陳華偉 伍權(quán) 湯耿 徐衛(wèi)平

摘 ?要 新工科教育對工科人才的創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育（三創(chuàng)教育）提出更高的要求。在剖析三創(chuàng)教育特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從學(xué)生和學(xué)校兩個(gè)角度說明其在工科教育中的實(shí)踐途徑。3D打印技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用是三創(chuàng)教育的典型實(shí)踐之一，以貴州師范大學(xué)3D打印創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室為例，從硬件建設(shè)、研究方向開發(fā)、團(tuán)隊(duì)建設(shè)和管理機(jī)制建設(shè)等方面，介紹實(shí)驗(yàn)室在初創(chuàng)階段的一些積極

探索。

關(guān)鍵詞 新工科;三創(chuàng)教育;創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室;3D打印

中圖分類號：G650 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）12-0005-03

Exploration of Three Creative Education under New Enginee-ring： Case Study of 3D Printing Innovation Lab of Guizhou Nor-

mal University//CHEN Huawei， WU Quan， TANG Geng， XU Wei-ping

Abstract The advance of new engineering education has exerted higher requirements for creative， innovation and venture education （three creative educations， TCE） of engineering students. TCEs practical approach in engineering education is stated from the per-

spectives of students and colleges based on the analysis of its charac-

teristics. Research and application of 3D printing is one of the typical

practical approaches of TCE. Employing 3D printing innovation lab

of Guizhou Normal University as an example， exploration in hard-ware construction， research field development， team building and management mechanism construction of the lab in the start-up stage is introduced.

Key words new engineering; creative， innovation and venture edu-cation; innovation lab ; 3D printing

1 引言

自李克強(qiáng)總理提出“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”號召，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》（國辦發(fā)〔2015〕36號）[1]印發(fā)，以及教育部積極推進(jìn)的旨在培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識、數(shù)字化思維和跨界整合能力人才的新工科建設(shè)以來，全國高校興起將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育納入人才培養(yǎng)方案的探索。雙創(chuàng)教育源于創(chuàng)新教育，著名教育家閻立欽[2]認(rèn)為：“創(chuàng)新教育不僅僅是教育方法的改革或教育內(nèi)容的增減，而是教育功能上的重新定位，是帶有全面性、結(jié)構(gòu)性的教育革新和教育發(fā)展的價(jià)值追求。”這個(gè)概念將創(chuàng)新教育定位于教育功能的宏觀和根本性轉(zhuǎn)變。朱永新[3]提出：“創(chuàng)新教育就是根據(jù)創(chuàng)新原理，以培養(yǎng)學(xué)生具有一定的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力以及創(chuàng)新個(gè)性為主要目標(biāo)的教育理論和方法。”各位教育大家的表述側(cè)重點(diǎn)不同，但他們均認(rèn)同創(chuàng)新教育是區(qū)別于接受教育的教育革新這一觀點(diǎn)。

我國教育的根本任務(wù)是培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人，單純接受教育是難以培養(yǎng)學(xué)生的思考、進(jìn)取、創(chuàng)新能力的，創(chuàng)新本身就應(yīng)該是教育的目的之一。事實(shí)上，創(chuàng)新一直是包括在教育目的和宗旨當(dāng)中的，只不過在具體操作和執(zhí)行的時(shí)候忽視了“創(chuàng)新”這一教育理念。大學(xué)是鼓勵(lì)學(xué)術(shù)自由和創(chuàng)新思維的場所，大學(xué)生又具有強(qiáng)烈的創(chuàng)新意愿和創(chuàng)業(yè)激情，在國家教育政策的引領(lǐng)下，雙創(chuàng)和三創(chuàng)（創(chuàng)意、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)）教育[4]仍然是當(dāng)前和今后我國高校教育的重點(diǎn)之一。

2 三創(chuàng)教育的特點(diǎn)

只有建立科學(xué)的教育理念，明確三創(chuàng)教育的特點(diǎn)，才能使創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)更具可操作性，提升雙創(chuàng)教育的執(zhí)行力?？偟膩碚f，三創(chuàng)教育具有層次性、多元性、普遍性、批判性和存在性等特征。

