Hur ska CDIO kurser effektivt möta industrins kompetensbehov? PUG projekt C F Mandenius/G Hörnsten

Transkript

1 Hur ska CDIO kurser effektivt möta industrins kompetensbehov? PUG projekt C F Mandenius/G Hörnsten

2 Bakgrunden till projektet? Finns specifika problem att lösa? BAKGRUND Projektets avsikt är att bättre klargöra/kartlägga industrins behov av CDIO-relaterad moment i civilingenjörsutbildningen. SPECIFIKA PROBLEM OCH FRÅGESTÄLLNINGAR Vad är industrins prioriteringar avseende CDIO aspekter? Hur kan man specificera behoven? Hur kan man mäta att behoven tillgodoses i programmens kurser? Hur kan man omsätta industrins uttryckta prioriteringar bättre i CDIO kurser?

3 Vad ska vi göra i projektet? IDENTIFIERING AV BEHOV Intervjuer genomförs vid företag som är typiska intressenter och presumtiva arbetsgivare för nyexaminerade civilingenjörer från LiTH, särskilt programmen Teknisk biologi och Kemisk biologi. Detta görs på ett enhetligt och strukturerat sätt där företagen svarar på ett frågebatteri, ges möjlighet att formulera de egna behoven samt prioritera dessa. ANALYS AV BEHOV Företagsintervjuerna analyseras, värderas och jämförs av projektgruppen inom och mellan företagen. GENERERING AV LÖSNINGAR Från resultaten av behovsanalysen genereras olika lösningar som prövas mot företagens prioriteringar. Lösningsförslagen rankas. Lösningar får spänna över olika metodiker: simuleringsövningar, beräkningar, experiment, konstruktionsuppgifter, projektarbete och som anknyter till CDIO standards syften. TESTNING AV LÖSNINGAR Företagen får möjlighet att kommentera lösningarna i relation till sina uttryckta behov.

4 Hur förväntas studenternas lärande påverkas? BÄTTRE ANPASSNING AV KUNSKAPER Kunskaper i ingenjörsteknik förläggs med större precision på rätt områden och nivå i förhållande till industrins behov. BÄTTRE FÄRDIGHETER Reella och identifierade behov av färdigheter avseende användning av matematik, datorer och simulering utvecklas mot av industrin tydligt uttryckta och definierade behov. FÖRSTÅELSE FÖR SAMHÄLLSUTMANINGAR CDIO utbildningen förväntas kunna stärkas genom att tydligare ange de krav och förväntningar som ställs på miljöaspekter och resursrelaterade frågor vid teknisk utveckling. Industrins syn och prioritering bör innefattas även i det.

5 Hur ska projektet utvärderas? KOMPLETTERANDE FÖRETAGSINTERVJUER Rapport med sammanställning av intervjuer tillställs företagen som medverkat där dessa får uttala sig om projektets resultat. WORKSHOP ENKÄT I samband med en Workshop görs en enkät om hur deltagarna uppfattar slutsatserna av studien. STUDENTREFERENSGRUPP Till projektet knyts en referensergrupp av studenter från årskurs 5 som får ta del av och besvara studiens enkäter kompletterad med särskilda studentrelaterade frågor. JÄMFÖRELSE MED NUVARANDE KURS- OCH UTBILDNINGSMÅL En förutsättning för att kunna dra nytta av projektresultaten är att nuvarande kursmål och utbildningsmål på ett realistiskt sätt klarar projektets förslag. En validering kommer därför att göras av dessa i samverkan med studenter, lärare och företag.

6 Allmänna slutsatser av projektet Det genomförda PUG projektet visar att: Life Science industrin är i huvudsak nöjd med kompetensen hos nya civilingenjörer Inom industrin finns en grundinställning att tekniska högskolor ska arbeta med det grundläggande inom naturvetenskap, teknik och matematik. Man anser det viktigt att ge teknologerna förutsättningar att hantera det svåra och djuplodande genom att använda dessa kunskaper. Hur enskilda företag själva lägger upp arbetet inom företaget, det kan däremot hanteras utanför högskolan.

