Cinque ingegneri - con significative esperienze professionali e, inoltre, impegnati nella alta formazione professionale come docenti in master post-laurea - valutano, sulla base del syllabus CDIO, le conoscenze/ competenze acquisite nel corso di laurea in ingegneria rispetto a quelle auspicabili in quanto richieste dal contesto industriale e sociale.

1. Re-ingegnerizzare
Ingegneria
CDIO Survey
Claudio G. Casati
Ottobre 2009

2. Executive Summary
5 ingegneri, con significative esperienze professionali, valutano,
sulla base del syllabus CDIO, le conoscenze/ competenze
acquisite nel corso di laurea in ingegneria rispetto a quelle
richieste dall’industria
I gap piu' rilevanti tra acquisito e auspicabile riguardano:
Capacità di Gestione dell'Integrazione Progettuale
Operatività / Pratica
Visione Manageriale e Strategica
Etica aziendale
Comunicazione
Caratteristiche richieste all’ambiente di apprendimento
Technology-Enhanced:
Integrazione disciplinare (Integrated Course Block)
Project-based learning
Learning by thinking-doing-use
Realizzazione di progetti, per il mondo reale, sperimentando
le varie fasi del ciclo di vita di un prodotto/sistema dalla
ideazione alla gestione operativa. 2

3. Citazione
Engineering Education：Challenges and Strategies, Research
Center for Science, Technology & Education Policy, Zhejiang
University, China, 2009
Progetto DIAlumni, Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale,
Politecnico di Milano, 2009
CDIO - Integrating engineering competencies in engineering
education, Kristina Edström, KTH, October 21, 2008
The CDIO Syllabus, A Statement of Goals for Undergraduate
Engineering Education, Edward F. Crawley, Department of
Aeronautics and Astronautics, MIT, 2001
Queen’s University - Kingston, Canada, Department of
Mechanical and Materials Engineering, Alumni/-ae Survey,
September, 2004
3

4. Acknowledgment
La ricerca è stata realizzata con la collaborazione e il
significativo contributo di:
Ing. Stefano Bianchi
(www.linkedin.com/pub/stefano-bianchi/0/956/200)
Ing. Franco Bochicchio
(www.linkedin.com/pub/franco-bochicchio/13/53a/729)
Ing. Alessandro Dallapè
(www.linkedin.com/pub/alessandro-dallap%C3%A8/6/64/903)
Ing. Simone Ferretti
(albatros4271@libero.it)
Ing. Massimo Manzionna
(www.linkedin.com/pub/massimo-manzionna/7/171/764)
4

5. Contenuti
CDIO Syllabus 2001
Expert Panel - CDIO Survey
Expert Panel - Commenti
CDIO Survey:
Proficiency expectations at MIT Aero/Astro
Alumni/-ae, Queen’s University
5

6. The enabler for engineering
education reform. CDIO
Contributions to cultural Conceive
change, curriculum reform Design
Implement
and learning environments Operate
improvement.
6

7. Necessità di cambiamento
Situazione attuale: Carenza qualitativa e quantitativa
di laureati in ingegneria
Richieste dall’Industria: formare ingegneri che siano
in grado di:
essere più efficaci
lavorare in modo interdisciplinare
essere preparati per la globalizzazione crescente
migliorare la consapevolezza e la capacità di
risposta nei confronti dei cambiamenti ambientali
Necessità di migliorare la formazione
aumentando l’apprendimento esperienziale e
l’apprendimento project-based
migliorando la cooperazione e lo scambio di
conoscenza tra università e industria. 7

8. Learning by use
Learning by doing
Engineering Education：Challenges and Strategies, Research Center for Science,
Technology & Education Policy, Zhejiang University,China 8

9. CDIO Syllabus 2001
1. Technical knowledge and reasoning
2. Personal and professional skills & attributes
3. Interpersonal skills: teamwork & communication
4. Conceiving, Designing, Implementing and Operating
systems in the enterprise and societal context
4. Conceiving, Designing,
Implementing & Operating
Systems in the Enterprise and
Societal Context
1. Technical 2. Personal & 3. Interpersonal
Knowledge and Professional Skills Skills: Teamwork &
Reasoning & Attributes Communication
9