1）層次性 ?創(chuàng)新中的“新”是相對于“舊”的，“新”與“舊”又是一對繼承和發(fā)展相互依存的辯證概念，沒有“舊”就不存在“新”，沒有“新”就更談不上“舊”了。這里需要指出，舊并不一定代表落后和陳腐的東西，只是在時(shí)間上出現(xiàn)的順序不同而已。在本科生教育上，“新”代表新的知識、理念、技能和方法等;“舊”代表前人總結(jié)并傳承下來的知識、理念、技能和方法等?？梢?，創(chuàng)新的相對性決定了本科生三創(chuàng)教育的層次性。高校三創(chuàng)教育可分為三個(gè)大層次。

第一層次是“守舊”，即學(xué)習(xí)前人的“舊”知識，讓自己具有豐厚的知識積淀，順利完成通識課程和專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和考試，閱讀大量的相關(guān)專業(yè)研究文獻(xiàn)和圖書，完成本科畢業(yè)設(shè)計(jì);

第二層次，即與社會(huì)深度融合，帶著已有的“舊知識”到社會(huì)深度實(shí)踐，在這個(gè)過程中不斷修正已有的“舊知識”結(jié)合實(shí)踐提煉出新知識;

第三個(gè)層次，即驗(yàn)證“新知識”，也就是將提煉出的“新知識”“新理論”更廣泛地應(yīng)用于實(shí)踐，應(yīng)用知識開展創(chuàng)業(yè)。

多元性 ?創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)不僅僅是知識、理念、技能和方法的革新，它的范圍和領(lǐng)域因其具有不同的內(nèi)容而呈現(xiàn)多元的特征，這一點(diǎn)決定了本科三創(chuàng)教育的多元性。三創(chuàng)教育在理念上還包括對“舊知識”的否定和批判。此外，高校三創(chuàng)教育還倡導(dǎo)多樣性和相對性，具體實(shí)踐中又提倡創(chuàng)意、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的新穎性、區(qū)別性和創(chuàng)造性。

普遍性 ?創(chuàng)新蘊(yùn)含了知識和技術(shù)變化與更新的普遍性，三創(chuàng)教育要求具有全面性、滲透性和經(jīng)常化。它不僅僅是專業(yè)知識的教育，還應(yīng)包括德、美、體、勞以及人生觀、價(jià)值觀的全方位全素質(zhì)教育。通過知識學(xué)習(xí)和素質(zhì)教育，逐步提升學(xué)生的創(chuàng)新基礎(chǔ)和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維、創(chuàng)新習(xí)慣和創(chuàng)業(yè)能力。

批判性 ?懷疑和批判是哲學(xué)的基本精神和方法，但在科學(xué)教育中也有普遍適用性。笛卡爾認(rèn)為現(xiàn)有的一切“舊”知識都是不可靠的，因?yàn)闆]有堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)。所以他主張懷疑一切，即使是自己過去所獲得的一切知識，甚至是自己過去曾經(jīng)信仰過的東西，無論它們多么神圣，都必須懷疑。這些觀點(diǎn)不一定完全正確，但至少說明大學(xué)生只有敢于懷疑權(quán)威，懷疑現(xiàn)存事物的科學(xué)性，才能大膽地進(jìn)行探索、超越，走不一樣的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之路。

生存性 ?馬克思指出，人的類特性恰恰就是自由的自覺的活動(dòng)。人的現(xiàn)實(shí)的、創(chuàng)新的、自覺的、自由的活動(dòng)是人生存和發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，而創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育無疑對這些活動(dòng)起著孕育、催化、提升作用[5]。因此，本科教育的宗旨還在于確保學(xué)生通過知識獲取、能力提升獲得基本的生存、發(fā)展和創(chuàng)造技能，進(jìn)入社會(huì)后能夠適應(yīng)就業(yè)，自食其力;并在滿足基本生存性的基礎(chǔ)上，通過不斷克服自身缺陷，完善知識結(jié)構(gòu)，調(diào)整自我發(fā)展方向，達(dá)到不斷超越自我、實(shí)現(xiàn)個(gè)人價(jià)值的自我認(rèn)同和社會(huì)認(rèn)同。

