創客文化與科技館創客教育芻議

張 娜

（1.廣東科學中心，廣東 廣州 510006；2.廣東外語外貿大學，廣東 廣州 510006）

1 創客運動—STEM教育—STEAM教育—創客教育

創客運動是一場技術和創新的革命，實現了全球化的蓬勃發展。對于教育工作者而言，創客運動與兒童天性和“探究式科學教育”的能力高度契合。在創客運動推動下形成的創客文化，強調最大限度地激發個體的創新潛質，為實現這一目標，以學習者為中心的教育模式，即創客教育應運而生。作為創客運動前奏的開源運動，促使3D 打印、機器人、微處理器、可穿戴計算機、電子紡織品、智能材料和新的編程語言以前所未有的速度得以發展。更重要的是，這些技術工具不再掌握在少數人手中，人人都可以接觸到這些先進工具，甚至可以在線免費獲取，并分享給他人。這種技術工具的普及促成了DIY 文化的復興，“隨手可得”的新工具大大增強了創客的信心，在新工具的輔助下，創客躍躍欲試，將腦中的創意轉化為手中的實物產品，滿足感不言而喻。

目前創客教育仍停留在概念階段，其實現路徑有待探索。與創客教育概念最為接近的是堪稱美國STEAM（Science-科學，Technology-技術，Engineering-工程，Arts-藝術，Mathematics-數學）教育，堪稱美國的“素質教育”，與創客教育相同，STEAM 教育也是在創客文化中形成的。STEAM 教育的前身是STEM 教育，2006年時任美國總統布什在國情咨文中公布的《美國競爭力計劃》（American Competitiveness Initiative，ACI）中提出知識經濟時代教育目標之一是培養具有STEM素養的人才，并稱其為全球競爭力的關鍵，此后美國在STEM教育方面不斷加大投入，鼓勵學生主修科學、技術、工程和數學，培養其科技理工素養［1］。2011年，美國弗吉尼亞理工學院暨周立大學G.Yakman將STEM教育擴充為STEAM教育，其中A包含美術、語言、人文、形體藝術等領域，不僅將教育的關注點局限于科學技術領域，更強調科技與人文的交融，培養學生的跨學科思維。

STEM 教育用課程項目將科學、技術、工程和數學帶入課堂，致力于培養學生的批判性思維，掌握工學或設計方法，以解決現實世界中的問題，同時以數學和科學作為基礎。STEAM教育在STEM課程的設計原則中融入了藝術，鼓勵創新性的問題解決方法［2］。STEAM 教育是一種可持續的，與經濟和社會相適應的框架，用以轉變、維持、創造和發展教育元素、項目和機構，使其包含多學科實踐，以使之適應全球社會經濟世界。這種框架是參與式的動手做實踐，以實物為基礎，外延豐富，將教育、產業、政府和社區在發展更好的公民教育這一共同點上聯系起來:“科學和技術，通過工程和藝術得到詮釋，且完全基于數學元素的基礎上”。

創客教育與STEAM教育同源，都是在創客文化的作用下興起的新型教育模式。

鑒于創客運動的巨大影響力，奧巴馬政府在2012年初開展新項目，計劃在4年內在1 000所美國學校引入創客空間，配備3D打印機、激光切割機等數字制造工具，旨在培養新一代系統設計師、生產創新者。2015年9月，國家教育部發布《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》其中提到了未來5年對教育信息化的規劃，在教學中融入信息化元素，通過信息技術促進各學科教學內容和模式的變革。比如有效利用信息技術推進“眾創空間”建設，探索STEAM 教育、創客教育等新教育模式，使學生具有較強的信息意識與創新意識，使信息化教學真正成為教師教學活動的常態［3］?？梢姡趯W校正規教育引入STEAM教育和創客教育的決心。

2 正規教育中的“STEM教育+創客教育”

關于STEM 教育和創客教育，學者已做出相關探索。清華大學高云峰教授和信息通信技術（ICT）教育專家高震于2014年合作創立了群體創新空間理論（Group Innovation Space-GIS，中文名“集思”），集思是聯通主義學習理論的物理化學習模型，以松散群體參與創新活動為特征，提供想法到實現所需的材料、設備和設施，并具備社交功能?？沙掷m發展的集思包括合理的空間布局、給初學者設計的課程、鼓勵創新的制度、豐富的項目、各類項目導師、有分享和協作精神的創新者、負責的管理者和專業設備設施操作者等要素。該理論關注STEM教育與創客教育的融合，提出二者的融合可以有效地實現優勢互補，在該理論關照下，又設計了GIS的五級創新者養成路徑（初學者--消費者--制造者--創新者--導師）和面向STEM的創客教育課程，課程內容涉及科技制作、3D打印和三維建模、開源硬件、多元模式的溝通能力等方面的內容。華東師范大學副校長、教育科學學院任友群教授在2015年10月16日第三屆全國中小學STEAM教育論壇《創客教育與stem教育辨析》主旨報告中對創客教育和STEM教育的概念進行了比較，并區分了廣義的創客教育（創客培養）與狹義的（數字化）創客教育之區分，并分別與STEM教育的內涵進行了對比［4］。

