大学生创客中心的内涵建设与探索

胡福文, 徐宏海, 张从鹏, 张超英

(北方工业大学 机械与材料工程学院，北京 100144)



大学生创客中心的内涵建设与探索

胡福文, 徐宏海, 张从鹏, 张超英

(北方工业大学 机械与材料工程学院，北京 100144)

大学生创客中心的定位是以学生为主体，服务于学生创新实践和自主创业活动需求，促进学生个性化发展的综合实践平台。首先，大学生创客中心通过多元化项目驱动，逐步建成了涵盖基础工程实践创新、工业应用创新和前沿探索创新的多层次创新实践体系。其次，面向多层次创新人才培养，提出了基于创客文化和工程文化融合的建设理念。最后对传统的学院式教育模式进行扬弃，探索并实施了以学生为主体、教师为主导的中心运行管理模式。实践结果表明，大力推进创客平台建设，是积极响应国家需求和时代发展、培养卓越工程人才的有效途径。

创客文化； 项目驱动； 创客中心； 人才培养

0 引 言

大学生创客中心是在充分整合、挖潜学校现有资源(包括各类实验教学中心、工程训练中心、实验室)的基础上，拓展、开发、增强其创新实践功能，以服务于青年学生自主创新、创造和创业为目标而建设的综合实践创新平台。大学生创客中心是高校组织与引导学生开展自主创新、研究探索与创新应用的重要教学场所，对于培养大学生创新精神、创新能力和创业能力发挥越来越大的作用。北方工业大学机电工程大学生创客中心被认定为北京市2014年北京高等学校示范性校内创新实践基地。本文将结合中心的建设发展历程，探讨和分享中心内涵建设和运行机制创新的有关措施和理念。

1 项目驱动的多层次创新实践体系

机电工程大学生创客中心建设秉承了学校“分层教学、分流培养、分类成才”的人才培养理念[1-2]，通过多元化项目驱动，逐渐形成了基于项目驱动的多层次创新实践体系。如图1所示，图的纵坐标是发展轴，表示分类成才、个性发展，横坐标是能力轴，表示以创新为主线的阶梯式能力培养目标。其中第一个层次是基础工程能力创新实践活动，主要内容包括数控加工技术创新实践、三维建模技术创新实践、电子设计制作创新实践、程序设计开发创新实践、3D打印创新设计制作等，主要目的是夯实创新基础、强化动手能力、激发创新兴趣。第二个层次是工业应用创新实践活动，主要内容包括三菱工厂自动化技术创新实践、工业机器人技术创新实践、三菱数控系统创新应用实践、西门子PLC技术创新应用实践等，主要目的是与工业现场应用无缝对接，突出校企合作，提高创新应用能力，培养高级应用人才。第三个层次是基于兴趣驱动的自主探索研究活动，包括智能机器人设计制作、机电一体化产品创新设计制作、智能系统设计制作、虚拟现实系统设计制作、物联网系统开发等内容，主要目标是充分依靠学生内在的兴趣驱动，激发学生自由、自主的创新意识，培养基础的科研探索能力，培育创造和创业精神。实践表明多层次、多元化的创新实践体系，有利于满足青年学生多元化的兴趣偏好以及发展定位，有利于青年学生的创新实践能力的有效提升，符合工科人才培养的实际需求和培养规律。

图1 大学生创客中心的多层次创新实践体系

上述体系的建成不是自上而下、一朝一夕建成的，而是经过团队教师长期实践和艰辛努力而建立起来的。整个建设过程最重要的准则就是基于项目驱动，积小成巨，让学生全过程享受并切实受惠于创新实践活动[3-4]。首先以学生真实的内在兴趣为导向，从小项目入手，渐进式培养创新能力和动手实践能力。项目任务的来源包括开放实验项目、科技实践竞赛项目、教师科研成果转化分解的研究性实验项目、学生自主设计研究项目。通过多元化的项目任务驱动，可以充分实现教学科研有机结合、学生全面发展和分类成才相结合，可以有效的整合一些零散的乃至废弃的资源。其次是积小成巨，让学生全过程享受并切实受惠于创新实践活动。实践表明，很多学生一开始是怯于动手或不会动手实践的，也缺乏创新的方向和切入点，甚至有的同学并不清楚自己的兴趣偏好和发展取向。这个时候指导老师就要充分发挥“有经验的学习者”的主导作用，从小入手，逐渐帮助学生从实践中获得快乐和成就感，比如通过编程控制让学生自己控制机器人的运动，再比如通过数控加工让学生加工出精美的工艺品。学生有一定的基础后，进一步通过科技竞赛项目激发学生的创新潜力和挑战精神，让学生从竞赛项目中获得更大的荣誉感和进步。通过全过程的参与，学生的动手实践能力和创新能力得到了提升，也获得了很多的荣誉和成就，从而为他们出国、读研和求职奠定了较好的基础，容易让他们在激烈的竞争中脱颖而出。此外，要善于借助各种微信等传播媒介，分享创新成果，让学生在传播分享中享受创新创造的快乐。

