一、我国高职工科专业课程现状

上个世纪九十年代开始，我国的高等职业教育开始出现井喷式发展，在过去的二三十年间，以高职专科教育为主导的高等职业教育取得了显著的成绩，为我国在短时间内成为第一制造大国作出了巨大的贡献。然而，由于近些年来的高速发展，高职工科的人才培养和专业课程也暴露出一些无法满足人才培养需求的弊端。

在现阶段,工程教育实践中仍然面临着这样一个窘境:我国工科专业的毕业生数量非常大,但是部分企业反映一些工科毕业生的素质和职业能力与行业、企业需求存在差距。部分企业甚至认为一些高校培养的工科毕业生缺乏与工程实践所适配的工程思维能力。

（一）知识、技能体系现状

现有的大部分工科专业课程的知识体系基本上是在传统知识体系框架内的延续。是以应试为基础的，偏理论轻实践的知识体系，在工程实践领域、知识转化能力培养领域没有系统化的措施，在关乎工程能力培养的工程思维训练领域没有具体化、有针对性的要求和措施。

在技能训练方面，现有的技能训练项目基本是以某个具体的操作技能点做为课堂技能训练的目标。没有引导学生对工艺原理、操作原理、设备设施运行条件、设备设施的运行逻辑等做深入的探索性、系统性思考，在能力培养上停留在工厂熟练工的层次上，与真正的具有专业探索和思考能力的技术工培养还有较大的差距。

经过现有高职工科课程体系培养的学生具备较为扎实的操作技能，具备按照标准化的操作流程开展各项现有工艺设备组装、调试、维护的能力。但这些学生在面对一些设备设施出现的实际问题时往往显得束手无策。如：经过《电工电子技术》课程学习后，大部分学生能按照图纸要求组装好指针式万用表，并能对万用表电路的电参数进行简单计算，但当万用表出现无法测量或测量误差较大问题时，其依据电路和元器件进行故障分析和推理的能力几乎为零，更无法通过问题现象对问题进行有效推理。

（二）教学方法、教学实施现状

在教学方法和教学实施过程中，大部分教师仍然依托传统的讲授、演示等传统方法，鲜于运用逻辑推理引导学生进行知识和技能进行系统性分析和探索性思考的教学。在知识和技能的深度和广度上亦依赖于过时的教材和教学设备、设施、器材，没有与时俱进的引进新的知识和先进的教学设备、设施、器材。

近些年来，高职教育在实施过程中过分的强调技能训练教学，而这种技能训练几乎都是对操作流程和基本工艺的重复训练，并没有引导学生以知识和技能的逻辑为基础探索和思考技能操作原理、工艺原理等等。殊不知，真正的技能来源于对专业的思考和探索，具有一定思考和探索能力是学生进入工作岗位后解决专业问题的基本能力。  

二、工业社会对人才需求现状

（一）现今人才需求

我国目前的工业体系本质上是依托第三次工业革命建立的以原子能技术、航天技术、电子计算机技术、人工合成材料、分子生物学和遗传工程的应用为目标的工业体系。这个背景下对人才的需求也是在上述工程技术领域内的应用型及深度开发型人才。这种类型人才的最大特点是其个人在专业和应用领域方向明确，但知识和技能结构单一，无法独自面对未来越来越复杂的现代工程系统。

现今，高职工科人才主要流向了两个大的领域，其一是制造业的流水生产线的装配维护岗位，这类人才一般从事简单的零部件和总成的组装调试，其所需知识和技能单一，且不需要具备缜密的专业思考能力。其二是现有技术装备和机电设备的售后服务以及日常管理维护岗位，这类人才的服务对象是现有技术条件下的技术装备和机电产品、设备，这些服务最大的特点是所需知识和技能逐步老化，没有着眼于未来技术发展的专业知识和技能。

近些年来，工业机器人的出现已成为人类利用机械进行社会生产史上的一个里程碑。工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高,机器人的应用范围还在不断地扩大，未来几年将全面取代那些对专业思维能力要求不高的简单重复工作的岗位。

