創(chuàng)客教育與高等院校工程訓(xùn)練的融合

賈 杰

(東北林業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院, 黑龍江 哈爾濱 150040)

創(chuàng)客教育與高等院校工程訓(xùn)練的融合

賈 杰

(東北林業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院, 黑龍江 哈爾濱 150040)

創(chuàng)客教育所倡導(dǎo)的培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的新型人才,與高校工程訓(xùn)練的目標(biāo)和宗旨一致,二者的有機融合可以相互支撐,促進(jìn)工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。該文從學(xué)生能力和教師水平方面論述了創(chuàng)客教育對工程訓(xùn)練的促進(jìn)作用,并就創(chuàng)客教育對工程訓(xùn)練教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面的革新進(jìn)行了解析,最后提出高校應(yīng)該依托工程訓(xùn)練中心搭建創(chuàng)客教育基地,提高資源利用效率。

創(chuàng)客教育； 工程訓(xùn)練； 實踐教學(xué)

2011年教育部頒布的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”中明確提出要以強化學(xué)生工程實踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力為核心,遵循工程的集成與創(chuàng)新特征,重構(gòu)課程體系和教學(xué)內(nèi)容,建立工程實踐教育中心[1]。工程訓(xùn)練是實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié),對提高學(xué)生的全面素質(zhì),培養(yǎng)高質(zhì)量、高層次的新世紀(jì)工程技術(shù)人才,起著其他課程所不可替代的作用[2]。創(chuàng)客教育作為一種新型的教育模式,秉承“開放創(chuàng)新、探究體驗”的教育理念,以在“創(chuàng)造中學(xué)習(xí)”為主要方式,培養(yǎng)各類創(chuàng)新型人才[3]。創(chuàng)客教育所倡導(dǎo)的培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的新型人才,與“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”中高校工程訓(xùn)練的目標(biāo)和宗旨一致,二者的有機融合可以相互支撐,促進(jìn)工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

1 創(chuàng)客教育對高校工程訓(xùn)練的促進(jìn)

1.1 學(xué)生能力

“創(chuàng)客”一詞是克里斯·安德森在其著作《創(chuàng)客新工業(yè)革命》中首次提出的,認(rèn)為擁有特定知識含量,具備創(chuàng)新、實踐、共享、交流的意識,愿意挑戰(zhàn)技術(shù)難題并將創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實的人可被稱為“創(chuàng)客”[4]。國內(nèi)學(xué)者楊現(xiàn)民和李冀紅認(rèn)為,創(chuàng)客既是一群喜歡或享受創(chuàng)新的人,又是一種文化,一種態(tài)度,一種學(xué)習(xí)方式[3]。由此可知,高等院校開展創(chuàng)客教育的目的是培養(yǎng)喜歡或享受創(chuàng)新的大學(xué)生,同時在高校營造創(chuàng)客文化,提出創(chuàng)客態(tài)度,構(gòu)建創(chuàng)客學(xué)習(xí)方式。校園創(chuàng)客文化培育大學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新精神,創(chuàng)客態(tài)度讓大學(xué)生習(xí)慣于“動手操作,探究體驗”的學(xué)習(xí)過程,而“做中學(xué)”的創(chuàng)客學(xué)習(xí)方式幫助大學(xué)生在創(chuàng)造作品的過程中綜合運用多學(xué)科知識和技能,不斷地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題,使書本上的顯性知識內(nèi)化為實踐中的隱性知識。

工程訓(xùn)練是教育部在構(gòu)建實驗教學(xué)示范中心的教學(xué)質(zhì)量工程中組建的一門新型實踐課程,其內(nèi)容包括機械制造、電工電子工藝、工業(yè)自動化與控制等方面。工程訓(xùn)練將基本工藝?yán)碚摗⒒竟に囍R和基本工藝實踐結(jié)合起來,強調(diào)實踐教學(xué)的同時重視學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。工程訓(xùn)練所涉及的學(xué)生專業(yè)眾多,年級層次不同,創(chuàng)客教育的引入為工程訓(xùn)練的順利開展?fàn)I造了基礎(chǔ)氛圍。各專業(yè)學(xué)生在創(chuàng)客文化的熏陶下自覺重視創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和實踐動手能力的提高,在創(chuàng)客態(tài)度的指引下積極體驗工程訓(xùn)練各實踐環(huán)節(jié),勇于嘗試創(chuàng)新、創(chuàng)造,磨煉工藝實踐技能,在創(chuàng)客學(xué)習(xí)方式的幫助下切實加深對工程訓(xùn)練內(nèi)容的理解和掌握程度?？梢哉f,創(chuàng)客教育環(huán)境下,學(xué)生的創(chuàng)造能力、動手能力、解決問題能力以及團隊合作能力均有所提高,這對于高校工程訓(xùn)練的推進(jìn)十分有益。

