de treball de 3 estudiants, que es coordinen internament i entre ells
• Seminaris específics (patents, gestió de conflictes, sostenibilitat, empreneduria i innovació, etc.)
• Redacció d’una patent sobre el producte

A quart curs, TFG (Treball Fi de Grau) 24 crèdits.

• Treball individual i original
• Integració en un equip de treball a l’empresa o grup de recerca, a la pròpia UPC o a l’estranger

Articles de l'ETSETB-UPC sobre la implementació dels plans d'estudis

Proceso de inserción de competencias genéricas en los nuevos planes de estudios de grado de la ETSETB-UPC de acuerdo con el modelo CDIO 
R. Bragós, E. Alarcón, M. Cabrera, A. Calveras, J. Comellas, J. O’callaghan, J. Pegueroles, L. Prat, G. Sáez, J. Sardà Y E. Sayrol, 
TAEE‘2010, Madrid, Abril 2010 [PDF]

Conceiving and Designing an “Introduction to Engineering” Course Within the New Curricula at Telecom BCN, UPC Barcelona 
Ramon Bragós, Eduard Alarcón, Adriano Camps, Josep Pegueroles, Joan Sardà, Elisa Sayrol 
2010 International CDIO Conference, June 2010, Montréal [PDF]

Mixed Integration of CDIO skills into Telecommunication Engineering Curricula 
E. Sayrol, R. Bragós, E. Alarcón, M. Cabrera, A. Calveras, J. Comellas, J.O’Callaghan, J. Pegueroles, E. Pla, L. Prat, G. Sáez, J. Sardà, C. Tallón 
21st EAEEIE Annual Conference, June 2010, Palanga, Lithuania [PDF]

El projecte SeaPerch ICT-iNeo

El Sea Perch és un robot creat pel MIT Sea Grant College dins d’un programa que es va iniciar l’any 2003 amb l’objectiu de promoure entre els estudiants l’experiència de construir un vehicle submarí operat de forma remota. Està fet de materials de baix cost i fàcilment disponibles. La construcció del robot submarí és útil per iniciar-se en l’experiència pràctica de l’enginyeria: s’ha de construir i dissenyar un robot amb elements mecànics i elèctrics. També s’han d’utilitzar coneixements de física ja que es treballa la flotabilitat i l’estabilitat del robot. Finalment el seaperch pot tenir utilitat per a la biologia ja que es poden mesurar mostres d’aigua i observar l’habitat marí. Segons el nivell de complexitat es pot utilitzar tant a nivell preuniversitari com universitari. 

A part d’estendre’s per Estats Units, el programa s’ha expandit a nivell internacional a França i a Xipre. Ara arriba a Espanya, concretament a l’ETSETB-UPC, incloent-se en l’assignatura ENTIC (introducció a l’Enginyeria TIC) com a part d’un projecte de primer any. Sobre la plataforma del seaperch i després de construir-ne un, els estudiants hi afegeixen un sistema electrònic i de comunicacions. 

Així al Novembre de 2010 s’ha signat un conveni entre el MIT Sea Grant College i l’ETSETB-UPC que estableix l’ús del Sea Perch en el marc del projecte ICT-iNeo dissenyat per l’Escola i promou la difusió del Sea Perch a nivell espanyol.

Lligams amb el Sea Grant College del MIT

L’escola manté lligams amb el MIT Sea Grant College Program des de fa molt de temps. Des de l’any 2002 estudiants destacats de l’ETSTETB han desenvolupat el seu projecte Fi de Carrera en els seus laboratoris. Els estudiants han treballat en una àmplia gamma de projectes relacionats amb les comunicacions sota l'aigua. A continuació en citem uns quants:

Alguns d’aquests estudiants han estat becats per la Fundación Vodafone. 

Des de l’any 2008 ambdues parts comencen a explorar la possibilitat de portar el Programa Sea Perch a l’ETSETB-UPC i a Espanya. Durant el curs 2009-2010 es porta a terme una experiència pilot i al curs 2010-2011 es signa el conveni per dur a terme el projecte de forma estable en el marc de l’assignatura ENTIC.

El Sea Perch en el marc de l'assignatura ENTIC

ENTIC, acrònim d’Introducció a l’ENGinyeria de les Tecnologies de la Informació i les Comunicacions, és una assignatura de 6 crèdits ECTS de primer curs i comú a tots els estudis en l’àmbit de l’enginyeria de telecomunicació que ofereix l’escola. De manera entrelligada, fa una aproximació a sistemes TIC prou coneguts, proporciona conceptes econòmics bàsics i aborda la gestió i el desenvolupament de projectes a través d'un projecte pràctic. 

El projecte pràctic escollit per als propers anys es basa precisament en el Sea Perch desenvolupat pel MIT Sea Grant College. 

El Sea Perch representa la plataforma de vehicle submarí sobre el que s’afegeixen les anomenades càrregues o payloads, és a dir elements afegits com sensors, càmeres, etc, amb un objectiu específic. Els objectius previstos inclouen per exemple, la mesura i registre de dades dels paràmetres de l'aigua (temperatura, profunditat, absorció de la llum, conductivitat, etc), diferents opcions per a les comunicacions (cable, radiofreqüència, acústica, òptica), de control (conducció eficaç del motor, control de navegació per ordinador) i les xarxes (protocols de comunicació,etc).