项目管理模式和系统工程理论下机电人才知识体系构建研究

黄胜 黄荣学 李燕 揭施军

摘 要：智能制造时代企业对机电类人才需求向复合型和应用型转变，当前高校机电专业的人才培养具有培养方案或模式存在局限性、课程体系不完善、教师教学思维系统性不足、授课内容局限于书本所列知识等问题，导致学生被动和盲目学习，无法构建完整的适应企业需求的知识体系。本文在阐述机电类人才需求特征、人才培养存在的问题和研究现状的基础上，提出通过运用系统工程理论及项目管理模式的思想和方法构建机电类人才知识体系，并阐述了构建的思路、构建步骤以及给出了以机电一体化技术综合实训课程为案例所构建的机电类知识体系的构建结果，为更为完善和有针对性地构建机电类人才知识体系提供参考。

关键词：机电类人才；系统工程理论；知识体系；项目管理模式

中图分类号：F24     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.08.039

0 引言

随着工业的迅猛发展，“一带一路”的推进和《中国制造2025》的实施，我国对机电类人才的需求不断增长。高校作为人才培养的摇篮也应该与经济社会发展相适应，建立与经济结构和社会需求相互支撑的人才培养体系。当前，为培养复合型和应用型人才，高校机电类专业大多通过开设大量的主干课程，及部分实训课程来提高学生机电理论与操作等方面的能力。然而，由于知识专业性较强、课程设置融合度不足等各方面的原因，当前对机电类人才的培养，存在学生对本专业人才培养方案不了解，缺乏学习规划、知识体系构建不完善等问题，需要利用系统工程理论剖析机电类人才知识体系，基于项目管理模式开发项目制课程对机电类专业人才的知识体系构建开展实践性培养。

1 智能制造时代机电类人才需求特征

在制造强国发展战略及《中国制造2025》的引领下，国家正处于信息技术飞速开展，制造业智能升级和转型的时代。随着新技术、新工艺、新设备不断产生，以及现代化工业生产的不断开展，制造企业需要的是能够熟练掌握机电专业知识并具有从事专业实际工作能够适应一线需要的，具有综合职业能力和全面素质的机电类人才。在智能制造过程中，企业不仅要求员工能够胜任操作角色，同时要求其具有规划、评估、协调、决策等综合技能。优秀的机电类人才应该能够掌握和运用智能化设备技术和现代信息技术，同时能够独立完成制造企业的智能化目标。智能制造时代，企业需要的是复合型、应用型，具备完善机电类专业知识和技能，并且能在工作中通过经验吸收知识和技能，构建自身知识体系的综合型人才。

2 当前高校机电类专业人才培养存在的问题

2.1 高校的培养方案和课程体系具有局限性

当前学校对学生的培养主要通过设置专业课程体系，并以学分制形式完成学生培养，学生在校學习情况以学分为衡量。学生遵照学校的培养方案和所安排的课程进行选课，一方面导致学生在课程开设和选择中处于被动角色，无法结合自身兴趣和未来职业规划进行课程体系搭建；另一方面，受限于课时等原因，学校所设立的课程体系，往往只是学生所需知识体系中的一部分。

2.2 教师缺乏系统性教学思维

高校教师一般专注于某一门课或者某几门课的教学对其他它相关课程关注较少，导致其因为对相关知识的理解和认识不足，知识体系不完善，在教学过程中，存在重点把握不明确、相关课程所需知识讲解不到位等问题。进而，导致学生在学习本专业不同课程时，这些相关的课程之间的知识内容难以衔接，无法构建符合专业要求的知识体系。此外，当前高校部分教师是没有企业相关工作经验的，这部分教师往往对企业、对职业群理解不到位，对纵横式职业发展所需知识结构没有太深的理解和重视。教师在教学设计时无法衡量相关知识在该专业知识体系内的权重，造成授课内容局限于书本所列知识，不利于学生知识体系的构建，使得学生后期难以适应相应工作。

