栏目先导
工程训练与创新创业深度融合的工程创客教育模式。——李双寿
项目负责人简介
李双寿,中共党员,博士,清华大学教授。清华大学基础工业训练中心主任。中国高校创新创业教育联盟副秘书长,教育部高等学校工程训练教学指导委员会副主任委员,教育部国家级实验教学示范中心工程训练学科组副组长,教育部教育装备专家指导委员会委员,创客教育基地联盟理事长、《现代教育技术》杂志编委等职务。
主要研究领域:先进材料制备和精确成形技术,数字化制造系统,工程实践与创新教育。先后承担科技部重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、科技部创新方法专项、航天创新重点基金项目、北京市科技计划项目等多项纵向科研项目,以及20余项与企业合作的横向项目。主持国家精品课《机械制造实习》和《实验室科研探究》,以及讲授《制造工程基础》和《现代汽车制造技术及管理》等课程。荣获宝钢优秀教师奖和清华大学先进教育工作者奖。获国家教学成果一等奖1项、二等奖2项,北京市教学成果特等奖1项、一等奖2项、二等奖1项,以及清华大学校级教学奖项10余项。发表文章200余篇;主编教材和著作6部,参编教材5部;获批发明专利10余项。
李双寿教授先后于1986、1994、2001年在清华大学机械工程系获学士、硕士、博士学位,1994年至今留校在基础工业训练中心从事工程实践与创新教学以及相关科研工作,取得了丰硕的理论与实践成果——主持国家级双创示范基地重点建设工程、教育部新工科教改项目、北京高等学校教育教学改革项目、北京市教委共建项目和校教改项目等10余项教学改革和研究项目。2022年3月,李双寿教授牵头建设的“工程创客教育虚拟教研室”成功入选教育部高校首批虚拟教研室建设试点。
时代背景与必要性
清华大学百年教学,注重实干,提倡“行胜于言”,重视实践教学、注重营造劳动文化环境、注重学生动手能力的培养。目前,清华大学基础工业训练中心始终以“传承工匠精神,弘扬创客文化,助力学生梦想变成现实”为使命,传递“真刀真枪,精益求精的工匠精神”,将创新创业教育融入工程实践教育,践行“塑造创造性劳动价值观、培养工程思维和创新能力、传授制造工程知识和技能”的教学理念,坚持构建学生主体、创客驱动、项目导引、团队合作、交叉融合的课程体系,建立了完备的工程教育体系,创建了“系统认知、项目导引、问题导向、赛课结合、创新实践”的教学模式,构建“人工智能+智能制造+创客空间”教学环境,成为清华大学最重要的工程实践和创新教育基地。
当前,新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展,我国经济、科技、教育正在由大到强,工程教育与创新创业教育必须答好时代命题,在学科交叉融合、产业创新驱动、知识结构、评价机制、国际标准等方面取得突破,发挥引领支撑作用,为走好战略人才自主培养、创新型国家建设之路上作出重要贡献。
清华大学基础工业训练中心牵头成立教育部工程创客教育虚拟教研室,意味着基础工业训练中心将站在新百年起点,联合全国200余所高校的400名虚拟教研室成员,共同推动工程创客教育的发展;深度融合工程实践教育和创新创业教育,以培养新时代创新型劳动者为使命,培养具备跨学科视野、创新创业能力和综合实践能力的高素质复合型新工科人才,服务于国家创新驱动发展战略和制造强国战略。
建设规划与成果
工程创客教育虚拟教研室以立德树人为根本,以工程训练与创新创业深度融合的工程创客教育模式研究为主题。围绕具体目标,将从组织运行、教学研究、资源共享、成果推广四个维度展开建设:
第一,制定虚拟教研室章程,打造虚实结合、教研相长、快速联动、高效运行的新形态教学组织与运行机制。重点推进虚拟教研室团队建设,包括:1)形成多维度的组织架构。以基层教学单位成员为基础,联络教指委、示范中心学科组、创客教育基地联盟、各省研究会,形成区域级、全国性工程创客教育协同教研协作体。2)设计研究课题,制定团队工作计划。围绕工程创客教育方面的共性前沿课题和教学难题,成立中国高校创新创业教育研究中心(工程创客教育)专项基金,设置若干研究课题并组建研究团队,明确团队分工。
第二,从新工科人才能力需求出发,研究工程创客教育模式,建设工程创客教育体系。包括:1)研究工程创客教育的内涵、特征,梳理制造强国建设对新工科人才能力需求,借鉴国外高校工程实践与创新创业教育成功经验,凝练新时代工程创客教育的内涵,提出理念先进的教改方向和课题,切实推进教学创新的开展。2)研究工程创客教育评价体系和训练体系,开发工程创客实践项目,设计能满足不同专业、不同层次学生需求的评价体系和训练体系,基于价值塑造、能力培养和知识传授三位一体教学理念,打通设计(创意)、技术(创新)和商业(创业)的学科壁垒,有效落实跨学科工程创客教育模式。3)研究工程创客教育教学体系,开发教学内容、教学方法、教学评价等,持续改进,不断完善。4)实施和验证工程创客教育模式,重构面向产业前沿的工程训练课程,开展基于项目导引的通识类课程改革以及跨院系跨学科创客能力协同培养等。
