基于校企融合背景下的“1+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索

王紅平，宋林森，唐晨

（長春理工大學機電工程學院，吉林長春，130022）

人才培養(yǎng)是一個國家向前發(fā)展的核心力量。教育部高等教育司司長吳巖曾說“培養(yǎng)一流人才是中國高等教育新時代內(nèi)涵式發(fā)展的最核心的標準”，為適應國家戰(zhàn)略下對于綜合性一流創(chuàng)新人才的需求，各高校正面臨全面深化創(chuàng)新教育改革這項挑戰(zhàn)，而校企融合人才培養(yǎng)模式成為近年來各大高校提倡的一條人才培養(yǎng)創(chuàng)新之路。長春理工大學機電工程學院機械電子工程專業(yè)針對傳統(tǒng)教育模式存在的弊端，結合自身國家級一流專業(yè)教育資源的優(yōu)勢，以及多年來校企合作的經(jīng)驗積累，探索出一條獨特的“1+N”式創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，在專業(yè)教育和實踐教育雙重視角下進行研究，從校企融合、教育資源多元化、實踐教學模式、課程與實踐協(xié)同、開放式共享機制、梯度式評價體系等多方面提出相應措施。經(jīng)過近三年的探索與落實，成效明顯，成果突出。

一、高校傳統(tǒng)教學模式的劣勢

傳統(tǒng)的教學方式主要重視理論知識的教學，忽視了學生個體的獨立性，不能把理論與實踐相結合，所學知識不能進行實際操作鞏固以及更深入的研究，對于學生創(chuàng)新能力的發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)更是無從談起。此外，實驗—實踐課程體系不完整，課時偏少，且未能與實踐創(chuàng)新教育形成一體，學生個性化培養(yǎng)缺失。

首先，教學模式較為單一。傳統(tǒng)的教學模式是以教師教學為主體、學生聽課學習為輔助的教學模式。這種教學模式將學生和教師的職業(yè)、位置做了嚴格的限定和區(qū)分，嚴重影響了學生向教師提問的積極性，也嚴重挫傷了學生的好奇心理和主觀能動性。

其次，理論知識與實踐操作結合不足。目前高校的實驗課由于縮減課時的原因存在課程少、課時短的問題，而且實驗課程大部分按照已有的方案操作，很少考慮企業(yè)對專門人才的應用能力與創(chuàng)新需求，不能很好地結合社會實際發(fā)展需求，同時不能發(fā)揮學生的自主能動性和創(chuàng)造性，對學生的創(chuàng)新能力的提升不明顯。

最后，學生創(chuàng)新意識薄弱。傳統(tǒng)的教學方式一直秉持著教師講學生聽的原則，學生被動接受知識，不愿思考為什么、怎樣做、怎樣做更好。這一系列問題，不利于學生主動創(chuàng)新和積極創(chuàng)新心理的養(yǎng)成。

二、構建基于校企融合的“1+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

針對上述問題，經(jīng)過近幾年的摸索和實踐，筆者開展了一系列實踐教學體系改革與創(chuàng)新，構建了“1+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式?！?+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式將一條“兩層次三節(jié)拍”能力培養(yǎng)主線和N 個創(chuàng)新性主動浸入式混合教學核心課程融合在一起，相輔相成。圖1 為基于校企融合的“1+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式思維圖?！?+N”式創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式通過企業(yè)需求為導向的DIY 創(chuàng)課公益講座、基于企業(yè)課題的小組協(xié)作式項目實操、基于國內(nèi)學科競賽的項目實戰(zhàn)，最終形成三個方向的開放式共享實踐平臺：機械電子硬件設計、基于西門子的數(shù)字化與MCD仿真設計、模塊化機器人智能控制設計；通過循序漸進式“兩層次三節(jié)拍”實踐培養(yǎng)主線，結合企業(yè)課題和學科競賽，在充分激發(fā)學生主觀能動性的基礎上，將理論知識與實踐相融合，真正實現(xiàn)“以生為本”，培養(yǎng)學生過硬的專業(yè)知識和實踐創(chuàng)新能力，有效解決了傳統(tǒng)教育模式中學生學習所面臨的弊端和通病。

圖1 “1+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式思維圖

（一）構建“兩層次三節(jié)拍”漸進式能力培養(yǎng)主線，激發(fā)學生主觀能動性，加強學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

