1 La Fábrica del Aprendizaje

2 Destrezas de Ingeniería para el Siglo 21 Fuertes capacidades técnicas Destrezas de comunicación y persuasión Habilidad para trabajar efectivamente como miembro de un equipo de trabajo Entendimiento de las fuerzas no técnicas que influyen en gran manera en las decisiones de ingeniería Compromiso con el aprendizaje continuo Agradecimiento a: Prados, 1998

3 ABET 2000 Núcleo de los Criterios de ABET 2000 Currículos de ingeniería orientados hacia resultados destrezas y capacidades del graduado de ingeniería responder a las necesidades de los constituyentes Componente de evaluación de resultados continuo proceso de re-ingeniería

4 Cambios Mayores Criterio # 1: Evaluar, aconsejar y dar seguimiento al aprendizaje de los estudiantes en base a los objetivos Criterio # 2: Establecer objetivos educacionales del programa Criterio #3: Tener un proceso de evaluación continuo

5 Los programas deben demostrar que los estudiantes poseen lo siguiente: a.habilidad para aplicar conocimientos de matemáticas, ciencias e ingeniería b.habilidad para diseñar y conducir experimentos, y analizar información c.habilidad para diseñar un componente de sistemas o procesos d.habilidad para trabajar en equipos multidisciplinarios e.habilidad para identificar, resolver y formular problemas de ingeniería f.entendimiento de las responsabilidades profesionales y éticas g.habilidad para comunicarse efectivamente h.entender el impacto que tienen la soluciones de ingeniería en el contexto social y global i.mantenerse aprendiendo continuamente j.conocimientos de temas de la actualidad k.habilidad para utilizar las técnicas, destrezas y herramientas de ingeniería necesarias en la práctica de la ingeniería

6 ¿Qué hacer?

7 Antes de ABET Plan estratégico departamental metas, objetivos, métricas 2.Recursos Presupuesto 3. Estrategias de Implantación y Plan de trabajo

8 Nuevos Criterios de ABET 2000 Completan el ciclo de mejoramiento de la calidad en el proceso de la educación Constituyentes 1. Plan estratégico departamamental metas, objetivos, métricas 2. Recursos Presupuestados 3. Estrategias de implantación 4. Evaluación criterios, herramientas de evaluación, colección de datos, análisis e informe 5.Retroalimentación

9 ¿Cómo responder? Estudiantes destrezas y conocimientos Graduandos destrezas y conocimientos Constituyentes,, -- Una alternativa: la Fábrica del Aprendizaje 1. Plan estratégico departmamental metas, objetivos, métricas 5.Retroalimentación 4. Evaluación criteríos, herramientas de evaluación, recolección de datos, análisis y informe 3. Estrategias de implantación y “milestones” 2. Recursos Presupuestados La Fábrica del Aprendizaje

10 La Fábrica del Aprendizaje La Fábrica del Aprendizaje: Un “nuevo” paradigma en la educación de ingeniería desarrollado por: Manufacturing Engineering Education Partnership (MEEP) Proceso de desarrollo Proceso de desarrollo Descripción Descripción

11 Washington Puerto Rico Pennsylvania Sandia La Alianza

12 MEEP – El proyecto NSF 1994 Educación en ingeniería de manufactura a través del currículo Uno de un total de 50 proyectos (~350 propuestas) Cantidad otorgada = $2.75M por 3 años

13 Receta para una innovación exitosa 1. Una necesidad 2. Una buena idea 3. Un fuerte liderazgo central Un plan estratégico Responsabilidad y autoridad distribuída Un jefe o líder 4. Un equipo efectivo Un número manejable de socios Diversas destrezas Una visión compartida 5. Apoyado por el sector productivo 6. Atención al diseño del proceso pedagógico

14 El Proceso Plan Estratégico Plan Operacional Implantación Evaluación Retroalimentación Diseminación

15 El Proceso Situación actual Resultados deseados Misión/visión Metas/objetivos Estrategias Evaluación (métricas) Plan Estratégico Contestando las interrogantes: ¿Dónde nos encontramos? ¿Dónde deseamos estar? ¿Cómo podemos llegar? Contestando las interrogantes: ¿Dónde nos encontramos? ¿Dónde deseamos estar? ¿Cómo podemos llegar?

