基于系统思维的机电创新人才培养模式研究

侯湘庆，周 献，韩自强，蒋 燕

（湖南电气职业技术学院，湖南 湘潭 411101）

0 引言

2020 年，《职业教育提质培优行动计划（2020-2023）》提出“提高职业教育发展质量，培育职业教育特色品牌”。国内高职院校主要通过产教融合、综合训练、校企合作模式来培养学生的技术技能。毕业生基本能够适应企业岗位，具备一定的操作技能，但是发展潜力不足、工程应用能力弱、创新设计能力不足。现代企业需要更多的“多功能”型综合性人才，这对学校培养的学生要求更高。现在的技能不能只是某一方面，而是各种学科技术交叉融合，需具备系统思维及创新设计能力的复合型人才。

高职院校在不断探索创新人才的培养模式。金华职业技术学院提出了“分层培养、双能并重、学研互动、多重循环”人才培养策略[1]。文献[2]提出了深化产教融合，改革人才培养方案、课程体系、教师体系及产教融合平台等措施。文献[3]提出“双高计划”背景下，构筑“双创”机制，提升创新精英人才能力。文献[4]提出了积极探寻大国工匠型拔尖创新人才培养策略。本研究提出基于系统思维工程应用的机电创新班人才培养研究策略，课堂上进行项目化教学改革，构建系统思维，激发创新意识，挖掘学生学习整体性的潜力。合理利用竞争与合作，构建“专业技能积分制”段位排名，并给予相应的奖励，提高学生学习的积极性。

1 机电专业类创新人才培养中的不足

机电类的创新人才培养是一个系统性过程，它的影响因素有人才培养模式、教育教学理念、课程体系、教学内容与方法、教学实践平台、师资队伍及考核评价等。我国高职在创新人才培养方面进行很多的探索，但是部分高校创新人才培养还只是形式化，在实践教学环节中，实践训练单一，大部分只注重操作，不会整体分析问题，系统思维训练不强；综合实践工程环节与创新训练教学载体与形式简单，创新人才评价体系不完善等问题，还需要进行改善。

1.1 人才培养模式缺乏合理

中国的高等职业教育快速发展，招生规模不断扩张，特别是机电类专业，扩张更快，生源（单招与普招）结构发生了很大的变化，普通的机电专业人才培养方案很难适用所有的学生。主要表现在：没有利用不同的教学资源对学生进行专业层面的分层培养，使得具有潜力的学生不够学或不能进一步发挥优势，达不到预期目标；人才培养结构需要优化，虽然有实践操作课程，但是单纯的训练操作技能，没有引入企业具体生产项目，进行综合系统化训练。因此需要优化创新人才培养方案，注重构建工程系统思维的创新人才。

1.2 教育理念需更新

教师作为学生的“引路人”，其教育理念更是高校人才培养的“导航灯”，也是高校开展各项人才培养工作的行为纲领[4]。虽然许多高职院校有许多精品课程，教学能力大赛也有着先进的教学理念——大力推进以“学生为中心”，但是部分教师还是自身主导，学生被动学习。即便在实训课中，也是按照老师的思想讲解机电设备的操作流程与规范，按照施工图纸进行装配与接线。学生就只考虑把任务完成，不曾动脑想想整个机电控制系统各个部件的联系，以及整个系统运行的原理机制。不注重对学生的素质和能力的培养，忽视了促进学生的全面发展才是教育的根本目标[5]。

1.3 教学模式需改革

企业需要具有工程应用能力强及创新设计能力强的人才，且需要具备工作严谨认真，吃苦耐劳的精神，具有环境不确定性的适应与驾驭能力。高校的教学模式以任务型传授知识为主，任务内容跟实际生产项目相关度不大。重点集中在操作技能的培养，学生只知道按照图纸装配、接线、操作，按部就班的熟练自己所学的技能。由于没有思考整个系统中各个环节知识的联系，以及它们来源，使得学习知识迁移能力差，只知局部而不知整体，弱化了系统思维。在课程思政方面，与专业知识的融合生硬，达不到“润物细无声”的效果。

1.4 工程创新教学载体单一及评价体系不完善

健全工程创新支撑体系是培养创新人才的保障，如果高职院校工程创新教学载体的规模不足、基础设施不健全以及内部管理制度落后等都会影响学生创新思维能力及成果。学生的评价体系不够完善或存在一些误区，只注重学生的考试成绩及操作技能的熟练度，而忽略学生的学习过程，如工作态度、创新意识、系统思维及多维度解决问题的思路等。

2 机电专业类工程创新人才培路径及策略

2.1 组建机电创新班，创建选拔标准，实行分层培养

每年从大一新生中选拔30～40 名基础较好、综合素质较高、创新意识和拼搏意识较强的优秀学生。从大学一年第二学期开始，单独组建机电一体化专业创新班，作为课程体系改革和培养机制的创新试点。选拔时需经过笔试及两轮面试，从学生的心理素质、兴趣爱好、相关专业基础知识及学习态度来考察筛选。组建班级后，分配工作室，相互认识了解。实行双向选择，学生需要确定自己的专业方向，最后确定各个工作室的人选。各个导师给学生专业方向的相关资料与指导。