上述研究均致力于探究如何在學校正規教育的STEM課程中融入創客教育元素，具有將創客教育課程化的趨勢，且突出強調數字化教育，忽視了STEAM 教育中的“A”，即人文學科這一要素。創客教育是創客運動和創客文化沖擊下，教育模式的變革。廣義的創客教育，即創新素養和創客精神的培養，屬于科學素養的子范疇，不僅局限于正規教育，與強調跨學科性教育的STEAM教育相比，注重學習者自身素質養成的創客教育更趨近于非正規教育建構主義的內涵。因此，對創客教育概念的界定，不應局限于學校的課程教育，而應回歸創客文化的規約，在創客空間等非正規學習空間中探究創客教育的內涵與外延。若將學校正規教育中上述新型教育模式表述為“STEM 教育+創客教育”，那么在創客空間非正規教育環境中則可對應地表述為“創客教育+STEAM 教育”，后者是科技館、圖書館、創客空間等非正規學習環境中值得探究的新型學習模式。

3 非正規教育中的“創客教育+STEAM教育”

2012年美國創客教育計劃（Maker Ed）成立，作為一個非營利組織，該計劃致力于支持教育者和社區，特別是服務設施欠缺的地區，促進當地年輕人體驗意義豐富的創造和學習過程。從成立以來，該計劃卓有成效地為年輕人制造了機會，在創造的過程中建立自信心，增強創意能力，培養科學、技術、工程、數學、藝術領域的學習興趣。以“每個孩子都是創客”為愿景，該計劃以課程或項目的形式對美國青年人創新精神的培養產生了重要的推動作用。

2015年科普產品國家地方聯合工程研究中心開發了麥穗創客教育（MESIS），以針對性的教育課程為載體，在創客空間的平臺下融合科學、自然、藝術等學科知識，培養創客的創新能力、數理能力、寫作能力、表達能力和空間思維能力，探索針對青少年不同年齡段的創客教學特征，開發匹配的教學模式、特色課程、教學工具以及配套服務系統。麥穗創客教育學年課程體系包括機械總動員、電子入門、軟件入門、足球車、讓小車動起來、智慧生活、音樂攝影、機械臂機器人等［5］。

可見，在非正規教育機構，創客教育也常常伴隨與之同源的STEAM 教育，復合形成“創客教育+STEAM 教育”模式。究其緣由，創客教育強調的創新精神實質上是一種創新式的學習思維能力，但能力的培養無法脫離基礎知識的學習。創客教育可謂是一種基于基礎學科知識的創新能力培養，離開具體的學科背景，創新也就無從談起。因此非正規教育機構中的創客教育應是基于STEAM 情境的創客教育。在日前召開的創客教育培養促進計劃發布會上，中國科協全國委員會委員李象益認為，創客教育應擺脫培訓色彩，讓學生創造自己的問題，探索找到自己的答案［6］。

從2007年第一臺開源桌面3D打印機RepRap問世開始，創客運動邁入了新的發展階段。以消費者為中心的3D 打印機制造商MakerBot 誕生，激勵著整整一代的創客，為其打開了桌面制造的新時代，其影響力堪比30 多年前第一臺個人電腦帶給人們的沖擊［7］。3D打印機成了創客空間的標配設備，是世界各地制匯節（Maker Faire）的重頭戲。不少科技館也抓住了3D 打印這一創客標志性設備，將3D打印引入展廳、工作坊、開放性實驗室等空間中進行展示或開展教育活動。

中科館在展廳里引入了3D 打印設備，開展“3D 模型設計與打印”創客教育活動。利用科技館現有的3D打印機，帶領觀眾設計并打印出自己的創意模型。由于3D打印過程較慢，該教育活動的時間安排在30分鐘左右。在輔導員介紹了軟件的使用方法后，主要的時間交給觀眾進行3D 模型的設計與打印。主要是通過向觀眾介紹如何使用3D 模型制作軟件Meshmixer 與3D 打印軟件UP，了解三維模型的設計過程與打印過程。最后讓觀眾自己發揮創意，利用Meshmixer的模型庫進行拼接、改進、設計屬于自己的模型并最終打印出來［8］。

