平臺化創客教育實踐

徐季旻 陳江平 仝月榮 金曄 鐘興軍

[摘 要]針對創客教育這種國內外高校都在摸索實踐的新型教育模式，基于創客空間平臺、校企課程平臺、共享共建平臺三個方面，介紹了上海交通大學學生創新中心創客式教育實踐的探索。總結了在教學改革中發現的一些規律和特點，以供借鑒和討論。

[關鍵詞]創客教育;創客空間;教育改革

[作者簡介]徐季旻（1978—），男，浙江寧波人，碩士，上海交通大學學生創新中心工程師，主要從事創客中心與校企聯合課程建設教研工作。

[中圖分類號] G642.4[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）47-0-03[收稿日期] 2020-09-16

創客運動近年來在全球蓬勃發展，創客教育作為一種新型的教育模式，也越來越受到教育界的重視。一般對“創客”的解讀來源于英文單詞“Maker”，是指出于興趣與愛好，努力把各種創意轉變為現實的人[1]。美國是全球創客運動的發源地，創客教育得到政府部門的高度重視和社會力量的大力支持，與美國重振制造業戰略的推進息息相關。包括麻省理工學院、斯坦福大學、加州大學在內的眾多美國著名高校都建立了專供大學生創客使用的場地，提供創客專業化的指導服務和必要的幫助。2011年起創客教育在中國逐步成為一個熱詞。涌現了一批創客空間，成為創客聚集的工作坊。國內創客運動又是和創新創業緊密結合的。2014年李克強總理提出要形成“大眾創業、萬眾創新”的新態勢。隨著從中央到地方政府一系列優惠政策的陸續出臺，全國范圍內掀起了一股創新創業的風潮[2]。在這樣的新形勢下，秉承“開放創新”“探究體驗”“創造中學”等教育理念，國內各高校進行了各具特色的創客教育實踐。上海交通大學學生創新中心通過創客空間平臺、校企課程平臺、共享共建平臺，積極開展創客式教育實踐，取得了良好的效果。

一、創客空間平臺

（一）國內外創客空間的發展

2012年美國《連線》雜志主編克里斯·安德森在《創客：新工業革命》一書中，指出了“創客運動”具有變革性的共同點：使用數字桌面工具，形成開源共享的文件規范，使用通用的設計標準促進分享和產品的更新迭代[3]。創客們普遍喜愛使用的3D打印機、三維掃描儀、開源軟硬件、數控機器、技術性資源、各種加工材料，需要一個綜合性的運維實體，這個實體就是創客空間。美國高校存在著不同規模不同類型的創客空間，在建設理念、運行機制、課程體系和物理空間方面的配置不盡相同。麻省理工學院比特與原子研究中心的Neil Gershenfeld教授于2001年建立的全球首家FabLab（Fabrication Laboratory），即微觀裝配實驗室，一個幾乎可以制造任何產品和工具的小型工廠，就是眾多創客空間的藍本。至今全球范圍內已經建立超過600家類似理念和原則的FabLab實驗室，形成了龐大的全球創客創新網絡和新的校園文化。在國內高校，一般有兩種情況：一種是高校依托專業學院或者實驗室提供的設計制作空間，往往場地有限，設備也不全，只能針對本專業的學生，受益面很窄。另一種是國內工科院校大都具備的工程實踐教學基地，雖然面積不小，設備不少，但是在空間開放、原型開發、專用軟硬件和信息化服務方面還沒有建立起完善的機制體制。

（二）上海交大創客空間建設

上海交通大學著力營造平臺化的創客環境，以學生創新中心為主要承載單位，建設了面向全校的開放式創新實踐平臺。打造了專屬FabLab物理空間，具備了討論區、加工區、裝配區、焊接區、測試測量區，常用工具與耗材等FabLab主要元素。同時考慮到滿足不同專業加工試制的共性需求，利用原有大型機床設備打造了加工服務中心;配備了50多臺各種類型的3D打印機，建設了3D打印服務中心;配置了激光切割機，打造了切割服務中心。建設了設備圖書館，在這里學生可以借用到開源硬件，專業的示波器、信號源、穩壓電源，還有各類開發板卡、手工工具、五金標準件等。以開放服務的形式向全校學子免費提供。將上萬平方米舊廠房改建成集教學、閱讀、討論、制作、測試于一體的復合式空間，24小時開放并可預約使用。這樣的平臺既滿足基礎實踐課程的教學要求，又滿足了全校青年創客創作活動的需要，有效提高了設備使用率和空間利用率。通過公共服務的形式滿足共性需求，提高了教學經費的使用效率，是目前國內高校盤活現有固定資產和教學資源，做好創客教育支撐的一種有效形式。

