Factors affecting the engagement of academics of engineering studies towards sustainable development

Higher education institutions (HEIs) play a critical role in societies’ transition towards sustainable development (SD), as they educate future professionals and decision makers. Engineering is widely recognised as a critical discipline for addressing global challenges and contributing towards a sustainable future. In the last few decades, numerous technical universities have devoted major efforts to integrating SD into engineering curricula. However, there is still an increasing need to further transform learning and training environments, and to build capacity of educators and trainers, on SD issues. Advances being made in curriculum and educators’ practices, at all levels of education, are slow and incremental, and more effort is needed to properly institutionalise education for SD in technical universities. Implementation of SD in the different university functions appears to face various challenges. On the one side, learning processes enabling changes depend to a large extent on the academic professionals and their capability and willingness to support transformative processes. On the other side, scientific literature highlights a number of barriers to change that persist and prevent lasting faculty engagement, including: i) limited institutional commitment, and lack of appropriate policies and incentives to promote sustainability at different university levels; ii) conservative disciplinary structures and resistance to change; iii) lack of awareness or proper professional development of professors; and iv) high work pressure, lack of time, and overcrowded curricula. This thesis analyses the factors affecting the engagement of academics of engineering studies in SD, addressing the shortcomings cited above. Chapter 1 assesses the role of online training courses in promoting SD in engineering degrees, within continuing professional development (CPD) strategies. In it, two sets of quantitative and qualitative indicators are combined to assess the perceived relevance of training proposals developed in the framework of the present thesis, and the learning acquisition of participants. Chapter 2 analyses the research profile of engineering academics promoting education in SD, by employing a bibliometric research approach to compare and characterise academics with different degrees of expertise and involvement in SD. Chapter 3 complements the previous chapter by providing a characterization of a group of professors participating in a training program, integrating a qualitative approach. Finally, Chapter 4 focusses on the effects of integrating SD into real-world teaching modules in a subject of basic engineering science, employing a research approach that is eminently qualitative. Overall, the results provide evidence that online learning can be an effective approach for continuing professional development of academics. The findings also suggest that the engagement of specifics academic profiles can facilitate a cultural change in engineering education, as well as more holistic transformations of universities towards SD. We suggest that two specific research fields be explored in the near future: i) engagement of accreditation agencies and professional engineering institutions; and ii) solid commitment of HEIs towards the integration of Sustainable Development Goals from the United Nations in their academic functions.Les institucions d'educació superior tenen un paper fonamental en la transició de les societats cap al desenvolupament sostenible (DS), a través de l'educació dels futurs professionals i responsables polítics. L'enginyeria és àmpliament reconeguda com una disciplina fonamental per abordar els desafiaments globals i contribuir a un futur sostenible. En les últimes dècades, diverses universitats tècniques han dedicat grans esforços a integrar la DS en el currículum d'enginyeria. No obstant això, encara hi ha una necessitat creixent de transformar encara més els entorns d'aprenentatge i formació, i desenvolupar la capacitat dels educadors i formadors en qüestions de DS. De fet, els canvis reals en el currículum i en les pràctiques dels educadors, en els diferents nivells educatius, s'han descrit com lents i essencialment caracteritzats per avenços incrementals, de manera que es necessiten més esforços per institucionalitzar adequadament l'educació per al DS a les universitats tècniques. Més específicament, la implementació del DS en les diferents funcions universitàries és un desafiament per diferents raons. D'una banda, els processos d'aprenentatge que permeten canvis depenen en gran mesura dels acadèmics i de la seva capacitat i disposició per donar suport als processos transformadors. D'altra banda, la literatura científica ressalta una sèrie de barreres al canvi que persisteixen i prevenen la participació duradora dels acadèmics en aquests processos, entre les quals cal destacar: i) compromís institucional limitat i falta de polítiques i incentius apropiats per promoure la sostenibilitat en les diferents funcions universitàries; ii) estructura disciplinària conservadora i resistència al canvi; iii) manca de coneixements específics i d'un desenvolupament professional adequat per als professors; iv) important pressió sobre el rendiment laboral, manca de temps i pla d'estudi saturat. A partir d'aquests antecedents, aquesta tesi analitza i argumenta els factors que afecten el compromís del professorat dels estudis d'enginyeria amb el DS, en un esforç per abordar la deficiència esmentada anteriorment. El Capítol 1 avalua el paper dels cursos de formació en línia, dins de les estratègies de desenvolupament professional