创新班以机电专业为主，根据技能大师工作室的需要，还可从其他相关专业选拔优秀学生，创新班实行动态机制调整和考核。

2.2 工程创新人才培养模式

以“学生为中心，产教融合，注重系统思维，培养创新能力”为理念，依托技能大师工作室与机械创新工作室，采取师带徒及理论加实践的系统化培养模式。图1 为创新人才培养模式，通过“师带徒一对一、工作室项目设计、专业技能实训环节、技能大赛训练、课堂教学改革及企业实习与毕业设计”6 个环节的创新人才培养模式，达到“系统思维强，综合素质高，专业能力强，实践能力强，创新意识强”的人才培养目标。

图1 创新人才培养模式

2.3 工程创新人才培养路径

以培养工程创新型人才为目标，通过“实践前、中、后”的三个模块来确定机电创新班的人才培养路径（图2）。组建创新班时，进行人员调研，实行动态调整机制。根据学生的素质能力、学习基础、专业兴趣及导师专业方向，进行双向选择，最后确定项目组成员。通过改革后的教学环节与教学环境，培养具有系统思维及创新能力复合型人才。在工作室项目实施、专业技能实训、技能大赛训练、课程项目设计、课堂项目教学的教学环节中，老师通过任务引导、情景教学、典型项目，训练学生的系统思维，启发创新思维。学生则在各个教学环节中进行自主探究、项目讨论及成果展示，来共同进步。通过企业的顶岗实习与毕业设计，培养学生的综合能力。每个教学环节通过“专业技能积分制”考核评价，进行相应段位的综合排名，激发学生学习的积极性。

图2 创新人才培养路径

2.4 基于系统思维的教学思路

基于系统思维的课堂教学，在课前、课中、课后围绕实际生产项目，进行整体思维教学。训练学生分析任务能力，从整体到局部，透过现象看本质，知道各个环节的联系与来由，总结设计思路与创新金点子。图3 为教学方法思路图。

图3 教学方法思路图

项目式教学内容：特别是设立机电综合类教学内容，如机电产品装置开发、安装与调试，联系生活实例，选取一些典型的工程实际中的机电系统项目内容，通过课程导入，用视频、动画、文件等资料学习一整套机电产品的设计、生产、试验的过程，明确学习和掌握的知识点及能力。技能大赛方面，直接以故事的形式分享本校学生往届创新创业比赛作品和金点子。整合与本课程的相关的层次分析法，头脑风暴法等离散评估方法，让创新方案得到有效的评估。

专业教学方法方面：老师注重学生的整体系统思维，如一个机电控制系统，训练他们需要知道控制系统中各个元器件的选型缘由，根据客户要求出具系统的设计方案、工件明细表、元器件采购验收规范、施工报告、生产图纸（包括装配图、原理图、接线图）、工艺卡片、试验大纲、安装使用说明书、系统运行调试手册等。会通过故障现象，结合系统的原理来准确定位问题，分析并解决问题。

注重人的思维方式，重点培养创新思维：教师从主导者转变为引导者，让学生开展自主探究、小组讨论、实践体验、展示汇报等；注重学生的实践体验和创新思维能力培养，选择恰当的教学环境，同时，充分利用现代化教学手段解决现实条件约束的实践体验教学，还可利用头脑风暴等方法收集新思路、金点子，借助校机械创新设计工作室基于SolidWorks 软件进行创新设计，使金点子进一步落地，打破学生天马行空的思维，部分撰写成国家专利，制作创意产品实物或模型，让学生梦想落地。

2.5 构建“专业技能积分制”

依托技能大师工作室与机械创新工作室，导师制带项目，通过做项目与技能大赛，利用竞争与合作，并合理利用奖励，实行“专业技能积分制”，进行分段排名（技能新手、技能生手、技能熟手、技能能手、技能高手、技能大师），激发学生学习的积极性。理论、实践设计、创新创业三维模型作品、PPT 创新作品现场汇报、创业模拟赛汇报纳入成绩评价体系。 最后加入顶岗实习与毕业设计考核评价机制。

3 结语

基于系统思维的机电创新人才培养模式是以市场需求为依据，以职业标准为参照，以现实教学条件为约束，将系统思维、创新思维与专业教育进行有机融合，吸取新元素新理念，设计工学交替、职业技能考核与大赛、工作室导师制教学模式，构建基于合理的课程体系，强化实践操作技能。教学实践证明，该模式能达到培养具有机电一体化专业知识、实践能力、创新能力和职业生涯可持续发展能力的复合型技术技能人才的目的。