16 ¿Dónde estábamos en 1994? Énfasis en la búsqueda de fondos para investigación Los currículos de ingeniería eran altamente teóricos, analíticos y pasivos Las conferencias en el salón de clases eran el mécanismo predominante de enseñanza

17 La industria desea ingenieros que puedan: –aplicar los fundamentos –formular y resolver problemas –diseñar y desarrollar proyectos –trabajar en equipos –aprender por sí mismos –manejar la ambigüedad

18 Plan Operacional El Proceso UW Penn State UPRM Sandia Desarrollo de Cursos Diseminación Fábrica del aprendizaje Alianza con la industria X X X X Plan Operacional Distribución de tareas Desarrollo y mantenimiento de equipos Comunicación

19 Tareas del Proyecto Modernas facilidades La Fábrica del Aprendizaje Realización de Producto Currículo Alianza fuerte con Industria Diseminación Un día promedio en la Fábrica del Aprendizaje (PSU)

20 Desarrollo de Cursos Facilidades de la Fábrica del Aprendizaje Colaboración de la Industria Implantación El Proceso

21 La Fábrica del Aprendizaje Último año Disección de Producto Gráficas y Diseño Empresarial Ingeniería Concurrente Proyecto Interdsciplinario de Diseño Ingeníero Profesional Procesos avanzados de Manufactura Proceso de Manufactura La especialización secundaria en la Realización de un Producto desarrolla unos fundamentos firmes para una carrera profesional Currículos Prácticos Fábrica del Aprendizaje en UW

22 Misión de MEEP Manufactura Realidades de Negocio Diseño Integrar al currículo de ingeniería…

23 Tácticas 14,000 pies cuadrados de modernas facilidades de la Fábrica del Aprendizaje Fuerte sociedad con la industria (más de100 compañías) Nuevos cursos y opciones en cada universidad conducentes al grado en Realización de Productos Proyectos de diseño interdisciplinarios con la industria Ingenieros profesionales en el salón de clases Intercambio de tecnología entre universidades, Sandia y NSF Diseminación a otras universidades

24 PSU Product Realization Minor Core courses –Me 288 Product Dissection –IE 466 Concurrent Engineering –IE 424 Process Quality Engineering –EE 407 Technology- Based- Entrepreneurship Senior Capstone Design 6 créditos en manufactura UPRM Certificado en Manufactura Cursos nucleares INME 3810 Product Dissection ADMI 3100 Technology-Based- Entrepreneurship ININ 4810 Concurrent Engineering Senior Capstone Design UW Minor  Cursos ME 495 Capstone Design INDE/ME 498 Concurrent Engineering INDE/ME498A Technology Based Entrepreneurship ME 395 Product Dissection INDE 451 Statistical Quality Control

25 Evaluación Retroalimentación a los constituyentes Diseminación Plan Estratégico Plan Operacional Implantación El Proceso Evaluación Retroalimentación Diseminación

26 Cursos Nucleares de La Fábrica del Aprendizaje Disección de Producto Gestión Empresarial Basada en la Tecnología Ingeniería Concurrente Disección de Producto Gráficas y Diseño Empresas Ingeniría Concurrente Proyectos de diseño interdisciplinarios Ingeníero Profesional Procesos avanzados de manufactura Procesos de Manufactura

27 Filosofía de los Cursos de MEEP No a las clases tradicionales con énfasis en conferencias Experiencia Práctica: “Yo oigo, olvido Yo veo, recuerdo Yo hago, entiendo”

28 Desarrollo Curricular Desarrollo de equipos para cada curso –profesores de todas las instituciones –representantes de la industria –estudiantes Tabla de Capacidades y Destrezas Estrategias de enseñanza/aprendizaje –Actividades de la Fábrica del Aprendizaje –Expertos en el salón de clases –Visitantes de la industria Cursos Pilotos Evaluación y Retroalimentación Institucionalización Diseminación

29 Tabla de destrezas y capacidades

30 Plantilla del Curso

31 DISECCIÓN DE PRODUCTOS Disección de productos, ingeniería inversa y análisis competitivo como herramientas de diseño Desarrollo de Equipos Materiales y Selección Proceso de diseño del producto y ciclo de vida del producto Historia de la Tecnología Dibujo de taladro por estudiante

32 Objetivos del Curso Aprender sobre ingeniería y diseño de productos a través de: 1. Diseccionar los productos de consumo e industriales con el fin de determinar cómo funcionan, cómo fueron hechos y cómo pueden ser mejorados 2. Explicar la función de estos a través de la aplicación de los principios físicos apropiados 3. Comunicar la función efectivamente – oral, escrita, electrónica y gráficamente 4. Desarrollar las destrezas de razonamiento visual y las aptitudes mecánicas

