冷春濤， 郝 麗， 武書昆， 楚朋志， 黃宏成， 李勁松， 徐季旻

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

0 引 言

高校培養(yǎng)創(chuàng)新型、創(chuàng)業(yè)型人才是時代提出的要求，不僅是提高國家競爭力的需要，也是建設(shè)創(chuàng)新型國家提出的客觀要求。自國務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革下發(fā)實施意見（國辦發(fā)〔2015〕36號）以來，各高校不斷深化育人模式改革，對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育已進(jìn)行了很多思考［1］，開展了相關(guān)研究［2-3］，包括師資隊伍建設(shè)改革探索［4］，針對雙創(chuàng)能力培養(yǎng)進(jìn)行的改革［5］等。同時，高校在新時代下面臨著全新的內(nèi)外環(huán)境，需要立足新時代發(fā)展需要，進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的理念和實踐創(chuàng)新［6］，進(jìn)行全過程、全覆蓋、全鏈條、面向未來的全面教改，為創(chuàng)新人才打造知識空間、創(chuàng)客空間和孵化空間［7］。

雙創(chuàng)教育應(yīng)重視個性化發(fā)展，突出個人制造、個性化創(chuàng)新的新時代特征，麻省理工學(xué)院（MIT）比特和原子研究中心（CBA）發(fā)起的微觀裝配實驗室（FabLab）［8］，可以為更廣泛的群體自由地施展其創(chuàng)新理念提供重要的基礎(chǔ)平臺，讓每個學(xué)生都可以獲得創(chuàng)新實踐的機(jī)會［9］，成為新的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)中重要部分［10］。特別是新工科背景下，隨著創(chuàng)客教育的發(fā)展，創(chuàng)新實踐教學(xué)的推動，很多院校建立了FabLab創(chuàng)客空間［11］，能夠為學(xué)生的創(chuàng)新思想提供一個實現(xiàn)空間。

未來的優(yōu)秀工程師應(yīng)該具備大工程觀，這既是科技發(fā)展的趨勢、學(xué)科交融的必然，又是社會的需求［12］。樹立大工程觀是工程本身的需要，是工程孕育與成長的需要，是創(chuàng)新的需要，是卓越工程師培養(yǎng)的需要，歸根結(jié)底，是涉及我國能否成為創(chuàng)新型國家的大事。大工程觀下，結(jié)合雙創(chuàng)要求，進(jìn)行全新的工程實踐教學(xué)改革的探索與實踐勢在必行［13］。以某一特定專業(yè)技術(shù)為主體，融合關(guān)聯(lián)技術(shù)，實現(xiàn)跨界交叉融合，才能更好地培養(yǎng)符合新時代要求的創(chuàng)新人才。本文在傳統(tǒng)FabLab的基礎(chǔ)上，融入跨學(xué)科多平臺內(nèi)容，特別是新知識新技術(shù)，不僅可以促進(jìn)多學(xué)科領(lǐng)域?qū)W生的合作，開闊學(xué)生思路，更可以適應(yīng)當(dāng)代新產(chǎn)品的開發(fā)需求，提高創(chuàng)業(yè)的可能性，實現(xiàn)大工程觀下的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，培養(yǎng)適應(yīng)新時代發(fā)展要求的大學(xué)畢業(yè)生人才。

