李勁松， 李翠超， 湯國亮

(上海交通大學(xué) 學(xué)生創(chuàng)新中心，上海 200240)

0 引 言

哈佛大學(xué)創(chuàng)新實驗室的托尼·瓦格納教授因在創(chuàng)新人才培養(yǎng)領(lǐng)域所取得的卓越建樹，受邀在2014年世界教育創(chuàng)新峰會上以“如何培養(yǎng)下一個喬布斯”為題做主旨演講。演講中，他提出“當今世界所關(guān)心的并不是你知道什么，而是你能用你知道的為世界做什么”的觀點。筆者非常贊同瓦格納教授的觀點。原因非常簡單：就像空氣和水一樣，如今知識已成為一種幾乎完全免費的東西，借助任何互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都可以快速獲取。因此，我們通過學(xué)校和大學(xué)教育所獲得的比其他人更多知識的競爭優(yōu)勢正迅速消亡。這就意味著高等教育更應(yīng)注重培養(yǎng)一些世界需要的具有創(chuàng)新意識、具備創(chuàng)新技能的人，而非僅僅掌握更多知識的人。這是一個全新的非同尋常的教育問題，因為現(xiàn)在僅僅掌握學(xué)科知識是遠遠不夠的，當然這很重要，但還很不夠。

1 學(xué)生創(chuàng)新中心的創(chuàng)建

以承擔(dān)國家首批高?！半p創(chuàng)示范基地”建設(shè)為契機，借助由傳統(tǒng)的工程訓(xùn)練中心向?qū)W生創(chuàng)新中心(Student Innovation Institute-SI2)的轉(zhuǎn)型建設(shè)，我校嘗試構(gòu)建了包括創(chuàng)新能力訓(xùn)練和創(chuàng)新服務(wù)支撐兩大平臺，探索面向世界所需的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。創(chuàng)新服務(wù)支撐平臺以各類工程服務(wù)中心為主要建設(shè)內(nèi)容；創(chuàng)新能力訓(xùn)練平臺則以各類開放式創(chuàng)新工作坊建設(shè)為主要內(nèi)容。學(xué)生創(chuàng)新中心建設(shè)的主要內(nèi)容如圖1所示。下面重點以創(chuàng)新能力訓(xùn)練平臺為例進行論述。

圖1 學(xué)生創(chuàng)新中心建設(shè)主要內(nèi)容

針對工程訓(xùn)練中心在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中遇到的瓶頸問題[1-3]，學(xué)生創(chuàng)新中心的創(chuàng)新能力訓(xùn)練平臺旨在為學(xué)生提供各類創(chuàng)新活動支持，平臺基于 Fab-Lab模式進行建設(shè)。Fab-Lab即微觀裝配實驗室(Fabrication Laboratory)，發(fā)源于美國MIT比特與原子研究中心，涵蓋設(shè)計、制造、測試、分析等產(chǎn)品全生命周期，同時強調(diào)開放、共享的理念，學(xué)生可以在Fab-Lab里面設(shè)計、制造、加工多種產(chǎn)品和原型。目前全球40多個國家已建成200余間Fab-Lab，F(xiàn)ab-Lab強調(diào)以用戶為中心，徹底改變了傳統(tǒng)創(chuàng)新模式[4-6]。

如果說MIT比特與原子研究中心提出的是Fab-Lab1.0概念，我校學(xué)生創(chuàng)新中心建設(shè)的則是Fab-Lab2.0版，并以集思空間作為第一間Fab-Lab2.0嘗試運行與探索實踐。

2 全方位支撐院系實踐課程

創(chuàng)新不是空中樓閣，創(chuàng)新需要扎實的基礎(chǔ)，創(chuàng)新強調(diào)實踐[7]，集思空間的建設(shè)更加突顯實踐對于支撐創(chuàng)新的重要性。如何將實踐環(huán)節(jié)引入集思空間其中，是空間建設(shè)面臨的首要問題。