continu, en la promoció del DS en els títols d'enginyeria. Es combinen dos conjunts d'indicadors quantitatius i qualitatius per avaluar la rellevància percebuda d'unes propostes formatives desenvolupades en el marc de la present tesi, així com el grau d'adquisició d'aprenentatge dels participants. El Capítol 2 analitza el perfil de recerca dels acadèmics d'enginyeria que promouen l'educació en SD en les seves funcions; emprant un enfocament d'investigació bibliomètrica per comparar i caracteritzar acadèmics amb diferents graus de coneixement del DS. El Capítol 3 complementa el capítol anterior, proporcionant una caracterització d'un grup de professors que participen en un programa de formació, integrant un enfocament qualitatiu. El Capítol 4 es centra en els efectes de la integració del DS en mòduls didàctics d'una assignatura d'enginyeria bàsica, emprant un enfocament d'investigació eminentment qualitatiu. En general, els resultats proporcionen evidència que l'aprenentatge en línia pot ser un enfocament eficaç per al desenvolupament professional continu dels acadèmics. Els resultats també suggereixen que la participació de perfils acadèmics específics pot facilitar un canvi cultural en l'educació d'enginyeria, així com transformacions més holístiques de les universitats cap al desenvolupament sostenible. Dos camps de recerca específics es suggereixen com a camí d'investigació a seguir, específicament: i) la participació de les agències d'acreditació i les institucions professionals d'enginyeria en les polítiques de promoció del DS; i ii) el compromís de les institucions d'educació superior amb la integració dels Objectius de Desenvolupament Sostenible de les Nacions Unides en les seves funcions acadèmiques.Las instituciones de educación superior desempeñan un papel fundamental en la transición de las sociedades hacia el desarrollo sostenible (DS), educando a los futuros profesionales y responsables políticos. La ingeniería es ampliamente reconocida como una disciplina fundamental para abordar los desafíos globales y contribuir a un futuro sostenible. En las últimas décadas, diversas universidades técnicas han dedicado grandes esfuerzos para integrar el SD en el currículum de ingeniería. Sin embargo, todavía existe una necesidad creciente de transformar aún más los entornos de aprendizaje y formación, y desarrollar la capacidad de los educadores y formadores en materia de DS. De hecho, los cambios reales en el currículum y en las prácticas de los educadores, en los distintos niveles educativos, se han descrito como lentos y esencialmente caracterizados por avances incrementales, de manera que se necesitan más esfuerzos para institucionalizar adecuadamente la educación para el DS en las universidades técnicas. Más específicamente, la implementación del DS en las distintas funciones universitarias es un desafío por distintas razones. Por un lado, los procesos de aprendizaje que permiten cambios dependen en gran medida de los académicos y de su capacidad y disposición para apoyar los procesos transformadores. Por otro lado, la literatura científica resalta una serie de barreras al cambio que persisten y previenen la participación duradera de los académicos en estos procesos, entre las cuales cabe destacar: i) compromiso institucional limitado y falta de políticas e incentivos apropiados para promover la sostenibilidad en las distintas funciones universitarias; ii) estructura disciplinaria conservadora y resistencia al cambio; iii) falta de conocimientos específicos y de un desarrollo profesional adecuado para los profesores; iv) importante presión sobre el rendimiento laboral, falta de tiempo y plan de estudios saturado.A partir de estos antecedentes, esta tesis analiza y argumenta los factores que afectan el compromiso del profesorado de los estudios de ingeniería con el DS, en un esfuerzo por abordar la deficiencia citada anteriormente. El Capítulo 1 evalúa el papel de los cursos de formación en línea, dentro de las estrategias de desarrollo profesional continuo, en la promoción del DS en los títulos de ingeniería. Se analizan la relevancia percibida de unas propuestas formativas desarrolladas en el marco de la presente tesis y el grado de adquisición de aprendizaje de los participantes. El Capítulo 2 analiza el perfil de investigación de los académicos de ingeniería que promueven la educación en DS en sus funciones; empleando un enfoque de investigación bibliométrica para comparar y caracterizar académicos con diferentes grados de conocimiento del DS. El Capítulo 3 complementa el capítulo anterior, proporcionando una caracterización de un grupo de profesores que participan en un programa de formación, integrando un enfoque cualitativo. El Capítulo 4 se centra en los efectos de la integración del DS en módulos didácticos de una asignatura de ingeniería básica, empleando un enfoque de investigación eminentemente cualitativo. En general, los resultados proporcionan evidencia de que el aprendizaje en línea puede ser un enfoque eficaz para el desarrollo profesional continuo de los académicos. Los hallazgos también sugieren que la participación de perfiles académicos específicos puede facilitar un cambio cultural en la educación de ingeniería, así como transformaciones más holísticas de las universidades hacia el desarrollo sostenible. Dos campos de investigación específicos se sugieren como camino de investigación a seguir, específicamente: i) la participación de las agencias de acreditación y las instituciones profesionales de ingeniería en las políticas de promoción del DS; y ii) un sólido compromiso de las instituciones de educación superior con la integración de los Objetivos de Desarrollo Sostenible en sus funciones académicas

