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高校创客教育发展模式探析

时间:2015-10-14 15:57:54  作者:  点击数:

    一、创客与创客教育产生的社会文化背景

    克里斯安德森的《 创客: 新工业革命》让“ 沉默的” 创客走向“ 爆发”,不仅引来科技、企业、投资界的广泛关注,在教育界也引起了极大的反响。2015年1月4日,国务院总理李克强来到深圳柴火创客空间,让更多的人了解了创客的影响力;2015年2 月,国务院常务会议上确定支持发展“ 众创空间” 的政策措施,为创业创新搭建了新平台。随着创客运动的不断高涨,高校大学生成为最活跃、最有创造性的创客群体,大力发展创客教育成为推动高等教育改革创新的时代选择。

    1、创客的定义。

    “创客”其英语源自 maker"一词,是 “创造者” 的意思,可以理解为广义的创客。狭义的创客可参照克里斯·安德森在《 创客:新工业革命》一文中的定义:不以营利为目标,利用3D打印技术以及各种开源硬件,努力把各种创意转变为现实的人。百度百科对创客的定义是:“创客”一词来源于英文单词“ Maker”,是指出于兴趣与爱好,努力把各种创意转变为现实的人.创客以用户创新为核心理念,是创新2.0模式在设计制造领域的典型表现。创客们作为热衷于创意、设计、制造的个人设计制造群体,最有意愿、活力、热情和能力在创新2.0时代为自己,同时也为全体人类去创建一种更美好的生活。创客的标准定义其实是未经最终确认的,有着多元化的理解。目前所说的中国创客不仅包含了“硬件再发明”的科技达人,还包括了软件开发者、艺术家、设计师等诸多领域的优秀代表。

    2.创客空间与创客教育的关系。

    创客空间是指人们基于共同的兴趣,如开源、科学、工程、数字或者电子等进行交流、合作、创造新事物的工作空间、厂房、实验室等。世界上第一家创客空间可以追溯到1981年在德国柏林成立的浑沌计算机 部( ccc)。3D打印技术和 Arduino等开源硬件平台的成熟极大地推动了创客运动的发展。据统计,全球有超过1400个创客空间,可分为独立的创客空间、以学校为基地为学校服务的创客空间和以公共图书馆为基地为社区服务的创客空间三种类型。我国的创客空间始于2009年。目前,已构成以北京创客空间、上海新车间、深圳柴火为三大中心的创客生态圈格局。在中国高校,创客运动也逐渐兴起,形成了以学校为基地为全校师生服务的创客空间,如清华创客空间、西南交通大学创客空间、同济大学创客空间及温州大学创客空间等。

    以高校创客空间为依托的高校创客教育将成为培养新时期创新创业人才的重要途径,创客空间和创客教育的融合与碰撞是推动创新教育发展的重要驱动力。《 2015地平线报告高等教育版》显示,创客教育将在高等教育领域产生深刻变革,未来2~3年内,用于创客教育的创客空间将会在越来越多的高校中得到采用。创客教育被认为是STEAM 教育的优化和拓展。STEAM 教育由20世纪80年代的 STEAM 教育发展而来,即在原来学科———科学、技术、工程、数学基础上融入艺术学科(Art)。创造、发明和创新是工程教育的三大标准,然而许多高校在推行工程教育的过程中却相对薄弱,创客教育的出现为那些想在工程领域进行创造和原型设计的学生提供了场地和平台。如科罗拉多大学创设的发明工作室,通过为工程专业的学生提供基础设施、工具、文化转移,展示了动手制作的价值和可持续性,提高了他们自身的创新性、创造力以及创新创业的能力。

    3.我国创客教育推行的社会文化背景。

    (1)政策驱动,为创客教育插上翅膀。2014年9月10日-12 日,国务院总理李克强在第八届夏季达沃斯论坛开幕式致辞中着重强调了改革和创新对我国经济增长、就业结构优化的贡献。2015年1月28 日,李克强总经理在国务院常务会议上确定了大力发展市场化、专业化、集成化、网络化的“ 众创空间”,培育包括大学生在内的各类青年创新人才和创新团队,实现创新与创业、 线上与线 下、孵化与投资相结合,打造经济发展新的“ 发动机”。2015 年3 11 日,国务院办公厅印发《 关于发展众创空间推进大众创新创业的指导意见》,提出推进“ 大众创业,万众创新” 的八大任务,为我国高校创客教育的开展奠定了政策基础。

