創客教育與高等院校工程訓練的融合

賈 杰

(東北林業大學 土木工程學院, 黑龍江 哈爾濱 150040)

創客教育與高等院校工程訓練的融合

賈 杰

(東北林業大學 土木工程學院, 黑龍江 哈爾濱 150040)

創客教育所倡導的培養具有創新意識、創新思維和創造能力的新型人才,與高校工程訓練的目標和宗旨一致,二者的有機融合可以相互支撐,促進工程技術人才培養質量的提升。該文從學生能力和教師水平方面論述了創客教育對工程訓練的促進作用,并就創客教育對工程訓練教學理念、教學內容和教學方法等方面的革新進行了解析,最后提出高校應該依托工程訓練中心搭建創客教育基地,提高資源利用效率。

創客教育； 工程訓練； 實踐教學

2011年教育部頒布的“卓越工程師教育培養計劃”中明確提出要以強化學生工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心,遵循工程的集成與創新特征,重構課程體系和教學內容,建立工程實踐教育中心[1]。工程訓練是實踐教學的重要環節,對提高學生的全面素質,培養高質量、高層次的新世紀工程技術人才,起著其他課程所不可替代的作用[2]。創客教育作為一種新型的教育模式,秉承“開放創新、探究體驗”的教育理念,以在“創造中學習”為主要方式,培養各類創新型人才[3]。創客教育所倡導的培養具有創新意識、創新思維和創造能力的新型人才,與“卓越工程師教育培養計劃”中高校工程訓練的目標和宗旨一致,二者的有機融合可以相互支撐,促進工程技術人才培養質量的提升。

1 創客教育對高校工程訓練的促進

1.1 學生能力

“創客”一詞是克里斯·安德森在其著作《創客新工業革命》中首次提出的,認為擁有特定知識含量,具備創新、實踐、共享、交流的意識,愿意挑戰技術難題并將創意轉變為現實的人可被稱為“創客”[4]。國內學者楊現民和李冀紅認為,創客既是一群喜歡或享受創新的人,又是一種文化,一種態度,一種學習方式[3]。由此可知,高等院校開展創客教育的目的是培養喜歡或享受創新的大學生,同時在高校營造創客文化,提出創客態度,構建創客學習方式。校園創客文化培育大學生的創新意識與創新精神,創客態度讓大學生習慣于“動手操作,探究體驗”的學習過程,而“做中學”的創客學習方式幫助大學生在創造作品的過程中綜合運用多學科知識和技能,不斷地發現問題、分析問題并解決問題,使書本上的顯性知識內化為實踐中的隱性知識。

工程訓練是教育部在構建實驗教學示范中心的教學質量工程中組建的一門新型實踐課程,其內容包括機械制造、電工電子工藝、工業自動化與控制等方面。工程訓練將基本工藝理論、基本工藝知識和基本工藝實踐結合起來,強調實踐教學的同時重視學生創新能力的提高。工程訓練所涉及的學生專業眾多,年級層次不同,創客教育的引入為工程訓練的順利開展營造了基礎氛圍。各專業學生在創客文化的熏陶下自覺重視創新意識的培養和實踐動手能力的提高,在創客態度的指引下積極體驗工程訓練各實踐環節,勇于嘗試創新、創造,磨煉工藝實踐技能,在創客學習方式的幫助下切實加深對工程訓練內容的理解和掌握程度?？梢哉f,創客教育環境下,學生的創造能力、動手能力、解決問題能力以及團隊合作能力均有所提高,這對于高校工程訓練的推進十分有益。

1.2 教師水平

創客教育相較于傳統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,教師不再是權威和先知,其很可能和學生一樣成為一名學習者。由此看來,創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。教師不再是創客教育課堂的中心,而成為學習環境的設計者,負責管理學習人員、調控學習過程,提高創新實踐質量[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,還強調教師需要擁有開放、平和的心態,接受自身角色的變化,與學生一起探索,真正實現教學相長。高校工程訓練的前身是金工實習,指導教師講授的內容很多都是秉承舊的知識體系,遵循傳統的教學方法。然而單純的“教師講—學生做”模式,已經無法滿足當前學生的需求,且容易造成學生不思考、只復制的結果,難以充分調動學生的積極性,無法達到提升其創新性與實踐性的工程訓練目的。

創客教育與工程訓練的融合,將從根本上轉變教師的思想,推動“任務式教學”向“興趣式教學”邁進。這里的興趣不僅是學生的興趣,還包括指導教師的興趣。教師在“創客式工程訓練項目”中與學生一同學習、發現,激發了其自身教學研究的興趣,避免了以往工程訓練教學的枯燥和死板；同時,在富有創造性的實踐學習中,學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,從而能夠給予學生適當的引領和指導,無形之中提升了教師的水平和能力。

