高职学生专业核心能力层叠式培养模式构建——基于3D打印技术原理

李娟

（芜湖职业技术学院 经济管理学院，安徽 芜湖241003）

一、引言

高职教育肩负着培养高素质劳动者和技术技能人才的核心使命，承担着优化高等教育结构的重要职责，经过20年的创新发展，为我国经济社会发展和教育强国战略实施提供了有力的人才支持和智力支撑。然而，高职教育仍然是我国教育中的薄弱环节，存在人才培养质量总体不高、教育吸引力不足和毕业生就业专业对口率低、离职率高等普遍问题。与普通高等教育不同，高职教育是“姓高名职”以能力为本位的教育[1]，须体现职业性和实践性，培养的人才应充分满足工作岗位需要。其培养质量主要体现在毕业生是否具有较强的实际动手能力和技术应用能力。联合国教科文组织发布的《教育2030行动框架》中指出，教育的关键是学习者通过职业教育获得生存生活和可持续发展的知识能力、职业能力、综合素质、心智结构。学习者的职业道德、技术技能水平的考核也是职业教育质量评价体系的核心内容。

随着我国高职教育的快速发展，用传统精英教育的模式来培养职业技术人才，与高职教育的内核要求不符。而以能力本位的培养模式研究，成为高职教育研究领域热点，呈现以下特点。一是研究对象多极化。有的以职业能力为对象，如职业核心能力、职业胜任能力等，有的以专业能力为对象，如实践创新能力、专业核心能力、创新创业能力等[2]；二是研究范围立体化。从某门课程到某个专业（群）或学科类别，从某个学校到某类学校乃至国内外高职教育[3]，均有相关成果呈现；三是研究内容多样化。如“两轮一轴”模式、“一纵三横”培养模式[4-5]等；四是研究方法综合化。既有规范性研究，也有实证性分析研究。然而，多数研究更多基于某类能力“面”开展，少有针对能力“点”的细化解析。同时，对“能力”本身的内涵解构研究鲜有文献涉及，导致研究对象较为模糊，且较多文献在培养模式的内在解构与机理论述相对不足。

在国际职业教育领域，职业能力通常包括专业能力、职业核心能力两个方面[6]。专业能力以专业知识和技能为基础，是指劳动者遵循专门方法、符合专业要求、有目的的解决问题和结果评价的“硬能力”[7]，是劳动者胜任某一专业、职业或岗位的关键因素，是知识、技能、态度及价值观的综合体现。专业核心能力具有内在性、独特性、延展迁移性和不易被模仿的特点，是劳动者维持可持续竞争优势和推动事业发展的能量源[8]。为此，围绕高职学生专业核心能力，基于3D打印技术原理，从微观视角解析专业核心能力的三维结构，构建了专业核心能力“层叠式”培养模式的理论模型，并就实施策略作了探讨，有一定的现实意义。

二、层叠式培养模式的理念构想

1.层叠式培养模式的提出

“层叠式”概念来源于增材制造技术（3D打印技术）。该技术根据离散和堆积原理，利用计算机将成形零件转化为3D数据模型和一系列一定厚度的“薄片”。3D打印过程一般有3D建模、分割切片、打印喷涂、后期处理四个步骤。鉴于3D打印技术的精确建模、层层叠加、快速有序、立体个性的特征及其制造过程，与能力培养过程具有共通的属性，如图1所示。在管理学理论中，核心能力由能力元和能力构架组成，具有层次性、可分解性及动态性的特点[9]，专业核心能力应是一系列不同维度细分能力而构成的能力簇。结合有关文献[10]的研究，将基于专业核心能力的人才培养模式命名为“层叠式培养模式”。

2.专业核心能力的3D模型构建

图1 3D打印过程与能力培养过程对比图

关于能力的内涵，教育学者顾明远借鉴前苏联的研究成果，将其定义为个体顺利完成某些活动所需要具备的心理特征。杨彩卿等学者[11]指出，能力本位中的“能力”是一种综合能力，包括与职业相关的知识、态度、经验和评价评估。构成学习模块的一系列“专项能力”，构成了“综合能力”，若干综合能力进而构成“职业能力”。马扎诺[12]将知识领域分为信息（陈述性知识）、心理程序（程序性知识，又称为技能层面）、心理动作程序（运用复杂的身体活动的能力）三类，在知识加工水平方面，包括认知系统、元认知系统、自我系统三个层面。《布鲁姆教育目标分类学（修订版）》中将教育目标分成知识（事实性、概念性、程序性、反省认知知识）和认知过程（记忆、理解、运用、分析、评价、创造）两个维度，主要涉及认知、情感和动作技能三大领域，这与能力本位的高职人才培养契合紧密。

