基于系統(tǒng)思維的機電創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究

侯湘慶，周 獻，韓自強，蔣 燕

（湖南電氣職業(yè)技術(shù)學院，湖南 湘潭 411101）

0 引言

2020 年，《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動計劃（2020-2023）》提出“提高職業(yè)教育發(fā)展質(zhì)量，培育職業(yè)教育特色品牌”。國內(nèi)高職院校主要通過產(chǎn)教融合、綜合訓練、校企合作模式來培養(yǎng)學生的技術(shù)技能。畢業(yè)生基本能夠適應企業(yè)崗位，具備一定的操作技能，但是發(fā)展?jié)摿Σ蛔恪⒐こ虘媚芰θ?、?chuàng)新設計能力不足?，F(xiàn)代企業(yè)需要更多的“多功能”型綜合性人才，這對學校培養(yǎng)的學生要求更高。現(xiàn)在的技能不能只是某一方面，而是各種學科技術(shù)交叉融合，需具備系統(tǒng)思維及創(chuàng)新設計能力的復合型人才。

高職院校在不斷探索創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式。金華職業(yè)技術(shù)學院提出了“分層培養(yǎng)、雙能并重、學研互動、多重循環(huán)”人才培養(yǎng)策略[1]。文獻[2]提出了深化產(chǎn)教融合，改革人才培養(yǎng)方案、課程體系、教師體系及產(chǎn)教融合平臺等措施。文獻[3]提出“雙高計劃”背景下，構(gòu)筑“雙創(chuàng)”機制，提升創(chuàng)新精英人才能力。文獻[4]提出了積極探尋大國工匠型拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)策略。本研究提出基于系統(tǒng)思維工程應用的機電創(chuàng)新班人才培養(yǎng)研究策略，課堂上進行項目化教學改革，構(gòu)建系統(tǒng)思維，激發(fā)創(chuàng)新意識，挖掘?qū)W生學習整體性的潛力。合理利用競爭與合作，構(gòu)建“專業(yè)技能積分制”段位排名，并給予相應的獎勵，提高學生學習的積極性。

1 機電專業(yè)類創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的不足

機電類的創(chuàng)新人才培養(yǎng)是一個系統(tǒng)性過程，它的影響因素有人才培養(yǎng)模式、教育教學理念、課程體系、教學內(nèi)容與方法、教學實踐平臺、師資隊伍及考核評價等。我國高職在創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面進行很多的探索，但是部分高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)還只是形式化，在實踐教學環(huán)節(jié)中，實踐訓練單一，大部分只注重操作，不會整體分析問題，系統(tǒng)思維訓練不強；綜合實踐工程環(huán)節(jié)與創(chuàng)新訓練教學載體與形式簡單，創(chuàng)新人才評價體系不完善等問題，還需要進行改善。

1.1 人才培養(yǎng)模式缺乏合理

中國的高等職業(yè)教育快速發(fā)展，招生規(guī)模不斷擴張，特別是機電類專業(yè)，擴張更快，生源（單招與普招）結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，普通的機電專業(yè)人才培養(yǎng)方案很難適用所有的學生。主要表現(xiàn)在：沒有利用不同的教學資源對學生進行專業(yè)層面的分層培養(yǎng)，使得具有潛力的學生不夠?qū)W或不能進一步發(fā)揮優(yōu)勢，達不到預期目標；人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)需要優(yōu)化，雖然有實踐操作課程，但是單純的訓練操作技能，沒有引入企業(yè)具體生產(chǎn)項目，進行綜合系統(tǒng)化訓練。因此需要優(yōu)化創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案，注重構(gòu)建工程系統(tǒng)思維的創(chuàng)新人才。

1.2 教育理念需更新

教師作為學生的“引路人”，其教育理念更是高校人才培養(yǎng)的“導航燈”，也是高校開展各項人才培養(yǎng)工作的行為綱領[4]。雖然許多高職院校有許多精品課程，教學能力大賽也有著先進的教學理念——大力推進以“學生為中心”，但是部分教師還是自身主導，學生被動學習。即便在實訓課中，也是按照老師的思想講解機電設備的操作流程與規(guī)范，按照施工圖紙進行裝配與接線。學生就只考慮把任務完成，不曾動腦想想整個機電控制系統(tǒng)各個部件的聯(lián)系，以及整個系統(tǒng)運行的原理機制。不注重對學生的素質(zhì)和能力的培養(yǎng)，忽視了促進學生的全面發(fā)展才是教育的根本目標[5]。

