建構主義理論在自動化類專業人才培養中的探索與實踐

張利國，趙雷，楊川

（1.重慶機電職業技術大學，重慶 402760；2.重慶工業職業技術學院，重慶 401120）

傳統教學利用課堂向學生傳授知識，但是課堂空間、時間的局限性無法為學生營造出培養團隊協作等綜合素養的環境，這不利于高層次技術技能型人才的培養。

當前的高職教育普遍引入項目式教學，但項目式教學的教學內容更新比較慢，這導致專業的教學內容滯后于企業新技術的發展，不利于培養企業亟需的技術技能型人才。

建構主義學習理論認為：情境、協作、會話、意義建構是學習的四個要素，學習環境的搭建必須有利于學生對所學內容的意義建構，有利于開展協作和會話，有利于學生在解決實際問題的過程中進行學習。學校要想真正落實建構主義的學習要求，就要通過軟硬件建設把以教學為中心的環境改造成以學習為中心的環境[1]。

一、創新人才培養的方法與路徑

（一）搭建“建構主義”實施平臺，打造高端技術技能型人才學習環境

建構主義的協作學習平臺包含以競賽為主體的創新中心、以創新創業和校企合作項目開發為主體的機電工程實驗實訓中心，如圖1所示。

圖1 建構主義協作學習平臺

建構主義的協作學習平臺通過采購設備、遴選優秀青年教師的方式成立創新中心，創造了供自動化類專業學生自主學習的硬件設備環境，以“用賽促學、用賽促教、賽練證結合”的方式打造以競賽為目標導向的學生自主學習環境。創新中心布置有老師工位和多個學生工位，師生可以一起學習、一起競賽、一起攻克技術難題、一起完成項目。師生可以通過共同的生活工作增進感情，通過項目式的訓練提高綜合能力。創新中心每年招收一批學員，通過老帶新、傳幫帶的方式讓老學員培養新學員的勞動精神、工匠素養、基礎知識、基本技能。創新中心布置有儀表設備開放區，儀表設備開放區能為技能訓練、完成項目的同學提供數控車床、加工中心、示波器等所需設備。作品保存區保存了學長學姐的優秀作品供學生學習。元器件保存區放置了常用的工具及元器件。除此之外，創新中心還設置有會議討論區、圖書區、生活區等[2]。

學生進入建構主義協作學習平臺后，教師需要全程陪伴學生：從飲食起居到體育鍛煉，從學習培訓到討論答疑，從問題攻堅到總結分享……。教師要將創新中心的日常工作分配給學生，日常工作包括清潔衛生、綠植養護、寵物喂養等工作，每一個學生都要承擔一項任務，每一項任務都要有具體的時間安排和達標要求。教師要讓每一個學生都參與到任務中，培養學生的勞動精神。教師要按照企業6S管理的要求，嚴格規范工具及設備的使用程序，定期對設備進行日常保養和維護，培養學生一絲不茍的工匠精神。平時的技能學習訓練、各種技能競賽、產教融合項目等都要以一個完整的項目形式進行。教師要按照企業的項目實施標準規定學生具體負責的項目內容、開始時間、結束時間，并定期召開項目進度匯報會。學生要在項目進度匯報會上匯報任務完成情況以及需要協調解決的問題。教師要培養學生制訂工作計劃的方法能力和解決實際問題的工作能力，培養學生的再學習能力、查找資料能力、良好的計算機應用能力、較嚴密的邏輯思維能力、制訂完成工作任務的策略能力等方法能力。

（二）創新（改革）人才培養模式，引導學生主動建構知識

在具體的教學開展中，自動化類專業以建構主義協作學習平臺為載體，形成了“從作業到作品，從作品到產品，從產品到產業（Task To Works， Works To Product，Product To Industry）”的“3T”人才培養模式，如圖2所示。

圖2 “3T”人才培養模式

1T階段：課程和專題培訓階段，教師按照“創設情境、確定問題、開展自主學習、交流輔導、評價”的步驟指導學生完成實踐作業，培養學生的基礎專業知識和基本的實踐能力。

2T階段：學生根據教師的指導和個人興趣擬定要制作的作品，協商確定合作伙伴，進入平臺進行作品制作。在2T階段，教師要按照“定目標、定計劃、定分工、定評價”“學習、實踐、制作、競賽、總結”的過程對學生進行評價，并以競賽成果和作品制作效果作為考評學生的依據，從而提高學生的創新實踐能力。

3T階段：教師要引導學生參與校企橫向課題、開展創業活動，引導學生根據行業要求將在2T階段的能力與生產實踐和創業實踐結合起來，培養學生成為未來企業需要的高端技術技能型人才。

下面以“小型殺魚機”為例，對“3T”人才培養模式進行具體的解釋說明，如圖3所示。

圖3 “小型殺魚機”項目的“3T”人才培養模式

第一階段，項目學習訓練：學生通過機械制圖與CAD、典型機構與零件設計、電氣控制與PLC、氣動技術等核心課程的項目式實踐作業培養自身的專業技能。

第二階段，參賽作品制作：學生可以根據教師的指導和個人興趣，以技能競賽或專題項目為載體，在創新中心設計具有完整功能的作品，從而提高自身的綜合能力。技能競賽能基本完成建構主義的知識建構，也能檢驗學生的學習成效并進一步激發學生的熱情和主動性。

