张海　付伟

摘要：中国“大众创业、万众创新”的战略对高等院校是一次重大的发展机遇，同时也是潜在的挑战。面对这些挑战，实验教学中心建设互联网+3D打印技术支撑下的高等学校实验室开放平台，全方位整合师生线上、线下的实践活动，让创新创业的理念全面覆盖教学前期、中期和后期等各个阶段，将创客运动和实验室开放有机结合，通过搭建开放的实验平台为人才培养创客化提供有力的支撑，提高了大学生和研究生的创新、创造和创业能力。

关键词：互联网；3D打印；实验室开放平台；创客文化

中图分类号：G482 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）49-0139-03

自从李克强总理在2015年年初探访了深圳的柴火创客空间之后，从城市到社区，从高校到中小学，都涌现出更多设立创客空间的讯息。着眼于推进“大众创业、万众创新”，国务院办公厅于3月11日发布了《关于发展众创空间推进大众创新创业的指导意见》，提出八项重点任务，包括加快构建众创空间、降低创新创业门槛、鼓励科技人员和大学生创业、支持创新创业公共服务、加强财政资金引导、完善创业投融资机制、丰富创新创业活动和营造创新创业文化氛围[1]。

这对中国创客运动和创客群体是一次重大的发展机遇，同时也对高等院校发出潜在的挑战。面对这些挑战，建设互联网+3D打印技术支撑下的高等学校实验室开放平台，全方位整合师生线上、线下的实践活动，让创新创业的理念全面覆盖教学前期、中期和后期等各个阶段，将创客运动和实验室开放有机结合，促进人才培养创客化，对于全方位提高大学生和研究生的创新、创造和创业能力具有重要意义[2-6]。

一、互联网+3D打印开放实验平台建设

创客文化的基本内涵是创新，同时特别强调“做中学”（learning through doing）”，注重实现样机制造和产品化推广。可以看出，创客文化内涵与高等学校大力倡导的“创新、创造和创业”三创教育在本质上是一致的，只不过前者可能更加注重基于互联网开放资源的自主学习、自主创新、自主制造和自主创业，而后者可能更加注重基于系统理论学习的教师指导下创新、创造和创业[7]。

创客活动离不开相关软件平台和硬件平台，离不开3D打印机、数控加工机床等设备以及大量的仪器、工具和材料，离不开和互联网环境下的实时交流，这种创客环境既无法在图书馆中建立，也无法在满是桌椅板凳的教室中建立，只能依靠实验室开放才能建立起来。

实验室以6台3D打印机为基础，将3台大型的数控加工中心、1台小型的数控车床、2台小型数控铣床等设备作为支撑，并配以型材切割机、台钻、焊机等辅助工具，建立一个相对完整的开放实验硬件平台，为学生开展创客活动创造基础的开放平台。

二、开放实验平台实践环节设置

在开放实验硬件平台上，学生通过三个阶段的参与实现实践创新的创客活动，流程如图1所示。

1.设计阶段。学生在课堂上学习相关的专业知识后进入实验室。在开放的实验平台里，学生依据自己的兴趣和特长，将自己学习中发现的问题转化为实验项目，向实验室提出申请，由实验室组织专家进行评审，对可行的、创新性的项目进行资助。在项目的执行过程中，学生自己设计实验内容，自己准备实验，完成实验操作，自己完成实验总结与论文，自己制作汇报材料并进行交流。在整个实验过程中，教师的角色是项目指导者、评判员，而学生是全程参与者、实践员。这样，学生掌握了学习的主动权，也给予学生发挥能力的空间。

在设计的过程中，学生可访问通过互联网了解全球最前沿工业设计。在实际应用中，实验室与shapetizer平台合作，通过国际化的Shapetizer平台与全球的3D打印爱好者切磋交流，互通有无。通过互联网，学生可以将设计3D打印模型作品后上传至网站，向全球售卖自己的作品；而可以作为一个3D打印节点，为全球用户提供产品加工服务。此过程不仅能培养学生的创新意识，也能给学生带来直观的收益，实现第一次“微创业”。

