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美國高校創(chuàng)客教育與STEM教育的融合:理念、路徑、啟示

2016-04-16 21:32:17王志強卓澤林
復旦教育論壇 2016年4期
關鍵詞:STEM教育創(chuàng)客教育融合

王志強,李 菲,卓澤林

(1.溫州大學創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)學院,浙江溫州325035;2.溫州大學馬克思主義學院,浙江溫州325035;3.華東師范大學國際與比較教育研究所,上海200062)

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·醫(yī)苑·

美國高校創(chuàng)客教育與STEM教育的融合:理念、路徑、啟示

王志強1,李菲2,卓澤林3

(1.溫州大學創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)學院,浙江溫州325035;2.溫州大學馬克思主義學院,浙江溫州325035;3.華東師范大學國際與比較教育研究所,上海200062)

摘要:隨著創(chuàng)客運動的興起,以創(chuàng)造、實踐、分享為特征的創(chuàng)客教育也對高校既有的人才培養(yǎng)理念與實踐模式開始產(chǎn)生影響。美國的部分高校已經(jīng)開始嘗試通過建設創(chuàng)客空間、在STEM教育中融入創(chuàng)客教育等路徑來提升大學生對知識的實踐性理解與創(chuàng)造,培養(yǎng)大學生跨學科運用知識進行創(chuàng)新的能力。美國高校創(chuàng)客教育以3D打印技術與移動互聯(lián)網(wǎng)浪潮為擴散手段,充分利用創(chuàng)客空間、創(chuàng)客嘉年華等形式,構成了實體性的實踐學習場所和虛擬性的互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)客社區(qū)。要將創(chuàng)客教育融入我國高校的工程教育,除了必要的資源配套與制度保障外,更為核心的是高校領導層、教師、企業(yè)界等不同利益相關者群體增強對創(chuàng)客文化的了解與認同。

關鍵詞:創(chuàng)客教育;STEM教育;融合

一、創(chuàng)客運動的興起與創(chuàng)客教育的核心理念

1.創(chuàng)客運動興起的社會基礎

隨著移動互聯(lián)時代的到來以及3D打印技術、開源硬件平臺的迅速發(fā)展,創(chuàng)客群體與日益流行的“創(chuàng)客運動”(Maker Movement)正在成為一股席卷傳統(tǒng)的全球創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)范式的變革力量?!皠?chuàng)客”一詞源自英文單詞“Maker”,原意是指“創(chuàng)造者”?,F(xiàn)在,創(chuàng)客被廣泛指代那些能夠利用3D打印技術和開源硬件平臺,迅速地通過互聯(lián)網(wǎng)進行學習和創(chuàng)造,將自己層出不窮的創(chuàng)意和想法轉化為現(xiàn)實、勇于創(chuàng)新的一群人。[1]《創(chuàng)客》雜志的創(chuàng)始人戴爾·多爾蒂認為:“創(chuàng)客是一群富有創(chuàng)造性和創(chuàng)新精神的、能夠源源不斷地產(chǎn)生新發(fā)明并具有合作精神的人,他們看待事物的角度有所不同。而能夠擅于利用技術實現(xiàn)創(chuàng)意的他們,將是未來新一代的科學家、工程師、發(fā)明家?!保?]創(chuàng)客將技術視為實現(xiàn)自己個人理想和滿足內(nèi)心創(chuàng)造欲望的工具,他們喜歡探究事物的構成以及事物運行的內(nèi)在機理,并在此基礎上探討如何改進和完善。創(chuàng)客是非線性思維的思考者、富有好奇心的發(fā)明者和問題解決者。白宮科學與技術政策辦公室副主任托馬斯·凱利認為,創(chuàng)客運動“發(fā)端于創(chuàng)客群體自身——這是一群依靠創(chuàng)意和想法來制作、發(fā)明、改進、進行問題解決、探索和分享內(nèi)在榮譽的人”[3]。

