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Esta fase se inicia con una reunión de una semana de duración en régimen de internado a comienzos de curso en la que los alumnos que han superado la fase de docencia realizan una propuesta para su investigación, de acuerdo con su tutor, y presentan un “position paper” sobre dicha investigación. Estas presentaciones se realizan en sesiones plenarias en las que participan todos los alumnos y los coordinadores y en las que los participantes realizan preguntas, comentarios y sugerencias de mejora a los trabajos presentados.
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Posteriormente, los alumnos realizan la investigación en la Unidad de Investigación de la Universidad en la que están inscritos en el programa aunque es posible y recomendable que realice estancias en otras universidades del programa o en otras universidades extranjeras (predominantemente europeas, con el fin de facilitar la obtención del Doctorado Europeo) en las que se estén llevando a cabo investigaciones punteras en el tema que es objeto de su estudio.
Esta fase finaliza también con una reunión de una semana de duración en régimen de internado a finales de curso en la que los alumnos presentan ante un tribunal los trabajos de investigación. Dicho tribunal ofrece preguntas y comentarios, y también le proporciona sugerencias de mejora por escrito (de forma similar a como las hacen los referees de revistas con sistema de evaluación por pares).
Para lograr los objetivos indicados en esta fase de investigación, en la fase de docencia se se asigna a cada alumno un tutor de desarrollo de contenidos teóricos (Tutor teórico) y un tutor de desarrollo metodológico (Asesor metodológico). Los tutores orientarán a los alumnos en la búsqueda bibliográfica, el seguimiento de los diversos aspectos de la elaboración del trabajo de investigación, en la puesta en contacto del alumno con centros y grupos de investigación, nacionales y extranjeros, y estimularán la estancia del doctorando en un Centro de investigación extranjero, que estudie temas y cuestiones similares a los intereses del doctorando.