新工科背景下高职机电一体化专业学生创新实践能力培养路径研究

陆武慧

(西安航空职业技术学院 通用航空学院, 陕西 西安 710089)

随着物联网、大数据、人工智能等新兴技术的产生,为了主动适应新一轮科技革命和产业变革,2017 年以来,教育部积极推进新工科建设,先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”。新工科背景下要求的多元化人才不仅要掌握专业知识和技能,而且要具备创新能力、工程实践能力和国际竞争力[1-3]。职业教育是高等教育中重要的一部分,承担着培养高素质技术技能人才的重要使命。职业教育与社会经济发展有着密不可分的联系,职业教育更加注重面对具体问题的动手实践能力。面对当今产业变革和新兴技术领域,对高职院校人才培养提出了更高层次的要求,在新工科背景下,要注重培养高职学生创新实践能力,将创新精神贯穿在学习教育全过程中,提升高职学生职业素质,才能让学生在未来的工作中取得更大的进步,以适应新时代对人才的新需求。

1 新工科背景下高职学生创新实践能力培养的意义

新工科背景下,对创新人才的培养变得更加迫切,创新实践能力是指在具体的工程实际问题中能够发现问题、分析问题和解决问题的能力,是应对新的科技革命和产业升级必须具备的核心能力,也成为高校人才培养重要的一环[4]。高职院校的学生大多数缺乏主动思考和创新思维,不能适应多变复杂的工程实际问题,岗位胜任力不足。因此,高职院校在人才培养过程中,要提高对学生创新实践能力培养的重视程度,从人才培养方案、课程标准、教学内容、教学方法、考核评价等多个方面,充分考虑到创新的理念和方法,在育人全过程中潜移默化培养学生的创新精神,提供多元化创新实践平台,鼓励学生敢于实践,利用自身专业知识和创新思维来解决实际问题,培养学生自主探究和主动思考的习惯,让学生敢于思考,善于思考,乐于创新。创新实践能力的培养也能帮助学生树立自信心,让他们能够通过不断学习新兴技术知识来充实和提高自己,从而全面提高自己的职业素养,才能更好的适应岗位需求,在新兴技术领域具有更好的竞争力,为未来的职业发展打好基础。

为了能够成为适应未来挑战的高素质人才,要求学生具备超强的创新能力和实践能力,才能够应对以智能制造、云计算、人工智能等新技术,从而助力制造业企业的转型升级[5]。新工科建设是以智能制造、人工智能、机器人技术等用于传统工科专业的升级改造,需要大量具备实践能力和创新精神的复合型工程技术人才。同时,高职院校主要培养技术技能型人才,机电一体化技术专业作为支撑智能制造技术的关键专业,它对学生的技术水平和创新实践能力要求高。因此,在新工科的背景下,以机电一体化技术专业为例,探索对高职学生的创新实践能力具有重要意义,对高职院校学生创新实践能力的培养和研究提供重要参考。

2 高职机电一体化专业学生创新实践能力培养的现状

2.1 对创新能力重要性认识不足,创新意识不强

创新能力是个人发展的核心竞争力,也是个人能够不断成长进步的不竭动力。高职机电一体化专业学生普遍能够较好地掌握专业课程中所要求的专业技能,但存在自主学习意识薄弱,学习积极性不高,创新意识不强,专业课程知识之间的综合能力不足等现象。同时,部分高职教师只注重学生对知识和技能的熟练掌握程度,而不注重培养学生的自主探究和创新意识,导致学生对创新能力的重要性认识不足。

2.2 教学内容相对滞后,不能适应新工科背景下对学生的新要求

企业在转型升级中不断应用行业最新技术和最新工艺,要求毕业生不仅要掌握扎实的专业知识,而且要具备较强的实践能力和创新能力,这样才能适应新的科技革命和产业变革。目前高职机电一体化专业的教学内容相对滞后,主要针对传统机电设备的安装调试,故障诊断等部分,对智能产品设计制造、智能工厂等内容涉及的较少,对学生创新能力培养的相关知识讲授较少,不能适应新工科背景下企业对高端智能化、数字化人才的新需求。

2.3 教学手段单一,不能发挥学生的自主学习能力和创新能力

高职教学多以教师教授为主,学生被动学习,学生学习积极性不高,缺乏主动探索知识的精神,不能发挥学生的自主学习能力和创新能力。教师教学手段单一,尽管进行了专业技能的实践锻炼,但是学生缺乏面对真实项目的动手实践能力和解决实际问题的能力,缺乏对知识和技能的创新应用。

2.4 创新能力培养平台欠缺,对学生的创新实践能力培养不足

目前高职院校开设了创新创业课程,开展了有关创新的讲座和培训等活动,取得了一些效果。但是多数教师对创新创业教育的实践经验不足,创新理论知识不扎实,在专业课中对学生的创新意识培养不足,创新理念与专业知识之间融合度低,学生对专业技能的掌握大多停留在熟练应用,而不能进行创新设计和应用开发。学校缺乏结合专业技能的创新能力培养平台,缺乏创新课程学习之后的实践平台,对学生创新能力培养方面的支持力不足。

3 高职机电一体化专业学生创新实践能力培养的实施路径

针对目前高职机电一体化专业学生创新实践能力培养的现状,提出了“企业需求和课程教学相融合”“创新创业教育与专业教育相融合”“专业知识与创新实践相融合”“创新创业项目与技术服务相融合”的“四元融合”,具备“懂技术,能应用,善创新”“三阶递进”的高职机电一体化专业学生创新实践能力培养路径。