3 三創(chuàng)教育的實(shí)踐途徑

學(xué)生認(rèn)知 ?“紙上得來”是創(chuàng)新的基礎(chǔ)。大學(xué)工科課程尤其是專業(yè)基礎(chǔ)課程本身具有一定的難度，知識的獲取仍然以專業(yè)教師的講授和指導(dǎo)為主。但是在知識爆炸的時(shí)代，這些“舊知識”只能是最基本的知識儲(chǔ)備，對創(chuàng)新來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，學(xué)生必須通過查閱專業(yè)書籍和文獻(xiàn)，甚至涉獵哲學(xué)、心理學(xué)、歷史等更為廣泛的人文社科知識，吸取前人的知識精華，才能為創(chuàng)新奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

欲創(chuàng)新，需“躬行”?！凹埳系脕斫K覺淺，絕知此事要躬行?！薄凹埳系脕怼钡氖侵R儲(chǔ)備，還需要將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)踐，才能激活“舊知識”，激發(fā)靈感，創(chuàng)新實(shí)踐或改進(jìn)不合理實(shí)踐。在此過程中需要及時(shí)查漏補(bǔ)缺，補(bǔ)充新知識和新技能，從而實(shí)現(xiàn)知識的應(yīng)用和迭代更新。教育的社會(huì)功能必須通過對人的培養(yǎng)而實(shí)現(xiàn)，并通過社會(huì)來檢驗(yàn)。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。大學(xué)生通過“躬行”實(shí)踐得來的理論和方法，研發(fā)的新設(shè)備和新技術(shù)等，都應(yīng)以實(shí)際社會(huì)需求為依據(jù)[6]，在實(shí)際訓(xùn)練和具體研發(fā)中不斷完善和創(chuàng)新，才具有持久生命力。

高校搭臺(tái) ?大學(xué)生三創(chuàng)教育需要提供強(qiáng)有力的平臺(tái)，而學(xué)校責(zé)無旁貸。學(xué)校專業(yè)實(shí)驗(yàn)室具有精良的設(shè)備、優(yōu)秀的教師和研究生、良好的研究氛圍，在此基礎(chǔ)上抽調(diào)部分資源建立公共的三創(chuàng)實(shí)驗(yàn)室，讓本科學(xué)生進(jìn)入公共實(shí)驗(yàn)室開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究則是最直接的方案。學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，通過獨(dú)立自主學(xué)習(xí)，同學(xué)之間相互協(xié)作，對觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行自主分析，對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題獨(dú)立解決，通過不斷積累，增進(jìn)對創(chuàng)新知識的理解，最終使自己的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維以及創(chuàng)新能力都能得到提高。

經(jīng)過近幾年的摸索和實(shí)踐，各高校都提出自己的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育思路和方法，如很多高校建立了各種類型的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)業(yè)園或創(chuàng)業(yè)基地，為學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供場地;推出“本科班導(dǎo)師制”“大學(xué)生科研實(shí)踐積分制”等教育培養(yǎng)

模式，創(chuàng)新大學(xué)生培養(yǎng)機(jī)制;采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)”“STEM

（Science， Technology， Engineering & Mathe-matics）教育”“新工科課程改革”等一系列措施，推行課程體系變革;組織學(xué)生參加“大學(xué)生工程訓(xùn)練競賽”“大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”“電子設(shè)計(jì)大賽”“ACM程序設(shè)計(jì)大賽”“互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽”“挑戰(zhàn)杯課外學(xué)生科技作品大賽”等全國或地方性三創(chuàng)賽事，提升學(xué)生的創(chuàng)業(yè)意愿和預(yù)期，構(gòu)建良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍。種種舉措，均在為學(xué)生搭建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)，踐行三創(chuàng)教育。

