新工科背景下高職機電一體化專業學生創新實踐能力培養路徑研究

陸武慧

(西安航空職業技術學院 通用航空學院, 陜西 西安 710089)

隨著物聯網、大數據、人工智能等新興技術的產生,為了主動適應新一輪科技革命和產業變革,2017 年以來,教育部積極推進新工科建設,先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”。新工科背景下要求的多元化人才不僅要掌握專業知識和技能,而且要具備創新能力、工程實踐能力和國際競爭力[1-3]。職業教育是高等教育中重要的一部分,承擔著培養高素質技術技能人才的重要使命。職業教育與社會經濟發展有著密不可分的聯系,職業教育更加注重面對具體問題的動手實踐能力。面對當今產業變革和新興技術領域,對高職院校人才培養提出了更高層次的要求,在新工科背景下,要注重培養高職學生創新實踐能力,將創新精神貫穿在學習教育全過程中,提升高職學生職業素質,才能讓學生在未來的工作中取得更大的進步,以適應新時代對人才的新需求。

1 新工科背景下高職學生創新實踐能力培養的意義

新工科背景下,對創新人才的培養變得更加迫切,創新實踐能力是指在具體的工程實際問題中能夠發現問題、分析問題和解決問題的能力,是應對新的科技革命和產業升級必須具備的核心能力,也成為高校人才培養重要的一環[4]。高職院校的學生大多數缺乏主動思考和創新思維,不能適應多變復雜的工程實際問題,崗位勝任力不足。因此,高職院校在人才培養過程中,要提高對學生創新實踐能力培養的重視程度,從人才培養方案、課程標準、教學內容、教學方法、考核評價等多個方面,充分考慮到創新的理念和方法,在育人全過程中潛移默化培養學生的創新精神,提供多元化創新實踐平臺,鼓勵學生敢于實踐,利用自身專業知識和創新思維來解決實際問題,培養學生自主探究和主動思考的習慣,讓學生敢于思考,善于思考,樂于創新。創新實踐能力的培養也能幫助學生樹立自信心,讓他們能夠通過不斷學習新興技術知識來充實和提高自己,從而全面提高自己的職業素養,才能更好的適應崗位需求,在新興技術領域具有更好的競爭力,為未來的職業發展打好基礎。

為了能夠成為適應未來挑戰的高素質人才,要求學生具備超強的創新能力和實踐能力,才能夠應對以智能制造、云計算、人工智能等新技術,從而助力制造業企業的轉型升級[5]。新工科建設是以智能制造、人工智能、機器人技術等用于傳統工科專業的升級改造,需要大量具備實踐能力和創新精神的復合型工程技術人才。同時,高職院校主要培養技術技能型人才,機電一體化技術專業作為支撐智能制造技術的關鍵專業,它對學生的技術水平和創新實踐能力要求高。因此,在新工科的背景下,以機電一體化技術專業為例,探索對高職學生的創新實踐能力具有重要意義,對高職院校學生創新實踐能力的培養和研究提供重要參考。

2 高職機電一體化專業學生創新實踐能力培養的現狀

2.1 對創新能力重要性認識不足,創新意識不強

創新能力是個人發展的核心競爭力,也是個人能夠不斷成長進步的不竭動力。高職機電一體化專業學生普遍能夠較好地掌握專業課程中所要求的專業技能,但存在自主學習意識薄弱,學習積極性不高,創新意識不強,專業課程知識之間的綜合能力不足等現象。同時,部分高職教師只注重學生對知識和技能的熟練掌握程度,而不注重培養學生的自主探究和創新意識,導致學生對創新能力的重要性認識不足。

2.2 教學內容相對滯后,不能適應新工科背景下對學生的新要求

企業在轉型升級中不斷應用行業最新技術和最新工藝,要求畢業生不僅要掌握扎實的專業知識,而且要具備較強的實踐能力和創新能力,這樣才能適應新的科技革命和產業變革。目前高職機電一體化專業的教學內容相對滯后,主要針對傳統機電設備的安裝調試,故障診斷等部分,對智能產品設計制造、智能工廠等內容涉及的較少,對學生創新能力培養的相關知識講授較少,不能適應新工科背景下企業對高端智能化、數字化人才的新需求。

2.3 教學手段單一,不能發揮學生的自主學習能力和創新能力

高職教學多以教師教授為主,學生被動學習,學生學習積極性不高,缺乏主動探索知識的精神,不能發揮學生的自主學習能力和創新能力。教師教學手段單一,盡管進行了專業技能的實踐鍛煉,但是學生缺乏面對真實項目的動手實踐能力和解決實際問題的能力,缺乏對知識和技能的創新應用。

2.4 創新能力培養平臺欠缺,對學生的創新實踐能力培養不足

目前高職院校開設了創新創業課程,開展了有關創新的講座和培訓等活動,取得了一些效果。但是多數教師對創新創業教育的實踐經驗不足,創新理論知識不扎實,在專業課中對學生的創新意識培養不足,創新理念與專業知識之間融合度低,學生對專業技能的掌握大多停留在熟練應用,而不能進行創新設計和應用開發。學校缺乏結合專業技能的創新能力培養平臺,缺乏創新課程學習之后的實踐平臺,對學生創新能力培養方面的支持力不足。

3 高職機電一體化專業學生創新實踐能力培養的實施路徑

針對目前高職機電一體化專業學生創新實踐能力培養的現狀,提出了“企業需求和課程教學相融合”“創新創業教育與專業教育相融合”“專業知識與創新實踐相融合”“創新創業項目與技術服務相融合”的“四元融合”,具備“懂技術,能應用,善創新”“三階遞進”的高職機電一體化專業學生創新實踐能力培養路徑。

