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

Abstract

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.