Profiling research of the engineering academics who successfully promote education in Sustainable Human Development

Over the last decades, engineering faculties and universities have become increasingly engaged in integrating sustainable development into their different functions. Notwithstanding, more effort is required to effectively integrate sustainability principles as a whole-university approach, and specifically, in technical universities. Scientific literature highlights the main barriers to the success of initiatives that address this shortcoming. A better understanding of the scientific profile of the academics who engage in sustainable development activities can help to develop and promote initiatives for increasing faculty engagement in all academic functions. For this purpose, this study presents a bibliometric analysis of the scientific production of an academic community involved in a European initiative aimed at capacitating engineering academics for sustainable development. Specifically, two groups of academics with different degrees of expertise and involvement in sustainable development were characterized and compared, revealing common trends and similarities of their research production. The results have different implications for future strategies aimed at engaging specific academic profiles in the field of engineering, highlighting especially health science–related fields linked with engineering as a potential opportunity of promoting the integration of sustainable development in engineering education. Further analysis is required to determine the university rankings and their potential implications for the integration of sustainable development, as well as appropriate policies and mechanisms of faculty rewarding and promotion.Peer ReviewedPostprint (published version

Innovació tecnológica y cultura del consumo: la necesidad de una aproximación sistémica

Al hombre moderno le es difícil concebir el desarrollo y la modernización en términos de reducción y no de incremento del consumo de energía. En este sentido, un alto grado de desarrollo es identificado, normalmente, con el más alto consumo de energía posible. Como consecuencia de esta visión, el consumo de ésta ha crecido constantemente durante el último siglo, especialmente en el ámbito doméstico, contrarrestando las continuas mejoras en eficiencia. De forma que, a pesar de estos avances, el aumento del consumo eléctrico doméstico europeo, en tan sólo quince años (1990-2004), ha aumentado en un 31,5%, llegando a representar casi un tercio del consumo final de electricidad de toda Europa1. Es por ello, que los problemas de sostenibilidad global necesitan que el consumo de recursos se centre en una más amplia “cultura del consumo”, enmarcada en su dimensión social al mismo tiempo que tecnológica. Pero en cambio, a pesar de que cada vez más se destaca la necesidad de una reducción y contención de la demanda energética, la investigación se focaliza básicamente en productos y tecnologías más eficientes subestimándose el factor humano en su utilización. En este sentido, la innovación tecnológica se presenta a menudo según trayectorias preestablecidas y poco flexibles2 a las que los usuarios tienen que adaptarse, considerándose, muchas veces, el aporte de la investigación social sólo como una medida de final de tubería que facilite vencer las “barreras no técnicas” a la aceptación y penetración de las nuevas tecnologías. Esta aportación pretende ser una reflexión, desde una perspectiva coevolutiva3 sobre la necesidad de una aproximación sistémica al problema energético actual que considere, al mismo tiempo, tanto la innovación tecnológica como el cambio en el modelo de consumo necesario para que su introducción sea efectiva.Peer Reviewe

