基于“三螺旋”理論的機電專業人才培養路徑探究

溫貽芳 蘇益南 蘇華

摘 要 新形勢下高職機電專業人才培養過程中，還存在著與企業融合不聚焦、與企業產品不聚焦、與企業生產過程不聚焦，與裝備制造業發展方向不協同、與企業工程師合作不協同、與學生學習基礎不協同等問題。針對這些問題，有必要結合新工業下裝備制造業的技術發展新要求，應用“三螺旋”理論，構建“七典型”產教整合人才培養路徑，即：選擇典型企業，明確典型產品，建設典型實訓室，應用典型案例，編寫典型教材，設計典型教案，創建典型研發中心。

關鍵詞 三螺旋；人才培養路徑；高職院校；機電專業

中圖分類號 G718.5 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2018）05-0031-05

新形勢下高職制造類人才培養過程中，還存在著與企業融合不聚焦、與企業產品不聚焦、與企業生產過程不聚焦、與裝備制造業發展方向不協同、與企業工程師合作不協同、與學生學習基礎不協同等問題。針對這些問題，有必要結合新工業下裝備制造業的技術新要求，對人才培養進行重新定位和審視，來探尋順應高職機電專業“高等教育規律”和“職業規律”的建設路徑，以指導課程體系的構建和人才培養路徑創新。本文引入“三螺旋”理論，從目標協同、組織結構協同、過程協同三方面規律入手，提出以“典型案例”為關鍵結合點，形成契合高職機電專業實際的“七典型”課程建設路徑。

一、新工科背景下機電專業人才培養的新特點

新工業呼喚新工科人才，與新工業革命的特征相適應，新工科人才具有與傳統工程人才不同的特征。國際上，荷蘭代爾夫特理工大學、美國工程院、世界經濟組織、ABET工程類專業認證標準等都描述了未來工程師的素質和能力；國內新工科天大會議更是提出了“面向2030的工程師核心素質標準”。這些標準和要求都關注到了新工科人才的工程實踐能力、學科交叉能力、創新能力、自主學習能力和人文素養、社會責任。以“互聯網+”、智能制造為代表的新工業、新經濟下將加大對多種類型人才的需求，包括掌握核心技術的科研人員，精通經濟運行規則的管理人才，以及一大批掌握現代生產制造技術的高技能人才。因此，新工科背景下，機電專業人才培養面臨新的挑戰，必須緊密結合新工業背景下新工科人才培養的標準，分析新產業對高職技術技能人才的規格需求，制定適應新形勢的課程體系，重構課程內容。

二、機電專業人才培養面臨的挑戰與存在的問題

（一）人才培養的主體內在趨動力不足

關于人才培養的主體，高職院校較為盛行的是校企“雙軌”制，或者是在人才培養過程中融入企業元素，盡管人才培養目標是學生的知識能力與素質得到提升，但在人才培養過程中，忽略“以生為本”是普遍現象。與此同時，裝備制造業面臨著巨大的挑戰，企業的創新壓力日益增大，在人才培養過程中，學校如何與企業共進，幫助企業共同應對新的技術挑戰，顯得尤為重要和緊迫。校企共同培養的人是校企之間最重要的紐帶。當前人才培養的手段、方法單一，還存在“一言堂”的現象，已經很難適應新工業形態下新的技術要求。

（二）教學實施過程與生產過程不緊密

教學組織過程沒有將教師、學生、企業有機結合在一起，缺乏一個貫穿始終的載體將課程體系、課程、教材、教室等環節有機聯結。因此，有必要找到人才培養的主線或者載體，達到三個統一。一是將教師、學生、企業的目標統一起來。即學生從一開始就知道最后要完成的任務是什么，每門課程的教師都明確教學的最終任務是什么，每個企業都清楚合作培養的學生應該達到什么程度。而這三主體統一，必須是可測的、可視的。二是人才培養方案制訂全過程要保持高度統一。即從課程體系設計開始到課程標準制訂，再到教材與教學資源建設、教學過程的組織以及師資的選拔等，都要圍繞一個核心，是統一的。三是教學實施過程與生產過程要統一。教育的目的是培養生產一線急需的技術技能人才，如果教學過程與生產過程脫節，所培養的人將難以滿足實踐需求。因此，很有必要設計一個體系，將這些要素有機地統一起來。

