交叉学科的建构式生产实习模式研究

韩景芸, 宋 崴, 李晓明, 乔惠婷, 蒲 放, 樊瑜波

(北京航空航天大学 生物与医学工程学院,北京 100083)

以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济需要大批工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”人才作为支撑[1]。但目前我国高等工程教育还较多地存在产教融合不够深入、工程教育实践环节薄弱、人才培养与企业实际需求脱节等问题,导致在大学生人才市场上出现结构性过剩与短缺并存的现象[2]。

实践教学是培养具有创新能力人才的有效途径,其中生产实习是学生与企业联系最为紧密的一个实践教学环节,其目的是强化学生对已学专业知识的理解和运用,训练学生解决实际工程问题的能力,培养勇于探索创新的精神,以及激发协作、竞争、沟通等多重融入职业的意识[3]。但近年来,随着社会经济形态和市场结构的变化,工科院校的生产实习在实习基地建设、实习模式、实践内容等方面均出现了一些共性问题,导致生产实习无法激发学生的主动性,实践效果与教学目标相差甚远[4-7]。我校生物医学工程专业始终重视实践教学的创新,针对相关产业对高端创新型人才的需求,不断优化实践教学体系,基于建构主义的教学与学习观,对生产实习中的3个关键问题“去哪实习”“怎样实习”以及“如何保障实习成效”进行了深入的探索与实践。

1 交叉学科生产实习面临的问题与挑战

生物医学工程(简称BME)是生物学、医学、工程学交叉融合的学科,其支撑产业——医疗器械属于国家重点支持的战略新兴产业[8],虽经历了40余年的发展,“新”仍是当前的状态,更是未来的趋势。基于此,生物医学工程专业的生产实习,面临诸多问题与挑战:

(1) 日益细化的学科分支与有限的综合性实习基地之间的矛盾。生物医学与工程技术的深度交叉衍生出众多学科方向,而一般的医疗器械企业涉及学科有限,较难找到“广度”与“深度”均相匹配的大型企业进行生产实习,更难以开展一站式的集中式实习[9-10]。

(2) 企业对人才的综合素质要求与学生能力不足之间的矛盾。企业需要的是能立即对生产、经营、管理派上用场的人,而实习生(简称:实习生)知识与经验欠缺,很难在短时间内开展有意义的工作,对企业没有吸引力。

(3) 实习内容宽泛性与学生发展需求个性化之间的矛盾。BME覆盖学科范围广,多而全的实习安排会导致实习方向过多,实习内容形式化,与学生个性化能力发展的诉求不一致,使得实习对学生无吸引力。

2 实习基地结构性优化建设

基于BME专业特点,以产学研结合为基础,促进高校与高新技术企业之间的合作,探索学科结构相对完整、实践条件较为完备的,分布式生产实习基地群的建设与运行模式。

2.1 优化基地构成,布局结构性人才培养

随着国家创新驱动发展战略的深入实施,高校作为科技第一生产力和人才第一资源的重要结合点,在创新驱动中的引领与支撑作用日益彰显。我校生物与医学工程学院依托自身学科、知识、人才优势引起相关企业关注:在分子、细胞、组织、器官及系统等各个层次开展基础科学与前沿技术研究,通过原创性研究成果转化助力企业核心竞争力提升; 拥有国际化的、精于专业教学和科研工作的 “双师型”师资队伍,可为企业定制各层次人才培训课程; 建设了跨学科综合开放实验平台,具有测试、设计、分析、制造全方位的软硬件设施,能够延伸企业功能,节省企业成本。

利用以上资源,学院与企业进行广泛合作,同时挑选那些能够兼顾生产与研发、核心产品技术发展前景好、能够为学生设计合适岗位的企业,建立覆盖学科方向的分布式实习基地群。一方面,以科研合作带动实习基地建设,着眼于不同企业的不同专长。基于每个企业在某一方向相对完整的实践体系元素,以分散的实习模式代替传统的集中实习。另一方面,根据国家经济战略性调整,不断优化基地企业结构,与“国家创新驱动发展战略”相适应,布局好人才培养结构,避免与社会需求脱节。

