蘇佩堯

(福建師范大學(xué) 教育學(xué)院, 福建 福州 350117)

高?！皠?chuàng)客”實驗室開放的內(nèi)涵與誤區(qū)

蘇佩堯

(福建師范大學(xué) 教育學(xué)院, 福建 福州 350117)

高校人才培養(yǎng)的關(guān)鍵在于創(chuàng)新,學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要途徑之一是在開放高校“創(chuàng)客”實驗室。該文比較了“創(chuàng)客”、“創(chuàng)客”空間和高?！皠?chuàng)客”實驗室的概念；闡述了高校“創(chuàng)客”實驗室開放性的基本內(nèi)涵；分析了“創(chuàng)客”實驗室開放上的若干誤區(qū)；提出了高?！皠?chuàng)客”實驗室開放的建議與措施。

“創(chuàng)客”實驗室； 內(nèi)涵與誤區(qū)； 創(chuàng)新能力培養(yǎng)

1 創(chuàng)客、創(chuàng)客空間和高校創(chuàng)客實驗室

創(chuàng)客一詞源自英文“maker”,意為“創(chuàng)造者”。2012年美國著名網(wǎng)絡(luò)雜志《連線》主編克里斯·安德森在《創(chuàng)客:新工業(yè)革命》一書中首次對創(chuàng)客進行了闡述:不以營利為目標,利用3D打印技術(shù)以及各種開源硬件,努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實的人。在各界引起了強烈反響。此后關(guān)于創(chuàng)客的定義和標準在不斷地討論修正,但其基本內(nèi)涵卻是保持一致的:利用開源的硬件平臺和軟件平臺,進行創(chuàng)意和創(chuàng)新,然后利用3D打印技術(shù),數(shù)字制造技術(shù)或傳統(tǒng)制造技術(shù),制作出原型樣機,并進一步利用互聯(lián)網(wǎng)(例如眾籌平臺)將原型樣機轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品?，F(xiàn)今創(chuàng)客的定義已不局限于上述內(nèi)涵,通過融合各行各業(yè)和各學(xué)科,已逐漸成為富有創(chuàng)意理念、具有創(chuàng)新能力的制造群體的代名詞。創(chuàng)客與教育的結(jié)合既為教育改革提供了新的機遇，又提出了巨大的挑戰(zhàn)[1]

創(chuàng)客空間是指人們基于共同的興趣,如科學(xué)、工程、數(shù)字或者電子等進行交流、合作、創(chuàng)造新事物的工作空間、廠房、實驗室等[2]。包括3D打印技術(shù)在內(nèi)的開源軟件平臺、網(wǎng)絡(luò)社區(qū)等交流平臺的開發(fā)和成熟極大地拓展了創(chuàng)客空間,促進了創(chuàng)客教育的發(fā)展。當前在中國,以北京創(chuàng)客空間、上海新車間和深圳柴火為代表的3大創(chuàng)客空間逐漸形成生態(tài)圈并延伸至高校,形成了以清華、西南交通大學(xué)和同濟大學(xué)等為代表的高校創(chuàng)客空間,致力于中國高校創(chuàng)客教育的發(fā)展。

高校創(chuàng)客實驗室作為高校創(chuàng)客教育發(fā)展的3大場所之一,是培養(yǎng)高校青年創(chuàng)客者的搖籃。學(xué)生是最活躍和最具創(chuàng)意的高校群體,也是成為創(chuàng)客的最大可能者。以學(xué)校為基地,自上而下在全校形成廣闊的創(chuàng)客空間,是培養(yǎng)新時期創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才,推動創(chuàng)新教育發(fā)展的有效舉措。近期發(fā)布的《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)統(tǒng)籌推進世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案的通知》里指出，國家將廢除“985工程”和“211工程”,對新時期高等教育重點建設(shè)做出新部署,統(tǒng)一納入世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)并擬于今年啟動新一輪建設(shè)。一流大學(xué)和學(xué)科的出發(fā)點和立足點都在于人才培養(yǎng),只有富有創(chuàng)新創(chuàng)意的人才才能成為高校教育發(fā)展的動力。因此,牢牢占領(lǐng)高校創(chuàng)客實驗室這一領(lǐng)地,全面鋪開創(chuàng)客教育,實施創(chuàng)客實驗,為富有創(chuàng)意的學(xué)生提供平臺,形成“大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新”的局面,是高校專業(yè)和學(xué)科發(fā)展的不竭動力,是決定能否在“新部署”中成為佼佼者的關(guān)鍵因素。高校實驗室是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的重要場所,而開放式實驗教學(xué)要求有效利用實驗室的資源提升開放率和擴展開放內(nèi)涵，發(fā)揮實驗教學(xué)的延伸性和長效性。[3]。

