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\chapter{Habilidades CDIO}
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\label{ch:education}
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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%%% INTRODUCCION %%%%%%
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\section{Introducción}
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La iniciativa CDIO \footnote{http://www.cdio.org} ha sido desarrollada con ayuda de academicos, industriales, ingenieros y estudiantes\cite {WCI}. Es posible adaptar esta iniciativa a cualquier centro educativo en Ingeniería, y ha sido adoptada por un creciente número de instiruciones académicas a lo largo del mundo.
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La educación de la ingeniería y las demandas del mundo real están tomando caminos separados, la Iniciativa CDIO es un proyecto mundial que busca desarrollar una nueva visión de la educación en ingeniería. Hacer parte de este esfuerzo mundial nos ayuda a mantener nuestros planes académicos actualizados con los cambios que se realizan en países más industrializados. En este capítulo mostraremos como esta iniciativa se adapta perfectamemente a los cambios que se han inroducido en el área de la electrónica digital en la universidad Nacional de Colombia.
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La Iniciativa CDIO se basa en la suposición que los egresados de los centros de formación en ingeniería deben ser capaces de: Concebir, Diseñar, Implementar y Operar sistemas complejos en un entorno basado en equipos para crear sistemas y productos. En Colombia, la mayoría de los centros de formación solo tienen en cuenta la Concepción y el Diseño, descuidando por completo la Implementación y la Operación de sistemas, esto, impide que se tenga una estrecha relación con la industria, la cual, requiere productos que pueda comercializar o soluciones a sus necesidades.
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\subsection{Objetivos de la Iniciativa CDIO}
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La Iniciativa CDIO se enfoca en preparar a los estudiantes con los conocimientos habilidades y aptitudes para ser ingenieros líder. Y sus principales objetivos son: \cite {WCI}:
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\begin{itemize}
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\item Educar a los estudiantes para dominar un conocimiento más profundo de los fundamentos técnicos.
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\item Educar a los ingenieros para liderar la creación y operación de nuevos productos y sistemas.
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\item Educar futuros investigadores para entender la importancia estratégica y el valor de su trabajo.
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\end{itemize}
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El Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad Nacional de Colombia está realizando el trabajo de adaptar la Iniciativa CDIO a su programa académico, esta iniciativa coincidió con el desarrollo de esta investigación. Los objetivos de esta iniciativa se adaptan a los requerimientos que se exige a la plataforma tecnológica de un país para que pueda realizar una adecuada absorción del conocimiento transferido y posteriormente transformar ese conocimiento en nuevos productos adaptados a las necesidades del país.
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Las premisas que capturan la visión, objetivos y fundamentos pedagógicos de la Iniciativa CDIO son:
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\begin{itemize}
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\item Es posible cumplir las necesidades propias de la profesión mientras al mismo tiempo se realiza el proceso de Concebir, diseñar, implementar y operar sistemas en el contexto de los sistemas de Ingeniería.
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\item Los resultados de la formación deben ser fijados por los sectores interesados (Academia, Industria, Gobierno) y deben formar una secuencia de experiencias de aprendizaje, algunas de las cuales son experimentales, es decir, deben enfrentar a los estudiantes a situaciones que encontrarán en el ejercicio de su profesión.
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\item La adecuada construcción de esta cadena de actividades tendrán un doble impacto en la formación de los estudiantes, por un lado facilitará el aprendizaje de habilidades críticas e inter-personales y fortalecerá las habilidades de construcción de sistemas, productos y procesos, mientras se mejora el aprendizaje de los conceptos fundamentales.
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\end{itemize}
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\subsubsection{liderazgo}
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La situación actual por la que atraviesa la Industria electrónica nacional, requiere que los profesionales en el área tengan las capacidades de emprendimiento y liderazgo necesarias para la creación de nuevas empresas o para la creación de nuevos productos, la Figura \ref{cdio_emp_lid} muestra la relación entre emprendimiento, liderazgo y las habilidades CDIO.
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\begin{figure}[H]
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\begin{center} \includegraphics[scale=.6]{./images/CDIO_emp_lid.png} \end{center}
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\caption{} fuente:\cite{ECJM+09} \label{cdio_emp_lid}
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\end{figure}
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Las habilidades principales que deben poseer un lider según la \textit{Sloan School of Management at MIT} son \cite{AD}:
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\begin{itemize}
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\item \textit{Interpretar} Interpretar el contexto de los cambios mundiales incluyendo el uso de pequeños experimentos para obtener información.
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\item \textit{Relacionarse} Desrrollar relaciones confiables con diferentes tipos de personas, utilizando las preguntas para saber como comunicarse de forma efectiva.
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\item \textit{Visión} Crear una visión para uno mismo y transmitir esta visión a los demás.
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\item \textit{Realización de la Visión}
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\end{itemize}
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\subsubsection{Emprendimiento}
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El concepto clásico de emprendimiento involucra el re-direccionamiento y movilización de capital y recursos humanos para crear una nueva actividad económica. Actualmente, el emprendimiento esta asociado a la creación de une nueva empresa con una nueva línea de negocios. En algunas ocasiones las innovaciones tecnológicas no requieren cambios en el mercado. Cuando la ingeniería es el componente principal del producto, se debe enfatizar en el proceso de diseño y los ingenieros deben entender la relación entre la primicia y el tiempo de salida al mercado, márgenes de producto, la tasa de rendimiento mínima para justificar la inversión en la compañia y otras consideraciones de negocios que influyen en el diseño y las estrategias de implementación.
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\subsection{Estructura del Plan de Estudios CDIO}
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La figura \ref{cdio_blocks} muestra los bloques constructores del plan de estudios CDIO, en el primer nivel podemos observar que todo individuo interesado en obtener habilidades técnicas posee \textit{Habilidades Personales y Profesionales}, las cuales son fundamentales para la práctica. Con el fín de desarrollar sistemas de ingeniería complejos, los estudiantes deben dominar los fundamentos del \textit{Razonamiento y Conocimiento Técnico}. Para trabajar en un entorno moderno basado en equipos los estudiantes deben desarrollar \textit{Habilidades Interpersonales} de comunicación y trabajo en equipo. Finalmente con el fin de ser capaz de crear y operar productos y sistemas un estudiante debe entender el concepto de \textit{Concebir, Diseñar, Implementar y Operar Sistemas en el Contexto Social y Empresarial}\cite{EFC01}
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\begin{figure}[H]
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\begin{center} \includegraphics[scale=.8]{./images/CDIO.png} \end{center}
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\caption{Bloques Constructores de conocimiento, habilidades y actitudes necesarias para Concebir, Diseñar, Implementar y Operar sistemas en el contexto social y empresarial} fuente:\cite{EFC01} \label{cdio_blocks}
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\end{figure}
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\subsubsection{Nivel 1: Razonamiento y Conocimiento Técnico}
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Los componentes del primer nivel \textit{Razonamiento y Conocimiento Técnico} son comúnes a los planes de estudio de las ingenierías modernas y son:
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\begin{enumerate}
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\item Fundamentos Avanzados de Igeniería.