1 融合型FabLab模式

1.1 雙創(chuàng)建設(shè)背景

我校學(xué)生創(chuàng)新中心從實踐學(xué)習(xí)創(chuàng)新工作坊概念的提出［14］，到工程實踐創(chuàng)新中心的建設(shè)［15］，以及對工程訓(xùn)練新的教學(xué)模式進(jìn)行探索與思考［16］，并建立集思空間［17］，提供創(chuàng)新能力訓(xùn)練和創(chuàng)新服務(wù)支撐的平臺，經(jīng)過了一系列的創(chuàng)新提升。而隨著國家“雙創(chuàng)”戰(zhàn)略推進(jìn)和新工科建設(shè)深入，對人才培養(yǎng)提出了新的要求，為了更好地培養(yǎng)大規(guī)模有創(chuàng)新精神、勇于實踐的創(chuàng)新人才，在入選首批國家雙創(chuàng)示范基地的建設(shè)任務(wù)下，學(xué)生創(chuàng)新中心在繼續(xù)保留并加強(qiáng)中心原有工程實踐教學(xué)功能的基礎(chǔ)上，著重建設(shè)創(chuàng)新能力訓(xùn)練和創(chuàng)新孵化兩大平臺，圍繞工程訓(xùn)練課程、科創(chuàng)競賽、校企合作和未來科技等內(nèi)容，努力將學(xué)生創(chuàng)新中心打造成為世界一流、國內(nèi)領(lǐng)先的科技領(lǐng)軍人才練武堂、工業(yè)界和大學(xué)的握手區(qū)，從而為學(xué)生創(chuàng)造良好的實踐、探究空間和條件。

人工智能、大數(shù)據(jù)等新科技加速了經(jīng)濟(jì)和社會的迭代，對于大學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、能力培養(yǎng)提出了更高的要求；老師和學(xué)生的思維方式都需要相應(yīng)作出調(diào)整。我校響應(yīng)國家雙創(chuàng)建設(shè)的號召，全力打造學(xué)生實踐、創(chuàng)新教育體系，以學(xué)生創(chuàng)新中心來補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)的個性化不足，打造企業(yè)合作課程、以賽促學(xué)、以賽促創(chuàng)的平臺，幫助學(xué)生在實踐中讀懂自己、讀懂世界。

1.2 主要面臨的問題

學(xué)生創(chuàng)新中心作為學(xué)校的實踐教學(xué)單位，主要負(fù)責(zé)全校本科生的基礎(chǔ)實踐教學(xué)和科創(chuàng)活動，有機(jī)銜接好學(xué)生第一課堂與第二堂課堂，在雙創(chuàng)教育改革中主要面臨如下問題：

（1）大學(xué)生創(chuàng)新意識不足，自身素質(zhì)和綜合能力不強(qiáng)，高校雙創(chuàng)課程體系不完整，雙創(chuàng)平臺缺乏等因素。

（2）學(xué)生創(chuàng)新中心為全校不同專業(yè)、不同年級學(xué)生提供課程教學(xué)、實踐活動平臺，存在著教學(xué)對象基礎(chǔ)不一等問題。

（3）針對本科生缺少跨學(xué)科的團(tuán)隊實踐項目，導(dǎo)致合作能力和集體意識缺乏，不懂得取長補(bǔ)短，借力而行。

（4）存在學(xué)生興趣與社會需求、實踐活動與科技發(fā)展脫節(jié)的問題，各類創(chuàng)新活動、創(chuàng)新項目無法銜接社會需求，無法產(chǎn)生具有實際價值的成果，導(dǎo)致學(xué)生對職業(yè)規(guī)劃普遍迷茫。

（5）缺少面向本科生的實驗室環(huán)境，導(dǎo)致本科生在科研實踐活動中的參與度不高，無歸屬感，創(chuàng)新落地的可能性低。

（6）雙創(chuàng)教育中缺乏創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)內(nèi)容，學(xué)生缺乏將創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化成實際產(chǎn)品的能力，更缺乏商業(yè)運作能力。

