secció campus castelldefels -...
TRANSCRIPT
Presentació de l’estructura i resultats de la prova pilot a
l’assignatura CiC07-08 Q2
Francesc Josep Sànchez i Robert([email protected] ) http://epsc.upc.edu/projectes/ed/
EPSC, 23 de juliol de 2008
Secció Campus Castelldefels - EEL
2
Presentació
• El context i l’estructura de la prova docent
–Objectius formatius
–Activitats a l’aula i fora de l’aula
–Funcionament de les classes
–Avaluació
–Cicle de millora
• Resultats
• Conclusions
3
Algunes assignatures de l’àrea
La verticalitat ens permet ensenyar als estudiants a dissenyar sistemes electrònics d’última tecnologiaTreballar en tots els cursos ens
permet visió estratègica global
4
Els cursos de l’ICE i l’adaptació a l’EEES
Aprenentatge cooperatiu (AC), PBL, etc.
Objectius específics i transversals de
l’assignatura
Metodologies actives
Avaluació contínua
Programació d’activitats i control del temps d’estudi
Millora del procés
EnquestesImplicació en
altres assignatures
Coordinació horitzontal i vertical
Carpeta de grup (portafoli)Mínims individuals
L’estudiant ha de ser capaç de ....
ECTSDins i fora de l’aulaProjecte d’aplicacióExercicis
(en diversos quadrimestres)
Cicle de millora en què se cerca la coherència
5
Experiència en CiC l’any 2006-07 Q2 i instal·lació de la prova pilot durant el 07-08-Q2
QP 06-07 Assignatura CiC
convencional
QP 06-07 Assignatura
en AC (1AT31) 1 professor
1 grups de laboratori20 estudiants
Simplement, es tractava d’una substitució (no es pròpiament una prova pilot declarada, sinó que es tracta de l’experiència
personal d’un professor
•Notes de teoria generals
•Objectius ampliats•Problemes i pràctiques de nova generació•Assignatura basada en problemes (inici del PBL)•Web de CiC de suport a la prova (campus virtual sols per informació personal)•Enquestes i QUIC•Reducció de classes expositives i augment del treball en grup•El laboratori virtual Proteus-VSM•Mínims, etc
La innovació: CiC tal com ED
Actualitat
QP 07-08 Assignatura CiC convencional(2 grups)
QP 07-08 Prova pilot en el grup (1AT3) 1 professor2 grups de laboratori40 estudiants
http://epsc.upc.edu/projectes/ed/CiC_1AT3/info/CiC_1AT3_07-08_Q2_Guia_assignatura_v2x.pdf
Informació inicial detallada de la prova a :
Pràcticament tots eren estudiants repetidors
6
L’última prova pilot CiC 08-09-Q1
• Millores i retocs en: • Ajustament dels problemes proposats• Control de mínims (2 controls pràctics de muntatges)•Replantejament del PA a través dels problemes proposats. Presentació oral del PA•Seguiment dels estudiants
Millores: CiC tal com ED
Previst: QT 08-09 Assignatura CiC convencional(5 grups)
QT 08-09 Prova pilot en el grup (1AM2) 1 professor2 grups de laboratori
40 estudiants màx.
http://epsc.upc.edu/projectes/ed/CiC_1AM2/1AM2.htm
Web de la prova:
Pràcticament tots seran estudiants nous
Objectiu bàsic:• Estudi de la resposta d’estudiants nous a una assignatura adaptada a l’EEES. Valoració d’assoliment de coneixements i competències tranversals
7
TEMA 1
Circuit i components bàsics i
mètodes sistemàtics
TEMA 2
Circuits amb fonts
controlades (amb
components ac tius)
Exercici Projecte
d’Aplicac ió
Idea inicia l de ls
circuits que veuran
més endavant Portafoli de grup
cooperatiu
Programari de
suport:
Simulac ió basada
en SPICE
Proteus-ISIS
TEMA 3
Circuits bàsics amb RC i RL
CiC: una assignatura de la fase selectiva (1A)
Redefinició de l’assignatura amb el mètode docent de l’aprenentatge cooperatiu (CL) i basada en l’aprenentatge per problemes (PBL)
Cal introduir conceptes d’assignatures més avançades per justificar perquè expliquem el nostre temari
Cal ensenyar mètodes d’estudi, recerca de documentació, a redactar i exposar documents, etc...