1.3 教學模式需改革

企業(yè)需要具有工程應用能力強及創(chuàng)新設計能力強的人才，且需要具備工作嚴謹認真，吃苦耐勞的精神，具有環(huán)境不確定性的適應與駕馭能力。高校的教學模式以任務型傳授知識為主，任務內(nèi)容跟實際生產(chǎn)項目相關度不大。重點集中在操作技能的培養(yǎng)，學生只知道按照圖紙裝配、接線、操作，按部就班的熟練自己所學的技能。由于沒有思考整個系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)知識的聯(lián)系，以及它們來源，使得學習知識遷移能力差，只知局部而不知整體，弱化了系統(tǒng)思維。在課程思政方面，與專業(yè)知識的融合生硬，達不到“潤物細無聲”的效果。

1.4 工程創(chuàng)新教學載體單一及評價體系不完善

健全工程創(chuàng)新支撐體系是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的保障，如果高職院校工程創(chuàng)新教學載體的規(guī)模不足、基礎設施不健全以及內(nèi)部管理制度落后等都會影響學生創(chuàng)新思維能力及成果。學生的評價體系不夠完善或存在一些誤區(qū)，只注重學生的考試成績及操作技能的熟練度，而忽略學生的學習過程，如工作態(tài)度、創(chuàng)新意識、系統(tǒng)思維及多維度解決問題的思路等。

2 機電專業(yè)類工程創(chuàng)新人才培路徑及策略

2.1 組建機電創(chuàng)新班，創(chuàng)建選拔標準，實行分層培養(yǎng)

每年從大一新生中選拔30～40 名基礎較好、綜合素質(zhì)較高、創(chuàng)新意識和拼搏意識較強的優(yōu)秀學生。從大學一年第二學期開始，單獨組建機電一體化專業(yè)創(chuàng)新班，作為課程體系改革和培養(yǎng)機制的創(chuàng)新試點。選拔時需經(jīng)過筆試及兩輪面試，從學生的心理素質(zhì)、興趣愛好、相關專業(yè)基礎知識及學習態(tài)度來考察篩選。組建班級后，分配工作室，相互認識了解。實行雙向選擇，學生需要確定自己的專業(yè)方向，最后確定各個工作室的人選。各個導師給學生專業(yè)方向的相關資料與指導。

創(chuàng)新班以機電專業(yè)為主，根據(jù)技能大師工作室的需要，還可從其他相關專業(yè)選拔優(yōu)秀學生，創(chuàng)新班實行動態(tài)機制調(diào)整和考核。

2.2 工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

以“學生為中心，產(chǎn)教融合，注重系統(tǒng)思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力”為理念，依托技能大師工作室與機械創(chuàng)新工作室，采取師帶徒及理論加實踐的系統(tǒng)化培養(yǎng)模式。圖1 為創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，通過“師帶徒一對一、工作室項目設計、專業(yè)技能實訓環(huán)節(jié)、技能大賽訓練、課堂教學改革及企業(yè)實習與畢業(yè)設計”6 個環(huán)節(jié)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，達到“系統(tǒng)思維強，綜合素質(zhì)高，專業(yè)能力強，實踐能力強，創(chuàng)新意識強”的人才培養(yǎng)目標。

圖1 創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

2.3 工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑

以培養(yǎng)工程創(chuàng)新型人才為目標，通過“實踐前、中、后”的三個模塊來確定機電創(chuàng)新班的人才培養(yǎng)路徑（圖2）。組建創(chuàng)新班時，進行人員調(diào)研，實行動態(tài)調(diào)整機制。根據(jù)學生的素質(zhì)能力、學習基礎、專業(yè)興趣及導師專業(yè)方向，進行雙向選擇，最后確定項目組成員。通過改革后的教學環(huán)節(jié)與教學環(huán)境，培養(yǎng)具有系統(tǒng)思維及創(chuàng)新能力復合型人才。在工作室項目實施、專業(yè)技能實訓、技能大賽訓練、課程項目設計、課堂項目教學的教學環(huán)節(jié)中，老師通過任務引導、情景教學、典型項目，訓練學生的系統(tǒng)思維，啟發(fā)創(chuàng)新思維。學生則在各個教學環(huán)節(jié)中進行自主探究、項目討論及成果展示，來共同進步。通過企業(yè)的頂崗實習與畢業(yè)設計，培養(yǎng)學生的綜合能力。每個教學環(huán)節(jié)通過“專業(yè)技能積分制”考核評價，進行相應段位的綜合排名，激發(fā)學生學習的積極性。

