胡福文, 徐宏海, 張從鵬, 張超英

(北方工業(yè)大學(xué) 機械與材料工程學(xué)院，北京 100144)

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大學(xué)生創(chuàng)客中心的內(nèi)涵建設(shè)與探索

胡福文, 徐宏海, 張從鵬, 張超英

(北方工業(yè)大學(xué) 機械與材料工程學(xué)院，北京 100144)

大學(xué)生創(chuàng)客中心的定位是以學(xué)生為主體，服務(wù)于學(xué)生創(chuàng)新實踐和自主創(chuàng)業(yè)活動需求，促進學(xué)生個性化發(fā)展的綜合實踐平臺。首先，大學(xué)生創(chuàng)客中心通過多元化項目驅(qū)動，逐步建成了涵蓋基礎(chǔ)工程實踐創(chuàng)新、工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新和前沿探索創(chuàng)新的多層次創(chuàng)新實踐體系。其次，面向多層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)，提出了基于創(chuàng)客文化和工程文化融合的建設(shè)理念。最后對傳統(tǒng)的學(xué)院式教育模式進行揚棄，探索并實施了以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的中心運行管理模式。實踐結(jié)果表明，大力推進創(chuàng)客平臺建設(shè)，是積極響應(yīng)國家需求和時代發(fā)展、培養(yǎng)卓越工程人才的有效途徑。

創(chuàng)客文化； 項目驅(qū)動； 創(chuàng)客中心； 人才培養(yǎng)

0 引 言

大學(xué)生創(chuàng)客中心是在充分整合、挖潛學(xué)校現(xiàn)有資源(包括各類實驗教學(xué)中心、工程訓(xùn)練中心、實驗室)的基礎(chǔ)上，拓展、開發(fā)、增強其創(chuàng)新實踐功能，以服務(wù)于青年學(xué)生自主創(chuàng)新、創(chuàng)造和創(chuàng)業(yè)為目標(biāo)而建設(shè)的綜合實踐創(chuàng)新平臺。大學(xué)生創(chuàng)客中心是高校組織與引導(dǎo)學(xué)生開展自主創(chuàng)新、研究探索與創(chuàng)新應(yīng)用的重要教學(xué)場所，對于培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力發(fā)揮越來越大的作用。北方工業(yè)大學(xué)機電工程大學(xué)生創(chuàng)客中心被認(rèn)定為北京市2014年北京高等學(xué)校示范性校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地。本文將結(jié)合中心的建設(shè)發(fā)展歷程，探討和分享中心內(nèi)涵建設(shè)和運行機制創(chuàng)新的有關(guān)措施和理念。

1 項目驅(qū)動的多層次創(chuàng)新實踐體系

機電工程大學(xué)生創(chuàng)客中心建設(shè)秉承了學(xué)?！胺謱咏虒W(xué)、分流培養(yǎng)、分類成才”的人才培養(yǎng)理念[1-2]，通過多元化項目驅(qū)動，逐漸形成了基于項目驅(qū)動的多層次創(chuàng)新實踐體系。如圖1所示，圖的縱坐標(biāo)是發(fā)展軸，表示分類成才、個性發(fā)展，橫坐標(biāo)是能力軸，表示以創(chuàng)新為主線的階梯式能力培養(yǎng)目標(biāo)。其中第一個層次是基礎(chǔ)工程能力創(chuàng)新實踐活動，主要內(nèi)容包括數(shù)控加工技術(shù)創(chuàng)新實踐、三維建模技術(shù)創(chuàng)新實踐、電子設(shè)計制作創(chuàng)新實踐、程序設(shè)計開發(fā)創(chuàng)新實踐、3D打印創(chuàng)新設(shè)計制作等，主要目的是夯實創(chuàng)新基礎(chǔ)、強化動手能力、激發(fā)創(chuàng)新興趣。第二個層次是工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新實踐活動，主要內(nèi)容包括三菱工廠自動化技術(shù)創(chuàng)新實踐、工業(yè)機器人技術(shù)創(chuàng)新實踐、三菱數(shù)控系統(tǒng)創(chuàng)新應(yīng)用實踐、西門子PLC技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用實踐等，主要目的是與工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用無縫對接，突出校企合作，提高創(chuàng)新應(yīng)用能力，培養(yǎng)高級應(yīng)用人才。第三個層次是基于興趣驅(qū)動的自主探索研究活動，包括智能機器人設(shè)計制作、機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計制作、智能系統(tǒng)設(shè)計制作、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設(shè)計制作、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)等內(nèi)容，主要目標(biāo)是充分依靠學(xué)生內(nèi)在的興趣驅(qū)動，激發(fā)學(xué)生自由、自主的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)基礎(chǔ)的科研探索能力，培育創(chuàng)造和創(chuàng)業(yè)精神。實踐表明多層次、多元化的創(chuàng)新實踐體系，有利于滿足青年學(xué)生多元化的興趣偏好以及發(fā)展定位，有利于青年學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力的有效提升，符合工科人才培養(yǎng)的實際需求和培養(yǎng)規(guī)律。