隨著創(chuàng)客運動的興起,個體逐漸從工業(yè)時代標準化產(chǎn)品的“消費者”轉變?yōu)榛谧陨韯?chuàng)造力、知識和技能的產(chǎn)品“創(chuàng)造者”。自工業(yè)革命以降,人類社會就被分為生產(chǎn)者與消費者兩大陣營,他們彼此之間唯一的紐帶則是基于需求滿足的利益競合關系。在消費主義盛行的時代里,“用戶體驗”、“標準化生產(chǎn)”、“流程控制”等概念成了構建工業(yè)文明中人與人之間關系格局的基本范疇。伴隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),創(chuàng)客運動所體現(xiàn)的自由、開放、民主、草根傳播的文化特征,幫助個體在解決問題的過程中不斷學習新知識,并通過創(chuàng)造性的實踐應用進行新知識的擴散傳播。從這個意義上來講,創(chuàng)客運動既是一種崇尚創(chuàng)造、分享的文化潮流,也是一種基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的、群體協(xié)作性質(zhì)的生活方式。創(chuàng)客群體所具有的充沛精力和旺盛的探索意愿成了推動他們創(chuàng)造新事物的內(nèi)驅力,特別是通過原型設計和在線分享等交互體驗方式尋求對創(chuàng)造的滿足感。與傳統(tǒng)的手工業(yè)者相比,雖然二者都是一種以實踐動手為主的活動,但支撐傳統(tǒng)手工業(yè)者實踐活動的源動力來自于滿足自身生存需要的經(jīng)濟利益,而支撐創(chuàng)客實踐的源動力則來自于物質(zhì)產(chǎn)品極大豐富和社會經(jīng)濟達到較高階段后的自由意志探索。簡言之,創(chuàng)客并非是為了物質(zhì)的激勵而進行實踐,而是在興趣驅動之下進行個人創(chuàng)造——即使創(chuàng)造的產(chǎn)品沒有所謂的“商業(yè)價值”,也無法消減他們進行創(chuàng)造的內(nèi)在動力。

2.創(chuàng)客運動的技術基礎

自2000年以來,3D打印技術的日趨成熟與大規(guī)模的商業(yè)化應用降低了人們使用新技術進行原型產(chǎn)品設計與制作的門檻,移動互聯(lián)網(wǎng)的普及使人們的在線實時交流變得更加頻繁和有效。更重要的是,上述技術進步不是來自于工業(yè)界,而是來自于學術研究者和狂熱興趣者(極客)的活動。他們的首要目標是利用這些技術制作出各種新穎的成型產(chǎn)品,基于開源平臺的自主設計與創(chuàng)新,隨后在以互聯(lián)網(wǎng)為平臺的社群之中進行廣泛擴散。正如媒體所描述的那樣,創(chuàng)客運動使得“無論是作為業(yè)余愛好者還是作為專業(yè)人士,創(chuàng)客都是富有創(chuàng)造性的、有資源可以使用的、具有好奇心的,能夠發(fā)展一個項目來展示自己如何與周圍世界互動的”。[4]創(chuàng)客運動遵循著三大原則:第一,人們使用桌面工具設計新的產(chǎn)品;第二,人們通過互聯(lián)網(wǎng)在創(chuàng)客社群中進行合作,免費分享這些設計;第三,人們使用標準化文檔設計,個體得以將自己的設計發(fā)送到工廠。

此外,開源硬件(Open Source Hardware)的出現(xiàn)及低成本化趨勢也促進了創(chuàng)客運動朝著更為廣闊的空間發(fā)展。由個體組成的在線社群則通過免費交換信息和協(xié)作進行創(chuàng)造活動。開源硬件平臺體現(xiàn)了開放設計的理念——人工制品的核心組成部分及其設計信息的過程可以由終端用戶便捷地獲取——無論其地理位置、社會地位和經(jīng)濟水平如何。迭代設計的理念則構建了漸進式創(chuàng)新與協(xié)同創(chuàng)新的意義,將過去那種在封閉的知識組織中才能進行的創(chuàng)新轉化為開放式的、民主化的參與過程。

3.創(chuàng)客運動的發(fā)展現(xiàn)狀

目前全球已有超過1400個創(chuàng)客空間,而創(chuàng)客空間的數(shù)量仍然保持著大幅增長的速度。各種類型的創(chuàng)客活動,如創(chuàng)客嘉年華、創(chuàng)客節(jié)、創(chuàng)客工坊、創(chuàng)客社區(qū)也層出不窮。《創(chuàng)客》雜志認為,創(chuàng)客運動的流行將對社會產(chǎn)生一種類似于火箭發(fā)射的推動力,使人類社會中最有創(chuàng)造力的、對技術有著狂熱興趣的人實現(xiàn)高度的滿足感和成就感。[5]