2.3 学生对构建自身知识体系存在盲目性

当前高校的人才培养方案一般由各教研室教师设计和修订，学生很少参与其中。此外，因为初入高校的学生不具备相关专业知识和经验，难以理解、分析学校拟定的人才培养方案，对该人才培养方案也不关注、重视。学生在校期间对“要学什么”和“该学什么”非常困惑，对学习没有适当规划，也不知道如何构建自身的知识体系以提高就业能力。同时学生普遍缺乏对企业岗位的岗位划分、工作职能、职责、必备技能、发展趋势等各方面的理解，只盲目地学习习，被动的按要求修够学分。另一方面，学生不具备对所学专业的课程知识进行整合的能力，存在“学一门课，丢一门课”的情况，这与企业所需的工程师、技术人员等对专业知识系统性的要求不相符。虽然在学校中有实验、实训、课程设计等实践教学，但学生仍局限于一定的实践内容，无法做到举一反三，以及拓展本专业知识和提高对知识的应用分析能力，不利于后期在企业当中的发展。

3 当前国内外对机电类人才知识体系构建的研究现状

国外教学比较注重学生的自主性、创新性、实践性，有利于学生的自主发展、学习，有利于学生构建相应的知识体系。例如美国、英国和日本等，开发了一系列的智能导学系统，如ASSISTments、MetaTutor、SimStudent、Andes等，旨在为学生提供个性化的学习指导。但这些系统，大多强调知识的多元化和面向学习对象的广泛性，强调学习者的自主性，缺乏专业的针对性和对学习者的管控性。

在国内研究和实践方面，较多院校针对机电类人才培养做了广泛探讨和研究，并取得了不错的成果，如华南理工大学广州学院的“机电类人才培养问题及对策研究”、无锡广播电视大学的“关于机电类人才培养模式课程重构的思考”、江西理工大学的“以应用型创新人才培养为导向的教学改革与科技创新互动模式”、北京联合大学的“机电类专业人才培养实践教学体系的构建”等。但大部分侧重于机电类人才的课程体系、培养方案、培养模式的研究，或者侧重于机电类某一门课程的知识体系研究。

综合上述，总体上虽然国外有比较完整的导学系统，但专门针对机电类人才知识体系构建和培养的系统平台较少；而本研究与国内多数学者所研究的课题侧重点差异性在于：本研究统筹考虑职业群和纵横式职业发展，侧重于以系统工程理论对机电类人才整体知识体系的构建，具有更强的人才培养针对性；拟开发丰富的项目族群和优秀的项目制课程，借助于拟开发的机电类人才知识体系管理构建系统平台，引入企业项目管理模式全程协助机电类学生构建自身知识体系；学生作为项目成员和主体开展学习和项目，同时兼顾教师对学生的引导和管理。

4 系统工程理论应用于机电类人才知识体系构建思路

从整体出发，以确定的系统为对象，将所要研究、管理和处理的对象作为一个有机组成的统一整体，通过合理规划、开发管理，来保障一个大规模复杂系统得以顺利运转所需思想与技术的总称即为系统工程。系统工程理论在我国的经济管理、理工研发等多个生产领域得到了广泛的普及应用。系统工程在解决工程活动全程中具有普遍的适应性，并力求获得经济上合算、运行中可靠、技术上先进与时间上最省的良好结果。在高校人才知识体系构建中，将涉及各个相关学科及对学生综合能力的培养，运用系统工程理论把人才知识作为一个系统来分析，将更加深入和完善。

机电类人才知识体系虽然具有一定的共性，但是仍是一个复杂的系统；而系统工程理论具备分析复杂系统的基本方法，将机电类人才知识当作一个系统，总体出发，更加有利于对其进行深入的分析研究。另一方面，当前学校教学方式，存在的一些对学生指导、监控、监管等不足；通过借助于企业项目管理模式，以过程控制为核心，以成果为导向的特征，将更有利于机电类人才构建自身知识体系的教与学。

基于以上思想，本研究从整体出发，以机电类人才知识体系为研究对象，将知识体系、课程、学生和教师当作一个有机组成的系统，采用系统工程理论来剖析该系统，通过合理构建机电类人才知识体系，并开发相应项目族群、项目制课程，搭建一套针对机电类人才知识体系管理构建的系统平台，同时以企业项目管理的模式，对机电类专业人才的知识体系构建开展实践性培养，将能更有针对性地培养具备系统性机电专业知识和技能的应用型人才。

5 机电类人才知识体系构建步骤

结合当前机电类人才知识体系构建现状及高校机电类专业人才培养中存在的问题，高校在构建机电类人才知识体系时应统筹考虑职业群和纵深式职业发展，侧重应用系统工程理论，开发丰富的项目族群和优秀的项目制课程，引入企业项目管理模式全程协助机电类学生构建自身知识体系。具体构建步骤如下。