上?？萍拣^設計師搖籃展區的“3D 打印世界”展項運用現代展示設計理念，并融合了最新3D 打印、三維立體掃描、多媒體互動展示等技術，展現了從實物信息采集、3D模型設計到快速3D打印成型的全過程，讓觀眾在近距離感受3D打印技術神奇的同時，也充分享受到個性化紀念品制作所帶來的樂趣。除了在打印區可清晰觀看兩臺不同成型技術和材料的3D打印機打印過程外，還可以在三維掃描區通過工作人員對實物掃描的操作演示，在計算機中建立三維模型?！?D打印世界”分成三維掃描區、3D互動建模區、3D打印體驗區和3D打印產品陳列區四個區域，在占地不足100 平方米的展示面積中展示了3D打印技術的各個方面，運用實物陳列、圖文展示、視頻播放等手段對3D打印機的工作原理、發展趨勢及全新應用等進行全方位的展示［9］。

4 創客教育概念探析

在創客運動全球化浪潮中，世界各地創客空間如雨后春筍般建立起來，目前全球范圍內已有上千家創客空間，特別是在中國，從2011年國內第一家創客空間——上海新車間成立以來，創客空間發展勢頭迅猛，2015年經過概念的升級，誕生了眾創空間這一概念，整合了已有的創客空間和類創客空間。這些新成立的創客空間大多建立在高校、圖書館、科技館等政府公益機構之中，依托母體的教育資源和聚合平臺，開展創客活動。目前階段這些創客空間雖已建立，但如何在其中開展卓有成效的創客活動，建立健全的機制，激發創客的熱情，促進創客作品的市場化輸出，成了亟待解決的問題。在建立在公益性機構中的創客空間中開展活動，要考慮到母體的教育職能，無論是學校的正規教育，還是圖書館、科技館的非正規教育，創客空間都需要與之協調，形成有機的生態系統，這些都促成了在當前如火如荼的創客運動對創客教育的需求。

《Make》雜志創始人戴爾·多爾蒂（Dale Dougherty）將創客分為了零—創客，創客—創客，和創客—市場三階段。零—創客：創客的起點千差萬別。但都有共通之處，他們受靈感的驅使，產生從購買產品到動手真正制作產品的沖動。從零到創客，最重要的兩個方面是學習必要技能和獲得生產制造的必要方法。創客—創客：這一階段的一大特點是相互協作和接觸其他創客專家。在這一階段，創客同樣為現有平臺做出了貢獻。此階段強大的驅動力在于技術革新和自我表達和創造欲。創新和與他人分享的欲望催化了創客-創客的交流和知識技能的流動。創客—市場：從工作坊到數字化群體，發明創新的浪潮源源不斷，知識由此流動并聚集。一些發明和創造可以吸引更加廣泛的受眾，這些杰出的作品從眾多創客產品中脫穎而出，贏得商機。盡管大部分創客創造產品的初衷并不含有商業動機，但少數轉化為商品的創客作品影響力也不容小覷［10］。

本文認為廣義的創客教育就是在創客發展的上述三環節中給創客以幫助與指導，開展創客培養工作，促成創客的自我養成：在零—創客這一階段，培育潛在創客，開展創客挖掘，在創客—創客階段，提供去中心化的創客交流平臺，開展創客培養，在創客—市場階段，在眾創空間生態鏈中幫助創客產品從創客空間順利進入下一加速器環節，對創客產品成果進行篩選和加速轉化。由此可見，創客空間的內核是創客教育，要徹底、充分地實現上述三環節的創客教育目標，單一的創客空間是很難做到的，需要更大的資源聚合平臺，并將創客空間升級為包含多種形式的孵化器、加速器的眾創空間平臺。

5 廣東國際創客中心對廣義創客教育的探索

2015年廣東科學中心聯合中國科學院先進技術研究院成立了首個省級國際創客中心——廣東國際創客中心，落戶廣東科學中心，立足廣州大學城的科技人才資源，依托中國科學院和區域產業需要，進一步延伸廣東科學中心的平臺服務功能，共同建設“創客發掘工程”“創客苗圃工程”“成果轉化加速器工程”和“互聯網+工程”的線上線下一體的創客生態四大體系，大力推進教育與創業引導、創新與產業結合、加速成果轉化［11］。

其中“創客發掘工程”“創客苗圃工程”“成果轉化加速器工程”有力地展示了廣義創客教育在零—創客，創客—創客，創客—市場三個成長階段中給予創客的指導與幫助，不僅落實了“大眾創業，萬眾創新”的國家戰略，還踐行了廣義的創客教育，并且融入了STEAM 的情境，形成了面向STEAM的廣義創客教育格局，這三個子工程的內涵如下：

