胡福文, 徐宏海, 張超英, 畢 松, 丁維龍

(1. 北方工業(yè)大學(xué) 機(jī)械與材料工程學(xué)院, 北京 100144；2. 北方工業(yè)大學(xué) 電氣與控制工程學(xué)院,北京 100144； 3. 北方工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院, 北京 100144)

基于創(chuàng)客文化的實(shí)驗(yàn)室開放平臺建設(shè)研究與探索

胡福文1, 徐宏海1, 張超英1, 畢 松2, 丁維龍3

(1. 北方工業(yè)大學(xué) 機(jī)械與材料工程學(xué)院, 北京 100144；2. 北方工業(yè)大學(xué) 電氣與控制工程學(xué)院,北京 100144； 3. 北方工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院, 北京 100144)

創(chuàng)客是新工業(yè)革命的弄潮兒,是未來個(gè)性化制造模式的推動者。創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)活動和創(chuàng)客活動本質(zhì)上是一致的,基于這一點(diǎn)首先闡明了人才培養(yǎng)創(chuàng)客化的基本內(nèi)涵。進(jìn)一步基于創(chuàng)客文化,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺建設(shè)的實(shí)踐歷程,闡述了在自制造環(huán)境建設(shè)、開發(fā)硬件平臺建設(shè)、團(tuán)隊(duì)建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)等方面開展的有益探索。最后客觀分析了實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺發(fā)展建設(shè)過程中存在的實(shí)際問題,提出了實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺可持續(xù)發(fā)展的應(yīng)對策略。

創(chuàng)客文化； 自制造； 實(shí)驗(yàn)室開放

基于互聯(lián)網(wǎng)的資源分享平臺、極客(Geek)社區(qū)、創(chuàng)客(Maker)社區(qū)以及微信、微博等自媒體傳播交流平臺,對于激發(fā)大學(xué)生創(chuàng)新熱情、開闊創(chuàng)新眼界、提升創(chuàng)造能力、促進(jìn)技術(shù)交流和資源共享所起的作用越來越大。此外,Arduino、BeagleBone、Raspberry Pi等開源硬件平臺極大地降低了產(chǎn)品開發(fā)的門檻和成本,3D打印技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)的普及極大地降低了產(chǎn)品制造的門檻和成本,從而使創(chuàng)客運(yùn)動在全球范圍內(nèi)蓬勃興起[1-2]?；谏鲜霰尘?將創(chuàng)客文化和實(shí)驗(yàn)室開放有機(jī)結(jié)合,探索高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室開放平臺建設(shè)的新理念和新途徑,促進(jìn)人才培養(yǎng)創(chuàng)客化,對于全方位提高大學(xué)生和研究生的創(chuàng)新、創(chuàng)造和創(chuàng)業(yè)能力具有重要意義。

1 人才培養(yǎng)創(chuàng)客化的基本內(nèi)涵

2012年,美國著名網(wǎng)絡(luò)雜志《連線》主編克里斯·安德森(Chris Anderson)的著作《創(chuàng)客:新工業(yè)革命》[3]出版后,讓“創(chuàng)客”一詞風(fēng)靡網(wǎng)絡(luò),讓創(chuàng)客群體受到了前所未有的廣泛關(guān)注。盡管“創(chuàng)客”一詞至今沒有統(tǒng)一的準(zhǔn)確定義,但是其基本內(nèi)涵卻被廣泛認(rèn)同,即利用開源的硬件平臺和軟件平臺,進(jìn)行創(chuàng)意和創(chuàng)新,然后利用3D打印技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)或傳統(tǒng)制造技術(shù),制作出原型樣機(jī),并進(jìn)一步利用互聯(lián)網(wǎng)(例如眾籌平臺)將原型樣機(jī)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品。簡單地說,創(chuàng)客就是新技術(shù)條件下從事創(chuàng)新、創(chuàng)造和創(chuàng)業(yè)的一類“新人”。毫無疑問,創(chuàng)客是互聯(lián)網(wǎng)向制造業(yè)深化、數(shù)字化直接制造技術(shù)發(fā)展、開源軟硬件平臺興起等綜合作用的產(chǎn)物,是傳統(tǒng) “DIYer”的升級版,是新工業(yè)革命的弄潮兒,是未來個(gè)性化制造模式和“自時(shí)代”的推動者[4-5]。