圖1 大學(xué)生創(chuàng)客中心的多層次創(chuàng)新實踐體系

上述體系的建成不是自上而下、一朝一夕建成的，而是經(jīng)過團隊教師長期實踐和艱辛努力而建立起來的。整個建設(shè)過程最重要的準(zhǔn)則就是基于項目驅(qū)動，積小成巨，讓學(xué)生全過程享受并切實受惠于創(chuàng)新實踐活動[3-4]。首先以學(xué)生真實的內(nèi)在興趣為導(dǎo)向，從小項目入手，漸進式培養(yǎng)創(chuàng)新能力和動手實踐能力。項目任務(wù)的來源包括開放實驗項目、科技實踐競賽項目、教師科研成果轉(zhuǎn)化分解的研究性實驗項目、學(xué)生自主設(shè)計研究項目。通過多元化的項目任務(wù)驅(qū)動，可以充分實現(xiàn)教學(xué)科研有機結(jié)合、學(xué)生全面發(fā)展和分類成才相結(jié)合，可以有效的整合一些零散的乃至廢棄的資源。其次是積小成巨，讓學(xué)生全過程享受并切實受惠于創(chuàng)新實踐活動。實踐表明，很多學(xué)生一開始是怯于動手或不會動手實踐的，也缺乏創(chuàng)新的方向和切入點，甚至有的同學(xué)并不清楚自己的興趣偏好和發(fā)展取向。這個時候指導(dǎo)老師就要充分發(fā)揮“有經(jīng)驗的學(xué)習(xí)者”的主導(dǎo)作用，從小入手，逐漸幫助學(xué)生從實踐中獲得快樂和成就感，比如通過編程控制讓學(xué)生自己控制機器人的運動，再比如通過數(shù)控加工讓學(xué)生加工出精美的工藝品。學(xué)生有一定的基礎(chǔ)后，進一步通過科技競賽項目激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力和挑戰(zhàn)精神，讓學(xué)生從競賽項目中獲得更大的榮譽感和進步。通過全過程的參與，學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新能力得到了提升，也獲得了很多的榮譽和成就，從而為他們出國、讀研和求職奠定了較好的基礎(chǔ)，容易讓他們在激烈的競爭中脫穎而出。此外，要善于借助各種微信等傳播媒介，分享創(chuàng)新成果，讓學(xué)生在傳播分享中享受創(chuàng)新創(chuàng)造的快樂。

2 創(chuàng)客文化和工程文化融合的建設(shè)理念

2.1 工程文化注重系統(tǒng)教育和訓(xùn)練

任何文化都有群體歸屬性、相對穩(wěn)定性、共有性等基本特征，工程文化也不例外。工程文化是從事工程實踐活動的工程師、技術(shù)人員及工程項目管理者所共同認(rèn)同、共同遵守的基本理念和準(zhǔn)則[5-6]。工程文化的基本內(nèi)涵包含3個方面[7]：認(rèn)同技術(shù)和工程師作為技術(shù)創(chuàng)造者的中心地位；認(rèn)同組織(比如企業(yè)、工廠等)的力量是工程項目獲得成功的基石；在工程師的價值觀中普遍存在以自我為中心的“男子氣概”。研究表明無論是工作場所的工程師還是正在受教育的工程專業(yè)的學(xué)生都基本認(rèn)同上述3點是工程文化的基本特征[8]。毫無疑問，工程文化對人類工業(yè)文明發(fā)展做出了巨大貢獻，極大地促進了生產(chǎn)力的發(fā)展。然而由于受到技術(shù)條件和生產(chǎn)模式的限制，工程文化也有很大的局限性。例如，從事工程實踐活動所需的知識、技能和資格必須經(jīng)過正規(guī)教育和訓(xùn)練才會被承認(rèn)。又如，從事技術(shù)創(chuàng)新和工程應(yīng)用創(chuàng)新基本上屬于專業(yè)技術(shù)人員的“專利”，非專業(yè)人員的很多研究很難獲得認(rèn)同。

