宋鳳蓮，黃 亞，盛宗建

（武漢大學(xué) 大學(xué)生工程訓(xùn)練與創(chuàng)新實(shí)踐中心，湖北 武漢 430072）

3D 打印是以三維CAD 模型直接驅(qū)動(dòng)，通過離散堆積、逐層打印構(gòu)造任意復(fù)雜形狀物體的技術(shù)，是實(shí)施創(chuàng)新型國(guó)家戰(zhàn)略的重要途徑。為適應(yīng)社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的需求，以 3D 打印課程為創(chuàng)新教育載體，我校面向本科生開設(shè)了3D 打印課程，建設(shè)了3D 打印創(chuàng)享空間，面向全校學(xué)生開放，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

創(chuàng)客是一群努力將各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實(shí)，用創(chuàng)新美化生活的人，以作品心、手藝人的精神、修行者的心態(tài)去創(chuàng)造。創(chuàng)客文化以創(chuàng)造、開放、共享為特征，其最大特點(diǎn)是彰顯個(gè)性，實(shí)現(xiàn)自我超越。創(chuàng)客文化體現(xiàn)的精神是首創(chuàng)與開源、協(xié)作與分享，注重團(tuán)隊(duì)精神，強(qiáng)調(diào)將夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)。好奇心、團(tuán)隊(duì)合作能力或集成思維能力是創(chuàng)客需具備的關(guān)鍵素質(zhì)，專業(yè)知識(shí)、創(chuàng)新思維、內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力是產(chǎn)生創(chuàng)新成果的三大要素[1-3]。

如圖1 所示，將自由思想、創(chuàng)新精神、工匠精神、協(xié)作與分享作為創(chuàng)客文化建設(shè)理念，以 3D 打印的基本理論與方法為根基，以 3D 打印設(shè)備及三維設(shè)計(jì)軟件為創(chuàng)客體驗(yàn)的工具，以案例分析、作品選題、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、3D 打印智造、作品研討與分享為主線，使學(xué)生了解3D 打印的內(nèi)涵及發(fā)展中的瓶頸問題，掌握3D 建模技術(shù)與 3D 打印的基本方法，以小組為單位，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)交流協(xié)作意識(shí)，并運(yùn)用CDIO 模式，以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施及運(yùn)行為主線，培養(yǎng)探索精神及科學(xué)素養(yǎng)，開展成果交流與分享，進(jìn)行創(chuàng)客體驗(yàn)，放飛創(chuàng)造思維。以培養(yǎng)具有“武大氣質(zhì)”的創(chuàng)新人才為宗旨，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新激情，培養(yǎng)學(xué)生做夢(mèng)、追夢(mèng)、圓夢(mèng)的探究精神及創(chuàng)新能力。

圖1 創(chuàng)客文化建設(shè)的理念、主線及根基

1 探索與實(shí)踐

1.1 創(chuàng)客文化氛圍的營(yíng)造

2016—2018 年，我校大學(xué)生工程訓(xùn)練與創(chuàng)新實(shí)踐中心與圖書館合作，每年主辦一次 3D 打印大賽，已成功舉辦三屆。命題自由，要求參賽作品為原創(chuàng)，能充分體驗(yàn) 3D 打印技術(shù)的先進(jìn)性與獨(dú)特性，作品設(shè)計(jì)包括外觀設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)。每個(gè)作品以 3D 打印實(shí)體模型提交，并配上簡(jiǎn)要文字，表達(dá)創(chuàng)意設(shè)計(jì)理念。如我校 3D 打印大賽獲獎(jiǎng)作品《始終》及《義肢》就彰顯了我校學(xué)生的人文情懷。

2016—2018 年，我校舉辦“三創(chuàng)”成果展，既有全國(guó)大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)作品，又有學(xué)生課內(nèi)外各類優(yōu)秀作品，也有課內(nèi)個(gè)性鮮明的3D 打印作品，同時(shí)通過現(xiàn)場(chǎng)展示當(dāng)今最前沿、最主流的數(shù)字化制造設(shè)備，如激光加工設(shè)備、3D 打印設(shè)備等，激發(fā)學(xué)生好奇心。

1.2 以3D 打印為課程建設(shè)載體，創(chuàng)建多類別及多模式的創(chuàng)客導(dǎo)引與體驗(yàn)課程

創(chuàng)客活動(dòng)的一大特點(diǎn)是內(nèi)容與形式的多樣性。多類別及多模式的創(chuàng)客導(dǎo)引課程設(shè)計(jì)方案如表1 所示，以課程建設(shè)為基礎(chǔ)，以 3D 打印課程為載體，面向全校本科生開設(shè)了多類別及多模式的創(chuàng)客導(dǎo)引課程，打破常規(guī)，培育學(xué)生的創(chuàng)新思維。在創(chuàng)新選題方面，以人為本，關(guān)注人的需求，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)愛社會(huì)，節(jié)約資源，培養(yǎng)自然和諧健康可持續(xù)的價(jià)值觀；在創(chuàng)新技法方面，鼓勵(lì)學(xué)生采用開放思維法、仿生法、象征及類比法等[4-6]。為培養(yǎng)自然和諧健康的審美觀，將斐波那契系列數(shù)字 1、1、2、3、5、8、13、21、34、55……、黃金分割法引入創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，引導(dǎo)學(xué)生熱愛大自然，培養(yǎng)學(xué)生敬畏自然，追求人與自然、作品與環(huán)境的和諧美。

