基于校企融合背景下的“1+N”創新人才培養模式探索

王紅平，宋林森，唐晨

（長春理工大學機電工程學院，吉林長春，130022）

人才培養是一個國家向前發展的核心力量。教育部高等教育司司長吳巖曾說“培養一流人才是中國高等教育新時代內涵式發展的最核心的標準”，為適應國家戰略下對于綜合性一流創新人才的需求，各高校正面臨全面深化創新教育改革這項挑戰，而校企融合人才培養模式成為近年來各大高校提倡的一條人才培養創新之路。長春理工大學機電工程學院機械電子工程專業針對傳統教育模式存在的弊端，結合自身國家級一流專業教育資源的優勢，以及多年來校企合作的經驗積累，探索出一條獨特的“1+N”式創新人才培養模式，在專業教育和實踐教育雙重視角下進行研究，從校企融合、教育資源多元化、實踐教學模式、課程與實踐協同、開放式共享機制、梯度式評價體系等多方面提出相應措施。經過近三年的探索與落實，成效明顯，成果突出。

一、高校傳統教學模式的劣勢

傳統的教學方式主要重視理論知識的教學，忽視了學生個體的獨立性，不能把理論與實踐相結合，所學知識不能進行實際操作鞏固以及更深入的研究，對于學生創新能力的發現和培養更是無從談起。此外，實驗—實踐課程體系不完整，課時偏少，且未能與實踐創新教育形成一體，學生個性化培養缺失。

首先，教學模式較為單一。傳統的教學模式是以教師教學為主體、學生聽課學習為輔助的教學模式。這種教學模式將學生和教師的職業、位置做了嚴格的限定和區分，嚴重影響了學生向教師提問的積極性，也嚴重挫傷了學生的好奇心理和主觀能動性。

其次，理論知識與實踐操作結合不足。目前高校的實驗課由于縮減課時的原因存在課程少、課時短的問題，而且實驗課程大部分按照已有的方案操作，很少考慮企業對專門人才的應用能力與創新需求，不能很好地結合社會實際發展需求，同時不能發揮學生的自主能動性和創造性，對學生的創新能力的提升不明顯。

最后，學生創新意識薄弱。傳統的教學方式一直秉持著教師講學生聽的原則，學生被動接受知識，不愿思考為什么、怎樣做、怎樣做更好。這一系列問題，不利于學生主動創新和積極創新心理的養成。

二、構建基于校企融合的“1+N”創新人才培養模式

針對上述問題，經過近幾年的摸索和實踐，筆者開展了一系列實踐教學體系改革與創新，構建了“1+N”創新人才培養模式。“1+N”創新人才培養模式將一條“兩層次三節拍”能力培養主線和N 個創新性主動浸入式混合教學核心課程融合在一起，相輔相成。圖1 為基于校企融合的“1+N”創新人才培養模式思維圖。“1+N”式創新人才培養模式通過企業需求為導向的DIY 創課公益講座、基于企業課題的小組協作式項目實操、基于國內學科競賽的項目實戰，最終形成三個方向的開放式共享實踐平臺：機械電子硬件設計、基于西門子的數字化與MCD仿真設計、模塊化機器人智能控制設計；通過循序漸進式“兩層次三節拍”實踐培養主線，結合企業課題和學科競賽，在充分激發學生主觀能動性的基礎上，將理論知識與實踐相融合，真正實現“以生為本”，培養學生過硬的專業知識和實踐創新能力，有效解決了傳統教育模式中學生學習所面臨的弊端和通病。

