工程教育及学科竞赛融合的创客实验室建设

摘要:近年来，创客实验室的发展尤为迅猛，对传统的教育模式逐渐构成挑战。迎着创新创业教育发展的浪潮，深入分析了创客运动对创新创业教育发展的推动作用，安徽工程大学创新学院在已有的基础设施条件下，逐步建设成一个将工程教育与学科竞赛相融合的创客实验室。

关键词:工程教育;学科竞赛;创客实验室

随着创新概念和模式的发展，积极鼓励跨学科知识的整合，通过工程创新与资源整合来促进科学技术的发展已经成为必然趋势。十八届党代会提出了提高自主创新能力，实施创新创业人才为主的国家创新战略，在2020年使我国成为创新型国家，高等院校要以提高学生创新能力为核心，全面树立大学生创新和创业精神，特别注重弘扬创客运动先锋，不怕失败，建立起一个重视创新、敢于创业的社会，培养全社会的创新文化。大学生就业体制的改革，使大学生的就业成为高等学校应届毕业生必须要考虑的问题。创客实验室可以激活大学生的潜力，培养大学生的动手能力和创新思维。将学科竞赛和工程教育相融合，可以充分利用学科竞赛平台，以案例式教学模式，把理论知识穿插在实际的比赛中对学生进行传授。在创客实验室中老师也可以将学科竞赛中的具体问题下达给学生，引导学生进行思维训练，学生在已有的知识基础上运用工程的思维方式解决问题，充分发挥学生的创造力，实现学科竞赛和工程教育的相互促进。学生在创客实验室中，既能巩固专业知识，又能锻炼解决实际问题的能力，为以后从事科研活动奠定了扎实的基础［1－2］。

一、创客实验室建设当前的若干问题

1．单一的实验场地支持目前，很多高校创客实验室只是为学生提供相应的学习场地、活动交流空间和配套的硬件设备。创客实验室不仅仅是活动场地的提供，更重要的是提供一整套的创业创新服务，邀请专家、资深学者定期开展培训和咨询研讨会、学生参加学术竞赛、创建训练营等活动每项都很重要，不仅需要为大学生提供理论知识教育，还需要创建一个与其他高校学生竞争的平台，这样才能够激发学生的创造性思维，并将自己的开创性思维在竞赛中体现出来，最大化的发挥自己的潜能。2．忽略创客实验室的重要性、缺少校企合作部分学校提出创新型实验教学，但是都仅仅只是在学校里简简单单的上几节实验课，更甚者只是提供几门选修课程，不注重创新实验室的建设。现在大多数高校的社团，初衷都很好，吸引了大量大学生的创业理念，但是却没有形成一个完整的体系，没有相关的培训指导，没有能把想法变成现实的资源。创客实验室不仅要整合内部资源，鼓励教师和学生积极参与竞赛教育，还需要有政府、企业提供相应的资源，只有在政府、企业和学校都大力支持的情况下，创客实验室才能达到真正意义上的竞赛与教育相结合［3－5］。