1.2 教師水平

創(chuàng)客教育相較于傳統(tǒng)教育最為明顯的差異即沒有固定的授課大綱,沒有既定的知識傳授過程,教師不再是權(quán)威和先知,其很可能和學(xué)生一樣成為一名學(xué)習(xí)者。由此看來,創(chuàng)客教育中教師的能力和水平似乎并不重要,而事實并非如此。教師不再是創(chuàng)客教育課堂的中心,而成為學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計者,負(fù)責(zé)管理學(xué)習(xí)人員、調(diào)控學(xué)習(xí)過程,提高創(chuàng)新實踐質(zhì)量[5]。這不僅對教師個人知識水平、課堂掌控能力提出了較高的要求,還強調(diào)教師需要擁有開放、平和的心態(tài),接受自身角色的變化,與學(xué)生一起探索,真正實現(xiàn)教學(xué)相長。高校工程訓(xùn)練的前身是金工實習(xí),指導(dǎo)教師講授的內(nèi)容很多都是秉承舊的知識體系,遵循傳統(tǒng)的教學(xué)方法。然而單純的“教師講—學(xué)生做”模式,已經(jīng)無法滿足當(dāng)前學(xué)生的需求,且容易造成學(xué)生不思考、只復(fù)制的結(jié)果,難以充分調(diào)動學(xué)生的積極性,無法達(dá)到提升其創(chuàng)新性與實踐性的工程訓(xùn)練目的。

創(chuàng)客教育與工程訓(xùn)練的融合,將從根本上轉(zhuǎn)變教師的思想,推動“任務(wù)式教學(xué)”向“興趣式教學(xué)”邁進(jìn)。這里的興趣不僅是學(xué)生的興趣,還包括指導(dǎo)教師的興趣。教師在“創(chuàng)客式工程訓(xùn)練項目”中與學(xué)生一同學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn),激發(fā)了其自身教學(xué)研究的興趣,避免了以往工程訓(xùn)練教學(xué)的枯燥和死板；同時,在富有創(chuàng)造性的實踐學(xué)習(xí)中,學(xué)生期待從教師處獲得更多的幫助和支持,這將促使教師不斷增加自己的知識儲備和工程閱歷,從而能夠給予學(xué)生適當(dāng)?shù)囊I(lǐng)和指導(dǎo),無形之中提升了教師的水平和能力。

2 創(chuàng)客教育對高校工程訓(xùn)練的革新

高校創(chuàng)客教育的引入,將從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式等方面對工程訓(xùn)練進(jìn)行革新[6],推動工程訓(xùn)練教學(xué)的內(nèi)涵式發(fā)展,提升高校工程教育品質(zhì)。

2.1 工程訓(xùn)練教學(xué)理念

教學(xué)理念是人們對教學(xué)活動的看法和持有的基本態(tài)度和觀念,教學(xué)理念對教學(xué)活動具有極其重要的指導(dǎo)意義。早期的金工實習(xí),以實踐教育為教學(xué)理念,培養(yǎng)學(xué)生成為具有吃苦耐勞精神和動手能力的工程技術(shù)人才。而現(xiàn)在的工程訓(xùn)練,以創(chuàng)新教育為教學(xué)理念,培養(yǎng)學(xué)生成為兼具實踐能力和創(chuàng)新能力的高水平工程人才[7]。教學(xué)理念的變遷使得工程訓(xùn)練和創(chuàng)客教育不謀而合,且創(chuàng)客教育為工程訓(xùn)練教學(xué)理念引入了除創(chuàng)新與實踐以外的其他新元素。

創(chuàng)客教育強調(diào)開放屬性[8],高校工程訓(xùn)練的教學(xué)理念中同樣應(yīng)該存有此思想。這里的開放包括3層含義:思想上的開放、行為上的開放和空間上的開放。思想上的開放是指學(xué)生能夠?qū)こ逃?xùn)練的內(nèi)容進(jìn)行客觀評價,教師能夠?qū)こ逃?xùn)練設(shè)置的合理性進(jìn)行批判反思,教與學(xué)雙方均能以動態(tài)的視角與觀點看待工程訓(xùn)練的發(fā)展；行為上的開放是指在工程訓(xùn)練過程中,教師與學(xué)生都不再將自身禁錮于某一固定角色,學(xué)生作為工程訓(xùn)練的主體能夠與教師進(jìn)行開放性的對話,與同伴進(jìn)行有效的合作；空間上的開放是指工程訓(xùn)練中心應(yīng)該盡可能地對學(xué)生開放,各種軟、硬件資源能夠隨時滿足學(xué)生實踐的需要,工程訓(xùn)練中心不應(yīng)該僅是一個上課的地方,而應(yīng)變?yōu)閷W(xué)生思考、討論、創(chuàng)新、求證的聚集地。高校工程訓(xùn)練教學(xué)理念的開放性特征為其自身橫向與縱向拓展提供了無限可能。