2 创客文化和工程文化融合的建设理念

2.1 工程文化注重系统教育和训练

任何文化都有群体归属性、相对稳定性、共有性等基本特征，工程文化也不例外。工程文化是从事工程实践活动的工程师、技术人员及工程项目管理者所共同认同、共同遵守的基本理念和准则[5-6]。工程文化的基本内涵包含3个方面[7]：认同技术和工程师作为技术创造者的中心地位；认同组织(比如企业、工厂等)的力量是工程项目获得成功的基石；在工程师的价值观中普遍存在以自我为中心的“男子气概”。研究表明无论是工作场所的工程师还是正在受教育的工程专业的学生都基本认同上述3点是工程文化的基本特征[8]。毫无疑问，工程文化对人类工业文明发展做出了巨大贡献，极大地促进了生产力的发展。然而由于受到技术条件和生产模式的限制，工程文化也有很大的局限性。例如，从事工程实践活动所需的知识、技能和资格必须经过正规教育和训练才会被承认。又如，从事技术创新和工程应用创新基本上属于专业技术人员的“专利”，非专业人员的很多研究很难获得认同。

2.2 创客文化注重基于内在兴趣的“做中学”

当今时代，创客运动在全球范围内蓬勃兴起、方兴未艾[9-10]。创客是互联网向制造业深化、互联网向传统教育模式渗透、数字化直接制造技术发展、开源软硬件平台兴起等综合效应的产物，是传统 “DIYer”的升级版，是新工业革命的弄潮儿，是未来个性化制造模式和“自时代”的推动者。我们国家的创客运动目前基本上是和世界同步的，而且从政府层面也非常重视创客活动，提出了“大众创业、万众创新”口号，出台了一系列的鼓励措施。

创客文化是从创客活动的群体所共同认同、共同遵守的基本理念和准则，其基本内涵包括[11]：鼓励技术的创新应用和传统划分下不同领域技术的交叉创新；特别强调“做中学(Learning Through Doing)”，鼓励做的过程中大胆试错和尝试创新，而不是按部就班、墨守成规；认同网络社区学习交流(线上)和面对面(线下)同伴学习分享的重要作用。创客文化应当说是成长于“正规学习系统”的高墙之外，它不仅仅是涉及到具体对象的创新创造，也涉及到基于此而构建的社会化学习和分享的文化。

2.3 工程文化和创客文化融合于创新人才培养

通过上述分析，可以看出工程文化更加注重系统的专业教育和技能训练，而创客文化更加注重面向创新创造的学习和实践。两者在时代背景、技术条件、学习方法、组织形式等方面表现出了很大的差异性。然而，两者完全可以融合于创新人才的培养[12-13]。在今天互联网无处不在、网络资源爆炸式增长的情况下，学生接受教育的途径和范围极大地拓宽了。因此发扬创客文化，推进工程文化和创客文化的融合，主动在实践教学环节中推广创客活动，促进人才培养创客化是大势所趋，是促进创新型应用人才培养的新途径[14]。此外，高等学校在推广创客活动方面也有天然的优势。首先，开展创客活动必须满足两个基本条件：完备的自制造环境和开源的软硬件平台。这个两个基本条件在高校内通过资源整合和优化是完全可以实现的。其次，高等学校本身对实验室开放活动和课外实践活动也非常重视，已经具备了比较好的基础，这对于大规模开展创客活动，实现创客文化和工程文化的融合，从正规的系统的教育和基于做中学的社会化教育两个方面培养创新人才，都奠定了良好的基础。正是基于上述理由，我们在机电类工程人才多层次创新实践基地建设的过程中提出了基于创客文化和工程文化融合的建设理念，该理念不仅符合时代发展要求，也是对工科人才培养实践性和创新性不足这一长期问题的所实施的解决方案。