7 Tre områden som samtliga företag återkommer till och där man ser förbättringsbehov är: Förmågan att arbeta i projekt och kommunicera effektiv i projektteam Förmågan att hantera många beroende-parametrar samtidigt Förmågan att tillämpa statistiska metoder

8 Konkreta exempel på vad vi kan göra

9 Från gymnasieelev till yrkeslivet som civilingenjör År 3 År 4 År 5 Yrkeslivet År 1 År 2 Gymnasiet Examinerad

10 Från gymnasieelev till yrkeslivet som civilingenjör År 3 År 4 År 5 Yrkeslivet Gymnasiet År 1 År 2 Examinerad Syftet med ingenjörsutbildningen är att leverera den lärdom som krävs, för att teknologerna skall bli framgångsrika ingenjörer teknisk expertis, social medvetenhet med en vinkling mot innovation (E. F. Crawley et al. 2014)

11 Från gymnasieelev till yrkeslivet som civilingenjör År 3 År 4 År 5 Yrkeslivet Gymnasiet År 1 År 2 Varför sa dom inte att produkten var målet med projektarbetet - redan under Åk 1? (teknolog ÅK4 2017) Examinerad

12 1. Projektarbete

13 Uppgiften är att planera och genomföra ett projekt Med viss instruktion Projektet går ut på att Vi behöver därför... Slutmålet är en rapport som... Sannolik leverans Slutrapporten visar att vi läst på det vi förväntats kunna Vi har lyft fram intressanta saker Rapporten gör att examinatorn ser att vi har löst uppgiften

14 Uppgiften är att planera och genomföra hur en produkt ska framställas Som tänkt leverans Som resultat av arbetet levereras... I rapporten beskrivs hur... Produkten beskrivs som... Sannolik leverans Text utformas medvetet - för att nå fram till fördefinierade läsare Det viktiga lyfts fram. Det som inte ska med i den här typen av rapport har sollats bort

15 Att maximera nyttan av alla medarbetare Teknologerna är likar i utbildning olikar i praktik

16 Att maximera nyttan av alla medarbetare Teknologerna är likar i utbildning olikar i praktik Richardslabbar ger praktisk förståelse Labbar som väcker eftertanke Ej tillrättalagda moment

17 Att maximera nyttan av alla medarbetare Teknologerna är likar i utbildning Tränas i olika roller byta roller med varandra skapa beroenden och saminlärning se individen i kollektivet komplexa projekt

18 Att maximera nyttan av alla medarbetare Teknologerna är likar i utbildning olikar i praktik Tränas i olika roller byta roller med varandra En driftstekniker förklarar för en civilingenjör

19 2. Förmågan att hantera många beroende-parametrar samtidigt 3. Förmågan att tillämpa statistiska metoder

20 Förmågan att observera och tolka många beroende-parametrar samtidigt Nya laborationer Observera fysikaliskt fenomen Samla observationer Strukturera observerade data Tillämpa matematik och statistik på data Tolka resultat och dra slutsatser

21 Förmågan att observera och tolka många beroende-parametrar samtidigt Ej tillrättalagda laborationer Observera fysikaliskt fenomen Samla observationer Jämföra utfall med teori Förklara avvikelser Tolka resultat och dra slutsatser

22 Förmåga att hantera många variabler multivariat statistik ett kraftfull verktyg för sådan förståelse Statistiska metoder Multivariate statistics - simultaneous observation and analysis of more than one outcome variable. The practical implementation of multivariate statistics to understand the relationships between variables and their relevance to the actual problem being studied. (Wikipedia) Programvaror

23 Statistikkurser bör vara tillämpade till sin karaktär och behandla praktiska och frågeställningar och övningar från industriell produktion och biologiska system