Assignatura ampliada amb nous i engrescadors objectius formatius específics i
transversals
8
1. Exemples d’alguns objectius de CiC
Generals
Una vegada completat el capítol, l’estudiant ha de ser capaç de:- Identificar les magnituds elèctriques i les unitats corresponents: voltatge, càrrega, corrent, potència, energia, freqüència, etc. (1) adquirir coneixements
- Analitzar circuits resistius lineals and fonts independents i controlades (a partir dels models lineals dels components semiconductors) usant mètodes sistemàtics (nusos i malles) seguint el procediment establert que inclou la simulació i, si s’escau, el muntatge en el laboratori (2) comprensió
- Dissenyar amplificadors senzills amb components actius (AO) a partir d’unes especificacions donades, realitzar el prototip, mesurar els paràmetres i comparar amb la solució teòrica (3) aplicació
Una vegada completat el capítol, l’estudiant ha de ser capaç de:- Identificar les magnituds elèctriques i les unitats corresponents: voltatge, càrrega, corrent, potència, energia, freqüència, etc. (1) adquirir coneixements
- Analitzar circuits resistius lineals and fonts independents i controlades (a partir dels models lineals dels components semiconductors) usant mètodes sistemàtics (nusos i malles) seguint el procediment establert que inclou la simulació i, si s’escau, el muntatge en el laboratori (2) comprensió
- Dissenyar amplificadors senzills amb components actius (AO) a partir d’unes especificacions donades, realitzar el prototip, mesurar els paràmetres i comparar amb la solució teòrica (3) aplicació
(de 2 a 3 )(de 2 a 3 )
(de 8 a 10)(de 8 a 10)Específics
http://epsc.upc.edu/projectes/ed/CiC_1AT3/info/CiC_1AT3_07-08_Q2_Guia_assignatura_v2x.pdf
L’assignatura Components i Circuits pretén introduir el coneixement dels components electrònics bàsics (resistències, inductàncies, condensadors, transformadors, amplificadors operacionals) i les lleis que governen els circuits electrònics elementals constituïts a partir de la interconnexió d’aquests dispositius. La utilització correcta dels simuladors de circuits electrònics i els instruments típics del laboratori d’electrònica (multímetre, fonts d’alimentació, generadors de funcions i oscil·loscopi)
9
Classificació simplificada d’objectius específics
Menys competència
Més competència
1 Coneixement
2 Comprensió
3 Aplicació
Per cada nivell hi haurà uns mètodes docents adequats: (���� tot apunta al CL i al PBL)
6.Avaluació
5.Síntesi
4.Anàlisi
3.Aplicació
2.Comprensió
1.Adquisició de coneixements
La taxonomia de Bloom
(Projectes, problemes complexes amb diverses solucions)
(exercicis amb solució única)
(classes expositives, vídeos, etc...)
ICE-UPC: cursos de formació professors a l’EEES
10
I alguns objectius transversals
(compartits per altres assignatures)
Una vegada completat el capítol, l’estudiant ha de ser capaç de:
- Treballar en equip amb efectivitat per resoldre problemes (obliga a muntar grups d’AC)
- Organitzar una agenda i estimar el temps de dedicat a l’estudi de l’assignatura
(obliga a planificar els exercicis i a realitzar fulls de càlcul per anotar el temps)
- Comunicar escrita i oralment el projecte d’aplicació dissenyat a l’assignatura
(obliga a preparar rúbriques per avaluar/autoavaluar tant les memòries com les presentacions orals)
(2 or 3 )(2 or 3 )
Felder, R. M.; Brent, R.; “Designing and Teaching Courses to Satisfy the ABET Engineering Criteria”, Journal of Engineering Education, January 2003, pp 7-25
11
2. Les activitats de CiC i el pla de treball
“Pensa un programa d’activitats de les quals l’estudiant no pugui escapar sense
haver après, Aconsegueix que faci aquestes
activitats, i si arriba al final, doncs aprova’l”
L’assignatura es prepara prioritàriament en funció dels estudiants que la seguiran i no dels professors
12
Les activitats de CiC i el pla de treball
