[摘  要]教育數字化轉型是實現職業教育高質量發展的戰略選擇,也是制造業產業升級下高職院校機械設計制造類專業保持可持續發展的必由之路。本文基于產業轉型升級、企業核心競爭力,從課程體系、教學方法等六個不同角度探討當前創新人才培養面臨的一系列問題和挑戰,針對性地提出了理念革新、課程改革、師資建設、數字化革新的策略,以期為高職院校創新人才培養提供參考。

[關鍵詞]高職  數字化轉型  創新人才培養  教育改革

基金項目:陜西省教育廳高等職業教育教學改革研究重點項目(21GZ020);陜西省教育科學“十三五”規劃一般課題(SGH20Y1577);陜西國防工業職業技術學院2023年度思想政治教育研究項目(ZY23A16)。

中圖分類號:G710    文獻標志碼:A


教育數字化是由數字和信息技術成熟發展而催生的教育理念和實施方式變革,數字技術驅動、資源聚合共享,以及教學形態便捷靈活是教育數字化的根本特征,其核心在于充分利用信息技術重構教育教學過程,實現教育的高質量發展。教育數字化轉型不僅僅是數字化、信息化技術的應用,更是在新技術構建的新場景下對教育理念和教學模式的重新思考和全面革新。基于數字化技術,教與學的需求能夠得到充分展示和滿足,可實現教學內容的差異化、個性化,滿足不同層次學生的全面發展,同時,還能夠打破傳統的時空限制,為學生提供更靈活的學習方式,培養其信息獲取、問題處理和創新的能力。

高職機械設計制造類專業包括機械設計與制造、數字化設計與制造技術、機械制造及自動化等多個裝備制造大類專業,每年為國家培養和輸送了大量的人才,是制造業核心支撐專業,在數字化轉型和制造業產業升級的浪潮中既面臨著重大的使命與機遇,也面臨著嚴峻的挑戰。因此,深入研究數字化轉型對高職機械設計制造類專業的影響,給出針對性的解決策略,促進專業教育與行業需求更緊密地結合,對于提高教育質量、培養適應數字化時代要求的創新人才,具有重要的理論和實踐意義。

創新人才培養的重要性

制造業是國民經濟的主體,為了主動適應并引領新一輪科技革命和產業變革,必須推動傳統制造業進行轉型升級,實現從低端向中高端的躍遷。而推動產業升級的關鍵在于培養創新人才,他們所具備的創新和實踐能力是實現產業轉型升級的動力源泉,通過創新人才的不斷探索和實踐,可推動產業技術進步,提高產品的附加值和核心競爭力。產業結構優化是產業轉型升級的重要內容,創新人才能夠利用自身的專業知識和技能,為產業結構調整提供有力支持。同時,創新人才也是提升企業核心競爭力的重要引擎。在機械設計制造領域,技術創新是提高產品質量、降低生產成本、增強市場競爭力的關鍵。而創新人才作為企業的技術骨干,不僅能針對市場需求研發更具競爭力的產品,還能對現有產品進行改進和優化,推動企業技術進步,從而提升企業的市場地位和核心競爭力。

在學校層面,創新人才的培養對于專業的內涵式發展至關重要,塑造并強化獨特的教育特色,成為吸引學生、家長和用人單位的關鍵。創新人才作為學校的品牌代言人,會通過自身的優秀表現,為學校樹立良好的口碑,從而促進專業內涵式發展,凸顯學校的辦學特色,提高學校的辦學聲譽。

就學生個人而言,創新能力的培養也是提升其綜合素養的重要抓手。學生通過學習新知識、新技能,持續地完善和提升自己的知識體系,為未來的職業發展奠定牢固的基礎。

創新人才培養的現狀與困境

近年來,黨和國家高度重視高職教育,不斷加大對高職教育的投入和支持力度。習近平總書記對職業教育工作作出一系列重要指示。黨的二十大,對新時代職業教育工作再謀劃、再部署。國家相繼出臺了一系列推動職業教育改革和創新的方針政策,如《關于深化現代職業教育體系建設改革的意見》《關于推動現代職業教育高質量發展的意見》等,為職業教育發展提供了堅實的政策保障。在一系列職業教育政策利好及“雙高”院校建設的加持下,高職機械設計制造類專業在培養創新人才方面取得了長足的進步,人才培養質量和企業認可度逐年提升。但是在國家產業升級和教育數字化轉型的新背景下,創新人才培養仍面臨著新的挑戰與困境。