2 高校創(chuàng)客實驗室開放性的基本內(nèi)涵

2.1 時空開放性是高校創(chuàng)客實驗室開放的基礎(chǔ)

高校創(chuàng)客實驗室是學(xué)生創(chuàng)意的實踐地,與傳統(tǒng)實驗課程所要求的實驗時間和空間固定不同,創(chuàng)客實驗室要求時空是開放的，時間上不受學(xué)生興趣產(chǎn)生即時性的約束,空間上則要求實驗室儀器設(shè)備等硬件資源的互補共享。除此以外,開放實驗室也意味著資源開放、對象開放和各類科技活動開放[4]。高校創(chuàng)客實驗室獨立性的特質(zhì)決定了其必須采取靈活的管理方式,實驗室可以結(jié)合新型指紋24 h進出自動識別或紅外線身份感應(yīng)技術(shù),有效整合各種實驗儀器設(shè)備以及開發(fā)升級各種交流軟件等方式提高創(chuàng)客實驗室管理的效率。進入實驗室后，學(xué)生可通過操作軟件的管理系統(tǒng)實操各種儀器設(shè)備,進而實現(xiàn)實驗室自動開放和學(xué)生自我管理的雙向結(jié)合。

2.2 以學(xué)生為中心是高校創(chuàng)客實驗室開放的根本

以學(xué)生為中心,強調(diào)“做中學(xué)”的創(chuàng)客教育和“創(chuàng)新性人才”培養(yǎng)，雖然在培養(yǎng)目標上是一致的,但前者與后者相比,更符合現(xiàn)代工業(yè)革命的要求,也更能體現(xiàn)創(chuàng)客教育的優(yōu)勢所在。創(chuàng)客教育強調(diào)的是師生雙方基于教學(xué)平等的原則,在創(chuàng)客課題的框架下進行探討研究,共同將想法通過原型機進行轉(zhuǎn)化,并對結(jié)果進行評價的過程,在這一過程中學(xué)生可以根據(jù)自己的想法對過程進行修正,對無用的實驗設(shè)計進行調(diào)整并對樣機進行選擇,進而產(chǎn)生最理想的實驗產(chǎn)品,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造能力。

創(chuàng)客時代“學(xué)生從知識的消費者轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)造者”,他們富有創(chuàng)新創(chuàng)意,所選擇的課題更有針對性,最能契合他們的研究能力和實際，并有可能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,是當代新型的制造者。為了有效地實現(xiàn)和完成實驗過程,學(xué)生需要突破專業(yè)限制,不斷融合其他專業(yè)和學(xué)科的前沿技術(shù),逐步實現(xiàn)專業(yè)拼圖,與新工業(yè)時代培養(yǎng)全面發(fā)展人才的目標日趨一致。以學(xué)生為中心強調(diào)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)方式,融合了信息技術(shù),傳承了體驗教育、項目學(xué)習(xí)法和DIY理念等教學(xué)理念,有效地推進了高校創(chuàng)客實驗室的信息化進程。

2.3 技術(shù)前沿性是高校創(chuàng)客實驗室開放的支持

以3D打印技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)、機器人技術(shù)、智能硬件、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)蓬勃應(yīng)用為標志的新工業(yè)革命已經(jīng)到來,云計算、大數(shù)據(jù)等為代表的“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)有力地支撐了高校創(chuàng)客實驗室的發(fā)展,為大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新提供了技術(shù)環(huán)境,優(yōu)化了實驗進程和管理過程,尤其是隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,基于無線射頻和傳感器等技術(shù)的成熟應(yīng)用[5],探索其與固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)的對接，實現(xiàn)資產(chǎn)信息共享[6],優(yōu)化、簡化了固定資產(chǎn)的管理,有力地支撐了創(chuàng)客實驗室的運行。此外，除了硬件設(shè)備,互聯(lián)網(wǎng)社區(qū)和各種網(wǎng)上交流平臺等軟件系統(tǒng)的研發(fā)也實時解答了實驗者的困惑,“這些網(wǎng)絡(luò)社區(qū)把在現(xiàn)實生活中分散在各地的創(chuàng)客聯(lián)合起來”,創(chuàng)客通過網(wǎng)絡(luò)分享自己的經(jīng)驗和資源進行交流學(xué)習(xí),取長補短,有效地推進了實驗進程,極大地滿足了網(wǎng)絡(luò)爆炸式增長的需求,推動了高校創(chuàng)客文化的發(fā)展，從而構(gòu)建起社會化學(xué)習(xí)和分享的文化[7]。