創(chuàng)客文化的基本內(nèi)涵是創(chuàng)新,同時(shí)特別強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)(learning through doing)”,注重實(shí)現(xiàn)樣機(jī)制造和產(chǎn)品化推廣?？梢钥闯鰟?chuàng)客文化內(nèi)涵與高等學(xué)校大力倡導(dǎo)的“創(chuàng)新、創(chuàng)造和創(chuàng)業(yè)”三創(chuàng)教育在本質(zhì)上是一致的,只不過前者可能更加注重基于互聯(lián)網(wǎng)開放資源的自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新、自主制造和自主創(chuàng)業(yè),而后者可能更加注重基于系統(tǒng)理論學(xué)習(xí)的教師指導(dǎo)下創(chuàng)新、創(chuàng)造和創(chuàng)業(yè)。顯然,在互聯(lián)網(wǎng)無處不在、網(wǎng)絡(luò)資源爆炸式增長、每個(gè)人都是網(wǎng)絡(luò)客戶端的情況下,發(fā)揚(yáng)創(chuàng)客文化,主動在人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中推廣創(chuàng)客運(yùn)動,促進(jìn)人才培養(yǎng)創(chuàng)客化是大勢所趨,也是促進(jìn)創(chuàng)新型、綜合型人才培養(yǎng)的新途徑。

1.1 人才培養(yǎng)創(chuàng)客化的本質(zhì)仍是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才

人才培養(yǎng)創(chuàng)客化,首先不是讓學(xué)生自己完全依賴互聯(lián)網(wǎng)資源和自制造工具進(jìn)行創(chuàng)新、創(chuàng)造和創(chuàng)業(yè),這是因?yàn)樵趯I(yè)知識體系和技能體系上,大部分學(xué)生還不能和已經(jīng)成為“創(chuàng)客”的人相比,另外大部分學(xué)生在求學(xué)期間也很難獨(dú)自獲得齊備的自制造工具和設(shè)備。其次,人才培養(yǎng)創(chuàng)客化更不是傳統(tǒng)意義上的讓學(xué)生參與預(yù)先由導(dǎo)師設(shè)計(jì)好的、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或目標(biāo)明確的科研項(xiàng)目,而是在“教學(xué)平等”的原則下,基于“做中學(xué)”的創(chuàng)客文化,針對有價(jià)值、有興趣的課題,教師和學(xué)生共同參與、共同創(chuàng)新、共同制造原型樣機(jī)、共同借助互聯(lián)網(wǎng)將樣機(jī)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的過程。在這個(gè)過程中,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到充分激發(fā),學(xué)生的創(chuàng)造能力得到充分鍛煉,學(xué)生的創(chuàng)業(yè)能力也可以通過互聯(lián)網(wǎng)平臺獲得科學(xué)、廣泛的評價(jià)機(jī)會。人才培養(yǎng)創(chuàng)客化從概念上來說比培養(yǎng)創(chuàng)新人才內(nèi)涵更豐富,更具有時(shí)代感,更加能面向新工業(yè)革命的需求。

1.2 人才培養(yǎng)創(chuàng)客化的主要平臺是實(shí)驗(yàn)室開放

首先,創(chuàng)客活動離不開相關(guān)軟件平臺和硬件平臺,離不開3D打印機(jī)、數(shù)控加工機(jī)床等設(shè)備以及大量的儀器、工具和材料,離不開和互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的實(shí)時(shí)交流,這種創(chuàng)客環(huán)境既無法在圖書館中建立,也無法在滿是桌椅板凳的教室中建立,只能依靠實(shí)驗(yàn)室開放才能建立起來。其次,目前大部分大學(xué)生的基礎(chǔ)工程實(shí)踐能力嚴(yán)重不足,已經(jīng)成為開展創(chuàng)客活動的瓶頸,也需要通過實(shí)驗(yàn)室開放進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練和提高。因此,實(shí)驗(yàn)室開放是人才培養(yǎng)創(chuàng)客化的根本渠道。當(dāng)然,人才培養(yǎng)創(chuàng)客化對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境也提出了更高的要求,比如說齊備的自制造環(huán)境等。