Promoting digital inclusion in modern transport systems: the management and use of data in the H2020 DIGNITY project

Objectius de Desenvolupament Sostenible::11 - Ciutats i Comunitats Sostenibles::11.2 - Per a 2030, proporcionar accés a sistemes de transport segurs, assequibles, accessi­bles i sostenibles per a totes les persones, i millorar la seguretat viària, en particular mitjan­çant l’ampliació del transport públic, amb especial atenció a les necessitats de les persones en situació vulnerable, dones, nenes, nens, persones amb discapacitat i persones gran

Global dimension in engineering education : promoting global learning in Spanish universities

La iniciativa ‘Dimensión Global en los Estudios Tecnológicos’ (GDEE) es una red que pretende mejorar el conocimiento, la comprensión crítica y los valores actitudinales de los estudiantes y de los postgraduados de las universidades científicotecnológicas en relación al Desarrollo Humano Sostenible (DHS). El objetivo es promover la integración del DHS como tema transversal en el currículo, mediante la mejora de las competencias de los profesores y a través de su participación y la de los estudiantes en iniciativas relacionadas con el DHS. La iniciativa empezó como un proyecto de colaboración entre un consorcio de universidades europeas y ONGs financiado por EuropeAid. Esta contribución presenta y discute la experiencia europea GDEE, profundizando las barreras y oportunidades encontradas, centrándose especialmente en la replicabilidad potencial de esta iniciativa. Estos resultados se complementan con la caracterización y el análisis comparativo del perfil académico de una comunidad de profesores implicados en actividades promovidas por GDEE.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Key characteristics of academics promoting sustainable human development within engineering studies

In the last decade, a growing number of technical universities and engineering faculties have been promoting various initiatives aimed at integrating sustainable development in their activities. Despite the fact that the commitment of the academic staff has been widely recognised to have a key role in university change processes towards sustainable development, few studies have specifically analysed the characteristics of academics engaged in such processes. The present study provides an analysis and a profile of a group of academics, participating in a training programme on sustainable human development, granted by a European fund. The methods employed include a semi-structured survey, focussing on the academic activities and social outreach of the participants, complemented by a bibliometric analysis of their scientific production. The findings show: 1) an interdisciplinary profile of the academics, 2) an integration of sustainable development principles in all academic activities and 3) a promotion of those principles outside the university. It is emphasised that the commitment of this type of academics can facilitate a cultural change in engineering education, as well as more holistic transformations of universities towards sustainable development. The paper concludes by providing recommendations for leaders and policy makers of higher education institutions on the implementation of appropriate policies and mechanisms to facilitate faculty engagement in sustainable development.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

El Mapa de la Sostenibilitat, la visió d'una eina per a la promoció de la recerca en sostenibilitat a la UPC

