Planning and performance measurement in higher education: three case studies of operational research application

Abstract

ABSTRACT : In this work, we illustrate the application of a wide variety of Operations/operational research (OR) tools in higher education through three case studies based on practical applications conducted in the Engineering School of the Universidad de Antioquia. These case studies focus, respectively, on capacity planning, resource allocation, and performance measurement. In the first case study, we model and predict the flow of students enrolled in the industrial engineering program through the new curriculum using system dynamics and algebraic modeling of dropout rates, finding the number of sections for the courses, and the corresponding number of faculty positions needed to support the program structure. The second case study is a course covering model for the new curriculum that considers preferences and capacities of the teaching staff in an integer programming model, to find the uncovered courses of the new curriculum. Finally, the third case study presents a data envelopment analysis tool currently used to evaluate and rank the faculty of the Engineering School according to their teaching performance. The case studies presented in this work showcase how helpful OR tools are to rationalize the decision-making process in higher education institutions.

RESUMEN : En este trabajo presentamos la aplicación de diversas herramientas de Investigación de Operaciones en educación superior a través de tres casos de estudio desarrollados en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquia. Estos casos se enfocan en la planeación de la capacidad, la distribución de los recursos y la medición del desempeño, respectivamente. En el primer caso, usamos dinámica de sistemas para modelar y predecir el flujo de los estudiantes a lo largo del nuevo currículo del programa de Ingeniería Industrial y modelamos algebraicamente las tasas de deserción de los estudiantes, obteniendo el número de grupos necesarios para los cursos del currículo y la cantidad de profesores necesarios para apoyar la oferta académica. El segundo caso es la aplicación de un modelo de cobertura de cursos para el nuevo currículo, considerando las preferencias y capacidades de los profesores vinculados al departamento de Ingeniería Industrial en un modelo de programación lineal entera y cuyos resultados fueron la cantidad de cursos no cubiertos por área académica. Finalmente, el tercer caso presenta una herramienta basada en Análisis Envolvente de Datos que es usada actualmente para evaluar y clasificar a los profesores de la Facultad de Ingeniería de acuerdo con su desempeño docente. Los casos de estudio presentados en este trabajo muestran la utilidad de las herramientas de Investigación de Operaciones para racionalizar la toma de decisiones en instituciones de educación superior.