1.3 人才培養(yǎng)創(chuàng)客化是新工業(yè)革命的必然要求

以3D打印技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、智能硬件、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)蓬勃應(yīng)用為標(biāo)志的新工業(yè)革命已經(jīng)到來[6-7],終端應(yīng)用產(chǎn)品的客戶化定制生產(chǎn)將在很大程度上取代大批量規(guī)模化生產(chǎn)。傳統(tǒng) “專業(yè)細(xì)分”下的人才培養(yǎng)體系,將一個(gè)完整產(chǎn)品所涵蓋的技術(shù)理論知識劃分得支離破碎,從而使僅依靠某個(gè)專業(yè)的學(xué)生根本無法實(shí)現(xiàn)個(gè)性化制造的“精確拼圖”。因此從面向未來、長遠(yuǎn)發(fā)展的角度看,打破專業(yè)界限,基于多學(xué)科、跨專業(yè),“跨界融合、集成創(chuàng)新”,實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)創(chuàng)客化,是高等學(xué)校工科專業(yè)適應(yīng)新工業(yè)革命發(fā)展的必然要求。

2 實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺建設(shè)的實(shí)踐探索

實(shí)驗(yàn)室開放是人才培養(yǎng)創(chuàng)客化的主渠道,同時(shí),人才培養(yǎng)創(chuàng)客化對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境建設(shè)也提出了更高的要求。由于專業(yè)細(xì)分和歷史發(fā)展原因,很多高校的實(shí)驗(yàn)室都是專門功能或單一功能的實(shí)驗(yàn)室,根本不具備開展創(chuàng)客活動所需要的完整條件?；蛟S從整個(gè)學(xué)校的視角看條件是具備的,比如說數(shù)控機(jī)床在數(shù)控中心,3D打印機(jī)在工業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室,開源硬件在電子實(shí)驗(yàn)室。但是,學(xué)生開展創(chuàng)客活動的時(shí)候,在這么多不同部門管轄的實(shí)驗(yàn)室之間穿梭,從時(shí)間效率上來說不科學(xué),另外由于不同實(shí)驗(yàn)室的管理制度和有關(guān)教師對待學(xué)生實(shí)踐態(tài)度的差異,也會影響學(xué)生開展創(chuàng)客實(shí)踐活動的積極性。比如說有的學(xué)生去某個(gè)實(shí)驗(yàn)室借用加工設(shè)備時(shí),有關(guān)教師一句“設(shè)備壞了,正在維修”或者“現(xiàn)在正忙別的工作,無法使用”,就將滿懷創(chuàng)造熱情的學(xué)生打發(fā)了,而學(xué)生也無法去進(jìn)一步深究，究竟真的是設(shè)備壞了，還是教師在推諉。因此,建立適合人才培養(yǎng)創(chuàng)客化的實(shí)驗(yàn)室開放平臺并不是一件簡單的事情。當(dāng)然,若是學(xué)校自上而下推動此事,進(jìn)行資源整合,加大資金和場地投入,建立面向人才培養(yǎng)創(chuàng)客化的實(shí)驗(yàn)室開放平臺,是最好不過的事。這不僅需要學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的大力支持,需要教學(xué)理念的根本轉(zhuǎn)變,需要資源的整合,需要建設(shè)周期,更需要建立配套的師資隊(duì)伍[8-9]。

近2年多來,我們結(jié)合實(shí)驗(yàn)室原有的基礎(chǔ),著眼于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,堅(jiān)持自下、主動推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺建設(shè),采取了一些實(shí)驗(yàn)室開放平臺化建設(shè)措施。

2.1 因地制宜,多方籌措,建立實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺的“自制造”環(huán)境