（三）專業建設水平與產業技術發展的對接不及時

一是課堂教學內容陳舊，教案墨守成規。二是實訓室一成不變，大多是陳舊的設施設備。三是產業技術發展的最新成果進不了專業規劃與專業人才培養方案，進不了授課教師的頭腦，更進不了企業和學生的頭腦。在教師、學生、企業家的頭腦里，尚無技術技能積累的弦。尤其是第三點，專業建設的理念是制約專業建設水平提升的重要影響因素。盡管以工業機器人為載體的智能裝備技術迅猛發展，控制器、減速器、電機等方面研究成果豐碩，但新技術卻不能及時反映在專業建設人才培養方案的設計、實施、診斷等過程中，專業建設的水平永遠只是低端的重復。因此，如何尋找到既可以代表產業內最典型的案例，案例還必須是可以升級換代，可以呈現最新技術發展與技術成就，是新的產業發展交給專業建設的重要任務。

三、“三螺旋”理論與機電專業人才培養路徑

（一）三螺旋的基礎理論

20 世紀 90 年代，隨著現代大學地位與作用的變化，美國紐約州立大學亨利·埃茨科維茲教授首次提出創新結構理論——三螺旋理論。三螺旋理論的創建主要用于分析知識經濟時代政府、產業和大學之間相互交叉影響的三螺旋新型互動關系，它強調三者都是動態體系中的領導者、組織者和參與者，強調單邊在運行過程中不僅保持自身的特有作用，還通過三邊相互作用、互惠互利，彼此重疊和融合深變出層出不窮的關聯模式和組織結構，從而推動整個創新活動的螺旋式上升[1]。三螺旋理論的核心是功能協同機制及“自反性”。三螺旋理論對創新活動的指導，在于通過三協同路徑，達成三位一體的創新模式[2]。

（二）三螺旋理論對機電專業人才培養路徑的啟發

1. 三螺旋的系統進化過程對機電專業人才培養的啟發

當三股力量相互重疊、滲透之后，就能在保持自身獨特功能的同時發揮其他機構的功能，每個螺旋體的功能和結構都將在密切合作中得以進化和增強，代表這些機構范圍的螺旋持續合作將形成如同DNA一般的三位螺旋體共生關系，其相互依賴、共同發展，實現跨越邊界的合作創新。高職教育發展目標是“人人出彩”，教師、學生、企業都有其獨立的運行空間，彼此又相互重疊、交叉影響，協調發揮作用，最終形成結成一體又螺旋上升的“三螺旋”新關系。將學生上升到高職教育專業建設的主體，并使教師、學生、企業三主體發揮主體作用和協同作用，最終培養適應新經濟、新業態、新工業的優秀技術技能人才。

2. 三螺旋上升的功能協同機制

三螺旋理論的核心是功能協同機制及“自反性”。功能協同機制是指三個主體能夠實現主體間的功能調適，推進新的協同，得益于三螺旋理論并不刻意強調誰是創新主體，三股螺旋線中，任意一股都可以代替另一股成為主驅動力，但不論以哪一股力量為主導，都將最終形成動態的三螺旋結構，即“自反性”。Leydesdorff 和Etzrowitz認為，三螺旋中所包含的所有主體都具有自反性，它們循環不斷地根據機會和制度上的約束條件調整自己的位置，使組織間的功能得以相互滲透，從而在創新過程中能夠根據實際需求實現主導和輔助地位的轉換，最終達到功能上的協同[3]。三螺旋模型的精髓體現在三個主體的多變互惠關系，任何一個主體都不再是高高在上地“參與”到其他兩個主體的活動中，而是與其他主體融為一體協同發展[4]。