2 創客教育對高校工程訓練的革新

高校創客教育的引入,將從教學理念、教學內容及教學方式等方面對工程訓練進行革新[6],推動工程訓練教學的內涵式發展,提升高校工程教育品質。

2.1 工程訓練教學理念

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

創客教育強調開放屬性[8],高校工程訓練的教學理念中同樣應該存有此思想。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生能夠對工程訓練的內容進行客觀評價,教師能夠對工程訓練設置的合理性進行批判反思,教與學雙方均能以動態的視角與觀點看待工程訓練的發展；行為上的開放是指在工程訓練過程中,教師與學生都不再將自身禁錮于某一固定角色,學生作為工程訓練的主體能夠與教師進行開放性的對話,與同伴進行有效的合作；空間上的開放是指工程訓練中心應該盡可能地對學生開放,各種軟、硬件資源能夠隨時滿足學生實踐的需要,工程訓練中心不應該僅是一個上課的地方,而應變為學生思考、討論、創新、求證的聚集地。高校工程訓練教學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 工程訓練教學內容

教學理念的革新必然伴隨著教學內容的調整,優秀的創客項目具備8個要素:相關性、復雜性、新穎性、高投入、關聯性、分享性、可獲得性和充足的時間[3],工程訓練教學內容亦應該遵循這些原則修改完善。

相關性是指工程訓練內容應盡可能地貼近實際,滿足社會、企業對工程技術人才的培養需求,符合學生特點；復雜性意味著工程訓練涉及多門學科,需要注重知識之間的交叉利用,從而保證實現工程教育本身的系統性和完整性；新穎性聚焦于工程訓練項目的創新和前沿特征,這不僅能夠有效地吸引學生的關注，還為提升其創造力提供了機會；關聯性強調內容之間的聯系,現有工程訓練教學中存在著課程安排松散、內容聯系不緊密、指導教師“碎片式”教學等問題,從而導致學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],因此工程訓練教學內容應注意加強內容上的關聯感,培養學生的整體化思維；高投入描述了工程訓練項目對學生的吸引程度,學生是否愿意投入時間和精力顯示出工程訓練教學內容本身的趣味性與實用性；分享性體現出工程訓練過程離不開團隊協作,不同專業的學生、教師共同參與,形成跨學科研究與實踐模式[10],學生應學會合作互動、與人分享；可獲得性和充足的時間分別從訓練條件和時間要求上對工程訓練進行了規定,說明高等院校工程訓練應確保材料、設備、軟件、硬件的提供,以及工程訓練中心開放時間的自由度。

2.3 工程訓練教學方式

清華大學創客活動的引入者顧學雍副教授表示:“創客思潮為清華的教學方式帶來一種新的氣息”[11]。工程訓練教學體系由工程認識、工程實踐、綜合與創新3個部分組成。

在工程認識和工程實踐部分,傳統說教式教學能夠把教師的知識和經驗以最快的速度傳輸給學生,避免其多走彎路,卻因為直接告知最佳路徑而導致學生缺少思考[12]、批判意識不足以及創新精神缺乏。創客教育所推行的發現式教學法強調以學生為主體,獨立實現認識過程,恰好彌補了上述不足。指導教師可為學生設置問題情景,提供實驗素材,引導學生通過動手操作,自行發現知識,掌握概念、原理與規則,完成工程認識與實踐的訓練內容。綜合與創新部分可采用創客教育中最常見的項目教學法,鼓勵學生跨年級、跨專業組成項目團隊,自主研究、設計、試驗、制造項目產品,指導教師負責指導、監督、評價[13]。

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

3 依托工程訓練中心,搭建高校創客教育基地

我國創客教育的推廣面臨2個實際問題:經費問題和教師問題[5]。

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

在師資方面,工程訓練中心已經擁有一定數量專業知識深厚、教學經驗豐富的高學歷專職教師,高?？赏ㄟ^對這些教師進行統一培訓,灌輸創客教育的先進理念,提供參加各類創客大賽的機會,鼓勵開展實際創客活動等方式,使其兼具工程訓練導師和創客教育導師雙重身份。

2015年4月25—26日,創客教育基地聯盟成立大會暨創客教育生態系統構建高端論壇在清華大學舉行,清華大學基礎工業訓練中心響應國家創意創新創業教育的戰略,聯合近60所高校工程訓練中心以及來自全國各地的近10余家企業和創客機構,成立了“創客教育基地聯盟”[16]。各高校的工程訓練中心加入創客教育基地聯盟后,將進一步獲得來自國際、國家層面的政策法規、教育理念、技術手段、組織協調、資源共享、交流活動、社會需求等方面的廣泛信息,在創客教育的空間建設、運行保障、設備保障、學科交叉融合、項目組織、創意創新創業指導、校企合作等方面進行交流合作,力求推動我國創客教育的健康發展[16]。此舉印證了上述觀點,高?？梢劳泄こ逃柧氈行?搭建高校創客教育基地,將創客教育與工程訓練緊密結合、相互促進,提高資源利用效率。

4 結束語

創客教育的興起預示著未來知識的消費者將逐漸轉變為知識的創造者,而這一過程的實現離不開創客文化的普及與學生實踐創新能力的整體提高。高等院校工程訓練在此背景下應借助創客教育東風,積極探索、嘗試,不斷改革、發展,依托工程訓練中心,“面向工業界、面向世界、面向未來,培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才[1]”。

References)

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[3] 楊現民,李冀紅.創客教育的價值潛能及其爭議[J].現代遠程教育研究,2015(2):23-34.

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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教育教學改革工程項目“基于加強工程素質和創新能力的材料力學實驗課程教學改革研究”

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

E-mail：jiajiecontrol@126.com

G642

A

1002-4956(2015)12- 0030- 03