齊備的自制造工具和相對完整的自制造環(huán)境,是開展創(chuàng)客活動的前提條件之一。我們實(shí)驗(yàn)室原來有1臺小型的三軸數(shù)控加工中心和1臺小型的數(shù)控車床,為了滿足學(xué)生創(chuàng)客活動需求,補(bǔ)充購買了一些刀具、夾具,基本上能夠滿足小型零件的數(shù)控加工要求。后來,又通過DIY的方式自制了1臺3D打印機(jī)和1臺小型搖籃式五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床。應(yīng)用效果證明,自制的設(shè)備在性能上和商業(yè)化的同類設(shè)備不相上下,但是通過自制設(shè)備不僅節(jié)省了資金投入,也是一次非常好的創(chuàng)客活動。在學(xué)校的支持下,通過北京市教學(xué)專項(xiàng)建設(shè)進(jìn)一步購買了正版的PowerMILL、Vericut等計(jì)算機(jī)輔助制造軟件。另外,實(shí)驗(yàn)室還逐步配備了型材切割機(jī)、微型折彎機(jī)、線號機(jī)等輔助工具,建立了一個(gè)相對完整的 “自制造”環(huán)境,極大地方便了學(xué)生,基本上能夠滿足學(xué)生開展創(chuàng)客活動的需要,如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺的自制造環(huán)境

2.2 因材施教,鼓勵(lì)探索,逐步建立面向創(chuàng)客實(shí)踐開發(fā)和創(chuàng)新應(yīng)用的硬件平臺

降低硬件開發(fā)入門門檻,提供多層次、多類型的硬件開發(fā)平臺,是大規(guī)模開展創(chuàng)客活動的第2個(gè)前提條件。為了便于不同專業(yè)背景、不同興趣取向的學(xué)生都可以開展創(chuàng)客活動,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客夢想,目前實(shí)驗(yàn)室主要提供了3種類型的硬件開發(fā)平臺:一是基于80C51內(nèi)核或與80C51兼容的通用單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用平臺,該平臺適合有單片機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)生開展創(chuàng)客活動。二是提供了一個(gè)起源于意大利的易學(xué)、易用的開源平臺Arduino[10]。實(shí)踐證明,Arduino開源平臺非常適合沒有單片機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)生上手學(xué)習(xí)和進(jìn)行創(chuàng)意產(chǎn)品的開發(fā)。三是提供了基于三菱PLC的工業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)平臺,該平臺直接面向工業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用,既有利于學(xué)生開展創(chuàng)客活動,又有利于學(xué)生將來的求職就業(yè)。

2.3 注重實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺的團(tuán)隊(duì)建設(shè)

逐步建成了一支從一至四年級本科生和碩士研究生共同參與的梯階式創(chuàng)客團(tuán)隊(duì),確保薪火相傳、持續(xù)發(fā)展。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的初期,指導(dǎo)教師花費(fèi)很大的精力指導(dǎo)剛?cè)雽?shí)驗(yàn)室的學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識、掌握相關(guān)工具,帶一屆學(xué)生后,對于后續(xù)加入的學(xué)生,主要讓培養(yǎng)過的學(xué)生帶他們開展創(chuàng)客活動。其次,隨著加入創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)人數(shù)的增多,逐步建立了“周值—周簽—周報(bào)”的規(guī)范化制度。周值即安排學(xué)生每周在實(shí)驗(yàn)室值一次班,這一方面確保了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的活動時(shí)間,另一方面保證了實(shí)驗(yàn)室7×12 h對外開放；周簽即要求學(xué)生每周到實(shí)驗(yàn)室報(bào)到3～4次,這主要是保證學(xué)生和教師的見面交流機(jī)會；周報(bào)即團(tuán)隊(duì)每周定期舉行集體交流匯報(bào)活動,平均每個(gè)學(xué)生2～3周做一次報(bào)告,這既是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法,也是團(tuán)隊(duì)共同交流學(xué)習(xí)的平臺。