近年來，學(xué)校各學(xué)院開設(shè)的面向工科平臺學(xué)生的諸如工程學(xué)導(dǎo)論、設(shè)計與制造Ⅱ、工程實踐、創(chuàng)新思維與現(xiàn)代設(shè)計等核心課程，不僅學(xué)生人數(shù)較多，且都有明確的動手與實踐需求，項目式推進的教學(xué)方式對于實踐以及加工環(huán)節(jié)提出了更高要求。集思空間的建設(shè)，契合了上述課程對于實踐環(huán)節(jié)支撐的目標，滿足了學(xué)生課內(nèi)設(shè)計交流、課外動手實踐的需求，彌補了創(chuàng)新人才培養(yǎng)在實踐方面的短板[8]。

以2016～2017(1)學(xué)期的工程實踐課程為例，集思空間累計為214名工科平臺學(xué)生提供了包括3D打印、激光切割、金屬零件加工、電路焊接、程序調(diào)試、裝配運行等在內(nèi)的各類加工指導(dǎo)與服務(wù)，協(xié)助學(xué)生完成了16組“基于PLC控制的簡易靈巧機械手”以及24臺“基于單片機控制的S型越障小車”的搭建工作，并組織承辦了課程的結(jié)題驗收與展示活動。工程學(xué)導(dǎo)論、設(shè)計與制造Ⅱ、創(chuàng)新思維與現(xiàn)代設(shè)計是我校機械與動力工程學(xué)院開設(shè)的幾門核心課程，2016～2017(1)學(xué)期，集思空間累計接待了超過120名學(xué)生，為近30組項目提供了各類加工與指導(dǎo)服務(wù)，有效地支撐與保障了2016年秋季學(xué)期本科生課程項目成果展的順利進行(見圖2)。2016～2017(2)學(xué)期，支撐建筑系15組近60名學(xué)生進行實踐加工，保證了“2016級建造節(jié)及設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)成果展”順利進行。

為此，集思空間建立了實踐指導(dǎo)教師輪流值班制度。通過近全天候的支撐開放服務(wù)，每學(xué)期可以支撐7～8門次院系課程的實踐環(huán)節(jié)，受益學(xué)生超過600人，人時數(shù)可達25 000以上。集思空間為實踐課程提供了場地、設(shè)備、耗材、人員以及管理上的全方位支撐；實踐課程則為集思空間的運行提供了參考、借鑒、定位與活力，兩者相輔相成、相得益彰。

3 打造層次化實踐課程體系和梯度式培養(yǎng)模式

學(xué)科交叉是Fab-Lab2.0創(chuàng)新平臺建設(shè)的主題，也是充分體現(xiàn)Fab-Lab2.0內(nèi)涵的關(guān)鍵所在。在擬定Fab-Lab2.0建設(shè)思路的過程中，將涉及學(xué)科廣泛、體現(xiàn)交叉前沿的技術(shù)主題擺在首位。經(jīng)充分調(diào)研論證，目前中心建設(shè)的Fab-Lab2.0主要面向無人機技術(shù)、機器人技術(shù)、信息技術(shù)、智能制造技術(shù)等主題。

其中，集思空間定位為無人機主題Fab-Lab，采用中心與學(xué)校航空航天學(xué)院共建模式。通過打造機械、電子、自動控制、軟件以及工業(yè)設(shè)計等多學(xué)科交叉平臺，借助綜合性的無人機平臺資源、層次化的創(chuàng)新教學(xué)體系、立體式的能力培養(yǎng)方法，建設(shè)規(guī)劃無人機交叉創(chuàng)新中心。瞄準當前農(nóng)用無人機、電力檢測無人機、地質(zhì)測繪無人機等社會熱點及產(chǎn)業(yè)需求，空間引入多旋翼、固定翼、多棲、仿生等專用機型，還選配包括圖像處理、導(dǎo)航定位、模式識別、姿態(tài)控制器單元及其他傳感模塊，為學(xué)生提供豐富的無人機硬件及軟件開發(fā)平臺，實現(xiàn)全方位的無人機技能訓(xùn)練。

同時，結(jié)合我中心開設(shè)的實習(xí)課、通識核心課、選修等課程，針對不同專業(yè)、不同年級的學(xué)生，空間實施層次化的實踐課程體系[9-10]。面向低年級學(xué)生進行以基礎(chǔ)知識、基本方法、基本技能為主體的實習(xí)以及認知技能訓(xùn)練；面向高年級學(xué)生則開展以注重知識運用、系統(tǒng)設(shè)計與集成、工程技能培養(yǎng)為目標的探究以及選修課程，在項目實踐中培養(yǎng)學(xué)生交際溝通、分析調(diào)研、團隊合作、解決問題的能力[11]。