    (2)知识社会下创新2.0模式的时代背景。传统的以技术发展为导向、科研人员为主体、实验室为载体的科技创新活动正面临挑战,以用户为中心、以社会实践为舞台、以共同创新、开放创新为特点的用户参与的创新2.0 模式正在逐步显现。信息通讯技术的融合和发展催生了知识社会,并推动了创新模式的嬗变。科技创新不再是少数被称为科学家的人群的专利,每个人都是科技创新的主体,生活、工作在社会中的用户真正拥有最终的发言权。以云计算、物联网、大数据为代表的“ 互联网+” 计划,为大众创业、万众创新提供了环境,为新的经济发展提供了动力。在新的创新背景下,移动互联网技术的发展为创客教育的发展提供了技术支持。

    (3)变革学习方式,培养学生创新创造能力的需要。当前,我国学校的创新教育主要存在成本高、普及小、新意不足等问题。创客教育建立在成熟的教育理论基础之上,如项目学习法、体验教育、DIY教育、做中学、快乐教育以及构造论,与信息技术教育相融合,立足于培养学生的创新、创造和实践能力,利用3D打印技术及开源硬件的普及,可以使每个学生参与到创新活动中来,丰富学生的创意。

    二、中美高校开展创客教育的现状姜洁

    2014高等教育版的《 地平线报告》 预测,学生从知识的消费者转变为创造者,将是未来3~5年内的趋势,而教育界日趋发展壮大的创客运动将是推动这一趋势的主动力。创客教育可以从两个角度去理解:一种是指培养创客人才的“ 创客的教育”;另一种是用创客的理念与方式去改造教育的“ 创客式教育”。无论是哪种角度的高校创客教育都应该具备以下八个要点:相关性、复杂性、互动和合作、高投入 高强度、可获得性、分享性和新颖性。

    1.美国高校实施创客教育的现状。

    以创造和创新为本质的“ 车库文化” 是美国文化中极其重要的一部分,这种文化推动着美国创客运动的发展,也推动了2014年6月17 日白宫首次创客嘉年华 Maker Faire)的诞生。早在2009年,奥巴马参加竞选演讲时提到,年轻人应从事到科学和工程中来,去创造、去做事物的创建者,而不仅是消费者。可见,美国对创新和创造的重视。目前,University of WisconsinMadisonUniversity of NevadaRenoUniversity of Mary WashingtonStanford60多所高校已经陆续在校园里开设了创客空间。表达创新与共同发展的创客文化已席卷全美,各高校无论是从意识层面还是实践层面,大力推动创客运动,打造创客空间,不限年级、不限学科,具有更高的开放性、灵活性和自由度,得到了政府及社会的高度重视和大力支持,正发展成为培养美国科技创新人才的试验田。

    创客空间是创客教育推行的依托,美国高校比较著名的创客空间包括威斯康星州立大学的Garage创客空间、北卡罗来纳州立大学的开源硬件创客空间、斯坦福大学的 Fablab创客实验室等。另 外,为了推动本校创客运动的发展,斯坦福大学为广大教育者开设学术奖学金,用于研究创客运动在不同教育领域的应用。美国高校的创客空间多以图书馆为基地, 既拓展了图书馆的服务类型, 又改变了学生的学习方式,有利于教育创新,如内达华里诺大学的Dela Mare科学和工程图书馆是美国第一个向学生提供3D 打印机的学校图书馆,并被美国《 创客杂志》评为最有趣的创客空间。有些高校则充分利用本校的优势资源开设创客教育课程,打造创新实验室。如由MIT比特和原子研究中心(CBA 发起的有“ 创新梦工厂” 之称的 Fablab,以个人制造为核心,以个性化需求为目标,学生可以利用 Fablab提供的设备材料、开源软件和由CBA的研究人员开发的程序等电子工具把他们想象中的产品制造出来。Fablab的最初灵感来源于Gershenfeld 教授于1998年在MIT开设的一门课程《 如何能够创造任何东西》,他认为与其让人们接受科学知识,不如给他们装备、相关的知识以及工具让他们自己来发现科学。随后, 第一个Fablab200年在波士顿建立。第一间Fablab由美国国家科学基金会拨款建造,旨在提供完成低成本制造实验的所需环境。为了激发学生创造万物的灵感, MIT开启了2015年创新学院计划(Fab Academy 2015 ),该计划具有全球性、快节奏、动手实践的特点,参与此计划的学生每周三上午9:00-12:00可以参加全球性的网络讲座为期一个学期( 2015.1.216.3)。结课时,根据学生自身的创意表现和技能操作,颁发结课证书。亚利桑那州立大学为了将创客教育和创业教育相结合,培养学生的创新创业能力,启动了20142015学年的“ 创新挑战” 项目。有的高校为了培养学生的创新创造能力和实践能力开设了专门的创客课程,如卡内基梅隆大学开设的30 门跨学科的创客教育课程及8个交叉学科时辅修创客项目;卡斯顿州立大学的《 利用3D 打印技术参与创客行动》 课程,通过5天的集中教学和在线学习,考核通过的学生可获得3个学分。

