美國高校創新教育實驗室和社會創客空間考察

楊建新 孫宏斌 李雙壽 付志勇 顧學雍

（1．清華大學 基礎工業訓練中心，北京100084；2．清華大學 教務處，北京100084；3．清華大學 美術學院，北京100084；4．清華大學 工業工程系，北京100084）

引言

創客來源于英文單詞“Maker”，是指努力把各種創意轉變為現實的人，其共同特質是創新、實踐與分享[1]。近年來，創客運動在國際上蓬勃發展，改變了人們的學習方式和社會生產方式，并形成了新的校園文化。著眼于了解美國在創新教育及創客空間方面的最新進展和實施策略，為建設清華大學交叉融合創客空間提供參考，2014年8月，清華大學一行六人前往美國高校創新教育實驗室及社會創客空間進行考察。考察團先后考察了麻省理工學院、帕森設計學院、紐約大學、加州大學伯克利分校、斯坦福大學的創新教育實驗室以及波士頓Artisan’s Asylum創客空間、奧克蘭The Crucible創客空間、歐特克公司、皮克斯公司等，與相關創新教育實驗室和創客空間的負責人進行了深入的交流，詳細了解了他們的建設理念、運行機制、課程體系和物理空間等情況。

一 美國高校創新教育實驗室

1 麻省理工學院媒體實驗室（MIT Media Lab）

麻省理工學院媒體實驗室由Nicholas Negroponte和前校長Jerome Wiesner[2]于1985年共同創建，隸屬于麻省理工學院建筑與設計學院，致力于科學、多媒體、技術、藝術及設計等領域成果轉化的研究，鼓勵打破學科界限，實現不同研究領域非傳統的融合。該實驗室創造了許多顛覆性的前沿技術，包括可穿戴技術、可觸摸用戶界面和情感計算等，研發出許多技術發明（如電子墨水、NEXI類人機器人、Scratch圖形化編程語言、玩具式學習工具等）。目前擁有25個研究團隊，包括生物力學、攝影文化、認知機器、流動媒體、信息生態學、個人機器人、社交計算等，研究項目超過350個，其創新研究強調“以人為本”、“跨學科”、“原創性”和“開放性”。

（1）人員組成

媒體實驗室主要從事研究生教育，隊伍組成包括近40名資深研究人員、48名合作企業研究人員、75名客座科學家及博士后、80名技術及行政人員。研究生共計146名，其中碩士研究生80名、博士研究生66名，分別來自不同專業并通常具有工作經歷，其中一半左右來自計算機專業。同時，每年還有200多名本科生通過本科生研究機會項目（UROP）來實驗室工作。

（2）運行機制

作為一個純學術研究機構，媒體實驗室每年的運行經費約4500萬美元，主要從70多個聯盟會員獲得資助。會員包括微軟、谷歌、三星、松下、英特爾、思科、諾基亞、高通、樂高等世界知名企業，合作年費至少為20萬美元。聯盟會員一般不要求實驗室從事特定研究，多數研究項目由團隊獨立向媒體實驗室提出申請并獲得資助，以保證研究內容的前瞻和原創。聯盟會員有權分享媒體實驗室該年的知識產權和研究成果，獲得技術咨詢而無需支付授權費用，同時可以派遣研究人員常駐媒體實驗室。

（3）物理空間

媒體實驗室擁有兩座大樓（E15）和（E14），其中新大樓面積為15100平方米，是一個開放的、工作室式、自適應的六層樓建筑。整個建筑內部高度透明，能夠看到正在進行的研究項目，從而鼓勵研究人員之間的聯系和協作。

為了配合研究項目中的樣機試制，在大樓中建有一個小型制造實驗室，加工設備包括木工鋸床、焊接設備、鈑金設備、工業級3D打印機、激光切割機、木工加工中心、數控車床、數控銑床、數控水切割機床、線切割機床等。車間布局非常緊湊，由3名全職技術人員維護，面向媒體實驗室成員24小時開放，但要求用戶必須接受相關設備的操作培訓并且不能單獨工作。

