機電一體化專業人才工程實踐能力培養策略探索

李雅芹 戚玉強 朱佳 吳如樵

*項目來源：江蘇農牧科技職業學院2022年度教科研立項課題“基于‘三維+雙平臺的機電一體化專業學生工程實踐能力培養體系模式創新研究”（基金編號：JYYB202221）。

作者簡介：李雅芹、朱佳，講師；戚玉強，副教授；吳如樵，實驗師。

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.10.149

摘? 要? 當前，人工智能、大數據等新興技術領域的發展，對解決復雜實際工程問題的高技術人才的需求與日俱增，從而對高職院校人才培養體系、培養模式提出更高要求。分析新工科背景下機電行業對創新型工程人才的需求，通過加強工程實踐、創新教學策略、構建立體化實踐四級遞進聯動培養體系、建設高素質工程教育師資隊伍，探索建立“三維+雙平臺”工程實踐培養系統和培訓模式，致力于培養機電工程領域復合型、創新型人才，為培養行業高層次人才提供參考。

關鍵詞? 高職；機電一體化專業；人才培養體系；工程實踐能力

中圖分類號：G712? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）10-0149-04

0? 引言

當前，我國正處于“創新驅動、轉型發展”的新階段，創新型經濟發展受到極大重視，社會對高層次人才的需求正逐步從學術型向應用型轉變[1-2]。我國過去培養能夠參與項目創新開發和應用的高職學生的培養模式，已經不能滿足當今社會對具有創新能力、實踐能力和綜合分析、解決實際問題能力的工程人才的需求[3-6]。優化高職學生類型和結構，促進高職培養模式多元化已經迫在眉睫，從而實現高職教育從培養應用型人才向培養學術型和應用型復合型人才轉變，以更好地滿足經濟社會發展對復合型工程實踐人才的需求。

1? 培養高職機電一體化專業學生工程實踐能力

的必要性

目前，隨著機電一體化專業新產品、新工藝、新技術的不斷發展，迫切需要大量具有創新工程實踐能力的高科技工程人才。但是，我國對高職學生的培養模式遠遠不能滿足這一要求，未能突出創新實踐教學，往往只注重理論知識，導致培養的學生無法滿足當前機電行業產業發展的人才需求。因此，需要對高職學生實踐教學模式和體系、平臺建設、師資隊伍等方面進行創新和改革[7-10]。

機電一體化是多學科交叉融合學科，涉及機械、微電子、控制、計算機等學科，數字化、人性化、光機電一體化、網絡化、智能化、綠色化方向是目前機電一體化技術的發展方向[11]。機電一體化專業學生畢業后的工作崗位主要有機電設備操作、設備維護與維修、機電產品裝配與調試等，這些工作崗位對機電一體化專業高職學生的工程實踐能力有很高要求，作為工程教育領域高層次人才培養對象，工程實踐和創新能力的培養尤為關鍵[12-13]。

2? 高職機電一體化專業學生工程實踐能力培

養策略

為順應職業教育發展趨勢，針對當前高職機電一體化技術專業學生培養過程中存在的問題，課題組成員構建“三維+雙平臺”工程實踐與創新能力培養新體系、新模式。構建立體“雙平臺”的目的是在知識、技能、素養等方面全面提高高職學生的培養質量，將教與育深度融合。“三維”主要解決機電行業的人才培養目標問題，即價值塑造、知識結構、工程實踐，打造創新能力和國際視野同培養的立體融合的新理念。“國內+國際”和“校內+校外”構成聯動的“雙平臺”，著力培養學生從多角度、多領域、跨學科解決復雜問題的能力，有效提升學生工程實踐和創新能力，為學生成為復合型高素質工程人員奠定堅實基礎[14]。“三維”是人才培養模式改革的邏輯起點和價值取向，“雙平臺”是具體改革舉措。

3 基于“三維+雙平臺”培養學生工程實踐能力探索

課題組成員致力于開展工程實踐、產教研深度融合、師資隊伍建設，培養具有解決機電一體化專業復雜問題的工程實踐能力的復合型、應用型、創新型工程實踐人才。

3.1? 構建“理論實踐+專業實踐+應用實踐+企業

實踐”四級遞進“雙平臺”聯動培養體系，強化學生工程實踐能力

3.1.1? 理論實踐包括課堂驗證實踐和案例實踐

課題組教師在教授電工技術、電子技術等課程理論知識的同時，設置課堂實驗，介紹典型實踐案例，組織課外實踐培訓，讓學生積累專業理論基礎知識和工程應用經驗。引導學生掌握常規的研究方法，能夠進行初步的問題研究和評價，為學生基本實踐能力的培養奠定基礎。為進一步豐富課堂內容，增強教學效果，課題組在電子技術課程中著力打造軟硬結合平臺，建設虛實教學資源，在教學實施中打造軟件和硬件兩大平臺（圖1），實施虛實結合人才培養全過程。

