基于創新能力培養的高職機電類專業教學 方式方法改革研究與實踐*

黃文靜 ，陳旭鳳 ，李俊婷

（河北工業職業技術大學，河北 石家莊 050000）

0 引言

當前，伴隨著國家《中國制造2025》戰略的實施，制造業進入新的發展階段[1]。我國繼續推進產業轉型升級，大力發展新一代信息技術、高端裝備等國家戰略性新興產業，促進傳統產業高端化、智能化、綠色化發展[2]。而新一代信息技術與制造業的融合發展對技能人才提出了新的要求，不僅需要一般技能人員，更需要高素質創新型技能人才。

課題組經過實地調研，發現企業在進行智能化生產升級改造時，技術技能人才缺口很大，人才的分布、層次、類型等結構亟待優化。企業急需能夠熟練掌握智能化生產過程中機電系統控制與運行、生產設備維護與調試、生產過程智能化管理，并能夠創造性地解決智能化生產中復雜實際問題的高素質創新型技能人才。創新型技能人才的短缺為職業院校帶來了前所未有的發展機遇，高職院校創新型技能人才培養具有重要的實踐意義。

1 國內外研究現狀

創新教育的典型代表國家有美國、日本、俄羅斯等，它們在教育理念、實施方式上都有深入的研究，成功培養了本國所需的創新型技能人才[3]。我國的創新創業教育研究相對起步較晚，但是2000年后，我國的創新創業教育研究呈現出井噴式發展，研究內容不斷豐富[4]。尤其2015年后，在“互聯網+”的背景下，在“大眾創業、萬眾創新”的背景下，創新創業教育進入快速普及與發展階段[5]。

但是通過分析文獻發現，目前我國的教育研究大多關注于創新創業課程教育模式的探索研究，對于普通教學的融合與實踐的研究較少；創新創業課程與普通教學融合的研究也大多數以語文、數學等基礎課為主，研究專業課程教學改革較少。這使得學生的創新能力不足，無法創造性地應對生產過程中所遇到的復雜實際問題，無法滿足企業需求，急需促進專業課程與創新能力培養的有機融合，開展機電類專業教學方式方法改革，培養創新型技能人才。

2 現有教學方式方法存在的主要問題

面對企業技能人才的需求，高職院校雖然在深化產教融合、校企合作方面具有一定的優勢。然而，畢業生被企業招聘上崗后，仍要進行長達數月的崗前培訓才能真正走上工作崗位，相關技能遠遠達不到企業的要求。這是因為高職院校將創新能力融入專業課程教學中較少，且在教學上仍存在以下問題：

1）學校設置的創新創業課程沒有和專業課程相結合，使得學生將創新理論應用到實踐中的能力不足。

2）在教學內容上偏重于理論學習，實訓大部分為驗證性實訓，這樣的教學安排與現代實際工程應用脫節，學生比較被動，在理論學習中思維固化，不能獨立地思考和創新。

3）大部分課程主要采用課堂教學模式，多為教師講授、演示占課程的主要部分，忽視了學生的主觀能動性和創造性，使知識艱澀難懂，枯燥乏味。

4）傳統的考核方式以試卷為主，只能對課本理論知識進行考查，缺少對實踐技能的考查，無法準確考核出學生真實的知識、能力和素質結構，影響了學生積極主動的學習精神和創新實踐能力的培養。

這些均使得畢業生在應對產業轉型升級以及技術革新時能力不足，無法滿足企業實際需求。因此，積極開展高職專業課教學方式方法改革，將專業課程與創新能力培養的有機融合具有非常重要的意義。

3 高職機電類專業教學方法改革思路

3.1 確定學生培養目標

為了培養符合產業人才需求實際、對接企業一線的創新型高素質技能人才，首先要確定基于創新能力培養的學生培養目標。以行業和崗位的需求為導向，以國家職業標準為依據，融入創新能力培養，確定高職機電類專業學生培養目標。即面向制造業的轉型升級與智能生產，針對生產過程中的機電控制系統運行、生產設備維護與調試、生產過程智能化管理等核心技術崗位，培養思想政治堅定，德、智、體、美、勞全面發展，踐行社會主義核心價值觀，具備解決復雜實際問題能力、批判思維能力、較強創新能力的機電系統維護、調試、設計、開發的技能人才。

3.2 融入創新元素的教學內容

機電類課程大多是理論與實踐緊密結合的、對實際應用能力與邏輯抽象思維能力要求很高的專業課程。因此，對于教學內容的確定要立足于企業崗位需求，兼顧專業知識與技能培養兩方面，強化工學結合，將創新元素融入教學內容，培養學生既具備支撐其成長的專業知識，又具有嫻熟的職業技能、優秀的創新思維和創新能力。同時，在日常教學中，課程內容調整常態化，引入最新的國際標準、國家標準、行業標準、企業規范，將新技術、新工藝、新規范納入課程標準和教學內容。

比如在“電氣控制技術”課程中，可將TRIZ創新理論融入教學中，培養學生在各種限定的條件（如生產工藝、電氣控制設備、加工能力等）下設計出滿足生產要求的電氣控制系統，培養學生解決實際問題的能力及創新能力。