2.2 整合校内外资源,支撑个性化发展

学院对近3年本科毕业生去向进行了统计,约51%与24%的学生分别在国内或国外继续深造,约24%的学生选择外企、事业单位等就业。而建构主义理论认为，学习者要想真正学到知识,就必须自己去发现和转换复杂的信息[11]。因此实习过程必须能够引起学生兴趣,激发其主观能动性。

鉴于此两点,我们根据学生毕业去向或学生兴趣,与实习单位协调进行实习岗位设计(见图1)。涉及生物力学、生物材料、康复工程、医用电子、医用信息、生物工程等诸多方向,每个方向又包含技术开发与技术服务等不同类型,从而将实习内容与学生的未来发展密切联系起来,体现了实习的现实意义,调动了学生的学习兴趣。此外,除了实习单位导师外,还为学生配备校内导师,一方面利用校内平台进行实习前的基础技能及安全培训,另一方面使校内导师能够跟进实习进度,更好地理论联系实际,更好地推进产学研合作,为学生有效开展工作提供支撑,并体现学生在实习中的主体地位。

图1 基于学生兴趣进行实习岗位设计

3 支架式生产实习体系构建

3.1 课程支撑体系设计

在探索医工深入交叉的实践教学过程中,为了充分利用在企业的时间,打通各个环节的隔阂,学院将课程体系进行了系统化构建。一方面避免教学内容与能力培养内容的重复设置,另一方面在上游教学中有针对性地为下游教学任务提供支撑,从而最大限度地发挥各阶段教学的效用。

以植介入医疗器械设计方向实习为例,在大三下学期专业模块课程中,安排了企业人员专题讲座、车间与研发部门参观、医院观摩等内容(见图2),将传统实习中对企业的认知、对典型产品技术创新体系的了解、对研发手段与工具的熟悉等内容全部穿插进去。通过模块理论课程与工程实训课程,掌握必要的专业知识和医学知识、设计与分析软件、材料性能测试及快速成型专业技能等。在六月份课程结束时,学生完成了生产实习的热身,为七、八月份“即时入梯队,直接做项目”的实习模式提供了强有力的支撑,能够有效缩短融入企业的时间,提高实习成效。与此同时,通过跟随企业团队进行实际项目研发,开拓了专业视野,丰富了实战经验,对行业发展状况及面临的挑战有了一定的认识,尤其对产学研结合有了切身的认识与理解,为下游的概念型产品专业设计课程提供直接的认知及工程经验支撑。

图2 支撑课程体系构建

3.2 自上而下的个体负责制实习

“团队合作、问题解决以及在小组中的学习能力”,这3者在职场中的重要性与日俱增[12]。为了在较短的实习时间内,开展切实有效的工作,使3～5个学生为一个合作小组,跟随一个实习单位导师工作。导师首先下达一个相对复杂、完整、真实的工程任务,而非一个中间环节或者一个简化工作。实习生需根据任务要求,通过综合运用已有知识,以及调研、分析、论证等工作,制定出详细的工作计划和方案,并就方案的可执行性与导师商讨修订。为了严格把控执行进度,小组成员之间必须兼顾合作与分工。每个成员在献计献策优化整体工作进程的同时,又要面对独立任务,需要通过自主学习及尝试测试、分析、建模等方法,制订有效的技术方案,并得到预期结果。整个小组的工作成效有赖于小组中每个成员的工作成效,每个成员的工作与集体的工作直接相关,因此每个成员除了对自己的工作负责外,还要对集体的工作负责,从而使小组成员承担了必要的工作压力,并获得必要的工作动力。

通过上述“自上而下的实习小组任务”与“个体负责制的合作”相结合的实习模式,在成员之间构建出相互支撑的关系,还能方便导师更有针对性地为小组成员提供技术帮助。在显著促进自主学习效果的同时,能够提升学生的职场技能,如与成员相互交流、支持与鼓励的能力,通过有礼貌的反驳坚持自己的观点并博取赞同的能力,化解冲突及营造积极工作环境的能力等。从而有助于形成小组成员间的互惠,促进职业能力的提升。