1.課程體系亟待優化

首先,課程設置不合理。當前,在我國的高職院校中,機械設計制造類專業的課程內容仍側重于傳統學科知識學習,很多知識是在本科階段機械設計與制造課程體系的基礎上進行了簡化,導致課程知識內容銜接性不強,缺少與實際生產過程緊密結合的實踐環節。這樣的課程安排導致學生在學習過程中難以有效地將理論知識與實際操作技能相結合,對學生的創新能力培養產生了不利影響。其次,課程內容陳舊。隨著科技的快速發展,機械設計制造領域的技術不斷更新,但高職院校的課程內容卻往往滯后于行業發展,學生在學習過程中難以接觸到最新的技術和理念,從而影響了學生的創新能力培養。

2.教學方法單一

目前,我國高等職業院校的機械設計制造類專業依然以傳統的講授式教學法為主,這種教學法以教師為中心,導致學生處于被動學習的狀態,缺乏主動思考和培養批判性思維的機會,不利于激發學生的學習熱情和探索精神。同時,該方法也缺乏個性化教學和差異化指導,導致生源異構的學生失去學習興趣。另外,教師也忽視了跨學科知識的融合,知識碎片化較嚴重,學生無法學以致用,感覺知識無用,會失去學習動力。基于以上原因,學生在學習過程中難以主動思考和探索,影響了學習效果和教學質量的提升,也影響了學生創新能力的培養。因教育數字化更注重學生的自主學習、跨學科合作,以及解決實際問題能力的培養。教師需要針對學生的特點,采用新的教學方法和模式,重構課堂和教學過程,為學生創造更加自主和開放的學習環境。

3.實踐教學環節薄弱

實踐是培養高職學生創新能力的重要途徑,但我國目前的高職機械設計制造類專業實踐教學環節還較為薄弱,主要表現在設備、場地、資金等實踐教學資源不足,實踐教學內容陳舊,與行業發展趨勢和實際需求相脫節。這些問題使得學生在實踐中難以獲得充分的鍛煉,難以學到真正有用的知識和技能,影響了學生創新能力的培養。

4.師資隊伍建設滯后

部分教師缺乏企業生產實踐的經驗,難以掌握最新行業動態,未能將新技術、新標準、新工藝融入日常教學,導致教學內容落后陳舊。同時,部分高職院校的高級職稱教師比例偏低,很多教師難以將復雜的知識深入淺出地教授給學生,影響了教學質量,降低了學生的學習效果,從而制約了創新人才培養。為提升教師的教學水平,教育主管部門和職業院校聯合開展了不同層次的教師培訓工作。然而,總體而言,目前師資培訓的內容和方式仍較為單一,缺乏針對性和實效性,導致教師在培訓過程中難以獲得顯著提升,進而影響了教學效果。

5.產學研合作機制不健全

目前,高職院校與企業之間的合作多數停留在表面層次,如實習基地共建、員工培訓等,缺乏深度合作,導致學生只能接觸到企業的皮毛,無法深入了解和參與企業的生產及運營,企業也難以從中獲得真正的利益,如人才儲備、技術研發等,最終使得資源共享和優勢互補難以實現。與此同時,教師與企業工程技術人員的交流與合作也不夠緊密,教師無法及時了解到行業的最新動態和技術發展,無法將這些信息傳遞給學生;企業工程技術人員也因與學校交流不足,而無法將實際工作中的問題和需求反饋給學校,從而影響了創新人才培養的質量。

