工程教育及學科競賽融合的創(chuàng)客實驗室建設
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摘要:近年來，創(chuàng)客實驗室的發(fā)展尤為迅猛，對傳統(tǒng)的教育模式逐漸構成挑戰(zhàn)。迎著創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育發(fā)展的浪潮，深入分析了創(chuàng)客運動對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育發(fā)展的推動作用，安徽工程大學創(chuàng)新學院在已有的基礎設施條件下，逐步建設成一個將工程教育與學科競賽相融合的創(chuàng)客實驗室。
關鍵詞:工程教育;學科競賽;創(chuàng)客實驗室
隨著創(chuàng)新概念和模式的發(fā)展，積極鼓勵跨學科知識的整合，通過工程創(chuàng)新與資源整合來促進科學技術的發(fā)展已經成為必然趨勢。十八屆黨代會提出了提高自主創(chuàng)新能力，實施創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才為主的國家創(chuàng)新戰(zhàn)略，在2020年使我國成為創(chuàng)新型國家，高等院校要以提高學生創(chuàng)新能力為核心，全面樹立大學生創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)精神，特別注重弘揚創(chuàng)客運動先鋒，不怕失敗，建立起一個重視創(chuàng)新、敢于創(chuàng)業(yè)的社會，培養(yǎng)全社會的創(chuàng)新文化。大學生就業(yè)體制的改革，使大學生的就業(yè)成為高等學校應屆畢業(yè)生必須要考慮的問題。創(chuàng)客實驗室可以激活大學生的潛力，培養(yǎng)大學生的動手能力和創(chuàng)新思維。將學科競賽和工程教育相融合，可以充分利用學科競賽平臺，以案例式教學模式，把理論知識穿插在實際的比賽中對學生進行傳授。在創(chuàng)客實驗室中老師也可以將學科競賽中的具體問題下達給學生，引導學生進行思維訓練，學生在已有的知識基礎上運用工程的思維方式解決問題，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造力，實現(xiàn)學科競賽和工程教育的相互促進。學生在創(chuàng)客實驗室中，既能鞏固專業(yè)知識，又能鍛煉解決實際問題的能力，為以后從事科研活動奠定了扎實的基礎［1－2］。
一、創(chuàng)客實驗室建設當前的若干問題
1．單一的實驗場地支持目前，很多高校創(chuàng)客實驗室只是為學生提供相應的學習場地、活動交流空間和配套的硬件設備。創(chuàng)客實驗室不僅僅是活動場地的提供，更重要的是提供一整套的創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新服務，邀請專家、資深學者定期開展培訓和咨詢研討會、學生參加學術競賽、創(chuàng)建訓練營等活動每項都很重要，不僅需要為大學生提供理論知識教育，還需要創(chuàng)建一個與其他高校學生競爭的平臺，這樣才能夠激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，并將自己的開創(chuàng)性思維在競賽中體現(xiàn)出來，最大化的發(fā)揮自己的潛能。2．忽略創(chuàng)客實驗室的重要性、缺少校企合作部分學校提出創(chuàng)新型實驗教學，但是都僅僅只是在學校里簡簡單單的上幾節(jié)實驗課，更甚者只是提供幾門選修課程，不注重創(chuàng)新實驗室的建設?，F(xiàn)在大多數(shù)高校的社團，初衷都很好，吸引了大量大學生的創(chuàng)業(yè)理念，但是卻沒有形成一個完整的體系，沒有相關的培訓指導，沒有能把想法變成現(xiàn)實的資源。創(chuàng)客實驗室不僅要整合內部資源，鼓勵教師和學生積極參與競賽教育，還需要有政府、企業(yè)提供相應的資源，只有在政府、企業(yè)和學校都大力支持的情況下，創(chuàng)客實驗室才能達到真正意義上的競賽與教育相結合［3－5］。
二、創(chuàng)客實驗室的建設探索
1．創(chuàng)客實驗室建設基礎創(chuàng)客實驗室不同于傳統(tǒng)實驗室，也不是單純的專業(yè)科研研究室，是融合包括教學、體驗、借鑒、創(chuàng)新和實現(xiàn)的工程型人才培養(yǎng)體系而構建的，需要從整體上考慮，結合學校現(xiàn)有的條件進行設計。(1)師資力量:安徽工程大學創(chuàng)客實驗室擁有一批教學經驗豐富的指導教師，其中國家級優(yōu)秀教師2人，教授12人，副教授24人，擁有博士學歷教師18人。近幾年獲得省級教學成果特等獎1項、一等獎3項、二等獎3項。項目主持人為創(chuàng)新學院副院長，全國優(yōu)秀教師，長期指導大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學工作。(2)企業(yè)扶持基礎:目前和多家上市企業(yè)共建的實驗室，支持大學生的創(chuàng)新活動，與深圳配天集團、安徽鑫龍電器股份有限公司、廣東瑞德電子股份有限公司和英唐電子科技有限公司等上市企業(yè)聯(lián)合建立了實驗室。同時也和眾多中小企業(yè)建立產學研合作。(3)實驗設備和場地:創(chuàng)新學院依托電氣工程學院省級重點實驗室構建智能電網(wǎng)中心，與深圳配天集團建立“先進數(shù)控技術聯(lián)合實驗室”、與安徽鑫龍電器股份有限公司聯(lián)合建立“電器技術研究所”、與廣東瑞德電子股份有限公司聯(lián)合建立“瑞德創(chuàng)新實驗室”、與英唐電子科技有限公司建立“智能控制聯(lián)合實驗室”，擁有一批實驗設備和實驗場地(電工電子學實驗中心)，這些都為創(chuàng)客實驗室提供了較好的實驗條件。2．