克里斯·安德森在《創(chuàng)客:新工業(yè)革命》一書中認為,創(chuàng)客不僅具備接受技術挑戰(zhàn)和將創(chuàng)意轉化為現(xiàn)實的能力,更重要的是要擁有一種首創(chuàng)精神、實踐精神以及與他者分享和交流的價值觀。[6]互聯(lián)網(wǎng)時代的到來使得人類的創(chuàng)新理念與創(chuàng)新產(chǎn)品可以得到實時的分享與交流,也激勵了更多的人加入創(chuàng)客的行列。在這種背景之下,美國、英國等發(fā)達國家正在出現(xiàn)眾多的創(chuàng)客空間——一個具有加工車間和工作室功能的、注重開放與共享的實驗室環(huán)境,創(chuàng)客可以在創(chuàng)客空間里共享資源、創(chuàng)意、技術、知識,并通過協(xié)作和基于項目的實踐來實現(xiàn)各種天馬行空的創(chuàng)意。通過實踐革新技術、發(fā)展新的生產(chǎn)工具是人類文明不斷進步的源動力。而進行創(chuàng)造的沖動則是這一源動力最核心的那個“原點”——以這一原點為核心所產(chǎn)生的各種思想與知識“爆炸”使得人類大腦中的創(chuàng)新潛力得到激發(fā)。

4.創(chuàng)客教育的核心理念

創(chuàng)客運動在大學中的迅速興起并不意味著它僅僅滿足了大學中某一部分學生群體的需要。恰恰相反,創(chuàng)客教育為全體學生創(chuàng)設了一個自我發(fā)展的契機,特別是創(chuàng)客教育中對技術、設計和創(chuàng)意的追求,使其成為推進科學、技術、工程和數(shù)學領域的教育(Science,Technology,Engineering,and Mathematics,以下簡稱STEM教育)的最有效路徑。創(chuàng)客教育也很好地與STEM教育進行了融合。在創(chuàng)客教育的過程中,藝術的設計與創(chuàng)造的產(chǎn)生同等重要。創(chuàng)客教育不僅鼓勵學生有創(chuàng)造性思維、批判性思維和實踐精神,也非常重視對學生審美觀念的塑造。只有將二者結合起來才能夠有效激發(fā)學生對STEM課程的關注,增強他們學習上述課程的積極性。2010年總統(tǒng)科學與技術咨詢委員會的一份報告就認為,“(STEM教育)的關鍵并不是美國大學生缺乏對知識的精通與熟練,而是缺乏對STEM領域的興趣。未來的經(jīng)濟發(fā)展與就業(yè)創(chuàng)造依賴于我們創(chuàng)新的能力,創(chuàng)客運動展示了如何激發(fā)創(chuàng)新的激情和個人的內(nèi)在驅動力?!保?]這一觀點也得到了相關研究的證實。創(chuàng)客教育可以明顯地提升學生對STEM課程的參與興趣,也正是這種參與者的興趣能夠維持較好的學習質(zhì)量和學習體驗,并最終激勵學生愿意去學習STEM課程中更有難度和挑戰(zhàn)性的知識內(nèi)容。保爾·巴金斯在2012年的一份研究報告中指出,“受到創(chuàng)客教育影響的學生群體中,有34%的學生科學課程的平均成績接近于大學科學或工程學院一年級學生的水準;而其他沒有參與創(chuàng)客教育的學生群體中,只有19%的學生能夠達到這一水準?!保?]

隨著知識經(jīng)濟時代的到來,或者更準確地說,在一個以知識密集型服務業(yè)為支柱、強調(diào)創(chuàng)新與創(chuàng)造的時代,社會發(fā)展所需要的勞動力不僅要具備靜態(tài)的知識存量,更重要的是具備“學會做事”的知識增量。以移動互聯(lián)網(wǎng)、3D打印技術以及開源硬件平臺等為基礎的創(chuàng)客教育極大地提升了高校STEM課程的豐富性、創(chuàng)造性和娛樂性,使創(chuàng)客教育融入大學的STEM教育成為可能,這也有力地推動了大學教育的變革。創(chuàng)客教育意味著大學所培養(yǎng)的學生一定是愛玩的學生——基于自己的興趣與天賦潛能,他們可以玩轉設計、玩轉創(chuàng)意、玩轉生產(chǎn)、玩轉營銷,他們也知道在哪里能夠找到必要的材料和可以協(xié)助自己的伙伴。不同年齡、知識背景和實踐經(jīng)驗的個體可以共同學習和協(xié)作,伴隨著簡單的規(guī)則,生成復雜的內(nèi)容,創(chuàng)生新的知識。