10. Development of Engineering Education
Pre-
Personal, 1950s:
Interpersonal Practice
2000s:
and System CDIO
Building 1960s:
Skills Science
& Practice
1980s:
Science
Disciplinary Knowledge
Engineers need both dimensions, and Engineering
Schools need to develop education that delivers both
10

11. Citazioni
«Chi ama la pratica senza la teoria è come il marinaio
che si imbarca senza bussola e sestante, e non sa
mai dove viene portato» -- Leonardo da Vinci
«A scientist discovers that which exists. An engineer
creates that which never was» -- Theodore von
Kármán, Hungarian-American engineer and physicist
«A good scientist is a person with original ideas. A
good engineer is a person who makes a design that
works with as few original ideas as possible. There are
no prima donnas in engineering» -- Freeman Dyson,
theoretical physicist and mathematician
«Impossible - at MIT - is a code word for Do it » --
Nicholas Negroponte, MIT Media Labs director
Citazioni da: MIT School of Engineering
11

12. CDIO Expert Panel Survey
Sept09
12

13. Expert panel
Direttore società di Ingegneria Logistica, Ingegnere
Meccanico, Politecnico Milano 1986
Direttore Operations, Gruppo Industriale, Ingegnere
Meccanico, Università di Genova, 1989
Direttore Associato, Consulenza Operativa e
Strategica sulla Supply Chain, Ingegnere Gestionale,
Politecnico Milano 1990.
Direttore Centrale Acquisti, Gruppo Industriale,
Ingegnere Telecomunicazioni – Gestionale, Università
di Pisa, 2001.
Direttore di Stabilimento, Gruppo Industriale,
Ingegnere dei Materiali, Università di Trento, 2003
13

14. CDIO Survey Goal
To determine the engineering education gap between
academic curricula and skills & knowledge requested by
industry.
Valutazione del livello di
Legenda dei livelli di
conoscenze/ competenze
conoscenze/ competenze
acquisito e auspicabile
acquisito: il livello di 1 Semplice livello informativo
conoscenze/ competenze Capacità di partecipare e
che possedevi alla laurea 2
contribuire
auspicabile: il livello di Capacità di comprendere e
conoscenze/ competenze 3
spiegare
che oggi vorresti aver Esperto nell'uso e
posseduto alla laurea 4
implementazione
Leadership e capacità di
5
innovazione
14

15. CDIO Survey – Skills & Attributes 1/2
2. PERSONAL AND PROFESSIONAL SKILLS &
Livelli
ATTRIBUTES
2.1 ENGINEERING REASONING & PROBLEM SOLVING Livello acquisito
Capacità di identificare e formulare correttamente 2,4
un problema, di modellarlo ed affrontarlo Livello auspicabile
qualitativamente, di studiare l’effetto delle
3,2
incertezze, di definire una soluzione e le relative
raccomandazioni per il suo utilizzo.
2.2 EXPERIMENTATION & KNOWLEDGE DISCOVERY Livello acquisito
Formulazione di ipotesi, ricerca tra bibliografia 2,4
scritta ed elettronica, analisi di validità mediante Livello auspicabile
sperimentazione. 3,2
2.3 SYSTEM THINKING Livello acquisito
Capacità di valutare le soluzioni in modo integrato, di 2
gestire le situazioni nonstandard e l’interazione tra Livello auspicabile
sistemi, scegliere le priorità, eseguire un’analisi di
trade-off tra le soluzioni 3,2
15

16. CDIO Survey – Skills & Attributes 2/2
2. PERSONAL AND PROFESSIONAL SKILLS &
Livelli
ATTRIBUTES
2.4 PERSONAL SKILLS & ATTRIBUTES Livello acquisito
Capacità di iniziativa ed assunzione dei rischi, 2
perseveranza e flessibilità, capacità di pensare in Livello auspicabile
modo critico e creativo, curiosità e visione a lungo
3,8
termine, capacità di gestire il tempo e le risorse.
2.5 PROFESSIONAL SKILLS & ATTITUDES Livello acquisito
Etica professionale, integrità e responsabilità, 2
capacità di pianificare la propria carriera, capacità di Livello auspicabile
mantenersi aggiornati. 3,8
16

17. 2. Personal and Professional Skills &
Attitudes
2.5 PROFESSIONAL
SKILLS
2.4 PERSONAL
SKILLS
2.3 SYSTEM Valore Auspicabile
THINKING Valore Acquisito
2.2
EXPERIMENTATION
2.1 ENG.
REASONING
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
17

