基于“五步法”和“四阶一体”模式的机电类大学生技术技能提升路径研究

摘 要：针对大部分高职学生学习主动性不高的问题，该文提出“五步法”课程思政模式，激发学生探索知识的潜力。为能够让学生全过程反馈式参与课程学习，研究“理-虚-实-创”四阶一体课程体系。在教师引导下，学生通过在线课程反复学习，对基础知识有一定的了解；下一步通过软件建立模型进行仿真，对理论知识进行验证加深理解；然后利用实训设备完成项目任务；在此基础上，教师给出企业生产中的实际案例，鼓励学生解决此类问题，学生在此过程中遇到不明白的知识点再回到书本进行理论知识学习。通过近几年的实践，教学质量明显提高，学生在各类大赛中均有获奖，同时受到用人单位的好评。

关键词：应用型创新人才；五步法；课程思政；理-虚-实-创；课程体系

中图分类号：G719.21 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）30-0164-04

Abstract： In light of the issue that vocational students often lack motivation to learn， this paper proposes the five-step model of curriculum ideology and politicsto stimulate students' potential for knowledge exploration. To ensure active student engagement throughout the curriculum， this study examines a four-stage integrated curriculum system called "Theory-Virtuality-Reality-Innovation". Under teacher guidance， students engage in repeated learning through online open courses to develop a foundational understanding of key concepts. Subsequently， virtual simulation software is employed to deepen their comprehension. Practical tasks are then completed using training equipment， followed by teachers presenting real-life cases from enterprise production and encouraging students to solve related problems. When encountering difficulties during this process， students refer back to theoretical knowledge in textbooks for further understanding. Over recent years of implementation， the teaching quality has been significantly enhanced， resulting in students'remarkable achievements in various competitions and their high recognition from employers.

Keywords： applied innovative talents; the five-Step method; curriculum ideology and politics; Theory-Virtuality-Reality-Innovation; curriculum system

基金项目：江苏省高等教育教改研究课题“新工科背景下机电类专业创新创业型人才培养模式改革与实践”（2023JSJG659）；江苏省“青蓝工程”优秀教学团队“机电一体化技术”（苏教师函〔2021〕11号）

第一作者简介：孙磊厚（1984-），男，汉族，江苏盐城人，博士，副教授。研究方向为机电产品控制技术、高职教育。

近年来，高职学生的在校学习情况较为严峻，到大学二年级时，一个班级40名学生，通常情况下只有15～20名同学能认真听讲，跟得上课堂进度。根据调研，部分学生思想上已经松懈，不知道学习有什么用，能够给自己将来带来什么改变，所以没什么学习动力，平时课堂上只要有一处听不懂，下面就不想听了。因此，目前最迫切的是解决学生的学习动力问题，有效的途径之一是在课堂中融入思政元素[1-5]。在课堂中融入思政元素不是在课堂中间插入某个思政案例，让学生看一下就结束了。而是以潜移默化、润物无声的形式把积极进取的思想传达给学生。在此过程中，教师的一言一行和人格魅力是影响学生的关键。

一 机电一体化技术专业现状

机电一体化专业的毕业生主要从事机电设备的电气控制系统设计、控制程序编写、机电设备的机械结构设计以及机电设备的安装、调试与维护。机电设备的电气控制系统设计主要包括：元器件选型、电气原理图设计、控制柜设计、元器件接线等。控制程序编写包括：PLC（Programmable Logic Controller）程序编写、电动机（直流、步进、伺服等）控制程序编写、工业网络通信程序编写和触摸屏监控画面设计等。机械结构设计包括：标准件选型、总体结构设计、零部件设计、工程图纸绘制等。机电设备的安装、调试与维护包括：零部件的安装与调试、常规易损件的更换、机电设备的常规保养等。

机电一体化专业的实训设备大部分是从厂家定制的，厂家发过来的是调试好的整机设备。学生在课程实践过程中，主要是通过编写PLC程序来实现不同的任务。这就使学生跳过了前几道训练步骤，如元器件选型及元器件之间的接线等。还有一部分设备采用插孔式接线，这部分设备能让学生了解元器件间的连接方式，但是对元器件的内部连接方式理解不够深入。针对这种情况，非常有必要研究一种新的理论与实践全过程融合的教学方式。

二 应用型创新人才培养路径

根据调研，高职大部分学生没有明确的学习目标，学习主动性不足。所以首先要解决学生的学习动力问题，课程思政是其中的一种方法。同时还要配有让学生能够全过程参与并获得成就感的课程体系，如此执行学生自己会主动去学习，不需要老师一步一步往前赶[6-7]。

（一） “五步法”课程思政

课程思政并不是在课堂中插入某个思政案例，学生会感觉到这是老师为了完成任务硬塞在课堂内容中，起不到真正的思政效果。课程思政主要形式是将思想政治教育元素、价值理念及精神追求等融入到各门课程中去，潜移默化地对学生的思想意识、行为举止产生影响。课程思政的本质是立德树人，育人先育德[8-9]。教师要以德施教，一定要注意自己的一言一行，不要出现在课堂讲一套，课后又是一套，这样的课程思政达不到理想的效果，有时还会适得其反。教师同时还要积极引导学生树立正确的国家观、民族观、历史观和文化观。

高职院校的学生，大部分都有一种挫败感，认为自己没有考上理想的大学，在专科院校取得毕业证书就可以了。其实大部分高职院校的学生学习能力并不差，只是没找到自己的奋斗目标。对于这部分学生，教师在课堂上要加强引导，多列举一些专科院校毕业生发展比较好的案例，激励学生应该树立自己的奋斗目标。教师也可以结合自己的实际情况，给学生讲解一些自己当遇到学习、工作及生活中的困难时，是如何克服的。一个好的教师，可以影响一届又一届的学生，即言传身教，潜移默化式的课程思政。