二、創(chuàng)客教育+STEM教育:美國的發(fā)展戰(zhàn)略與實踐案例

1.制定國家層面的“STEM+創(chuàng)客”戰(zhàn)略,培養(yǎng)具有創(chuàng)客精神的STEM人才

近年來,美國高度重視STEM教育,強調(diào)通過跨學科領域的學習,培養(yǎng)大學生的多學科知識結構與開放的知識視野、基于創(chuàng)新和團隊合作的實踐能力、基于信息資源檢索與分析的數(shù)據(jù)整合應用能力等未來新經(jīng)濟形態(tài)下大學畢業(yè)生所必須具備的基本素養(yǎng)。2013年5月,在奧巴馬總統(tǒng)的發(fā)起下,美國國家科學與技術委員會向國會提交了《聯(lián)邦政府關于科學、技術、工程和數(shù)學教育的戰(zhàn)略規(guī)劃(2013-2018)》,對美國未來五年高等教育中STEM教育發(fā)展的戰(zhàn)略目標、實施路徑、評估方式等做出了中期規(guī)劃,旨在加強美國STEM領域的人才培養(yǎng)與儲備,以繼續(xù)保持美國在未來國際競爭中的優(yōu)先地位。其實奧巴馬早在第一個任期里就已經(jīng)確定了STEM在美國教育系統(tǒng)中的優(yōu)先資助地位,通過與企業(yè)界之間的溝通協(xié)調(diào),籌措了數(shù)千萬美元的資金來資助美國STEM教師的培訓,在2010年和2012年分別舉辦了白宮科學節(jié),利用總統(tǒng)的個人影響力號召20萬名科學家和工程師為地方和相關部門開展STEM教育提供幫助。[8]

2012年1月,美國商務部發(fā)布了《美國競爭力與創(chuàng)新力報告》。這份報告認為,“創(chuàng)新”的內(nèi)涵與外延將發(fā)生極大的變化。未來的創(chuàng)新不僅涵蓋新產(chǎn)品、新服務、新流程、新制度與組織形態(tài)的變革,更重要的是強調(diào)個性化定制產(chǎn)品與服務、為客戶創(chuàng)造價值、開放的創(chuàng)新鏈等新經(jīng)濟模式。為了實現(xiàn)這一創(chuàng)新戰(zhàn)略,STEM教育當仁不讓地成為推動美國高等教育領域中創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要領域。STEM教育涵蓋了科學、技術、工程、數(shù)學等跨學科領域的學習,畢業(yè)生則覆蓋了計算機科學、應用數(shù)學、工程技術、智能制造、新能源技術、生命科學等多個知識密集型產(chǎn)業(yè)部門。以美國過去十年來STEM領域就業(yè)量的增加作為指標,我們可以看出美國對STEM人才的需求程度。2000年至2010年的十年之中,美國STEM領域的年均職位增長率達到了7.9%,遠遠高于其他領域的職位增長率(2.6%)。2010年,美國共有760萬STEM領域的從業(yè)人員,占全社會勞動力總數(shù)的12%;其中,計算機科學與數(shù)學領域的從業(yè)人員幾乎占據(jù)STEM從業(yè)人員總數(shù)的一半,工程學領域的從業(yè)人員占比32%,物理和生命科學領域的從業(yè)人員占比13%。[9]伴隨著高端制造業(yè)的回流以及智能制造、頁巖氣革命等以新技術為支撐的經(jīng)濟復蘇,美國對STEM領域的人才需求顯得更為迫切,與此相對應的則是高校培養(yǎng)的該領域畢業(yè)生無法滿足勞動力市場的需要。