項目實踐內(nèi)容大多來源于國際知名企業(yè)的實際項目與課題，貼近社會及市場需求，符合工程技術(shù)發(fā)展趨勢與導(dǎo)向。同時，課程教師隊伍由學(xué)校各院系具有豐富教學(xué)及科研經(jīng)驗的老師與知名企業(yè)的資深技術(shù)工程師共同組成。經(jīng)過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅有機會獲得國際知名企業(yè)提供的崗位培訓(xùn)、見習(xí)實習(xí)、夏冬令營等資格，還有機會代表學(xué)校參加各類相關(guān)主題的競賽活動。

在面向經(jīng)過了前述實踐課程的錘煉，具有一定的動手能力和創(chuàng)新基礎(chǔ)的本科高年級學(xué)生申報學(xué)校各類項目課題過程中(目前學(xué)校的大創(chuàng)項目管理運行也納入了學(xué)生創(chuàng)新中心統(tǒng)一實施)，通過鼓勵來自不同院系專業(yè)的學(xué)生聯(lián)合申報，使得組員間可以取長補短，項目層次化和實施性得以充分體現(xiàn)。

通過層次化實踐教學(xué)(課程體系見圖3)、項目開展、競賽參與、課程/畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合的梯度式培養(yǎng)模式，打通了學(xué)生從低年級一直到高年級創(chuàng)新能力培養(yǎng)的可持續(xù)通道。同時，F(xiàn)ab-Lab2.0所注重的學(xué)科交叉特點，使得來自不同院系學(xué)生的創(chuàng)新實踐活動優(yōu)勢互補、事半功倍。

圖3 層次化實踐課程體系

4 “雙重驅(qū)動”引領(lǐng)創(chuàng)新團隊

創(chuàng)新團隊是體現(xiàn)Fab-Lab2.0活力的重要標志，無論從學(xué)生工作室，到創(chuàng)新工作坊，再到集思空間，創(chuàng)新團隊建設(shè)一直是倍受關(guān)注的。全校每年有近1 000項的各類學(xué)生創(chuàng)新項目，學(xué)生創(chuàng)新團隊更是數(shù)不勝數(shù)。學(xué)生創(chuàng)新團隊采用申報入駐、定期退出的模式進入集思空間開展各類活動，以最大限度地保證資源有效合理利用。

除了采用組長負責(zé)、學(xué)長牽引、導(dǎo)師團把關(guān)的項目式管理模式外，空間提出了產(chǎn)出驅(qū)動和使命驅(qū)動相結(jié)合的“雙重驅(qū)動”機制引領(lǐng)創(chuàng)新團隊建設(shè)?，F(xiàn)有體制下的立項項目，學(xué)生獲得結(jié)題通過相對來講還是比較容易的。長此以往，學(xué)生的潛能得不到最大程度的挖掘，對于學(xué)校的資源，某種意義上來說也是一種浪費。產(chǎn)出驅(qū)動可以有效克服以往項目結(jié)束研究即告終止的弊端，為督促團隊產(chǎn)出，入駐伊始，需與空間簽訂培養(yǎng)協(xié)議。一般來說，空間可以提供場地、設(shè)備、部分免費的材料，乃至加工培訓(xùn)與輔導(dǎo)等服務(wù)；相應(yīng)地要求每個團隊在撤出空間時，至少應(yīng)有以下之一作為成果產(chǎn)出：1篇論文、1個專利、1個獲獎、1項評優(yōu)。根據(jù)項目性質(zhì)及產(chǎn)出情況確定或延長入駐時間，根據(jù)項目大小，原則上每個學(xué)生團隊入駐空間周期為0.5年，最長不超過1年。

實驗室文化是其在發(fā)展過程中所形成的工作方式、思維習(xí)慣和行為準則，她對團隊的影響是潛移默化有時甚至是決定性的。集思空間在注重對于學(xué)生個人知識、技術(shù)層面提高與培養(yǎng)的同時，通過學(xué)校使命、社會使命、國家使命的文化意識營造，形成相互合作、彼此信任、勇于擔(dān)當?shù)膱F隊氛圍。利用“雙重驅(qū)動”模式引領(lǐng)、培育創(chuàng)新人才，達到事半功倍的效果。