本文構建的“兩層次三節(jié)拍”漸進式能力培養(yǎng)主線，其中，“兩層次”分為初級體驗和高級實踐。初級體驗通過工程師DIY 創(chuàng)課學堂開展特色講座，引入機械手工勞技、電腦輔助設計之模擬電路/模擬電路、數(shù)字電路的進階設計、機器人及仿真初識、PLC 博圖初識等公益講座課程激發(fā)學生興趣。通過初級體驗并考核合格的學生進入高級實踐階段，即進入開放式共享實踐平臺，此時學生根據(jù)自己的興趣，選擇喜歡和期待的學習方向。通過多種不同公益課程的體驗，大大提高了學生的主觀能動性，增加了學生自主獨立的學習動力，極大地激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識。“三節(jié)拍”包括核心課程復雜工程問題的初級實踐、開放式平臺基于企業(yè)需求或課程設計的中級項目式實操、國家學科競賽或科研需求的高級題目實戰(zhàn)。學生根據(jù)興趣選擇學習方向進入高級實踐階段后，教師根據(jù)學生所選學習方向，結合相關核心專業(yè)課程，擬定能夠實際動手實踐的復雜工程問題，使學生在學習相關理論知識過程中帶著問題完成初級實踐，進而學生可以繼續(xù)選擇企業(yè)實際需求或綜合課程設計相關的項目式題目以小組協(xié)作式方式進入中級項目實操，最終在已積累的實踐經(jīng)驗基礎上參加相關的學科競賽或相關教師的科研課題。整個實踐過程，學生自主選擇小組進行分工學習，一個或幾個學生負責某一部分，獨立自主地完成實踐題目，教師起到學習指引作用，使學生通過一系列實踐項目的深入?yún)⑴c提升自己的實踐能力和創(chuàng)新能力。近三年，跟隨培養(yǎng)主線完成每一步相關項目實踐的學生，其綜合實踐創(chuàng)新能力都有了極大提升，并取得了不少競賽獎項，真正意義上做到了實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（二）采取浸入式線上線下混合教學模式，結合企業(yè)實際為學生構建復雜工程問題，提升學生實踐能力完成初級實踐

傳統(tǒng)的教學模式和教學形式單一，教師在課堂上與學生面對面講授，授課效果依賴于學生注意力是否集中、教師講述是否容易理解；如果學生上課注意力不集中或者教師講述晦澀難懂，授課毫無效果。教學的主體是學生，需要將學生的反饋放在首位。為提高并改善目前狀態(tài)，長春理工大學正在如火如荼地建設一流課程。機械電子工程專業(yè)響應學校號召，針對核心專業(yè)課程按照一流課程不斷完善，并已有多門課程成為第一批建設的一流課程，目前正聯(lián)合N 個核心課程構建課程群，同時結合“1+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，將各個課程與漸進式實踐培養(yǎng)主線相貫通，在課程中引入目前市場需求的與本課程相關的實用技術及操作軟件，通過布置與實際企業(yè)接軌的復雜工程問題等項目式課題或綜合作業(yè)，提升學生的實踐動手能力。以“機械電氣控制及自動化”課程為例，通過教學建設過程的摸索，近幾年采用“線上自學學習+仿真軟件實踐+線下互動授課+項目式復雜工程問題團隊自主探索+翻轉課堂”等混合教學模式，給學生以壓力和動力，充分調動學生的主觀能動性，并為學生提供開放式設備資源共享平臺，使學生在結課前通過項目式團隊作業(yè)圓滿地實現(xiàn)理論到實踐的跨越，尤其對已進入高級實踐階段的學生，通過項目式作業(yè)，其實踐動手能力有了質的飛躍。

表1 為機械電子工程專業(yè)部分核心專業(yè)課程，在構建混合式教學模式過程中，針對實際需求在復雜工程問題等實踐性綜合作業(yè)或題目中能夠設立的提升方向和內(nèi)容。

表1 機械電子工程專業(yè)部分核心專業(yè)課程實踐環(huán)節(jié)

如上所述，以學生主動浸入為教學主線，以產(chǎn)出導向為教改方向，通過混合模式教學，配合項目式復雜工程問題，為學生融入“兩層次三節(jié)拍”能力培養(yǎng)平臺并進入更高節(jié)拍奠定了良好基礎，對提升學生實踐能力、創(chuàng)新能力、團隊合作能力具有重要作用。

（三）設置多方向開放式共享實踐平臺，通過綜合性項目式工程課題實現(xiàn)“1+N”協(xié)同，培養(yǎng)學生協(xié)作精神與創(chuàng)新能力

實驗、實踐教學內(nèi)容陳舊是許多高校普遍存在的問題。在現(xiàn)有條件下改善實踐環(huán)節(jié)，讓學生在開放式實踐平臺中充分利用已有資源，在教師指引下提升實踐創(chuàng)新能力。目前，在校企融合的開放式實踐教學平臺已經(jīng)形成了三個方向的實踐平臺：機械電子硬件設計、基于西門子的數(shù)字化與MCD 仿真設計、模塊化機器人智能控制設計。這三個方向分別與STM32 硬件系統(tǒng)的應用與開發(fā)、工業(yè)自動化控制、機器人自動化控制相關聯(lián)，相支撐的課程包括：單片機原理及應用、機械電氣控制及自動化、液壓與氣壓傳動、機電一體化技術、機器人控制技術、現(xiàn)代數(shù)控技術等機械電子工程核心課程。上述三個方向的項目式實操，能夠為學生參加全國大學生電子設計大賽、西門子智能挑戰(zhàn)賽、中國創(chuàng)新創(chuàng)意大賽、大學生機械創(chuàng)新大賽、中國機器人創(chuàng)意大賽等奠定良好基礎，同時這也是學生能夠參與相關于硬件系統(tǒng)設計、PLC 系統(tǒng)控制、數(shù)字化系統(tǒng)仿真、MCD 仿真等科研或企業(yè)工程的基礎。以選擇基于西門子的數(shù)字化與MCD 仿真設計學習方向的學生為例，在進入綜合性項目式工程課題之后，教師可以根據(jù)學生實際掌握情況，設置群控電梯、柔性生產(chǎn)線等實際企業(yè)課題，要求完成實物控制或半實物數(shù)字孿生仿真系統(tǒng)。目前已有三屆學生在這個方向的學習中受益。圖2 為學生實物調試的部分柔性生產(chǎn)線，以及完成的仿真系統(tǒng)。