    2.中国高校开展创客教育的实践探索。姜洁

    中国的创客教育自2012年兴起,相较于欧美高校,我国高校的创客教育才刚刚起步。主要通过开设创客空间,举办创客大赛,成立创客俱乐部,召开高校创客教育学术研讨会等方式推动高校创客教育的发展。一直以来,清华大学十分注重对创新创业人才的培养,iCenter创客空 间以奇思妙想、学科融合、动手实现、乐于分享为宗旨,创客教学活动主要有创客讲座、创客工作坊、创客教育引导项目等,营造出“ 动手造万物” 的高校创客文化氛围。同时,iCenter还建立在线平台,鼓励跨年级、跨领域学习,并引导学生获取全球创客资源。同济大学的创客教育主要以 Fablab 开放夜”、“ 创客马拉松” 等形式展开。FablabOSnanghai是建立在开源背景下的中国第一个开放创造实验室空间,其创始人是同济大学设计创意学院的丁俊峰,每周六的开放夜都会举行一系列以 跨学科、开放设计、3D打印、创客创新” 等为主题的跨界讨论。温州大学创客教育以温大创客空间为依托,主要举办各种培训活动,如乐高机器人、Arduino 、3D打印机等,创办创客项目经验分享会,举办博士论坛等进行推广和普及。温州依托地域优势,在探索与实践的基础上,构建了“ 全校层面-专业层面-试点班层面”逐层递进的、以岗位创业为导向的创业教育新体系,探索了创业教育与专业教育深度融合的新途径,建立了整合校内外资源的创业教育运行新机制。在此基础上,温州大学创业人才培养学院在创业园创建众创空间,开设创客学堂、创业创意大赛、创业面对面三大模块,定期开展主题沙龙、校友论坛、创业项目推荐会等,有利于推动创客教育与创业教育的融合。

    三、推动我国高校创客教育发展的建议

    高校创客教育的发展是一项系统性的工程,需要从创客文化、创客课程、创客教师、创客理念等方面协同进行,途径可具体到打造优质创客空间,开发专门的创客课程,重塑教师角色、打破传统的教学模式,转变学生的学习方式等。在这一过程中,还要注意发挥企业、政府和社会媒体的推动作用, 整体设计、合理规划,以学生为中心,基于“ 创新、实践、分享” 的创客理念,培养学生创新创造的能力。

    1.打造优质创客空间,营造高校创客文化氛围。

    高校创客空间是高校创客教育得以实施的依托。优质的创客空间不在于物理空间的大小,也不在于创客数量的多少,而是在于创客们的创新创意与创造的积极性。打造优质的创客空间, 首先,高校自身要积极营造创新、实践、分享的创客文化氛围。通过举办创客沙龙、创客大赛、创客马拉松等形式,跨学科培养学生的创新意识、创新思维及创新能力,调动学生的潜力。充分利用学校的化学实验室、物理实验室、图书馆等具有较大空间、设备齐全、材料多样、可供全校师生利用的共同空间。如瓦尔多斯塔州立大学图书馆将其中一间教室改装为创客空间, 面向全 生,提供3D打印机和其他工具,帮助他们制造出任何想要的东西。其次,要寻求多方位的支持。加强校企合伙。美国高校经常利用校企合作的机会推动本校创客空间的建设及创业教育的大力发展。如福塞大学2015年3月与视频供应商Maker Studio合作打造的在线视频传输系统、制作技巧、数字故事于一体的创客空间, 让学生更有能力去掌握一定的技术技巧。寻求政府或相关机构的支持。如上海市于2015年5月24日成立的“ 创客教育联盟” 得到了上海市教委的大力支持, 必将推动包括同济大学、上海交通大学在内的高校创业教育的发展。重视社交媒体的宣传与交流功能。一方面,可以让更多的校外人员了解高校创客的运行和创客教育的开展,将校内教育与校外教育相融合;另一方面,人们可以将自己的设计理念或设计原型上传, 通过与他人的交流获得新的设计灵感。