據(jù)統(tǒng)計，2年間有超過40支各類學(xué)生科創(chuàng)團隊申請并入駐集思空間。其中，本科生團隊38支，研究生團隊2支，固定學(xué)生社團4個，成員來自電信、機動、船舶、材料、密西根、航空航天、環(huán)境、媒體與設(shè)計等多個院系，總數(shù)超過200人。入駐學(xué)生團隊獲得了包括第二屆全球重大挑戰(zhàn)論壇學(xué)生日比賽銀獎、第十四屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽決賽特等獎、全國首屆智能產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計大賽亞軍、第38屆世界頭腦奧林匹克決賽大學(xué)組冠軍、“昆侖潤滑油杯”2015中國大學(xué)生方程式汽車大賽(燃油組)第三名在內(nèi)的各類國家級獎項6項。學(xué)生申報發(fā)明專利3項、晉升國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目8項、晉升上海大學(xué)生創(chuàng)新活動計劃項目3項。涌現(xiàn)出一批小有聲望的校園“科創(chuàng)達人”與技術(shù)“大?！保蔀楦髟合祵W(xué)生科技創(chuàng)新的主力與引領(lǐng)者。同時，在他們的影響與帶領(lǐng)下，一批批校園科創(chuàng)新秀得以最快地脫穎而出，迅速成長，形成梯隊并相互協(xié)作，使得項目式的實踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作高效推進。

5 多方聯(lián)動培育創(chuàng)新成果

立足于長遠發(fā)展，F(xiàn)ab-Lab2.0建設(shè)定位于三方共建的模式，即學(xué)生創(chuàng)新中心+學(xué)院+企業(yè)聯(lián)合建設(shè)。中心提供場地、設(shè)備、核心課程、管理與保障人員；學(xué)院提供師資、專業(yè)指導(dǎo)；企業(yè)提供社會需求、把握行業(yè)發(fā)展與實驗室建設(shè)方向。多方聯(lián)動的創(chuàng)新開放平臺具備以下特點：具有較強的先進性、開放性、工程實踐性；具備較強的產(chǎn)業(yè)活躍度并充分體現(xiàn)學(xué)校的特色優(yōu)勢；多專業(yè)交叉、協(xié)同和集成。中心則以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為出發(fā)點，充分調(diào)動行業(yè)和企業(yè)的優(yōu)勢，打造學(xué)科交叉環(huán)境并建立起有應(yīng)用導(dǎo)向的科技前沿的實踐實驗環(huán)境，激發(fā)學(xué)生們的興趣，引導(dǎo)學(xué)生們圍繞科技前沿的實驗平臺形成創(chuàng)新課題，保證實驗室持續(xù)、健康發(fā)展。

目前，集思空間已經(jīng)與大疆公司建立了聯(lián)合實驗室；與若聯(lián)、幻飛智控等無人機公司達成合作意向，與中航集團下屬研究所正在進行合作洽談。企業(yè)為Fab-Lab2.0的發(fā)展指明了技術(shù)前沿，依托Fab-Lab2.0建設(shè)的交叉創(chuàng)新平臺，每年通過定期發(fā)布校企合作創(chuàng)新項目、企業(yè)培訓(xùn)課程、畢業(yè)設(shè)計課題、企業(yè)真實實習(xí)環(huán)境等方式為中學(xué)生、本科生、乃至工程碩士提供各類信息及項目支持。

各主題Fab-Lab開設(shè)的企業(yè)共建課程達到4個模塊，在第十四期“上海交通大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新實踐計劃”項目立項之初，通過各種途徑向Inter公司征集研究項目10項，向Honeywell公司征集研究項目6項，向NI公司征集研究項目6項，分類向?qū)谠合蛋l(fā)布，并由院系與企業(yè)雙方導(dǎo)師共同進行指導(dǎo)。這些項目更加貼近企業(yè)需求，符合科技發(fā)展最新趨勢。同時采用多種方式聘用院系教師、企業(yè)導(dǎo)師，進行立體化項目指導(dǎo)，多元化理論與實踐授課。定期組織舉辦各類講座、沙龍、競賽、實習(xí)招聘等活動來達到與企業(yè)及院系對接，實現(xiàn)多方聯(lián)動的目的。