圖1 麻省理工學院媒體實驗室

圖2 紐約大學ITP實驗室

2 紐約大學ITP項目

ITP是紐約大學Tisch藝術學院為期兩年的研究生教育項目，其主要任務是探索如何富有想象力地使用通訊技術，從而有效提升、改善和愉悅人們的生活。該項目始于1979年，已經發展為技術專家、工程師、設計師和藝術家打破真實與數字空間界限的活躍社區，在多媒體和交互性專業領域貢獻的新創意和人才得到國際廣泛公認。

（1）課程設置

ITP的課程分為基礎課和專業課兩種，其中基礎課有7門，包括新媒體應用技術、動畫設計、視頻與聲音、可視化語言、網站設計、可計算媒體和物理計算；專業課有100多門，包括3D打印奢飾品、高級動畫工作室、交互式設計的生物力學等。取得研究生學歷的學分要求為：基礎課16分、專業課40分、畢業論文項目4分。

ITP的學生來自藝術、科技、經濟、政治等多個領域，彼此背景不同，所有專業的人一起參加課程，最大的挑戰就是讓他們互相溝通，進行自由分享。ITP所傳授的不僅是用技術來做產品，更是用它來學會思考和表達自己。在ITP教學過程中，強調自己動手和應用技術，不受現有軟件和硬件工具的束縛，開發出自己想要做的產品。

（2）物理空間

紐約大學ITP實驗室占地約1500平方米，大部分是開放的活動空間和討論空間，配備了可移動的桌椅，能夠根據課程需要靈活布置。實驗室加工設備同樣以產品原型制作為主，包括木工機械、鉗工工具、電子產品開發工具等。

3 加州大學伯克利分校社會利益信息技術研究中心（Berkeley CITRIS）

CITRIS成立于2001年，由加州政府和許多私人及公司投資創辦，是一個加州公立大學各校園之間廣泛合作的跨學科學院。其工程師和研究人員來自醫藥、公共健康、法律、社會科學等不同學院，目的是縮短世界級實驗室研究成果向產業界轉化的渠道，促進大學教職工、學生與公司研究人員的合作[3]。其研究領域包括：高質量衛生保健、智能基礎設施（水資源、交通、城市）、穩定可持續能源的信息技術、數據與民主政治等。

（1）Invention Lab（發明實驗室）

CITRIS發明實驗室占地約170平方米，主要提供三大功能：（1）學習：教授交互式產品設計和原型設計方面的工程及新媒體課程；（2）構建：實驗室為開發原型樣機提供了一整套工具、技術支持和加工服務；（3）上市：實驗室通過提供企業孵化器的工作空間將概念和創意轉化為新創企業。該實驗室提供的設備包括：鉗工工具、電子產品工作臺、CAD圖形工作站、3D打印機和激光切割機。其課程包括：CS294-84（交互式裝置設計）和NM290（批判性制作），主要針對若干開放選題，通過團隊討論和合作，利用開源軟硬件搭建產品原型，快速實現創意。

（2）Foundry（創業培育項目）

該項目每年公開選拔多個涉及軟件、硬件和服務開發方面的創業團隊，通過下列措施幫助創業者建立公司：提供工作空間和加工設備、開展原型開發和創業訓練營、聯系投資者和企業家。

圖3 CITIRS發明實驗室

圖4 斯坦福大學設計學院

4 斯坦福大學設計學院（Stanford D.school）

D.school是斯坦福大學的一個研究生教學項目，學生來自工程、醫學、商業、科學等學院，通過一整套稱為“設計思維（Design Thinking）”的方法論，培養學生如何產生創造性的解決方案來應對當前時代不斷發展的挑戰[4]。該方法論借鑒工程和設計方法，并結合了來自藝術的創意、來自社會科學的工具和來自商業的視野，通過做中學的方式，使學生不僅能夠解決問題，而且能夠發現現實世界中的問題。