24 Sammanfattning av intervjuer vid företagen

25 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Deltagare i intervjuerna I regel har flera personer intervjuats vid varje företag Bakgrund från olika tekniska högskolor Linköping väl representerat Spridning branscher Läkemedel Livsmedel Bioenergi Totalt antal intervjuade LiTH-utbildad

26 De företag som deltagit är: ArlaFoods Pfizer (tidigare Pharmacia) AstraZeneca (2 intervjuer; ledning och R&D) Billerud-Korsnäs Region Östergötland Repligen (tidigare Novozymes Biopharma) Cobra Biologics Scandinavian Biogas Dentsply (tidigare Astra Tech) Exova GE Healthcare Lantmännen Agroetanol Takeda Celltech (tidigare Cellartis) Tekniska verken TFS ThermoFisher (tidigare Phadia)

27 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Utvärdering av intervjufrågor Måluppfyllelse (Ej normerade mellan staplar. Egenskapers önskvärd nivå olika) Spridningens fördelning (Måluppfyllelsens spridning i förhållande till önskvärd nivå ) Önskad nivå Spridning (70%) Önskad nivå Egenskap

28 De områden som vi bedömt som särskilt relevanta och aktuella för CDIO metodikens utveckling är: 1. Förståelse för komplexa system 2. Kunskaper i biofysik och mätteknik 3. Kunna tillämpa statistik 4. Kunskaper i kemiteknik 5. Laborativ förmåga 6. Tänka i vidare dimensioner 7. Förmåga att tolka information 8. Projektledning (i relation till projektarbete) 9. Kommunikation med akademiker 10. Kommunikation med övrig personal

29 Inget svar Håller inte med Håller nästan inte med Håller nästan med Håller helt med Fråga 1 Fråga 2 Fråga 3 Fråga 4 Fråga 5 Fråga 6 Fråga 7 Fråga 8 Fråga 9 Fråga 10

30 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Förståelse för komplexa system Synpunkter som framkommit vid intervjuerna: Den nya ingenjören: Ska ha tillräcklig matematisk grund för att kunna hantera abstrakt problematik. Ska vara bra på att förstå problem genom att skapa bra underlag för beslut och handlingar. I detta ingår att utveckla ett skeptiskt och källkritiskt tänkande och att samla in information. Ska också utmärka sig för att vara bra på att lösa både teoretiska (matematisk) och praktiska problem (inte enbart matematiska) självständigt eller med god handledning. Behöver också bli bättre på att hantera situationer när försök och annat arbete inte blir som planerat eller förväntat. Vi tror detta bör ske med färre tillrättalagda laborationer. Egenskap Önskad nivå Förbättringsområde

31 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Kunskaper i biofysik och mätteknik Synpunkter som framkommit vid intervjuerna: Utbildningsprogram med större ingenjörsmässigt innehåll mot kunskaper och förståelse för biofysik och mätteknik tillför industriellt användbar spetskompetens i den nye ingenjörens kompetens Utveckling och produktion av ett flera industriella produkter inom bioteknikbranschen har stor nytta av kompetensinriktningen biofysik och mätteknik Studieämnen/kurser som starkt anknyter till kompetens i biofysik och mätteknik är molekylär fysisk, ytors fysik och kemi, nano- och mikrosystem, sensorteknik, biosensorer, signalbehandling och elektrisk mätteknik Också produktionstekniska frågeställningar i detta sammanhang är värdefullt Egenskap Önskad nivå Förbättringsområde

32 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Kunna tillämpa statistik Synpunkter som framkommit vid intervjuerna: En ny ingenjör ska kunna hantera och implementera statistiken så att den bidrar till att höja kvalitén i företaget och på dess produkter. Ingenjören ska också kunna utnyttja statistisk och multidimensionell kompetens, hela vägen från R&D till produktion och marknad. En annan viktig förmåga är att kunna hantera tekniska mätdata med statistisk och i flerdimensionella rum i en kombinerad kvantitativ och kvalitativ verklighet. Denna förmåga behöver förbättras. De viktigaste statistikkunskaperna den nya ingenjören ska besitta är försöksplanering, tolkning av data, konsekvensanalys, riskhantering, design, normering och multivariat analys Egenskap Önskad nivå Förbättringsområde