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\item Fundamentos del núcleo de Ingeniería.
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\item Conocimiento científico.
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\end{enumerate}
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La razón de colocar este bloque constructor en el primer nivel es solo para recordar que el objetivo primordial de cualquier programa de pregrado es el desarrollo de un profundo conocimiento de fundamentos técnicos. En este trabajo no se cambiará este componente ya que para hacerlo es necesario un consenso con las demás carreras de la facultad de Ingeniería, labor que puede tomar varios años.
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\subsubsection{Habilidades Personales, Profesionales e Interpersonales}
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Los niveles 2 y 3 se centran en las habilidades personales que debe poseer un individo para que pueda cumplir con el objetivo de la Iniciativa CDIO. El nivel 2 esta compuesto por:
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\begin{enumerate}
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\item Las habilidades profesionales que representan las tres formas de pensar más practicadas por los ingenieros: Resolución de problemas, Descubrimiento de conocimiento y Pensamiento sistémico.
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\item Actitudes que incluyen integridad y comportamiento profesional así como las necesarias para planear la profesión.
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\end{enumerate}
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Las habilidades que no hacen parte del contexto profesional ni del inter-personal son llamadas \textit{Habilidades y Actitudes Personales}, incluyen el carácter, iniciativa, perseverancia, formas de pensar más genéricas como pensamiento crítico, creativo y habilidades propias como curiosidad, aprendizaje continuo y manejo del tiempo.
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Las habilidades inter-personales, son un subconjunto de las habilidades personales y se dividen en dos grupos que se traslapan llamados: Equipo de Trabajo y Comunicaciones. El grupo de trabajo se refiere a las habilidades necesarias para formar, operar, fortalecer y liderar un equipo con habilidades específicas de un equipo de trabajo técnico. La comunicación se compone de habilidades para idear estrategias de comunicación y aquellas para utilizar los medios orales, escritos, electrónicos y gráficos y en el caso Colombiano el uso del idioma Inglés. La Figura \ref{cdio_2_3} muestra la relación entre las habilidades de nivel 2 (Personales y Profesionales) y nivel 3 (Interpersonales).
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\begin{figure}
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\begin{center} \includegraphics[scale=.8]{./images/CDIO_2_3.png} \end{center}
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\caption{Relación entre las Habilidades Personales, Profesionales e Interpersonales} fuente:\cite{EFC01} \label{cdio_2_3}
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\end{figure}
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\subsubsection{Habiidades CDIO}
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Habilidades necesarias parea Concebir, Diseñar, Implementar y Operar Systemas en el Contexto Social y empresarial. Estos cuatro componentes son necesarios para que los egresados de las carreras de Ingniería Eléctrica y Electrónica sean capaces de absorver los conocimientos que las nuevas tecnologías proporcionan, adaptarlos a la situación tecnológica y al contexto social del país para generar productos que resuelvan necesidades locales. Para satisfacer una necesidad de la sociedad es necesario conocer la dinámica empresarial, los principios que la rigen y como se debe actuar en una empresa de cualquier tipo y tamaño.
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\subsection{Implementación del Plan de Estudios CDIO}
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La Figura \ref{impl_CDIO} muestra los componentes que deben ser especificados para implementar el plan de estudios CDIO al currículo de las asignaturas del área de electrónica digital. En primer lugar se encuentran los resultados esperados del proceso de aprendizaje, esto es, Qué deben saber y que deben ser capaces de hacer los estudiantes al final del curso? Para contestar a esta pregunta es necesario definir las \textbf{habilidades} que serán reforzadas o desarrolladas y los \textit{objetivos} de cada asignatura.
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\begin{figure}[H]
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\begin{center} \includegraphics[scale=.6]{./images/CDIO_metodologia.png} \end{center}
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\caption{Objetivos, Actividades, y Evaluación: } \label{impl_CDIO}
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\end{figure}
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Para alcanzar los objetivos definidos en el primer paso, es necesario generar una serie de \textbf{actividades} que le permitan al estudiante: retener nuevos conocimientos y habilidades y desarrollar las competencias deseadas, el número de actividades debe ser tal que cubran todas las habilidades que se quieran desarrollar o reforzar.
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Finalmente, se deben desarrollar métodos de evaluación que permitan conocer el nivel de competencia de los estudiantes, y de esta forma ajustar las actividades para obtener los resultados esperados.
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%%% IDENTIFICACION DE HABILIDADES CDIO %%%%%%
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\section{Definición e Identificación de las Habilidades CDIO}
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El primer paso en la implementación del plan de estudios CDIO es definir e identificar las habilidades requeridas en una determinada área del plan de estudios, este estudio se centrará en las asignaturas del área de electrónica digital. En la Universidad Nacional de Colombia el área de Electrónica Digital esta compuesta por tres asignaturas para la carrera de Ingeniería Electrónica: Electrónica Digital 1, Electrónica Digital 2 y Sistemas Embebidos. Para la carrera de Ingeniería Eléctrica está compuesta por Electrónica Digital 1 (la misma en las dos carreras) únicamente.
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\subsection{Introducir, Enseñar y Usar}
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Para transladar esta lista de habilidades a objetivos de aprendizaje es necesario determinar el grado de competencia que se espera que el profesional adquiera en cada una de las asignaturas. Por supuesto, algunas de estas habilidades no pueden obtenerse en una asignatura, es necesario que todo el plan académico contribuya a generar una determinada habilidad, lo que requiere un consenso del personal académico. En el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad Nacional de Colombia se está realizando esta tarea y los resultados presentados en este estudio hacen parte de esta iniciativa.
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Los niveles de competencia seleccionados para indicar el nivel en que debe ser apropiada una determinada habilidad son:
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\begin{enumerate}
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\item Introducir: Introduce pero no evalúa.
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\item Enseñar: Enseña y evalúa.
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\item Utilizar: Utiliza, puede ser evaluado o no.
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\end{enumerate}
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\subsection{Habilidades CDIO}
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A continuación se listan las habilidades CDIO que deben desarrollarse o reforzarse en el área de Electrónica Digital, algunas de las habilidades como la comunicación oral y escrita en Inglés es común a la mayoría de las asignaturas, mientras que otras como la Integración Software - Hardware es exclusiva,
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%Redefine the first level
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\renewcommand{\theenumi}{\arabic{enumi}}
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\renewcommand{\labelenumi}{\theenumi}
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%Redefine the second level
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\renewcommand{\theenumii}{\arabic{enumii}}
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\renewcommand{\labelenumii}{\theenumii}
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\begin{enumerate}
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\setcounter{enumi}{1}
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% CDIO NIVEL 2
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|
\item \textbf{Aptitudes personales y profesionales}
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\begin{enumerate}
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|
\item Razonamiento ana;ítico y Resolución de problemas
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\begin{enumerate}
|
|
\item Identificación y Formulación del problema
|
|
\item Modelamiento
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|
\item Solución y recomendación
|
|
\end{enumerate}
|
|
\item Experimentación Investigación y Descubrimiento de Conocimiento
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|
\begin{enumerate}
|
|
\item Formulación de hipótesis
|
|
\item Investigación experimental
|
|
\end{enumerate}
|
|
\item Pensamiento Sistemático
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\begin{enumerate}
|
|
\item Pensamiento Global
|
|
\item Surgimiento e interacciones
|
|
\end{enumerate}
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|
\item Pensamiento Crítico y Creativo y Habilidades y actitudes personales
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\begin{enumerate}
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|
\item Pensamiento creativo
|
|
\item Pensamiento crítico
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|
\item Toma de conciencia de conocimientos propios y metaconocimiento.