1.3 解決思路

針對新時期雙創(chuàng)人才培養(yǎng)要求及面臨的實際問題，學(xué)生創(chuàng)新中心在雙創(chuàng)示范基地建設(shè)中，搭建了校企、校地、產(chǎn)教、科教、產(chǎn)學(xué)研等實踐育人融合平臺（見圖1），科學(xué)構(gòu)建高校實踐教學(xué)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系機(jī)制，探索并實踐了多平臺融合的FabLab 模式，通過給學(xué)生提供知識、技能、設(shè)備、工具、環(huán)境，讓學(xué)生自己動手實現(xiàn)想法，主動地接受科學(xué)技術(shù)知識，以課程—競賽—創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的遞進(jìn)互補(bǔ)式三角教學(xué)體系進(jìn)行建設(shè)，建立機(jī)器人、無人機(jī)、智能制造、IT 等FabLab 創(chuàng)新平臺，給學(xué)生提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)想法的“孵化器”空間。通過立體式的能力培養(yǎng)方法、層次化的創(chuàng)新教學(xué)體系，綜合交叉的硬件平臺資源，讓學(xué)生在知識獲取的同時，參與項目實踐活動和科技競賽，通過組建優(yōu)秀團(tuán)隊、培育潛力項目、孵化有價值產(chǎn)品，幫助學(xué)生將自己個性化的創(chuàng)新想法，形成具有實際意義的產(chǎn)品或產(chǎn)業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的大工程觀，在夯實創(chuàng)新技能基礎(chǔ)，形成創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新能力，增加創(chuàng)業(yè)可能性方面下功夫。從而讓每一位希望提升技術(shù)經(jīng)驗和科研背景的學(xué)生都可以創(chuàng)造出自己想要的和令人矚目的成果，快速掌握專業(yè)知識并付諸實踐。

圖1 融合型FabLab建設(shè)內(nèi)容

2 具體措施

（1）理論與實踐“交叉共進(jìn)”，建立階梯式創(chuàng)新課程教學(xué)體系。形成基礎(chǔ)認(rèn)知—課程拓展—實踐提升—競賽創(chuàng)新—創(chuàng)業(yè)孵化的階梯式教學(xué)方法，重新構(gòu)建理論課程和實踐課程并重的雙創(chuàng)課程體系，重視基礎(chǔ)知識和因材施教，實現(xiàn)課程體系從“理論理解能力”向“反思實踐能力”轉(zhuǎn)變。在教學(xué)方面，瞄準(zhǔn)當(dāng)前機(jī)器人、無人機(jī)、智能制造、無人駕駛、AR／VR、IT物聯(lián)網(wǎng)等社會前沿科技，突出科技創(chuàng)新課程的核心地位，兼顧專業(yè)能力與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。

以機(jī)器人課程體系為例，①以基礎(chǔ)實踐課作為認(rèn)知階段課程，從機(jī)械、電控、傳感、編程4 方面，以Arduino、VEX、LabVIEW 等平臺進(jìn)行教學(xué)；②拓展選修階段，以典型機(jī)器人平臺，如移動機(jī)器人、機(jī)械臂、仿人機(jī)器人等內(nèi)容，學(xué)生可以在自己感興趣的方向進(jìn)一步學(xué)習(xí)；③提升階段，主要以企業(yè)課程為主，從人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等方面，讓學(xué)生與企業(yè)導(dǎo)師面對面，與社會前沿緊密接觸，獲取實踐能力；④有了以上基礎(chǔ)的沉淀，接下來是競賽階段，讓學(xué)生和其他學(xué)校的同學(xué)一起在同一平臺上進(jìn)行交流、切磋，不僅了解了別人的水平，同時也清楚了自己在哪些方面存在不足；⑤創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)階段，則回到校企合作平臺，通過企業(yè)提出的新方向、新課題，輔以產(chǎn)品開發(fā)訓(xùn)練及創(chuàng)業(yè)輔導(dǎo)課程，讓學(xué)生實現(xiàn)從基礎(chǔ)實踐能力向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的提升。