从学习过程来看，知识是关于是什么、怎么做的信息，技能是通过后天专门训练获得的操作方式，是人们从事某种活动动作程序的控制因素。能力则是在掌握知识和技能过程中，融合个人好奇、求真的态度和天赋而逐步形成发展的。除了包含知识与技能水平之外，还同动机、个性与品质、自我形象与社会角色特征密切相关，人的态度、情绪、价值观、动机等方面均蕴在内[7]。其中态度包括信仰、价值观和安排事情的方式等。

图2 专业核心能力3D建模图

综上所述，能力是知识、技能、态度三个要素融合的产物，三者构成能力的“化学结构”，这是专业核心能力3D建模的第一个维度（x轴），如图2所示。由于核心能力具有层次性和可分解性，在不同的应用场景或过程中，构成专业核心能力的各种细分能力会有所突出与侧重，这种细分能力构成的能力簇成为能力的“物理结构”，是专业核心能力3D建模的第二个维度（y轴）。结合布鲁姆认知过程分类和汤晓华等学者[13]关于职业能力的建模研究，将能力水平分为会用、熟用、创用三个水平层级。其中“会用”可对应于布鲁姆认知过程的记忆和理解，属于低等层次，“熟用”对应于应用和分析，属于中等层次，“创用”对应于评价与创造，属于高等层次。能力的水平结构是专业核心能力3D建模的第三个维度（z轴）。

三、层叠式培养模式的系统框架

联合国教科文组织发布的《国际教育标准分类（2011版）》中指出，教育是社会主体有意识地将积累的知识、态度、技艺或行为传播的过程。如何实施有效的教育，需要从宏观层次抽象和概括具有普遍性和指导性的教育行为，即构建科学的人才培养模式。它包括人才培养理念、课程设置方式、教学制度体系、教学组织形式、教学管理模式、教学评价、隐性课程形式等要素。围绕培养什么样的人、怎样培养人的基本问题，国务院2019年颁发的《国家职业教育改革实施方案》指出，高职院校要落实好立德树人根本任务，健全德技并修、工学结合的育人机制和深化产教融合、校企合作、育训结合的多元化办学格局。

基于系统论思想，层叠式培养模式围绕目标专业的专业核心能力轴，包含价值方向、理念定位、体系实操、平台支撑、动力激发等五层子系统，层层叠加嵌套，如图3所示。五个子系统紧密关联，下层子系统为上层系统提供支持，服务上层系统目标的实现，进而形成一个生态化的培养模式系统。

1.价值方向系统

2018年全国教育大会要求，学校要落实立德树人根本任务，在坚定理想信念、厚植爱国主义情怀、加强品德修养、增长知识见识、培养奋斗精神、增强综合素质等方面下功夫。在职业技术人才要求上要德技并修，既要培养学生的职业道德，也要求其掌握专业知识和成为合格公民。层叠式培养模式以党和国家的教育方针为根本遵循，牢固树立立德树人的价值导向，从人性提升、全面发展方面拓展培养目标的内涵。

图3 层叠式培养模式系统框架图

自21世纪以来，“关注学生”成为世界发达国家职教改革的主旋律，即以学生为中心，着眼于个体生涯的终身发展。从教育主客体角色定位来看，以学生为中心强调以人为本，尊重学生天性和内在需要，尊重个体差异，注重学生自我价值的实现[14]，师生均为知识的创生者，而不是消费者。教师的“教”要服务于学生的“学”，教师应完成从学生学习的控制者到促进者、从知识传授者到创造力激发者的角色转变。学生是知识意义的主动建构者，以自主选择、自主实践和自主评价的方式进行学习。从教育关注的范围来看，以学生为中心，既要关注传统教育中学生知识、技能等培养目标的达成，更要引导和培养在学生信念、价值、情感和动机等要素的全面发展。从时间维度来看，以学生为中心，强调终身学习理念，从学生生涯发展的全局去组织教育活动。立德树人是层叠式培养模式最根本的价值遵循，以学生为中心则是落实立德树人的逻辑前提，二者互相补充，共同构成层叠式培养模式的“价值方向系统”。

