教育成就人才 创新引领未来——记清华大学基础工业训练中心主任李双寿教授

○文/苏宝塍

教育成就人才 创新引领未来
——记清华大学基础工业训练中心主任李双寿教授

○文/苏宝塍

创新驱动发展战略的实施需要高等院校提供人才支撑、智力支撑、科技支撑、思想支撑和文化支撑，这就要求进行高等院校的综合改革，其中包括理念的更新、管理体制的改革、人才培养模式的创新等。高校走内涵式发展道路，必须坚持以人才培养为根本任务，着力推进创新创业人才培养模式的转变，坚持以协同创新为突破口，着力实现创新发展模式的转变。

大学的创新实践教育不仅关系到学生个体的未来，更关乎国家未来的发展。因此，众多研究者试图寻求新的实践教育方式，为全面提升学生的整体素质和实践能力做出应有的贡献。清华大学基础工业训练中心主任李双寿教授，在培养拔尖创新人才方面积累丰富的经验，收获了丰硕的成果。

搭建工程训练平台，培养拔尖创新人才

作为从事工程实践教学和研究20余年的大学教师，李双寿教授对工程训练有更为深刻的理解。他介绍说，工程训练的核心特征在于其实践性，是高等工程实践教育的重要组成部分。工程训练的建设发展需要挖掘内涵、拓展外延，探索融传授知识与文化、培养能力与提高素质为一体的富有时代特征的训练模式。工程训练中心不仅是工程基础训练基地，为卓越工程师培养服务；应该成为工程创新活动支撑平台，为拔尖创新人才培养服务；应该成为工程文化素质教育基地，为复合型人才培养服务；应该拓展工程训练特色的科研方向，成为高水平科研转化和服务的平台。

世界各国都根据自己的国情采取各种模式将工程训练纳入工程实践教育过程中，以培养出高质量的工程师。发达国家高等工程教育除了在校内对学生进行工程训练的同时，更注重的是致力于利用社会资源开展工程训练。采取了与企业联盟、建立地区性训练中心、两阶段教育模式（一半时间在学校学习，一半时间在企业受训）等模式开展工程训练。高等教育与产业界有着良好的产学合作传统，因而在高等工程教育的教学计划和培养过程中，校内的工程实践教学和校外的工程实践培训已经成为一个有机的整体。

我国目前正处于工业化过程中，学生的实习时间短及缺乏制度化管理，企业和社会难以接受大规模的学生工程训练。但起源于传统的金工实习的我国高校工程训练，是随着我国高等工程教育改革发展起来的新型工程实践教学模式，符合教育发展规律，具有中国特色，已成为本科培养过程中不可或缺的重要实践教学环节。近年来，从国家、地方到各学校，对工程训练中心建设的重视程度和经费投入力度都有显著增加，对工程训练中心的规模发展和内涵建设都给予了强有力的引导和推动。在全国高校中，评出37个国家级工程训练实验教学示范中心，100多个省级工程训练实验教学示范中心。综合性工程训练系列课程已经成为我国高等工程实践教育的重要内容，综合性工程训练中心已经成为我国高等工程实践教育的重要教育资源。工程训练中心的设备、场地等硬件条件有了很大的改善，教学体系、内容及方法的改革提升显得更为迫切。

华建敏等委员们实地调研基础工业训练中心

李双寿教授介绍说，清华大学在“十二五规划”中提出，在大力推进教育教学改革方面，重点是全面实施优势转化战略，努力创新人才培养模式，积极改革课程教学模式，深化人才培养机制改革。为此，清华大学校内最大的实践教学基地——清华大学基础工业训练中心转型升级为i.Center，其中，“i”包含多重寓意：工业（industry）、国际化（international）、学科交叉（interdisciplinary ）、创新（innovation）以及学生之主体“我”（I）。中心从知识传授、技能培养为主，到引入工程训练、系统集成概念，再到引入学生主体、创新驱动、跨界合作的概念，一直紧随时代步伐，发展成为以学生为主体、教师为主导，理工与人文社会学科相贯通的工程实践和创新教育平台。中心涵盖工程、科学、艺术、人文等各个院系具有创新创意创业志趣的创客资源，不仅提供了全方位的创意创新实现服务，也为祖国培养拔尖创新人才提供了妥帖的平台。