5.1 創客發掘工程

面向廣州大學城的學生，通過一站式創業孵化服務生態創客孵化基地，秉承科學精神與人文精神，采取教育、交流、支撐、孵化一體的創客教育模式，培養引導，使潛在創客建立學習興趣，通過創客空間、創客課程教育，向廣大學生普及創客知識，推廣創客文化，并通過開源硬件等創客工具和產品的系列入門課程，使廣大學生具備創客的基本技術技能，養成動手能力、創新思維、協作意識和分享精神，最終激發創意實現，解決實際問題。

5.2 創客苗圃工程

對于懷揣創新思想、項目的創客們，通過“苗圃—孵化器—加速器”一體化的全程孵化鏈條，打造成為集“創客服務、孵化器、產研對接”三大功能于一體的開放性創客服務平臺。執行嚴格的準入門檻，通過項目路演、專家評審等方式選拔優秀大學生、草根創業人士和創業團隊進入，為其提供免費的辦公空間、工作設施和網絡設施；提供項目的發展前景評估；為創業者提供從創客教育、搭建公共技術服務平臺、資本融合、孵化加速服務等一站式的創新創業服務。

5.3 成果轉化加速工程

創客中心計劃與企業共同建設各類主題創客營，如：為充分推動創客創新思維、學習和實踐，擬與英特爾等知名芯片公司積極合作開展創客創新支持，依托中國科學院的科研力量與英特爾公司完善的硬件生態以及國際影響力，共同在創客研發材料支持、創新課程、創業指導等方面為硬件創新創客提供完備的支撐，面向創客業界啟動招生；為推進中國科學院的先進技術向生活、藝術的轉化，進一步促進科技與藝術的結合，擬與珠寶、藝術、禮品等產業，共同面向藝術領域的創客提供藝術輔導、創意交流、創業支持，積極開展虛擬現實、增強現實、人機互動等領域內科技與藝術結合項目的策劃和落實工作。與眾籌平臺合作，實現創客項目從創意期到孵化期、上市期的無縫結合，以網上網下市場銷售、虛擬孵化和戰略投資，推動相關創新產業的發展。

6 結論

創客教育作為一種新的教育模式，不僅適用于學校正規教育，也適用于科技館的非正規教育。把與創客教育同樣誕生于創客文化的STEAM教育作為參照系，可以更好地把握創客教育的內涵。通過概念的比較與辨析可見兩種教育模式聯系密切，且互為補充?！皠摽徒逃?STEAM教育”是非正規教育環境下理想的教育模式。廣義的創客教育是科技館等非正規教育機構創客空間可持續發展的驅動力。中國科技館、上?？萍拣^、廣東科學中心等科技場館已對創客教育進行了嘗試，廣東科學中心建立的眾創空間打破了科技館通過展項和科普教育活動等傳統的科技傳播方式，不僅局限于科技館單一主體，更聯合了具有創客教育經驗的中國科學院創客學院，為科技館的眾創空間嵌入了創客教育的強大內核，其下設的三個子工程有力地印證了廣義創客教育的內涵，并融入了STEAM科技與藝術跨界融合的情境，對科技館創客空間中的創客教育進行了創新性的探索與實踐。

［1］ 侯威.美國競爭力計劃——布什政府科研與教育發展新藍圖［J］.世界教育信息，2006（5）:7-8、61.

［2］ Jolly，Anne.“STEM vs.STEAM: Do the Arts Belong?”.EdWeek.org.Education Week:Teacher.March，2015.

［3］ 教育部發布《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》［J］.中國遠程教育，2015（9）:50.

［4］ 任友群.STEM教育與創客教育辨析［A］.第三屆全國中小學STEAM教育論壇，2015-10-16.

［5］ 麥穗創客教育宣傳［EB/OL］.2015-7.

［6］ 董魯皖龍.創客教育應擺脫培訓色彩［N］.中國教育報，2015-12-15.

［7］ 克里斯·安德森.蕭瀟譯.創客--新工業革命［M］.北京:中信出版社，2012.

［8］ 唐劍波，李沫，趙荃.科技館展廳內的創客教育嘗試［A］.中國科普研究所、湖南省科學技術協會.全球科學教育改革背景下的館校結合——第七屆館校結合科學教育研討會論文集［C］.中國科普研究所、湖南省科學技術協會，2015（6）.

［9］ 上?？萍拣^設“3D打印世界”［EB/OL］.中國3D打印門戶網http://www.3djishu.com.cn/news/show.php?itemid=1392013-09-18.

［10］ Anderson，Chris.20 Years of Wired:Maker Movement［J］.Wired Magazine.May 2，2013.

［11］ 廣東科學中心.首個省級國際創客中心落戶廣東科學中心［OL］.全國科普教育基地.中國科學技術協會全國科普教育服務平臺.http://www.kpjd.org.cn/article/article.aspx?AID=30398.