18. CDIO Survey – Communications
3. COMMUNICATION Livelli
3.1 TEAMWORK Livello acquisito
Capacità di formare gruppi di lavoro efficienti, di 1,4
gestirne le operazioni e l’evoluzione, di assumere la Livello auspicabile
leadership .
3,4
3.2 COMMUNICATIONS Livello acquisito
Capacità comunicative tra cui strategia e struttura 1,6
della comunicazione, comunicazione scritta, Livello auspicabile
elettronica o multi-mediale, presentazione orale e
3,6
comunicazione inter-personale.
3.3 COMMUNICATIONS IN FOREIGN LANGUAGES Livello acquisito
Capacità comunicative tra cui strategia e struttura 2
della comunicazione, comunicazione scritta, Livello auspicabile
elettronica o multi-mediale, presentazione orale e 3,4
comunicazione inter-personale.
18

19. 3. Communications
3.3 COMM IN
FOREIGN
LANGUAGES
3.2 Valore Auspicabile
COMM UNICATIONS Valore Acquisito
3.1 TEAM WORK
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
19

20. CDIO Survey – Operating Systems 1/2
4. OPERATING SYSTEMS IN ENTERPRISE &
Livelli
SOCIETAL CONTEXT
4.1 EXTERNAL & SOCIETAL CONTEXT Livello acquisito
Ruolo e responsabilità degli ingegneri, impatto 1 3
dell’ingegneria nella società, regolamentazione, Livello auspicabile
contesto storico e culturale, sviluppo di una
2,8
prospettiva globale.
4.2 ENTERPRISE & BUSINESS CONTEXT Livello acquisito
Capacità di comprendere diversi culture 1
imprenditoriali, strategia d’impresa, obiettivi e Livello auspicabile
pianificazione, capacità di lavoro in strutture 3
organizzate.
4.3 CONCEIVING & ENGINEERING SYSTEMS Livello acquisito
Capacità di definire gli obiettivi e i requisiti, capacità 1,6
di definire una configurazione di prodotto, di Livello auspicabile
modellarla a livello sistemistico per garantire che gli
obiettivi siano rispettati, capacità di sviluppo e 3,4
pianificazione di progetti .
20

21. CDIO Survey – Operating Systems 2/2
4. OPERATING SYSTEMS IN ENTERPRISE &
Livelli
SOCIETAL CONTEXT
4.4 DESIGNING Livello acquisito
Capacità progettuali, mediante opportune fasi ed 1,6
approcci, utilizzo della conoscenza durante il Livello auspicabile
progetto, capacità di gestire progetti mono e
multidisciplinari, capacità di gestire progetti aventi 3,2
multi-obiettivi .
4.5 IMPLEMENTING Livello acquisito
Capacità di progettare ed implementare i diversi 1,6
processi di un progetto, dal punto di vista hardware e Livello auspicabile
software, capacità di gestire l’integrazione, la
3
verifica, la validazione, la certificazione e la gestione.
4.6 OPERATING Livello acquisito
Capacità di progettare e ottimizzare attività 1
operative, addestramento, gestione e sviluppo. Livello auspicabile
3,2
21

22. 4. OPERATING SYSTEMS IN ENTERPRISE
& SOCIETAL CONTEXT
4.6 OPERATING
4.5 IMPLEMENTING
4.4 DESIGNING
Valore Auspicabile
Valore Acquisito
4.3 CONCEIVING &
ENG SYS
4.2 ENTERPRISE &
BIZ CNXT
4.1 EXT & SOCIETAL
CONTEXT
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
22

23. Commenti
Expert Panel
2. Personal And Professional Skills &
Attributes
3. Communications
4. Operating Systems in Enterprise &
Societal Context
23

24. I gap piu' rilevanti tra acquisito e
auspicabile si trovano nelle aree …
SYSTEM THINKING (2.3)
PERSONAL SKILLS & ATTRIBUTES (2.4)
PROFESSIONAL SKILLS & ATTITUDES (2.5)
TEAMWORK (3.1)
COMMUNICATIONS (3.2)
EXTERNAL & SOCIETAL CONTEXT (4.1)
ENTERPRISE & BUSINESS CONTEXT (4.2)
OPERATING (4.6)
24

