基于创客思维的高校工程训练探究

唐如龙 许 洋 张 迅

(南华大学 创新创业学院，湖南 衡阳 421001)

0 引言

制造业作为我国重点发展的产业，需要顺应双循环的发展要求，以需求端为导向，推动制造业产品转型升级。当前，国内的需求市场已经发生重大变化，高新技术产品、个性化产品已经成为主要的消费主流，因此制造业需要顺应潮流，提供高技术、高品质和个性化的创新型产品。国务院提出在“十四五”期间，要加快推动工业互联网、互联网+先进制造业等布局，以推动我国制造业向数字化、智能化转型，在国家层面持续出台有利政策助力工业互联网改造升级。因此，在学校层面上需要紧跟国家的政策步伐，将创新创业教育融入到教学实践中，工科类学科是制造业发展的有力支撑，具有创新思维的工科类人才是推动制造业向智能化、数字化转型的基础[1]。随着工程类教学改革的持续推进，高校工程训练中心作为高校工程类教学实践主要平台，将创客思维与高校工程训练进行有效衔接，从国家的战略需求出发，充分利用工程训练中心的实践优势，探索推进以工科类为主的创新教学模式，全面提高工科类学生的创新、创造能力，将是高校工程训练中心需要研究的重要课题。

1 以创客思维推动高校工程训练的必要性

1.1 为国家战略提供创新型人才

双循环经济发展布局要求制造业需要改变原有产品形式，从注重量到质的巨大转变，提供品质过硬、符合人们需要的个性化、多样化消费需求的制造业产品是未来重要的发展方向，解决当前产品供需不平衡问题，同时，努力研发国际化产品，打造一批具有国际影响力的本地化制造品牌。唯有制造业产品实现提质升级，才能将国内外市场的消费潜力充分发挥出来，实现双循环以释放经济发展的内生动力。另外，国家实施“互联网+”以及“中国制造2025”等重大战略，这些战略的实施需要大量的创新型高新技术人才，而高新技术制造业的发展需要创新型工科类人才[2]。工科类创新人才的培养重点在高校的创新创业教育，工程训练中心作为推动学生创新思维的重要阵地，它不仅能够通过实践训练提升学生的知识与技能，更重要的是通过工程课程的训练，逐渐培养起学生的创新思维和创造能力，工程训练作为重要的创客型人才培养的平台，将推动制造业转型升级，为“中国制造2025”等重大战略提供源源不断的创新型高新技术人才。

1.2 提高工程类学生的创新能力

以创客思维推动高校工程训练能够提升高校学生创新能力。目前大学与工科类相关的工程训练设备及资源有了很大提升，一些先进的技术成果已应用于教学实践，例如3D打印、数控技术、工业机器人等，这些前沿技术不仅能够提高学生的学习兴趣，而且能够帮助学生发现问题、启发学生的创新思维，从根本上培养学生的自我学习和创新实践能力[3]。另外，工程训练过程是基于项目打造和项目执行相统一的实践过程，新时代背景下，工程训练能够帮助学生顺应市场变化、逐渐培养适应市场的能力，从而培养学生的创新创业意识、能力，开发创新产品，成为符合时代发展需求的创新型人才。

1.3 推动课程理论与实践创新融合

工程训练的主要目的是促进学生与实践项目实现有效衔接，提升学生将理论知识应用于实际的能力。高校工程训练是将理论知识与实践相结合的重要形式。在高校教学中，主要以课堂上的理论知识为主，工程训练课程以实验形式来验证课本上的理论知识，并融入创客思维，让学生从产品类型的构思、产品形式的设计、动手制造产品及撰写产品介绍等全过程，引导创新思维，逐渐培养学生的创造能力。同时让学生在实验中学习，践行创新意识，加深学生对课本知识的理解，同时学生在工程训练中深刻理解产品创新的重要性，从而提升学生对工程产品创新的认知[4]。高校工程训练秉承课程理论与实践创新融合的发展理念，通过实验教学为学生提供动手实践的平台，全面提高学生的综合能力和创新能力。

2 高校工程训练面临的问题

2.1 工程训练课程与实际项目缺乏联系

当前，部分工程训在实际教学过程中都是以课程理论为导向，部分的实验操作项目都是比较老旧、过时的工程项目，跟市场、企业的实际项目存在脱节。工程训练的主要目的是为了让学生在实验操作过程中深刻体会项目操作的来龙去脉，全面了解整个工程实施的各个环节，而且每一个工程项目都是一个复杂的系统，每一个系统都与市场有着密不可分的联系，但是当前的工程训练课程与市场实际应用项目不同程度脱节，学生学到的实践项目无法应用到实际工作中。

2.2 工程训练内容缺乏创新性

工程训练课程内容陈旧并且同质化现象严重，在已经设立工程训练中心的高校中，部分学校所设计课程大同小异，使得各学校没有形成自己独特工程训练特色和整体竞争力。同时课程内容跟不上市场快速变化的需要，并且无法满足学生个性化的学习需求，导致学生对工程训练课程的兴趣不高。在具体的课程内容上，当前的工程训练部分内容都是以机械制造、数控机床、汽车制造等传统产业为课程，但是这些工程训练课程与产业转型升级不相符，像一些高新技术如智能制造、物联网、大数据等新型技术并没有被广泛应用于工程训练教学中。因此，导致工程类产品的创新力度不足，无法顺应市场发展。可见，工程训练课程的设计需要对市场及学生的需求做深入调查，充分了解各方面需求，并以此作为工程训练课程设计的基础，才能真正提升工程训练课程内容的创新性和实用性[5]。