二、创客实验室的建设探索

1．创客实验室建设基础创客实验室不同于传统实验室，也不是单纯的专业科研研究室，是融合包括教学、体验、借鉴、创新和实现的工程型人才培养体系而构建的，需要从整体上考虑，结合学校现有的条件进行设计。(1)师资力量:安徽工程大学创客实验室拥有一批教学经验丰富的指导教师，其中部级优秀教师2人，教授12人，副教授24人，拥有博士学历教师18人。近几年获得省级教学成果特等奖1项、一等奖3项、二等奖3项。项目主持人为创新学院副院长，全国优秀教师，长期指导大学生创新创业教学工作。(2)企业扶持基础:目前和多家上市企业共建的实验室，支持大学生的创新活动，与深圳配天集团、安徽鑫龙电器股份有限公司、广东瑞德电子股份有限公司和英唐电子科技有限公司等上市企业联合建立了实验室。同时也和众多中小企业建立产学研合作。(3)实验设备和场地:创新学院依托电气工程学院省级重点实验室构建智能电网中心，与深圳配天集团建立“先进数控技术联合实验室”、与安徽鑫龙电器股份有限公司联合建立“电器技术研究所”、与广东瑞德电子股份有限公司联合建立“瑞德创新实验室”、与英唐电子科技有限公司建立“智能控制联合实验室”，拥有一批实验设备和实验场地(电工电子学实验中心)，这些都为创客实验室提供了较好的实验条件。2．创客实验室相关建设(1)线下实体实验室建设为了开展相应的交流互动，创客实验室建设了必要的硬件设施，如激光雕刻机和3D打印机等，还配备了必要的电子仪器设备如数字示波器、逻辑分析仪和无人机套件等。线下实体实验室主要包括授课区、工作区、制作区、产品演示场地等4个实体功能区，创客实验室的区域规划图如图1所示。授课区主要用于教师、企业人员等对创客进行授课;工作区主要用于创客进行交流讨论，为创客们提供一个线下交流沟通的平台;制作区主要是创客们利用基础创客工具以及3D打印设备进行加工制作的区域;产品演示场地用于产品的调试和练习操作，进行各种竞赛活动;工程训练中心和相关专业实验室为创客工作提供相应的支持.(2)线上交互平台建设创新学院专门建立了创客实验室网站，为创客们提供了一个交流互动、分享创意、展示推广的线上交互平台。大学生创客们可以利用平台进行创意的分享与交流，创新创业计划书的等;企业可以通过平台对创意项目进行投资，对自己的产品进行营销;投资者们可以通过平台对大学生创客的创业项目进行辅导，进行创业项目的孵化［7］。3．建立创客实验室“五元”互动体系所谓“五元”，即为学生、教师、创业公司、科技公司和投资公司。打造“企业+学校+学生”零距离平台，将科技公司、创业公司和创业投资机构三类群体对接到零距离平台，实现科技公司对学生技术指导、创业公司激发学生创新创业热情、投资机构提供高效创业环境，其“五元”互动体系结构图如图2所示。在培养学生创业同时，也为学生就业建立有效企业对接平台，实现真正意义的校企共建创新创业环境。4．建立“3个课堂”高度融合的人才培养模式将创客实验室融入现有人才培养模式中，形成了第1课堂的理论教学、第2课堂的学科竞赛、和第3课堂的创客实验室一起构成的完整的人才培养模式，三者之间的关系如表1所示。第1课堂以理论教学为主，以教师为中心，主要学习理论知识;第2课堂是学科竞赛，以学生为中心，主要锻炼学生的实践能力;第3课堂是创客实验室，主要是各种合伙人进行创新创业，并对产品和创意进行孵化。只有通过3个课堂的高度融合，才能培养出全方位、高素质的综合性人才.

三、创客实验室建设成效

1．建立创新创业的氛围。全校范围内不同专业、不同年级的学生都可以在这个创客实验室里分享自己的创意，通过平台线上相关的创业公司、投资公司和科技公司的帮助，实现自己的创意，建立起一种人人创业，万众创新的校园创新氛围。2．通过项目阶段运行和各项创意活动的开展，形成多项开源硬件创意产品，并将其知识产权化，学生团队在近五年获得国家专利100多项，其中发明专利12项。3．培养出能够参加各类竞赛、争取优异成绩的创新型学生团队，通过这个平台，可以锻炼学生实践动手的能力、克服困难的能力、团队协作的能力和创新创业的能力。学生团队在近五年的学科竞赛中获得国家特等奖2项、一等奖4项、二等奖15项。2015年，大学生团队获得全国大学生电子设计竞赛全国一等奖3项。同时，2014年、2015年连续二届获得安徽省电子设计竞赛TI杯(本科组排名第1)。在2016学生参加西门子自动化挑战赛中获全国特等奖1项一等奖1项、二等奖1项，创造我校历史最好成绩。4．总结创客实验室建设和运行的相关经验，形成了一个具有启发引导作用的创新型的师资队伍，改进和完善了新的课程教学体系。

结语

虽然创客实验室里的创客都是以自主学习为主，最大限度的发挥自己的想像力和创造力，但是适当的引导还是必要的。学生在入学时对于专业的学习是有兴趣和好奇心的，但是因为前期枯燥理论课的学习将学生的兴趣和积极性消磨殆尽。将学科竞赛的知识点分解成子项目，对刚进入创客实验室的学生进行项目训练，以调动其积极性，通过这样的方式将学生聚集在一起，引导学生和创业公司、投资公司等进行沟通。通过摸索，以期建立一套创客实验室良性运行的流程。创客实验室把学校和企业技术无缝地衔接到一起，让学生毕业后不需要长时间的培训，就能马上在企业中胜任相关专业的工作，形成学生个人和企业的双赢模式。

参考文献

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［2］杨现民，李冀红．创客教育的价值潜能及其争议［J］．现代远程教育研究，2015(02):23－34．

［3］刘广，阮锦强，余文博，刘志兵．高校创客人才培养研究［J］．实验技术与管理，2016(04):19－21．

［4］杨建新，孙宏斌，李双寿，付志勇，顾学雍．美国高校创新教育实验室和社会创客空间考察［J］．现代教育技术，2015(05):27－32．

［5］徐清华，胡维佳．从理念到实体———美国麻省理工学院媒体实验室的创建［J］．世界教育信息，2009(04):67－70．

［6］倪丹，张俊国，高旋．基于校企合作平台的创客实验室建设研究［J］．成都工业学院学报，2017(03):92－96．

［7］方刚．测绘信息创客实验室建设的探索与实践［J］．凯里学院学报，2017(06):151－153．

作者:王冠凌 王正刚 单位:安徽工程大学电气工程学院