4 案例分析

結(jié)合高校實(shí)情，以優(yōu)勢平臺(tái)和優(yōu)勢學(xué)科為依托，展開雙創(chuàng)或三創(chuàng)教育是高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐的普遍思路。貴州師范大學(xué)在國家政策號召下，先后創(chuàng)辦國家大學(xué)科技園和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院，基于這兩個(gè)大平臺(tái)吸納全校優(yōu)秀學(xué)生和學(xué)校優(yōu)勢科學(xué)實(shí)驗(yàn)室入駐，開展創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)和產(chǎn)學(xué)研服務(wù)。

3D打印技術(shù)是驅(qū)動(dòng)工程創(chuàng)新教育的引擎，是一種基于離散—堆積原理，由三維數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)直接累加制造零件的先進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù)。3D打印技術(shù)是輔助教育培訓(xùn)和產(chǎn)品開發(fā)的重要工具[7]，一些全球性、全國性的科技競賽，如世界3D打印創(chuàng)客創(chuàng)意大賽、新加坡國際3D打印大賽、全國大學(xué)生3D打印大賽、3D打印創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、工程訓(xùn)練綜合能力大賽、工業(yè)設(shè)計(jì)大賽等，都得到3D打印技術(shù)的支持。3D打印技術(shù)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要的方法和手段。貴州師范大學(xué)3D打印技術(shù)與應(yīng)用中心是學(xué)校的工科重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，擁有優(yōu)秀的教師和研究生團(tuán)隊(duì)，能為學(xué)生創(chuàng)意產(chǎn)品提供便捷的3D打印服務(wù)，因而是上述平臺(tái)下第一批入駐的實(shí)驗(yàn)室，即3D打印創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室。

硬件建設(shè) ?學(xué)校專業(yè)實(shí)驗(yàn)室分散在不同學(xué)院，外學(xué)院教師和學(xué)生難以接觸專業(yè)設(shè)備和資源。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室則需要整合各學(xué)院的優(yōu)勢資源，并面向全校大學(xué)生開設(shè)創(chuàng)新課程，進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究。對此，在3D打印技術(shù)與應(yīng)用中心的推薦下，學(xué)校購進(jìn)一批面向大學(xué)生三創(chuàng)訓(xùn)練、產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)和制作的桌面級3D打印設(shè)備，配套建模設(shè)計(jì)軟件，并從機(jī)電學(xué)院、物電學(xué)院、大數(shù)據(jù)學(xué)院等相關(guān)學(xué)院收納即將報(bào)廢的機(jī)床、三維掃描儀、機(jī)械手、服務(wù)器等設(shè)備，通過簡單維修和更新，搭建完整的3D打印創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室。目前，該實(shí)驗(yàn)室已運(yùn)轉(zhuǎn)兩年，并成功主辦三屆貴州省青少年3D打印設(shè)計(jì)大賽，獲得學(xué)校和上級領(lǐng)導(dǎo)的認(rèn)可。

研究方向開發(fā) ?3D打印創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室可從研發(fā)、應(yīng)用、教育培訓(xùn)、創(chuàng)客等不同方向展開研究和服務(wù)。當(dāng)前，3D打印在技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域都還有很大的空間。設(shè)備、材料和軟件是3D打印技術(shù)的核心，針對本科生，可圍繞這三項(xiàng)核心技術(shù)展開3D打印設(shè)備研發(fā)、材料實(shí)驗(yàn)和制備、3D打印模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和路徑規(guī)劃等方面的研究。在應(yīng)用方面，則有更為廣闊的發(fā)展空間，例如：圍繞3D打印競賽，可展開從創(chuàng)意設(shè)計(jì)到打印成型的全過程;面向“互聯(lián)網(wǎng)+”、大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)等競賽項(xiàng)目，解決終端樣品或原型產(chǎn)品的打印成型和展示。在教育和培訓(xùn)方面，可展開3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)通識課程開發(fā)，并提供3D打印技術(shù)培訓(xùn)服務(wù)。3D打印創(chuàng)客內(nèi)容也很豐富，可為感興趣的學(xué)生提供創(chuàng)客空間和技術(shù)指導(dǎo)，引導(dǎo)他們進(jìn)行三維掃描、三維內(nèi)雕、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、打印模型和材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化布局、軟硬件開發(fā)、應(yīng)用方向開發(fā)。