33 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Kunskaper i kemiteknik Synpunkter som framkommit vid intervjuerna: Kemi: basic-basic grundläggande laborativ teknik Kemiteknik i industriell skala: energi, flöden, tryck, mekanik, separationstekniker... Industripraktik är viktigt och värdefullt! Önskad nivå Egenskap Förbättringsområde

34 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Laborativ förmåga Synpunkter som framkommit vid intervjuerna: Nya ingenjörer är i dag mindre laborativt tränande i sin utbildning. Vad som ofta saknas är grundläggande laboratorieteknik. Avskaffandet av obligatorisk praktik har bidragit påtagligt till att denna förmåga nu är bristfällig om inte teknologen självständigt förvärvat erfarenhet. Laborativ erfarenhet över en miniminivå finns därför inte hos alla nya ingenjörer. Exempel på brister är när laborativa försök inte följer den tillrättalagd träningen vid skolan. Förmågan att klara ut vad man gör vid misslyckade försök saknas ofta. Industripraktik är därför viktig och värdefull! Egenskap Önskad nivå Förbättringsområde

35 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Tänka i vidare dimensioner Synpunkter som framkommit vid intervjuerna: Nya ingenjörer behöver kunna tänka brett och i vidare dimensioner än vad regelboken föreskriver. För detta behövs en god matematisk grund och träning i att hantera abstrakt problematik. Detta bidrar till att klara av nya frågeställningar som man inte lär sig hantera i utbildningen. Kompentensen i statistik (som alltså innefattar försöksplanering, tolkning av data, konsekvensanalys, riskhantering, design, normering, multivariat analys och metoder) är ett led i detta. Ingenjören ska kunna ha potential för att utför sitt arbete i en mångdimensionell organisation som styrs av prioriteringar på hög nivå : vägda prioriteringar (kundförståelse, marknad, myndigheter, ekonomi) Nya ingenjörer behöver mer träning i att tänka och arbeta utanför sitt specialområde. Egenskap Nya ingenjörer behöver mer träning i att förstå produkten och vägen från tekniken till kunden över ekonomin Förstärkt träning behövs därför kring problemanalys och konsekvensanalys syftande till högre förståelse och beslutskraft genom: Identifiera högkvalitativ information för bibehållen konkurrenskraft Skapa beslutsunderlag för att uppnå rätt kravnivåer Arbeta med kvalitetskrav som standardisering, GMP, riskhantering och leanbegrepp Förbättringsområde Önskad nivå

36 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Förmåga tolka information Synpunkter som framkommit vid intervjuerna: Som kollektiv agerar civ. ing. som de blivit upplärda. Dvs traditionella kompetenser som god analysförmåga, nyttjande av tekniska verktyg, faktainsamling ligger på en önskad nivå. Dimensioner som skillnader mellan att vara skeptisk, källkritisk, aktivt tänka efter vad som är viktigt, intressanta fakta jämfört med en statiskt grundad syn på variationer i fakta osv. De samlade förmågorna är mindre välutvecklade. En biverkan av en väl upptränad analytisk förmåga är att man söker efter lösningar som man känner sig bekväm med rent analytiskt. Det kan leda till att man försöker lösa problem som bör undvikas, eller letar efter information som man har förmåga att hitta på egen hand (se även kommunikation med övrig personal). Slutsats: Många når upp till en önskad nivå men vissa gör det inte. En allmän förbättringsåtgärd är aktiviteter som CDIO-moment som syftar till att knyta ihop kunskaper och erfarenhet till en väl fungerade helhet. Egenskap Önskad nivå Förbättringsområde