高職教育最重要的兩個屬性，一是“高等性”，二是“職業性”。在機電專業人才培養過程中，高等性體現在工程基礎扎實，職業性體現在工程實踐能力突出。工程基礎和工程實踐能力的高低，直接反映在工程項目的順利實施上。通過恰當的典型案例或工程實踐項目，師生企三方均可受益。對于教師，進入企業實踐，完成企業項目，并將項目案例應用于教學，做到“教研用聯動”。對于企業，與學校共同建設實訓室，既培養自己未來的員工（學生），又可以培訓自己現在的學生（員工），還可以在研發中心建立和完善自己的研發團隊（教師+骨干），做到“產訓研聯用”。對于學生，進入學校，就了解未來的工作崗位，感受到真實企業的氛圍，認識到完整的產品，通過剖析一個個案例，掌握工程項目的實施方法、手段與路徑。

3. 三螺旋的協同實施路徑

三螺旋理論對于創新活動的指導，在于通過三協同路徑，達成了三位一體的創新模式[5]。應用三螺旋理論，通過組織機構協同，實施人才培養全過程協同，充分發揮教師、企業、學生三主體的功能協同與“自反性”，對機電專業人才培養路徑的構建，具有很強的指導性和可操作性。

三螺旋主體間目標的協同。三主體通過在三螺旋架構下各具利益訴求，實現不同主體目標的協同，三螺旋主體的核心利益協同是關鍵。特別是三螺旋理論有關“每個主體都能表現出其他主體的某些功能同時保留獨特身份”的理論設計為實現三螺旋主體目標的協同提供了重要的思路。

三螺旋主體組織結構的協同。三螺旋主體組織結構的協同，三螺旋創新模式是一種集成化的創新場域，三個主體都具有開放性的特征，有利于建立起彼此間的快速信息通道，促使整體持續間接地吸收創新所需要的各類資源、信息，超越單獨主體自身的作用。這種由創新主體組織結構協同產生的協同效應能夠解決協同創新混合組織存在的諸多現實問題。

三螺旋主體實施過程的協同。三螺旋主體間創新過程的協同，三主體之間存在的資源依賴性是實現三者創新過程協調的合法性依據，而“資源-需求-保障”的非線性協調機制則是實現三螺旋創新過程協同的有效途徑，因此，三個主體需要根據創新實際積極開展互動與交流。

四、高職機電專業人才培養路徑模型構建

結合機電專業人才培養特點和存在的問題，基于三螺旋理論，構建高職機電專業人才培養路徑模型。具體見圖1。

1. 師生企三主體形成專業人才培養的主要支撐

將教師、學生、企業列于同等的主體地位，在人才培養目標制定、機制創新、過程培養、評價改進等全過程中，三主體相互支撐，各司其職，又相互交叉和推動，共同培養新工業背景下的機電專業人才。

2. 企業學院構成專業人才培養的組織協同保障

企業學院由企業、教師、學生三方共同組成，可達到教師、學生、企業技術人員等“人力資源融合”，設備、場所、原料等“生產物資融合”，以及技術、工藝、過程等“技術技能融合”，企業學院成為師生企的“互利共生體”，彼此有利、共同依存。通過企業學院，建立教師“教研用聯動”，學生“學做創聯貫”，企業“產訓研聯用”機制，為師生企三方育人提供組織協同保障。

3. 以三聯機制為關鍵點，實現過程協同

一是教師教研用聯動機制。通過典型案例或工程項目，既提升教師的工程實踐能力，又尋找到教學的典型案例，為典型教材的編寫提供依據，為項目化教學實施提供一手資料。教師教研用聯動能力的提高，一般需要經歷三個階段。第一個階段，到選定的典型企業中跟著企業工程師做項目，共建典型實訓室，與企業工程師共同培養學生。第二個階段，將企業實踐的工程項目，轉化為典型案例，編寫典型教材和典型教案，將典型企業的典型產品生產過程資料轉化為教學資源，融入到實訓室的日常教學中。第三個階段，項目負責人與其他教師組建團隊，帶著學生做項目，教會學生工程實踐項目的實施過程、實施方法，將教學和科研的所得應用于新一輪的企業實踐之中。

二是企業產訓研聯合機制。與學校共建的實訓室，其產品一定是企業一線生產的，最具有代表性的系列產品之一。一方面，通過典型產品，企業的生產得到保證。另一方面，生產性實訓室既為企業培養未來的員工，又為企業的在職員工技能培訓和能力提升提供場所。第三，與學校共建的典型研發中心，一方面享受到相對低成本的高水平研發人員，另一方面，又為企業不斷的推陳出新，尋找到不斷革新的力量源泉，那就是學校的一批研發能力突出的博士及科研人員。

