基于系统动力学的电类专业拔尖人才培养分析与实践

倪福银 罗印升 俞洋

摘  要：针对电类专业拔尖人才培养问题，主要研究了基于系统动力学分析的拔尖人才培养机制分析与实践。采用系统动力学的方法，界定了道德修养、职业素质、专业知识、专业技能四大电类尖子生培养因素，以江苏理工学院电类专业为例，建立大一尖子生选拔子模型、大二大三尖子生培养子模型、大四尖子生培养质量子模型，最后形成完整的电类专业尖子生培养机制模型，给出了尖子生培养举措，展示了学院近两年的电类尖子生培养成果，表明了该系统动力学分析的正确性和拔尖人才培养措施的有效性。

关键词：拔尖人才培养;尖子生;系统动力学;电类专业

中图分类号：C961 文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）34-0138-04

Abstract： Aiming at the problem of electrical top student cultivation， the analysis and practice of cultivation mechanism for top students are mainly studied based on system dynamic analysis in this paper. According to system dynamics method， the top students cultivation factors which include moral cultivation， occupation quality， professional knowledge and professional skill are defined. The selection sub-model of the freshman top students， the cultivation sub-model of sophomore and junior top students， and the cultivation sub-model of senior top students are established by system dynamical method. So the whole electrical top student's cultivating mechanism model is constituted. Then the measures for cultivating electrical top students in different cultivation stage are proposed based on the analysis of this system dynamics model. The electric specialty of Jiangsu University of Technology is taken as an example. The cultivating achievements of electrical top students in institute in 2016/2017 are illustrated， which verify correctness of systematic-dynamical analysis and validity of top students' cultivation measures.

Keywords： top-notch talents cultivation; top students; system dynamics; electrical majors

一、概述

探索建立拔尖创新人才培养的有效机制，促进拔尖创新人才脱颖而出，是建设创新型国家，实现中华民族伟大复兴的历史要求，也是当前对教育改革的迫切要求。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》也明确强调了要创新培养模式，努力培养拔尖创新人才[1-2]。拔尖人才的培養是一个复杂的系统，我国高校研究者对其研究取得了一些阶段性的成果[3-7]。但是拔尖人才的培养是一个具有多重反馈环的复杂系统，各个子系统之间相互作用，如果仅凭主观认识存在局限性，通过其它方法很难得到系统的分析。

近年来快速发展的系统动力学SD（System Dynamics）研究方法[8-9]，是美国麻省理工学院（MIT）的福瑞斯特教授提出的，是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题的交叉综合学科。运用因果关系及流率关系的反馈结构方法进行建模，其模型能够反映复杂系统结构功能与动态行为之间的相互作用关系[10]，将此方法应用于研究电类专业拔尖人才培养分析。

通过系统动力学分析方法研究电类拔尖人才的影响因素，高校内的尖子生是拔尖人才选择的重要渠道。建立大一尖子生选拔质量子模型、大二大三尖子生培养子模型、大四尖子生培养质量子模型，最后形成完整的尖子生培养机制模型。以江苏理工学院电类专业为例，运用该方法建立了一套尖子生的培养模式与机制，通过四年教育实践，培养出了一批具有地方性、应用型特点，能够主动服务国家战略、深度融入地方经济社会发展的拔尖人才，表明该系统动力学分析的正确性和拔尖人才培养措施的有效性。

二、基于系统动力学的电类专业尖子生培养因素分析

为了简化电类拔尖人才培养机制分析，对系统边界进行了界定，对培养因素进行归类，主要包括道德修养、专业知识、专业技能、职业素质四个方面，专业知识、专业技能作为两个重要因素进行分析，职业素质包括身体素质、心理素质、政治素质、审美素质、社会交往和适应素质等。根据系统动力学分析方法，围绕拔尖人才培养因素，分成了大一尖子生选拔质量子模型、大二大三尖子生培养质量模型、大四尖子生培养质量子模型三个子模型进行分析研究。

（一）尖子生选拔质量子模型

大一是选拔尖子生的“育苗期”，学生的生源质量至关重要，从模型图1中可以看出学校宣传、优秀学生填报志愿，学院制定的尖子生选拔制度、教学培养计划都是尖子生选拔质量的重要因素。

（二）大二大三尖子生培养质量子模型

大二大三阶段是电类专业拔尖大学生的“成长期”及“成熟期”，如图2所示，主要从专业知识学习，专业技能培训，道德修养三个方面进行培养。

（三）大四尖子生分型培养质量子模型

在电类尖子生进入大四之后，根据实际情况分型培养，分为考研生和卓越工程师计划两类。各自的因果影响因素分析如图3所示。

将以上系统3个子系统进行整合，形成完整的尖子生培养系统动力学模型图，如图4所示。

三、基于系统动力学模型分析的电类专业尖子生培养举措

通过上述基于系统动力学模型分析的尖子生培养因素分析之后，经过江苏理工学院电类专业近几年的尖子生培养探索，主要采取以下培养举措，形成了尖子生的培养模式与机制。

（一）大一阶段尖子生遴选

学校在全省甚至全国内广泛宣传学校，大力提升学校的知名度、美誉度，以此吸引优秀高中毕业生填报我校，从而提升生源质量;组织教授们开设了“专业导论”课，让大学生尽早认识并了解自己所学专业，提高学生对专业的兴趣;专门组织大一全体新生观摩学科赛事，增加学生参与尖子生的选拔热度;组建电类尖子生选拔工作小组，坚持因材施教与教育公平的结合，建立科学合理的尖子生选拔制度，把最优秀的学生选入到尖子生培养计划当中[11]。