第三,利用信息技术,建设虚实结合、开放共享的工程创客教育平台。包括:1)以学生为中心,以高校师生在工程训练中心的“群聚效应”为优势,利用信息化技术汇集跨校工程创客教育资源,建设虚实结合的“学习社区”,将线上线下混合式教学方法运用于教学过程,形成“注重实践、推进创新、开放协同、诚信共赢”的师生协同众创机制,,探索多主体参与及资源共享的跨学科协同育人机制,以及工程创客教育平台运行新思路。2)建设开放共享的教学资源,实现优质教学案例、慕课资源、虚拟仿真实验项目以及软件、网络计算、实验设备、创新项目开发平台等资源共享。建设优质、共享的示范课程,并开展远程观摩、项目指导等互动协作。3)经验与成果共享,实现成员单位在教学方法、内容、模式、手段等方面的经验分享与成果共享。
第四,示范推广,营造工程创客教育生态。包括1)集聚高校、企业和社会组织的各类教学资源,为工程创客提供全链条服务支持,构建多方参与、资源共享、协同育人的工程创客教育生态;2)承担教研教改任务,在全国开展调研与交流、课程与教材建设、实践与创新训练、常态化师资交流与培训,重点提升青年教师和中西部教师的教学水平,成为工程创客教育研究成果的试验田和推广站。
建设基础与保障
工程创客教育虚拟教研室建设以清华大学基础工业训练中心为依托,以创客教育基地联盟为基础,整合资源,协力促进目标的实现。
第一,研究基础厚实。清华大学高度重视工程实践与创新创业教育,成立了由校长牵头的学校创新创业教育领导小组,发布了《清华大学关于深化创新创业教育改革的实施方案》。在培养方案方面,持续推进创新创业教育的通识化,面向全校开设旨在培养创新思维、首创精神及企业家精神的创新创业通识课程,逐步扩大学生覆盖面。推出学业评价体系改革,将课程选择的着眼点重新定位到真正有益于自身长远发展的创新能力和素质的提升上来。在师资方面,加强创新创业师资建设,开展“教师+”行动,依托校内创新创业教育专业教师,协同技术创新和设计思维等方面的跨院系教师,建立跨界学习的师资组织机制,同时聘请驻校企业家和驻校投资人担任创业导师,为创业团队提供多方面的支持。在支撑平台方面,重点打造了“iCenter创客空间”等创意创新创业教育平台,推出清华创客日等赛事和活动,承办中美青年创客大赛,着力营造创新创业教育氛围。
工程创客教育虚拟教研室的主体实施单位基础工业训练中心是面向全校学生的工程训练、工程素质、创新创业基地,先后得到首批国家级双创示范基地项目“清华大学服务于双创教育的跨学科创客实践平台”、北京高等学校高水平人才交叉培养计划项目“面向前沿技术和跨学科实践的共享实验资源建设”等项目的支持,作为清华大学重点发展的工程创客教育实践基地,在后期建设中也能得到学校政策与经费的大力扶持。综上,在条件、经费、人员等方面,清华大学都将为本项目顺利实施提供保障与支持。
第二,顶尖级的研究团队。工程创客教育虚拟教研室聚集了具有共同志趣的高水平专家,组建跨学科、跨院系、跨学校教学指导团队。教研室成员为教指委委员、实验教学示范中心负责人和领域专家,校内聘请工科院系、经管学院、理学院、美院等学院教授为教学委员会委员,热心新工科教育改革,在工程创客教育研究方面取得大量成果。如,教研室成员承担教育部第二批新工科研究与实践项目“面向产业前沿的跨学科创意创新创业能力训练体系”和“构建学科交叉、虚实结合、校企协同、赛课融合的大学生工程创新能力竞赛平台”,具体组织中国大学生工程实践与创新能力大赛等系列成果。成员依托单位具有良好实施基础,确保虚拟实验室建设可实践、可落地。
第三,合作单位强有力的保障。清华大学出版社、华为公司、百度公司、戴尔公司等参与虚拟教研室的建设。清华大学出版社是国内领先的综合性教育与专业出版机构,先后荣获“国家一级出版社”、“全国优秀出版社”、“全国先进高校出版社”等荣誉和称号。积极建设数字资源库,将在相关的图书、音像制品、电子出版物等方面参与虚拟教研室的建设工作,文泉课堂包含高质量教学内容资源,适用于虚拟教研室的教师线上组班教学或辅助线下授课,出版社将会积极开展虚拟教研室宣传推广活动,促进高校教师共同提高教学能力。华为公司将与清华大学基础工业训练中心的合作扩展到虚拟教研室,联合举办AIoT创新训练营,共同打造校企合作平台,分享最新ICT技术。百度公司将向虚拟教研室开放国际领先的深度学习开源平台飞桨和百度大脑AI教学管理与实训平台,方便高校师生学习和开展深度学习实践,提供在线实训、教学管理和竞赛服务等功能。戴尔公司将与清华大学基础工业训练中心AI课程开发的合作延伸到虚拟教研室,提供AI教学科研所需的基础架构和算力支持。