2.2 創(chuàng)客文化注重基于內(nèi)在興趣的“做中學(xué)”

當(dāng)今時代，創(chuàng)客運動在全球范圍內(nèi)蓬勃興起、方興未艾[9-10]。創(chuàng)客是互聯(lián)網(wǎng)向制造業(yè)深化、互聯(lián)網(wǎng)向傳統(tǒng)教育模式滲透、數(shù)字化直接制造技術(shù)發(fā)展、開源軟硬件平臺興起等綜合效應(yīng)的產(chǎn)物，是傳統(tǒng) “DIYer”的升級版，是新工業(yè)革命的弄潮兒，是未來個性化制造模式和“自時代”的推動者。我們國家的創(chuàng)客運動目前基本上是和世界同步的，而且從政府層面也非常重視創(chuàng)客活動，提出了“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”口號，出臺了一系列的鼓勵措施。

創(chuàng)客文化是從創(chuàng)客活動的群體所共同認(rèn)同、共同遵守的基本理念和準(zhǔn)則，其基本內(nèi)涵包括[11]：鼓勵技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用和傳統(tǒng)劃分下不同領(lǐng)域技術(shù)的交叉創(chuàng)新；特別強調(diào)“做中學(xué)(Learning Through Doing)”，鼓勵做的過程中大膽試錯和嘗試創(chuàng)新，而不是按部就班、墨守成規(guī)；認(rèn)同網(wǎng)絡(luò)社區(qū)學(xué)習(xí)交流(線上)和面對面(線下)同伴學(xué)習(xí)分享的重要作用。創(chuàng)客文化應(yīng)當(dāng)說是成長于“正規(guī)學(xué)習(xí)系統(tǒng)”的高墻之外，它不僅僅是涉及到具體對象的創(chuàng)新創(chuàng)造，也涉及到基于此而構(gòu)建的社會化學(xué)習(xí)和分享的文化。

2.3 工程文化和創(chuàng)客文化融合于創(chuàng)新人才培養(yǎng)

通過上述分析，可以看出工程文化更加注重系統(tǒng)的專業(yè)教育和技能訓(xùn)練，而創(chuàng)客文化更加注重面向創(chuàng)新創(chuàng)造的學(xué)習(xí)和實踐。兩者在時代背景、技術(shù)條件、學(xué)習(xí)方法、組織形式等方面表現(xiàn)出了很大的差異性。然而，兩者完全可以融合于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[12-13]。在今天互聯(lián)網(wǎng)無處不在、網(wǎng)絡(luò)資源爆炸式增長的情況下，學(xué)生接受教育的途徑和范圍極大地拓寬了。因此發(fā)揚創(chuàng)客文化，推進工程文化和創(chuàng)客文化的融合，主動在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中推廣創(chuàng)客活動，促進人才培養(yǎng)創(chuàng)客化是大勢所趨，是促進創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)的新途徑[14]。此外，高等學(xué)校在推廣創(chuàng)客活動方面也有天然的優(yōu)勢。首先，開展創(chuàng)客活動必須滿足兩個基本條件：完備的自制造環(huán)境和開源的軟硬件平臺。這個兩個基本條件在高校內(nèi)通過資源整合和優(yōu)化是完全可以實現(xiàn)的。其次，高等學(xué)校本身對實驗室開放活動和課外實踐活動也非常重視，已經(jīng)具備了比較好的基礎(chǔ)，這對于大規(guī)模開展創(chuàng)客活動，實現(xiàn)創(chuàng)客文化和工程文化的融合，從正規(guī)的系統(tǒng)的教育和基于做中學(xué)的社會化教育兩個方面培養(yǎng)創(chuàng)新人才，都奠定了良好的基礎(chǔ)。正是基于上述理由，我們在機電類工程人才多層次創(chuàng)新實踐基地建設(shè)的過程中提出了基于創(chuàng)客文化和工程文化融合的建設(shè)理念，該理念不僅符合時代發(fā)展要求，也是對工科人才培養(yǎng)實踐性和創(chuàng)新性不足這一長期問題的所實施的解決方案。