6.教育評價體系不合理

當前的高職教育評價體系偏重于結果性評價,導致教師和學生注重應試,忽視了實踐及創新能力的培養。創新的過程也是不斷試錯的過程,評價應更多關注學生在創新過程中面對困難和挫折時的態度,以及解決問題的思路與能力。同時,要重視高職學生生源結構異構,學生的基礎和水平參差不齊,按照一個標準評價所有學生的學習效果,勢必會造成揠苗助長或者滄海遺珠,因此必須進行增值評價。在現有的評價體系中,對學生創新能力的評價往往缺乏科學性和客觀性,評價標準過于模糊、評價方法過于簡單,導致學生的創新能力在評估中難以得到準確反饋,進而影響了學生創新潛力的培養。

創新人才培養策略

1.更新人才培養理念,明確培養目標

一是要完成從傳統的技術教育向綜合能力教育轉變的教育理念。在數字化時代,機械設計制造類專業的人才培養不應僅局限于傳授專業技能,而要更加注重培養學生的創新能力、團隊合作能力、溝通協調能力,以及項目管理能力等綜合能力,以滿足數字化技術應用中跨學科、跨領域的合作,適應社會快速發展的需求。二是要完成從單一技能培養向跨學科培養教育理念的轉變。隨著數字化技術的發展,機械設計制造領域與其他學科的交叉融合日益增多。因此,職業教育應打破傳統的學科邊界,實現跨學科的教育教學。例如,機械設計制造類專業的學生應學習編程、數據分析、人工智能等課程,以便在未來工作中能夠更好地應用數字化技術。三是要完成從理論教育向實踐教育的理念轉變。高職教育應更加注重實踐教學,讓學生在實際操作中學習和掌握知識,同時加強校企合作,與企業建立更多的實習基地,為學生提供更廣泛的實踐機會。

高職機械設計制造類專業的培養目標應緊密圍繞制造業產業發展的需求,尤其是數字化轉型的需求,學生不僅要掌握傳統的機械設計制造知識,還要學習和掌握相關數字化技術,如3D打印、物聯網、數字孿生、云制造等。創新是企業發展的核心動力,為了培育學生的創新思維和創新能力,學校應采取多種措施,開設與創新相關的課程、實施創新項目,鼓勵學生積極參與各類創新競賽,并支持學生的創業活動,使其勇于創新和創業。創新離不開團隊的支持,所以,還要注重培養學生的團隊合作能力和溝通協調能力,通過小組作業、團隊項目、模擬工作環境等方式,培養學生的合作精神和溝通能力。

2.優化課程體系,融入數字化知識

在課程的構建過程中,要以學生為中心,在滿足職業面向和崗位需求的基礎上充分考慮學生的興趣、需求和發展潛能。同時,注重培養學生的自主學習能力、團隊協作能力和創新能力,使其在教學過程中能夠主動參與、積極思考、勇于實踐。為了培養具有跨學科能力的人才,高職教育應整合校內外課程資源、融合各課程資源,開展跨學科教育,打破傳統的學科界限,構建跨學科的課程體系。例如,將機械設計、制造工藝、數控技術、計算機輔助設計與制造等課程進行整合,形成一個完整的課程體系,這樣既能保證學生全面掌握專業知識,又能拓寬學生的知識面,有利于提高學生的綜合素質。可將機械設計制造與計算機科學、信息技術、電子工程等學科結合,開設跨學科課程或項目,讓學生有機會學習其他學科的知識,培養學生的綜合能力。為響應制造業產業升級和數字化轉型,學校可增設3D打印技術、機械數字化設計與制造技術、產品質量數字化檢測與控制、智能生產線數字化集成與仿真、工業機器人編程與應用、物聯網技術等企業緊缺技術的教學。

3.加強師資隊伍建設,提高教師的數字化技術水平

學校應引進具有企業工作經歷和數字化經驗的專業人才,充實教師隊伍,完善師資隊伍結構。具有企業行業工作經驗的教師不僅能夠向學生提供最新、最前沿的行業知識和技能,還能夠將實際工作經驗融入教學中,使教學內容更加貼近生產實際,有利于提高教學質量,更好地激發學生的學習興趣和求知欲。學校要組織、鼓勵教師定期參與行業企業的相關實習和培訓,了解行業最新動態,獲取最新的行業知識和技能,提高自己的教學能力和專業素養,為學生提供更高質量的教育。此外,還要定期組織教師參加教育數字化的相關培訓,幫助教師掌握最新的虛擬現實,增強教學技術,提升數字化教學能力。學校和企業建立科學的校企合作機制,利用企業的資源和平臺進行師資培養和共享,可以邀請企業專家來校開展講座或短期授課,為教師講授本行業新技術、新工藝、新規范,或與企業共同開展科研項目,提高教師的科研能力,反哺教學。