2.理念定位系统

理念定位系统是价值要素引领下的具有统领作用的子系统，它根植于全系统，是下层子系统构建的思想理念导向，明确了培养模式的方针与路线，具体包含体验教育与创新创业教育两种理念。体验教育理念可追溯到古希腊的经验主义哲学，先后经过实用主义教育思想代表人物杜威、建构主义代表人物皮亚杰、体验学习圈提出者库伯等人的发展和完善。它是情境化学习教育方式，以建构主义学习理论为基础，以“做中学”为思想精髓，即学生通过在体验学习环境中的“做”与“悟”，达到融炼能力和激发潜能的目的。体验教育的核心是实践，通常以团队协作的方式，增强教育过程中的快乐感和实效性，充分体现了以学生为中心的价值诉求，与能力本位的培养模式高度契合。

随着“大众创业、万众创新”不断深入升级，创新创业教育在我国高校得到空前发展，已由狭义上的商业经营教育，演变为一种全新的教育理念，成为高职高质量发展的驱动力[15]。创新创业教育理念与工匠精神培育具有内涵相同、价值一致、内容统一的特征，是高职院校履行培养大国工匠、能工巧匠使命的重要途径。创新创业教育理念下的层叠式培养模式运行，主体应包括学校、企业、行业协会与政府等，教育内容与产业和市场紧密对接，培养过程倡导跨学科跨领域的资源整合，而学生也更主动创新，积极求变应变，精益求真求精。作为理念定位子系统中的两个方面，体验教育与创新创业教育相得益彰，共同作用构成层叠式培养模式的“定位系统”。

3.体系实操系统

体系是层叠式培养模式“实操系统”的基本要素。体系实操系统共包括两大类六个体系。一类属于“减分项”范畴，要求学生完成并达标，包括理论课程体系、实验实训体系、实习实践体系，这类体系具有刚性约束功能，是大多数高职院校的“标配”体系，但学校间、专业间参差不齐；另一类属于“加分项”范畴，引导学生参与实践，包括学科竞赛体系、考证考级体系和应用科创体系。这类体系具有正向激励功能，是“标配”体系之外的“选配”体系，是“以学生为中心”价值理念的内在要求。在国家职教政策助推下，高职学科竞赛体系逐步完善。从国家、省级层面到学校、专业层面，相关激励配套政策力度大，参赛备赛竞赛已成为培养专业核心能力的重要途径。2019年，教育部等四部门围绕重点需求职业技能领域，部署并启动了“1+X证书”制度试点工作，这要求学生毕业不仅要拥有学历证书，还要考取若干职业技能等级证书，考证考级成为专业核心能力培养的另一个途径变量。中国高等教育学科奠基人潘懋元指出，高职教育在强调职业性的同时，也应兼顾学术性，加强学生理论基础与学习能力的培养。对于学有余力的学生，以应用科创体系对接，激发学生潜能和拓展学习空间。事实上，应用科创体系目前是高职院校的“短板”，重视不足和科研基础弱是两个内在的原因。从总体上看，六个体系与专业核心能力3D模型的三个维度有机对接，从而为专业核心能力的培养提供操作实务支持。而在具体内容模块的建设层面，参照专业核心能力的3D模型进行细化和整合，提高培养体系的“分辨率”，构建一个逻辑严密、对接精准、组合自由的网络系统。

4.平台支撑系统

平台是层叠式培养模式的“底盘”支撑，是体系实操子系统的“硬件”，本质上它是一种资源的呈现，如实验室、实训基地、实习基地等。没有平台的支撑，体系无法正常运行。在信息技术的推动下，平台已超越了传统意义上的实体形式，以信息技术为支撑的无疆界教育（泛在学习）将成为未来教育发展的主流趋势。因此，从平台设置的形式和平台的内在归属两个维度，可以分为四类平台，如图4所示。平台提供有力支撑的关键在于协同。协同首先要求高职院校主动走出去，与产业行业对接，与企业合作，整合优质资源，其次不同的平台具有独特的功能价值，应从能力培养的效果、效率的角度，对平台进行协调优化。