規(guī)范化的管理不僅確保了創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)的和諧發(fā)展,也從根本上促進(jìn)了學(xué)生自身綜合能力的提高。此外,還建立了“比學(xué)習(xí)、比創(chuàng)新”的激勵(lì)制度,每學(xué)期根據(jù)學(xué)生在創(chuàng)客平臺中的表現(xiàn)給予適當(dāng)?shù)莫剟?lì),增強(qiáng)學(xué)生參與創(chuàng)客活動的榮譽(yù)感和成就感。

2.4 注重實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺的文化建設(shè)

大力弘揚(yáng)創(chuàng)客文化,形成統(tǒng)一的文化認(rèn)同。首先,制作了以“創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)、行動、團(tuán)隊(duì)”為主題的掛圖,掛在實(shí)驗(yàn)室的墻上,潛移默化地影響學(xué)生的日常行為。其次,充分利用QQ群和微博等自媒體空間,逐步建立資源分享、即時(shí)交流的共享溝通平臺。周報(bào)的PPT和錄像,以及有價(jià)值的學(xué)習(xí)資源均共享到QQ群空間里,不僅方便了大家的學(xué)習(xí)交流,也有利于培養(yǎng)學(xué)生積極分享、樂于分享的創(chuàng)客精神。

總之,經(jīng)過2年多的建設(shè)和發(fā)展,我們大力推動的實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺建設(shè)已經(jīng)取得了一些建設(shè)成果,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1) 創(chuàng)新作品數(shù)量大量增加,質(zhì)量大幅提高,制造周期大幅縮短。近2年來,創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)制作的各類作品已經(jīng)在第六屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、第八屆全國大學(xué)生電氣與自動化大賽、北京市第二屆大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力大賽、首都高校第七屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、第四屆北京市屬高?！皠?chuàng)想杯”多媒體課件制作與微課程大賽等國家級、省部級科技競賽活動中獲獎累計(jì)5項(xiàng),學(xué)生署名發(fā)表EI檢索論文2篇,申請國家專利5項(xiàng),登記軟件著作權(quán)2項(xiàng),此外團(tuán)隊(duì)中2名學(xué)生被順利保送清華大學(xué)讀研究生。

圖2為獲得第六屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽二等獎的作品。該作品緊扣大賽“幻·夢課堂”主題,面向“機(jī)械原理”課堂教學(xué),基于仿生學(xué)原理,綜合應(yīng)用齒輪傳動、凸輪傳動、多級連桿機(jī)構(gòu)、偏心齒輪傳動等多種運(yùn)動機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)并制造出了一個(gè)仿生“機(jī)械馬”,直觀、生動、形象地體現(xiàn)了“機(jī)械原理”課程的大部分知識點(diǎn)。另外,作品采用觸摸屏和二維碼等2種人機(jī)交互方法,綜合應(yīng)用單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、舵機(jī)等，實(shí)現(xiàn)了“機(jī)械馬”運(yùn)動的交互式、參數(shù)化控制,顯著提高了課堂教學(xué)的互動性,最大限度地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

圖2 實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺的創(chuàng)新作品“馬到成功”

(2) 初步建立了“從基礎(chǔ)工程實(shí)踐、到創(chuàng)新作品制作、到工業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用”相對完整、覆蓋面廣的實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺體系。該體系具有“激發(fā)創(chuàng)新、注重實(shí)踐、學(xué)科融合、開放充分”的鮮明特征,可以充分滿足不同興趣學(xué)生的發(fā)展需求,最廣泛地吸引樂于實(shí)踐的學(xué)生加入到創(chuàng)客平臺上來學(xué)習(xí)、實(shí)踐和創(chuàng)新。其中基礎(chǔ)工程實(shí)踐訓(xùn)練主要是針對學(xué)生在金工實(shí)踐訓(xùn)練、電子工藝實(shí)踐訓(xùn)練、編程實(shí)踐訓(xùn)練、三維建模實(shí)踐訓(xùn)練等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)方面的不足,進(jìn)一步強(qiáng)化訓(xùn)練,為后續(xù)開展創(chuàng)客活動奠定基礎(chǔ)。