圖2 創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑

2.4 基于系統(tǒng)思維的教學思路

基于系統(tǒng)思維的課堂教學，在課前、課中、課后圍繞實際生產(chǎn)項目，進行整體思維教學。訓練學生分析任務能力，從整體到局部，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，知道各個環(huán)節(jié)的聯(lián)系與來由，總結(jié)設計思路與創(chuàng)新金點子。圖3 為教學方法思路圖。

圖3 教學方法思路圖

項目式教學內(nèi)容：特別是設立機電綜合類教學內(nèi)容，如機電產(chǎn)品裝置開發(fā)、安裝與調(diào)試，聯(lián)系生活實例，選取一些典型的工程實際中的機電系統(tǒng)項目內(nèi)容，通過課程導入，用視頻、動畫、文件等資料學習一整套機電產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)、試驗的過程，明確學習和掌握的知識點及能力。技能大賽方面，直接以故事的形式分享本校學生往屆創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽作品和金點子。整合與本課程的相關的層次分析法，頭腦風暴法等離散評估方法，讓創(chuàng)新方案得到有效的評估。

專業(yè)教學方法方面：老師注重學生的整體系統(tǒng)思維，如一個機電控制系統(tǒng)，訓練他們需要知道控制系統(tǒng)中各個元器件的選型緣由，根據(jù)客戶要求出具系統(tǒng)的設計方案、工件明細表、元器件采購驗收規(guī)范、施工報告、生產(chǎn)圖紙（包括裝配圖、原理圖、接線圖）、工藝卡片、試驗大綱、安裝使用說明書、系統(tǒng)運行調(diào)試手冊等。會通過故障現(xiàn)象，結(jié)合系統(tǒng)的原理來準確定位問題，分析并解決問題。

注重人的思維方式，重點培養(yǎng)創(chuàng)新思維：教師從主導者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑д?，讓學生開展自主探究、小組討論、實踐體驗、展示匯報等；注重學生的實踐體驗和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)，選擇恰當?shù)慕虒W環(huán)境，同時，充分利用現(xiàn)代化教學手段解決現(xiàn)實條件約束的實踐體驗教學，還可利用頭腦風暴等方法收集新思路、金點子，借助校機械創(chuàng)新設計工作室基于SolidWorks 軟件進行創(chuàng)新設計，使金點子進一步落地，打破學生天馬行空的思維，部分撰寫成國家專利，制作創(chuàng)意產(chǎn)品實物或模型，讓學生夢想落地。

2.5 構(gòu)建“專業(yè)技能積分制”

依托技能大師工作室與機械創(chuàng)新工作室，導師制帶項目，通過做項目與技能大賽，利用競爭與合作，并合理利用獎勵，實行“專業(yè)技能積分制”，進行分段排名（技能新手、技能生手、技能熟手、技能能手、技能高手、技能大師），激發(fā)學生學習的積極性。理論、實踐設計、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)三維模型作品、PPT 創(chuàng)新作品現(xiàn)場匯報、創(chuàng)業(yè)模擬賽匯報納入成績評價體系。 最后加入頂崗實習與畢業(yè)設計考核評價機制。

3 結(jié)語

基于系統(tǒng)思維的機電創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式是以市場需求為依據(jù)，以職業(yè)標準為參照，以現(xiàn)實教學條件為約束，將系統(tǒng)思維、創(chuàng)新思維與專業(yè)教育進行有機融合，吸取新元素新理念，設計工學交替、職業(yè)技能考核與大賽、工作室導師制教學模式，構(gòu)建基于合理的課程體系，強化實踐操作技能。教學實踐證明，該模式能達到培養(yǎng)具有機電一體化專業(yè)知識、實踐能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)生涯可持續(xù)發(fā)展能力的復合型技術(shù)技能人才的目的。