基于系統動力學的電類專業拔尖人才培養分析與實踐

倪福銀 羅印升 俞洋

摘? 要：針對電類專業拔尖人才培養問題，主要研究了基于系統動力學分析的拔尖人才培養機制分析與實踐。采用系統動力學的方法，界定了道德修養、職業素質、專業知識、專業技能四大電類尖子生培養因素，以江蘇理工學院電類專業為例，建立大一尖子生選拔子模型、大二大三尖子生培養子模型、大四尖子生培養質量子模型，最后形成完整的電類專業尖子生培養機制模型，給出了尖子生培養舉措，展示了學院近兩年的電類尖子生培養成果，表明了該系統動力學分析的正確性和拔尖人才培養措施的有效性。

關鍵詞：拔尖人才培養;尖子生;系統動力學;電類專業

中圖分類號：C961 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）34-0138-04

Abstract： Aiming at the problem of electrical top student cultivation， the analysis and practice of cultivation mechanism for top students are mainly studied based on system dynamic analysis in this paper. According to system dynamics method， the top students cultivation factors which include moral cultivation， occupation quality， professional knowledge and professional skill are defined. The selection sub-model of the freshman top students， the cultivation sub-model of sophomore and junior top students， and the cultivation sub-model of senior top students are established by system dynamical method. So the whole electrical top student's cultivating mechanism model is constituted. Then the measures for cultivating electrical top students in different cultivation stage are proposed based on the analysis of this system dynamics model. The electric specialty of Jiangsu University of Technology is taken as an example. The cultivating achievements of electrical top students in institute in 2016/2017 are illustrated， which verify correctness of systematic-dynamical analysis and validity of top students' cultivation measures.

Keywords： top-notch talents cultivation; top students; system dynamics; electrical majors

一、概述

探索建立拔尖創新人才培養的有效機制，促進拔尖創新人才脫穎而出，是建設創新型國家，實現中華民族偉大復興的歷史要求，也是當前對教育改革的迫切要求。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》也明確強調了要創新培養模式，努力培養拔尖創新人才[1-2]。拔尖人才的培養是一個復雜的系統，我國高校研究者對其研究取得了一些階段性的成果[3-7]。但是拔尖人才的培養是一個具有多重反饋環的復雜系統，各個子系統之間相互作用，如果僅憑主觀認識存在局限性，通過其它方法很難得到系統的分析。

近年來快速發展的系統動力學SD（System Dynamics）研究方法[8-9]，是美國麻省理工學院（MIT）的福瑞斯特教授提出的，是一門分析研究信息反饋系統的學科，也是一門認識系統問題和解決系統問題的交叉綜合學科。運用因果關系及流率關系的反饋結構方法進行建模，其模型能夠反映復雜系統結構功能與動態行為之間的相互作用關系[10]，將此方法應用于研究電類專業拔尖人才培養分析。

通過系統動力學分析方法研究電類拔尖人才的影響因素，高校內的尖子生是拔尖人才選擇的重要渠道。建立大一尖子生選拔質量子模型、大二大三尖子生培養子模型、大四尖子生培養質量子模型，最后形成完整的尖子生培養機制模型。以江蘇理工學院電類專業為例，運用該方法建立了一套尖子生的培養模式與機制，通過四年教育實踐，培養出了一批具有地方性、應用型特點，能夠主動服務國家戰略、深度融入地方經濟社會發展的拔尖人才，表明該系統動力學分析的正確性和拔尖人才培養措施的有效性。

二、基于系統動力學的電類專業尖子生培養因素分析

為了簡化電類拔尖人才培養機制分析，對系統邊界進行了界定，對培養因素進行歸類，主要包括道德修養、專業知識、專業技能、職業素質四個方面，專業知識、專業技能作為兩個重要因素進行分析，職業素質包括身體素質、心理素質、政治素質、審美素質、社會交往和適應素質等。根據系統動力學分析方法，圍繞拔尖人才培養因素，分成了大一尖子生選拔質量子模型、大二大三尖子生培養質量模型、大四尖子生培養質量子模型三個子模型進行分析研究。

（一）尖子生選拔質量子模型

大一是選拔尖子生的“育苗期”，學生的生源質量至關重要，從模型圖1中可以看出學校宣傳、優秀學生填報志愿，學院制定的尖子生選拔制度、教學培養計劃都是尖子生選拔質量的重要因素。

（二）大二大三尖子生培養質量子模型

大二大三階段是電類專業拔尖大學生的“成長期”及“成熟期”，如圖2所示，主要從專業知識學習，專業技能培訓，道德修養三個方面進行培養。

（三）大四尖子生分型培養質量子模型

在電類尖子生進入大四之后，根據實際情況分型培養，分為考研生和卓越工程師計劃兩類。各自的因果影響因素分析如圖3所示。

將以上系統3個子系統進行整合，形成完整的尖子生培養系統動力學模型圖，如圖4所示。

三、基于系統動力學模型分析的電類專業尖子生培養舉措

通過上述基于系統動力學模型分析的尖子生培養因素分析之后，經過江蘇理工學院電類專業近幾年的尖子生培養探索，主要采取以下培養舉措，形成了尖子生的培養模式與機制。

（一）大一階段尖子生遴選

學校在全省甚至全國內廣泛宣傳學校，大力提升學校的知名度、美譽度，以此吸引優秀高中畢業生填報我校，從而提升生源質量;組織教授們開設了“專業導論”課，讓大學生盡早認識并了解自己所學專業，提高學生對專業的興趣;專門組織大一全體新生觀摩學科賽事，增加學生參與尖子生的選拔熱度;組建電類尖子生選拔工作小組，堅持因材施教與教育公平的結合，建立科學合理的尖子生選拔制度，把最優秀的學生選入到尖子生培養計劃當中[11]。