创新转变，培养复合型人才

训练中心整合优化基础训练，提升强化创新训练，努力将多方面的实践教学资源优势转化为人才培养的资源，服务于对学生的创新性实践要求。在此基础上，凝练出新型工程训练教学理念，将学习技术技能和转变学生思想作风为主体的训练模式转变为融传授知识与文化、培养能力与提高素质为一体的富有时代特征的工程训练模式，深化实践教学改革，实现了教学内容、教学体系、教学方法、教学对象、教学环境、教学手段、教学功能和教学管理等方面的转变。

近年来，中心不断完善工程训练环境，优化整合基础训练，提升强化先进训练。机械制造实习基地建设中，铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、车削、铣削、磨削、钳工等常规实习车间教学设备得到更新，数控铣削、数控线切割等先进制造设备均全面升级，新增加工中心实习、数控冲床实习、含三坐标测量仪和快速原型机的逆向工程实习等。电子制造实习基地建设中，全面更新了学生用教学仪器和工具，更新升级了SMT教学生产线的核心设备多功能贴片机。同时，训练中心承担了全校理工科学生的认识实习、机械制造实习、电子工艺实习等工程基础训练课程，使学生通过工程实践学习工艺知识，提高综合素质，进而培养创新精神与创新能力。

针对国内高校工程训练目前教学内容偏于常规基础训练、单机训练为主的现象，训练中心正在建设现代化数字制造模拟车间，以适应工程训练和创新训练的教学需要。该系统涵盖机、电、控、管等多学科训练内容，能够覆盖绝大部分专业，是培养学生创新意识、创造性思维和综合能力的先进实验教学平台。同时，中心积极配合相关院系的实践教学改革，为学生专业实验课程开放实践教学资源，让设计变成为产品。目前已经承担了机械学院、信息学院、电机系等部分院系专业课程设计实验中CDIO项目的实施。

同时，训练中心创建了面上普及、重点提高和综合创新、课内外结合、理论与实践结合、因材施教的分层次创新实践教学体系，为拔尖创新人才培养服务。首先，训练中心把学生的“学有所用”和训练中心的“教有所践”紧密地结合起来，将“知识-能力-素质”的教学链条，与“学-做-思”的目标链条结合在一起，形成了一个完整的教学提升的“链条体系”。其次，训练中心重视参与实践教学的每个学生的创新实践活动，同时也重视学生参与第二课堂的创新活动，每年接纳校内学生自主创新活动约8000余人次，并承担了清华大学机械工程、电子信息、车辆工程等学科19项学生科技竞赛作品的加工制作。另外，创新创业项目模块通过“课程、大赛、社团”立体铺开。清华大学学生创新社、校团委学生科技兴趣团队以及校团委创业训练项目团队入驻中心。同时，训练中心教师负责指导了多项SRT项目，并为航天航空院钱学森力学班学生开设《创新设计与探究-电子产品方案的物理实现及其可靠性》的实践教学项目。值得一提的是，训练中心还开设了10余门面向全校学生的创新设计与制作课程，重点推行“基于问题、基于项目、基于案例”的教学方法和学习方法，加强综合性实践项目设计和应用，加强大学生创新创业教育，支持学生开展研究性学习、创新性实验、创业计划和创业模拟活动。

李双寿教授认为，当代任何重大的经济、社会和科技问题都是相当复杂的综合性问题，难以仅靠哪一门学科知识解决。培养拔尖创新人才，开展跨学科通识素质教育，已成为世界各国高等教育的一种新趋势。为了培养复合型人才，训练中心组织开设了工业系统概论、实验室科研探究制造工程体验等工程文化素质教学课程，成为清华大学理、工、人文社科与艺术等学科交叉融合的重要结合点。

其中，实验室科研探究课程整合综合性、研究型、开放式大学建设中形成的高水平学科和前沿科研课题、高素质研究团队、先进的科研实验室、系统高效的教学和实验室管理等多方面办学优势，营造出跨学科自主探究型的教学环境，有助于实现文、理、工科学生交流融通，有助于培养理工科学生的人文情怀和艺术审美，强化人文社科学生的科学精神和严密逻辑，在面向较大数量学生培养跨学科通识素质和创新意识方面取得明显成效。

创客教育，为实践家筑梦

谈到清华大学的创新教育模式，李双寿教授认为最近流行的创客教育是非常值得向广大高等院校推广的。他说，“创客”一词来源于英文单词Hacker/ Maker，是指努力把各种创意转变为现实的人。随着创客运动在全球范围蓬勃兴起，清华大学也在校园中开展与创客相关的课内外教学活动，重点在于培养学生承担项目任务的独立意识、以目标为导向的契约精神以及对自身负责的企业家精神，在学生科技竞赛项目、挑战性课程、创新创业课程、学生科技兴趣团队和清华创客等，以不同形式、层面和角度形成了较为系统化的创新教育体系。