4 生产实习的过程管理与评价

4.1 实习形式与内容并重

在生产实习过程中,除了注重实习内容的建设与管理,还提出“形式并重”的概念,以加强实习过程的吸引力和实效性。如图3所示。

图3 生产实习活动与形式的多样化

对单位提供的岗位设置了应聘环节,学生可根据自己的兴趣填报志愿,并参加由实习单位组织的面试,特别是对岗位有限的热门企业和职位,学生需要充分准备,竞争上岗。实习单位会根据面试情况确定录用名单、分配具体岗位,同时学院委托实习单位为通过面试的学生配备实习员工卡,要求实习生与正式员工一样打卡上下班。通过这些看似形式的细节举措与管理,增加了学生的实习兴趣,密切了与实习单位的关系,增强了工作责任感。

为了进一步丰富实习内容,采取了如下3项举措。一是让实习生参加工作例会,熟悉企业氛围,并在对具体工程问题的处理过程中培养批判性思维。二是组织创业与职场座谈会,由实习单位创业人员分享自主创业经历,让学生在潜移默化中受到创新创业思想的熏陶,同时对如何提高就业竞争力、如何快速实现从学生到员工的转变、如何快速融入企业等问题进行重新认识,为以后的职业定位提供有价值的参考经验。三是建立实习工作微信群,实习生可随时进行在线沟通与资料共享,保持线上线下、单位学校,不同时间、不同地点的沟通交流,形成实习工作小组成员间互相学习、自我管理的良好状态。而实习单位导师和学校导师则可通过微信平台,及时推送辅助性参考资料或学习文件,促进学生理解实习任务、拓展思维、把握实习进度、保障实习安全。

4.2 实习效果评价

评价是指学校中用来测量学生表现和教师教学效果的方法[13]。教育心理学中将评价方法概括为形成性和总结性两类[12],其中前者关注的是当前,目的是解决“现在做得怎样,怎样才能做得更好”的问题,而后者则是总结“过去一段时间做得怎样”的问题。建构主义学习理论强调反馈的积极作用,指出教师及时反馈学生做法的正确性和过程的合理性,认为其对解决复杂问题能力培养具有重要意义[14]。基于此,在实习过程中建立了“SMART”评价方法(见图4),将形成性与总结性评价相结合,突出评价主体的多元化和评价形式的多样化[15]。

图4 SMART实习评价内容与形式

在实习过程中,实习单位导师、组内成员、校内导师及学生本人均为评价主体。实习单位导师要对学生工作情况进行每日、每周和整个实习周期3种时间跨度的评价。在每日会上,导师针对存在的问题进行讨论,促进学生工程思维习惯的养成; 每周导师都会听取小组汇报,督促实习进度; 实习结束时,导师会从努力程度、进步大小、能力水平、实习成效等方面对每个实习生进行综合评价,在肯定成绩的同时,对学生的不足和发展潜力提出建议。同伴评价指小组成员之间的反馈与评价。在日常工作中,小组成员间既会有灵感的碰撞,也会有分歧和争辩,这有利于学生协作和批判思维能力的发展,在实习总结时,学生需从合作能力、工作效率、贡献大小等方面对其他成员进行总结评价。此外,每个实习生还需在知识性和时间性方面[16]进行自我评价,并从“联系性、价值性、沟通性”[16]方面对实习安排和实习导师进行评价。最后,校内导师结合学生实习工作表现以及汇报展示情况,对学生的实习成效和语言文字表达能力给出评价。

5 结语

根据新经济的发展和BME相关产业的特点,传统的实习模式与“实践能力强、职业素质高、具有国际竞争力”的人才培养目标不相匹配。如何整合校内外资源,实施更加有实效的、个性化的实习教育已成为当前高校实践教学改革的重要一环。

本文基于构建主义的教育理念,依托高校学科优势,探索建立了分布式的实习基地群,通过优化实习基地企业构成、丰富岗位类型等方式,支撑结构型人才市场需求和学生个性化发展需求。同时从课程体系规划、学生工作模式、实习形式管理以及实习成效评价等方面,构建了上游课程对生产实习、导师对实习生、小组成员之间的支撑关系,丰富了实习内容,建立了多元化的形成性与总结性相结合的全过程评价体系。实现了“即时入梯队,直接做项目”的实战式实习模式,充分调动了学生实习的主动性,并形成了以教师反馈为辅、以学生实践为主的 “合作分工与分工合作”的互惠式学习与工作方式。通过近两年的实践,学生对生产实习的兴趣与主动性显著提高,有效促进了学生职业素质与能力的养成,为生产实习教学环节的进一步改进提供了参考。