Change to Competence-Based Education in Structural Engineering

The launching of the European Higher Education Area (EHEA) in 2010 has imposed new challenges on European universities. Traditional teaching methods, based on lectures and examinations, are no longer suited for the new EHEA educational approach, now focused on competences development. Instead, active learning methods as Problem- based learning are far more appropriate. This paper examines the effect of a change to competence-based education through Problem-based learning (PBL) in the field of Structural Engineering, carried out in a first year structures course. The structures program design is described, with details of the PBL implementation. A program evaluation based on students’ and faculty surveys is carried out. The evaluation results show that the program has been effective in the achievement of the proposed objectives. The benefits of the new approach include an increase in students’ motivation and a better integration with other Architecture disciplines. The main challenges encountered are the increase in faculty time commitment and the academic resistance to change. Extrapolation to other disciplines is possible, although it requires restructuring of subject knowledge and methods

Simplified 1D Empirical Model for Volumetric Behavior of High-Carbonate Clay

The Guadalquivir blue marl is a high plasticity overconsolidated carbonate clay. This soil presents an elevated fragility and high susceptibility to moisture changes. These characteristics have caused many geotechnical accidents, such as the Aznalcollar dam failure, in Seville (Spain). A comprehensive test campaign has been conducted to determine the physical and chemical properties of the blue marl. Analysis by scanning electron microscopy (SEM) and mercury intrusion porosimetry (MIP) allowed characterising its internal structure, revealing clear differences between the macro and the microstructure. A novel model for predicting the volumetric deformation (under oedometric conditions) of the Guadalquivir blue marl with suction and vertical pressure changes has been proposed. The model, based on data from shrink-swell tests, provides an acceptable estimation of the volumetric behaviour of the soil with a relatively simple set of parameters. The results were experimentally verified by suction-controlled oedometer tests and showed an acceptable agreement with the data measured. It has been specified when swelling. shrinkage or collapse occur

The evolution of structural engineering education in the era of computer

Congreso celebrado en la Escuela de Arquitectura de la Universidad de Sevilla desde el 24 hasta el 26 de junio de 2015.In the last decades, the universalization of computer analysis has meant a revolution in the structural analysis methods that are being used in the professional practice. As a consequence, the need has arisen both in academic and professional circles to redefine the teaching of structures in the engineering and architecture schools. This study analyses, in the first place, the literature on structural analysis teaching to synthesize the characteristics that should have a structural analysis course in the context of the XXI century. Starting from the analysis of shortcomings in the current teaching, a panorama on future directions in the teaching of structures is outlined, in relation to the objectives, the contents, the instructional method, the use of computer and the role of hand calculation. The literature revision allowed establishing a theoretical framework for the design of a structures course syllabus adapted to the present needs. In general, it is assumed that the universalization of computer analysis should lead to a paradigm shift in the teaching of structures. Instead of focusing in learning hand analysis methods, the structures courses should be aimed at the understanding of the structural behavior, which is required to carry out successfully the tasks that the graduates should undertake in their professional practice. Finally, we present an experience carried out in the Seville School of Architecture, where a course based in the principles outlined in the literature and also following the guidelines of the European Higher Education Area (EHEA) has been designed and implemented. The program evaluation has yielded positive results, which include a significant increase in the attendance and success rate

Innovación docente en estructuras mediante aprendizaje activo con proyectos de estructuras y técnicas complementarias

En un grupo de la asignatura Estructuras 2 de la titulación de Arquitecto se ha realizado una experiencia piloto de innovación docente en el segundo cuatrimestre del curso 2008/2009. El centro de la experiencia es el empleo del aprendizaje activo para obtener la competencia específica del proyecto de estructuras de acero y las competencias transversales de aprendizaje cooperativo y aprendizaje autónomo. Se emplea una metodología multitarea, tanto en las actividades del profesor como de los alumnos. La actividad principal es el desarrollo de un proyecto de estructura de acero a partir de edificios de un arquitecto relevante en el panorama internacional (Louis Kahn). Se utilizan diversas técnicas complementarias. Los resultados indican un alto grado de compromiso de los alumnos con la experiencia docente, y un elevado nivel de satisfacción con los resultados de su aprendizaje y con las metodologías empleadas

El aprendizaje basado en problemas. Un caso práctico en Arquitectura.