（三）上海交大創客空間使用效果

上海交大的創客空間投入使用以后，每年要完成3000多人的本科基礎實踐教學任務，這些實踐課程大部分都安排在工作日。而每天16點以后的時段，包括雙休日，都有幾百名不同專業的學生聚集在創客空間，發起頭腦風暴，設計自己的作品，開展機器人、無人機、虛擬現實、無人駕駛等各種主題的活動。創客空間深受學生歡迎，被稱為“讓創意變成現實的魔法學校”。人們常說美國有車庫文化，才誕生了喬布斯。其實國內的學生也是很有創新潛力和創作激情的，只不過平時缺少動手的環境。或者專注于學業課程，沒有充足的動手時間。只要提供條件，還是有很大一部分學生愿意在創客空間里享受實踐的樂趣;只要合理引導，創新實踐是能有效提升學生綜合素質的。

二、校企課程平臺

（一）國外創客課程

麻省理工學院FabLab的淵源是Neil教授開設的一門課程“How to Make Almost Anything”。在這個課堂上，任何一位缺乏技術經驗和科學實驗背景的學生都可以創造出令人印象深刻的作品。美國高校在創客運動的發展中發揮著舉足輕重的作用，溯源是繞不開美國高等工程教育歷史變革的。美國高等工程教育始于19世紀初葉，經歷了工程經驗到工程科學再到工程實踐的發展進程[4]。麻省理工學院在20世紀90年代提出“回歸（工程）實踐”的革命口號，即面向全球化時代的工程實踐，將科學與技術、技術與非技術融為一體，還工程以本來面目，強調工程的實踐性、綜合性和創新性[5]。麻省理工的創客課程并不簡單，2019年課程教學安排包括：項目管理，計算機輔助設計，計算機控制加工、切割，3D掃描和打印，成型和鑄造，電子設計，電子產品生成，嵌入式編程，接口和應用程序編程，項目開發等眾多內容，對學生的要求很高。斯坦福大學則通過一整套設計思維（Design Thinking）方法論，強調從用戶需求出發，讓來自工程、醫學、商業、科學等學院的學生，借鑒工程和設計方法，結合藝術與創意、社會科學和商業定義問題，想出盡可能多的解決方案，再根據反饋快速迭代，從而找打最好的解決方案。紐約大學的ITP創客空間課程分為基礎課和專業課，其中基礎課程有7門，包括新媒體應用技術、視頻與聲音、可計算媒體和物理計算等，專業課程上百門，其實是一個研究生教育項目。

（二）國內創客課程建設

國內高校的設計類學科往往新技術的融入度不高。工科學科雖然越來越注重設計方面的教學，但與專業課程之間沒有形成有機的整體。創客教育與各學院專業教學之間是一種相輔相成的關系，希望盡早把學生放到社會和行業的實際環境中去歷練。引導學生關注當今社會面臨的重大問題和挑戰，激發學生的創新潛力為人類的發展做出貢獻。讓學生和業界的高手交流，才能幫助學生提升創造意識。上海交大學生創新中心立足于打造工業界與大學的握手區，創客教育課程以校企課程作為主要抓手。邀請國內外著名科技類企業，如華為、騰訊、INTEL、Honeywell等公司的優秀工程師擔當學生的企業導師，在校內開設各種類型前沿技術課程。引入業界最新的開發平臺、編程環境、芯片板卡等企業資源，彌補學科驗證性實驗環境與業界開發環境脫節的情況。校企課程在平臺上統一規劃，課程的發布和選課不限制年級和專業，打破了學科界限，受到校內學生的熱烈追捧和一致好評。

（三）上海交大校企課程的建設經驗

校企課程平臺根本上是要解決好上什么、何時上、怎么上和如何持續的問題。校企課程的技術方向選擇技術成熟度曲線中處于上升期的技術，學生關注度高，同時具備未來發展潛力。近三年來，上海交大學生創新中心累計開設校企聯合課程80多門，課程覆蓋了人工智能、物聯網、大數據、虛擬現實、綠色生態等多個前沿方向，成為專業課程的有益補充。這些校企課程基本上都是安排在晚上或周末。32課時的一門課程，一般1—2個月的時間就能緊湊地上完。企業工程師一般沒有高校任教經驗，習慣做技術培訓。所以每門校企課程都配備了專職教師與企業工程師一起推進。開課前校企雙方共同確定教學內容，平衡理論知識與實踐操作的教學時間占比，偏重于動手實操;合理規劃教學安排，避免堆積過多的知識點，保證邊學邊做。授課由企業工程師主講、校內教師輔助。課后企業工程師與專職教師在線上線下建立起暢通的答疑通道。很多校企課程都會安排開放性的結課項目，鼓勵學生做一些創新應用，檢驗班級的學習效果。課程結束后，還可以通過課題、競賽等多種形式，鼓勵學生利用業界最新的技術平臺，持續進行創作。學生的反饋也能不斷幫助課程迭代。比如與華為聯合組織的人工智能教育專項課程，既滿足了傳統工科非計算機專業學生學習人工智能技術的熱情和需求，又引導這些專業的學生利用人工智能平臺化工具，結合自己專業的數據，在科研中嘗試新方式新方法。與華為的深度合作，形成了創新創客類的系列課程，打造了創客課程的微閉環，推動了新科技與不同專業的結合，促進了課程的持續改進。