25. … e sono buchi formativi focalizzati
maggiormente sulla Formazione …
Manageriale, piuttosto che sulla Specialistica,
più precisamente i maggiori gap riguardano:
Capacità di Gestione dell'Integrazione
Progettuale
Operatività / Pratica
Visione Manageriale e Strategica
Etica aziendale
Comunicazione
25

26. CDIO Survey – Skills & Attributes
Commenti dal Direttore Operations
Mentre per 2.1 – 2.2 – 2.3 il livello 4 lo si può raggiungere
necessariamente dopo periodi sostanziali nel mondo del lavoro
(hardware), in quando sono capacità che vanno allenate e testate
sul campo specifico lavorativo in un ciclo di tempo superiore a
quello accademico in cui possono essere solo modellate,
per i punti 2.4. e 2.5 si tratta di una preparazione ed allenamento
continuo che deve essere fatto lungo il persorso accademico:
forma il software (conoscenza, personalità, coscienza, mente,
valori). Ci si deve approcciare al mondo del lavoro già da adulti.
Nel mio caso i livelli ai punti 2.4 e 2.5 appartengono più ad una
acquisizione proveniente da sfera strettamente personale, che ad
un lavoro specifico effettuato in università, per cui il livello
andrebbe abbassato di almeno 1 punto.
Sulla formazione delle conoscenze non andrebbero fatti sconti
circa il livello auspicabile.
26

27. CDIO Survey – Skills & Attributes
Commenti dal Direttore Associato
2.3 System Thinking: troppa enfasi sui problemi ben strutturati, e
sulla one best way: spesso ad Ingegneria è premiante la
soluzione più semplice (quella standard), mentre la realtà è
sempre più sfumata: i problemi reali richiedono spesso un
approccio multidisciplinare, multiculturale e non standard
2.4 capacità di pensare in modo critico e creativo: punto dolente,
l’approccio critico non è premiante, la creatività è poco richiesta;
il modello di mondo che ci hanno insegnato è troppo
meccanicistico (un mondo alla Laplace), in cui i disturbi sono
semplicemente ignorati: servirebbe un po’ di teoria del Caos (e
delle Catastrofi) per capire meglio l’interconnessione fra sistemi
dinamici complessi e la nascita delle innovazioni
2.5 etica professionale ed integrità: è un aspetto importante ma
molto trascurato; più che un approccio teorico, qui secondo me
sarebbe utile avere delle testimonianze dirette;
27

28. CDIO Survey - Communication
Commenti dal Direttore Operations
… niente sconti sull’importanza di formare anche la conoscenza
e l’intelligenza sociale.
Lavoro in team e capacità di comunicazione ed ascolto … 5 anni
di università sono piu’ che sufficieneti per uscire con un livello
alto … se si è convinti che l’uomo vada formato bene prima, c’e’
tutto il tempo per lavorarci su in modo intergrato in un percorso
universitario
… il livello 5 lo lasciamo poi a chi come target, nel mondo del
lavoro continua a formare le menti e le coscienze.
28

29. CDIO Survey - Communication
Commenti dal Direttore Associato
3.1 Poca o nessuna enfasi sulla gestione dei gruppi di lavoro:
non si è mai parlato di dinamiche di gruppo, della gestione del
gruppo di lavoro e soprattutto dei conflitti: poca attenzione
all’aspetto relazionale del lavoro, che è basilare
3.2 Communications anche qui, dal Politecnico ho avuto poco o
nessun contenuto formativo: l’area della comunicazione
interpersonale (scritta e orale) è cruciale nel lavoro di
Consulente (e in ogni ambito professionale), ed è stata ignorata.
29

30. CDIO Survey – Operating Systems
Commenti dal Direttore Operations
… 4.2 – 4.3 - 4.4 – 4.5 – 4.6: In sè ogni singolo corso di laurea
potrebbe aver generato un livello 2 se preso come singolo corso.
Ho abbassato tutti di 1 punto perché un PROGETTO e’ di per
se formato da un complesso di situazioni. Nella mia esperienza
universitaria non ce’ stata alcuna intergrazione e allenamento
trasversale tra corsi.
Non fu fatto nessun workshop multidisciplinare integrato per
coltivare e sviluppare le singole attitudini.
I corsi di laurea furono tutti caratterizzati da bassa integrazione e
trasversalità. Si lavoarava a compartimenti stagni …
volutamente…
30