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|
\item Aprendizaje permanente y Educar a otros.
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|
\end{enumerate}
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|
\item Ética, Responsabilidad Profesional, Equidad y Otros Valores Personales.
|
|
\begin{enumerate}
|
|
\item Ética, integridad y responsabilidad social
|
|
\item Comportamiento profesional y responsabilidad
|
|
\item Confianza y lealtad
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|
\end{enumerate}
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|
\end{enumerate}
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|
% CDIO NIVEL 3
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|
\item \textbf{Habilidades interpersonales, trabajo en equipo y comunicación}
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\begin{enumerate}
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|
\item Equipo de Trabajo
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\begin{enumerate}
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|
\item Formar grupos efectivos
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|
\item Equipo de liderazgo
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|
\item Equipo Técnico y multi-disciplinario.
|
|
\end{enumerate}
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|
\item Comunicaciones estructuradas
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\begin{enumerate}
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|
\item Estrategia de comunicación
|
|
\item Estructura de la comunicación
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|
\item Comunicación Escrita
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|
\item Comunicación Electrónica
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|
\item Presentación Oral
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|
\end{enumerate}
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|
\item Comunicación en Idioma Extranjero
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|
\begin{enumerate}
|
|
\item Inglés
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|
\end{enumerate}
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|
\item Comunicaciones Informales: Relacionarse con los demás
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|
\begin{enumerate}
|
|
\item Preguntar, Escuchar y Dialogar
|
|
\item Negociación, compromiso y resolución de conflictos.
|
|
\item Establecimiento de conexiones
|
|
\end{enumerate}
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|
\end{enumerate}
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% CDIO NIVEL 4
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\item \textbf{Concebir, Diseñar, Implementar y Operar Sistemas en el Contexto Social y Empresarial}
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\begin{enumerate}
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|
\item Contexto Externo, Social, Económico y Ambiental
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\begin{enumerate}
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|
\item Rol y responsabilidad de los Ingenieros
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|
\item Impacto sobre la sociedad y el medio ambiente
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|
\item Cuestiones y valores actuales
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|
\item Sostenibilidad y necesidad de un desarrollo sostenible.
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|
\end{enumerate}
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|
\item Empresa y contexto empresarial
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\begin{enumerate}
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|
\item Interesados en la empresa, metas y objetivos
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|
\item Espíritu Empresarial Técnico
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|
\item Trabajo en organizaciones
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|
\item Finanzas y Economís de los Proyectos de Ingeniería
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|
\end{enumerate}
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\item Concepción y Administración de Sistemas en Ingeniería.
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\begin{enumerate}
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|
\item Entender las necesidades y establecer las metas
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|
\item Definir la función, concepto y arquitectura
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|
\end{enumerate}
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|
\item Diseño
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\begin{enumerate}
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|
\item Proceso de Diseño
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|
\item Fases del proceso de Diseño y enfoques
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|
\item Utilización de conocimiento científico en el diseño
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\item Diseño específico
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\item Diseño multi-disciplinario
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|
\end{enumerate}
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|
\item Implementación
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\begin{enumerate}
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|
\item Proceso de fabricación Hardware
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|
\item Proceso de Implementación de Software
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\item Integración Software - Hardware
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|
\item Pruebas, verificación, validación y certificación
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\end{enumerate}
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|
\item Liderar Esfuerzos en ingeniería
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\begin{enumerate}
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\item Pensar creativamente e Imaginar posibilidades
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\item Definir la solución
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\item Crear nuevas formas de solución
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\item Construir y liderar una organización y una organización extendida.
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\item Planear y administrar un prpyecto hasta su finalización.
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\item Innovar - la concepción, diseño e introducción de nuevos bienes y servicios.
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\item Innovar - el desarrollo de nuevos dispositivos, materiales o procesos que permitan nuevos bienes y servicios.
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\end{enumerate}
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\item Emprendimiento en ingeniería
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\begin{enumerate}
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\item Creación, Formulación y organización de una empresa.
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\item Desarrollo del plan de negocios.
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\item Finanzas y capitalización.
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\item Mercadeo de productos innovadores
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\item Cencepción de productos y servicios alrededor de nuevas tecnologías.
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\item Sistema de innovación, redes, infraestructura y servicios.
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\item Construyendo el equipo e iniciando el proceso de ingeniería.
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\item Manejo de la propiedad intelectual.
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\end{enumerate}
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|
\end{enumerate}
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\end{enumerate}
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\subsection{Competencias de las Habilidades CDIO 2 y 3}
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La tabla \ref{compet_2_3} muestra las competencias IEU para las \textit{Aptitudes Personales y Profesionales} de las tres asignaturas del área de Electrónica Digital.