2.3 师资队伍缺乏创客思维

目前，各大高校在创新创业方面的教育投入持续加大，无论在教学硬件设备还是师资等软件上都得到显著提高，但是由于创业教育开设的时间较短，仍处于初级阶段，并且与创新教育有关的学科和课程在一些高校不受重视，因此在师资配置上较为薄弱。具体表现为师资结构较为单一，部分高校与创新教育相关的师资以校内理论型教师为主，缺乏相关工程项目实践型导师。而创新思维、创造力的形成都是以实践为导向，因此基于创客思维的工程训练教师队伍仅仅拥有专业性理论知识是远远不够的，这会使得高校的工程训练教育脱离市场，无法将理论知识转化为推动实际经济发展的动力[6]。并且在学科背景上，参与工程训练的教师多是以机械制造、电气设备等专业背景为主，这些教师队伍虽然专业知识雄厚，课程教学经验丰富，但是在创新意识、工程创造力等方面较为薄弱，与建设创新型工程训练课程存在差距。

2.4 实训平台开放共享不足

各高校设立的工程实训中心及平台主要目的是推动全校学生将课程理论与实践相结合，提高学生的项目实操能力，将理论知识转化为实际应用中。因此工程训练中心作为高校提升学生创新思维、创造力起到不可或缺的作用，但从实际应用来看，各高校工程训练中心在使用过程中由于各方面的限制，实训中心及平台开发共享性不足[7]。具体表现为工程训练中心所配备的很多教学资源都处于空置状况或者利用率较低，只要在少数实训课程上提供给学生使用，并且各高校都有各自优势工程训练学科，但是各高校的实训中心没有充分利用好优势资源，将其与其他院校共享，以实现资源的有效利用和协同共享。

3 提升高校工程训练创新水平

3.1 构建多元化的创新工程训练师资队伍

当前，高校师资队伍需要时刻紧跟市场变化趋势，打造一批具有工程实践能力和创新思维的“双栖型”导师，鼓励工程训练导师积极参加各类创新创业培训、学术论坛、校企合作交流等活动，加大与高水平院校和创新型企业的合作力度，建立长期的交流学习创新创业知识的合作机制，提高学校工程类教师的创新思维和创造能力。具有创新思维和创造力的工程训练导师能够在实际工程指导中启发学生发现问题的能力。另外，具有“双栖型”能力的工程类导师能够在工程训练过持续改进教学方式，以启发性思维推动工程训练类课程的改革，提高实训课程的实用性。

3.2 打造全面协同共享的创客平台

工程训练平台的协同性和共享性进一步提高学校资源的利用率。因此，各高校需要加大对工程资源的整合和共享力度，构建及校内外协调的实训平台共享机制，在校内方面，打破学科、院系和专业等在使用实训平台时的限制，简化实训平台的使用申请流程，使得实训平台形成以导师和学生为主导的应用实验室，方便师生日常课程实训。在校外方面，积极联合国内高水平院校和创新型企业搭建协调工程实训平台，打造集教学、创新、研发的产研学为一体的实训平台体系。通过资源的整合、机制的搭建，形成创新、开放共享和运作高效的工程训练平台，以提高学生创新实践能力提供平台支撑。

3.3 建立多学科融合的创新体系

围绕新产业、新业态、新需求的发展趋势，在原有工程训练课程体系的基础上，构建以物联网、机器人和智能制造为主导的课程体系，融入创新创业、人文社科等教学元素，形成集创造思维、通识教育和实训能力为一体的多学科融合课程内容体系[8]。除了工程训练主体课程外，开设创新创业、人文历史以及艺术等辅助课程，提升学生的知识广度与宽度。同时，在工程实训方面，增加新能源制造、物联网、大数据和智能机器人等新型产业发展方向的课程，增加课程与市场连接性和实用性。另外，组织学生以自身实训的产品为基础，积极参加各类创新创业、“互联网+”、青年创客大赛等，培养学生创新思维和增长见识。

3.4 深化校企合作，增强课程实用性

根据当前各高校工程训练平台的状况，实训中心主要是引导学生参加纵向课题，但纵向课题主要是以理论研究为主，因此需要积极拓展与企业相关的实践课程，通过与工程类企业建立联合培养机制，以企业实际项目为基础，由实训平台的导师和学生为主导，加强与企业的技术联系，学生以实习的方式与企业技术人员学习交流，共同解决企业在市场中遇到的实际问题，让学生提高综合能力，最终实现学校、学生和企业三方共赢的良好局面。校企双方只有通过多渠道建立基于创客思维的工程训练平台，才能顺应国家发展战略需求，进而能够为社会提供具备创新思维的应用型人才，助推我国产业转型升级。

4 结语

培养符合我国经济发展需求、产业转型升级需要的创新型工科类人才，是当前各高校理工类教学面临的重要课题，而工程实训中心作为培养应用型人才的平台，提高了工程实训的创新水平，以提高实训学生的创新精神和实践能力为主要培养方向，以工程教育理念为导向，结合工程实训教学规律，融合各学科的思维方式，扎实推进工程训练与创新思维的深度融合，为培养更多优秀的创新型工程技术人才作出贡献。