La ciència i la tecnologia juguen un paper important en el camí cap a una societat sostenible, però al mateix temps, promouen l’increment de la productivitat i la innovació tecnològica cap a noves oportunitats per al consum. Com a conseqüència es produeix la paradoxa que mentre el nostre coneixement, comprensió i capacitat tecnològica incrementa les incerteses entorn a la problemàtica socioambiental a totes les escales es magnifiquen. Les universitats tecnològiques juguen un paper important en aquest debat perquè, tot i no ser les úniques, sí que són motors molt importants per als avenços tècnics i científics en l’àmbit de les enginyeries i l’arquitectura. Avui es troben immerses en el procés d’incorporar el discurs de la necessitat d’establir models de desenvolupament sostenibles que promocionin el fre a les pautes de producció i consum no sostenibles i independitzin l’avenç social de les tecnologies. Tant mateix ben poca cosa han fet per començar a posar en pràctica aquest discurs que sembla orientar-se a preàmbuls i declaracions no operatives. La tercera missió de la universitat entesa com “l’impuls i la promoció de totes aquelles activitats que enforteixen el vincle entre universitats i necessitats socials, locals i regionals” ha deixat d’estar vigent i ha donat pas a incloure en el compromís social “totes aquelles activitats que aporten un corrent d’ingressos addicionals o que promouen la comercialització dels recursos universitaris”. Actualment, comparar l’increment, recursos i orientació de la recerca de les càtedres d’empresa amb l’aportació de coneixement a les demandes socials que no generen benefici crematístic és un exercici descoratjador i adhuc mancat de valors humans. Per tant, hi ha molt camí per recórrer abans la universitat no recuperi el seu sentit tradicional de compromís social. És necessari per exemple, conèixer com les diferents branques de la recerca universitària conceben la seva aproximació a la sostenibilitat; una revisió dels criteris de valoració i avaluació institucional de l’activitat acadèmica; fer palesa la necessitat d’incorporar la sostenibilitat com a principi actiu i transversal de tota activitat acadèmica a centres i escoles; i comunicar, difondre i donar valor a la posada en pràctica de la recerca en sostenibilitat dels investigadors i grups de recerca. És amb aquestes orientacions que es concep actualment l’existència d’un Mapa de la Sostenibilitat de la UPC.Peer Reviewe

The DIGNITY project: toward a system of inclusive digital mobility in the Barcelona metropolitan area

Recent developments in the transport and mobility sectors are radically altering mobility patterns; these include digitization, smart mobility applications, and local digital services, which offer a wide range of innovations that are adaptable to rapidly-evolving lifestyles. However, many services currently are offered as an "online" mode or incorporate digital elements, and the lack of adequate digital literacy or of specific competencies / skills can be expected to generate situations of exclusion. The DIGNITY project (https://www.dignity-project.eu/), a European initiative in the European Union's H2020 framework, aims to promote an ecosystem of digital mobility services that is sustainable, integrated, and user-friendly, and which improves accessibility, social inclusion, daily mobility experiences, and everyday life of all residents. The project selected four pilot studies in five EU countries (Spain, Italy, Belgium, the Netherlands, and Germany) for their innovative proposals in sustainable inclusive mobility. The case studies apply the DIGNITY approach, which is based on conducting workshops, interviews, and surveys. Here, we specifically address the study based in Barcelona, which is at the forefront in smart urban transformation. The digital divide in mobility in the Barcelona Metropolitan Area was evaluated using a mixed approach of combining literature review with a quantitative survey. The results reveal the needs and perceptions of people about local mobility, as well as the gaps in the use of technology products and services.Objectius de Desenvolupament Sostenible::10 - Reducció de les DesigualtatsObjectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i InfraestructuraPostprint (published version

Global engineers: key professionals for sustainable human development

Postprint (published version

Promoting sustainable human development in engineering: assessment of online courses within continuing professional development strategies

Higher Education Institutions play a critical role in societies transition towards sustainable development, educating future professionals and decision makers. In the last few decades, a number of technical universities have devoted major efforts to integrating sustainable development into engineering curricula. There is still, however, an increasing need to further transform learning and training environments and build capacity of educators and trainers on sustainable development issues.Against this background, this paper assesses the role of online training courses, within continuing professional development strategies, in promoting sustainable human development in engineering degrees. It was built upon the implementation of a European initiative, the Global Dimension in Engineering Education, promoted by a transdisciplinary consortium of technical universities and non-governmental organisations.In terms of method, this study analyses two sets of quantitative and qualitative indicators to assess i) the perceived quality/relevance of the training proposals, and ii) the learning acquisition of participants. Quantitative indicators were complemented by a descriptive analysis of findings from a semi-structured survey. The results provide evidence that online learning can be an effective approach for continuing professional development of academics. The findings also suggest that participants perceived online courses' contents and curricula, developed jointly by academics and practitioners of non-governmental organisations, as relevant and useful for integrating sustainability principles in teaching activities. To conclude, authors recommend the leaders of higher educational institutions to explore the integration of online courses addressed to faculty into university policy and strategies, as a way to promote professional development and the engagement of academics on sustainable development.Peer ReviewedPostprint (author's final draft