第三階段，作品轉化為產品：學生要對競賽作品進行再設計，并將競賽作品轉化成企業產品。學生要以企業基層技術骨干的身份全程參與到整個產品轉化的過程中，這培養了學生生產與創新創業的能力。產品投入市場后反響很好，學生受到了很大的鼓舞，畢業后也以合作伙伴的身份加入企業并成為技術骨干。

（三）產研教融合，緊跟企業新技術發展，建構新的教學內容

自動化類專業要發揮建構主義協作學習平臺的集約優勢，積極利用政策優勢與企業開展技術研發、生產改造等活動。師生共同完成項目能為企業解決生產實際問題，也能更新專業課程項目式教學的真實案例。師生的項目成果可以申請專利、發表文章、作為技能競賽的作品，實現成果的多維轉化。自動化類專業通過產研教融合能使教學內容更具實效性，從而為學生營造“教融于產、產促進研、研引導學”的多元融合、多維互促的成長環境。

師生協作可以將公開的校企合作項目轉化為多門課程的教學資源[3]。以一臺非標設備項目為例，機械結構可以轉化為機械設計基礎、機械制圖與CAD、三維建模技術等課程的教學案例，包含三維造型、動畫仿真、現場視頻等豐富的資源；氣動設計部分可以轉換為液壓與氣動技術的課程資源；電氣控制部分可以轉換為電氣控制與PLC技術、變頻器技術及應用、組態控制技術等課程的實際案例，老師和學生都可以學習到最新的生產工藝并緊跟企業行業的發展。

（四）創新教學組織機制，提升建構主義教學模式的成效

從學生培養的角度來看，分層輪訓的方式能讓受益學生的數量增加，表現優秀的學生能通過擔任教師助教、開展學生公開課、小報告等方式實現以少帶多的效果，從而促進專業教學質量的提升。

從教師培養的角度來看，教師輪訓建立了“傳習”的機制和制度，專業帶頭人指導骨干教師，骨干教師又帶動青年教師的成長，形成了良好的鏈式互動，能在更短的時間里促進教學質量的整體提升[4-6]。

從教學開發的角度來看，將校企合作項目作為學生的訓練平臺或將學生的創意從作品變為產品都能實現成果的鏈式反應。通過鏈式反應模式，自動化類專業能用有限的投入收獲到數倍的回報。

三、人才培養模式的改革創新

（一）搭建豐富、自主、綜合的建構主義協作學習平臺

自動化類專業通過搭建的建構主義協作學習平臺實現了教學環境向適應建構主義的學習環境的轉變，建立了校一級的協作平臺。校一級的協作平臺集技能競賽、校企合作、創新創業、師資培養、課程改革等功能于一體，能實現培養自動化類高端技術技能型人才的目標。

（二）建立以學習者為中心的“3T”人才培養新模式

自動化類專業依托創新中心創建了“從作業到作品，從作品到產品，從產品到產業”的“3T”人才培養新模式。“3T”人才培養新模式能更好地實踐建構主義教學，培養高端技術技能型人才。學生通過核心課程的項目式實踐作業能更好地提升專業基本技能。學生通過技能競賽制作出的作品也能有效提高學生的綜合能力。教師團隊及企業專家要對競賽的作品進行分析、論證、再設計，并將競賽作品轉化成企業可以使用的產品。學生可以以企業員工的身份全程參與到整個產品轉化的過程中，實現學生到企業員工的身份轉換。競賽作品轉換為企業產品的過程也能將學生培養成企業需要的基層技術骨干。

（三）構建了拓展資源覆蓋面、延展成果輻射對象的鏈式反應機制

自動化類專業可以通過讓畢業的學生返校影響在校的學生、讓上一屆的學生指導下一屆學生、讓同一級的優秀學生帶動普通學生、讓優秀教師指導青年教師等方式將培養成果不斷擴大，實現近似于原子裂變的鏈式反應。

自動化類專業可以將校企合作項目作為學生的訓練平臺，或將學生的創意從作品變為產品，從而實現成果的鏈式反應。通過鏈式反應模式，自動化類專業能用有限的投入收獲到數倍的回報[7-8]。

（四）創建了“情感要素”全程驅動的新型師生互動關系

自動化類專業通過教師全程陪伴學生，實現了對師生關系的重新定義：在競賽中，教師和學生是隊友、戰友的關系；在創新創業中，教師和學生是師徒關系；在教項目研發中，教師和學生是同事、朋友的關系。教師與學生以多重身份相處能使教師把關注點放到學生的情感上去，讓學習的過程變為成長的過程。

四、人才培養模式的改革成效

自動化類專業通過實施“3T”人才培養新模式，培養了學生的建構知識能力，提高了學生專業知識的深度與廣度，實現了高層次技術技能型人才的培養，學生綜合素養明顯提升。近三年來，學生在技能競賽、創新創業創效類比賽中的獲獎數量大幅度增加。學生的就業能力顯著增強，得到企業的充分認同。學校的就業率一直保持在98%以上，就業對口率逐年提高，超過60%的學生進入知名企業和事業單位，訂單培養比例逐年提高到65%。