圖1 “1+N”創新人才培養模式思維圖

（一）構建“兩層次三節拍”漸進式能力培養主線，激發學生主觀能動性，加強學生創新能力培養

本文構建的“兩層次三節拍”漸進式能力培養主線，其中，“兩層次”分為初級體驗和高級實踐。初級體驗通過工程師DIY 創課學堂開展特色講座，引入機械手工勞技、電腦輔助設計之模擬電路/模擬電路、數字電路的進階設計、機器人及仿真初識、PLC 博圖初識等公益講座課程激發學生興趣。通過初級體驗并考核合格的學生進入高級實踐階段，即進入開放式共享實踐平臺，此時學生根據自己的興趣，選擇喜歡和期待的學習方向。通過多種不同公益課程的體驗，大大提高了學生的主觀能動性，增加了學生自主獨立的學習動力，極大地激發了學生的創新意識。“三節拍”包括核心課程復雜工程問題的初級實踐、開放式平臺基于企業需求或課程設計的中級項目式實操、國家學科競賽或科研需求的高級題目實戰。學生根據興趣選擇學習方向進入高級實踐階段后，教師根據學生所選學習方向，結合相關核心專業課程，擬定能夠實際動手實踐的復雜工程問題，使學生在學習相關理論知識過程中帶著問題完成初級實踐，進而學生可以繼續選擇企業實際需求或綜合課程設計相關的項目式題目以小組協作式方式進入中級項目實操，最終在已積累的實踐經驗基礎上參加相關的學科競賽或相關教師的科研課題。整個實踐過程，學生自主選擇小組進行分工學習，一個或幾個學生負責某一部分，獨立自主地完成實踐題目，教師起到學習指引作用，使學生通過一系列實踐項目的深入參與提升自己的實踐能力和創新能力。近三年，跟隨培養主線完成每一步相關項目實踐的學生，其綜合實踐創新能力都有了極大提升，并取得了不少競賽獎項，真正意義上做到了實踐創新能力的培養。

（二）采取浸入式線上線下混合教學模式，結合企業實際為學生構建復雜工程問題，提升學生實踐能力完成初級實踐

傳統的教學模式和教學形式單一，教師在課堂上與學生面對面講授，授課效果依賴于學生注意力是否集中、教師講述是否容易理解；如果學生上課注意力不集中或者教師講述晦澀難懂，授課毫無效果。教學的主體是學生，需要將學生的反饋放在首位。為提高并改善目前狀態，長春理工大學正在如火如荼地建設一流課程。機械電子工程專業響應學校號召，針對核心專業課程按照一流課程不斷完善，并已有多門課程成為第一批建設的一流課程，目前正聯合N 個核心課程構建課程群，同時結合“1+N”創新人才培養模式，將各個課程與漸進式實踐培養主線相貫通，在課程中引入目前市場需求的與本課程相關的實用技術及操作軟件，通過布置與實際企業接軌的復雜工程問題等項目式課題或綜合作業，提升學生的實踐動手能力。以“機械電氣控制及自動化”課程為例，通過教學建設過程的摸索，近幾年采用“線上自學學習+仿真軟件實踐+線下互動授課+項目式復雜工程問題團隊自主探索+翻轉課堂”等混合教學模式，給學生以壓力和動力，充分調動學生的主觀能動性，并為學生提供開放式設備資源共享平臺，使學生在結課前通過項目式團隊作業圓滿地實現理論到實踐的跨越，尤其對已進入高級實踐階段的學生，通過項目式作業，其實踐動手能力有了質的飛躍。

表1 為機械電子工程專業部分核心專業課程，在構建混合式教學模式過程中，針對實際需求在復雜工程問題等實踐性綜合作業或題目中能夠設立的提升方向和內容。

表1 機械電子工程專業部分核心專業課程實踐環節

如上所述，以學生主動浸入為教學主線，以產出導向為教改方向，通過混合模式教學，配合項目式復雜工程問題，為學生融入“兩層次三節拍”能力培養平臺并進入更高節拍奠定了良好基礎，對提升學生實踐能力、創新能力、團隊合作能力具有重要作用。