三、共享共建平臺

（一）國外共享合作情況

在美國的教育體系中，團隊完成作業或者小組活動都是很常見的，美國學生能比較自信地說出自己的觀點。相對而言，國內青年人之間溝通協作明顯不足。提高學生的團隊協作能力，需要盡可能創造合作的機會。本身創客的一大特點就是分享，從創客教育的角度來說，要積極鼓勵青年學生之間的共享與協作。美國高校在2014年就有150余所高校響應政府倡議，開放校園創客空間，促進創客交流。國內高校也在積極推動校內、跨校、跨地域的共享合作。

（二）上海交大共享共建推進

上海交大學生創新中心在創客教育中鼓勵學生出于共同的興趣愛好組成一些科創社團并常態化地開展活動。建設以學生為本的社團運行機制，老師只負責場地、空間、設備的總體協調，學生自己負責社團的管理和發展。隨著入駐社團數量不斷增加，社員規模的不斷壯大，各種講座、論壇、技術交流、科技競賽活動的不斷開展，帶動起了整個學校的創客活動氛圍。上海交大還以平臺化的方式，把學生創新中心的服務模式，結合學院特色進行推廣與復制，已陸續在機動、船建等學院建設了分中心。學生在校園里能選擇就近的創客空間，遇到疑難問題還能得到專業老師的指導。作為教育部中美青年創客交流中心，開展了多個高校參與的聯合創新課程與設計活動。組織協調上海各高校的學生參與中美青年創客大賽，讓他們與美國高校和社區的創客們交流創作經驗，共享創造樂趣。作為長三角研究型大學聯盟教學實踐基地共建共享的牽頭單位，組織了針對華東五校的暑期訓練營。還組織“中國高校人工智能人才國際培養計劃”高校人工智能訓練營。有效促進了校內外的共享共建。

（三）共享共建的啟示

在所有共享共建活動中，很重要一點就是把來自不同高校或不同專業的學生混合組隊，設立一些短期的學習和創作目標。結果發現這樣不僅有助于打開同學們的思路，激發他們的熱情、提升學習效果，而且還有助于未來的發展。雖然一次課程、活動或競賽，不一定會產生完美的作品。但是探索過程中成功與失敗的經驗，知識與技能的積累，小伙伴之間的相互啟發與一起奮斗的友情，都是青年創客們的寶貴財富。今后，團隊中的任何成員有新的創意，都能依托前期的基礎，吸引優秀的小伙伴組成團隊，快速地去開發迭代作品。這樣既有短期的協同，又有長期的合作，讓學生體會到團隊合作的重要性，學會在團隊中更好地發揮好各自的專長。

四、結束語

創客教育還處在摸索的階段，很難像學科教育一樣有一些量化的考核指標;如何適應技術和社會的大變革，擔負起培養創新人才的重任，是當前教育界面臨的共性問題。上海交大學生創新中心平臺化創客教育實踐有效激發了學生的創新活力，為眾多學生創客提供了良好的支撐和服務，是一種適合當前中國國情的教學方法。高校創客教育需要不斷推動學科交叉，實現產教融合;需要不斷地用優質課程提高學生的眼界和能力;需要根據學生的具體情況和個人能力，實施分層教學。目前創客教育實踐還處于起步階段，今后還將在前沿科技的原創性創新方面做更多的探索。也希望這些探索能夠給其他高校的教師一些啟發，大家一起緊跟時代的發展，發揮各校所長，共同做好高校的教育工作。

參考文獻

[1]王婧怡.淺談創客及創客空間對我校創業教育的啟示[J].財訊，2017（8）：91.

[2]張雷.“李克強：推進大眾創業萬眾創新”[EB/OL].https：//china.huanqiu.com/article/9CaKrnJOgcT，2015-08-16.

[3]安德森.創客：新工業革命[M].北京：中信出版社.2012.

[4]謝笑珍.美國高等工程教育模式的嬗變與創新[J].中國成人教育，2009（4）：103-104.

[5]葉民，葉偉巍.美國工程教育演進史初探[J].高等工程教育研究，2013（2）：112.

Abstract： Maker education， as a new type of education， is being explored in colleges and universities both at home and abroad. From the three aspects of maker space platform， school-enterprise course platform， and shared co-construction platform， this article introduces the exploration of the maker education practice at Student Innovation Centre of Shanghai Jiao Tong University and summarizes some of the characteristics and rules found in the educational reform for reference and discussion.

Key words： maker education; maker space; educational reform