（二）大二大三阶段尖子生培养模式与机制

在选拔出少量有兴趣、有责任感、综合能力强的学生之后，进入大二大三阶段是拔尖大学生的“成长期”及“成熟期”，是电类尖子生培养的重要阶段。尊重学生的需要，突出个性化的培养，积极开展研究性學习、归纳式教学，给学生有自由探索的时间和空间，鼓励学生自主学习，鼓励学生参与科学研究，培养他们的科研兴趣。实现“以教师为中心的教育”向“以学生为中心的教育”转变，树立学生的主体地位，使学生从被动学习者变成主动学习者[12]。

具体的培养方法主要有：1. 建立大学生实践创新中心，举办各类竞赛项目培训，组织参加赛事活动;2. 充分利用专业实验室，进行大学生实践创新项目训练;3. 选择精干教师，承担尖子生培养任务[13-14]。

除了专业知识、专业技能外，道德修养、心理素质等职业素养的培养也是重要内容之一。在课堂内外，注重尖子生的大学精神、大学文化、大学修养的人文熏陶，为其提供良好的品德教育、人格养成、科技训练、体育锻炼、心理健康等一系列教育与服务，营造良好的育人环境。

（三）大四尖子生分型培养

大四阶段为拔尖大学生的“关注期”。根据电类尖子生的职业规划不同，主要分成毕业考研学生和卓越工程师两类进行培养。

1. 考研学生培养方式

专门开辟考研复习教室，学院团委完善“电小微”微信平台，及时发布重要考研动态信息、知识经验共享等，形成了有效的信息共享互动机制和优良考研学风;安排专门的考研导师，建立考研导师制，对于考研的业务课程学习，聘请学院老师进行上课辅导;定期召开考研交流会，邀请专家、教授及优秀校友返校畅谈考研经验，通过各种途径给予考研生全方面服务。

2. 卓越工程师计划

针对部分尖子生毕业后将直接参加工作，采取卓业工程师的培养方式。实行学生在导师指导下，在专业实验室中进行大学生实践创新项目训练;邀请企业专家，业界专家进校做各类高水平学术报告，开拓学生视野，激发学生的求知心态;联系与专业相关的实习单位从事研发实习，让尖子生在大学阶段亲身参与完整的科研过程，实现卓业工程师的培养[15]。

四、电类专业尖子生培养成果与分析

通过基于系统动力学的尖子生培养因素分析，根据三个阶段的不同培养内容，制定了上述相关培养机制，以江苏理工学院电类专业尖子生为例，通过四年的培养，取得了优异的成绩，如表1所示，相对往届具有大幅度提升。

另外，该学院电类尖子生在十五届江苏省大学生课外学术科技作品竞赛暨“挑战杯”全国竞赛、中国机器人大赛、“认证杯”数学中国数学建模网络挑战赛等大赛中获得优异成绩。2016年考取研究生人数为39人，其中211、985大学人数为7人，2017年考取研究生人数为104人，其中211、985大学人数为40人。在2016和2017年大学生实践创新项目、优秀毕业设计方面成绩也连续上升，取得较好成绩。

五、结束语

根据系统动力学的理论与分析方法，界定了电类专业尖子生的培养因素，对尖子生培养因素进行了全面分析，建立了大一尖子生选拔质量子模型、大二大三尖子生培养质量子模型、大四尖子生培养质量子模型三个子模型进行分析研究。根据模型分析结果，形成了电类专业尖子生培养机制，依托实践创新项目和学科竞赛进行实践创新人才培养，培养尖子生理论联系实际能力、实践动手能力、创新意识和创新思维，也培养科学的人生观、世界观、价值观，形成主动学习意识、持续探究科学的方法和毅力，从而全面提高电类专业尖子生的综合素质。最后列出了我院电类专业2016、2017年度的培养成果，相对往届均有大幅度提升，表明了该系统动力学分析的正确性和拔尖人才培养措施的有效性。

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*基金项目：江苏高校品牌专业建设工程资助项目“电子信息工程专业”（编号：PPZY2015B133）;江苏省高等教育教改研究课题“产教融合应用型本科人才培养模式与专业建设研究与实践——以江苏理工学院-教育部中兴通讯产教融合创新基地为例”（编号：2017JSJ249）;江苏理工学院教改研究项目“基于大学生实践创新项目和学科竞赛的拔尖人才培养研究”（编号：JG13062）

作者简介：倪福银（1978-），男，汉族，江苏如皋人，博士，副教授，研究方向：电力系统，微电网技术，教学研究等;罗印升（1964-），男，汉族，陕西武功人，博士，教授，电气信息工程学院院长，研究方向：智能控制技术等;俞洋（1982-），男，汉族，江苏徐州人，博士，副教授，电气信息工程学院副院长，研究方向：现代通信技术等。