（2）引進(jìn)層次化的高水平競賽平臺，“點面互補(bǔ)”鞏固課程知識、拓展創(chuàng)新能力。堅持以競賽為驅(qū)動的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方式，引進(jìn)基礎(chǔ)、拓展、提升3 種類型的競賽平臺，滿足基礎(chǔ)技能訓(xùn)練、高級創(chuàng)新競賽、尖端創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)等多個層次有點有面的訓(xùn)練要求，讓不同階段、不同專業(yè)的學(xué)生都能得到訓(xùn)練機(jī)會；以項目式管理方式，突出成本管理、工程管理等；形成完善的創(chuàng)業(yè)型競賽團(tuán)隊組織架構(gòu)，實現(xiàn)學(xué)生自主化團(tuán)隊管理，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生領(lǐng)導(dǎo)力、創(chuàng)造力，提升學(xué)生團(tuán)隊合作能力。另外，為了擴(kuò)大競賽受益面，面向全校各年級學(xué)生每年組織21 項校內(nèi)賽，包括課程相配套的競賽、各類全國賽對應(yīng)的選拔賽，以及企業(yè)合作的賽事等。

以機(jī)器人實驗室為例，引入了不同層次的競賽，涵蓋了基礎(chǔ)、拓展、提升3 個層次，其中基礎(chǔ)階段主要是參與VEX機(jī)器人競賽，利用VEX模塊化器材搭建、編程進(jìn)行訓(xùn)練，拓展階段是以RoboMaster 機(jī)器人競賽為平臺，從軟硬件的自主設(shè)計能力進(jìn)行訓(xùn)練，提升階段是以RoboCup機(jī)器人競賽為平臺，訓(xùn)練學(xué)生人工智能、機(jī)器人學(xué)習(xí)等算法的開發(fā)。不同基礎(chǔ)的學(xué)生可以找到適合自己的競賽平臺，同時也為學(xué)生搭好不斷進(jìn)步的階梯。

（3）“零距離”校企合作，實現(xiàn)創(chuàng)新能力與社會需求產(chǎn)業(yè)化的無縫銜接。深度開展校企合作雙創(chuàng)人才培養(yǎng)基地的建設(shè)，依據(jù)調(diào)查—研究—實踐—再研究的思路，將企業(yè)文化、工程思維與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想引入教學(xué)，結(jié)合校企聯(lián)合實驗室管理制度和企業(yè)導(dǎo)師制度，形成校企既分工又合作的全方位、全過程、多層次合作的運行模式；應(yīng)用校企聯(lián)合開課、實習(xí)基地模式，使學(xué)生真正實現(xiàn)學(xué)校和企業(yè)的“零距離”，提高學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。與我校學(xué)生創(chuàng)新中心建立合作關(guān)系的70多家企業(yè)，均是從學(xué)生雙創(chuàng)能力訓(xùn)練需求為出發(fā)點，根據(jù)各企業(yè)自身特點，制定具體合作內(nèi)容，主要形式以課程、研習(xí)班（Workshop）、講座、實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、課題項目開發(fā)、校內(nèi)賽等，充分發(fā)揮企業(yè)優(yōu)勢，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的創(chuàng)新人才。

（4）打造開放式FabLab 環(huán)境，突出“科技創(chuàng)新磁場”氛圍。實現(xiàn)FabLab 實驗室7 ×24 h 開放，提供全天候服務(wù)支撐、技術(shù)支撐、平臺支撐，建立機(jī)器人、無人機(jī)、智能制造、IT等4 個FabLab空間，以學(xué)生需求為主體，豐富資源、設(shè)備、工具，完善師資，提供全方位指導(dǎo)，使學(xué)生以FabLab為家，以項目攻關(guān)為樂，打造科創(chuàng)磁場。在學(xué)生創(chuàng)新中心，提供了眾多可以由學(xué)生自由支配、管理的創(chuàng)新空間，為全校本科生開放的專業(yè)實驗室。學(xué)生在這里不僅可以完成PRP項目、大學(xué)生創(chuàng)新實踐項目、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等，而且可以以社團(tuán)、團(tuán)隊的形式入駐，自由使用3D 打印服務(wù)中心、激光切割中心、設(shè)備圖書館、軟件中心等，真正將FabLab打造成為學(xué)生的第二課堂，學(xué)生只要懷揣合理的創(chuàng)新設(shè)想走進(jìn)FabLab，就可以利用這里所有的資源進(jìn)行創(chuàng)作，最后捧著自己的作品走出FabLab。