3 推行以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的日常運行管理模式

創(chuàng)新實踐活動盡管被重視，但是仍被視為教學(xué)計劃外活動，因此學(xué)生參與相關(guān)的創(chuàng)新實踐活動只能是在課外時間和節(jié)假日時間。這對實驗室的管理提出了很大挑戰(zhàn)，因為老師沒有足夠的精力確保7×12小時都在實驗室。為此，我們對傳統(tǒng)的學(xué)院式教育模式進行揚棄，探索并實施了以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的中心運行管理模式[15]。

(1) 以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力和挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力為出發(fā)點和落腳點，與時俱進，重新定義師生角色，培育全新的“教與學(xué)”關(guān)系。首先將工程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)定義為教師和學(xué)生共同參與的創(chuàng)造活動，其中學(xué)生是主體，教師是主導(dǎo)。讓學(xué)生成為實踐和創(chuàng)新的主角，將教師的角色定義為有經(jīng)驗的學(xué)習(xí)者和“導(dǎo)演”，從而整個實踐教學(xué)過程不是預(yù)先彩排的“獨角戲”，而是真刀真槍的“沒有彩排”的師生群體創(chuàng)造活動。

(2) 推行“周值、周報、周簽”日常管理制度。中心建設(shè)的初期，指導(dǎo)教師花費很大的精力指導(dǎo)剛?cè)雽嶒炇业耐瑢W(xué)學(xué)習(xí)相關(guān)知識，掌握相關(guān)軟件和硬件工具，帶一屆學(xué)生后，對于后續(xù)加入的同學(xué)，主要讓有經(jīng)驗的學(xué)生帶他們開展創(chuàng)客活動。其次，隨著加入創(chuàng)客團隊人數(shù)的增多，逐步建立了“周值、周簽、周報”的規(guī)范化制度，周值即安排每位同學(xué)每周在實驗室值一次班，這一方面確保了他們在實驗室的活動時間，另一方面保證了實驗室7×12 h對外開放；周簽即要求同學(xué)每周到實驗室簽到3或4次，這主要是保證學(xué)生和老師的見面交流機會，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況；周報即團隊每周定期舉行集體交流匯報活動，平均每個同學(xué)2或3周做一次報告，這既是促進學(xué)生綜合能力提高的有效方法，也是團隊共同交流學(xué)習(xí)的平臺[15]。實踐表明，規(guī)范化的管理不僅確保了創(chuàng)客團隊的和諧發(fā)展，也從根本上促進了學(xué)生自身綜合能力的提高。

4 中心建設(shè)的初步成果及面臨問題

通過建設(shè)多元創(chuàng)新實踐體系，與時俱進提出基于創(chuàng)客文化和工程文化融合的建設(shè)理念，探索并實施以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的中心運行管理模式，中心建設(shè)在以下方面均取得了良好效果。

(1) 人才培養(yǎng)效果顯著，學(xué)生參與創(chuàng)新實踐活動的自覺性、積極性大幅提升。自2012年開始探索人才培養(yǎng)新模式以來，創(chuàng)客中心首批應(yīng)屆畢業(yè)生在考研、就業(yè)及出國方面取得了優(yōu)異成績。2011級有2位同學(xué)成功保送清華大學(xué)讀研究生，他們在實驗室中積累的創(chuàng)新實踐能力、獲得的競賽榮譽和研究成果，為他們在諸多的競爭者脫穎而出提供了有力支撐。按照梯隊化培養(yǎng)、團隊式管理的模式，實驗室目前平均每天有30余位從大一到碩士的學(xué)生分組參加各類創(chuàng)新實踐項目。他們在自我管理、創(chuàng)新實踐、團隊精神等方面表現(xiàn)出了很好的積極性和自覺性。他們彼此之間互相學(xué)習(xí)、互相幫助，整個團隊在和諧、愉快的創(chuàng)新氛圍中快速成長。他們在動手能力、創(chuàng)新能力、解決問題的能力以及處理問題的耐心等方面都表現(xiàn)出了很高的素養(yǎng)。