第四,成员推广保障。目前,教研室探索“传承工匠精神、融入创客文化”的教学理念,组织各类教学活动,全员参与教学改革已经成为常态化。工程创客教育虚拟教研室的成员主要来自2014年成立的170余家成员单位的创客教育基地联盟。目前,联盟已建立行之有效的运行机制,定期举行学术交流、课程研讨、师资培训,以及跨校工程创客教学活动,积极示范推广教改成果,能确保工程创客教学体系及相关运行模式受到同行广为借鉴与推广。
建设特色
工程创客教育虚拟教研室具有以下特色:
第一,教学研究改革专题聚焦工程创客教育,形成新形态教学发展共同体,体现新时代创新型劳动者培养特色。围绕新时代创新型劳动者培养,研究工程创客教育内涵,多维度开展教学研究改革,打造项目导引、赛课结合、跨学科培养等新模式,探索工程实践与创新创业深度融合教育模式,符合我国创新驱动发展战略和制造强国战略。此外,制定工程创客教育虚拟教研室章程、管理制度、运行机制等系列文件和年度工作计划,建设机制完善、运行有效的动态多维度的组织架构和运行机制,辅以灵活的项目制教学研究团队,实施线上线下融合式的教研新形态。成员来自30个省市自治区的50余所高校,依托各省工程训练研究会,以及教指委、示范中心学科组、创客教育基地联盟等,形成校级、省级、国家级的多层级协同育人教学发展共同体。
第二,工程创客教育模式打破院系、学科的藩篱,体现跨学科创新创业人才培养特色。工程训练适应“融合、集成、创新、共享、智能”的新工科范式,创新创业教学与专业教学体系逐步融合。教研室依托高校工程实践创新中心,聚集不同学科领域教师、不同院系进行工程训练的学生。天然形成的“群聚效应”有利于创新教学运行机制,打破学科和学院的藩篱,促进创新创业教育有效融入新工科人才培养。
第三,形成基于线上线下融合的虚拟教研室学习与研究社区,打造创新型、开放性教学发展共同体,体现人才培养新发展格局特色。协同共建教学资源,形成优质共享的教学资源库。利用教育信息化技术建设基于“互联网”的资源共建共享平台“学习与研究社区”, 组织兼具普遍性与针对性的学术交流、国际合作和师资培训,构建工程创客教育新发展格局,持续支持虚拟教研室的教学、软硬件资源的共享,线上线下互动协作,落实师生协同众创的工程创客教育模式。
第四,实施工程创客教育推广计划,打造新时代中国特色的工程创客教育模式与成果特色。聚焦工程创客教育前沿课题和共性问题,每年设立1项重点课题和5项一般课题,组织成员开展研究探索,促进工程训练课程重构、基于项目导引的通识类课程改革、跨学科创客能力协同培养、以赛促教的赛课融合,发表教研论文、申报各类教学成果,形成系列教学研究成果。定期总结成果和经验,编写并发布“中国工程创客教育蓝皮书”。发挥高水平成员的引领作用,形成常态化教师培训,培养数百名创客导师,教学项目数万学生受益。
已开展的活动
2022年4月16日,由清华大学基础工业训练中心主办的2022年教育部工程创客教育虚拟教研室(以下简称“虚拟教研室”)论坛在李兆基科技大楼举办。虚拟教研室主任、清华大学基础工业训练中心主任李双寿介绍了虚拟教研室的性质、近期工作、建设目标、建设内容和预期成果。来自虚拟教研室200余所高校的400余名成员通过线上与线下的方式参加活动,线上同步观看量超9万人次。
2022年4月23日,首届清华大学iCenter“校企共育·产教融合”高峰论坛顺利举办,这是教育部工程创客教育虚拟教研室成立以来的首场论坛,也是清华大学工程实践教学基地建立100周年纪念大会系列活动之一。论坛由清华大学基础工业训练中心、教育部工程创客教育虚拟教研室共同主办,并邀请深度合作的优秀企业代表莅临会议,交流探讨产学研创新模式,为校企育人战略目标提供新思路、新看法。
未来,“工程创客教育虚拟教研室”,作为新形态教学组织和教学发展共同体,虚拟教研室建设目标为运行高效的新形态教育发展共同体,线上、线下融合的工程创客教育学习与研究社区,工程创客教育理论研究与实践探索平台,工程创客教育成果试验田和推广站。
参考文献
1.李双寿,杨建新,王德宇.高校跨学科创客教育平台建设理念及实践[J].现代教育技术,2017,27(08):109-114.
2.李双寿,李乐飞,孙宏斌,杨斌.“三位一体、三创融合”的高校创新创业训练体系构建[J].清华大学教育研究,2017,38(02):111-116.DOI:10.14138/j.1001-4519.2017.02.011106.
3.李双寿,杨建新,王德宇,付志勇,顾学雍.高校众创空间建设实践——以清华大学i.Center为例[J].现代教育技术,2015,25(05):5-11.
编辑:张渊
排版:梁欣月
审校:徐杨巧
中国高校创新创业教育研究中心秘书处
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