3 實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺建設(shè)遇到的問題分析

盡管基于學(xué)校大力支持和我們積極推動,實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺建設(shè)取得了一定的效果,但是在建設(shè)過程中也遇到了一些問題。

3.1 沒有專項(xiàng)資金支持

實(shí)驗(yàn)室開放平臺化建設(shè)是一項(xiàng)長期的工作,因此需要持續(xù)不斷的資金支持,但在實(shí)際操作過程中卻沒有專項(xiàng)資金來支持這項(xiàng)工作。

實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺資金消耗的一個(gè)特點(diǎn)是“零刀子割肉”,有時(shí)候買點(diǎn)耗材錢盡管不多,往往需要到處找錢,而且大部分情況下要得挺急,因而只能暫時(shí)由教師的科研經(jīng)費(fèi)或個(gè)人工資進(jìn)行墊付,然后再到處找地方報(bào)銷,而報(bào)銷時(shí)往往也會遭遇各類意想不到的問題。

實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客活動的材料消耗相對成本較高,這是因?yàn)閺氖聞?chuàng)客活動的學(xué)生大多缺乏工作經(jīng)驗(yàn),實(shí)踐動手經(jīng)驗(yàn)也往往不足,因此實(shí)踐過程中電子元件燒壞、數(shù)控刀具折斷、零件反復(fù)加工等都是常態(tài),還有學(xué)生在加工一個(gè)非常小的零件時(shí),為了裝夾和加工方便,直接在一大塊原材料中間位置加工,從而導(dǎo)致一大塊原材料只能當(dāng)廢料用了。這些問題,有些通過教師指導(dǎo)和提醒或可避免,有些則只能歸入“創(chuàng)新成本”。因此,當(dāng)我們反復(fù)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的時(shí)候,最好也要做好支付“創(chuàng)新成本”的準(zhǔn)備。

3.2 教師量化考核問題

實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺建設(shè)需要負(fù)責(zé)教師個(gè)人付出巨大努力,其中很多工作無法進(jìn)行量化考核。

首先,從時(shí)間上來說,實(shí)驗(yàn)室開放盡管受到所謂的重視,但是仍然被定性為教學(xué)計(jì)劃外活動,這就意味著教師只能犧牲下班時(shí)間、周末時(shí)間和節(jié)假日時(shí)間來指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)客活動。

其次,創(chuàng)客活動歷經(jīng)方案創(chuàng)新、樣機(jī)制造、調(diào)試改進(jìn)等多個(gè)環(huán)節(jié),涉及機(jī)械、電子、電氣、控制、編程等多學(xué)科的理論知識和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),是一個(gè)“精確拼圖”、硬碰硬的過程。但是,實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn),學(xué)生課堂學(xué)到的知識往往僅停留在表面,稍微復(fù)雜一點(diǎn)或應(yīng)用性強(qiáng)一點(diǎn)的知識,不是教師上課沒講,就是學(xué)生上課沒聽懂,課堂理論教學(xué)和實(shí)踐應(yīng)用之間存在很大的縫隙。比如說大部分學(xué)生在大一就學(xué)過C++編程,但是在基于Arduino平臺進(jìn)行開發(fā)編程時(shí),怎么創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)庫,怎么進(jìn)行位計(jì)算,近乎100%的學(xué)生不會。再比如說,數(shù)控機(jī)床操作在大一金工實(shí)習(xí)時(shí)都學(xué)過,但是卻很少有學(xué)生能獨(dú)立完成一個(gè)零件從編程到裝夾、加工的整個(gè)過程。諸如此類問題,不勝枚舉。這些知識均需要負(fù)責(zé)教師給學(xué)生進(jìn)一步深化講解和提高訓(xùn)練,才能確保創(chuàng)客活動的順利開展,才能保證創(chuàng)新作品的“精確拼圖”。這不僅提高了對負(fù)責(zé)教師自身的要求,也極大地增加了教師的“無法計(jì)入崗位考核”的工作量。