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\begin{center}
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\begin{table}[H]
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\begin{tabular}{|l|c|c|c|} \hline
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\multicolumn{4}{|c|}{\textbf{Competencias de las Habilidades CDIO Nivel 2 y 3}} \\ \hline
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|
\multirow{2}{*}{\textbf{APTITUDES PERSONALES Y PROFESIONALES}} & \multicolumn{3}{c|} {Nivel 1} \\
|
|
& E. Digital1 & E. Digital1 & Sist. Emb. \\ \hline
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|
\textbf{\textit{Planteamiento y Resolución de problemas de Ingeniería}} & \multicolumn{3}{c|} {EU} \\ \hline
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|
1 Identificación y Formulación del problema & \multicolumn{3}{c|} {EU} \\ \hline
|
|
2 Modelamiento & \multicolumn{3}{c|} {EU} \\ \hline
|
|
3 Solución y recomendación & \multicolumn{3}{c|} {EU} \\ \hline
|
|
\textbf{\textit{Experimentación y Descubrimiento de Conocimiento}} & \multicolumn{3}{c|} {U} \\ \hline
|
|
4 Formulación de hipótesis & \multicolumn{3}{c|} {U} \\ \hline
|
|
5 Investigación experimental & \multicolumn{3}{c|} {U} \\ \hline
|
|
\textbf{\textit{Pensamiento Sistemático}} & \multicolumn{3}{c|} {EU} \\ \hline
|
|
6 Pensamiento Global & \multicolumn{3}{c|} {U} \\ \hline
|
|
7 Surgimiento e interacciones & \multicolumn{3}{c|} {U} \\ \hline
|
|
\textbf{\textit{Habilidades y actitudes personales}} & \multicolumn{3}{c|} {U} \\ \hline
|
|
8 Pensamiento creativo & \multicolumn{3}{c|} {IEU} \\ \hline
|
|
9 Pensamiento crítico & \multicolumn{3}{c|} {IEU} \\ \hline
|
|
10 Toma de conciencia de conocimientos propios & \multicolumn{3}{c|} {IEU} \\ \hline
|
|
11 Curiosidad y aprendizaje permanente
|
|
\textbf{\textit{Habilidades y actitudes profesionales}} & \multicolumn{3}{c|} {U} \\ \hline% \begin{enumerate}
|
|
12 Ética profesional, integridad, responsabilidad & \multicolumn{3}{c|} {U} \\ \hline
|
|
13 Comportamiento profesional & \multicolumn{3}{c|} {U} \\ \hline
|
|
39 Confianza y Lealtad & \multicolumn{3}{c|} {IEU} \\ \hline
|
|
\multirow{2}{*}{\textbf{HABILIDADES INTERPERSONALES}} & \multicolumn{3}{c|} {Nivel 1} \\
|
|
& E. Digital1 & E. Digital1 & Sist. Emb. \\ \hline
|
|
\textbf{\textit{Equipo de Trabajo}} & \multicolumn{3}{c|} {EU} \\ \hline
|
|
14 Formar grupos efectivos & EU & U & U \\ \hline
|
|
15 Equipo de Liderazgo & EU & U & U \\ \hline
|
|
40 Equipo Técnico y Multi-disciplinario & EU & U & U \\ \hline
|
|
\textbf{\textit{Comunicaciones estructuradas}} & \multicolumn{3}{c|} {EU} \\ \hline
|
|
16 Estrategia de comunicación & EU & U & U \\ \hline
|
|
17 Estructura de la comunicación & EU & U & U \\ \hline
|
|
18 Comunicación Escrita & EU & U & U \\ \hline
|
|
19 Comunicación Electrónica & EU & U & U \\ \hline
|
|
20 Presentación Oral & EU & U & U \\ \hline
|
|
\textbf{\textit{Comunicación en Idioma Extranjero}} & \multicolumn{3}{c|} {U} \\ \hline
|
|
21 Inglés & \multicolumn{3}{c|} {U} \\ \hline
|
|
\textbf{\textit{Comunicaciones Informales: Relacionarse con los demás}} & \multicolumn{3}{c|} {U} \\ \hline
|
|
41 Preguntar, Escuchar y Dialogar & EU & U & U \\ \hline
|
|
42 Negociación, compromiso y resolución de conflictos & EU & U & U \\ \hline
|
|
43 Establecimiento de conexiones & IEU& U & U \\ \hline
|
|
\end{tabular}
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|
\caption{Competencias para los niveles 2 y 3 CDIO} \label{compet_2_3}
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|
\end{table}
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|
\end{center}
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\subsection{Competencias de las Habilidades C.D.I.O. Sistemas en el contexto Empresarial, Social y Ambiental - Innovación}
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|
La tabla \ref{compet_4} muestra las competencias IEU para las \textit{C.D.I.O. Sistemas en el contexto Empresarial, Social y Ambiental - Innovación} de las tres asignaturas del área de Electrónica Digital.
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|
|
\begin{center}
|
|
\begin{table}[H]
|
|
\begin{tabular}{|l|c|c|c|} \hline
|
|
\multirow{2}{*}{\textbf{HABILIDADES CDIO}} & \multicolumn{3}{c|} {Nivel 1} \\
|
|
& E. Digital1 & E. Digital1 & Sist. Emb. \\ \hline
|
|
\textbf{\textit{Contexto Externo, Social, Económico y Ambiental}} & \multicolumn{3}{c|} {IEU} \\ \hline
|
|
22 Rol y responsabilidad de los Ingenieros & \multicolumn{3}{c|} {IEU} \\ \hline
|
|
23 Impacto sobre la sociedad y el medio ambiente & \multicolumn{3}{c|} {IEU} \\ \hline
|
|
24 Cuestiones y valores actuales & \multicolumn{3}{c|} {IEU} \\ \hline
|
|
44 Sostenibilidad y necesidad de un desarrollo sostenible& IE & IE & IE \\ \hline
|
|
\textbf{\textit{Empresa y contexto empresarial}} & \multicolumn{3}{c|} {EU} \\ \hline
|
|
25 Interesados en la empresa, metas y objetivos & \multicolumn{3}{c|} {I} \\ \hline
|
|
26 Espíritu Empresarial Técnico & \multicolumn{3}{c|} {I} \\ \hline
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|
27 Trabajo exitoso en organizaciones & \multicolumn{3}{c|} {I} \\ \hline
|
|
45 Finanzas y Economía de los Proyectos de Ingeniería & IE & IE & IE \\ \hline
|
|
\textbf{\textit{Concepción y Administración de Sistemas en Ingeniería.}} & \multicolumn{3}{c|} {IEU} \\ \hline
|
|
28 Entender las necesidades y establecer las metas & IEU & EU & U \\ \hline
|
|
29 Definir la función, concepto y arquitectura & IEU & EU & U \\ \hline
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|
\textbf{\textit{Diseño}} & \multicolumn{3}{c|} {IEU} \\ \hline
|
|
30 Proceso de Diseño & IEU & EU & U \\ \hline
|
|
31 Fases del proceso de Diseño y enfoques & IEU & EU & U \\ \hline
|
|
32 Utilización de conocimiento científico en el diseño & IEU & EU & U \\ \hline
|
|
33 Diseño específico & IEU & EU & U \\ \hline
|
|
34 Diseño multi-disciplinario & I & E & U \\ \hline
|
|
\textbf{\textit{Implementación}} & \multicolumn{3}{c|} {EU} \\ \hline
|
|
35 Proceso de fabricación Hardware & IE & EU & U \\ \hline
|
|
36 Proceso de Implementación de Software & I & EU & U \\ \hline
|
|
37 Integración Software - Hardware & I & EU & U \\ \hline
|
|
38 Pruebas, verificación, validación y certificación & IE & EU & U \\ \hline
|
|
\end{tabular}
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\caption{Competencias para CDIO} \label{compet_4}
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\end{table}
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\end{center}
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\section{Integración de las Habilidades CDIO al Plan de Estudios}
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\subsection{Objetivo General}
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Generar en el estudiante las habilidades necesarias para Concebir, Diseñar, Implementar y Operar Sistemas Digitales complejos que satisfagan necesidades de la sociedad y proporcionar un canal para la transferencia de Tecnología y conocimiento a la Industria Colombiana. La Figura \ref{design_method} muestra la metodología de diseño para las diferentes asignaturas del área.