5.1 机电类职业群和纵横向职业发展调查与研究

针对当前高校存在的学生对企业岗位群所需知识体系不理解、被动学习的现象，无企业工作经验的教师对项目理解不到位、对机电类人才纵深式职业发展所需知识结构体系不清楚、课程授课重点不明确等问题，在构建机电类人才知识体系之前，应针对机电类毕业生进入职业后从事岗位以及这些职业纵横向发展情况和数据进行调查和分析。对毕业生就业职位及未来职业发展的调查可以协助高校更科学合理地制定专业人才培养方案，同时帮助学生和老师更深入的理解课程体系，更合理地进行教与学。在进行机电类职业群及纵横向职业发展调查研究时，可以通过采用分布式、网格化和螺旋上升分层式的方法，对毕业生从事岗位、横向和纵向发展所需的专业知识、技能及当前现状开展调查研究。

5.2 机电类人才知识体系构建

基于系统工程理论，以项目和模块化形式，构建的机电类人才知识体系，区别于传统的知识体系架构或者课程体系，应以机电类岗位群和职业生涯发展为基础，以项目制和模块化的形式进行体系建设。以岗位群中线束工程师为例，在以网格式、系统化方法定义其应具备的知识体系结构基础上，将对应的知识以项目任务和项目时间轴的形式，统筹构建螺旋上升、立體式知识体系架构。

5.3 系统平台搭建

（1）开发平台的调查和选型。

主要是选择合理的项目管理平台，以构建机电类人才知识体系管理构建系统。

（2）知识体系项目载体（项目制课程）的开发。学生在开展知识体系构建时，必须要有具体的、可实施的载体作为支撑；而本处的载体，指的是融合机电类人才知识体系，以项目制形式体现的相应课程和实践。由于机电类人才知识体系涉及机、电、液、软硬件等多方面，可以以机电一体化技术综合实训等类似课程为依托，揉合前期建立的知识体系，重新以企业项目管理模式开发课程，以作为平台的项目载体。

（3）项目族群的开发。在确立知识体系项目载体的基础上，具体区分、构建适合于不同岗位目标的项目族群。从另一个层面讲，针对不同的岗位所需知识体系，划分和构建具体可实施的项目；学生按照要求完成相应项目，即可学到相关岗位相应的专业知识。该项工作拟结合毕业设计、教师相关科研项目、高等院校相关竞赛比赛项目统筹规划和开发。

（4）机电类人才项目制管理模块的开发。针对项目载体（项目制课程）和项目族群，需要开发具体的项目管理制度、实施流程和评价体系，并搭建管理平台；发挥教师的管理和指导作用，此模块可以分为面向教师端和学生端两个层面。

6 构建机电类人才知识体系构建结果

本研究以机电一体化技术综合实训课程为例，从系统工程和项目管理角度，构建课程的机电液知识体系项目制课程框图如下表1所示。

以系统工程的思想和项目管理模式开发项目制课程资源，项目类别分为机械类、液压类、电气类、软件类，项目任务包分为初级基础理论学习任务包、设计应用任务包和设计分析任务包三个等级，知识内容按照递进式逐级加深学习；每个项目类别包含若干个具体的题目资源，以便学生开展实际的学习、实践；通过项目的形式，以统一的平台进行管理和教学。

7 结束语

通过搭建面向职业群、纵深式职业发展的机电类人才知识体系管理平台，一方面更加有助于帮助学生主动根据自身情况，合理选择不同的专业方向，搭建更加符合自身的专业知识体系结构，以规划不同的职业发展路径。另一方面，有助于帮助部分教师理解机电类人才所需知识体系，拓展和深化教学内容。项目族群、项目制课程、项目制管理平台的开发，有助于教师系统地开展机电类人才培养、管理和跟踪。此外，以搭建的机电类人才知识体系管理构建系统平台为媒介，以企业项目管理的模式开展培养，区别于以往的单一课程项目驱动式学习，更加注重知识体系的群体性、注重学生的主体性和主动性、注重学生培养全程的企业化项目管理思路。基于企业项目管理模式和系统工程里搭建的机电类人才知识体系，既有系统性的知识架构（基于系统工程理论，面向职业群和纵深式职业发展而构建知识体系）支撑，又有优秀具体的项目化课程载体和丰富的项目族群供于具体的实施，侧重于知识体系框架构建和项目管理培养模式，同步强调教师管理本位和学生学习主体，更具有针对性。

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