3.3 實(shí)驗(yàn)室開放重視程度不夠

實(shí)驗(yàn)室開放受到的重視程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,這顯然不利于創(chuàng)新型人才和工程應(yīng)用人才的培養(yǎng)[11-12]。

首先,從學(xué)生個(gè)人層面上來說,大一剛?cè)雽W(xué)還萌萌噠,大二時(shí)要考英語四級,大三就要準(zhǔn)備考研或出國,大四要忙于求職就業(yè),而且平常的課堂教學(xué)也排得非常滿,因此有些學(xué)生盡管非常有興趣從事創(chuàng)客活動,也不得不放棄或中斷實(shí)驗(yàn)室活動。

其次,從學(xué)校層面上來說,實(shí)驗(yàn)室開放活動被視為教學(xué)計(jì)劃外活動,不僅拿不到黃金時(shí)間,在課外也無法和社團(tuán)活動競爭。團(tuán)、學(xué)活動方面有系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)、成熟的組織體系以及較為完善的激勵(lì)制度,而實(shí)驗(yàn)室開放活動目前還做不到這一點(diǎn),只能在夾縫中求發(fā)展。

再者,從教師個(gè)人發(fā)展方面來說,學(xué)校目前重點(diǎn)考核青年教師的科研項(xiàng)目和論文數(shù)量,因此搞不搞實(shí)驗(yàn)室開放對教師來說并不是十分必要。

盡管實(shí)驗(yàn)室開放、圖書館開放、運(yùn)動場開放和課堂教學(xué)被稱為人才培養(yǎng)的四駕馬車,但實(shí)際上實(shí)驗(yàn)室開放卻連個(gè)馬尾巴都不如。

4 結(jié)束語

著眼于新工業(yè)革命的興起,充分發(fā)揚(yáng)“創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)、分享”的創(chuàng)客精神,大力推進(jìn)創(chuàng)客運(yùn)動進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,促進(jìn)人才培養(yǎng)創(chuàng)客化,是非常值得探索的人才培養(yǎng)模式。完備的自制造環(huán)境、健全的開源硬件平臺、“做中學(xué)”的創(chuàng)客文化、薪火相傳的創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)是實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺的四大支柱。推動創(chuàng)客活動進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)客平臺建設(shè)和人才培養(yǎng)創(chuàng)客化,絕不是一個(gè)簡單的理念創(chuàng)新,更需要從人才培養(yǎng)體系改革、教學(xué)管理制度改革、教師考核制度改革等方面去配套,才能促進(jìn)其可持續(xù)發(fā)展,最終服務(wù)于國家和社會未來發(fā)展的大局。

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Research and exploration on laboratory opening platform based on maker culture

Hu Fuwen1, Xu Honghai1, Zhang Chaoying1, Bi Song2, Ding Weilong3

(1. School of Mechanical and Material Engineering,North China University of Technology,Beijing 100144,China； 2. School of Electrical and Control Engineering,North China University of Technology,Beijing 100144,China； 3. School of Computer Science and Engineering,North China University of Technology,Beijing 100144,China)

Makers are viewed as the leader of the new industrial revolution and the prime mover of the individual customization production in the future.Essentially the practice of the innovative talent cultivation is consistent with the maker activity.Firstly,the basic concept of cultivating college students into makers is illustrated.Then the development course of the laboratory maker platform based on maker culture is discussed in terms of self-make condition,hardware platform,and team building and maker culture construction.Finally,the problems in building the laboratory maker platform are analyzed objectively and the coping strategies are also provided simply.

maker culture； self-make； laboratory opening

2014- 11- 09 修改日期：2015- 02- 03

北方工業(yè)大學(xué)2014年教育教學(xué)改革和課程建設(shè)研究重點(diǎn)項(xiàng)目“基于工程理念的大學(xué)生綜合能力創(chuàng)新培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐”

胡福文(1980—),男,山東成武,工學(xué)博士,講師,研究方向?yàn)橹悄苤圃旒夹g(shù)及工藝裝備.

E-mail：hfw@ncut.edu.cn

G482

A

1002-4956(2015)7- 0244- 05