（二）未来人才需求预测

目前全球工业正处于工业4.0的前期，并已将社会、经济和技术发展推进到新阶段,工程技术人才不得不面对知识与技术迭代加速、工作场域更为复杂的情境。高职工程教育必须及时响应,培养具备与工业4.0需求契合的知识、技能、态度和价值观的工程人才。以能力培养为核心的工业4.0人才是复杂思维、推理和沟通能力以及技能、行为、态度、动机、价值观和理解能力的全面整合。

未来几乎不再需要按照标准化的工艺标准和流程以及规范进行简单操作的工人，取而代之的是具备从各方面来思考和判断设备设施技术状态、运行状态、运行逻辑等具有全面工程思维的复合型技术人才。

因此，着眼于全方位、全过程、全要素、全生命周期的适当配置、总体协调、整体统筹、系统最优的综合性思维是工程思维的重要特征。高职教育的人才培养体系和课程在未来必须沿着这一条发展和改革路线进行改革，其人才培养才能满足未来社会对人才的需求。

三、以思维训练为主的专业课程改革方向与思路

评价学生工程能力水平高低的主要是工程思维水平，狭义的工程思维主要包括系统性思维和基于专业领域的批判性思维，广义的工程思维在狭义工程思维的基础上还包括工程伦理思维、团队协作思维等（见图1）。本文所阐述的工程思维仅指狭义的工程思维。《电工与电子技术》课程自2023下期开始在一年级新生中尝试逐步将电工与电子工程思维训练融入到课程教学中进行教学实验，经过短期实验，获得了部分数据，积累了一些经验，这些都将为后续的教学实验提供坚实的支撑。

图1  工程思维组成

（一）课程知识体系内的各知识点必须有明确的知识载体

目前，部分高职专业知识体系与实际脱节，甚至于严重落后，其原因之一主要为各知识点没有明确的知识载体，没有从知识的应用角度选择知识载体将知识点完整的呈现在学生眼前；其原因之二是知识逻辑性不强，不能从严谨的逻辑角度引导学生对知识进行深入探索和思考。逻辑严谨、载体明确的知识体系能够最大限度的引导学生从应用的角度对知识进行全面而深入的思考。在《电工电子技术》课程中，电路基础部分选用指针式万用表及电路板、电路图作为载体，将电路的各种物理量、常用定律等这些知识点融入到万用表电路分析，并引导深入思考万用表的工作原理、使用方法。

交流电路部分选用生活中常见的洗衣机及电路、电路图，家用电冰箱及电路、电路图，电磁炉及电路、电路图作为载体，如利用洗衣机电机的启动绕组运行原理讲解“电容元件上电压和电流的关系”，以洗衣机及空调启动和运行电容的工作电压讲解“正弦量的幅值和有效值”。

在电子技术部分，选用某厂家数码收音机作为知识载体，该收音机具备功率放大、数码显示、无线电调谐等五大模块，其电路涵盖了模拟、数字技术的多个知识点，即高职阶段电子技术大部分知识点有了明确的载体，学生在学习的过程中对这些知识点有了清晰的认知和理解。

（二）以专业设备设施的运行条件、系统推理分析开展工程系统思维训练

系统性思维的目的在于使学生养成基于专业的逻辑思维能力，使学生能在任何情况下准确判断设施设备的问题所在。对于以机电系统为主要构件的设施设备而言，从运行条件入手对其进行问题分析是找出设备设施问题的最佳途径，也是对学生展开系统性思维训练的最佳手段。实践中，要检验机电设备、设施的技术状态，其核心是检验这些设备设施的运行状态，教学过程中，需要引导学生从专业角度对运行条件进行系统推行。

对于工科专业课程和知识体系而言，系统推理思维是思维训练的核心，系统推理思维又可展开为逻辑归纳和逻辑演绎思维，电工与电子技术课程从元器件→支路→回路、单元电路→功能电路→完整电路这一逻辑顺序分析入手对学生开展归纳思维训练，从完整电路→功能电路→单元电路、回路→支路→元器件这一逻辑顺序分析开展演绎思维训练，并同时引入电参数计算来推理和验证电路运行条件。