三是學生學做創聯貫機制。學生是最直接的受益者，因為高職學生本身的特點，對于實踐的接收能力更強一些，也更感興趣一些。尤其是機電專業，對于實踐感興趣的學生，既有助于提高他們學習的興趣，也有助于提升他們自主學習的能力。首先，通過典型案例或工程項目，所學即所見，所見即所研，學生可以在實踐中學習提高。其次，通過學生通過“整體—部分—整體”的階段學習，對于自己的崗位會有更加清晰的認識。第三，通過不斷的實踐，學生在“做—學—做”的過程中，創新能力得到不斷提升，這既是新工科時代的需要，更是時代發展的需要。

五、高職機電專業人才培養路徑探索

教師、學生、企業及行業專家共同組成專業指導委員會。通過調研，師生企共同制訂典型企業的遴選標準、方法及流程，制訂校企合作共建共享機制，建設企業學院。選擇典型企業，明確典型產品，建設典型實訓室，應用典型案例，編寫典型教材，設計典型教案，創建典型研發中心，探索以“典型企業-典型產品-典型教室-典型案例-典型教材-典型教案-典型研發中心”為主線的“七典型”產教融合路徑，具體見圖2。

1.典型企業選取

調研蘇州地區機電類企業的基本情況，包括企業人才需求、企業生產規模、企業系列產品和企業的核心技術等。根據企業生產服務領域與專業培養對象技術領域的匹配度、企業在行業內的話語權和影響度、企業產品和技術水平在行業的領先度、教學要素是否融于企業生產過程的適合度等四大原則確定與專業人才培養相適的典型企業遴選標準。最后，經過專業指導委員會對各企業進行綜合評判后，確定典型企業。例如，根據蘇州區域企業與機電專業的匹配度、影響度、領先度、適合度，特別是企業的可持續發展及是否具有系列產品等綜合因素，選擇蘇州匯川技術有限公司作為機電一體化技術專業的典型企業，校企共建企業學院開展人才培養。

2.明確典型產品

在確定典型企業的基礎上確定典型產品，確定的流程如下：首先是根據典型企業在行業內產品的使用率和推廣率選取最具有代表意義的系列產品；然后針對該系列產品的生產性實訓基地建設的可行性進行評估，包括師資、實訓場地、實訓設備、教學資源等；最后確定典型產品，并明確典型產品的各類教學資源及實訓標準。

其中，系列產品的確定原則主要是：該產品是否代表了在該技術領域的主流與共性技術，產品是否在本行業具有領先和示范性，產品是否有系列，同時具有不斷推陳出新的能力。系列產品確定后，就可以根據生產性實訓基地建設的可行性，確定典型產品，確定產品相關教學和實訓資源。例如，匯川公司的PLC和伺服運動控制產品在國內工業控制領域具有廣泛的應用，相關產品技術水平處于行業領先水平。因此，機電一體化技術專業選取利用匯川公司運動控制技術的機械零件自動化柔性生產線作為典型產品。同時，學院根據企業典型產品及崗位共同招聘教師， 專業教師首先在匯川公司開展企業實踐，圍繞匯川機械零件自動化柔性生產線系統開展分模塊實踐，提升技術技能水平，與企業一線工程師聯合開展典型產品的操作實踐和相關教學和實訓資源的知識儲備。

3.典型案例應用

根據典型產品的特點，可將產品分解成不同學習內容的應用案例模塊，不同案例模塊通過配備對應的實訓設備和實訓室，將企業生產的典型產品轉化為具有典型功能的教學案例。如針對機械零件自動化柔性生產線這一典型產品，分解為汽車剎車盤生產線安裝與調試和汽車傳動軸生產線安裝與調試兩個應用案例模塊。在典型應用案例構建過程中，依托匯川實訓室和匯川技術研發中心，校企聯合進行機械零件自動化柔性生產線系統相關產品技術研發，將研發和應用中的新技術、新工藝成果轉化為教學案例引入教學過程；同時，實施“校企雙導師制”培養學生，以真實企業應用案例開展機電專業人才的“學徒式”培養。

