交叉學科的建構式生產實習模式研究

韓景蕓, 宋 崴, 李曉明, 喬惠婷, 蒲 放, 樊瑜波

(北京航空航天大學 生物與醫學工程學院,北京 100083)

以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟需要大批工程實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型“新工科”人才作為支撐[1]。但目前我國高等工程教育還較多地存在產教融合不夠深入、工程教育實踐環節薄弱、人才培養與企業實際需求脫節等問題,導致在大學生人才市場上出現結構性過剩與短缺并存的現象[2]。

實踐教學是培養具有創新能力人才的有效途徑,其中生產實習是學生與企業聯系最為緊密的一個實踐教學環節,其目的是強化學生對已學專業知識的理解和運用,訓練學生解決實際工程問題的能力,培養勇于探索創新的精神,以及激發協作、競爭、溝通等多重融入職業的意識[3]。但近年來,隨著社會經濟形態和市場結構的變化,工科院校的生產實習在實習基地建設、實習模式、實踐內容等方面均出現了一些共性問題,導致生產實習無法激發學生的主動性,實踐效果與教學目標相差甚遠[4-7]。我校生物醫學工程專業始終重視實踐教學的創新,針對相關產業對高端創新型人才的需求,不斷優化實踐教學體系,基于建構主義的教學與學習觀,對生產實習中的3個關鍵問題“去哪實習”“怎樣實習”以及“如何保障實習成效”進行了深入的探索與實踐。

1 交叉學科生產實習面臨的問題與挑戰

生物醫學工程(簡稱BME)是生物學、醫學、工程學交叉融合的學科,其支撐產業——醫療器械屬于國家重點支持的戰略新興產業[8],雖經歷了40余年的發展,“新”仍是當前的狀態,更是未來的趨勢。基于此,生物醫學工程專業的生產實習,面臨諸多問題與挑戰:

(1) 日益細化的學科分支與有限的綜合性實習基地之間的矛盾。生物醫學與工程技術的深度交叉衍生出眾多學科方向,而一般的醫療器械企業涉及學科有限,較難找到“廣度”與“深度”均相匹配的大型企業進行生產實習,更難以開展一站式的集中式實習[9-10]。

(2) 企業對人才的綜合素質要求與學生能力不足之間的矛盾。企業需要的是能立即對生產、經營、管理派上用場的人,而實習生(簡稱:實習生)知識與經驗欠缺,很難在短時間內開展有意義的工作,對企業沒有吸引力。

(3) 實習內容寬泛性與學生發展需求個性化之間的矛盾。BME覆蓋學科范圍廣,多而全的實習安排會導致實習方向過多,實習內容形式化,與學生個性化能力發展的訴求不一致,使得實習對學生無吸引力。

2 實習基地結構性優化建設

基于BME專業特點,以產學研結合為基礎,促進高校與高新技術企業之間的合作,探索學科結構相對完整、實踐條件較為完備的,分布式生產實習基地群的建設與運行模式。

2.1 優化基地構成,布局結構性人才培養

隨著國家創新驅動發展戰略的深入實施,高校作為科技第一生產力和人才第一資源的重要結合點,在創新驅動中的引領與支撐作用日益彰顯。我校生物與醫學工程學院依托自身學科、知識、人才優勢引起相關企業關注:在分子、細胞、組織、器官及系統等各個層次開展基礎科學與前沿技術研究,通過原創性研究成果轉化助力企業核心競爭力提升; 擁有國際化的、精于專業教學和科研工作的 “雙師型”師資隊伍,可為企業定制各層次人才培訓課程; 建設了跨學科綜合開放實驗平臺,具有測試、設計、分析、制造全方位的軟硬件設施,能夠延伸企業功能,節省企業成本。

利用以上資源,學院與企業進行廣泛合作,同時挑選那些能夠兼顧生產與研發、核心產品技術發展前景好、能夠為學生設計合適崗位的企業,建立覆蓋學科方向的分布式實習基地群。一方面,以科研合作帶動實習基地建設,著眼于不同企業的不同專長。基于每個企業在某一方向相對完整的實踐體系元素,以分散的實習模式代替傳統的集中實習。另一方面,根據國家經濟戰略性調整,不斷優化基地企業結構,與“國家創新驅動發展戰略”相適應,布局好人才培養結構,避免與社會需求脫節。