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\begin{figure}[H]
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\begin{center} \includegraphics[scale=.8]{./images/habilidades_digitales.png} \end{center}
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\caption{Metodología de Diseño para el área de Sistemas Digitales} \label{design_method}
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\end{figure}
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\subsubsection{Electrónica Digital 1}
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Concebir y definir las especificaciones y requerimientos de un Sistema Digital, modelar su funcionamiento, y realizar la implementación siguiendo la metodología de diseño de Sistemas Embebidos utilizando únicamente tareas Hardware.
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\subsubsection{Electrónica Digital 2}
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Concebir, definir las especificaciones, modelar, diseñar un Sistema Digital siguiendo la metodología de diseño de Sistemas Embebidos y realizar su implementación óptima utilizando tareas Hardware (que se ejecutan en un PLD) y tareas Software (que se ejecutan en un procesador).
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\subsubsection{Sistemas Embebidos}
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Concebir, diseñar, e Implementar un sistema digital complejo utilizando la metodología de diseño de sistemas Embebidos y un Sistema Operativo para su Implementación.
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\subsection{Objetivos Específicos}
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\subsection {Ojbetivos comúnes}
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\begin{itemize}
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\item Identificar las especificaciones funcionales del sistema, su arquitectura de alto nivel y definir su descomposición en elementos
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\item Explicar las actividades en las etapas del proceso de diseño,
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\item Desarrollar el pensamiento sistémico.
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\item Modelar funcionalmente Sistemas Digitales.
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\item Diseñar pruebas para comprobar el correcto funcionamiento de los sistemas implementados.
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\item Leer y entender material técnico escrito en inglés.
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\item Implementar un Sistemas Embebido (Hardware o Hardware/Software) para cumplir una tarea determinada que cumpla con una necesidad real (Obtener e interpretar las necesidades del consumidor) utilizando técnicas, herramientas y procesos adecuados.
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\item Estudiar y aplicar el concepto de la re-utilización de código.
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\item Desarrollar trabajo en equipo incluyendo presentaciones, describiendo los diversos roles y responsabilidades.
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\item Documentar los diseños realizados para crear una base de datos que contribuya a la difusión del conocimiento adquirido.
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\end{itemize}
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\subsubsection{Electrónica Digital 1}
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\begin{itemize}
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|
\item Estudiar las fases de la metodología de diseño para Sistemas Embebidos.
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\item Estudiar los dominios de diseño Estructural, Funcional y Físico.
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\item Estudiar los Lenguajes de Descripción de Hardware.
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\item Estudiar los componentes básicos de la lógica combinatoria y secuencial.
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\end{itemize}
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\subsubsection{Electrónica Digital 2}
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\begin{itemize}
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\item Estudiar los requisitos para un particionamiento Hardware / Software óptimo.
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\item Estudiar la arquitectura de un procesador, micro-arquitectura, set de instrucciones, interrupciones, direccionamiento.
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|
\item Estudiar el proceso de implementación de tareas software.
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|
\item Estudiar la integración Software-Hardware.
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|
\item Diseñar pruebas para comprobar el correcto funcionamiento de los sistemas implementados.
|
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\end{itemize}
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\subsubsection{Sistemas Embebidos}
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\begin{itemize}
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|
\item Realizar aplicaciones que requieran diseño multi-disciplinario.
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\item Estudiar y realizar el proceso de Fabricación Hardware.
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\item Estudiar el principio básico de los sistemas operativos.
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\item Describir la integración de software en hardware electrónico
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\item Entender diagramas de circuitos electrónicos de sistemas digitales, identifcar sus componentes y su función.
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|
\item Estudiar diseños software y hardware existentes para entender su funcionamiento, arquitectura y adquirir experiencia en el diseño.
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\item Hacer parte de listas de discusión de temas técnicos que usen el inglés como lenguaje.
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\end{itemize}
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\subsection{Contenido}
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\subsubsection{Electrónica Digital 1}
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\begin{itemize}
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\item \textbf{Flujo de Diseño de Sistemas Embebidos}
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\begin{itemize}
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\item Sistemas Digitales: Panorama Y Perspectiva
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\item Metodología de Diseño
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|
\item Representaciones de Diseño y Niveles de Abstracción
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\end{itemize}
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\item \textbf{Sistemas Numéricos y Operaciones Aritméticas}
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\begin{itemize}
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\item Representación de Datos
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\item Sistemas numéricos: Binario, Octal Hexadecimal
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|
\item Representación de números negativos
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|
\item Algoritmos para la implementación de operaciones aritméticas
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\begin{itemize}
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|
\item Camino de Datos
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|
\item Control
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|
\end{itemize}
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\end{itemize}
|
|
\item \textbf{Lógica Combinatoria}
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\begin{itemize}
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|
\item Definición.
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|
\item Ecuaciones Booleanas, Formas canónicas.
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|
\item Módulos Básicos: Multiplexores, codificadores, sumadores, restadores comparadores.
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|
\end{itemize}
|
|
\item \textbf{Lógica Secuencial}
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\begin{itemize}
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|
\item Definición
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|
\item Elementos de memoria:
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\begin{itemize}
|
|
\item Latch
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|
\item Flip-Flop
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\end{itemize}
|
|
\item Bloques básicos
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\begin{itemize}
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\item Registros
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\item Acumuladores
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|
\item Contadores
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\end{itemize}
|
|
\item Máquina de Estados Finitos (FSM)
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\begin{itemize}
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|
\item Arquitectura
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|
\item Tipos: Mealy, Moore
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|
\item Diagramas de Estado
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|
\item Síntesis de Máquinas de Estado
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\end{itemize}
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|
\item Máquinas de Estado Algorítmicas (ASM)
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\begin{itemize}
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\item Tareas Hardware
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|
\item Componentes: Camino de Datos y Máquina de Control
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|
\item Implementación de operaciones aritméticas utilizando ASM
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|
\item Identificación, funcionamiento e interfaz de bloques constructores.
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|
\item Interacción entre el Camino de Datos y la Máquina de Control
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|
\item Lenguajes de Descripción de Hardware
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|
\end{itemize}
|
|
\end{itemize}
|
|
\item \textbf{Tecnologías de Implementación}
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\begin{itemize}
|
|
\item Familia Lógica CMOS
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Principio de funcionamiento, consumo de potencia
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|
\item Niveles Lógicos y márgenes de ruido
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|
\item Retardos, Manejo de Corriente
|
|
\item Compuertas tri-estado y Open-Drain
|
|
\end{itemize}
|
|
\item Dispositivos Lógicos Programables
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\begin{itemize}
|
|
\item Arreglos Lógicos Programables (PALs)
|
|
\item Dispositivos Lógicos Programables (PLDs, CPLDs)
|
|
\item Arreglo de Compuertas Programable en Campo (FPGA)
|
|
\item Flujo de Diseño - Programación en Sistema
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|
\end{itemize}
|
|
\end{itemize}
|
|
\item \textbf{Introducción a los procesadores}
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\begin{itemize}
|
|
\item Máquina de Estados Algorítmica Programable
|
|
\end{itemize}
|
|
\end{itemize}
|
|
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|
\subsubsection{Electrónica Digital 2}
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|
\begin{itemize}
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|
\item \textbf{Codiseño Hardware-Software}
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|
\begin{itemize}
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|
\item Flujo de Diseño y Particionamiento HW/SW.
|
|
\item Comunicación SW -> HW (Direccionamiento)
|
|
\item Comunicación HW -> SW (Interrupciones)
|
|
\item Componentes de un Sistema etherogéneo.