（1）課程體系

D.school的課程基于設計思維方法，教學中所依賴的基本設計步驟為換位思考（Empathize）、定義問題（Define）、形成概念（Ideate）、開發原型（Prototype）和測試迭代（Test），強調從用戶需求出發，將解決問題看成在信息不完全狀態下不斷摸索的過程，確定好問題后通過頭腦風暴想出盡量多的解決方案，再根據反饋快速迭代，從而找到好的解決方案。D.school的課程包括“設計思維入門”、“構建創新品牌”、“科學、技術、創業交叉的設計”、“重新設計新生兒重癥監護室”、“工程創新”、“電影設計”、“面向更好衛生保健的設計思維”、“面向科學的設計”等。

（2）人員組成

D.school的教師來自于斯坦福各院系和工業界。教師根據自己的跨學科研究方向并結合設計思維方法建設課程，向D.school課程指導委員會提出申請，獲批后即可開課，學分從0～3不等，通過學習、教學、實踐的循環不斷產生新的創意，培養學生的開放性創新思維和解決問題的能力。

（3）物理空間

D.school的物理空間是為其激發創造力的教學目的特別設計的[5]，包括一個大的報告廳、多個項目工作室（墻面由可滑動的白板組成，可根據需要進行分割和合并）、多個活動存儲空間、一個物理原型設計教室、一個數字化原型設計教室和兩個多功能大教室構成，其家具（桌椅、沙發、屏風、存儲柜等）均帶有滾輪，可根據課程活動需要靈活配置物理空間。

二 美國社會創客空間

1 波士頓Artisan’sAsylum創客空間

（1）物理空間

Artisan’s Asylum是一個非盈利的社區創客空間，面積約4000平方米，其目的是支持和促進當地社區不同類型手工制作的教學、學習、實踐活動。該創客空間擁有多個工作室，配備了專業的加工設備，包括：木工車間、焊接車間、噴涂車間、精密金屬加工車間、原型制造工作室、電子產品制作工作室、計算機輔助設計工作室、縫紉工作室、機器人工作室、自行車制作與維修工作室、玻璃吹制工作室、珠寶首飾工作室和絲網印刷工作室等，同時還提供了公共的社交區域和貨架存儲單元。

（2）運行機制

Artisan’s Asylum擁有約10名全職員工和一些社會志愿者，采用會員制運行，其運行經費來自日常開展的各類創客活動，主要包括以下幾方面：

1）個人和社會組織的捐助（包括私人基金以及MathWorks、Autodesk、SolidWork等公司）。

2）包月會員。該創客空間目前擁有約250名包月會員，會員有權在周末或工作之余使用該創客空間提供的各類加工設備，提倡會員的DIY文化和社區服務。

3）公開創客課程。依托創客空間提供的軟硬件環境，由當地創客開設了多門課程（自行車車架制作、首飾制作、木工制作等），既包括制作學生課后能夠拿回家的成品，也包括特定工具的使用培訓。課程面向全社會開放報名，收取一定的學費。

4）空間或設備租賃。當地專業藝術家或創業者可以租用該創客空間的一部分面積作為個人工作室進行藝術創作和創業活動，價格較為合理，避免了早期創業過程中昂貴的工業級設備投資和長期空間租賃費用，當創業活動達到一定規模時就退出該創客空間。

2 奧克蘭The Crucible創客空間

奧克蘭The Crucible創客空間由藝術家Michael Sturtz創辦，面積約5600平方米，是一家非盈利的工業藝術學校，面向全社會開放。與Artisan’sAsylum類似，該創客空間擁有鑄造、鍛造、焊接、陶藝、雜技火表演、玻璃吹制、首飾制作、創意電子產品、機械加工、霓虹燈、木工等數十個工作室。針對不同年齡段的學生（8～11歲，12～17歲以及成人），該創客空間每年提供500多門手工制作和藝術類課程，教師多來自工業界、藝術界和大學，每年有5000多人參加相關課程。

該創客空間的運行經費主要來自于課程學費、會員會費、場地出租和社會捐助。根據繳費數額的不同等級，會員享受不同的福利，包括課程打折、開放使用設備、會員T恤、活動優惠等。