3.1 深化教学改革,实现企业需求和课程教学相融合

3.1.1 明确岗位新需求,完善创新能力培养课程体系 专业教师团队在制定机电一体化专业人才培养方案时,需掌握行业发展新趋势和新技术,增加与创新实践培养相适应部分的核心课程。在大一阶段开设“创新基础”通识课程和“机械设计”等专业基础课程,在大二阶段开设“机械产品创新设计”“机电产品创新设计方法”等专业创新课程,在大三阶段开设“专业创新综合实践”“创新创业实战训练”等课程,形成阶梯式不断提升的创新课程体系,全过程培养学生的创新实践能力。

3.1.2 增加创新方法与理论,重构课程教学内容 随着企业对高端制造化、数字化人才需求的持续增长,高职院校机电一体化专业的课程教学内容需紧跟新工科背景下对技术技能人才的新要求,打破传统知识体系,融入新趋势、新业态、新模式,将课程内容进行模块重构,融入智能产品创新设计,智能工厂等新兴技术内容。在机电一体化专业的教学中,可以引入TRIZ创新理论知识,将TRIZ理论与专业知识通过重组和整合,帮助学生实现对学科知识体系的集成创新,实现学科交叉融合创新,同时,学生也可以将TRIZ理论积极应用到企业技术研发和实践中[6],逐步培养学生的创新能力。

3.1.3 挖掘学生内生潜力,优化教学方法 在教学过程中,改变教师和学生的角色,积极探索多种教学方法,采用任务驱动法,情景教学法等,激发学生主动学习的兴趣。课前教师发布资源,学生自主学习并上传学习成果,培养学生对知识的主动探索精神,课堂中,教师引入企业真实项目,学生小组合作,通过具体实践任务,在实践中强化学生的创新思维能力,课后教师发布拓展创新任务,学生自主选择任务内容,并上传创意产品设计方案,从多角度培养学生的创新实践能力。

3.2 强化教育师资联动,实现创新创业教育与专业教育相融合

新工科背景下对人才的需求不仅要具备专业知识和专业技能,还需要具备较强的创新能力和实践能力,因此高职院校要注重在专业课程实践中融入创新创业教育。教师在讲授相关专业知识时,需要适时融入创新教育的元素和理念,教师不仅要不断提高自己的业务水平,还需要了解专业前沿科技和创新理论方法,专业课教师要与创新创业课程教师加强交流,发挥联动作用,共同研究,在潜移默化中将创新思维和理念进行融入,提升培养效果。

3.3 建立创新实践平台,实现专业知识与创新实践相融合

3.3.1 以第二课堂为依托,开拓学生创新思维 高职机电一体化专业学生要在掌握好机电一体化专业知识和技能的基础上,加入机械设计创新协会、电器维修社团等,通过第二课堂,充分挖掘个人优势和专业特长,学生根据自己的兴趣爱好和专业特长参加社团活动,挖掘个人潜力,激发创新活力,利用专业理论知识,进行创意产品设计,实现理论和实践有机融合。

3.3.2 以技能大赛为抓手,强化学生创新意识 技能大赛注重学生面对具体问题的分析、解决和创新等能力,以竞赛为动力促进学生对新知识和新技能的学习。组织学生参加大学生机械创新设计大赛,参加互联网+创新创业大赛以及挑战杯创新创业大赛等,将所学理论知识进行实践应用,突出学生创新能力、实践能力的培养。

3.3.3 搭建创新创业平台,提高学生创新实践能力 鼓励学生在专业知识中挖掘创新点,积极进行专利申报,鼓励学生积极参与教师的科研项目,在具体实践项目中,发挥创新实践能力。同时,通过创业帮扶、创业补贴、技能培训等形式为大学生创新创业搭建平台,推动学生创新创业孵化项目,全方位促进学生创新能力的有效提升。校企联手,多方互动,为大学生搭建创新创业新平台,实现政府、企业、高校多方互动,是深度推进创业创新的有力尝试,以创新引领创业,以创业带动就业,从多渠道提高学生的创新实践能力。

3.4 开展多渠道的综合实践,实现创新创业项目与技术服务相融合

充分挖掘学生的专业特长和创新思维,在教学过程中,实现角色翻转,以学生为本,发挥学生自主学习和探究的品质,融合专业特色,跨专业跨学科组建创业项目培育班,进一步拓展成果转化渠道。学校提供研发场所、设备等硬件设施,组建师生研发团队。学生作为团队成员,参与实际真实项目,从事智能制造企业的生产、调试、研发等岗位工作,将创新研发的产品、工艺成果转化成知识产权,将项目内容反馈到教学过程当中,学生创新能力也在潜移默化中得到提升,育人效果显著提升。依托协同创新平台,可以对外承接技术服务培训及技能鉴定等工作,共同提升学生的创新实践能力。

4 结 论

在新工科背景下,通过完善创新能力培养的课程体系、重构课程教学内容、优化教学方法等途径,深化教学改革,实现企业需求和课程教学相融合。以第二课堂为依托,以技能大赛为抓手,搭建创新创业平台,提高育人效果,实现专业知识与创新实践相融合。强化教育师资联动,实现创新创业教育与专业教育相融合。通过开展多渠道的综合实践,实现创新创业项目与技术服务相融合。通过深化教学改革、建立创新实践平台、开展多渠道的综合实践实施路径,培养学生成为 “懂技术,能应用,善创新”“三阶递进”的多元化人才。