33 Contenido del Curso ref. Engineering Design Graphics, J. H. Earle, pg. 18, used by permission of Addison Wesley, ©1990, all rights reserved Proceso de Diseño Investigación de los productos y las máquinas Historia Operación física Diseño Construcción Consideraciones Sociales Ética Asuntos tecnológicos: el éxito vs. el fracaso en el mercado

34 Disección: Los Productos Motor CI Taladro Bicicleta Teléfono Cámara Desechable

35 Gestión Empresarial Basada en la Tecnología Enfoque en el proceso de comenzar, financiar, y dirigir un negocio. También se enfoca en la gerencia de las empresas ya existentes. Incluye temas tales como: Análisis del Mercado, Especificación del Diseño de un Producto, Plan de Negocios y Gerencia Estratégica. Provee una amplia experiencia práctica en los procesos de creación y mercadeo de nuevos productos. Comienza con el proceso de generación de ideas y finaliza con el plan para la comercialización de nuevos productos.

36 Metodología de Diseño ¿Cúal es el problema real? Dividir problema en problemas más pequeños Dividir problema en problemas más pequeños Incubación Generación de ideas Selección de una idea creativa Implantación de la idea Evaluar desempeño y repetir si ha ocurrido alguna falla

37 Flujo de Actividades Estudiantes Individuales Equipo Fundamentos del Desarrollo de equipos Creación de equipos Ejercisios de Desarrollo de equipos Crear la misión del equipo Actividades de Equipo requeridas El problema Metodología de solución de problemas Consultas a la Facultad

38 Ingeniería Concurrente Aprender sobre la ingeniería concurrente y la manufactura y entrega de un producto, a través de: –La integración de las funciones de un negocio: desde la voz del consumidor hasta la revisión del producto, y, la viabilidad del negocio –El trabajo en equipos interdisciplinarios –El seguimiento a los proyectos de GEBT –Mejorar los prototipos

39 Contenido Estudio de casos, demostraciones de laboratorio, proyectos, lecturas relacionadas a la ingeniería concurrente Filosofía del curso –voz del consumidor –interfase entre manufactura y diseño –gerencia de proyecto –asuntos relacionados al ciclo de vida del producto –costo del producto

40 Experiencias en UPRM Temas de los proyectos: Juguetes para niños con impedimentos Productos orientados a la conservación del ambiente Salud y Acondicionamiento Físico Seguridad Personal Sobre 200 estudiantes y 50 proyectos

41 Facilidades de la Fábrica del Aprendizaje

42 ¿Qué es La Fábrica del Aprendizaje? Es un lugar: –Donde los estudiantes y la facultad interactúan –Practican lo que aprenden –Tiene estructura flexible Se ha implantado en: –UPRM –PSU –UW

43 Elementos Básicos Estudio para el diseño Procesos de Manufactura –Prototipo Rápido Área de Disección Líneas Piloto de Manufactura

44 Concepto de la Fábrica del Aprendizaje en UPRM Hard Automation Lab - PLC's - Pneumatics - Sensors - Actuators Design and Simulation Lab - Discrete Event Simul. - CAD - CAM - CAE Manufacturing Processes Lab - Machining - CNC Artificial Intelligence Lab - Expert Systems - Neural Networks - Fuzzy Logic Fábrica del Aprendizaje PVC LINE SMT ASSY' LINE TABLET MFG INJECTION MOLDING Prototyping Lab - Machine Tools - Electronic Testing Equipment - Components/ Parts Software Automation Lab - Industrial Robots - Computer Vision Pharmaceutical and Food Processing Lab - Granulation - Drying - Encapsulation - Tablet Compression - Water Purification

45 Facilidades de la Fábrica del Aprendizaje en UW

46 La Fábrica del Aprendizaje en PSU Diseño y manufactura bajo un techo No departamental Servicio inmediato Abierto de 8am- 10pm Personal técnico a tiempo completo Talleres y cursos Apoyo interno y externo

47 Barreras Potenciales Administración recursos y distribución de espacio Facultad que acepte el concepto y que participe Estudiantes tiempo que requiere las nuevas estrategias de aprendizaje

48 Factores de Éxito de la Fábrica del Aprendizaje Satisface una necesidad: –Experiencias prácticas Contar con un fuerte apoyo administrativo Participación de la industria Que las facilidades sean compartidas y multi-disciplinarias No se le cobra al usuario La presencia de un “Maestro”

49 Evaluación

50 Metas de Evaluación de MEEP Probar si se han alcanzado las metas y objetivos Determinar la calidad del programa Informar a los constituyentes Utilizar los resultados de las evaluaciones para desarrollos posteriores Promover el cambio en las instituciones Diseminar resultados