Las premisas del Espacio Europeo de Educación Superior conducen a cambios importantes en el modelo de enseñanza, que debe asumir un enfoque más práctico, centrado en el estudiante y en el aprendizaje de competencias, en lugar de contenidos. Una metodología docente adecuada en este contexto es el aprendizaje basado en problemas (ABP). Con este método el problema o escenario a solventar es lo primero que se encuentra el estudiante en el proceso de aprendizaje. En el ABP el estudiante debe practicar competencias transversales, tales como la resolución de problemas, el trabajo en equipo y el trabajo autodirigido. En el departamento de Estructuras de la Escuela de Arquitectura de Sevilla hemos diseñado, puesto en marcha y evaluado un programa docente con ABP para la asignatura de Estructuras 1. Para ello fue necesario un análisis previo de necesidades, que permitió establecer las bases de partida de la nueva asignatura. En este documento se resumen los aspectos principales de esta investigación. Los resultados de la evaluación realizada como ventajas principales del nuevo enfoque: la relevancia del trabajo en equipo con aprendizaje cooperativo, el aumento en la motivación de los estudiantes y la mejora sustancial de los resultados académicos. Los retos principales a los que ha habido que hacer frente han sido la desorientación inicial del estudiante al enfrentarse al problema y la insuficiente implicación de algunos estudiantes en el trabajo en equipo. Es posible la extrapolación a otras disciplinas, aunque ello requeriría una reestructuración en profundidad de los componentes del programa

Relevant features in steel structures teaching in building construction by project-based learning

Congreso celebrado en la Escuela de Arquitectura de la Universidad de Sevilla desde el 24 hasta el 26 de junio de 2015.New approaches to teaching are moving towards a learning ever more active, practical and closer to professional sector, and have converged in a competence based education proposed by the European higher education area. Moreover, advances in computer calculations and its applications for structural analysis have brought a revolution in the professional area of structural engineering. Considering these circumstances, we have designed and implemented an educational program for teaching steel structures based on a Project based learning (PBL) method. In this paper we summarize the main features of the educational program, its implementation, results and evaluation; we analyze the performance of PBL in our context and compare some aspects of traditional teaching and our PBL; and finally we identify the most important characteristics required by teaching steel structures through the project based learning method

La docencia de estructuras por competencias mediante ABP.

La puesta en marcha en 2010 del Espacio Europeo de Educación Superior ha impuesto nuevos retos a las universidades Europeas. Los métodos de enseñanza tradicionales, basados en clases expositivas con evaluación por exámenes, no se adaptan bien a un enfoque educativo centrado en la adquisición de competencias. Los métodos de aprendizaje activo como el aprendizaje basado en problemas (ABP), encajan mejor en este nuevo esquema. Este artículo explora los efectos del cambio a una docencia por competencias mediante ABP en el campo de las Estructuras de Edificación, llevado a cabo en una asignatura de primer curso en la Escuela de Arquitectura de Sevilla. En primer lugar se describe el diseño del programa de la asignatura, con detalles de la implementación del ABP en nuestro contexto. En segundo lugar se lleva a cabo una evaluación del programa de la asignatura, basada principalmente en encuestas y grupos de discusión con profesores y estudiantes. Los resultados de la evaluación realizada indican que el programa ha sido eficaz en el logro de los objetivos propuestos. Entre las ventajas del nuevo enfoque destacan el aumento en la motivación de los estudiantes y la mejora sustancial de los resultados académicos. Los retos principales a los que ha habido que hacer frente han sido el aumento en la dedicación de los profesores y la falta de implicación de algunos estudiantes en el trabajo en equipo. Es posible la extrapolación a otras disciplinas, aunque ello requeriría una reestructuración en profundidad de los contenidos de la materi

EVALUACIÓN DEL DISEÑO, PROCESO Y RESULTADOS DE UNA ASIGNATURA TÉCNICA CON APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS

In this paper, we evaluate the design and implementation of the program of a mandatory subject of Structures in Architecture with problem-based learning (PBL). Active learning methods such as PBL adapt better to the new challenges of competence-based education than traditional methods. The experience reached a total of 324 students and 8 faculty members. It constitutes the first documented experience of large-scale PBL implementation in the discipline of Structures in Spain. The research includes a systematic evaluation of all stages of the program: design, process and results. We used a theory-based program evaluation model, following a mixed approach (quantitative and qualitative) for data collection and analysis. Students, faculty and multidisciplinary experts have participated in the evaluation through surveys (with open and closed questions) and focus groups. The evaluation criteria include adequacyand alignment of program components, implementation control, coverage,efficacy in achieving the course goals and students and faculty satisfaction.These criteria have been measured through 26 variables. The results show that the program has been effective for achieving most of its objectives. Especially remarkable are the advances made in academic performance and class attendance. The evaluation carried out us allowed to conclude that PBL adapts well to a practical approach of teaching structures, although some difficulties appeared in relation to the complexity of implementation of the method. The conclusions obtained on the performance of the program and its strengths and weaknesses could be useful in the extrapolation of the experience to similar contexts in the field of Architecture and Engineering.Este artículo evalúa el diseño e implementación del programa de una asignatura obligatoria de Estructuras en Arquitectura con aprendizaje basado en problemas (ABP). Los métodos de aprendizaje activo como el  ABP se adaptan mejor que los métodos tradicionales a los desafíos actuales de la docencia por competencias. La experiencia alcanzó a un total de 324 estudiantes y 8 profesores. Se trata del primer caso documentado de aplicación del método ABP a gran escala en la disciplina de Estructuras en España. La investigación incluye una evaluación sistemática del programa en todas las fases: diseño, proceso y resultados. Se emplea un modelo de la teoría de evaluación de programas con un enfoque mixto (cuantitativo y cualitativo) de recogida y análisis de datos. En la evaluación han participado profesores, estudiantes y expertos multidisciplinares, que han sido consultados mediante encuestas (de respuestas abiertas y cerradas) y grupos de discusión. Los criterios de evaluación empleados son la adecuación de los componentes del programa a los objetivos, la coherencia de los componentes entre sí, el control de la ejecución y la cobertura, la eficacia en la consecución de los objetivos y la satisfacción de los estudiantes y profesores. Estos criterios se han concretado en 26 variables. Los resultados indican que el programa ha sido eficaz en el logro de la mayor parte de sus objetivos, destacando los avances conseguidos en el rendimiento académico y la asistencia a clase. El estudio realizado permite concluir que el ABP se adapta bien a  una docencia práctica de Estructuras, aunque han surgido algunas dificultades relacionadas con la complejidad de aplicación del método. Las conclusiones sobre el funcionamiento del programa, sus puntos fuertes y las principales dificultades encontradas pueden ser útiles para la extrapolación de la experiencia a otros contextos cercanos en el campo de la Arquitectura y la Ingeniería