具体教学过程中，还引导并要求学生对万用表在电阻测量、电压测量等各个测量档时所要满足的条件进行逐一分析和描述，以电路图对应实际电路板进行连接关系分析，运用所学知识对各测量回路、各节点进行电参数计算。为拓展学生的分析面，课程还利用家用分体式空调、全自动洗衣机完整电路图引导学生对其进行系统运行条件分析，不断强化学生的系统思维能力。

在技能训练过程中，系统性思维训练表现为在训练过程中对操作原理→操作目标→操作规范广泛而深刻的系统认识。能够将操作原理进行多重复刻，将其运用到各种不同的应用场景；能够对操作目标进行明确标示，并能依据目标对相关机电系统进行性能推演；能够对操作规范的各个要素进行全面评价，并以此提出改进措施。

通过上述方法和手段，学生对工程领域的系统思维能力得到稳步提高，对电路系统的分析判断能力得到显著提高，学习兴趣得到显著提高，大部分学生对于常见电路及控制原理理解的广度和深度得到显著提高。在其他相关专业课程中，教师可利用各种工程节点、工程系统、工程运行数据分析将系统性思维训练广泛的融入到课程教学以及知识体系教学中。

（三）以专业设施设备的运行数据及案例分析开展批判性思维训练

就工科人才而言，批判性思维是一种核心专业能力。批判性工程思维能力指的是具备对工程设计、工程应用、工程管理、工程服务等环节进行全面反思、判断、综合评价的能力，是工程能力组成的关键要素。

高职工科专业的人才培养应定位于培养能解决工程实践中出现的工程和技术问题的专门性人才。具体的工程实践所面临的问题是广泛、复杂的，需要应用到具备系统思维能力、批判性思维能力等全面综合能力的工程人才。

现代机电工程的复杂性要求各环节工程服务人员具备反思和分析相关机电设备、设施在各种应用场景下的设计、工艺的能力；具备通过现象、参数判断相关机电设备运行技术状态、性能的能力，并能以逻辑推理的形式对相关机电设备进行技术状态和性能预判；具备从多个专业领域对机电设备的运行安全、效能、状态、效益进行综合评价的能力。

在专业课程教学过程中进行批判性思维的培养是一个难度极大的课题，也是未来专业课程教学过程中必须解决的问题。通过实验发现，在教学过程中，通过对一系列的机电设备故障案例和运行数据进行逻辑演绎的方式基本能解决这个问题。《电工与电子技术》课程中的万用表组装与调试教学中，相当一部分学生的万用表组装后不能一次实现测试功能，并呈现各种不同的故障现象。教师以某个故障及故障现象为切入点，运用逻辑演绎的方式，引导学生对装配和调试过程进行反思，引导学生对故障状态下的测量电路电参数进行测算，引导学生对各元器件技术状态进行评判，并最终解决故障。在工科类、机电类其他专业课程教学中，可采用相同的思路，相类似的方法引导学生对教学设备、教学载体进行基于批判性思维的训练。

结语

教育的本质是思维建模，思维建模的途径是思维训练，对于高职工科专业教育而言，其目的应是帮助学生建立以专业知识和技能为依托的具有一定广度和深度的系统分析和逻辑推理能力。建设符合未来人才需求的高职工科教育体系，唯有从广度和深度上研究工业社会发展趋势，并不断从需求上迎合市场、社会才能达到高等职业教育的人才培养目的，才能真正高效服务于工业社会的发展。

四、参考文献

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作者简介：

陈莉（1984-07-25），女，汉族，湖南长沙，主要从事工业机器人技术教学和教学改革研究。

张文智（1973-05-07），男，汉族，湖南长沙，主要从事机电一体化技术教学和教学改革研究。

梁永华（1977-07-03），男，汉族，湖南长沙，主要从事工业机器人急速教学和教学改革研究。