3 FabLab模式的創(chuàng)新性

（1）基于學(xué)生知識層次特點，構(gòu)建了“層次＋梯度”式培養(yǎng)體系。打造了認(rèn)知、課程、實踐、競賽、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)等階梯式培養(yǎng)道路，層層遞進(jìn)，實現(xiàn)金字塔式雙創(chuàng)人才培養(yǎng)方案。引入交叉創(chuàng)新平臺，形成課程—競賽—創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的遞進(jìn)互補(bǔ)式三角教學(xué)體系，提出“層次＋梯度”式雙創(chuàng)人才培養(yǎng)體系。

（2）提出基于競賽驅(qū)動的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊商業(yè)化運營管理新模式。提出創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊式、商業(yè)化運營的學(xué)生賽隊管理架構(gòu)，下設(shè)研發(fā)部、宣傳部、商務(wù)部、運營部等多個部門，并設(shè)立項目管理部等跨部門協(xié)作崗位，均由學(xué)生管理運營。“創(chuàng)業(yè)型、公司化”的大型學(xué)生組織極大地提高了學(xué)生的大工程觀、合作能力和管理能力，也形成了日后創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊的萌芽。

（3）實踐出跨學(xué)科多平臺融合型FabLab 模式。針對當(dāng)前雙創(chuàng)人才培養(yǎng)要求，從FabLab的運營理念轉(zhuǎn)變?nèi)胧?，通過學(xué)科融合、院系融合、校企融合等一系列合作共建、資源共享等跨越性舉措，提出了跨學(xué)科多平臺融合型FabLab 模式，綜合機(jī)器人、無人機(jī)、智能制造、IT等4 個平臺，讓學(xué)生快速掌握專業(yè)知識并付諸實踐，并創(chuàng)造出自己想要的且符合社會需求的成果。

4 實踐成效

（1）樹立了一批優(yōu)秀的學(xué)生榜樣，在校內(nèi)發(fā)揮了示范引領(lǐng)作用。學(xué)生榜樣具有強(qiáng)大的影響力和感召力，在學(xué)生建設(shè)中的示范引領(lǐng)作用的發(fā)揮，是一種正能量的感召與傳遞，具有及時性、無障礙性、示范性的特點。學(xué)生榜樣來自學(xué)生中間，與學(xué)生聯(lián)系緊密，無時無刻都滲透感染著周圍的同學(xué)，一個雙創(chuàng)人才榜樣可以帶領(lǐng)周圍的同學(xué)形成良好的學(xué)風(fēng)、校風(fēng)，形成“雙創(chuàng)”的輻射效應(yīng)，從而有效地推進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才建設(shè)。以2017 ～2018 年度張欽圣同學(xué)為例，他帶領(lǐng)的足球機(jī)器人SRC隊獲得了交大第一個RoboCup 小型組世界冠軍，在張欽圣的吸引下，SRC 隊成為了學(xué)生創(chuàng)新中心的熱門賽隊，隊員們在各類創(chuàng)新競賽中屢獲佳績，在招新季獲得了同學(xué)們的青睞和踴躍參與。

（2）建成了以9 大校內(nèi)賽為主線的多樣化競賽體系。已建設(shè)成RoboMaster機(jī)器人競賽、VEX機(jī)器人競賽、大數(shù)據(jù)競賽、無人駕駛競賽、智能無人機(jī)競賽、中美創(chuàng)客校內(nèi)賽、3D打印創(chuàng)意賽、頭腦奧林匹克（OM）校內(nèi)賽、工程訓(xùn)練綜合能力競賽等9 大校內(nèi)競賽，選拔出優(yōu)秀學(xué)生組成校隊，參加相應(yīng)的全國賽及國際賽，使得各大賽事在中心常態(tài)化舉辦和發(fā)展，為學(xué)生提供了豐富多樣的競賽平臺。