4.依托數字化技術,重構教育教學活動

教育數字化轉型下,教師可以利用虛擬仿真、虛擬現實、增強現實、AI等多種數字化技術豐富教學手段,提高教學效果。例如,面對學校實驗實訓條件不足或實驗實訓存在較大安全性等問題,各類院校和專業可以基于云計算、大數據等技術,聯合搭建數字化教育平臺,建設虛擬仿真實驗室,讓學生在虛擬環境中進行實驗操作,提高學生的實踐能力和認知能力;面對學生學習需求的個性化和差異化,開發個性化學習系統;基于大數據,掌握學生的學習情況,及時調整教學內容和方法,根據學生的興趣和能力開展定制化教學,提高學生的學習興趣和積極性;針對教學評價問題,利用人工智能等技術,引入智能評估系統,對學生學習過程和學習成果進行全面、準確的評估。

5.深化校企合作,搭建產學研平臺

學校可與企業聯合制訂人才培養方案,明確培養目標、課程設置、教學方法和評價標準,確保人才培養的針對性和實用性;與企業共同開發課程,向企業提供新技術、新工藝、新規范和實際生產案例,讓教學內容更加實用、更加生動有趣、貼近實際生產,保障教學內容與企業需求同步,使學生能夠學以致用,提升學習興趣;通過校企共建實訓基地,引入企業真實的生產設備和零部件及工藝流程,讓學生在真實的工作環境中進行學習和操作,提升學生的技能水平,培養他們的職業素養和團隊合作能力;與企業合作開展科研項目,并讓學生參與企業產品生產和技術的實際研發,在幫企業解決實際問題的過程中,提高學生的創新能力和解決復雜工程問題的能力;與企業共建訂單班,高職院校根據企業需求,與企業簽訂人才培養協議,按照企業的要求定向培養人才,企業可提前介入人才培養過程,為學生提供實習機會、獎學金支持等,確保人才培養與企業需求的高度契合;通過全方位深化校企合作,搭建產學研平臺,為學生提供更加真實、前沿的學習環境,助力學生創新能力培養。

6.完善評價體系,提振學生的創新意識與能力

首先,建立包括理論知識測試、實踐技能考核、創新項目評估、團隊合作能力等多維度的評價體系。其次,引入學生、教師、家長、督導、同行、企業等多元評價主體,共同參與評價過程,確保評價標準與行業需求相符合,使學生的能力評價更加貼近實際工作要求,保證評價的客觀性。此外,要強化過程評價、增值評價,不僅關注結果,更要重視學生在學習過程中的表現和能力提升。通過連續性的項目作業、實驗報告和實習表現等方式,對學生的實際操作能力和問題解決能力進行評價,重點評估學生解決困難的策略和思路。將技能競賽、創新項目等作為學生創新能力與意識評價的重要組成部分,激發學生的創新意識,提升其創新能力。要實施動態調整的評價機制,根據教學內容的更新和行業技術的發展進行及時調整評價標準。同時,要定期收集學生、教師和企業的反饋,對評價體系進行優化和完善,確保評價體系能夠持續培養學生的創新意識、提升創新能力,保證教育質量與企業需求相符。

結  語

在教育數字化轉型和制造業產業升級轉型的時代背景下,高職機械設計類專業創新人才培養迫在眉睫。本文對創新人才培養的重要性、現狀與困境以及相應的策略進行深入剖析,并提出了一系列的建議與思考,有望推動機械設計制造類專業在數字化轉型的浪潮中更好地培養適應產業需求、富有創新精神和創新能力的人才。高職院校作為培養創新型技術技能人才的重要基地,必須緊跟時代步伐,不斷探索和實踐新模式、新方法,為我國制造業的升級和經濟的可持續發展提供可靠的人才支持。

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(郭宗祥:陜西國防工業職業技術學院)

責任編輯:張言