37 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Projektledning (i relation till effektivt projektarbete) Synpunkter som framkommit vid intervjuerna: Industrin tar in nya medarbetare och förutsätter inte att det finns projektledarutbildning och kompetens i projektarbete Civ ing utför sitt arbete i en mångdimensionell organisation som styrs av prioriteringar på hög nivå : vägda prioriteringar (kundförståelse, marknad, myndigheter, ekonomi, resurser osv). Civ ing söker sig mer till chefer och till sina likar. Tendens att inte efterfråga t.ex. driftspersonals kompetens. Många civ ing är karriärorienterade och bedömer sig själva som mer kompetenta. Många är driftiga, men ökade drivkrafter efterfrågas ibland. Svenskar är bra på grupparbete. Kommer väl till sin rätt bland likasinnade. Egenskap Önskad nivå Förbättringsområde

38 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Kommunikation med akademiker Synpunkter som framkommit vid intervjuerna: Civilingenjörer söker sig mer till chefer och till sina likar. Tendens att inte efterfråga t.ex. driftspersonals kompetens. Snabba på att ta in information och förmedla den. Svenskar är bra på grupparbete. Kommer väl till sin rätt bland likasinnade. Önskad nivå Egenskap Förbättringsområde

39 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Kommunikation med övrig personal Synpunkter som framkommit vid intervjuerna: Snabba på att ta in information och förmedla den. Svenskar är bra på grupparbete. Tendens att inte efterfråga t.ex. driftspersonals kompetens. Många civ ing är karriärorienterade och bedömer sig själva som mer kompetenta. Önskad nivå Egenskap Förbättringsområde

40 Carl Fredrik Mandenius och Gunnar Hörnsten Parametrar som diskuterats vid intervjuerna Viktiga egenskaper för ny civilingenjör 100% 90% 80% 70% 60% 50% Önskvärd nivå 40% 30% 20% 10% %

41 Referensgrupp med tre senior lärare Följande synpunkter på resultatet av studien har framkommit: Betydelsen av grundläggande kunskaper och färdigheter i naturvetenskap för ingenjörers yrkesverksamhet är viktigt, något som också tydligt framkommit i studien. Förståelsen för kopplingen mellan observationer, matematik och tekniska beräkningar får inte offras för nytillkomna prioriteringar. Kurser som bygger på experimentell problemlösning, t.ex. de sedan länge i Linköping framgångsrikt praktiserade Richards-laborationerna, är utmärkta metoder Statistiska metoder kopplade till teknologernas specialisering bör vara en av flera centrala delar i utbildningen av ingenjörer. Förståelsen för multi-variabla problem och sammanhang där variabler är inbördes beroende är särskilt viktig. Om teknisk rapportskrivning påtalas att det inte är givet att företag inom olika branscher har samma syn på hur man skriver tekniska rapporter. Referensgruppen tycker att studiens allmänna slutsatser är i väsentliga avseende rimliga, och angelägna att ta till sig för vidare analys, bedömning och åtgärder.

42 Referensgrupp med sju teknologer Följande kommentarer har getts: Den matematiska grunden: God och bygger bra förmåga att hantera abstrakta problem Praktisk problemlösning: Kan stärkas upp Mätteknik: Teknologerna har varierande erfarenhet. Biofysik: Inte starkt betonad inom Kemisk Biologi Statistik: Samstämmighet om att statistik är viktigt och att de praktiska tillämpade delarna kan stärkas upp för att hantera och förstå verkliga praktiska problem. Kopplingen mellan hur man bygger upp laborativa experiment och att tillämpa statistik på resultaten skulle vara värdefullt (DoE). Kemiteknik: Teknikutvecklingsprojekt kan användas som ingång mot den typen av frågeställningar och metoder.???????? Laborativ erfarenhet: Det finns önskemål om mer laborativ praktik och även om repetition. Källkritik: Bl.a. I läkemedelsprojektkursen diskuterades dåliga artiklar.