創(chuàng)客教育內(nèi)在的跨學科、實踐導向、極客等特質(zhì)使其廣受世界各國大學生的歡迎,其影響力也與日俱增。而創(chuàng)客教育與STEM教育的融合,則有力地增強了STEM教育在美國高校工程人才培養(yǎng)中的發(fā)展趨勢,吸引了更多的大學生接受STEM教育。因此,美國政府早在2012年就開始啟動“創(chuàng)客教育計劃”(Maker Education Initiative,MEI),由創(chuàng)客運動的發(fā)起者、《創(chuàng)客》雜志創(chuàng)始人戴爾·道爾特(Dale Dougherty)作為首席負責人。該計劃目前正在對傳統(tǒng)的學校STEM教育進行設計與改造,大力推動創(chuàng)客空間建設與各種類型創(chuàng)客項目的開發(fā),最終推進美國高校創(chuàng)客教育的繁榮。創(chuàng)客運動的盛行及其迅速融入學校教育的趨勢點燃了美國學生的想象力,培養(yǎng)了他們面對未來“工業(yè)4.0”時代所需要的技能和創(chuàng)造力。創(chuàng)客教育所營造的團隊協(xié)作與動手實踐過程不僅提升了學生的創(chuàng)造力、問題解決能力、溝通協(xié)作能力和自我表達能力,也有力地支撐了高等教育階段STEM教育的實現(xiàn)方式。此外,聯(lián)邦教育部還與企業(yè)及非政府組織合作,引入“職業(yè)技術教育變革挑戰(zhàn)”(Career and Technical Education Makeover Challenge)項目,在全美范圍內(nèi)的高中將職業(yè)生涯教育與創(chuàng)客教育相融合,提供專業(yè)發(fā)展指導、技術保障、信息合作網(wǎng)絡等方面的支持。

2.革新STEM教育的教學模式,通過創(chuàng)客教育實現(xiàn)STEM的教育理念

通過移動設備的教學、混合學習和虛擬視覺影像技術的應用,STEM教育的未來發(fā)展模式得到了更新。STEM教育涵蓋了科學、技術、工程和數(shù)學四大學科,同時也包含了在真實世界中如何使用這些學科知識解決問題的能力。根據(jù)相關報告,到2018年將有十二大技術影響STEM教育,其中具備直接影響能力的3D打印、數(shù)學建模、游戲化教學、可穿戴設備等十二項技術的廣泛應用將會促成STEM教育的變革。[10]在上述變革中形成的浸入式學習環(huán)境,將為學生提供更具個性和創(chuàng)造力的學習方式,從而使學生在實踐和團隊合作中提升技能,增強學生的學習體驗,豐富學習的情境。

創(chuàng)客可以激發(fā)大學生在STEM教育中的積極性和創(chuàng)造性,在工業(yè)設計、智能制造、創(chuàng)業(yè)等各個領域中培養(yǎng)大學生的能力。創(chuàng)客所具有的實踐和團隊合作特征也有助于增強大學生在真實社會情境中解決問題的能力。有數(shù)據(jù)表明,超過三分之二的大學生認為他們在創(chuàng)客活動中所取得的進步要大于其他學術課程。目前,美國聯(lián)邦教育部推行的“21世紀社區(qū)學習中心”(21st century community learning centers)正計劃在加利福尼亞、佛羅里達、紐約、賓夕法尼亞和德克薩斯等多個州的大學中發(fā)展創(chuàng)客中心,促進創(chuàng)客教育的繁榮。美國的“創(chuàng)客教育計劃”也正在為24個州的超過14萬名大學生提供創(chuàng)客教育。[11]

除了制定國家層面的創(chuàng)客教育發(fā)展戰(zhàn)略外,奧巴馬政府還通過各種活動形式來推廣創(chuàng)客理念在全社會的影響力,激發(fā)更多的社會成員和組織參與到創(chuàng)客教育中來。尤其是在創(chuàng)客教育與STEM教育的結合方面,美國政府更是出臺了盡可能多的措施。2015年白宮創(chuàng)客節(jié)的主題就是STEM教育在全美高等教育領域中的進一步發(fā)展。在此次創(chuàng)客節(jié)中,奧巴馬宣布將投入2.4億美元用于支持大學生以創(chuàng)客的形式參與到STEM教育中,他所力推的“為創(chuàng)新而教育”(Educate to Innovate)運動則為STEM教育提供了超過10億美元的經(jīng)費支持。其中包括:募集1.5億美元慈善經(jīng)費,專門用于為大學中表現(xiàn)優(yōu)異的創(chuàng)客提供經(jīng)費,為其成長過程提供足夠的資金保障,使其成為未來的科學領袖;設立額度達9000萬美元的“讓每個人充滿夢想”(let everyone dream)基金,擴大STEM教育在年輕人群體中的影響力;美國聯(lián)邦教育部則設立了獎額高達2500萬美元的創(chuàng)客競賽,鼓勵大學生在學習STEM的基礎上進行創(chuàng)客方面的探索,培養(yǎng)其科學與技術素養(yǎng);在超過120所大學和學院培訓兩萬名熟悉STEM與創(chuàng)客的專業(yè)教師,以加強該領域的師資建設。[12]