3 高校創(chuàng)客實驗室開放性的若干誤區(qū)

高校創(chuàng)客實驗的開放一方面有效地促進了實驗教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展,另一方面也會產(chǎn)生以下誤區(qū)。

3.1 開放實驗靈活,不需要事先進行教學(xué)設(shè)計

創(chuàng)客實驗室在時空上突破了傳統(tǒng)實驗室,具有獨立性,為創(chuàng)客實驗的實施提供了保證。此外與傳統(tǒng)實驗室相比,高校創(chuàng)客實驗室沒有固定的課程設(shè)置和安排,在這里學(xué)生完全根據(jù)自己的需求和興趣進行創(chuàng)作,所進行的創(chuàng)新創(chuàng)作不納入學(xué)分,也不計入成績。同時,因為創(chuàng)客實驗室沒有特定的授課對象,不受學(xué)科和年級的限制,完全由學(xué)生主動決定,因而容易產(chǎn)生實驗靈活,無需教學(xué)設(shè)計的誤區(qū)。創(chuàng)客實驗室的目的是為學(xué)生和教師提供一個相對寬松的創(chuàng)新環(huán)境,充分鼓勵他們的科研意識和精神。在這一過程中受制于學(xué)生有限的知識儲備和解決問題的能力,創(chuàng)意和想法固然重要,但是若所研究的內(nèi)容難度遠高于學(xué)生能力之上,拋棄教學(xué)設(shè)計和指導(dǎo)則會陷入“做中學(xué)”的誤區(qū)。相反為了保證創(chuàng)客實驗的付諸實踐,在實驗實施前教師和學(xué)生需要針對實驗課題進行詳細嚴謹?shù)南到y(tǒng)分析和教學(xué)設(shè)計,解析實驗過程,預(yù)估可能產(chǎn)生的實驗疑點,并針對重點難點問題提供可能的解決辦法,以幫助學(xué)生順利完成實驗。

3.2 只有高、新、全的硬件設(shè)備才能完成開放實驗

以Arduino,Beagle,Board和Edison等為開源硬件代表的發(fā)展也推進了創(chuàng)客實驗室的發(fā)展進程。實驗者可以針對自身實驗的特征,結(jié)合各種平臺的優(yōu)劣進行選擇。高校由于學(xué)科和專業(yè)相對獨立,傳統(tǒng)的實驗室管理各自為政難以形成全校共享的融合,而學(xué)生的實驗并不是僅依賴于某一器材即能完成,往往A實驗需要在B、C實驗室同時實踐,如果B、C實驗室不對學(xué)生開放,則學(xué)生的實驗過程將受阻。因而，在硬件市場相對成熟的今天實現(xiàn)全校實驗室融合和無障礙實驗成為重中之重,這就需要高校自上而下制定有效的管理措施,真正實現(xiàn)相同的創(chuàng)客實驗室以滿足不同學(xué)生個體性實驗的需求。國內(nèi)外相關(guān)教學(xué)案例顯示,引入良好的硬件平臺不僅對教學(xué)過程有所幫助,同時還能幫助學(xué)生獲得成功,體驗創(chuàng)造的魅力[8-9]。