图4 层叠式培养模式平台支撑系统结构图

5.动力激发系统

层叠式培养模式的有效实施，需要动力激发子系统提供“能源”支持。动力激发系统是一种机制激励系统，它主要包括教师、学生和外部主体等三个方面的动力激发，具体见表1。和学生、外部主体相比，教师是层叠式模式创设者、组织者和评价者的重要角色，是国家教育方针具体落实、社会需求满足与学生发展要求实现的中心网络节点，其角色重要度和利益诉求最为强烈。以赫兹伯格的双因素理论和麦克利兰的成就需要理论为基础，将职业成就感（成就利益）、职业发展期待（发展利益）和基本物质保障（经济利益），设置为教师激励机制的三个利益诉求点（动力激发点）。在高职教育改革的过程中，外部资源力量包括企业、政府、行业协会等要素资源。经过多年教育教学实践，学校与诸多外部资源合作形成了一些特色做法，如订单式培养、企业冠名班等，但重“量”轻“质”的问题普遍存在，精准分析外部资源主体的角色定位和利益诉求，对于提升外部资源力量的作用发挥至关重要。

表1 动力激发系统构成解析表

四、层叠式培养模式的实施策略

1.精准识别专业核心能力结构

中共中央、国务院印发的《中国教育现代化2035》中指出，职业教育要与产业发展和区域经济发展有机衔接、深度融合。层叠式培养模式运行的起点是专业核心能力的构成与规格要求的精准识别。识别专业核心能力包括两个方面内容，一个是目标专业的专业核心能力群组成，另一个是某项专业核心能力的3D结构。这就需要同时掌握学科专业理论架构、产业需求、职业标准、生产与服务过程、学情、校情等六类数据，进行整合计算，最终实现对专业核心能力的3D精准建模，并实施过程监控反馈并适时调整。

2.同步推进制度设计与环境营造

层叠式培养模式是一个系统工程，从专业核心能力识别与建模，到理念植入、体系构建、平台建设与动力机制设计等，首先应秉持治理思维，进行顶层规划设计并逐步制度化。同时，顶层的谋划建构也是最重要的推动力量和基础保障，可以有效地整合人力、物力、财力和外力，为整个模式的贯彻落实注入要素资源。其次，育人环境本身就是一门隐蔽的课程，要从课程的角度去设计环境、利用环境，做到顶“天”立“地”，上下同“心”。具体来说，专业核心能力3D结构图表、培养体系架构、制度机制设计等，可通过标牌标语、课外活动、话语体系等，分年级分阶段精准宣传、全面覆盖，并定期更新迭代。

3.全面优化数字技术应用

职业教育从早期的电化教学、计算机辅助教学，到基于互联网的信息化教学、基于大数据的智能化教学，技术优势愈发凸显，行为与过程的数字化，VR/AR/MR沉浸式学习，让无时不在、无处不在的学习成为可能。层叠式培养模式起源于3D打印技术思想，其中专业核心能力的3D建模就是大数据思想和技术应用的典型场景。同时，模式中体系实操系统、平台支撑系统、动力激发系统的建设与运转，也需要通过数字技术手段进行“信息孤岛”的连接与优化。最后，运用数字技术融通全场景的课前、课中和课后“学情”数据，打通资源、流程、评估、预测等“教情”数据，都为实现时间弹性化、空间多元化的个性化智能化培养提供基本技术支持，这也同时需要对教师数字化应用能力进行专门化训练提升。

4.持续改善培养质量闭环

培养质量是检验培养模式实施有效性的重要标准。戴明在质量环理论中将质量管理过程分为总体规划、具体执行、检查评估、总结改进四个步骤。基于此，做好层叠式培养模式的培养质量管理，首先，对标价值和理念导向，对标专业核心能力标准，制定好质量价值取向、评价内容、评价方式、评价机制的系统方案，力求真实性评价与档案袋评价、形成性评价与总结性评价、主观评价与客观评价的统一。其次，在具体执行过程中，充分利用数字与信息技术，跟踪学生的“减分项”和“加分项”的行为和结果表现，做到全程化全面化。再次，针对质量评价的结果，找出影响培养质量的因素并提出改进方案。最后，层叠式培养模式的质量评价闭环应持续循环迭代。