3.創(chuàng)設開放、合作的創(chuàng)客空間,為STEM教育提供實踐性場所

創(chuàng)造性和學科整合性是STEM教育的核心價值。然而,大學現(xiàn)有的教育理念及其制度設計卻并不鼓勵以開放為導向、以實踐創(chuàng)造為基礎的教育。在大學已有的STEM課程中,大學的制造與建模空間更像是典型的“機器商店”,在這里學生放棄了實際的建?;顒觼碛柧殞I(yè)性,或者僅僅是作為高度訓練學生的學術入口。為了改變這一狀況,培養(yǎng)學生在實踐過程中的創(chuàng)造力,佐治亞大學技術研究所建造了3000平方米的發(fā)明工作室,免費為大學生提供開展各種創(chuàng)客活動的場所,將STEM教育中的核心知識內(nèi)容與實踐性、開放性、團隊合作、強調(diào)設計和原創(chuàng)性的創(chuàng)客相結合。雖然最開始是為了一門設計課程而建立,但是發(fā)明工作室為自己帶來了生命與文化,效果也遠遠超過最初的預期。每個月都會有超過1000名大學生在這里進行創(chuàng)客活動,并與工程領域相關的導師建立合作關系。

近年來,在創(chuàng)客文化的影響下,許多大學開始創(chuàng)設獨立運營的創(chuàng)客空間。波士頓大學計算機協(xié)會2010年建立了美國較早的、由大學生設計和管理的創(chuàng)客空間。這些空間支持了“自下而上”的理念,鼓勵大學生自主探索和創(chuàng)新,完成創(chuàng)客空間的所有活動,強調(diào)跨學科的互動與經(jīng)驗分享。賓夕法尼亞州立大學、華盛頓大學和北卡羅來納大學也通過創(chuàng)客空間的發(fā)展來促進和激勵工程人才的培養(yǎng)。這些創(chuàng)客空間主要突顯了三大原則:第一,空間的每一個參與者都必須是有天賦的、有創(chuàng)造力的、熱愛工程領域和設計領域的大學生;第二,學生強烈要求更豐富的、實踐導向的課程,以便將理論知識打通,使他們能更有效地將結構化的知識體系與非線性的創(chuàng)造過程相結合;第三,創(chuàng)客空間的一切活動最終指向將自己的創(chuàng)造活動與真實世界的問題解決和產(chǎn)業(yè)需求聯(lián)系在一起。[7]

4.創(chuàng)客教育如何融入美國大學的STEM教育:以卡內(nèi)基梅隆大學為例

卡內(nèi)基梅隆大學(以下簡稱CMU)校長Suresh認為,CMU之所以能夠發(fā)展成為世界頂尖的研究型大學,就是源于對創(chuàng)新的追逐以及設計與創(chuàng)意的結合。早在20世紀90年代,CMU的機器人研究所就已經(jīng)開始進行該領域的探索,隨后又展開了3D打印技術的研究。CMU也是世界上第一個為本科生提供創(chuàng)客教育的大學。近年來,CMU為本科生提供了大量的設備和資源支持,建設了分層次和完善的創(chuàng)客教育資源基礎設施,為大學生的創(chuàng)客活動提供機會和平臺。該校也是全美最早為本科生提供創(chuàng)客空間和創(chuàng)客平臺的大學,通過一系列整合性的資源供給,使得大學生在以市場為導向的創(chuàng)新過程中奠定了跨學科的實踐基礎。