圖5 Artisan’s Asylum工作室

圖6 The Crucible工作室

3 歐特克公司9號碼頭工作室（Autodesk Pier 9 Workshop）

歐特克公司9號碼頭工作室由舊金山9號碼頭改建而成，配備了非常先進的數字化制造實驗室、木工車間、金屬加工車間、3D打印實驗室、激光切割和電子產品制作車間。不同于大學教學實驗室，其制造設備是工業級的，包括五軸數控加工中心、車銑復合加工中心、數控木工機床、數控水切割機床、工業級3D打印機等。該工作室面向歐特克雇員和創業者開放，創業者需要提出項目開發申請，獲批后不僅可以免費使用工作室的設備和材料，每月還會得到一定的津貼。

工作室的建設主要出于以下目的：1）軟件與硬件的接口對設計和制作產品越來越重要，通過動手實踐能夠深入了解這種連接，開發出更好的軟件產品；2）創造一個地方來展示他們的軟件、硬件或軟硬件結合的產品；3）通過工業級的制造設備來支持創業者的產品開發，推動創新。

三 關于考察的幾點認識

通過對美國高校創新實驗室和社會創客空間建設理念、運行機制、課程體系和物理空間等方面的考察，我們對在高校以創客模式開展創新創業教育形成如下認識和建議：

在培養目標方面，高校創客教育的目的在于培養學生的社會責任感、創造性思維和實踐動手能力，讓學生成為夢想的實現家。

在教學模式方面，需要針對當今社會面臨的重大挑戰和問題，打破學科界限，建設跨學科協同創新實驗室，開展系統的課程訓練、以成果為導向的項目實踐和常態性的國際交流活動。

在空間建設方面，既要建設開展課程、項目和活動所需的開放式物理空間，又要建設支撐創新實踐教學活動的可擴展信息空間。

在師資隊伍方面，應當凝聚學校有志于從事跨學科創新人才培養的教師、知名企業技術專家組成創客導師團，共同建設跨學科導引、設計思維、實踐技能和綜合創新項目類課程。

在課程體系方面，可以開設包括跨學科導引、設計思維、實踐技能和綜合創新項目類課程，學生修完規定的學分可以獲得工程創新輔修學位。

在激勵機制方面，選修跨學科創新教學項目的學生，其實踐成果經評選后獲得校級獎勵，有資格保送相關專業的研究生，具有創業價值的成果將獲得后續場地、設備、資金方面的指導和支持。同時，將跨學科創新教學工作量和教學成果作為學校評定各院系教學工作、創新人才培養方面的重要考核指標，在教師職稱評定和崗位聘任時予以優先考慮。

在運行經費方面，學校先期投入開展基礎設施建設和創新教學項目開發，后期運行經費主要來自合作企業項目、政府專項基金、社會捐助和教育培訓，力爭實現自主運行、良性循環。

四 結語

通過考察發現，清華大學基礎工業訓練中心作為全校最大的工程實踐教學基地，已經具備了交叉融合創客空間所需要的軟硬件條件，但在開放式物理空間（包括課程教學區、原型開發區、成果展示區、開放研討區、創新實驗室等）和可擴展信息空間（支撐創新實踐教學活動開展的在線平臺，包括創客活動發布平臺、學習成果記錄平臺、數字化制造服務平臺等）兩方面還需大力加強。我們將抓住中心向i.Center轉型升級的契機，打造出體現創客文化與工程文化融合、線下物理空間與線上信息空間貫通的創客空間O2O環境，進而更好地服務于全校的創意、創新、創業教育。

[1](美)克里斯·安德森.創客:新工業革命[M].廣州:中信出版社,2012.

[2]徐清華,胡維佳.從理念到實體——美國麻省理工學院媒體實驗室的創建[J].世界教育信息,2009,(4):67-70.

[3]黃春梅,蔣蕾,楊倩.官產學研創新機構CITRIS的啟示[J].中國高校科技與產業化,2008,(10):75-77.

[4]陳嬌嬌.世界征服者的學校——斯坦福設計思維研究院.世界科學,2012,(9):35-36.

[5]Scott D,Scott W.Make Space:How to Set the Stage for Creative Collaboration[J].Wiley,2012.