Experiencias en diseño curricular ICC - U. de Chile

{jalvarez,ppoblete}@dcc.uchile.clValdivia, 8 de noviembre de 2005

Presentación

• Contexto• Historia• Presente• Futuro

Contexto

• Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (Escuela de Injeniería)– carreras de ingeniería y ciencias

• Fuerte tradición e influencias de:– ciencias básicas (Física y Matemáticas)– ingenierías “duras”: Civil, Industrial, Eléctrica

• Departamento Ciencias de la Computación– desde 1975

Historia: carrreras

• 68: programación (3 años)• 69: ingeniería de ejecución (4 años)• 75: licenciatura(4) y magister en ciencias(2)• 84: licenciatura(4) e ingeniería civil(2)• 95: doctorado en ciencias (3 años)• 98: postítulos y diplomados (1 año)• 2003: magister en tecnologías info (2 años)

Historia: fundamentos

1969: Ingeniería de Ejecución• CACM 1968

– basado en Mat, Computadores y Programación– 4 cursos básicos

1984: Ingeniería Civil• CACM 1978

– orientación a aplicaciones– ampliamente adoptado (CS1 + CS2)

Presente: ICC (desde 1989):Fundamentos Internacionales

• Computing as a discipline (Denning, 1988)– definición– 9 subáreas– 3 paradigmas: Teoría, Abstracción, Diseño

• CACM-IEEE 1991– unidades de conocimiento

Presente:fundamentos contexto

• Plan común de 2.5 años• Licenciatura de 4 años• Ingeniería Civil de 6 años• Primer año con 4 asignaturas: Algebra,

Cálculo, Física, Computación

CC10A – Computación I (20 UD)Propósitos• Desarrollar razonamientos algorítmico y lógico y habilidad

general para resolver problemas• Proporcionar visión general ingeniería y ciencia ComputaciónObjetivoResolver problemas utilizando conceptos, métodos, técnicas yherramientas de las sub-áreas de la disciplinaContenidos (actuales)Primer semestre Segundo semestreFundamentos programación Estructuras de datosProg. orientada a objetos Computación numéricaInterfaces gráficas de usuario Bases de datosArreglos y aplicaciones Diseño de softwareBúsqueda y ordenamiento Comp concurr y distribuidaMetodologíaOrientación al aprendizaje (basado en problemas)

Futuro

• Under construction• para 2007 (aniversario 100000 DCC)• fundamentos

– internacionales (ACM-IEEE)– contexto (Facultad/Escuela)– locales (departamento)

Fundamentos Internacionales

• CC2001 (ACM/IEEE)– 14 subáreas (con objetivos de aprendizaje)– modelos y programas de cursos:

introductorios(6), intermedios(4), avanzados– capacidades (perfil) egresados

• generales, cognitivas, prácticas, adicionales

• Computing Curricula 2004 (ACM/IEEE-CS)– 5 disciplinas: CE, CS, IS, IT, SE

Fundamentos contexto • Elaborado por comité (2.5 años)

– coordinado por Director Escuela (P.Poblete, DCC) – un integrante por depto (M.C.Rivara, DCC)

• Perfil del egresado • Nuevas tendencias en enseñanza de ingeniería• Innovaciones del nuevo diseño curricular• Objetivos del diseño curricular• Diseño de programas de asignaturas• Estructura licenciaturas (4 años)

Perfil del egresado• Fuerte dominio de las matemáticas y de las

ciencias básicas, con capacidad de aplicar estos conocimientos en donde se requiera.

• Capacidad para diseñar experimentos, obtener, utilizar e interpretar datos.

• Capacidad de plantear y resolver problemas de ingeniería en forma creativa, especialmente enfrentar problemas abiertos o que requieran un enfoque multi-disciplinario.

Perfil…• Capacidad de diseño en ingeniería.• Capacidad de auto-aprendizaje, y conciencia de la

importancia de mantener este hábito una vez egresados.

• Habilidad de trabajar en equipos, incluyendo equipos multi-disciplinarios.

• Habilidades de comunicación escrita, oral y gráfica.

• Conciencia de la importancia de un comportamiento ético tanto en los estudios como en la posterior vida profesional.