3 推行以学生为主体、教师为主导的日常运行管理模式

创新实践活动尽管被重视，但是仍被视为教学计划外活动，因此学生参与相关的创新实践活动只能是在课外时间和节假日时间。这对实验室的管理提出了很大挑战，因为老师没有足够的精力确保7×12小时都在实验室。为此，我们对传统的学院式教育模式进行扬弃，探索并实施了以学生为主体、教师为主导的中心运行管理模式[15]。

(1) 以培养学生的创新实践能力和挖掘学生的创新潜力为出发点和落脚点，与时俱进，重新定义师生角色，培育全新的“教与学”关系。首先将工程实践教学环节定义为教师和学生共同参与的创造活动，其中学生是主体，教师是主导。让学生成为实践和创新的主角，将教师的角色定义为有经验的学习者和“导演”，从而整个实践教学过程不是预先彩排的“独角戏”，而是真刀真枪的“没有彩排”的师生群体创造活动。

(2) 推行“周值、周报、周签”日常管理制度。中心建设的初期，指导教师花费很大的精力指导刚入实验室的同学学习相关知识，掌握相关软件和硬件工具，带一届学生后，对于后续加入的同学，主要让有经验的学生带他们开展创客活动。其次，随着加入创客团队人数的增多，逐步建立了“周值、周签、周报”的规范化制度，周值即安排每位同学每周在实验室值一次班，这一方面确保了他们在实验室的活动时间，另一方面保证了实验室7×12 h对外开放；周签即要求同学每周到实验室签到3或4次，这主要是保证学生和老师的见面交流机会，掌握学生的学习情况；周报即团队每周定期举行集体交流汇报活动，平均每个同学2或3周做一次报告，这既是促进学生综合能力提高的有效方法，也是团队共同交流学习的平台[15]。实践表明，规范化的管理不仅确保了创客团队的和谐发展，也从根本上促进了学生自身综合能力的提高。

4 中心建设的初步成果及面临问题

通过建设多元创新实践体系，与时俱进提出基于创客文化和工程文化融合的建设理念，探索并实施以学生为主体、教师为主导的中心运行管理模式，中心建设在以下方面均取得了良好效果。

(1) 人才培养效果显著，学生参与创新实践活动的自觉性、积极性大幅提升。自2012年开始探索人才培养新模式以来，创客中心首批应届毕业生在考研、就业及出国方面取得了优异成绩。2011级有2位同学成功保送清华大学读研究生，他们在实验室中积累的创新实践能力、获得的竞赛荣誉和研究成果，为他们在诸多的竞争者脱颖而出提供了有力支撑。按照梯队化培养、团队式管理的模式，实验室目前平均每天有30余位从大一到硕士的学生分组参加各类创新实践项目。他们在自我管理、创新实践、团队精神等方面表现出了很好的积极性和自觉性。他们彼此之间互相学习、互相帮助，整个团队在和谐、愉快的创新氛围中快速成长。他们在动手能力、创新能力、解决问题的能力以及处理问题的耐心等方面都表现出了很高的素养。

(2) 创新作品从数量上来说大量增加，从质量上来说大幅提高，从制造周期上来说大幅缩短。近2年来，创客中心所设计制作的各类作品已经在全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生电气与自动化大赛、全国大学生机器人大赛等国家级、省部级科技竞赛活动中获奖累计20余项。其中创新作品《马到成功》荣获第六届全国大学生机械创新设计大赛二等奖，从全国范围内来比较，获奖概率约为5.5%。实验室2014年12月建成的具有“工业4.0”鲜明特征的智能装配平台，从安装调试到程序开发都由本科生参与完成。实验室最新研制的智能羽球机器人，从设计到样机实现全过程仅用了一个半月的时间，并于2015年6月荣获全国大学生机器人大赛二等奖。