2.硬件实践阶段。在创意设计实现后，实验室开放平台为学生提供硬件环境，学生在实验室通过3D打印机、数控加工中心等设备，自身创意的实现，获得最直观的体验，并在此基础上修改完善。在硬件实践阶段中，学生的实践动手能力和创新意识明显提高。近三年来，通过大量的实践项目，学生申报实验装置、实验方法方面的国家发明专利、实用新型专利共20多项。图3为学生设计的一种手持式拾球器，图4为使用3D打印机生成主要部件并装配的实物样品，此设计已获专利。

3.社会实践阶段。在完成常规的教学内容后，学生在教师以及企业相关人员的指导下全面体验创业过程，如市场调研、用户需求分析、用户时空分布；产品研发、设计和包装；销售策略；广告、宣传手段；物流和仓储，以及基本的财务、行政和人事职能等各个方面。实现对实际创业环境的全方位模拟。在整个实践周期内，学生将被分为若干小组，在企业导师和学校教师指导下应对创业过程中的若干实际问题。实践完成后，各组将提交各自的“创业实践报告”，并以实际经营环节的平均利润率作为量化考核指标。

三、开放实验平台实践成效

1.学生实践创新能力明显提高。学生参与实践环节及科研项目的主动性大大增强，学生的综合素质有了很大的改善，特别是在学生的主动学习能力、获取信息能力、动手操作能力、团队合作能力、语言交流能力和写作表达能力等方面得到了很大的提升（如图5（a）），开拓了学生的创新思维，树立了严谨求实的科学作风，增强了学生面向社会的信心。近年来，学生在创新创业竞赛方面获各类奖励和表彰多项，其中获国家级獎16项，获省级奖96项（如图5（b））。创新成果丰富，多人获国家专利（如图5（c））。

2.学生就业创业能力大大提升。在互联网+3D支撑下的实验室开放平台中，学生往往能够接触到前沿技术知识，有助于学生积累新的就业技能。学生在教师以及企业相关人员的指导下全面体验创业过程，实现对实际创业环境的全方位模拟。在整个实践周期内，学生应对创业过程中的若干实际问题，直接体验、参与真实的产品制作以至销售过程，并以实际经营环节的平均利润率作为量化考核指标。项目的进行全面提升了学生就业创业能力。

四、结论

国家的“大众创业、万众创新”战略既是挑战，也是机遇。高校的实验室要将创客运动和实验室开放有机结合在一起，通过搭建开放的实验平台为人才培养创客化提供有力的支撑；打造“创新、创造、创业、行动、团队”的创客文化，将实践创新融入到实验教学；建设实验室创客平台的团队，形成一支从一至四年级本科生和硕士研究生共同参与的梯阶式创客队伍，确保薪火相传、持续发展。这样才能全方位提高大学生和研究生的创新、创造和创业能力。

参考文献：

[1]顾学雍，汪丹华.创客运动与全球化的科技教育[J].现代教育技术，2015，25（5）：12-17.

[2]张艳芬，刘中成，耿强.新形势下高校实验室开放管理与运行机制的研究[J].实验技术与管理，2013，30（3）：180-183.

[3]姜奇平.创客：再工业时代的新人[J].IT经理世界，2012，（22）：104-105.

[4]姜奇平.史诗般的创客与新工业革命[J].互联网周刊，2012，（23）：6.

[5]陈以一，李晔，陈明.新工业革命背景下国际工程教育改革发展动向[J].高等工程教育研究，2014，（5）：1-5.

[6]邱学青，李正，吴应良.面向“新工业革命”的工程教育改革[J].高等工程教育研究，2014，（5）：6-8.

[7]胡福文，徐宏海，张超英等.基于创客文化的实验室开放平台建设研究与探索[J].实验技术与管理，2015，32（7）：244-248.