(2) 創(chuàng)新作品從數(shù)量上來說大量增加，從質(zhì)量上來說大幅提高，從制造周期上來說大幅縮短。近2年來，創(chuàng)客中心所設(shè)計制作的各類作品已經(jīng)在全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國大學(xué)生電氣與自動化大賽、全國大學(xué)生機器人大賽等國家級、省部級科技競賽活動中獲獎累計20余項。其中創(chuàng)新作品《馬到成功》榮獲第六屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽二等獎，從全國范圍內(nèi)來比較，獲獎概率約為5.5%。實驗室2014年12月建成的具有“工業(yè)4.0”鮮明特征的智能裝配平臺，從安裝調(diào)試到程序開發(fā)都由本科生參與完成。實驗室最新研制的智能羽球機器人，從設(shè)計到樣機實現(xiàn)全過程僅用了一個半月的時間，并于2015年6月榮獲全國大學(xué)生機器人大賽二等獎。

(3) 輻射示范效應(yīng)初顯，有力的促進了對外交流和合作。自2014年12月份至今，創(chuàng)客中心累計接待國內(nèi)外參防客人60多批次。另外通過科普活動、學(xué)科競賽以及學(xué)術(shù)會議對外宣講和展示成果10多次。堅持請進來和走出去相結(jié)合，擴大了人才培養(yǎng)模式的示范輻射效應(yīng)，促進了學(xué)院和學(xué)校的對外交流與合作。

毋庸諱言，中心建設(shè)也面臨很多問題和挑戰(zhàn)。首先是有些老師和同學(xué)在思想上仍然沒有跟上時代的發(fā)展節(jié)奏，“重理論，輕實踐；重訓(xùn)練，輕創(chuàng)新”的心態(tài)還非常重[16-17]。其次是中心建設(shè)的角色定位仍是輔助性的，上無法和科研的重要性比，下無法和課堂教學(xué)的重要性比，從而導(dǎo)致在教師考評晉升、學(xué)生績點評定等方面遇到很多問題。當(dāng)然，我們也相信這些問題都是發(fā)展過程中的問題。

5 結(jié) 語

工學(xué)是我國高等教育中規(guī)模最大的一個學(xué)科，目前我國的高等工程教育的規(guī)模也處于世界第一。同時，我們國家要全面建成新型工業(yè)化國家和制造強國，也迫切需要高等學(xué)校向工業(yè)界輸送大量的工程技術(shù)人才。然而正如有關(guān)媒體指出，工科人才培養(yǎng)的實踐性不足長期為人所詬病。北方工業(yè)大學(xué)機電工程人才創(chuàng)客中心積極響應(yīng)國家需求和時代變化，與時俱進革新觀念，優(yōu)化整合資源，大力推進創(chuàng)客平臺建設(shè)，積極探索卓越工程人才培養(yǎng)新模式，已初步取得較好效果，今后擬進一步整合資源，擴大創(chuàng)客平臺的規(guī)模，讓更多的青年工科學(xué)子為自己的專業(yè)點贊。

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Connotative Construction and Exploration of the Students’ Maker Center

HUFu-wen,XUHong-hai,ZHANGCong-peng,ZHANGChao-ying

(School of Mechanical and Material Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China)

The orientation of the students’ innovation practice base is to serve the students' creation and to promote their overall development. The multi-level innovation practice base for mechanical and electrical engineering talents has built a multi-level innovation practice system which includes basic engineering innovative practice, industry application innovation and the leading exploration activities. Furthermore, the constructive concept based on the integration of engineering culture and maker culture was presented with the trend of the times. Meanwhile, through the sublation of the traditional college system, the base has instigated the management mode viewing the students as the main body and the teachers as the dominant body. Through two years effort, the base of maker platform has achieved good results and is an effectual way to respond to the national demand and the tendencies of the times.

maker culture; project-driven method; maker center; talent cultivation

2015-07-27

北方工業(yè)大學(xué)2015年教育教學(xué)改革和課程建設(shè)基金

胡福文(1980-)，男，山東成武人，博士，講師，研究方向：智能制造技術(shù)及工藝裝備、高等工程創(chuàng)新教育。

Tel.：13426015597;E-mail：hfw@ncut.edu.cn

G 642，G 424

A

1006-7167(2016)05-0217-04