表1 基于3D 打印的多類別及多模式的創(chuàng)客導(dǎo)引課程

課程考核采取自評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)價(jià)相結(jié)合，多維度評(píng)價(jià)包括：（1）設(shè)計(jì)與創(chuàng)造能力；（2）批判思維能力；（3）與實(shí)際相結(jié)合的能力；（4）學(xué)科融合的能力；（5）溝通能力；（6）內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力；（7）領(lǐng)導(dǎo)能力。如何溝通、協(xié)作，如何化解矛盾與沖突，如何傾聽、表達(dá)不同意見等對(duì)團(tuán)隊(duì)合作非常重要；采用多維度評(píng)價(jià)更有助于提高團(tuán)隊(duì)成員創(chuàng)新潛質(zhì)。

課程實(shí)施方案設(shè)計(jì)主要包括作品擂臺(tái)賽、自主設(shè)計(jì)與制作、線上線下答疑及創(chuàng)新體驗(yàn)報(bào)告等。在課堂擂臺(tái)環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生勇于表達(dá)自己的觀點(diǎn)，拒絕盲從，培養(yǎng)自由精神與批判性思維，打破創(chuàng)新思維的束縛。如定勢(shì)效應(yīng)、從眾心理、雷同效應(yīng)、權(quán)威效應(yīng)、經(jīng)驗(yàn)主義等，鼓勵(lì)好奇、質(zhì)疑、試錯(cuò)，推進(jìn)創(chuàng)客文化的建設(shè)。

創(chuàng)客的核心是強(qiáng)調(diào)將想法變成現(xiàn)實(shí)，創(chuàng)造的過程就是學(xué)習(xí)的過程。以作品心、手藝人的精神、修行者的心態(tài)去創(chuàng)造，將工匠精神融入創(chuàng)客活動(dòng)中。工匠精神有兩個(gè)基本特征：①專注。熱愛所做的事情，將名利置之度外。②嚴(yán)謹(jǐn)。精益求精，將所做的事情做到極致。具有工匠精神的創(chuàng)客是忘我的、快樂的，成果是可期的。

1.3 多元化協(xié)同培養(yǎng)，為“雙創(chuàng)”助力

建立多元化、網(wǎng)絡(luò)化的協(xié)同培養(yǎng)機(jī)制，形成多主體、多學(xué)科、多形式、多渠道的合作運(yùn)行機(jī)制。校內(nèi)協(xié)力培養(yǎng)，建立由多學(xué)科指導(dǎo)的運(yùn)行機(jī)制。鼓勵(lì)不同學(xué)科的研究生及博士生參與創(chuàng)新活動(dòng)指導(dǎo)。校外與企業(yè)、其他高校及研究機(jī)構(gòu)協(xié)同創(chuàng)新，建立廣泛化的交流機(jī)制，為高校與企業(yè)之間、高校之間帶來廣泛的合作交流機(jī)會(huì)，為“雙創(chuàng)”助力。

我校與其他“985 工程”高校及企業(yè)合作編寫并出版了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)系列配套教材《3D 打印實(shí)訓(xùn)教程》，作為3D 打印課程的必備配套教材。

1.4 開放式的實(shí)體空間與在線平臺(tái)

創(chuàng)客的核心是將想法變成現(xiàn)實(shí)，創(chuàng)客活動(dòng)不可缺的元素就是 3D 成型制作的空間、成果展示、分享與交流空間。實(shí)體空間是技術(shù)、資源的分享地。課程組建立了在線平臺(tái)，鼓勵(lì)創(chuàng)客交流。為了鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行交流，不僅可以提供實(shí)體空間，還提供在線論壇這類虛擬空間，滿足學(xué)生的多元需求[7-9]。

在線平臺(tái)上，學(xué)生上傳自己的設(shè)計(jì)原型與他人交流，通過深層次的互動(dòng)，設(shè)計(jì)者不斷受到啟發(fā)，原型不斷得到完善。通過構(gòu)建在線平臺(tái)，能保證這些寶貴創(chuàng)意的保存和開放獲取。

課程的結(jié)束并不意味著學(xué)習(xí)行為的終止，開放模式培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，后續(xù)在交流平臺(tái)中繼續(xù)分享經(jīng)驗(yàn)和資源。3D 打印課程體系的開放突出了以學(xué)生為本的創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念[10-11]。

2 建設(shè)成效

2018 年，依托3D 打印創(chuàng)客空間，我校學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生各類科技創(chuàng)新大賽屢創(chuàng)佳績(jī)。在第十七屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人競(jìng)賽上，以“飛龍繡球”為主題，我校團(tuán)隊(duì)榮獲一等獎(jiǎng)、最佳策略獎(jiǎng)；在第八屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽上，慧魚組競(jìng)賽作品《梳齒式風(fēng)光互補(bǔ)式綠色立體停車庫(kù)》獲一等獎(jiǎng)；在2018 RoboCup機(jī)器人世界杯中國(guó)賽上，我校團(tuán)隊(duì)獲一等獎(jiǎng)。

3 結(jié)語(yǔ)

我校已逐步形成具有綜合性、研究型大學(xué)特色的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系，已入選全國(guó)首批高校實(shí)踐育人創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地、全國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)典型經(jīng)驗(yàn)高校、全國(guó)“雙創(chuàng)”示范基地。通過加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力、協(xié)作能力等的培養(yǎng)，使學(xué)生成為具有多學(xué)科知識(shí)背景和多視角思維模式的創(chuàng)新人才。3D 打印與創(chuàng)客文化的建設(shè)將會(huì)大力促進(jìn)我校的“雙創(chuàng)”教育，將進(jìn)一步營(yíng)造創(chuàng)客氛圍，傳播創(chuàng)客精神，使更多的學(xué)生受益。