31. CDIO Survey – Operating Systems
Commenti dal Direttore Associato
4.4 capacità di gestire progetti aventi multi-obiettivi: è molto
importante, ma spesso ad Ingegneria si privilegia la soluzione
che massimizza l’obiettivo più evidente, trascurando di
sottolineare l’interconnessione fra i sistemi aziendali e quindi il
legame fra gli obiettivi.
L’ingegnere in un “mercato globalizzato” incontrerà diverse
culture: etica, codici di comportamento e struttura dei valori sono
diversi paese per paese, e conoscerli è necessario per bene
operare in contesti diversi; anche qui, non vedo molto un
approccio teorico, ma pratico e basato su testimonianze dirette:
cosa vuol dire lavorare negli USA o coi cinesi, quali sono i loro
codici comportamentali, il loro sistema di valori, quali gli errori da
evitare… la conoscenza è necessaria anche per evitare i
pregiudizi.
31

32. CDIO Survey
Proficiency expectations at
MIT Aero/Astro
32

33. Syllabus Level of Proficiency
Question: For each attribute, please indicate which of the five levels
of proficiency you desire in a graduating engineering student
1. To have experienced or been exposed to (Semplice livello
informativo)
2. To be able to participate in and contribute to (Capacità di
partecipare e contribuire)
3. To be able to understand and explain (Capacità di
comprendere e spiegare)
4. To be skilled in the practice or implementation of (Esperto
nell'uso e implementazione)
5. To be able to lead or innovate in (Leadership e capacità di
innovazione)
Groups surveyed:
• alumni 25 years old (Y. Alum),
• alumni 35 years old (O. Alum),
• Faculty (Faculty),
• leaders of industry (Industry)
33

34. 2.
1
En
gi
ne
er
in
Exposure
Innovate
Participate
Practice
Understand
Skilled
2. g
2 R
1.5
2.5
3.5
4.5
1
2
3
4
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Faculty
Y. Alum
Industry
O. Alum
34

35. CDIO Alumni/-ae Survey Sept04
Queen’s University,
Kingston, Ontario, Canada (QUK)
Belfast, Northern Ireland UK (QUB)
QUK: 118 nella classifica generale THES-QS 2009
35

36. Goal of the Survey
To help in the modification of the Mechanical and
Materials Engineering curriculum to ensure that it
leads to the levels of proficiency for graduating
engineers required by industry.
To assist in the review of the curriculum in Fall 2004
To assist in developing the CEAB (Canadian
Engineering Accreditation Board *) submission in
2005
To act as a Benchmark for future surveys
To assist in Benchmarking for the Mechanical and
Materials Engineering program with those of other
universities worldwide
* University engineering programs must normally be reaccredited every six years.
36

37. Comments from Alumni/-ae
From their work experience, many alumni/-ae felt that
the following should be emphasized in the curriculum in
order to better prepare QU graduates for positions in
industry:
More practical application/ real world issues (38%);
A more holistic approach and understanding of the
business world (ex: lean, 6-sigma, TOC)
More group projects/ teamwork (27 %); A good
grasp of project management
Excellent communication skills (21%)
Other comments (14%):
• To learn and be aware of environmental
impacts and issues
• Up to date with latest technologies
37

38. Selected Results – Queen’s Belfast
(QUB) & Kingston (QUK) vs. MIT
Scaled Comparison of CDIO Alumni/-ae Results
4.6 Operating
4.5 Implementing
4.4 Designing
4.3 Conceiving and Engineering Systems
4.2 Enterprise And Business Context
4.1 External and Societal Context
3.2 Communications
QUB Alumni/-ae
3.1 Teamwork MIT Alumni/-ae
QUK Alumni/-ae
2.5 Professional Skills and Attributes
2.4 Personal Skills and Attributes
2.3 System Thinking
2.2 Experimentaion and Knowledge Discovery
2.1 Engineering Reasoning and Problem Solving
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
Proficiency Level
38

39. An Invitation
The book:
Crawley et al. (2007) Rethinking Engineering
Education: The CDIO Approach, Springer Verlag.
ISBN 0387382879
The International CDIO Conference Proceedings
The site www.cdio.org
39