（3）建設(shè)并完善了20 余門FabLab創(chuàng)新課程。已開設(shè)了20 余門選修課，課程學(xué)科包含了工學(xué)、理學(xué)、醫(yī)學(xué)等三大學(xué)科，全校范圍內(nèi)的15 000 余名學(xué)生從這些課程中受益。在課程體系中，校企合作課程也是點睛之處，比如由MathWorks開設(shè)的Matlab 編程技巧等課程，在選課之初即大受學(xué)生歡迎，由亞馬遜企業(yè)導(dǎo)師講授的云計算創(chuàng)新應(yīng)用等課程更是得到了同學(xué)們的一致好評。

（4）與70 家企業(yè)合作的不斷深入和豐富。迄今為止，已經(jīng)和谷歌、微軟、德州儀器、騰訊、百度、華為等熱門高科技企業(yè)簽訂了合作協(xié)議，在課程、競賽、大學(xué)生創(chuàng)新實踐項目和本科生研究計劃（PRP）項目等方面進(jìn)行全方位深度合作。至2019 年1 月，與中心達(dá)成合作的企業(yè)已達(dá)70 家。

（5）入駐FabLab 的12 個學(xué)生團(tuán)隊不斷成熟發(fā)展，科創(chuàng)成果頗豐。在“雙創(chuàng)”建設(shè)中，涌現(xiàn)出來了一大批優(yōu)秀的學(xué)生團(tuán)隊，累計參與學(xué)生達(dá)2 000 余人，如VEX機(jī)器人賽隊、RoboMaster交龍戰(zhàn)隊、RoboCup足球機(jī)器人賽隊、賽車隊、VR未來實驗室、OM頭腦奧林匹克社團(tuán)、航模隊、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)協(xié)會、工程訓(xùn)練俱樂部、智慧出行俱樂部、無人機(jī)俱樂部、學(xué)生科協(xié)等。參加了RoboCup2017 獲小型組世界冠軍，2019VEX 機(jī)器人世錦賽獲世界冠軍，全國大學(xué)生機(jī)器人大賽RoboMaster2019 獲亞軍（特等獎），2018 ～2019 賽季亞洲公開賽獲最高獎，并成功組織承辦了第十六屆全國大學(xué)生機(jī)器人大賽東部分區(qū)賽和中國VEX 機(jī)器人大賽。在掛靠于智能制造FabLab的賽車隊中，教師團(tuán)隊為賽車隊提供技術(shù)指導(dǎo)，并通過課程體系培訓(xùn)和車企企業(yè)聯(lián)合實操訓(xùn)練，提高同學(xué)的綜合實戰(zhàn)水平；組織同學(xué)參加大學(xué)生方程式賽車比賽油車比賽（FSCC 比賽）、大學(xué)生方程式賽車無人車比賽（FSEC 比賽）、世界人工智能大會中國智能汽車大賽等。

5 結(jié) 語

社會和企業(yè)對于實踐創(chuàng)新型人才的需求越來越大，雙創(chuàng)教育改革日趨迫切。大工程觀下多學(xué)科跨平臺的FabLab空間，為學(xué)生提供全天候開放實驗室，營造科技創(chuàng)新磁場的氛圍，提高了個性化創(chuàng)造、個人制造等可能性；通過跨專業(yè)多學(xué)科學(xué)生間的交流互動，促進(jìn)跨界融合、多種技術(shù)間的交叉，增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊合作意識，并逐步形成創(chuàng)新精神；系統(tǒng)全面的技術(shù)、工具、軟件等的支持，為提高學(xué)生創(chuàng)新能力提供了強(qiáng)有力的保障；校企合作、高水平競賽的引入，為學(xué)生提供了更多創(chuàng)新平臺，大大增加了創(chuàng)業(yè)可能性。學(xué)生創(chuàng)新中心吸引了全校各學(xué)院各專業(yè)學(xué)生，已成為全校旗艦式科創(chuàng)平臺，僅2018 年就完成總教學(xué)人數(shù)5 249 人，近24 萬人時數(shù)。