Activitats acadèmiques
Teoria
Problemes i exercicis
Projecte d’Aplicació
Controls
Dossier d’aprenentatge (portfoli d’ED)
Pla de treball (compatible amb el pla pilot EEES de l’EPSC)
Assignatura orientada als problemes i projectes
Pla de treball se tmanal
• 4 h lectives +
• 2 ,5 h - 4 h de treba ll addicional
TGA (2 h) (aula) Sessió de treball en grup de problemes,
simulació i munta tges
TGB (2 h) (labora tori) Sessió de treball en grup de problemes, simulació
i muntatges
TGC (≥ 1,5 h) Sessió de treball add iciona l fora de l’aula i a càrrec de l g rup
TI Treball individual fins a com pletar el temps d’estud i setmanal
13
Exemples d’exercicis de CiC
http://epsc.upc.edu/projectes/ed/CiC_1AT3/EX/EX2/CiC_Curs_07-08_Q2_1AT3_EX2.pdfhttp://epsc.upc.edu/projectes/ed/CiC_1AT3/EX/EX2/CiC_Curs_07-08_Q2_1AT3_EX2.pdf
• Orientats al disseny (aplicació) de circuits “reals” que a més puguin motivar-los• Pensats per a que intervinguin tots els membres del grup
•(amperímetre, voltímetre, òhmmetre)•(nodes, malles, superposició)
• Pensats per a que cerquin documentació a la Internet i a la biblioteca i per a que hagin d’aprendre “la teoria”
• Solució seguint sempre els mateixos criteris de qualitat (procediment de 5 punts)• Ús de programari de simulació (Proteus) i promoció de l’auto-verificació i el muntatge final
Exemple de disseny d’un òhmmetre analògic
14
Exemples d’exercicis de CiC
Amb models ideals a CiC
http://epsc.upc.edu/projectes/ed/CiC_1AT3/MI/MI6/CiC_07-08_Q2_1AT3_MI6_V1nx.pdfhttp://epsc.upc.edu/projectes/ed/CiC_1AT3/MI/MI6/CiC_07-08_Q2_1AT3_MI6_V1nx.pdf
Exemple de disseny d’un termòmetre de temperatura corporal
Més feina pel professor ! (amb modificacions es poden usar durant diversos cursos)
El mateix invent es pot fer a CiC, LE, SE, SDR
Amb models “reals” a LE, SE
En un xip a SDR
La idea clau és pensar cada exercici com si s’hagués de poder muntar (a CiC o en altres assignatures posteriors)
15
Com s'aprèn CiC ?
Recursos per a aprendre CiC
Notes de classe del professor
Documents PDF d’internet i web de CiC amb tot el material de cursos
anterirors i la programació del pla de treball
Pràctiques i projectes de demostració de cursos més
avançats per motivar
Dossier d’Aprenentatge del grup cooperatiu
Projecte d’aplicació
Col·lecció d’exercicis
Transformació progressiva en
Mapes conceptuals de CiC
Transformació progressiva en
Exercicis “reals” amb metodologia
AC amb simulació i muntatges inclosos
Textos convencionals de CiC
(Aprenentatge significatiu)
(per recollir, classificar i reflexionar sobre la feina feta)
Exercicis d’exemple solucionats pels propis estudiants
Procediments estàndard per
resoldre problemes
Document de metodologia obligada per resoldre i avaluar problemes
16
La planificació d’activitats i temps d’estudiEl disseny de la primera i última plana dels exercicis
Objectius específics i transversals
17
La planificació d’activitats i temps d’estudiEl disseny de la primera i última plana dels exercicis
Temps d’estudi
Declaració de compromís del grup
18
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
setmanes del curs
Temps d'estudi (hores) pel grup CiC (Classe 1BT3 pilot)mitjana de temps recomanat
G-01
G-02
G-03
G-04
G-05
G-06
G-09
G-10
G-11
G-12
G-13
G-14
G-15
El seguiment del temps d’estudi setmanal també s’incorpora a la carpeta
Cada grup cooperatiu compta el temps dedicat a l’estudi de l’assignatura �en fer exercicis: (concepte de crèdit ECTS)
Més temps del compte
Menys temps del compte
19
La planificació d’activitats i temps d’estudiEl disseny de la primera i última plana dels exercicis
La signatura
La reflexió i el pla de treball
20
3. El format de les sessions presencials
Professor
· · · ·
Grup 2
Grup 1
Grup 13 Grup 5
· · · ·
Est. 1
Est. 2
Est. 3
AC en grups base
Puzzles, presentacions orals, explicacions del professor, etc..