2.2 工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)理念的革新必然伴隨著教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整,優(yōu)秀的創(chuàng)客項目具備8個要素:相關(guān)性、復(fù)雜性、新穎性、高投入、關(guān)聯(lián)性、分享性、可獲得性和充足的時間[3],工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容亦應(yīng)該遵循這些原則修改完善。

相關(guān)性是指工程訓(xùn)練內(nèi)容應(yīng)盡可能地貼近實際,滿足社會、企業(yè)對工程技術(shù)人才的培養(yǎng)需求,符合學(xué)生特點；復(fù)雜性意味著工程訓(xùn)練涉及多門學(xué)科,需要注重知識之間的交叉利用,從而保證實現(xiàn)工程教育本身的系統(tǒng)性和完整性；新穎性聚焦于工程訓(xùn)練項目的創(chuàng)新和前沿特征,這不僅能夠有效地吸引學(xué)生的關(guān)注，還為提升其創(chuàng)造力提供了機會；關(guān)聯(lián)性強調(diào)內(nèi)容之間的聯(lián)系,現(xiàn)有工程訓(xùn)練教學(xué)中存在著課程安排松散、內(nèi)容聯(lián)系不緊密、指導(dǎo)教師“碎片式”教學(xué)等問題,從而導(dǎo)致學(xué)生對整個工藝流程的理解和掌握不到位,獨立解決問題的能力較差[9],因此工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容應(yīng)注意加強內(nèi)容上的關(guān)聯(lián)感,培養(yǎng)學(xué)生的整體化思維；高投入描述了工程訓(xùn)練項目對學(xué)生的吸引程度,學(xué)生是否愿意投入時間和精力顯示出工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容本身的趣味性與實用性；分享性體現(xiàn)出工程訓(xùn)練過程離不開團隊協(xié)作,不同專業(yè)的學(xué)生、教師共同參與,形成跨學(xué)科研究與實踐模式[10],學(xué)生應(yīng)學(xué)會合作互動、與人分享；可獲得性和充足的時間分別從訓(xùn)練條件和時間要求上對工程訓(xùn)練進(jìn)行了規(guī)定,說明高等院校工程訓(xùn)練應(yīng)確保材料、設(shè)備、軟件、硬件的提供,以及工程訓(xùn)練中心開放時間的自由度。

2.3 工程訓(xùn)練教學(xué)方式

清華大學(xué)創(chuàng)客活動的引入者顧學(xué)雍副教授表示:“創(chuàng)客思潮為清華的教學(xué)方式帶來一種新的氣息”[11]。工程訓(xùn)練教學(xué)體系由工程認(rèn)識、工程實踐、綜合與創(chuàng)新3個部分組成。

在工程認(rèn)識和工程實踐部分,傳統(tǒng)說教式教學(xué)能夠把教師的知識和經(jīng)驗以最快的速度傳輸給學(xué)生,避免其多走彎路,卻因為直接告知最佳路徑而導(dǎo)致學(xué)生缺少思考[12]、批判意識不足以及創(chuàng)新精神缺乏。創(chuàng)客教育所推行的發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法強調(diào)以學(xué)生為主體,獨立實現(xiàn)認(rèn)識過程,恰好彌補了上述不足。指導(dǎo)教師可為學(xué)生設(shè)置問題情景,提供實驗素材,引導(dǎo)學(xué)生通過動手操作,自行發(fā)現(xiàn)知識,掌握概念、原理與規(guī)則,完成工程認(rèn)識與實踐的訓(xùn)練內(nèi)容。綜合與創(chuàng)新部分可采用創(chuàng)客教育中最常見的項目教學(xué)法,鼓勵學(xué)生跨年級、跨專業(yè)組成項目團隊,自主研究、設(shè)計、試驗、制造項目產(chǎn)品,指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)、監(jiān)督、評價[13]。

美國工程院院士何明輝教授建議中國的工程訓(xùn)練教學(xué)注意在跨領(lǐng)域融合、系統(tǒng)觀點和與企業(yè)界合作交流3個方面的發(fā)展[14]。2013年11月4日,清華大學(xué)在工程訓(xùn)練中心啟動了“創(chuàng)客功夫·清華派”清華大學(xué)駐校創(chuàng)客項目,邀請國內(nèi)外頂級創(chuàng)客以指導(dǎo)員或共同創(chuàng)作者的身份參與學(xué)生創(chuàng)新活動[15]。這種實踐教學(xué)方式,不僅激發(fā)了學(xué)生實踐動手創(chuàng)造的熱情,也加強了校內(nèi)、外的聯(lián)系與合作,提升了工程訓(xùn)練的社會價值,取得了良好的社會效應(yīng)[16]。