1）硬件類教學環境。基于電子產品生產工作流程，建有仿真實訓室、電子實訓室和電子裝配實訓室，發揮機房極域電子系統、觸屏一體機示范操作功能，全面展示操作過程。

2）軟件類教學環境。以職教云教學平臺為載體，教材、視頻、動畫、微課、工藝文件、參考資料等電子技術課程資源庫為支撐，服務課前、課中、課后教學環節，通過維修電工仿真軟件（TK206）、Multisim仿真軟件構建的虛擬環境，培養學生的電路分析、設計能力。

在能力培養過程中，依托真實的校企合作項目案例，以畜禽舍空氣環境監控電路設計與制作為任務載體，遵循電子產品設計制作標準作業流程，實施“問題導向+任務驅動”的教學策略，構建“雙線+兩結合+三融合+四環節”的教學模式，如圖2所示。

教學理念：基于培養學生發現問題、分析問題、解決問題的教學理念，通過問題導向，創設情境，按照“問題引、班組議、教師導、技能遷”的步驟來實施，訓練學生的電路設計、制作技能，提高學生理實結合、分析問題、解決問題的能力。

教學組織：根據學情分析和教學目標，以小組為單位，進行項目化教學，把課堂轉化為生產一線，實現理論課堂、實踐課堂、思政課堂“三融合”的課堂組織形式。

教學手段：充分利用信息技術，采用線上線下混合教學方式，提高學生的學習參與度，同時通過虛實結合的方式，提高學生分析問題、解決問題的能力。

教學方法：采用任務驅動教學法，劃分“四環節”解決工作任務，激發學生學習興趣，提高學生分析電路、設計電路的能力。

培養學生的“三精神”（即勞動精神、工匠精神、創新精神）、“三意識”（即職業道德意識、質量安全意識、團隊協作意識）。

3.1.2? 基于校內校外“雙平臺”實踐教學的專業實踐

學科專業平臺對高職學生開展科學研究、培養創新思維和工程實踐能力起到重要支撐作用。項目依托在企業建立的高職教學實習實訓基地作為校外實踐平臺，同時通過校園實踐教學平臺，打造一體化實踐教學體系，專業技能和創新能力的培養有效地促進了課堂教學與課外實踐的有機結合，顯著提高了高職機電一體化專業學生的工程實踐能力，進一步促進機電一體化專業學生加深對專業理論知識的理解和掌握。

校企結合，全程育人，培養學生的職業素養。赴企業調研，帶學生了解真實的豬舍環境，查找控制系統中的不足，探索行業發展前景，改革教學模式。選真實項目，源工作過程、項目引導、任務驅動，培養職業素養和工匠精神。在課程實施過程中，為學生提供理論聯系實際、提高專業素養的機會。以項目為載體，培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力。

采用虛實結合多種形式組織教學。課題組在電子技術課程教學中，除在校內電子產品生產車間、仿真實訓室等場所采用理實一體化、線上+線下教學方式，還引入虛擬儀器技術，將電子設計仿真軟件（Multisim）和維修電工虛擬實訓室“搬”進課堂，不僅豐富了課堂講授形式，還激發了學生學習興趣，提高了課堂教學質量。

3.1.3? 引導參與企業實際項目，參加頂崗實習，重點培養高職學生解決項目實際問題的應用實踐能力

依托大學生創新訓練計劃平臺，全面培養學生工程技術創新和研發能力，解決當前機電行業、企業遇到的關鍵技術問題，解決機電企業實際生產中的工程技術難題和工程技術應用問題，并利用不同校外實踐基地的工程優勢，促進產教供需雙向對接，從而使高職學生選擇合適的頂崗實習崗位，實現高職學生工程實踐與創新能力的分類和個性化培養。

3.2? 提高專任教師工程創新實踐能力，聘請企業工程技術專業人才，建立技能大師工作室，建立高水平師資團隊

有效加強機電行業工程實踐和創新技能培訓，從而提高專任教師工程創新實踐能力。將團隊的合作產業基地與開展的橫向工程項目相結合，通過學習、傳承、支持等方式，進一步提升專任教師的工程創新實踐能力，推出專任教師到機電產業公司參與企業實踐，通過進行業務培訓、為期兩周至一個月的公司科技服務等形式，鼓勵專任教師進行工程實踐問題研究，提高專任教師的工程實踐能力和解決實際工程問題的能力。

通過組織教師指導或者參與技能大賽，旨在提高教師的工程實踐能力和創新思維，從而在教學過程中促進高職學生知識、技能和創新的全面提升，加強團隊合作。促進學習，激發大學生創新實踐能力，促進產學研融合，助力創新人才培養。通過機電工程實踐領域的資深教授現場授課，全面綜合培養青年教師的工程實踐能力。同時，在原有企業導師基礎上，聘請一批理論知識扎實、實踐經驗豐富的企業技術專家為高職學生導師，建立技能大師工作室。這些兼職教師帶來機電行業公司的新工藝、新技術、新產品，分享寶貴經驗。

4? 結束語

經過長期的教學研究和實踐，課題組成員在機電工程實訓體系建設方面取得一系列成果，顯著提高了高職機電一體化專業學生的工程創新能力、實踐能力和解決復雜工程問題的能力，促進了高職機電一體化專業培養模式多元化、培養體系立體化，優化了高職學生的類型和結構，為機電行業培養了大量適應經濟和社會快速發展的復合型、創新型工程技術人才。

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