Grups base de 3 estudiants
Taules movibles
21
El format de les sessions presencials
20 min. Presentació de la classe i dubtes de la setmana anterior
30 min. Treball en grup per repassar la teoria i preparar el
plantejament i desenvolupament del problema
20 min. Explicacions i dubtes
generals
30 min. Treball en grup per continuar fent els exercicis que arriben fins la simulació amb el laboratori virtual
20 min. Conclusions i programació del treball fora de
l’aula
Tot i que el laboratori se centra en la part de simulació, muntatge i mesures, hi ha continuïtat amb les classes a l’aula i se segueix el mateix problema fins que s’acaba
20 min. Presentació de la sessió, dubtes de la setmana anterior i
lliurament d’exercicis
30 min. Treball en grup per realitzar càlculs i desenvolupar
els circuits per simular i muntar
20 min. Explicacions i dubtes
generals
30 min. Treball en grup per fer la simulació, muntatge i mesures
dels circuits
20 min. Conclusions i programació del treball fora de
l’aula
Aula Laboratori
22
• Interdependència positiva: els components del grup comprenen que han d’aprendre junts per assolir els seus objectius: es necessiten mútuament.
• Responsabilitat/exigibilitat individual: cada component del grup té una parcel·la del treball que és necessària per l’assoliment de l’èxit del propi grup i de cadascun dels seus components.
• Interacció cara a cara: els estudiants interactuen a la distància curta, físicament molt propers.
• Desenvolupament de les habilitats interpersonals pròpies dels petits grups: aquestes habilitats, com poden ser la realimentació constructiva, l’assoliment del consens, la implicació de cada component són elements imprescindibles per tal que el funcionament del grup sigui efectiu.
• Processament de grups: els grups analitzen la seva efectivitat i com els hi va i determinen la manera de millorar.
Els 5 punts de l’aprenentatge cooperatiu
23
Els avantatges de l’aprenentatge cooperatiu
� Motiva per l’estudi� Promou una actitud d’implicació i d’iniciativa� Augmenta el grau de comprensió de la feina que es fa i del
perquè es fa i permet el domini dels procediments i conceptes� Volum de feina realitzada i de qualitat� Afavoreix la relació social i la interacció entre companys i
amb el professor ���� Avaluació més personalitzada� Redueix l’abandonament� Millora la capacitat d’escriure i de comunicació oral� Permet acomodar estudiants de diferent nivell i procedència� És compatible amb les directrius del EEES� Molta recerca i documentació per posar-la en marxa, etc. ...
24
4. L’avaluació és una activitat d’aprenentatge més
¡ Sense exàmens finals !
Exercicis
+Mínims
+ Projecte d’Aplicació
+Carpeta
+
Actitud i participació
%AcP%CA%PA%MI%EXQ 1015202530 ⋅+⋅+⋅+⋅+⋅=
7 exercicis amb data de
proposta i lliurament amb possibilitat de
millora
8 controls sorpresa durant
el curs
Recull i classifica l’activitat i la reflexió del
del grup
L’avaluació és un estímul perquè facin els exercicis a través dels quals aprendran
1 control de simulació/muntatge
/mesures de prototips de laboratori
Al final no s’ha fet ! (és millor
estructurar-lo per exercicis durant el
curs)
Ensenyem a resoldre exercicis amb qualitat tot el temps disponible
(tot el treball que fa l’estudiant compta per la qualificació)
25
¿Què és en aquests moments?
Es tracta d’una prova que dóna uns resultats a partir dels quals, i amb independència de com ha anat el curs, es prenen les decisions més
importants sobre la qualificació final de l’estudiant
La nova filosofia:1. Pensa activitats de les quals els alumnes no puguin escapar-se
sense haver après, 2. Aconsegueix que les facin
3. …
I si arriben al final, aprova’ls
Llavors ... Quina funció té l’examen final en tot això? No el podríem obviar?
Què passa amb ’examen final?