51 Diseño del Proceso de Evaluación Continua Estudiar las metas del proyecto, tareas y resultados esperados de acuerdo al plan estratégico Identificar Métricas Establecer Criterios Desarrollar herramientas de evaluación Llevar a cabo las evaluaciones Analizar los resultados Informar a los constituyentes

52 Métricas Cuantitativas Desarrollo de Currículos (DC) Número de cursos desarrollados y modificados utilizando la Fábrica del Aprendizaje Número de estudiantes, facultad, y personal de apoyo Estudiantes empleados Número de proyectos industriales Número de ingenieros y expertos en el salón de clases Número de módulos de cursos transferidos Número de peticiones de información Fábrica del Aprendizaje (FA) Adquisición de recursos y donaciones Utilización de estudiantes Número de proyectos o actividades Actividades de adiestramiento

53 Socios de la Industria (SI) Número de socios industriales Número de graduados del programa reclutados por los socios de la industria Número de horas de consultoría a la industria Número de estudiantes matriculados en internados Número de proyectos industriales Publicaciones Diseminación Número de cursos desarrollados compartidos Número de instituciones diseminadas Número de cursos utilizados por otras instituciones Número de estudiantes que participan en las actividades de diseminación Número de ponencias y presentaciones Número de participantes en los talleres Número de actividades de diseminación

54 Evaluación... Elementos –interno, externo, criterios múltiples, holístico, componentes cualitativos y cuantitativos Equipo Evaluador –líder –representantes institucionales e industriales

55 Recursos y Herramientas Plan Estratégico Evaluación global: Matriz Matrices individuales por tarea Instrumentos de Evaluación –encuestas –grupos focales –asesores externos

56 Matriz Global

57 Matrices de Tareas Individuales

58 Herramientas de Evaluación Trabajo en Equipo Presentaciones orales Informes escritos Curso Enseñanza Investigación de grado Internados Encuesta a la industria Encuesta a la facultad Encuesta a los estudiantes Grupos Focales Asesores externos

59 Otras Herramientas de Evaluación Gloria Rogers’: Stepping Ahead: An assessment Plan Development Guide Linda Suskie’s: Questionnaire Survey Research, 2 nd ed., Association of Institutional Research NSF’s User Friendly Handbook for Project Evaluation: SMET Education, NSF Survey Pro Software, Apian Software, Menlo Park, CA

60 Algunos Resultados Cuantitativos Nuevas especializaciones secundarias u cada institución 1,333 estudiantes participaron en los primeros dos años 43 profesores Sobre 100 socios de la industria –$2.3 millones en efectivo y donativos 1,700 metros cuadrados de facilidades Material curricular diseminado a otras instituciones

61 Algunos Resultados

62 Resultados

63 Resutados Diseminación –Publicaciones, presentaciones –CD-ROM –PaSCoR –ABET 2000 –Otras instituciones han adoptado o adaptado el concepto de la Fábrica del Aprendizaje –Talleres

64 Comentarios… “... la industria tiene un impacto en el desarrollo curricular, los estudiantes y la facultad…y tienen un impacto en nuestra compañía.” “Las experiencias prácticas son útiles y necesarias.” “MEEP es exitoso por la clase de personas que participan…personas que se preocupan por el tipo de educación que los estudiantes reciben.” –

65 Asesores Externos 7 asesores externos Un amplio peritaje Retroalimentación por medio de: la participación en la reuniones de MEEP las encuestas completadas entrevistas llevadas a cabo en las conferencias de ASEE revisión de los materiales de los cursos

66 Respuesta a la evaluación Continuar con las evaluaciones y con la re-ingeniería de los resultados del programa Aumentar el uso de la Fábrica del Aprendizaje –Expandirlo a otros cursos de ciencia y ingeniería –Aumentar los esfuerzos de mercadeo Mantener y aumentar los esfuerzos de diseminación del proyecto Utilizar la experiencia para los criterios de ABET 2000 en UPRM Para hacer:

67 Actividades Actuales de UPRM Diseminación – materiales del cursos Nuevas Iniciativas –Modelo de la FA - NASA PaSCoR Talleres –ASEE, FIE, ICEE –Universidades locales y nacionales –Auspiciados por NSF, Raytheon & Microsoft ABET

68 ¿Por qué este programa ha sido un éxito? Plan estratégico Actitudes Equipos Liderazgo Participación de todos los constituyentes Deseo de cambio y de aprender