集思空間定期舉行入駐團隊項目展示活動，邀請政府、企業(yè)、風(fēng)投創(chuàng)投等多方專家對學(xué)生項目進行指導(dǎo)、評審，遴選有發(fā)展?jié)摿Φ捻椖?、團隊進行重點培養(yǎng)和孵化。2016年11月，集思空間入駐學(xué)生團隊受邀在上海虹橋臨空經(jīng)濟園區(qū)舉行了項目中期檢查暨匯報展示活動。作為創(chuàng)建上海虹橋智能科技創(chuàng)新中心研討會的重要議程，活動邀請到長寧區(qū)知識產(chǎn)權(quán)局領(lǐng)導(dǎo)以及創(chuàng)業(yè)投資基金執(zhí)行合伙人、阿里集團戰(zhàn)略投資基金會總經(jīng)理等嘉賓擔(dān)任評委。圍繞實用價值、技術(shù)創(chuàng)新性、應(yīng)用推廣前景以及項目產(chǎn)品化程度等評審標準對10個學(xué)生團隊項目進行了指導(dǎo)與點評，有針對性地提出下一步完善與改進的建議與意見，遴選出1個團隊項目進行后期輔導(dǎo)與重點培育，目前該項目已實現(xiàn)部分產(chǎn)業(yè)化。

在管理中，集思空間實行教師管理員與學(xué)生自主管理相結(jié)合的模式。先后制定出臺了“集思空間學(xué)生(會員)自主管理辦法”“集思空間學(xué)生會員公約”“集思空間學(xué)生(使用者)信用記錄與管理辦法”等規(guī)章制度。建立定期師生聯(lián)席會議制度以及定期學(xué)生使用反饋征詢制度。采用門禁形式進行實驗室預(yù)約使用以保證服務(wù)質(zhì)量，利用全天候監(jiān)控提醒以及設(shè)備儀器培訓(xùn)后授權(quán)使用模式，最大限度地保證學(xué)生使用安全。

在Fab-Lab2.0建設(shè)推進過程中，也注意到以下幾個問題需要進一步梳理協(xié)調(diào)：① 主題(創(chuàng)新)型Fab-Lab2.0與通用(傳統(tǒng)經(jīng)典)型Fab-Lab1.0的定位與統(tǒng)籌；② Fab-Lab2.0的可持續(xù)發(fā)展；③ Fab-Lab2.0的宣傳與共享。以上問題在Fab-Lab2.0的后續(xù)建設(shè)中將予以重點考慮關(guān)注。

6 結(jié) 語

經(jīng)過實踐證明，定位于支撐課程實踐環(huán)節(jié)，支撐各類學(xué)生創(chuàng)新項目、畢業(yè)設(shè)計、競賽的Fab-Lab2.0建設(shè)，可以解決現(xiàn)存的問題，更好地培養(yǎng)大規(guī)模富有創(chuàng)新精神、勇于投身實踐的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才隊伍，為高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式開辟新途徑。① 通過實驗室預(yù)定、設(shè)備借出、全天開放等服務(wù)模式成為開放式學(xué)生創(chuàng)新圖書館，改變以往單純只為實踐類課程服務(wù)的模式。② 可整合多個學(xué)科專業(yè)的特色，形成交叉性、產(chǎn)業(yè)前沿性應(yīng)用驅(qū)動的創(chuàng)新實踐平臺，打破學(xué)科壁壘，能使學(xué)生從多角度去驗證所學(xué)的專業(yè)知識、擴展思維，通過研討、實踐、競賽及模擬訓(xùn)練等方式，增加創(chuàng)新實踐的機會，充分調(diào)動激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。③ 工科類Fab-Lab2.0的建設(shè)模式，可以推廣到理科類、設(shè)計學(xué)科類、材料環(huán)境化工類等學(xué)科，建立一系列的Fab-Lab2.0，通過大量實踐教學(xué)活動，打破傳統(tǒng)教學(xué)中重知識輕能力的教學(xué)模式。④ Fab-Lab2.0全面開展與產(chǎn)業(yè)的合作，把企業(yè)的實際問題需求，引入到學(xué)生創(chuàng)新實踐中，為創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。