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\begin{itemize}
|
|
\item Procesador
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|
\item Buses
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|
\item Periféricos
|
|
\item Memorias
|
|
\end{itemize}
|
|
\end{itemize}
|
|
\item \textbf{Arquitectura de Procesadores}
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Micro-Arquitectura
|
|
\item Set de Instrucciones
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|
\item Modos de direccionamiento
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|
\item Interrupciones
|
|
\item Pipeline
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|
\end{itemize}
|
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|
\item \textbf{Implementacion de Tareas Hardware}
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\begin{itemize}
|
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\item Arquitectura de computadores
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\begin{itemize}
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|
\item CPU
|
|
\item Memorias
|
|
\item Periféricos
|
|
\item Mapa de Memoria
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\item Controlador de Interrupciones Programable
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\end{itemize}
|
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\item Definición de la Interfaz HS <-> SW
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|
\item Implementación de Tareas Hardware en Periféricos.
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\end{itemize}
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\item \textbf{Flujo de Diseño Software}
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\begin{itemize}
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|
\item Cadena de Herramientas:
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\begin{itemize}
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\item Compilador
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|
\item Librerías standard
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|
\item Depurador
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\item Utilidades binarias
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|
\item Código de Inicio C RunTime crt0
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\item Herramienta \textit{make}
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\end{itemize}
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|
\item Integración del Software sobre hardware Electrónico.
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\begin{itemize}
|
|
\item Ejecución en Memoria Interna
|
|
\item Ejecución en Memoria Externa: Bootloaders
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\end{itemize}
|
|
\item Implementación de tareas software y comunicación con tareas Hardware.
|
|
\end{itemize}
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|
\item \textbf{Sistemas Sobre Silicio}
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\begin{itemize}
|
|
\item Arquitectura
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|
\end{itemize}
|
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\end{itemize}
|
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\subsubsection{Sistemas Embebidos}
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\begin{itemize}
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|
\item \textbf{Sistemas Embebidos}
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\begin{itemize}
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|
\item Definición,aplicaciones
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|
\item Metodología de Diseño
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|
\item Arquitectura
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\begin{itemize}
|
|
\item Sistema Sobre Silicio
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|
\item Circuitos de Referencia
|
|
\end{itemize}
|
|
\end{itemize}
|
|
\item Iniclialización
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\begin{itemize}
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|
\item Métodos de arranque
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|
\item Bootloaders
|
|
\end{itemize}
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\item \textbf{Sistema Operativo Linux}
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\begin{itemize}
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|
\item Arquitectura
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|
\item Sincronización entre procesos
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|
\item Estructura del Kernel y Organización del código fuente
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\item Drivers de Dispositivos y módulos del kernel
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\item Imágen del kernel
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\item Inicialización del Kernel
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\end{itemize}
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\item \textbf{Sistema de Archivos del root}
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\begin{itemize}
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\item Tipos de Sistema de Archivos
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\item Estructura del Sistema de Archivos del root
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|
\item Archivos de configuración y niveles de ejecución.
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|
\item Montaje del sistema de archvios del root
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\end{itemize}
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|
\item \textbf{Interfaz con dispositivos externos al SoC}
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\begin{itemize}
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\item Control utilizando señales de Entrada/Salida de propósito general (GPIOs)
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\item Utilizando puertos de comunicaciones UART, I2C, SPI, USB.
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|
\item Utilizando el controlador de memorias externas del SoC
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\end{itemize}
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\item \textbf{Interfaz con Periféricos Dedicados Implementados en PLDs}
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\begin{itemize}
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\item Configuración del PLD utilizando GPIOs del SoC
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\item Definición de la Interfaz HW y SW
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\item Comunicación con periféricos dedicados
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\end{itemize}
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\end{itemize}
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\subsection{Metodología}
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Todas las actividades que se realizarán en estos cursos están encamindas a generar habilidades necesarias para Concebir, Diseñar, e Implementar Sistemas Digitales Complejos, y están articuladas alrededor de una única metodología de diseño (la aceptada internacionalmente para el diseño de sistemas embebidos). Los tres cursos se diferencian en el medio donde se realiza la implementación de las tareas y el tipo de las mismas, en el primer curso todas las tareas son Hardware y se implementarán en un PLD, en el segundo las tareas son de tipo hardware y software y serán implementadas en un PLD. El tercer curso también implementa tareas hardware y software pero utiliza componentes utilizados en dispositivos comerciales, esto es, SoCs para implementar las tareas Software y PLDs para las tareas hardware. El conocimiento adquirido en cada asignatura será la base del siguiente curso.
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Los tres cursos tienen un carácter teórico-práctico, el componente teórico tratará los diferentes temas de forma general, con el fín de no crear dependencia con las herramientas utilizadas (lo que permitirá realizar actualizaciónes de forma fácil). En el componente práctico se tratarán temas específicos de manejo de las herramientas (Lenguajes de Descripción de Hardware, lenguajes de programación, manejo de plataformas de desarrollo) y como estas se relacionan con la metodología de diseño utilizada.
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El estudiante debe estudiar, profundizar y comprobar algunos temas tratados en clase y debe leer previamente la documentación que se encuentra disponible en el sitio web de los cursos. Adicionalmente, debe formar grupos de trabajo para realizar actividades a lo largo del semestre.
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Durante el semestre se trabajará para definir las especificaciones, diseñar e implementar un dispositivo que resuelva una determinada necesidad (con la complejidad adecuada para cada curso), en la sesión teórica se tratarán aspectos relacionados con la concepción, diseño, Identificación y definición de las funciones de los componentes del sistma, mientras que en los relacionados con la implementación de dichos componentes sobre PLDs o SoC. Se deben realizar presentaciones del avance, indicando las razones que se tuvieron en cuenta en cada decisión y somo se resolvieron los problemas encontrados, todo este proceso debe documentarse en el sitio web del curso.
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El laboratorio está relacionado con la práctica y proporciona el conocimiento y habilidades para manejar y entender las herramientas Hardware y Software utilizadas en la implementación. Las actividades programadas, deben ser entregadas con un informe donde se evidencie el uso de la metodología de diseño utilizada, adicionalmente el estudiante debe defender y explicar su diseño.
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Se utilizarán los siguientes métodos de calificación:
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\begin{itemize}
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\item Pruebas escritas donde se verificará la asimiliación de conocimiento.
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\item Sustentación oral de procesos de diseño e Implementación.
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\item Evaluación del avance del proceso de Concepción, Diseño e Implementación del Proyecto Final.