2.2 整合校內外資源,支撐個性化發展

學院對近3年本科畢業生去向進行了統計,約51%與24%的學生分別在國內或國外繼續深造,約24%的學生選擇外企、事業單位等就業。而建構主義理論認為，學習者要想真正學到知識,就必須自己去發現和轉換復雜的信息[11]。因此實習過程必須能夠引起學生興趣,激發其主觀能動性。

鑒于此兩點,我們根據學生畢業去向或學生興趣,與實習單位協調進行實習崗位設計(見圖1)。涉及生物力學、生物材料、康復工程、醫用電子、醫用信息、生物工程等諸多方向,每個方向又包含技術開發與技術服務等不同類型,從而將實習內容與學生的未來發展密切聯系起來,體現了實習的現實意義,調動了學生的學習興趣。此外,除了實習單位導師外,還為學生配備校內導師,一方面利用校內平臺進行實習前的基礎技能及安全培訓,另一方面使校內導師能夠跟進實習進度,更好地理論聯系實際,更好地推進產學研合作,為學生有效開展工作提供支撐,并體現學生在實習中的主體地位。

圖1 基于學生興趣進行實習崗位設計

3 支架式生產實習體系構建

3.1 課程支撐體系設計

在探索醫工深入交叉的實踐教學過程中,為了充分利用在企業的時間,打通各個環節的隔閡,學院將課程體系進行了系統化構建。一方面避免教學內容與能力培養內容的重復設置,另一方面在上游教學中有針對性地為下游教學任務提供支撐,從而最大限度地發揮各階段教學的效用。

以植介入醫療器械設計方向實習為例,在大三下學期專業模塊課程中,安排了企業人員專題講座、車間與研發部門參觀、醫院觀摩等內容(見圖2),將傳統實習中對企業的認知、對典型產品技術創新體系的了解、對研發手段與工具的熟悉等內容全部穿插進去。通過模塊理論課程與工程實訓課程,掌握必要的專業知識和醫學知識、設計與分析軟件、材料性能測試及快速成型專業技能等。在六月份課程結束時,學生完成了生產實習的熱身,為七、八月份“即時入梯隊,直接做項目”的實習模式提供了強有力的支撐,能夠有效縮短融入企業的時間,提高實習成效。與此同時,通過跟隨企業團隊進行實際項目研發,開拓了專業視野,豐富了實戰經驗,對行業發展狀況及面臨的挑戰有了一定的認識,尤其對產學研結合有了切身的認識與理解,為下游的概念型產品專業設計課程提供直接的認知及工程經驗支撐。

圖2 支撐課程體系構建

3.2 自上而下的個體負責制實習

“團隊合作、問題解決以及在小組中的學習能力”,這3者在職場中的重要性與日俱增[12]。為了在較短的實習時間內,開展切實有效的工作,使3～5個學生為一個合作小組,跟隨一個實習單位導師工作。導師首先下達一個相對復雜、完整、真實的工程任務,而非一個中間環節或者一個簡化工作。實習生需根據任務要求,通過綜合運用已有知識,以及調研、分析、論證等工作,制定出詳細的工作計劃和方案,并就方案的可執行性與導師商討修訂。為了嚴格把控執行進度,小組成員之間必須兼顧合作與分工。每個成員在獻計獻策優化整體工作進程的同時,又要面對獨立任務,需要通過自主學習及嘗試測試、分析、建模等方法,制訂有效的技術方案,并得到預期結果。整個小組的工作成效有賴于小組中每個成員的工作成效,每個成員的工作與集體的工作直接相關,因此每個成員除了對自己的工作負責外,還要對集體的工作負責,從而使小組成員承擔了必要的工作壓力,并獲得必要的工作動力。

通過上述“自上而下的實習小組任務”與“個體負責制的合作”相結合的實習模式,在成員之間構建出相互支撐的關系,還能方便導師更有針對性地為小組成員提供技術幫助。在顯著促進自主學習效果的同時,能夠提升學生的職場技能,如與成員相互交流、支持與鼓勵的能力,通過有禮貌的反駁堅持自己的觀點并博取贊同的能力,化解沖突及營造積極工作環境的能力等。從而有助于形成小組成員間的互惠,促進職業能力的提升。

