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科技创新教育下的创客教育研究

2019-01-21江少梅

太原城市职业技术学院学报 2019年3期
关键词:创客空间建设

江少梅

(广州市番禺区广播电视大学,广东 广州 511400)

随着当今社会技术的快速发展,学习者已不再满足于当前传统的教育方式,中国教育改革路在何方?对于教育改革的发展,不少学者提出了疑问。前有“李约瑟难题”:“古代中国人在科学和技术方面比同时期的欧洲更先进,但为什么科学和工业革命没发生在现代的中国呢?”后有“钱学森之问”:“为什么我们的学校总是无法培养出优秀的人才?”两位学者的提问,皆是中国教育事业发展的大难题,是对中国科技发展的关切。创新发展才是社会进步关键,故步自封只会停滞不前。时代的巨轮在前进,教育事业追随时代的发展实属必然。

目前,为了培养创新能力,创客教育正迅速被多个国家纳入教育范畴,成为全球多个国家和地区的教育热点。科技发展是第一生产力,创新发展必须走在教育发展的前沿。

2015年,“大众创新,万众创业”(简称“双创”)的科技创新发展战略由李克强总理在《政府工作报告》中正式提出,创新发展被提上议事日程,创客运动蓬勃发展起来,创客教育也在教育界迅速被推广。

一、创客空间、创客运动与创客教育

“创客(Maker)”来自于美国麻省理工学院(MIT)比特与原子研究中心微观装配实验室(Fab Lab)的实验课题。该课题寻求创新创意,参与实验的人员(即“创客”)在各种软硬件平台及工具的辅助下,通过个人设计及制造,各种创意变成了作品。

Fab Lab拥有制造任何的产品的工具,该中心主任Gershenfeld教授于1998年在麻省理工学院开设了一门很受欢迎的课程——“如何创造任何东西”。课堂上,零技术基础的学生却创造出许多令人惊叹的作品,例如“尖叫背包”“鹦鹉网络浏览器”“自卫服装”等。这激发了Gershenfeld教授的灵感,与其让学生被灌输科学知识,不如为学生提供技术和装备,让学生主动学习,在“做中学”。这就是创客的起源。

各类创造创意创新产品的网络平台和物理场所相继出现,为创客们提供了交流的平台,因此大家就将之称为“创客空间(maker space)”。Fab Lab作为国际上其中一家最早的创客空间,现在发展已相当成熟。创客空间可以提供3D打印技术、程序及其相关技术性资源(如Arduino开源硬件平台)、可穿戴设备、激光切割器等各种软硬件工具、材料,创客们在创客空间里以“Do it together”为理念,鼓励协作与分享,独立完成或与他人合作,将生活中的各种“奇怪”的想法转变为现实,这些活动被称为“创客运动”。

“创客运动”的普及,引起了世界各国政府部门的重视,在各国政策的支持下,创客运动逐步被引入中小学乃至各大高校的教育中,形成“创客教育”。

二、当前国内外创客空间与创客教育的建设情况

(一)国外创客空间与创客教育的现状

在美国,“创客运动”飞速发展。2012年始,1000个“创客空间”逐步被引入学校;2014年6月18日被定为美国的“国家创客日”。高校创客空间有四种类型:第一种是开放实验室模型,第二种是社区整合模型,第三种是图书馆共建模型,第四种是校企合作模型。

在美国本土,超过一半人口为创客,超过20个州的K-12教育机构投入资金和资源建设创客空间或创新实验室(FabLab)。美国高校的图书馆硬件条件较为完善,创客空间在此基础上,根据自身的资源,形成创新实验室。例如,麻省理工学院面向研究生开设了“如何制作”的创客课程,使创客能够使用3D打印与扫描、计算机控制机械、计算机控制的切割、嵌入式程序设计、计算机辅助设计、材料合成、项目管理、电子产品设计与生产、建模与铸造、机械与机器设计、输入装置与输出装置、端口与应用程序设计、网络与通信及项目开发等多种工具和平台,来实现自己的无限创意。

美国有众多著名的高校创客空间,例如斯坦福大学的Fab Lab创客实验室、北卡罗来纳州立大学的开源硬件创客空间以及威斯康星州立大学的Garage Maker Space等。

在英国,创客空间产生连锁反应,中小学阶段的创客教育与日常教育已经相互渗透;开设游戏开发、机器人技术、开源技术等方面的创客课程的工作室,已有数百家。

在以色列,创客教育得到政府的大力支持,每个人都有机会参与和展示,可以强烈感受到国家对自己的支持。课堂上,如果学生遇到技术问题,科学家、工程师、公司、企业都会受邀来协助学生,或是一起来研究这些科学项目。

(二)国内创客教育的发展现状

2012年,创客空间开始在各大高校内设立,起步虽晚,却也逐渐遍地开花。2015年,在“双创”政策的推动下,政府对创客教育给予了大力的支持。国务院在《国家创新驱动发展战略纲要》中强调“在学校推广创客文化,并设立创新和创业课程,以品牌为基础开展创客活动”。创新教育是创客教育的关键,国家将加大扶持创新教育的力度,完善创新创业发展的条件,培养创新创业型的人才。创客教育的创新理念引起了各界的关注,创客教育的发展迈入了飞速发展的阶段。