CMU的“整合設計藝術與技術網(wǎng)絡”(Integrative Design Arts and Technology,IDEATE)于2014年啟動。在這個綜合性的創(chuàng)意設計網(wǎng)絡中,大學生可以選擇八門跨學科選修課程,為學生提供超過30個新建實驗室的活動機會,通過協(xié)作性的創(chuàng)客經(jīng)歷培養(yǎng)大學生對新技術運用的敏感性以及團隊合作和溝通能力,其中許多課程都是通過IDEATE協(xié)作創(chuàng)客網(wǎng)絡進行的。自創(chuàng)建以來,IDEATE已經(jīng)成為一個校園內(nèi)的協(xié)作創(chuàng)客空間,圖書館通過該設施可以為學生提供各種新的幫助。超過3000平方英尺的圖書館被改造成創(chuàng)客空間,其中以數(shù)字制造為特征的商店、實體的計算機實驗室、交互性的媒體實驗室、虛擬計算機集群和協(xié)作設計工作室成為創(chuàng)客空間的主要組成部分。此外,IDEATE也擴展了與校外合作伙伴的聯(lián)系,為大學以外的其他群體提供創(chuàng)客工作室和建模工作室,鼓勵CMU的教師、校友、學生、周邊社區(qū)的高科技企業(yè)等充分利用大學創(chuàng)客空間的設施和工具來實現(xiàn)自己的創(chuàng)新性想法。在整個2014-2015學年,CMU在匹茲堡地區(qū)建設了新的先進制造實驗室來進行高分子聚合材料領域的研發(fā)工作,并利用這些設施與美國創(chuàng)客、全國添加劑制造創(chuàng)新研究所等機構進行合作。作為“西蒙計劃”(Simon Initiative)的一部分,CMU于2014年9月啟動了“學習媒體設計中心”項目,為大學生提供新媒體和創(chuàng)客經(jīng)驗的學習交流平臺。該中心還與匹茲堡再造學習委員會進行合作,整合社區(qū)、圖書館、大學、博物館等資源來激發(fā)大學的研究和創(chuàng)新。

IDEATE所設計的一系列活動主題涵蓋了3D游戲設計、動畫模型與特效、媒體設計與展示、音效設計、學習媒體設計、創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)、知識環(huán)境營造等新興的技術領域,而藝術學院、計算機科學學院和工程學院也都紛紛開始設置新媒體、計算機數(shù)據(jù)分析科學、整合創(chuàng)新、城市設計等學士學位,從而打通創(chuàng)意、設計與創(chuàng)新,培養(yǎng)在前沿領域具備跨學科知識與能力結構的工程人才。[3]

三、思考與借鑒:創(chuàng)客教育對我國高校STEM教育的啟示

近年來,創(chuàng)客運動在我國逐漸興起并在社會上產(chǎn)生了一定的影響。部分高校也開始逐步引入創(chuàng)客教育的理念并進行了初步的實踐探索。當我們透過創(chuàng)客教育的實踐形態(tài)分析轉而從更深層次來理解創(chuàng)客教育的內(nèi)涵及其價值潛能之時,我們會發(fā)現(xiàn)它蘊藏著深刻的教育哲學觀。其中最明顯的便是杜威提出的“做中學”(Learning by Doing)思想。“做中學”就是“從活動中學”、“從真實體驗中學”,將所學知識與生活實踐聯(lián)系起來,實現(xiàn)知行合一。今天,伴隨著互聯(lián)網(wǎng)平臺的出現(xiàn)和智能制造技術的成熟,杜威所強調(diào)的“做”被賦予了更多的技術呈現(xiàn)方式,學生之間在“做”的資訊獲取與信息交流、“做”的技術實現(xiàn)以及“做”的成果擴散方面都比工業(yè)時代顯得更加便捷、更加廣闊。在嘗試開展創(chuàng)客教育的學校中,工程與設計專業(yè)的學生可以利用3D打印技術制作出美術作品的原型產(chǎn)品并添加最新的創(chuàng)意設計,隨后通過創(chuàng)客社區(qū)、社交媒體等渠道進行分享和傳播;綜合實踐課堂則完全可以通過arduino等開源硬件平臺和Makeblock等模塊搭建平臺,進行包括各種小型智能機器人、飛行器、體感駕駛設備等原型產(chǎn)品的設計和制作;學生也可以利用音樂編程軟件進行原創(chuàng)音樂的創(chuàng)作與分享,創(chuàng)編屬于自己的音樂世界……上述鼓勵創(chuàng)新與崇尚快樂的實踐所體現(xiàn)的正是創(chuàng)客教育背后的核心理念,也是創(chuàng)客教育背后的重要理念。