(3) 辐射示范效应初显，有力的促进了对外交流和合作。自2014年12月份至今，创客中心累计接待国内外参防客人60多批次。另外通过科普活动、学科竞赛以及学术会议对外宣讲和展示成果10多次。坚持请进来和走出去相结合，扩大了人才培养模式的示范辐射效应，促进了学院和学校的对外交流与合作。

毋庸讳言，中心建设也面临很多问题和挑战。首先是有些老师和同学在思想上仍然没有跟上时代的发展节奏，“重理论，轻实践；重训练，轻创新”的心态还非常重[16-17]。其次是中心建设的角色定位仍是辅助性的，上无法和科研的重要性比，下无法和课堂教学的重要性比，从而导致在教师考评晋升、学生绩点评定等方面遇到很多问题。当然，我们也相信这些问题都是发展过程中的问题。

5 结 语

工学是我国高等教育中规模最大的一个学科，目前我国的高等工程教育的规模也处于世界第一。同时，我们国家要全面建成新型工业化国家和制造强国，也迫切需要高等学校向工业界输送大量的工程技术人才。然而正如有关媒体指出，工科人才培养的实践性不足长期为人所诟病。北方工业大学机电工程人才创客中心积极响应国家需求和时代变化，与时俱进革新观念，优化整合资源，大力推进创客平台建设，积极探索卓越工程人才培养新模式，已初步取得较好效果，今后拟进一步整合资源，扩大创客平台的规模，让更多的青年工科学子为自己的专业点赞。

[1] 王晓纯.因材施教破解大众化教育时代高校困局——以北方工业大学为例[J]. 大学(学术版),2012(10):55-62.

[2] 梁 丽. 构建分层次实验教学体系培养创新型人才[J]. 实验室研究与探索, 2014,33(1):217-219,242.

[3] 王 峰,鱼 静. 高校开放实验室与学生创新能力培养[J]. 实验室研究与探索, 2011,30(3):320-322,368.

[4] 赵春锋,汪敬华,朱建军. 构建开放实践教学体系培养工程人才[J]. 实验室研究与探索, 2015,34(2):199-201.

[5] 朱振涛,周 晶. 工程文化刍议[J]. 江苏大学学报(社会科学版),2011(5):83-86,92.

[6] 胡成广. 论工程文化的本质[J]. 黑龙江高教研究,2012(4):29-34.

[7] Gideon Kunda. Engineering Culture[M]. Philadelphia: Temple University Press, 2006.

[8] Paul M. The mythos of engineering culture: a study of communicative performances and interaction[D]. California，B.A. Saint Mary’s College of California, 2001.

[9] 温 雯. “创客文化”的历史图景与未来路径[J]. 福建论坛(人文社会科学版),2015(8):55-61.

[10] Hu Fuwen,Xu Honghai.Research and exploration on engineering education based on the integration of engineering and maker culture[C]//Proceedings of the 11th International Conference on Modern Industrial Training, Beijing Institute of Technology Press,2015,86-89.

[11] Sharples M, McAndrew P, Weller M,etal. Innovating Pedagogy 2013: Open University Innovation Report 2[R]. Milton Keynes: The Open University,2013.

[12] 王 莹,黄典贵. 创客空间背景下的大学生创新实践教学的应对与改进——以理工科大学生为例[J]. 高教学刊,2015(21):72-73.

[13] 黄兆信,赵国靖,洪玉管. 高校创客教育发展模式探析[J]. 高等工程教育研究,2015(4):40-44.

[14] 王晓静,周博雅,王 丽. 基于创客文化的高校教育改革探索[J]. 产业与科技论坛,2015(9):168-169.

[15] 胡福文,徐宏海,张超英,等. 基于创客文化的实验室开放平台建设研究与探索[J]. 实验技术与管理,2015,32(7):244-248.

[16] 钟秉林,魏 红,李婷婷. 我国高等工程教育研究的现状分析与未来展望——近五年高等工程教育研究论文的量化分析[J]. 高等工程教育研究,2011(3):9-13.

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

北方工业大学2015年教育教学改革和课程建设基金

胡福文(1980-)，男，山东成武人，博士，讲师，研究方向：智能制造技术及工艺装备、高等工程创新教育。

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

G 642，G 424

A

1006-7167(2016)05-0217-04