    2.开发专门的创客教育课程,完善创客课程体系。

    大课程观强调,课程本质上是一种教育进程,课程作为教育进程包含了教学过程。课程不仅仅是存在于“ 观念状态” 的可以分割开的“ 计划”,课程根本上是生成于“ 实践状态” 的无法分解的、整体的“ 教育活动” 。因此,创客课程是高校创客教育的内容、方式、过程等的总称。从高校创客教育课程科学性、实践性、主体性、创新性的特征出发,创客课程体系应包含以下三类: 第一类是面向全校学生的基础课程,如3D设计与打印、Scratch趣味编程,将创客教育整合于已有的课程教学中。如同济大学艺术与传播学院为大一新生开设开源硬件与编程等基础课程来消除他们对技术的畏惧。第二类是以选修课的形式开设的拓展类课程。高校以辅修学分的方式开设关于新一代物联网技术,如智能控制、传感器等专门的创客教育课程。第三类是激发学生创造潜能的创新课程, 以“ Learningbydoing 和“ Learning by making 为教学理念,把想象的一切变为现实的东西。

    3.重塑教师角色,打造专业的创客教育师资队伍。

    教师是教育活动开展的基本要素,是指导和推进创客学习的主体,是推进高校创客教育前进的关键因素。从创客教师的类型上考虑,高校应培养专业型和兼职型的两大类创客教育师资。首先,教师要摆正自己的角色定位,放开心态,变成课堂的设计者、组织者、引导者和学习者。教师在设计创客课题时,应充分考虑学生已有的知识结构和擅长的领域,最大限度的让学生利用多个学科的知识来解决问题。其次,教师除了要具备专业的知识素养外,还要掌握新兴信息技术,设计出合理的创客教学案例,合理规划时间,鼓励学生的创新意识和团队合作精神。当然,教师也会面临新的问题和挑战。因此,要为创客教师提供相应的培训,培养专业型的创客教师。如各种专题培训和基于创客理念的教学研讨会。美国巴尔的摩市建立的电子港科技中心既为学生提供了创客空间, 又为教师开设了培训课程,激励广大教育者与学生共同学习、共同进步。第三,教师要最大限度的利用创客空间,尽可能的为学生提供设施需求和线上线下的优质资源及服务。对创客教师展开评价与激励机制,一方面奖励创客教师在高校创客运动中的贡献;另一方面鼓励他们在不同的领域展开研究实践。最后,从社会上吸收一些热爱创造、喜欢和学生共同学习的超级创客作为学校的兼职创客教师,壮大创客教育师资队伍。

    4.转变学生的学习方式,促进其适应“ 基于创造的学习”。

    转变学生的学习方式是推动高校创客教育发展的重要途径,也是促进学生全面发展的需要。创客教育强调的“ 基于创造的学习” 与杜威提倡的“ 做中学” 有异曲同工之妙。因此,高校创客教育的核心应立足于激发学生的创造热情,发展学生的创造力,推动跨学科的互动与交流,促进知识创新,转变学生的学习方式。根据学生的主动性、创新性表现程度, 可以将学生的学习方式分为四种类型: 机械接受学习、意义接受学习、发现学习及研究型学习。简单来讲,转变学生的学习方式也就是将传统的学习方式转变为新的学习方式———发现学习和研究型学习。但是在这一过程中,不能完全否定传统教学方式的教学意义,而是正确处理好两者之间的辩证关系。另外,教师的教学思想、课程类型、教学资源、学校的文化环境都有可能成为制约学生学习方式转变的因素。因此,为了促进学生适应“ 基于创造的学习”,学习方式的转变必须与高校创客空间、创客课程及创客教师等因素协调规划、统一进行。

    综上所述,2015 年5月8日,国务院公布了《中国制造2025》,将创新摆在制造业发展全局的核心位置,对高等教育发展提出了新的要求。以创新驱动发展,而创新驱动发展的关键是人才,因此创新创业人才的培养成为高等教育改革创新的新聚焦。创客教育融合了创新教育的理念,注重培养学生的创新意识和创造能力,顺应了未来教育的时代潮流。然而,由于创客教育在很大程度上依赖于信息技术的发展与应用,因此高校创客教育的发展还面临一系列的问题与挑战, 如很多高校的创客教育还没有一套系统的教学模式,为创客教育的推广带来极大地不便;由于场地和经费的限制,很多高校未能为学生创建一个交流和分享的创客空间平台; 加上一部分高校的教师多数都不是热爱创造的“ 超级创客”,对创客教育的开展无从下手。为此,高校发展创客教育还有很长的路要走,各高校既要结合自身的优势不断摸索和探索,又要融合社会各界的支持。

本文摘自《高等工程教育研究》2015年第4期