圖2 開放式實踐平臺實踐課題實例

（四）制定“梯度式多等級”評價機制，保證教學及實踐過程的質量監(jiān)控

考核評價也是對學生學習的一種激勵?！?+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式評價機制采用直接評價法和間接評價法。本文構建的“兩層次三節(jié)拍”漸進式能力培養(yǎng)主線針對不同的層次和節(jié)拍過程中學生的表現(xiàn)通過直接評價方式考核學生學習程度，并根據(jù)具體情況進階到不同階段。同時，為最大限度激勵學生，將校企融合實踐過程中的優(yōu)異表現(xiàn)，如學生競賽成果、項目式論文、創(chuàng)新性開發(fā)成果等創(chuàng)新元素，在相關課程實踐環(huán)節(jié)以“優(yōu)秀”的成績作為間接評價方式融入相關課程的實踐環(huán)節(jié)。而對于不感興趣的同學，則依據(jù)課程中的表現(xiàn)給予評價，這樣在課程評價中就考慮了學生實際的實踐應用能力與創(chuàng)新能力，形成了“梯度式多等級”評價結果。以“機械電氣控制及自動化”課程為例，該課程除了正常理論與實驗課程外，還有課程設計環(huán)節(jié)。課程設計作為實踐環(huán)節(jié)，針對于選擇基于西門子的數(shù)字化與MCD 仿真設計學習方向的學生，如果取得西門子智能挑戰(zhàn)賽相關于PLC 設計的賽項，則可以直接采用賽事中完成的實踐內(nèi)容作為課程設計內(nèi)容，并將成績評定為“優(yōu)秀”，這樣學生相當于提前完成了課程設計內(nèi)容，可以有更多的時間直接參與到相關內(nèi)容的科研或企業(yè)工程課題的實踐中。

這種評價機制，不再單純考慮學生的考試成績，而將學生平時在實踐環(huán)節(jié)的學習和取得的成果納入評價之列，充分考慮學生在各方面的綜合表現(xiàn)給予綜合性的評價，實現(xiàn)更全面的能力評價。

三、建設成效與應用

近三年的實踐與探索，“1+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式已形成比較完整的實踐機制。如圖3 所示為“1+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實施路線。通過實踐平臺學習的學生參加“全國大學生電子設計競賽”“西門子中國智能制造挑戰(zhàn)賽”“中國高校智能機器人創(chuàng)意大賽”“全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽”等各類學科競賽獲得國家特等獎1 項、一等獎1 項、二等獎3 項、三等獎4 項，省特等獎8 項、一等獎15 余項、二等獎20 項、三等獎30 項。同時學生在保研面試中也得到了良好的評價。

圖3 “1+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實施路線

學院在校企合作與教學融合的創(chuàng)新道路上一直努力探索，并與符合學院專業(yè)特性的高質量企業(yè)進行積極合作?！?+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式得到了三花控股集團的認可，2021 年，以建設一流專業(yè)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目的，以“1+N”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式為核心，學院與三花控股集團建立了三花智能制造實踐育人基地，成為校企合作教學的典范，并在育人基地開展專業(yè)核心課程實踐教學、開放式DIY 創(chuàng)課&智能創(chuàng)新實踐，聯(lián)合培養(yǎng)卓越工程師、研究生等。

機械電子工程專業(yè)從培養(yǎng)有可持續(xù)競爭力的人才出發(fā)，在培養(yǎng)環(huán)節(jié)和課程實踐中，為學生創(chuàng)造實踐機會，通過校企結合，實現(xiàn)課程、實踐與企業(yè)的需求接軌，從近三年學生在綜合性課程設計成績、競賽成果等足以說明了“1+N”創(chuàng)新教學模式的可行性，它實現(xiàn)了真正意義上的創(chuàng)新人才培養(yǎng)。通過在與企業(yè)建立育人基地的探索中我們將不斷完善相關機制，使創(chuàng)新人才培養(yǎng)向著專業(yè)技能人才、應用人才、研究人才等方向上不斷地努力和探索。