4.典型教材編寫

圍繞典型企業的典型產品、典型實訓室和典型案例來設計課程體系和實踐教學體系，開發典型教材，同時建設數字化、網絡化的典型教學資源。針對機械零件柔性化加工線系統選取的典型案例校企聯合開展《PLC編程與控制》《PLC通信技術》《傳感器選擇與應用》等典型教材的編寫，使得學生所學為企業產品生產和應用過程中的實際寶貴經驗知識和操作技巧。

5.典型教案設計

在典型教材編寫的基礎上，融入企業生產關鍵技術和標準形成教學設計方案。以企業典型案例作為教學載體，以典型教材為教學素材，設計項目化教學方案，實現教案隨動企業技術發展。針對機械零件柔性化加工線系統這一典型產品，選取汽車剎車盤生產線安裝與調試、汽車傳動軸生產線安裝與調試兩個典型應用案例，在開發典型教材的基礎上，分別設計開發《ABB機器人與PLC控制通信》《機床與PLC控制通信》和《搬運系統控制與通信》三個典型教案用于課堂教學和實訓操作。

6.典型實訓室建設

在典型產品已經確定的基礎上，圍繞典型產品建設相應的典型實訓室。由校企雙方共同投入資金建設典型實訓室，企業以投資或項目研究的形式提供典型產品的實驗設備、相關硬件及軟件，校方提供實驗室用房、實驗室管理和運行維護管理人員及運行維護管理費用。學院與匯川技術共建匯川機電學院，圍繞機械零件柔性化加工線系統共建汽車零部件自動化生產線車間、匯川技術產品研發中心、江蘇省工業機器人工程實驗室等一系列典型實訓室。

7.典型研發中心創建

通過校企共建典型研發中心，實現資源優化和功能組合，共建一種相互依存、共同助益的能動關系，從而形成一個多功能、高效率的共同體。例如，蘇州工業職業技術學院聯合匯川公司共建江蘇省機器人與智能裝備產教融合平臺、江蘇省智能機器人與成套裝備制造業創新中心和江蘇省工業機器人眾創空間，并針對企業的典型工控產品創建匯川技術產品研發中心，通過科研反哺教學的形式將機電專業的典型人才培養有效串聯，形成一個有機系統。

參 考 文 獻

[1]埃茨科威茲.三螺旋：大學.產業.政府三元一體的創新戰略[M].周春彥，譯.北京：東方出版社，2005.

[2][4]鄒波，郭峰，王曉紅，等.三螺旋協同創新的機制與路徑[J].自然辯證法研究，2013（7）：49-54.

[3]Leydesdorff L，Etzkowitz H. Emergence of a Triple，Helix of University-Industry-Government Relations[J].Science and Public Policy，2002（4）：214-216.

[5]Sallis E. Total Quality Management in Education[M].London： Kogan Page， 1993： 32.

Research on Training Path of Electromechanical Professionals Based on Theory of“Three Helix”

Wen Yifang， Su Yinan， Su Hua

Abstract There exist problems in cultivation of electromechanical professionals of higher vocational colleges under the new situation， such as not focusing with three aspects of the integration with enterprise， the enterprise production， and the enterprise production process. To solve these problems， it is necessary to combine the new requirements of the new industrial technology development of equipment manufacturing industry and apply the theory of“three spiral”to build personnel training path model： Choosing typical enterprise， defining typical products， building typical training room， applying typical case， writing a typical textbooks， designing typical teaching plans， creating a typical research and development center， exploring the“seven typical”production-education integrated path with the main line of the“typical enterprise-typical product-typical classroom-typical case-typical textbooks-typical teaching plans-typical r&d; center”.

Key words triple helix； talent training path； higher vocational colleges； electromechanical specialty

Author Wen Yifang， professor of Suzhou Industrial Vocational and Technical College （Suzhou 215104）； Su Yinan， researcher of Suzhou Industrial Vocational and Technical College； Su Hua， Suzhou Industrial Vocational and Technical College