作者从教十余年，遇到很多类似的学生，通过谈心了解到这些学生在初中阶段学习成绩挺好，到高中阶段各方面的压力增大，就逐渐掉队。最后，只能上高职院校。这些学生到了高职院校，在学习或生活中遇到困难很容易自暴自弃。这部分学生的学习能力并不弱，只是需要家长和教师加强引导，增强其自信心，帮助他们找到自己的奋斗目标。作者认为这些就是课程思政的核心内容，针对不同类型的学生，采用不同的思政教育方式，最终让学生学会“自我学习、自我教育和自我成长”。

例如，可编程控制器这门课，可以从可编程控制器的发展历史，到国内、国外可编程控制器的性能、价格及市场占有率的对比，让学生认识到国内可编程控制器的优势与不足，激发学生的艰苦奋斗精神，如图1所示。教师可以结合自己的实际项目经验，从项目任务分析、元器件选型、电气原理图绘制、控制柜设计及制作和PLC编程等方面给学生讲解整个项目的完成过程，让学生认识到实践出真知。同时也要让学生了解学完这门课，自己可以DIY完成一些项目或作品，激发学生的学习兴趣。教师也可以把取得一定成就的毕业生作为典型案例，讲述这些毕业生在校是如何学习的，让学生认识到要精通某项技能，主要是靠自己课余时间的不断学习、实践以及总结，课堂上学的知识还远远不够完成实际生产中的项目，让学生认识到静得下心并能够吃苦耐劳才能学到技术技能。

（二） “理-虚-实-创”四阶一体课程体系

大部分高职院校的学生喜欢软件类或动手操作类课程，例如：三维模型设计、机械装配与调试、人机界面设计等课程。因为这类课程可以快速见到结果，学生不需要掌握太多的理论知识[10-16]。而在一些理论知识比较多的课程中，部分学生就会逐渐跟不上课程进度。另外，机电一体化专业的实训设备大部分是从厂家定制的，厂家发过来的是调试好的整机设备。学生在课程实训过程中，主要是通过编写PLC程序实现不同的任务。这就使学生跳过了前几道训练步骤，让学生对实际项目从哪里开始无从下手，如元器件选型及元器件之间的接线等。为了解决以上问题，作者构建了“理-虚-实-创”四阶一体课程体系，如图2所示。

“理-虚-实-创”创新平台框架，如图3所示。“理”即为理论课程学习，如机械设计原理、机械制造工艺、电工电子、电机与电器、传感器原理、可编程控制器、工业机器人编程、数据处理和智能算法等。学生可以通过在线开放课程进行课前预习、课后复习加强理论知识的理解。“虚”即开发与实训设备配套的虚拟仿真资源，如Inventor软件三维建模、人机界面与PLC虚拟仿真、工业机器人仿真调试、AR模型装配等。学生在理解理论知识的基础上，通过虚拟平台进行仿真训练，进一步加深对理论知识的理解。“实”即为项目实操，如直角坐标机器人拆装与调试、PLC控制三轴平台、机器视觉产品分类识别、工业机器人搬运等。学生在虚拟仿真平台熟练设备操作步骤及编程后，在实训设备上进行实践操作以及编程调试。“创”即为具有创新性思维，解决生产生活中的实际问题。学生可以通过参加各类技能大赛或者双创大赛来锻炼自己的创新实践能力。具体过程为：学生通过理论课程学习对基础知识有了一定的了解，下一步通过软件建立模型进行虚拟仿真，对理论知识进行验证加深理解；然后利用实验室设备完成项目任务，锻炼学生的动手动力以及解决问题的能力；学生在能够熟练完成以上任务的基础上，教师给出企业生产中的实际案例，鼓励学生利用所学知识，创造性地解决此类问题，学生在解决问题过程中遇到不明白的知识点再回到书本进行理论知识学习。

例如，目标是设计一台三坐标点胶机，要完成这一任务，学生需要掌握一系列知识技能点。这些知识技能点可以巧妙地融入到不同的课程中，使学生在经历“理论学习-虚拟仿真-实践操作-创新设计”这一循序渐进的四阶一体课程体系后，能够成功完成典型产品的设计与制作。通过这一系统性的项目训练，学生不仅能够获得宝贵的实践经验，还能从中体验到成就感，进而激发他们的自学潜能和创新能力。具体过程见表1。

三 结束语

本文从“五步法”课程思政模式、“理-虚-实-创”四阶一体课程体系等方面研究了机电类专业技术技能人才的培养路径。“五步法”课程思政解决了学生为什么学，怎么学，学了有什么用等问题，激发了学生探索知识的潜力。“理-虚-实-创”四阶一体课程体系，为学生提供了全方位、多层次的学习与实践平台。在此体系中，学生可以通过在线开放课程反复学习并巩固理论知识；下一步，在虚拟平台上验证所学理论知识，增强理论与实践的结合能力。接着，在实训室中，学生可以进行编程与设备调试，将理论知识转化为实际操作技能。最后，在DIY创新设计平台上，学生实现创意的孵化，从而全面提升其创新能力和综合素质。通过近几年的实践，已有39名学生获得了实用新型专利或发明专利授权，56名学生在省级以上各类大赛中获奖。同时教学质量有了明显提高，毕业生受到了用人单位的好评。

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