對于非應(yīng)用型高校,基于自身實驗器材購買的有限力,需要摒棄一味追求高校實驗器材更新?lián)Q代的理念,避免走入實驗設(shè)備越先進、越高級越好，并為此大量購入實驗硬件設(shè)備的誤區(qū)。相反由于學(xué)生創(chuàng)客實驗具有特殊性,難以全面滿足學(xué)生個性需求,耗費在設(shè)備上的大量經(jīng)費著實不必。最理想的狀態(tài)是基于當前高?，F(xiàn)有的硬件設(shè)備,首先考慮設(shè)備的升級和共享,其次在綜合考慮性價比的情況下,適時地調(diào)整課題實驗?zāi)繕?優(yōu)先使用已有的硬件設(shè)置,在可能的情況下嘗試建立多校、多院共享平臺。即使目前本實驗室沒有現(xiàn)成的儀器設(shè)備可以使用,但是通過資源共享或者組裝、改造也能達到同樣的實驗?zāi)康?也從另一方面盤活了自身創(chuàng)客實驗室,提高了設(shè)備的利用率。與此同時,高校實驗室要建立科學(xué)的管理體系,推進高校實驗室的綜合改革[10],在硬件設(shè)施管理上遵循科學(xué)、綠色的發(fā)展原則,全面推進“雙流”背景下高校創(chuàng)客實驗室的宏觀環(huán)境建設(shè)。

3.3 只要有先進硬件設(shè)備足以完成開放實驗

創(chuàng)客實驗的實施過程雖然需要極大地依賴于硬件平臺,但日益興起的社區(qū)交流等軟件平臺的支持也必不可少的。創(chuàng)客實驗離不開和互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的實時交流,這種創(chuàng)客環(huán)境無法在圖書館中建立,也無法在滿是桌椅板凳的教室中建立[11],軟件平臺不僅用于實驗者的經(jīng)驗分享、資源共享和溝通交流,更是彌補教師能力不足、為實踐者提供間接經(jīng)驗的必然產(chǎn)物。在創(chuàng)客實驗室,教師能提供的指導(dǎo)和精力畢竟有限,為了能實時解答學(xué)生實驗過程中的疑難困惑,一款適宜的交流軟件可以解決燃眉之急,而這不是通過多次嘗試硬件設(shè)備所能解決的。因此在創(chuàng)客實驗室,不能固守硬件至上的觀念,在儀器設(shè)備暫時無法解決問題的情況下，嘗試應(yīng)用軟件平臺,通過開展組間討論、協(xié)作交流和校企合作等方式引入技術(shù)支持，促進實驗完成。此外通過發(fā)揮軟件平臺的共享優(yōu)勢,實驗者能將自己的作品進行分享推廣,獲得中肯的改進意見和評價,以用于后期產(chǎn)品的改進設(shè)計。因此,成熟的軟件平臺是實驗者在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下所不可離棄的根基。

3.4 開放實驗中教師的作用可以忽視甚至替代

創(chuàng)客實驗基于學(xué)生的需求,創(chuàng)意是學(xué)生的實驗使能,在實驗過程中以學(xué)生的主動性為主,實驗問題的解決也主要依賴于學(xué)生的能力,充分發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)新性,體現(xiàn)了多種體驗教學(xué)的實踐融合,因此有人片面認為“創(chuàng)客實驗中不如不要教師”,無需教師的指導(dǎo)。在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的高校創(chuàng)客實驗室中,雖然學(xué)生轉(zhuǎn)為實踐主體,教師退居二線,但是由于學(xué)生所掌握的知識和能力有限,不再占據(jù)主導(dǎo)地位的教師角色依然不可忽略或是被替代。相反在網(wǎng)絡(luò)背景下，雖然各種軟硬件資源較易獲得,但為了讓實驗達到預(yù)期的效果,在嚴格遵循實驗設(shè)計的前提下,整個創(chuàng)客實驗還是需要教師的引導(dǎo)和幫助,在具體實施創(chuàng)客課題的過程中仍需要教師輔導(dǎo)力量的介入。