3.3 大力開展項目化教學模式

目前，常用的課堂教學模式以理論講授為主，輔助少量技能實訓的教學模式，忽視了學生的主觀能動性和創造性，使得學生到工作崗位中的應用能力不強。為了提升學生的職業能力，應用項目化教學模式，結合課程特點將教學內容開發為多個面向企業真實生產環境的教學項目，將理論知識自然地嵌入到每一個實踐項目中。本著“工學結合、任務驅動、項目引導、教學做一體化”的原則，按照實際生產過程順序和學生自主學習的要求，教、學、做、練緊密結合地開展教學，使學生能夠使用專業知識解決企業案例，提高教學質量，充分培養學生的創新思維，提升學生的專業能力、方法能力、表達能力、檢查評估能力、團隊協作能力、社會能力等。

以“PLC技術應用”課程為例，將教學內容根據生產過程開發為“工作臺啟停控制”“自動往返工作臺控制”“自動裝卸料控制”“生產過程數據統計”“傳送帶變頻調速”“運載機構定位控制”“機械手分揀控制”等實際工程項目，如圖1所示。項目由簡單到復雜，環環相扣、層層遞進，全面訓練學生的綜合實踐能力。同時，課程在理實一體化教室開展，各個項目均設計包含“初始控制方案確定、PLC及元器件選型、基本程序設計、最終電路方案確定、PLC上機調試”等教學做一體化的全流程教學方案。在教學過程的不同階段創造性地提出問題，引導學生自主設計實施方案，培養學生的自主學習能力、創新能力，提高學生工程實際應用的能力。

圖1 項目化教學單元設計

3.4 推動線上線下混合式教學

針對機電類課程的教學內容技術更新快、學生難以理解的問題，研究線上線下混合的教學方法。教學過程如圖2所示。

圖2 線上線下混合式教學過程

課前，老師可通過線上網絡教學平臺提前將項目課件、案例、視頻等資源發布到網上，幫助學生在課前預習，培養學生自主學習能力；課中，線下在理實一體化教室開展教學，在課堂中采用啟發式、討論式、參與式、協作式的教學方法，教、學、做、練緊密結合，同時結合線上網絡教學平臺開展主題討論、頭腦風暴等，還可以通過網絡教學平臺將學生不容易理解的抽象知識演示出來，有效解決重難點，突出學生的主體地位，激發學生的學習興趣，培養創新思維；課后，老師可在網絡教學平臺布置作業、統計分數等，方便掌握學生的學習情況，學生也可以利用網絡教學平臺進行課后復習、知識擴展。此外，老師還可以通過QQ群、微信等移動互聯平臺，隨時解答學生的問題。

通過以項目為導向的線上線下混合式教育激發學生的學習興趣，使學生全程參與教學活動，突出學生的主體地位，有效解決教學中重難點。不僅使學生能夠獲得知識和崗位的職業能力，而且增強了學生學習、分析、解決問題的能力和團隊協作能力。

3.5 改革考核方式，過程評價貫穿始終

傳統的試卷考核方式重理論輕能力，無法準確考核出學生真實的知識、能力和素質結構，影響了學生實踐和創新能力的培養。因此，要改革考核方式，過程評價貫穿始終，以每個學習項目成績進行累加，建立對學生參與教學、完成實訓項目、工作態度、創新過程的綜合考核體系，綜合統計分數。把傳統對成績的一次考試評定，分散到學習過程節點的質量控制。學生全程參與教學，有利于提高教學效率和教學質量，提高學生的實際應用能力、綜合實踐能力和創新能力。

3.6 提升學生綜合素養

為提高學生創新能力、動手能力、實踐分析和解決問題的能力，鼓勵學生將知識應用于實踐。老師可為學生搭建培養平臺、開展實戰項目、定制培訓課程，引導學生在不斷分析問題、解決問題過程中積累經驗。鼓勵學生總結方法或工藝技術形成專利、開發科研課題，鼓勵學生參加創新設計類競賽活動，激發學生創新的興趣和動力，在實踐過程中提高創新能力，引導學生養成高素質職業素養。

4 應用效果

在河北工業職業技術大學中，應用基于創新能力培養的機電類專業教學方式方法改革開展實踐檢驗。實踐檢驗表明，教學方式方法改革使學生全程參與教學，學生學習積極性、主動性明顯提高，教學效率和教學質量得到明顯提高，學生綜合能力顯著提高。如圖3所示，通過對比可以看出學生的平均成績穩步提升。

圖3 學生成績穩步提升

5 結語

課題組研究基于創新能力培養的高職機電類專業教學方式方法改革，在專業課程教學中融入創新能力培養，使學生的創新意識、創新思維和創新能力能夠得到充分發展。通過改革探索培養能夠熟練掌握智能化生產過程中機電系統控制與運行、生產設備維護與調試、生產過程智能化管理，并能夠創造性地解決智能化生產中復雜實際問題的高素質創新型技能人才。以期為高職機電類專業人才培養提供對策依據，促進高職院校提質培優、增值賦能，深化產教融合、校企合作，更好地服務制造業智能化升級轉型。