創(chuàng)客實驗室相關建設(1)線下實體實驗室建設為了開展相應的交流互動，創(chuàng)客實驗室建設了必要的硬件設施，如激光雕刻機和3D打印機等，還配備了必要的電子儀器設備如數(shù)字示波器、邏輯分析儀和無人機套件等。線下實體實驗室主要包括授課區(qū)、工作區(qū)、制作區(qū)、產品演示場地等4個實體功能區(qū)，創(chuàng)客實驗室的區(qū)域規(guī)劃圖如圖1所示。授課區(qū)主要用于教師、企業(yè)人員等對創(chuàng)客進行授課;工作區(qū)主要用于創(chuàng)客進行交流討論，為創(chuàng)客們提供一個線下交流溝通的平臺;制作區(qū)主要是創(chuàng)客們利用基礎創(chuàng)客工具以及3D打印設備進行加工制作的區(qū)域;產品演示場地用于產品的調試和練習操作，進行各種競賽活動;工程訓練中心和相關專業(yè)實驗室為創(chuàng)客工作提供相應的支持.(2)線上交互平臺建設創(chuàng)新學院專門建立了創(chuàng)客實驗室網(wǎng)站，為創(chuàng)客們提供了一個交流互動、分享創(chuàng)意、展示推廣的線上交互平臺。大學生創(chuàng)客們可以利用平臺進行創(chuàng)意的分享與交流，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃書的等;企業(yè)可以通過平臺對創(chuàng)意項目進行投資，對自己的產品進行營銷;投資者們可以通過平臺對大學生創(chuàng)客的創(chuàng)業(yè)項目進行輔導，進行創(chuàng)業(yè)項目的孵化［7］。3．建立創(chuàng)客實驗室“五元”互動體系所謂“五元”，即為學生、教師、創(chuàng)業(yè)公司、科技公司和投資公司。打造“企業(yè)+學校+學生”零距離平臺，將科技公司、創(chuàng)業(yè)公司和創(chuàng)業(yè)投資機構三類群體對接到零距離平臺，實現(xiàn)科技公司對學生技術指導、創(chuàng)業(yè)公司激發(fā)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情、投資機構提供高效創(chuàng)業(yè)環(huán)境，其“五元”互動體系結構圖如圖2所示。在培養(yǎng)學生創(chuàng)業(yè)同時，也為學生就業(yè)建立有效企業(yè)對接平臺，實現(xiàn)真正意義的校企共建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境。4．建立“3個課堂”高度融合的人才培養(yǎng)模式將創(chuàng)客實驗室融入現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式中，形成了第1課堂的理論教學、第2課堂的學科競賽、和第3課堂的創(chuàng)客實驗室一起構成的完整的人才培養(yǎng)模式，三者之間的關系如表1所示。第1課堂以理論教學為主，以教師為中心，主要學習理論知識;第2課堂是學科競賽，以學生為中心，主要鍛煉學生的實踐能力;第3課堂是創(chuàng)客實驗室，主要是各種合伙人進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，并對產品和創(chuàng)意進行孵化。只有通過3個課堂的高度融合，才能培養(yǎng)出全方位、高素質的綜合性人才.
三、創(chuàng)客實驗室建設成效
1．建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的氛圍。全校范圍內不同專業(yè)、不同年級的學生都可以在這個創(chuàng)客實驗室里分享自己的創(chuàng)意，通過平臺線上相關的創(chuàng)業(yè)公司、投資公司和科技公司的幫助，實現(xiàn)自己的創(chuàng)意，建立起一種人人創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新的校園創(chuàng)新氛圍。2．通過項目階段運行和各項創(chuàng)意活動的開展，形成多項開源硬件創(chuàng)意產品，并將其知識產權化，學生團隊在近五年獲得國家專利100多項，其中發(fā)明專利12項。3．培養(yǎng)出能夠參加各類競賽、爭取優(yōu)異成績的創(chuàng)新型學生團隊，通過這個平臺，可以鍛煉學生實踐動手的能力、克服困難的能力、團隊協(xié)作的能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。學生團隊在近五年的學科競賽中獲得國家特等獎2項、一等獎4項、二等獎15項。2015年，大學生團隊獲得全國大學生電子設計競賽全國一等獎3項。同時，2014年、2015年連續(xù)二屆獲得安徽省電子設計競賽TI杯(本科組排名第1)。在2016學生參加西門子自動化挑戰(zhàn)賽中獲全國特等獎1項一等獎1項、二等獎1項，創(chuàng)造我校歷史最好成績。4．總結創(chuàng)客實驗室建設和運行的相關經驗，形成了一個具有啟發(fā)引導作用的創(chuàng)新型的師資隊伍，改進和完善了新的課程教學體系。
結語
雖然創(chuàng)客實驗室里的創(chuàng)客都是以自主學習為主，最大限度的發(fā)揮自己的想像力和創(chuàng)造力，但是適當?shù)囊龑н€是必要的。學生在入學時對于專業(yè)的學習是有興趣和好奇心的，但是因為前期枯燥理論課的學習將學生的興趣和積極性消磨殆盡。將學科競賽的知識點分解成子項目，對剛進入創(chuàng)客實驗室的學生進行項目訓練，以調動其積極性，通過這樣的方式將學生聚集在一起，引導學生和創(chuàng)業(yè)公司、投資公司等進行溝通。通過摸索，以期建立一套創(chuàng)客實驗室良性運行的流程。創(chuàng)客實驗室把學校和企業(yè)技術無縫地銜接到一起，讓學生畢業(yè)后不需要長時間的培訓，就能馬上在企業(yè)中勝任相關專業(yè)的工作，形成學生個人和企業(yè)的雙贏模式。
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作者:王冠凌 王正剛 單位:安徽工程大學電氣工程學院