3 依托工程訓(xùn)練中心,搭建高校創(chuàng)客教育基地

我國創(chuàng)客教育的推廣面臨2個實際問題:經(jīng)費問題和教師問題[5]。

經(jīng)費不足使得高校無法購置所需設(shè)備及器材構(gòu)建創(chuàng)客教育空間,且即使具備了硬件條件,教師對創(chuàng)客教育的陌生和不理解也將使創(chuàng)客教育難以為繼。2006年起,教育部在全國范圍內(nèi)起動了為期5年的“高等學(xué)校本科教學(xué)與質(zhì)量工程”項目,實施期間全國547所理工科院校的大多數(shù)都建立了工程訓(xùn)練中心[13]。在資金方面,工程訓(xùn)練中心享有來自學(xué)校、地方甚至國家的財政撥款,尤其是國家級工程訓(xùn)練示范中心，更是在教學(xué)面積、儀器設(shè)備資產(chǎn)、運營經(jīng)費及可容納學(xué)生數(shù)量方面具有不可比擬的優(yōu)勢,高?？蓪Υ思右猿浞掷?建設(shè)創(chuàng)客教育空間,實現(xiàn)資源共享。

在師資方面,工程訓(xùn)練中心已經(jīng)擁有一定數(shù)量專業(yè)知識深厚、教學(xué)經(jīng)驗豐富的高學(xué)歷專職教師,高?？赏ㄟ^對這些教師進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn),灌輸創(chuàng)客教育的先進(jìn)理念,提供參加各類創(chuàng)客大賽的機會,鼓勵開展實際創(chuàng)客活動等方式,使其兼具工程訓(xùn)練導(dǎo)師和創(chuàng)客教育導(dǎo)師雙重身份。

2015年4月25—26日,創(chuàng)客教育基地聯(lián)盟成立大會暨創(chuàng)客教育生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建高端論壇在清華大學(xué)舉行,清華大學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心響應(yīng)國家創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的戰(zhàn)略,聯(lián)合近60所高校工程訓(xùn)練中心以及來自全國各地的近10余家企業(yè)和創(chuàng)客機構(gòu),成立了“創(chuàng)客教育基地聯(lián)盟”[16]。各高校的工程訓(xùn)練中心加入創(chuàng)客教育基地聯(lián)盟后,將進(jìn)一步獲得來自國際、國家層面的政策法規(guī)、教育理念、技術(shù)手段、組織協(xié)調(diào)、資源共享、交流活動、社會需求等方面的廣泛信息,在創(chuàng)客教育的空間建設(shè)、運行保障、設(shè)備保障、學(xué)科交叉融合、項目組織、創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)、校企合作等方面進(jìn)行交流合作,力求推動我國創(chuàng)客教育的健康發(fā)展[16]。此舉印證了上述觀點,高?？梢劳泄こ逃?xùn)練中心,搭建高校創(chuàng)客教育基地,將創(chuàng)客教育與工程訓(xùn)練緊密結(jié)合、相互促進(jìn),提高資源利用效率。

4 結(jié)束語

創(chuàng)客教育的興起預(yù)示著未來知識的消費者將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的創(chuàng)造者,而這一過程的實現(xiàn)離不開創(chuàng)客文化的普及與學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的整體提高。高等院校工程訓(xùn)練在此背景下應(yīng)借助創(chuàng)客教育東風(fēng),積極探索、嘗試,不斷改革、發(fā)展,依托工程訓(xùn)練中心,“面向工業(yè)界、面向世界、面向未來,培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才[1]”。

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Combination of maker education and engineering training in higher colleges and universities

Jia Jie

(College of Civil Engineering, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)

This paper discusses the promoting role of maker education in engineering training from students’ ability and teaching level of teacher, and analyzes the innovation of engineering training in teaching idea, teaching contents and teaching methods which are introduced by the maker education. Finally, it puts forward that universities should build maker space based on the engineering training center to improve resource utilization efficiency.

maker education; engineering training; practical teaching

2015- 06- 11

黑龍江省教育廳新世紀(jì)教育教學(xué)改革工程項目“基于加強工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的材料力學(xué)實驗課程教學(xué)改革研究”

賈杰( 1980—),男,山西岢嵐,博士,講師,研究方向為非線性動力學(xué)控制.

E-mail：jiajiecontrol@126.com

G642

A

1002-4956(2015)12- 0030- 03