26
Dificultats que planteja
1. Només permet avaluar competències de baix nivell en la taxonomia de Bloom
2. No permet avaluar competències transversals (treball en grup, aprenentatge autònom, etc.)
3. Ofereix a l’estudiant una via alternativa (fictícia) per l’estudiant que es veu aclaparat o angoixat:
“La cosa es posa difícil. Ho deixo i ja em prepararé per l’examen final”
Els estudiants ens sorprenen amb els seus projectes, però ens deceben amb els seus exàmens
L’examen final
27
El nou paper dels exàmens
Exàmens (controls, proves, etc.) durant el curs per verificar que cada estudiant adquireix uns coneixements
mínims prèviament establerts
� Una variant és fer-los “sorpresa” i de curta durada per no alterar el funcionament de les classes (augment d’assistència a classe presencial)
La resta de coneixements s’avaluen a través de les tasques (exercicis, projectes, etc.) que realitzen els
estudiants (moltes vegades en grup). Com que si el grup va bé, aprenen, els controls de mínims són en realitats
proves per verificar si els grups funcionen
mínims
28
Els mínims sorpresa: un punt clau (7/8 aprovats)
- MI-1 Conceptes bàsics, les magnituds elèctriques i les seves unitats
- MI-2 Divisors de tensió, corrent, tècniques de circuits bàsics i instruments de laboratori
- MI-3 Sobre l'anàlisi sistemàtic amb malles o nusos i muntatges de laboratori
- MI-4 Simulació/ muntatge / prototips de circuits /mesures
- MI-5 Anàlisi de circuits (malles, nodes i altres tècniques) amb fonts controlades (que seran els models lineals de dispositius actius com ara transistors, amplificadors operacionals, etc)
- MI-6 Anàlisi de circuits (lineals i no lineals) amb amplificadors operacionals usant massa virtual
- MI-7 Anàlisi de circuits amb capacitats i inductàncies
- MI-8 Simulació/ muntatge / prototips de circuits /mesures (no en aquesta 1a. prova pilot)
Determinen el comportament dels estudiants durant tot el curs
Determinen el comportament dels estudiants durant tot el curs i ajuden a analitzar i replantejar els objectius formatius així com el contingut, els apunts, etc.
29
L’avaluació és una activitat d’aprenentatge més
�Feedback del professor a través dels exercicis corregits i millorats: la clau, la novetat, el que permet saber en temps real què estan aprenent i què no�A través dels comentaris en els fulls de temps d’estudi�A través de l’anàlisi del rendiment global de la classe�A través de comentaris sobre les enquestes�A través de la resolució de conflictes de grup
�El professor, a més d’explicar dubtes generals, té un paper nou per al qual cal entrenament: organitzador d’activitats, controlador del funcionament dels grups, i tutor
�La tutoria del rendiment, dels mètodes d’estudi dels estudiants i dels grups és molt intensa a 1A, no tant intensa a 1B, i més relaxada ja fora de la fase selectiva (2A, 2B, ...)
�Un grup de classe � un professor
30
El “cost” per al professorDistribució del temps del
professor en activitats11%
14%
11%
10%29%
18%
7%
CTE
TGB
TGA
COR
EST
CUR
PEX
• Coordinador: molta dedicació
als primers quadrimestres
• Una vegada està el mètode
instal·lat representa al voltant
d’una hora de feina docent
per cada hora lectiva actual
(assignatures de fase
selectiva !)