4 生產實習的過程管理與評價

4.1 實習形式與內容并重

在生產實習過程中,除了注重實習內容的建設與管理,還提出“形式并重”的概念,以加強實習過程的吸引力和實效性。如圖3所示。

圖3 生產實習活動與形式的多樣化

對單位提供的崗位設置了應聘環節,學生可根據自己的興趣填報志愿,并參加由實習單位組織的面試,特別是對崗位有限的熱門企業和職位,學生需要充分準備,競爭上崗。實習單位會根據面試情況確定錄用名單、分配具體崗位,同時學院委托實習單位為通過面試的學生配備實習員工卡,要求實習生與正式員工一樣打卡上下班。通過這些看似形式的細節舉措與管理,增加了學生的實習興趣,密切了與實習單位的關系,增強了工作責任感。

為了進一步豐富實習內容,采取了如下3項舉措。一是讓實習生參加工作例會,熟悉企業氛圍,并在對具體工程問題的處理過程中培養批判性思維。二是組織創業與職場座談會,由實習單位創業人員分享自主創業經歷,讓學生在潛移默化中受到創新創業思想的熏陶,同時對如何提高就業競爭力、如何快速實現從學生到員工的轉變、如何快速融入企業等問題進行重新認識,為以后的職業定位提供有價值的參考經驗。三是建立實習工作微信群,實習生可隨時進行在線溝通與資料共享,保持線上線下、單位學校,不同時間、不同地點的溝通交流,形成實習工作小組成員間互相學習、自我管理的良好狀態。而實習單位導師和學校導師則可通過微信平臺,及時推送輔助性參考資料或學習文件,促進學生理解實習任務、拓展思維、把握實習進度、保障實習安全。

4.2 實習效果評價

評價是指學校中用來測量學生表現和教師教學效果的方法[13]。教育心理學中將評價方法概括為形成性和總結性兩類[12],其中前者關注的是當前,目的是解決“現在做得怎樣,怎樣才能做得更好”的問題,而后者則是總結“過去一段時間做得怎樣”的問題。建構主義學習理論強調反饋的積極作用,指出教師及時反饋學生做法的正確性和過程的合理性,認為其對解決復雜問題能力培養具有重要意義[14]。基于此,在實習過程中建立了“SMART”評價方法(見圖4),將形成性與總結性評價相結合,突出評價主體的多元化和評價形式的多樣化[15]。

圖4 SMART實習評價內容與形式

在實習過程中,實習單位導師、組內成員、校內導師及學生本人均為評價主體。實習單位導師要對學生工作情況進行每日、每周和整個實習周期3種時間跨度的評價。在每日會上,導師針對存在的問題進行討論,促進學生工程思維習慣的養成; 每周導師都會聽取小組匯報,督促實習進度; 實習結束時,導師會從努力程度、進步大小、能力水平、實習成效等方面對每個實習生進行綜合評價,在肯定成績的同時,對學生的不足和發展潛力提出建議。同伴評價指小組成員之間的反饋與評價。在日常工作中,小組成員間既會有靈感的碰撞,也會有分歧和爭辯,這有利于學生協作和批判思維能力的發展,在實習總結時,學生需從合作能力、工作效率、貢獻大小等方面對其他成員進行總結評價。此外,每個實習生還需在知識性和時間性方面[16]進行自我評價,并從“聯系性、價值性、溝通性”[16]方面對實習安排和實習導師進行評價。最后,校內導師結合學生實習工作表現以及匯報展示情況,對學生的實習成效和語言文字表達能力給出評價。

5 結語

根據新經濟的發展和BME相關產業的特點,傳統的實習模式與“實踐能力強、職業素質高、具有國際競爭力”的人才培養目標不相匹配。如何整合校內外資源,實施更加有實效的、個性化的實習教育已成為當前高校實踐教學改革的重要一環。

本文基于構建主義的教育理念,依托高校學科優勢,探索建立了分布式的實習基地群,通過優化實習基地企業構成、豐富崗位類型等方式,支撐結構型人才市場需求和學生個性化發展需求。同時從課程體系規劃、學生工作模式、實習形式管理以及實習成效評價等方面,構建了上游課程對生產實習、導師對實習生、小組成員之間的支撐關系,豐富了實習內容,建立了多元化的形成性與總結性相結合的全過程評價體系。實現了“即時入梯隊,直接做項目”的實戰式實習模式,充分調動了學生實習的主動性,并形成了以教師反饋為輔、以學生實踐為主的 “合作分工與分工合作”的互惠式學習與工作方式。通過近兩年的實踐,學生對生產實習的興趣與主動性顯著提高,有效促進了學生職業素質與能力的養成,為生產實習教學環節的進一步改進提供了參考。