Ejemplo: Criterios ABET2000Los programas de ingeniería deben demostrar que sus estudiantes logran:• La habilidad de aplicar conocimientos de matemáticas, ciencia e ingeniería• La habilidad de diseñar y conducir experimentos, así como la de analizar e

interpretar datos• La habilidad de diseñar sistemas, componentes o procesos para satisfacer las

necesidades que se identifiquen, sujeto a restricciones tales como: económicas, ambientales, sociales, políticas, éticas, sanitarias, de seguridad, de manufacturabilidad y de sustentabilidad

• La habilidad para funcionar en equipos multi-disciplinarios• La habilidad para identificar, formular y resolver problemas de ingeniería• La comprensión de las responsabilidades profesionales y éticas• La habilidad para comunicarse efectivamente• La educación amplia necesaria para comprender el impacto de las soluciones

ingenieriles en un contexto global, económico, ambiental y de la sociedad• El reconocimiento de la necesidad de, y la habilidad para involucrarse en el

aprendizaje a lo largo de toda su vida• El conocimiento de los temas contemporáneos• La habilidad para utilizar las técnicas, habilidades y las herramientas de la

ingeniería moderna necesarias para la práctica de la ingeniería.

Nuevas tendencias en la enseñanza de la ingeniería

• El diseño emerge como la “columnavertebral” de los estudios de ingeniería

• Introducción de cursos de diseño de ingeniería, basados en proyectos, comenzando en Primer Año

• Importancia creciente de la creatividad y la capacidad de invención

• Planes de estudios integrados para aumentarla motivación y la aplicación

Nuevas tendencias en la enseñanza de la ingeniería

• Metodologías docentes centradas en el alumno y en su aprendizaje– Aprendizaje activo y colaborativo– Aprendizaje basado en proyectos– Aprendizaje basado en problemas– Aprendizaje basado en estudios de casos– Aprendizaje apoyado por la tecnología

Innovaciones del nuevo diseñocurricular propuesto

• Proceso centrado en el alumno y en suaprendizaje

• Diseño curricular por competencias• Flexibilidad curricular• Contacto temprano con la Ingeniería• Habilidades interpersonales

Objetivos del diseño curricular• Formación básica sólida y perdurable• Hábitos de razonamiento sistemático y

riguroso• Contacto temprano con los problemas y

métodos de la ingeniería• Desarrollo de creatividad, capacidad de

trabajo en equipo, comunicación• Diseño flexible de licenciaturas y

especialidades

Diseño de programas de asignaturas

• Explicitar objetivos de aprendizaje• Explicitar nivel de logro esperado• Promover uso de textos de alta calidad• Limitar porcentaje de tiempo destinado a clases

presenciales• Fomentar trabajo constante y búsqueda de la excelencia• Uso de conceptos y herramientas computacionales

modernas (razonamiento algorítmico, métodos numéricos, cálculo simbólico)

• Promover y ejercitar habilidades interpersonales

Renovación del Primer Año• Apoyar la transición desde el colegio a la vida universitaria• Primer año semestral, manteniendo exigencias especiales

para la promoción a segundo año.• Esquema semestral, para dar más flexibilidad para el

diseño curricular y ayudar a asegurar que los estudiantesadquieran efectivamente los conocimientos y habilidadesesperados en cada semestre.

• Adquisición más temprana de las herramientas del CálculoDiferencial e Integral.

• Nuevos cursos de “Ingeniería I y II”

Cursos de “Ingeniería I y II”– Cátedra incluirá temas como: el proceso de

diseño, ingeniería reversa, trabajo en equipos, ética en ingeniería, expresión escrita y oral, presentación de datos, medición e instrumentación, nociones de sistemas mecánicos y eléctricos.

– Los alumnos deberán trabajar en equipos, desarrollando proyectos sobre temas bien elegidos para ser factibles de ser abordados a ese nivel.

Nuevo esquema curricular de las licenciaturas

• Objetivo: mantener formación básica sólida, aumentarflexibilidad para los estudiantes.

• Primeros cuatro semestres comunes a todas laslicenciaturas.

• 30 UD adicionales de “Complementos de FormaciónBásica” (definidos por cada carrera)

• Cursos electivos, escogidos por cada alumno (mínimo 50 UD, podrían permitir constituir un “minor”).

