基于系統思維的機電創新人才培養模式研究

侯湘慶，周 獻，韓自強，蔣 燕

（湖南電氣職業技術學院，湖南 湘潭 411101）

0 引言

2020 年，《職業教育提質培優行動計劃（2020-2023）》提出“提高職業教育發展質量，培育職業教育特色品牌”。國內高職院校主要通過產教融合、綜合訓練、校企合作模式來培養學生的技術技能。畢業生基本能夠適應企業崗位，具備一定的操作技能，但是發展潛力不足、工程應用能力弱、創新設計能力不足。現代企業需要更多的“多功能”型綜合性人才，這對學校培養的學生要求更高。現在的技能不能只是某一方面，而是各種學科技術交叉融合，需具備系統思維及創新設計能力的復合型人才。

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

1 機電專業類創新人才培養中的不足

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

1.1 人才培養模式缺乏合理

中國的高等職業教育快速發展，招生規模不斷擴張，特別是機電類專業，擴張更快，生源（單招與普招）結構發生了很大的變化，普通的機電專業人才培養方案很難適用所有的學生。主要表現在：沒有利用不同的教學資源對學生進行專業層面的分層培養，使得具有潛力的學生不夠學或不能進一步發揮優勢，達不到預期目標；人才培養結構需要優化，雖然有實踐操作課程，但是單純的訓練操作技能，沒有引入企業具體生產項目，進行綜合系統化訓練。因此需要優化創新人才培養方案，注重構建工程系統思維的創新人才。

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的“導航燈”，也是高校開展各項人才培養工作的行為綱領[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各個部件的聯系，以及整個系統運行的原理機制。不注重對學生的素質和能力的培養，忽視了促進學生的全面發展才是教育的根本目標[5]。

1.3 教學模式需改革

企業需要具有工程應用能力強及創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，任務內容跟實際生產項目相關度不大。重點集中在操作技能的培養，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中各個環節知識的聯系，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，弱化了系統思維。在課程思政方面，與專業知識的融合生硬，達不到“潤物細無聲”的效果。

1.4 工程創新教學載體單一及評價體系不完善

健全工程創新支撐體系是培養創新人才的保障，如果高職院校工程創新教學載體的規模不足、基礎設施不健全以及內部管理制度落后等都會影響學生創新思維能力及成果。學生的評價體系不夠完善或存在一些誤區，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，如工作態度、創新意識、系統思維及多維度解決問題的思路等。

2 機電專業類工程創新人才培路徑及策略

2.1 組建機電創新班，創建選拔標準，實行分層培養

每年從大一新生中選拔30～40 名基礎較好、綜合素質較高、創新意識和拼搏意識較強的優秀學生。從大學一年第二學期開始，單獨組建機電一體化專業創新班，作為課程體系改革和培養機制的創新試點。選拔時需經過筆試及兩輪面試，從學生的心理素質、興趣愛好、相關專業基礎知識及學習態度來考察篩選。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方向，最后確定各個工作室的人選。各個導師給學生專業方向的相關資料與指導。

創新班以機電專業為主，根據技能大師工作室的需要，還可從其他相關專業選拔優秀學生，創新班實行動態機制調整和考核。

2.2 工程創新人才培養模式

以“學生為中心，產教融合，注重系統思維，培養創新能力”為理念，依托技能大師工作室與機械創新工作室，采取師帶徒及理論加實踐的系統化培養模式。圖1 為創新人才培養模式，通過“師帶徒一對一、工作室項目設計、專業技能實訓環節、技能大賽訓練、課堂教學改革及企業實習與畢業設計”6 個環節的創新人才培養模式，達到“系統思維強，綜合素質高，專業能力強，實踐能力強，創新意識強”的人才培養目標。

圖1 創新人才培養模式

2.3 工程創新人才培養路徑

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

圖2 創新人才培養路徑

2.4 基于系統思維的教學思路

基于系統思維的課堂教學，在課前、課中、課后圍繞實際生產項目，進行整體思維教學。訓練學生分析任務能力，從整體到局部，透過現象看本質，知道各個環節的聯系與來由，總結設計思路與創新金點子。圖3 為教學方法思路圖。

圖3 教學方法思路圖

項目式教學內容：特別是設立機電綜合類教學內容，如機電產品裝置開發、安裝與調試，聯系生活實例，選取一些典型的工程實際中的機電系統項目內容，通過課程導入，用視頻、動畫、文件等資料學習一整套機電產品的設計、生產、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新創業比賽作品和金點子。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，讓創新方案得到有效的評估。

專業教學方法方面：老師注重學生的整體系統思維，如一個機電控制系統，訓練他們需要知道控制系統中各個元器件的選型緣由，根據客戶要求出具系統的設計方案、工件明細表、元器件采購驗收規范、施工報告、生產圖紙（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、系統運行調試手冊等。會通過故障現象，結合系統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，重點培養創新思維：教師從主導者轉變為引導者，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新思維能力培養，選擇恰當的教學環境，同時，充分利用現代化教學手段解決現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，借助校機械創新設計工作室基于SolidWorks 軟件進行創新設計，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，制作創意產品實物或模型，讓學生夢想落地。

2.5 構建“專業技能積分制”

依托技能大師工作室與機械創新工作室，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），激發學生學習的積極性。理論、實踐設計、創新創業三維模型作品、PPT 創新作品現場匯報、創業模擬賽匯報納入成績評價體系。 最后加入頂崗實習與畢業設計考核評價機制。

3 結語

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