3D打印創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室將結(jié)合學(xué)生興趣熱點(diǎn)、各種競賽項(xiàng)目進(jìn)度，開發(fā)確定具體的研究方向，向全校師生開放，并為他們提供場地、培訓(xùn)、指導(dǎo)、管理等服務(wù)項(xiàng)目。

團(tuán)隊(duì)建設(shè) ?構(gòu)建完善的技術(shù)體系與人才團(tuán)隊(duì)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、開展創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練的基礎(chǔ)。三創(chuàng)教育是一項(xiàng)綜合性的能力培養(yǎng)，一個(gè)院系中教師團(tuán)隊(duì)的專業(yè)知識和技能不能完全滿足創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的需要，需要根據(jù)學(xué)校三創(chuàng)教育的課程體系組成跨學(xué)科、跨專業(yè)的教師團(tuán)隊(duì)，同時(shí)組成跨專業(yè)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)，如工科學(xué)生和經(jīng)管、藝術(shù)、傳播等專業(yè)學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，發(fā)揮不同學(xué)科學(xué)生的思維特長和專業(yè)特長，使創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)師生團(tuán)隊(duì)更具活力和創(chuàng)造性。具體實(shí)施時(shí)，將在全校范圍內(nèi)召集資源，構(gòu)建跨學(xué)科、跨專業(yè)的導(dǎo)師和學(xué)生庫，根據(jù)3D打印創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室的當(dāng)前研究方向，動(dòng)態(tài)組隊(duì)。

管理機(jī)制建設(shè) ?學(xué)校資源有限，相對分散，需要建立開放共享的實(shí)驗(yàn)室管理和運(yùn)行機(jī)制，才能更好地服務(wù)全校師生。從實(shí)驗(yàn)室共享資源管理制度的建設(shè)及實(shí)驗(yàn)室的資源共享平臺(tái)的建設(shè)入手，以共享為核心，集聚、整合科技條件資源，對科技條件資源進(jìn)行優(yōu)化，研究專業(yè)實(shí)踐平臺(tái)的開放共享機(jī)制，充分有效地利用3D打印創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備、軟件、指導(dǎo)教師和優(yōu)秀學(xué)生資源庫，最大限度地為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力發(fā)揮作用。

根據(jù)幾年的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)室摸索出具有本校特色的項(xiàng)目制管理機(jī)制，將培訓(xùn)、比賽、創(chuàng)客研究等均歸為項(xiàng)目，根據(jù)項(xiàng)目的起始和終止時(shí)間、項(xiàng)目進(jìn)展和項(xiàng)目需求，提供相應(yīng)的資源和服務(wù)，不能提供的資源可由實(shí)驗(yàn)室向各學(xué)院或?qū)W校申請協(xié)調(diào)。其他管理機(jī)制也將在實(shí)驗(yàn)室發(fā)展過程中逐步積累完善。

5 結(jié)語

創(chuàng)新是一個(gè)民族發(fā)展不竭的動(dòng)力，因此，創(chuàng)新教育理念的重新提出順應(yīng)了新時(shí)代社會(huì)主義建設(shè)的需要，已經(jīng)并將繼續(xù)為我國教育、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展帶來新的動(dòng)力。在知識經(jīng)濟(jì)社會(huì)，大學(xué)生創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育在整個(gè)國家的三創(chuàng)教育中占據(jù)重要地位。貴州師范大學(xué)3D打印創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室以雙創(chuàng)教育為核心，組合學(xué)校優(yōu)勢資源，構(gòu)建培訓(xùn)、技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用為一體的創(chuàng)意創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模式和管理機(jī)制，為大學(xué)生乃至全省中小學(xué)生提供良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)并取得實(shí)效，具有一定的示范作用。

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