• Cursos de especialidad.• 30 UD en Inglés+FG (incluyendo EH), al menos 15 deben

ser FG

Esquema general de unalicenciatura

50Espec.10

Espec.10

Espec.10

Electivo10

Electivo10

50Espec.10

Espec.10

Espec.10

Electivo10

Electivo10

50Espec.10

Espec.10

Espec.10

Electivo10

CFB10

50Inglés5

FG5

Espec.10

Espec10

CFB10

CFB10

50Inglés5

FG5

Métodos Experim.10

Cálculo IV10

Electromag.10

Term/FQ10

50Inglés5

Ingeniería III5

Ecs. Difs. Ords.10

Cálculo III10

Economía10

Mecánica10

50FG5

Ingeniería II5

Álgebra Lineal10

Cálculo II10

Química10

Física II10

50Ingeniería I10

Álgebra10

Cálculo I10

Computación I10

Física I10

Fundamentos locales (DCC)

• diseño de plan de estudios de Licenciatura – discutido en asambleas generales

• elaboración de programas de curso– coordinador Plan Común– coordinadores de áreas– profesores asignaturas

• dirigido por jefe docente (G.Navarro)

Licenciatura en Computación

50RedesSistemas

OperativosBases de Datos

Electivo10

Electivo10

50Diseño/Análisis Algoritmos

Arquitectura computadores

Lenguajes programacn

Electivo10

Electivo10

50Ingeniería de Software I

Software de Sistemas

Fdmentos computación

Electivo10

Optimiz.

50Inglés5

FG5

Metodología Diseño y Programación

Algoritmos yE. Datos

Probabilid. & Estadist.

50Inglés5

FG5

Métodos Experim.10

Cálculo IV10

Electromag.10

Term/FQ10

50Inglés5

Ingeniería III5

Ecs. Difs. Ords.10

Cálculo III10

Economía10

Mecánica10

50FG5

Ingeniería II5

Álgebra Lineal10

Cálculo II10

Química10

Física II10

50Ingeniería I10

Álgebra10

Cálculo I10

Computación I10

Física I10

PROGRAMA DE CURSO

CÓDIGO NOMBRE DEL CURSOCCXXX Computación I

NÚMERO DEUNIDADESDOCENTES

HORAS DECÁTEDRA

HORAS DEDOCENCIAAUXILIAR

HORAS DETRABAJO

PERSONAL10 3 1,5 5,5

REQUISITOS REQUISITOS DE CONTENIDOSESPECÏFICOS

CARÁCTERDEL CURSO

Ninguno ObligatorioPlan Común

PROPÓSITO DEL CURSO• Desarrollar los razonamientos algorítmico y lógico como

dimensiones fundamentales y básicas de la habilidad generalpara la resolución de problemas en el ámbito de la ingeniería ylas ciencias físicas y matemáticas.

• Incentivar el uso de notaciones, con sintaxis y semántica biendefinidas, para expresar los procedimientos y metodologías desolución de problemas.

• Promover el uso de tecnologías, y particularmente lastecnologías de información y comunicaciones, en las tareasformativas, profesionales y científicas

OBJETIVO GENERALResolver problemas valiéndose de notaciones, principios,técnicas, métodos y procedimientos de la disciplina deComputación. Específicamente, al final del curso los alumnosserán capaces de resolver problemas a través de programasescritos en un lenguaje de programación orientado a objetos.

UNIDADES TEMÁTICASNº NOMBRE

UNIDADOBJETIVOS

1DURACIÓN9 horas

Uso de clases yobjetos

Resolver problemas de interacción entre elcomputador y el usuario

CONTENIDOS BIBLIOGRAFÍA1.1 Conceptos de algoritmo, programa,lenguaje

de programación (sintaxis y semántica), errores(compilación, ejecución, lógica)

1.2 Uso de clases y objetos predefinidos para lainteracción con el computador

1.3 Manejo básico de números y strings:declaración, lectura/escritura,operaciones/métodos, expresiones, asignación,conversiones

1.4 Graficación básica1.5 Estructuras de control: secuencia, selección y

repetición

[Barnes] caps 1, 3, 4[Lewis] caps 2, 3[Stein] caps 1, 2, 3, 4,5, 6

Areas investigación/docencia• Algoritmos (y Estructuras de Datos)• Sistemas Operativos y Redes• Ingeniería de software• Bases de Datos• Recuperación de Información• Computación Gráfica y Visual• Interacción humano-computador• Lenguajes / Inteligencia Artificial

Resumen/conclusiones:consideraciones para diseño

• internacionales (disciplinarias)– ACM-IEEE

• contexto (institucionales)– Universidad, facultad, Escuela

• locales (departamentales)– áreas, asignaturas, profesores

• proceso participativo (y extenso)– con dirección/coordinación personales