（二）大二大三階段尖子生培養模式與機制

在選拔出少量有興趣、有責任感、綜合能力強的學生之后，進入大二大三階段是拔尖大學生的“成長期”及“成熟期”，是電類尖子生培養的重要階段。尊重學生的需要，突出個性化的培養，積極開展研究性學習、歸納式教學，給學生有自由探索的時間和空間，鼓勵學生自主學習，鼓勵學生參與科學研究，培養他們的科研興趣。實現“以教師為中心的教育”向“以學生為中心的教育”轉變，樹立學生的主體地位，使學生從被動學習者變成主動學習者[12]。

具體的培養方法主要有：1. 建立大學生實踐創新中心，舉辦各類競賽項目培訓，組織參加賽事活動;2. 充分利用專業實驗室，進行大學生實踐創新項目訓練;3. 選擇精干教師，承擔尖子生培養任務[13-14]。

除了專業知識、專業技能外，道德修養、心理素質等職業素養的培養也是重要內容之一。在課堂內外，注重尖子生的大學精神、大學文化、大學修養的人文熏陶，為其提供良好的品德教育、人格養成、科技訓練、體育鍛煉、心理健康等一系列教育與服務，營造良好的育人環境。

（三）大四尖子生分型培養

大四階段為拔尖大學生的“關注期”。根據電類尖子生的職業規劃不同，主要分成畢業考研學生和卓越工程師兩類進行培養。

1. 考研學生培養方式

專門開辟考研復習教室，學院團委完善“電小微”微信平臺，及時發布重要考研動態信息、知識經驗共享等，形成了有效的信息共享互動機制和優良考研學風;安排專門的考研導師，建立考研導師制，對于考研的業務課程學習，聘請學院老師進行上課輔導;定期召開考研交流會，邀請專家、教授及優秀校友返校暢談考研經驗，通過各種途徑給予考研生全方面服務。

2. 卓越工程師計劃

針對部分尖子生畢業后將直接參加工作，采取卓業工程師的培養方式。實行學生在導師指導下，在專業實驗室中進行大學生實踐創新項目訓練;邀請企業專家，業界專家進校做各類高水平學術報告，開拓學生視野，激發學生的求知心態;聯系與專業相關的實習單位從事研發實習，讓尖子生在大學階段親身參與完整的科研過程，實現卓業工程師的培養[15]。

四、電類專業尖子生培養成果與分析

通過基于系統動力學的尖子生培養因素分析，根據三個階段的不同培養內容，制定了上述相關培養機制，以江蘇理工學院電類專業尖子生為例，通過四年的培養，取得了優異的成績，如表1所示，相對往屆具有大幅度提升。

另外，該學院電類尖子生在十五屆江蘇省大學生課外學術科技作品競賽暨“挑戰杯”全國競賽、中國機器人大賽、“認證杯”數學中國數學建模網絡挑戰賽等大賽中獲得優異成績。2016年考取研究生人數為39人，其中211、985大學人數為7人，2017年考取研究生人數為104人，其中211、985大學人數為40人。在2016和2017年大學生實踐創新項目、優秀畢業設計方面成績也連續上升，取得較好成績。

五、結束語

根據系統動力學的理論與分析方法，界定了電類專業尖子生的培養因素，對尖子生培養因素進行了全面分析，建立了大一尖子生選拔質量子模型、大二大三尖子生培養質量子模型、大四尖子生培養質量子模型三個子模型進行分析研究。根據模型分析結果，形成了電類專業尖子生培養機制，依托實踐創新項目和學科競賽進行實踐創新人才培養，培養尖子生理論聯系實際能力、實踐動手能力、創新意識和創新思維，也培養科學的人生觀、世界觀、價值觀，形成主動學習意識、持續探究科學的方法和毅力，從而全面提高電類專業尖子生的綜合素質。最后列出了我院電類專業2016、2017年度的培養成果，相對往屆均有大幅度提升，表明了該系統動力學分析的正確性和拔尖人才培養措施的有效性。

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*基金項目：江蘇高校品牌專業建設工程資助項目“電子信息工程專業”（編號：PPZY2015B133）;江蘇省高等教育教改研究課題“產教融合應用型本科人才培養模式與專業建設研究與實踐——以江蘇理工學院-教育部中興通訊產教融合創新基地為例”（編號：2017JSJ249）;江蘇理工學院教改研究項目“基于大學生實踐創新項目和學科競賽的拔尖人才培養研究”（編號：JG13062）

作者簡介：倪福銀（1978-），男，漢族，江蘇如皋人，博士，副教授，研究方向：電力系統，微電網技術，教學研究等;羅印升（1964-），男，漢族，陜西武功人，博士，教授，電氣信息工程學院院長，研究方向：智能控制技術等;俞洋（1982-），男，漢族，江蘇徐州人，博士，副教授，電氣信息工程學院副院長，研究方向：現代通信技術等。