（三）設置多方向開放式共享實踐平臺，通過綜合性項目式工程課題實現“1+N”協同，培養學生協作精神與創新能力

實驗、實踐教學內容陳舊是許多高校普遍存在的問題。在現有條件下改善實踐環節，讓學生在開放式實踐平臺中充分利用已有資源，在教師指引下提升實踐創新能力。目前，在校企融合的開放式實踐教學平臺已經形成了三個方向的實踐平臺：機械電子硬件設計、基于西門子的數字化與MCD 仿真設計、模塊化機器人智能控制設計。這三個方向分別與STM32 硬件系統的應用與開發、工業自動化控制、機器人自動化控制相關聯，相支撐的課程包括：單片機原理及應用、機械電氣控制及自動化、液壓與氣壓傳動、機電一體化技術、機器人控制技術、現代數控技術等機械電子工程核心課程。上述三個方向的項目式實操，能夠為學生參加全國大學生電子設計大賽、西門子智能挑戰賽、中國創新創意大賽、大學生機械創新大賽、中國機器人創意大賽等奠定良好基礎，同時這也是學生能夠參與相關于硬件系統設計、PLC 系統控制、數字化系統仿真、MCD 仿真等科研或企業工程的基礎。以選擇基于西門子的數字化與MCD 仿真設計學習方向的學生為例，在進入綜合性項目式工程課題之后，教師可以根據學生實際掌握情況，設置群控電梯、柔性生產線等實際企業課題，要求完成實物控制或半實物數字孿生仿真系統。目前已有三屆學生在這個方向的學習中受益。圖2 為學生實物調試的部分柔性生產線，以及完成的仿真系統。

圖2 開放式實踐平臺實踐課題實例

（四）制定“梯度式多等級”評價機制，保證教學及實踐過程的質量監控

考核評價也是對學生學習的一種激勵。“1+N”創新人才培養模式評價機制采用直接評價法和間接評價法。本文構建的“兩層次三節拍”漸進式能力培養主線針對不同的層次和節拍過程中學生的表現通過直接評價方式考核學生學習程度，并根據具體情況進階到不同階段。同時，為最大限度激勵學生，將校企融合實踐過程中的優異表現，如學生競賽成果、項目式論文、創新性開發成果等創新元素，在相關課程實踐環節以“優秀”的成績作為間接評價方式融入相關課程的實踐環節。而對于不感興趣的同學，則依據課程中的表現給予評價，這樣在課程評價中就考慮了學生實際的實踐應用能力與創新能力，形成了“梯度式多等級”評價結果。以“機械電氣控制及自動化”課程為例，該課程除了正常理論與實驗課程外，還有課程設計環節。課程設計作為實踐環節，針對于選擇基于西門子的數字化與MCD 仿真設計學習方向的學生，如果取得西門子智能挑戰賽相關于PLC 設計的賽項，則可以直接采用賽事中完成的實踐內容作為課程設計內容，并將成績評定為“優秀”，這樣學生相當于提前完成了課程設計內容，可以有更多的時間直接參與到相關內容的科研或企業工程課題的實踐中。

這種評價機制，不再單純考慮學生的考試成績，而將學生平時在實踐環節的學習和取得的成果納入評價之列，充分考慮學生在各方面的綜合表現給予綜合性的評價，實現更全面的能力評價。

三、建設成效與應用

近三年的實踐與探索，“1+N”創新人才培養模式已形成比較完整的實踐機制。如圖3 所示為“1+N”創新人才培養的實施路線。通過實踐平臺學習的學生參加“全國大學生電子設計競賽”“西門子中國智能制造挑戰賽”“中國高校智能機器人創意大賽”“全國大學生機械創新設計大賽”等各類學科競賽獲得國家特等獎1 項、一等獎1 項、二等獎3 項、三等獎4 項，省特等獎8 項、一等獎15 余項、二等獎20 項、三等獎30 項。同時學生在保研面試中也得到了良好的評價。

圖3 “1+N”創新人才培養的實施路線

學院在校企合作與教學融合的創新道路上一直努力探索，并與符合學院專業特性的高質量企業進行積極合作。“1+N”創新人才培養模式得到了三花控股集團的認可，2021 年，以建設一流專業，培養創新人才為目的，以“1+N”創新人才培養模式為核心，學院與三花控股集團建立了三花智能制造實踐育人基地，成為校企合作教學的典范，并在育人基地開展專業核心課程實踐教學、開放式DIY 創課&智能創新實踐，聯合培養卓越工程師、研究生等。

機械電子工程專業從培養有可持續競爭力的人才出發，在培養環節和課程實踐中，為學生創造實踐機會，通過校企結合，實現課程、實踐與企業的需求接軌，從近三年學生在綜合性課程設計成績、競賽成果等足以說明了“1+N”創新教學模式的可行性，它實現了真正意義上的創新人才培養。通過在與企業建立育人基地的探索中我們將不斷完善相關機制，使創新人才培養向著專業技能人才、應用人才、研究人才等方向上不斷地努力和探索。