創(chuàng)客運動面臨的最大挑戰(zhàn)和機遇是高等教育的轉型。技術正在賦予大學生更多的學習自主權,同時也激發(fā)了學生不斷創(chuàng)造的潛力。我國的大學在發(fā)展創(chuàng)客教育方面,應該在理念與實踐層面實現(xiàn)如下變革:第一,創(chuàng)設一種發(fā)展創(chuàng)客理念的情境,一種鼓勵學生相信自己可以學習任何事物的理念;第二,建造一種新的實踐實體來教授創(chuàng)客和發(fā)展實踐的團隊;第三,在多樣化的社區(qū)情境之中設計和發(fā)展創(chuàng)客空間,為多樣化的學習群體提供服務、分享彼此的資源;第四,界定、發(fā)展和分享廣闊的框架項目和工具包,基于更大范圍的工具和材料,將學生的興趣與學校內(nèi)外相連接;第五,為學生、教師和社區(qū)之間的協(xié)作設計建立在線社交平臺;第六,為年輕人發(fā)展項目,允許他們在更多的學校創(chuàng)客活動中占據(jù)領導地位;第七,創(chuàng)設一種社區(qū)情境,讓學生與所有創(chuàng)客在創(chuàng)客活動中展示工作關系,比如創(chuàng)造人們實踐的新機遇;第八,允許個體和小組建造創(chuàng)客社區(qū)的實踐記錄,幫助學術和職業(yè)的升級應用;第九,發(fā)展教育情境,將創(chuàng)客實踐與正式教育的理論相結合,支持探索性地引入新工具開發(fā)設計和關于創(chuàng)客的新的思維方式;第十,發(fā)展所有學生全部的潛能、創(chuàng)造性和自信心;第十一,開始將個體生活和所處社區(qū)的變革相連接。

筆者認為,創(chuàng)客教育的出現(xiàn)為我國高校工程人才培養(yǎng)模式的改革提供了一種新的思路和新的機遇。體現(xiàn)創(chuàng)客文化的創(chuàng)業(yè)教育課程可以幫助每位學生在科學、技術、工程和數(shù)學領域做得更好。創(chuàng)客教育與傳統(tǒng)教育在課程要求和知識體系上并不沖突,二者完全可以進行有效的結合,從而產(chǎn)生更優(yōu)的效果。對于我國高校工程人才培養(yǎng)的未來發(fā)展而言,我們首先需要增強對創(chuàng)客文化的理解,特別是來自高校領導者的支持和“創(chuàng)客教師”群體的擴大——只有讓人們沉浸在創(chuàng)客活動所帶來的愉悅之中,使人們發(fā)現(xiàn)自身的創(chuàng)造潛力,并以群體的方式進行情感溝通與互相扶持,共同分享創(chuàng)造的喜悅,創(chuàng)客教育才能真正在我國未來的高等教育變革浪潮中發(fā)揮重要的引領作用。

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收稿日期:2016-02-23

基金項目:浙江省高校重大人文社科項目攻關計劃“利益相關者視角下高校創(chuàng)業(yè)教育的組織創(chuàng)新與行為策略研究”(2013QN012)

作者簡介:王志強,男,1981年生,甘肅酒泉人,溫州大學創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)學院副教授,主要從事創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、國際與比較教育研究;李菲,女,1992年生,江蘇常州人,溫州大學馬克思主義學院2014級碩士研究生,主要從事創(chuàng)業(yè)教育研究;卓澤林,男,1989年生,廣東深圳人,華東師范大學國際與比較教育研究所2014級博士研究生,主要從事國際與比較教育研究。

The Integration between Maker Education and STEM Education in the United States: Concepts,Implementation and Implications

WANG Zhi-qiang1,LI Fei2,ZHUO Ze-lin3

(1.Entrepreneurship College,Wenzhou University,Wenzhou 325035,Zhejiang,China;2.College of Marxism,Wenzhou University,Wenzhou 325035,Zhejiang,China;3.Institute of International and Comparative Education,East China Normal University,Shanghai 200062,China)

Abstract:With the development of maker movement,maker education has become the driving force for the change of school education concept and the cultivation of students'creative potentialities.Based on practice,creation and participation,the concept of maker education has inherited John Dewey's core ideas such as learning by doing,education is life,and school is society.Promoted by 3D print technology and internet,and integrated with maker space and maker carnival,substantive practical learning space and virtual maker community are established. For the development of maker education in China,resources and institutional support are indispensable,but what counts more is the understanding of educators,parents and other stakeholders.Finally,the flourishing of maker education depends on a group of teachers who always uphold a“maker spirit”.

Key words:Maker Education;STEM Education;Integration

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