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\end{itemize}
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\subsection{Actividades}
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\subsubsection{Lectura de material del curso 10, 11}
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Con la lectura previa de los temas, el estudiante adquiere la capacidad de absorver conocimiento (11), identificar sus preferenicas, deficiencias y buscar ayuda para suplirlas (10), lo cual ayuda al mejoramiento de las habilidades para el auto-aprendizaje, uno de los problemas detectados en los estudiantes es la necesidad de una autoridad que le proporcione la información que necesita para resolver un problema o tomar una decisión.
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\subsubsection{Lectura de material Técnico en Inglés 10, 11, 6, 30, 33, 21}
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La mayor parte de la documentación de los componentes electrónicos esta escrita en inglés técnico, es necesario que el estudiante aprenda a entender este tipo de escritura y se familiarice con su estructura. Esto le permite identificar el funcionamiento de un componente del sistema (6,30), determinar que componente se adapta mejor a sus necesidades (33) y mejorar sus habilidades para comunicarse en inglés 21.
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\subsubsection{Utilización de Metodologías de Diseño 1, 2, 3, 6, 7, 9, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38}
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La metodología de diseño(30,31,) de sistemas embebidos requiere identificar un problema(1, 28), plantear una solución(3,29,32) lógica (9) de alto nivel (9), modelarla (2) a nivel de sistema(6), verificar el cumplimiento de los requerimientos(33,38). Proporciona métodos para determinar su arquitectura óptima (particionamiento HW/SW) y definir la función e interacción(37,7) de sus componentes software (36) y hardware (35).
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\subsubsection{Implementación de Sistemas Digitales Sencillos 3, 14, 29, 30, 35, 36, 17, 18, 19}
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La realización de prácticas de laboratorio en las que grupos de trabajo (14) implementan diseños de baja o media complejidad le permite al estudiante: Formular recomendaciones (3) para que no se repitan errores en experiencias futuras. Utilizar sistemas de desarrollo (30) para la implementación de tareas HW y SW a bajo nivel (36). Con el fin de mejorar la capacidad de comunicación escrita (18, 19) se deben presentar informes que refuercen las habilidades generadas en la utilización de la metodología de diseño, por lo que se deben tener la siguiente estructura(17):
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\begin{itemize}
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\item Un diagrama de caja negra que indique las entradas y salidas del sistema.
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\item Una descripción de alto nivel del algoritmo que implementa la solución (29).
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\item Un diagrama de bloques que indique el particionamiento y la interconexión entre sus componentes (30).
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\item Descripciones de alto nivel de cada uno de los componentes (31).
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\item La implementación y simulación de cada componente y del sistema completo (35), donde se muestre que el sistema cumple con las especificaciones funcionales(38)
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\end{itemize}
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\subsubsection{Proyecto Final 1,2,3, 14, 15, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 22, 23, 24, 25, 27}
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|
Durante el semestre se trabajará para definir las especificaciones(1,2,3), diseñar(30,31,32,33,34) e implementar un dispositivo que resuelva una hipotética necesidad de la sociedad (22) (con la complejidad adecuada para cada curso), en la sesión teórica se tratarán aspectos relacionados con la concepción, diseño, Identificación y definición de las funciones de los componentes del sistema, mientras que en el componente práctico, los relacionados con la implementación de dichos componentes sobre PLDs o SoC.
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A los estudiantes se les hace una descripción funcional de alto nivel del sistema, ellos deben organizarse en grupos de trabajo (14,15), definir la función de cada uno de estos grupos (27,14,31), establecer estrategias de comunicación (16,31), realizar y/o cumplir un cronograma de actividades (25,31) que permitan resolver la necesidad en el tiempo especificado (22). Una de las estrategias de comunicación es la realización de presentaciones orales (20), en las que cada equipo de trabajo expondrá el estado de su sub-proyecto, indicando las razones que se tuvieron en cuenta en cada decisión y como se resolvieron los problemas encontrados (24). Adicionalmente todo este proceso debe documentarse en el sitio web del curso (wiki) con el objetivo de crear una base de proyectos que permitan a futuros estudiantes utilizar la experiencia obtenida (23) y en un determinado caso dar continuidad al proyecto.
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El estudiante debe diseñar y construir placas de circuito impreso con los circuitos necesarios para su aplicación (35) siguiendo las normas de diseño establecidas por el fabricante (resolución, número de capas, costo) y las restricciones del circuito (Capacidad de corriente, niveles de ruido, compatibilidad electromagnética, etc).
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Vale la pena aclarar que durante el primer curso los estudiantes no poseen la experiencia necesaria para realizar (sin asistencia) labores como la división de tareas, generación de un cronograma de actividades y fijar la estrategia de comunicación, razón por la cual el docente debe acompañar este proceso.
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\subsubsection{Participación en listas de discución 21}
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Con el objeto de aumentar las capacidades en la comunicación en idioma extranjero, se alentará a los estudiantes a que hagan parte de listas de discusión en diferentes temas técnicos, algunos problemas que encontrarán en la realización de las diferentes prácticas deben ser consultados en estas listas para encontrar una forma de solución
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\subsection{Plataforma de Desarrollo SAKC}
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La plataforma SAKC fué diseñada para ser utilizada como herramienta de implementación para los tres cursos de esta área. Está compuesta (ver Figura \ref{sakc_block}) por una FPGA y un Procesador, lo que permite la implementación de tareas Hardware y Software utilizando únicamente la FPGA o el procesador y la FPGA.
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\begin{figure}[h]
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\begin{center} \includegraphics[scale=.8]{./images/SAKC_block_diagram.png} \end{center}
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\caption{Diagrama de Bloques de la Plataforma de Desarrollo SAKC}\label{sakc_block}
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\end{figure}
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Durante el primer curso, el procesador de la plataforma se utilizará para configurar a la FPGA con las tareas hardware sitetizadas por los estudiantes. esta plataforma carece (intencionalmente) de elementos comunmente utilizados en las plataformas de desarrollo para PLDs como Pulsadores, Leds, Displays o conectores espaciales, lo que obliga a los estudiantes a investigar la forma de conexión de estos y a construir circuitos que permitan la conexión de la plataforma con estos elementos de interfaz con el usuario o con otros sistemas.
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\begin{figure}[h]
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\centering
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\mbox{
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\subfigure[Big]{\includegraphics[scale=.5]{./images/SAKC.png}}
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\subfigure[Small]{\includegraphics[scale=.5]{./images/SAKC_LCD.png}}
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}
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|
\caption{Plataforma de Desarrollo SAKC}
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|
\label{sakc}
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|
\end{figure}
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La capacidad de la FPGA de SAKC permite la implementación de procesadores soft-core (como plasma y microblaze), posibilitando la implementación de tareas Hadware y software en ella. El procesador será utilizado al finalizar el curso para comparar el desempeño (velocidad, consumo de potencia, costo) entre un procesador soft-core y un procesador comercial.