Evaluation of the design, process and results of a technical subject with problem-based learning

Este artículo evalúa el diseño e implementación del programa de una asignatura obligatoria de Estructuras en Arquitectura con aprendizaje basado en problemas (ABP). Los métodos de aprendizaje activo como el ABP se adaptan mejor que los métodos tradicionales a los desafíos actuales de la docencia por competencias. La experiencia alcanzó a un total de 324 estudiantes y 8 profesores. Se trata del primer caso documentado de aplicación del método ABP a gran escala en la disciplina de Estructuras en España. La investigación incluye una evaluación sistemática del programa en todas las fases: diseño, proceso y resultados. Se emplea un modelo de la teoría de evaluación de programas con un enfoque mixto (cuantitativo y cualitativo) de recogida y análisis de datos. En la evaluación han participado profesores, estudiantes y expertos multidisciplinares, que han sido consultados mediante encuestas (de respuestas abiertas y cerradas) y grupos de discusión. Los criterios de evaluación empleados son la adecuación de los componentes del programa a los objetivos, la coherencia de los componentes entre sí, el control de la ejecución y la cobertura, la eficacia en la consecución de los objetivos y la satisfacción de los estudiantes y profesores. Estos criterios se han concretado en 26 variables. Los resultados indican que el programa ha sido eficaz en el logro de la mayor parte de sus objetivos, destacando los avances conseguidos en el rendimiento académico y la asistencia a clase. El estudio realizado permite concluir que el ABP se adapta bien a una docencia práctica de Estructuras, aunque han surgido algunas dificultades relacionadas con la complejidad de aplicación del método. Las conclusiones sobre el funcionamiento del programa, sus puntos fuertes y las principales dificultades encontradas pueden ser útiles para la extrapolación de la experiencia a otros contextos cercanos en el campo de la Arquitectura y la Ingeniería.In this paper, we evaluate the design and implementation of the program of a mandatory subject of Structures in Architecture with problem-based learning (PBL). Active learning methods such as PBL adapt better to the new challenges of competence-based education than traditional methods. The experience reached a total of 324 students and 8 faculty members. It constitutes the first documented experience of large-scale PBL implementation in the discipline of Structures in Spain. The research includes a systematic evaluation of all stages of the program: design, process and results. We used a theory-based program evaluation model, following a mixed approach (quantitative and qualitative) for data collection and analysis. Students, faculty and multidisciplinary experts have participated in the evaluation through surveys (with open and closed questions) and focus groups. The evaluation criteria include adequacy and alignment of program components, implementation control, coverage, efficacy in achieving the course goals and students and faculty satisfaction. These criteria have been measured through 26 variables. The results show that the program has been effective for achieving most of its objectives. Especially remarkable are the advances made in academic performance and class attendance. The evaluation carried out us allowed to conclude that PBL adapts well to a practical approach of teaching structures, although some difficulties appeared in relation to the complexity of implementation of the method. The conclusions obtained on the performance of the program and its strengths and weaknesses could be useful in the extrapolation of the experience to similar contexts in the field of Architecture and Engineering

In vivo evaluation of three-dimensional of volumetric changes using a CAD/CAM chair-side system : technical procedure

An intraoral digital scanner in combination with specialized three-dimensional surface analysis software monitors volumetric changes to soft tissues or dental restorations. This technology can evaluate the success of a specific technique or medium- or long-term clinical outcomes in both clinical and research situations. This article describes how this technology was used to provide immediate chair-side data analysis without the help of specialized laboratory support