創(chuàng)客實驗室的實驗是學(xué)生的興趣實驗,不納入統(tǒng)一的教學(xué)計劃,對教師的實驗課程要求并不做強制規(guī)定,教師對學(xué)生的指導(dǎo)多是基于興趣或者是受學(xué)生所托,時間基本是利用教學(xué)外時間開展指導(dǎo),未能量化成教師的個人工作量。因而對于教師而言,創(chuàng)客實驗無疑額外加重了教師的工作負擔(dān),增加了教師的工作量。目前,學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力培養(yǎng)在很大程度上依賴于教師的指導(dǎo),而現(xiàn)實中,除了擔(dān)有管理責(zé)任的實驗技術(shù)人員外,創(chuàng)客實驗室的教師指導(dǎo)力量趨于薄弱。由于實驗管理人員的專業(yè)水平普遍偏弱,長此以往必然影響創(chuàng)客實驗的推廣,不利于營造大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的創(chuàng)客文化氛圍,使創(chuàng)客實驗室流于形式。在國外,為了促進創(chuàng)客運動的發(fā)展,部分知名高校還特別為此設(shè)置了獎學(xué)金。因此,高校首先可以從工作量量化、職稱評定認同和獎勵等方面出臺相關(guān)措施,鼓勵廣大青年教師積極投身創(chuàng)客實驗,讓教師指導(dǎo)學(xué)生一起探索和創(chuàng)造；其次為教師提供新興的信息技術(shù)培訓(xùn),幫助教師解決新挑戰(zhàn)。如美國巴爾的摩市建立的電子港科技中心既為學(xué)生提供了創(chuàng)客空間,又為教師開設(shè)了培訓(xùn)課程,激勵廣大教育者與學(xué)生共同學(xué)習(xí)、共同進步[12],引導(dǎo)教師轉(zhuǎn)化角色,主動轉(zhuǎn)變?yōu)檎n程的設(shè)計者和學(xué)習(xí)共同體的建立者。

3.5 傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式足以應(yīng)付開放實驗

2015年5月8日,國務(wù)院公布了《中國制造2025》,將創(chuàng)新擺在制造業(yè)發(fā)展全局的核心位置,對高等教育發(fā)展提出了新要求。創(chuàng)新是學(xué)科驅(qū)動發(fā)展的動力所在,而創(chuàng)新的關(guān)鍵在于人才,因此強調(diào)學(xué)生的主體地位,提高學(xué)生的創(chuàng)造力,推動跨學(xué)科的發(fā)展根本在于轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,改變現(xiàn)有的教材和教室的學(xué)習(xí)形式,將學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)椤盎趧?chuàng)造的學(xué)習(xí)”,在創(chuàng)客環(huán)境下擴展了杜威“做中學(xué)”理論的外延。

4 結(jié)語

創(chuàng)客技術(shù)對學(xué)生提出了更高的要求,“他們是知識的制造者而并非僅為消費者”,學(xué)生具有無限的創(chuàng)造激情和潛力,是新工業(yè)時代和制造業(yè)的后備力量。但僅有一番興趣和熱情還不夠。由于創(chuàng)客課題可能涉及到的多學(xué)科背景,學(xué)生還需要有足夠的知識儲備,需要針對實驗做足功課。否則學(xué)生單槍匹馬或者單靠個別團隊進行實驗可能無法完成既定的實驗?zāi)繕?從而對學(xué)生產(chǎn)生一定的心理打擊。因而高校實驗實踐教育應(yīng)有效地保護學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)想法,幫助學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動研究學(xué)習(xí),并在學(xué)習(xí)中綜合應(yīng)用各學(xué)科、融合各專業(yè),真正實現(xiàn)創(chuàng)客課程、創(chuàng)客實驗室、創(chuàng)客空間和創(chuàng)客文化的協(xié)同發(fā)展,進而達到培養(yǎng)創(chuàng)客人才的目的。

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Connotation and misunderstanding about opening of Maker laboratory in colleges and universities

Su Peiyao

(College of Education, Fujian Normal University, Fuzhou 350117, China)

Innovation is the key to the cultivation of talents in colleges and universities, and the opening of university Maker laboratories is one of the important approaches for the cultivation of the students’ innovative ability. This paper compares the concepts of Maker, Maker space, and university Maker laboratory, expounds on the fundamental connotation of the opening of university Maker laboratories, analyzes some misunderstanding about the opening of such laboratories, and puts forward the suggestions and measures for the opening of the Maker laboratories in colleges and universities.

Maker laboratory; connotation and misunderstanding; cultivation of innovative ability

10.16791/j.cnki.sjg.2017.01.062

2016-07-14 修改日期：2016-08-16

2014年福建省中青年教師教育科研項目(JBS14057)

蘇佩堯(1983—),男,福建泉州,碩士,實驗師,研究方向為實驗管理及教育信息化.

E-mail：supeiyao@163.com

G434

A

1002-4956(2017)1-0250-04