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El ultimo curso utilizará el procesador para la ejecución de tareas software y la FPGA para ejecutar las tareas Software, se hará uso de herramientas utilizadas actualmente en el diseño de Aplicaciones comerciales de multinacionales como Nokia (QT), Motorola (Linux).
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\subsubsection{Hardware y Software Copy-Left}
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El conocimiento debe ser considerado un bien común y se debe garantizar el acceso a todo el mundo. Por esta razón SAKC proporciona la documentación necesaria para:
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\begin{itemize}
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\item Estudiar. entender, y reproducir o modificar su Arquitectura.
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\item Conocer su proceso de fabricación.
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\item Entender su funcionamiento global y la interacción de sus componentes.
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\item Estudiar tutoriales que explican su programación.
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\item Descargar, estudiar y modificar el código fuente de todas las aplicaciones existentes actualmente.
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\item Realizar consultas con los creadores de las aplicaciones y de las plataforma de desarrollo.
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\item Contribuir a mejorar la calidad de la documentación y crear nueva información.
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\end{itemize}
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SAKC esta distribuido bajo la licencia Creative Commons \textit{(CC) BY - SA}, la que permite la distribución y modificación del diseño (incluso para aplicaciones comerciales), con el único requisito de que los productos derivadas deben tener la misma licencia.
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\section{Desarrollo de Métodos de Evaluación}
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% 6. Evaluation is the making of judgments about the value, for some purpose, of ideas, works, solutions,
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% methods, material, etc. It involves the use of criteria and standards for appraising the extent to which
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% particulars are accurate, effective, or satisfying. It may be quantitative or qualitative.
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% Verb examples that represent intellectual activity on this level include: assess, defend, evaluate.
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% Examples from the Syllabus:
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% Assess one?s skills, interests, strengths and weaknesses
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% Evaluate supporting evidence
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% A way in which to view the structure of the Bloom verbs is shown in Table B1, which gives the six
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% levels, and identifies three to five key verbs within each level. Some common synonyms for those key
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% verbs are also listed. Verbs in Italics of Table B1 are commonly used Bloom verbs, and those in regular
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% font were added to better fit with technically oriented topics of the Syllabus. The verbs in the column
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% to the far right of Table B1 are commonly used Bloom verbs that we recommend not be used with the
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% Syllabus. This is because the verbs either appear at two levels, and therefore are ambiguous, or
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% because they have a technical connotation apart from their common meaning, which causes them to be
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% misplaced in terms of level. Entries in bold will be used in the Bloom verb patterns discussed below.
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% B-3
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% B.2 The Affective Domain
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% The affective domain relates to the emotional component of learning. It emphasizes a feeling, tone, an
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% emotion, or a degree of acceptance or rejection. Affect encompasses a range from simple attention to
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% organization and characterization of complex, but internally consistent, qualities of character and
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% conscience. Krathwohl, Bloom and Masia (1964) developed five levels in the affective domain.
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% 1. Receiving (attending): Receiving speaks to an awareness that a learner is conscious of something,
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% that he/she take into account a situation, phenomenon or state of affairs. It also addresses the
|
|
% learner's willingness to receive information. In other words the climate must be set so that students
|
|
% attention is grabbed and directed in a particular manner.
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% Verb examples which represent intellectual activity on this level include: a s k , accept, hold.
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% Examples from the Syllabus:
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% Accepts the need for a commitment to service
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% Accepts the goals and roles of the engineering profession
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% 2. Responding: At the responding level, students are sufficiently motivated that they are not just
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% willing to attend, but are actively attending. It involves a continuum from acquiescence in responding,
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% to willingness to respond, to satisfaction in response. In other words, it is active participation by the
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% students in their own learning.
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% Verb examples that represent intellectual activity on this level include: answer, assist, discuss.
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% Examples from the Syllabus:
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% Discuss the motivation for continued self-education
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% Discuss the importance of both a depth and breadth of knowledge
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% 3. Valuing: Simply put, something has value or worth. At this level, behavior is sufficiently
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% consistent and stable as to be characterized as a belief or attitude. The student is perceived as holding
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% a value. This level ranges from acceptance of a value, to preference, to commitment to a value.
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% Verb examples that represent intellectual activity on this level include: demonstrate a belief in,
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% embrace, follow, join, share, value.
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% Examples from the Syllabus:
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% Embrace one?s responsibility for self improvement
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% Value a willingness to work independently
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% 4. Organization refers to the process learners go through after they internalize values and are faced
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% with situations for which more than one value is relevant. This necessitates the organization of values
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% into a system, determining the relationship among them, and establishing dominant and pervasive
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% values. The emphasis is on comparing, relating, and synthesizing values.
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% Verb examples that represent intellectual activity on this level include: alter, combine, complete,
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% integrate, order, organize, relate, synthesize .
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% B-4
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% Example from the Syllabus:
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% Integrate the potential benefits and risks of an action
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% 5. Characterization by a value or value complex: At this level the individual acts consistently in
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% accordance with the values he/she has internalized. A behavior is pervasive, consistent, predictable,
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% and characteristic of the student. Student beliefs, ideas, and attitudes are integrated into a total
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% philosophy or view of the world.
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% Verb examples that represent intellectual activity on this level include: discriminate, display,
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% influence, presuppose, qualify, resolve, solve, verify.
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% Example from the Syllabus:
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% Resolves conflicting issues in the balance between personal and professional life
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% B.3 The Psychomotor Domain
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% The psychomotor domain emphasizes physical skills. It involves muscular or motor skill, some
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% manipulation of materials and objects, or some act which requires a neuromuscular coordination. It
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% captures the complexity of grace, strength, and speed that is often involved in physical activity or
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% skill acquisition.
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% While there are a few examples in the CDIO Syllabus that touch on the psychomotor domain, these
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% topics all have an important cognitive component as well. Therefore the cognitive verbs are
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% consistently used for these topics, and the psychomotor categories are not used in the Syllabus.
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% For completeness, it is worth outlining the breakdown of this domain by Simpson (1972) into seven
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% levels.
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% 1. Perception is defined as the ability to use sensory cues to guide motor activity.
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% 2. Set refers to the readiness to take a particular course of action. This includes physical and
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% emotional set as well as mental.
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% 3. Guided Response: refers to imitation and trial and error in which the adequacy of the performance
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% is judged by the instructor or by a defined set of criteria.
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% 4. Mechanism: describe learned responses that have become habitual, movements can be performed
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% with some confidence and proficiency.
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% 5. Complex Overt Responses: is the skillful performance of motor acts that involve complex movement
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% patterns. Proficiency is indicated by a quick, accurate, and highly coordinated performance, requiring
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% a minimum of energy. In this category, responses are automatic.
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% 6. Adaptation: is the level at which skills are so well developed that the individual can modify
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% movement patterns to fit special requirements or to meet a problem situation.
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% 7. Origination is the creation of new movement patterns to fit a particular situation or specific
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% problem. Outcomes at this level emphasize creativity based upon highly developed skills.
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