3.1 深化教學改革,實現企業需求和課程教學相融合

3.1.1 明確崗位新需求,完善創新能力培養課程體系 專業教師團隊在制定機電一體化專業人才培養方案時,需掌握行業發展新趨勢和新技術,增加與創新實踐培養相適應部分的核心課程。在大一階段開設“創新基礎”通識課程和“機械設計”等專業基礎課程,在大二階段開設“機械產品創新設計”“機電產品創新設計方法”等專業創新課程,在大三階段開設“專業創新綜合實踐”“創新創業實戰訓練”等課程,形成階梯式不斷提升的創新課程體系,全過程培養學生的創新實踐能力。

3.1.2 增加創新方法與理論,重構課程教學內容 隨著企業對高端制造化、數字化人才需求的持續增長,高職院校機電一體化專業的課程教學內容需緊跟新工科背景下對技術技能人才的新要求,打破傳統知識體系,融入新趨勢、新業態、新模式,將課程內容進行模塊重構,融入智能產品創新設計,智能工廠等新興技術內容。在機電一體化專業的教學中,可以引入TRIZ創新理論知識,將TRIZ理論與專業知識通過重組和整合,幫助學生實現對學科知識體系的集成創新,實現學科交叉融合創新,同時,學生也可以將TRIZ理論積極應用到企業技術研發和實踐中[6],逐步培養學生的創新能力。

3.1.3 挖掘學生內生潛力,優化教學方法 在教學過程中,改變教師和學生的角色,積極探索多種教學方法,采用任務驅動法,情景教學法等,激發學生主動學習的興趣。課前教師發布資源,學生自主學習并上傳學習成果,培養學生對知識的主動探索精神,課堂中,教師引入企業真實項目,學生小組合作,通過具體實踐任務,在實踐中強化學生的創新思維能力,課后教師發布拓展創新任務,學生自主選擇任務內容,并上傳創意產品設計方案,從多角度培養學生的創新實踐能力。

3.2 強化教育師資聯動,實現創新創業教育與專業教育相融合

新工科背景下對人才的需求不僅要具備專業知識和專業技能,還需要具備較強的創新能力和實踐能力,因此高職院校要注重在專業課程實踐中融入創新創業教育。教師在講授相關專業知識時,需要適時融入創新教育的元素和理念,教師不僅要不斷提高自己的業務水平,還需要了解專業前沿科技和創新理論方法,專業課教師要與創新創業課程教師加強交流,發揮聯動作用,共同研究,在潛移默化中將創新思維和理念進行融入,提升培養效果。

3.3 建立創新實踐平臺,實現專業知識與創新實踐相融合

3.3.1 以第二課堂為依托,開拓學生創新思維 高職機電一體化專業學生要在掌握好機電一體化專業知識和技能的基礎上,加入機械設計創新協會、電器維修社團等,通過第二課堂,充分挖掘個人優勢和專業特長,學生根據自己的興趣愛好和專業特長參加社團活動,挖掘個人潛力,激發創新活力,利用專業理論知識,進行創意產品設計,實現理論和實踐有機融合。

3.3.2 以技能大賽為抓手,強化學生創新意識 技能大賽注重學生面對具體問題的分析、解決和創新等能力,以競賽為動力促進學生對新知識和新技能的學習。組織學生參加大學生機械創新設計大賽,參加互聯網+創新創業大賽以及挑戰杯創新創業大賽等,將所學理論知識進行實踐應用,突出學生創新能力、實踐能力的培養。

3.3.3 搭建創新創業平臺,提高學生創新實踐能力 鼓勵學生在專業知識中挖掘創新點,積極進行專利申報,鼓勵學生積極參與教師的科研項目,在具體實踐項目中,發揮創新實踐能力。同時,通過創業幫扶、創業補貼、技能培訓等形式為大學生創新創業搭建平臺,推動學生創新創業孵化項目,全方位促進學生創新能力的有效提升。校企聯手,多方互動,為大學生搭建創新創業新平臺,實現政府、企業、高校多方互動,是深度推進創業創新的有力嘗試,以創新引領創業,以創業帶動就業,從多渠道提高學生的創新實踐能力。

3.4 開展多渠道的綜合實踐,實現創新創業項目與技術服務相融合

充分挖掘學生的專業特長和創新思維,在教學過程中,實現角色翻轉,以學生為本,發揮學生自主學習和探究的品質,融合專業特色,跨專業跨學科組建創業項目培育班,進一步拓展成果轉化渠道。學校提供研發場所、設備等硬件設施,組建師生研發團隊。學生作為團隊成員,參與實際真實項目,從事智能制造企業的生產、調試、研發等崗位工作,將創新研發的產品、工藝成果轉化成知識產權,將項目內容反饋到教學過程當中,學生創新能力也在潛移默化中得到提升,育人效果顯著提升。依托協同創新平臺,可以對外承接技術服務培訓及技能鑒定等工作,共同提升學生的創新實踐能力。

4 結 論

在新工科背景下,通過完善創新能力培養的課程體系、重構課程教學內容、優化教學方法等途徑,深化教學改革,實現企業需求和課程教學相融合。以第二課堂為依托,以技能大賽為抓手,搭建創新創業平臺,提高育人效果,實現專業知識與創新實踐相融合。強化教育師資聯動,實現創新創業教育與專業教育相融合。通過開展多渠道的綜合實踐,實現創新創業項目與技術服務相融合。通過深化教學改革、建立創新實踐平臺、開展多渠道的綜合實踐實施路徑,培養學生成為 “懂技術,能應用,善創新”“三階遞進”的多元化人才。