• El temps dedicat a la
coordinació i a l’atenció als
estudiants és significatiu
• Per tal que l’EEES tingui èxit,
en cada assignatura de 1er-
2on curs hauria d’haver-hi
algú motivat per la docència
com a primera tasca
CTE, TGA, TGB: classes presencials (36%) COR: correcció d’exercicis i controlsEST: atenció despatxCUR: coordinació del cursPEX: preparació d’exercicis i classes
31
El portafoli del grup cooperatiu
Un registre ben classificat i ben presentat de la feina feta i les reflexions durant el quadrimestre
CiC
Format PDF
Després, a segon o tercer ja pot ser en PDF o en web (e-portfolio)
32
Exemple d’estructura de la carpeta de CiC
ÍndexReflexions sobre
l’aprenentatge personal i del funcionament
del grup
Registre del temps d’estudi setmanal i de la distribució del treball en grup Selecció de notes de classe
i altres materials cercats a la Internet i la biblioteca
Mostra dels millors exercicis (50%)
Mostra d’alguns controls (mínims)
individuals
Carpeta del grup
cooperatiu de CiC
30%
25%
15%
És una evidència d’habilitat de comunicació i treball en grup per la carpeta de competències de l’EPSC
Projecte d’aplicació (docs i presentació)
20 %
33
Rendiment de CiC (abans comissió Avaluació)
El nombre de “bones notes” és alt (molts estudiants han après bé la matèria (aprenentatge significatiu)
Abandonaments (NP)
Pocs suspesos
• La majoria de suspensos són en realitat estudiants que han anat deixant l’assignatura ( “No Presentats”)
1AT3 60%Total 46 %
34
Rendiment de CiC (post-comissió)
Per al grup 1AT3 pilot ���� 65%
Total estudiants aprovats 54,9%
35
5. El cicle de millora
� Les enquestes estàndard de l’EPSC de mig quadrimestre� L’enquesta SEEQ1 adaptada a CiC
� Formulari
� Gràfics per grup� Evolució de les respostes
� L’opinió dels professors i de la secció
1 Student Experience of Education Questionnaire (SEEQ) Disponibles a: http://epsc.upc.edu/projectes/ed/CiC_1AT3/1AT3.htm
36
Algunes valoracions dels estudiants
� QUÏC setmana 4� QUÏC setmana 12� SEEQ final
Disponibles a: http://epsc.upc.edu/projectes/ed/CiC_1AT3/1AT3.htm
- Els exercicis que hem de fer en grup. Els muntatges i les explicacions de laboratori.- Resolució dels exercicis a classe i dubtes, i treball cooperatiu.
- Classes de teoria massa curtes i ràpides respecte de les hores de classe que tenim.- Impartir més teoria i més exemples teòrics.
- En els exercicis hi ha molts conceptes barrejats i en alguns casos no corresponien al nostre nivell.- L’assignatura es fa més amena i s’agafa amb moltes més ganes
+
-
~
37
Són necessaris entre 3 i 5 quadrimestres per consolidar
Aprenentatge cooperatiu (AC), PBL, etc.
Objectius específics i transversals de
l’assignatura
Metodologies actives
Avaluació contínua
Programació d’activitats i control del temps d’estudi
Millora del procés
EnquestesImplicació en
altres assignatures
Coordinació horitzontal i vertical
Carpeta de grup (portafoli)Mínims individuals
L’estudiant ha de ser capaç de ....(en diversos
quadrimestres)
Cicle de millora
Aquestes experiències s’han de consolidar verticalment (en diverses assignatures) per a que siguin vertaderament efectives (la continuïtat de mètodes i de criteris de qualitat és la clau de l'aprenentatge)
38
Algunes referències
[1] Web de la prova de CiC(http://epsc.upc.edu/projectes/ed/CiC_1AT3/1AT3.htm)(amb tot el material desenvolupat i enquestes )
[2] Institut de Ciències de l’Educació (ICE-UPC), Grups d’Interès en innovació docent : (https://www.upc.edu/rima )
[3] D. W. Johnson, R. T. Johnson, K. A. Smith, “Active learning: Cooperation in the College Classroom,” Interaction Book Company, Edina, MN, 1991(www.co-operation.org)
[4] Pàgina web del professor R. M. Felder, N.C.State University, (www.ncsu.edu/felder-public/RMF.html)
[4] L’experiència i documentació de les assignatures ED i SED (http://epsc.upc.edu/projectes/ed (/sed) amb tot el material, treballs d’estudiants i publicacions )
39
Per concloure …
� L’EEES i els plans pilot han estat l’excusa perfecta per innovar d’una vegada la nostra tasca docent
� Surt a compte l’esforç realitzat: els estudiants aprenen més i amb més qualitat (més nivell de competència) �se’n beneficiaran les assignatures de cursos superiors i el PFC (i els becaris de recerca)
� La metodologia inclou varietat d’activitats (AC, PBL, puzles, etc..) adaptable a diferents estils de professors
� S’estableix cooperació entre professors de la mateixa assignatura i entre departaments i escola (potser en el nou pla d’estudis)
� El portafoli electrònic serà una eina molt útil que permetrà visualitzar i acreditar objectivament els coneixements, estudis i competències transversals