目前,我国学校各类创客空间数量急剧上升。为了推广创客文化交流活动,各类功能场室,例如车模航模室、机器人实验室、发明创造室、物理实验室、剪纸创作坊、电子制作室、陶艺制作坊等,被学校升级改造为创客空间,既提高了功能场室的使用率,也节省了大量的经费的投入。

当前国内比较著名的高校创客空间有清华大学i-Center创客空间、北京大学创客空间、复旦科技园创客空间等。

三、建设创客空间面临的困难

(一)建设创客空间的经费来源

创客空间的建设需投入大量的资金,美国的高校创客空间建设相比我国要成熟,资金来源主要有以下几个方面:政府专项投资、成果孵化创收、企业合作伙伴资助、业内联盟援助、用户使用付费、网络众筹等。

2017年11月,TechShop——美国著名的大型连锁创客空间,宣布破产,消息令人震惊。2016年,TechShop仍然是全球创客空间的典范呢!破产的原因是其收入和支出长期无法得到平衡。TechShop以教育、劳动力培训、高级制造/创意中心三种方式为社区服务,通过会员制运营,会员每天的会费少于4美元,可以使用Techshop中的所有的资源,包括场地和工具,工具既有传统的切割和焊接铸造的器械,也有新型生产工具,例如激光切割和3D打印。TechShop还为零基础的会员提供新工具的使用方法以及创新方法。TechShop在迅速扩张的同时,提供了高服务。但却没有换来高盈利,最终导致破产。可持续发展才是创客空间未来要解决的难题。

当前我国中小学的创客空间经费主要来源于政府专项拨款,高校的创客空间经费有政府专项拨款、企业合作资助、成果孵化创收等,但与美国相比,资金来源单一,可持续发展性不高,应努力开展多元化的筹资渠道,共享资源,减低投入。

(二)创客空间的硬件建设

现代硬件技术更新迭代迅速,各类新式硬件层出不穷。美国图书馆创客空间包括普通设备和专业设备。常用的普通设备,例如电脑、扫描仪、剪刀、复印机、刻字机、传真机、Scrstch测试板、pcDuino等。专业设备,例如数控机床、铣床、3D打印机、激光切割机等。纸张、墨粉、胶水棒、橡胶泥等,也应用于创客空间。

在我国,中小学及高校的硬件建设一般采用政府投标形式进行采购。但政府硬件采购数据库更新滞后,或新型设备在数据库中没有匹配数据,导致有部分采购不能获得审批,或采购程序耗时较长,硬件不能及时到位,都对创客空间的建设造成一定的影响。

(三)创客空间的软件建设

创客空间的软件建设一般包括专业软件建设和网络平台的建设。专业软件,例如电脑软件/编程、动画制作、视频编辑之类的软件和诸如Arduino的其他软硬件平台。创客空间离不开创客的资源共享和协同合作,因此网络平台的建设更为重要。建立完善的网络信息服务平台,使零基础的学生都能在该平台上实施大胆的创意,充分发挥创客空间的各项功能。

(四)创客空间的人员建设

如果说学生是创客空间的使用者,那么教师就是创客空间的管理者和引导者。然而当前正在探索中前行的创客教育中,教师缺乏足够的知识去指引学生进行创造。部分拥有创客空间的学校,邀请专家、教授前来辅导或开讲座;但保持其可持续性发展,师资培训才是顺利开展创客教育的前提。

(五)创客空间的课程建设

传统的学校教育注重课堂教学、知识传授,教师是教学的中心,学生被动学习知识。被动学习的弊端在于知识被固化、提前被片面分类,学生习惯于填鸭式的知识输送,学习积极性低,也不利于创新能力的培养。

创客教育则以创客(学生)为中心,学生在创造作品的过程中,自主设计、制作、检测及完善作品,使用创客空间提供的资源和工具进行实践,不断探索和研究相关知识,通过“做中学、学中做”完成理论与实践的相结合。在此过程中,教师虽然只作为辅助的一方,但也必须起到必要的监督和协助作用,掌握各小组的创作完成情况和成员的工作分配情况。当学生遇到无法解决的困难时,为学生提供适当的学习支援,以免影响学生学习积极性;如学生能独立完成创造,则解除支援;对作品的质量进行监控,给予适当方向性的指导。

创客空间蕴含无穷的潜能,让创客们的潜质得到充分的发挥,创造富含商业价值、研究价值的作品。要构建高效的创客空间,必须由高质量的研究项目、健全的学习机制为驱动;同时,加强对知识产权的保护,巧妙利用学习反馈,保障资金的投入。

创客教育的本质还是教育,过度追求“高大上”、形式主义的创新,就会偏离教育的本质。保持创客教育的可持续性发展,才是建设创客教育的关键。

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