2013年，训练中心率先在国内高校将创客活动融入教学实践。用新颖的模式吸引学生的学习兴趣，激发创新热情；用创新实践活动为手段，让理工、人文、社会学科相融合，充分释放学生巨大的创新潜力。同时，训练中心还通过一系列不同形式的教学活动供学生亲身体验，从而全面提升综合能力。

李双寿主任访问美国洛约拉.玛丽芒特大学

通过创客教育，学生由被动地接受知识转变为结合自己的研究兴趣和研究方向，自己发现问题，并带着问题有目的的寻找解决路径，从而获得新知识、新启蒙。例如，新一代创客代表、清华大学机械工程系本科生杨韵芳独立研制出了具有多自由度柔性仿象鼻机械臂装置，即ET手臂（Elephant Trunk Arm），该成果获得清华大学第32届“挑战杯”学生学术科技竞赛特等奖。

训练中心创建创客空间并非是想做一件时髦的事情，而是因为看到了创客模式是符合时代特点、非常适合人才培养的教育模式。并非是在通过简单模仿，打造一个一般意义的创客空间，而是在建设“创客交叉融合空间”，以探索适合中国高校学生的培养模式。

如今，训练中心工业级别的制造资源吸引了来自工程、科学、艺术、人文等院系具有创新创意创业志趣的创客。1.5万平方米的车间摆放着上百台数控车床、机床、铣床、精雕机以及3D打印机、三维扫描仪等制造设备，提供全方位的创意创新实现服务。通过计算机辅助设计，构造出实物的三维CAD模型，用机械手臂把材料放置到机床上，机床会根据CAD模型自动加工出造型复杂的实体。通过“无人化”生产设计模式，完成自动化加工任务，从而让学生了解到先进的智能制造现状。

另外，训练中心还正在规划建设云桌面服务，在校园局域网中将常用设计工具、计算资源、素材资源等，提供给在校学生。同时通过互联网，引导学生积极获取全球创客资源，包括可共享的产品设计、模型素材、在线知识库、开源软件等。随着物联网、云计算、大数据等信息技术的发展，训练中心也在打造创客课程、创客团队项目管理、创客活动管理等一系列在线业务平台。将信息化系统导入基础设施，构建智慧环境、建设智慧资源、实现智慧管理、提供智慧服务。

为营造出更好的创客教育环境，中心举办了“我的空间我做主”活动，由学生团队制作出空间建设的设计方案，让学生体验一流的设计环境和制造技术，为学生未来的发展奠定坚实的基础。

三创教学，培养创新栋梁

为了促进多学科交叉创客空间的建设，训练中心联合美术学院、工业工程系等院系以及校友会等业界精英，以学生为主体，开展了“三创”教学活动。所谓三创，即创意、创新、创业为一体的教育服务平台。如今，越来越多的清华师生不约而同投入到具有鲜明实践性、创造性、互动性和学科交叉性的挑战性课程和研发项目中。创客体现的首创与开源、协作与分享，以及企业家与团队精神，为同学们将梦想变为现实提供了强有力的保障。

为大力推进清华的“三创”教育，进一步营造氛围、研讨问题、引领教育、传播精神，使创客文化在清华获得更广的受益面和更深的受益度，清华大学决定将每年11月最后一个周六定为“清华创客日”（Tsinghua Makers’Day）。学校希望通过开展三创教育，激发和培育学生的企业家精神和首创精神。企业家精神不是企业家独有的，清华学生无论将来做学问、搞管理还是办企业，都需要这种精神。希望在不久的将来，在清华园走出越来越多富有创意、善于创新、勇于创业的创新型国家之栋梁。

2015年5月，在清华大学建校104周年之际，“创客教育基地联盟”正式成立，该联盟是在“中国高校创新创业教育联盟”指导下，由致力于创客基地建设与发展、创客教育研究与实践、创客活动推广与深化的教育机构、企业单位和创客组织自愿组成的，一个公益性、开放性、服务性、研究性、国际性的合作组织。李双寿教授表示，为了建设开放的创新创业支撑平台，为国家培养拔尖创新人才，他将努力将训练中心建成一个像图书馆、食堂一样，学生“离不开”的地方，让更多具有创新创业精神的高新人才从训练中心的大门走向社会，为国家建设贡献力量。