周欣欣,郭树强,李红彪
(东北电力大学 信息工程学院,吉林 吉林 132012)
2015年3月召开十二届全国人大三次会议,“创客”一词首次被写入政府工作报告,由此开始,“创客”一词席卷中国。“创客”最初是来源于英文“maker”,是指一群喜欢或者享受创新的人,他们具有一定的知识含量,具备创新、实践、共享、交流的意识,不以盈利为目标,努力将创意转变为现实的人[1]。而“创客教育”是指融合了信息技术,遵循“开放创新、探究体验”的先进教育理念,以“创造中学”为主要学习方式,以培养具有创新意识、创新能力和创新思维的创新型人才为目的的新型教育模式。创客是创新人才,而高校校园是培养创新型人才的主战场和主要渠道,加快教育改革步伐,促进高校创客教育的繁荣快速发展是当前高校面临的重要挑战。
伴随着创客运动的兴起,创客教育作为一种新型教育方式也受到了各个国家的高度重视。美国许多所知名高校如麻省理工学院、纽约大学、加州大学伯克利分校等2015年3月发布了“将创新作为高校的重要职能,将培养学生的创新能力视为大学的重要责任”的相关报告,强调了高校创新与高校学生创新能力的培养[2][3]。亚利桑那州立大学开展的“创新挑战(Innovation Challenge)”项目,其目的是要通过创客教育提升学生的创业就业能力。麻省理工学院始建于1985年的媒体实验室,致力于跨学科领域成果的转化,其研究项目超过350个,强调“以人为本、跨学科、原创性和开放性”。芝加哥艺术学院则将创客教育理念作为本校教育的核心理念,从创客教育的实施、推广到校园创客文化培育都进行了精心规划。斯坦福大学创建了一个全球性创客空间“Fablab”,将创客活动扩展到全球范围内。
国内高校也相继开展了创客教育,建立了创客空间。如清华大学的i.Center最初是以机电工程创新实验室为基础,通过整合学校各类创新实践资源、建立完善的创新实践教育体系、设立多学科交叉的融合创客空间等方式,逐步发展成为一个开放式、跨学科的综合性创客教育基地。哈尔滨工业大学(深圳)的“青年创客空间”,为校园大学生创客提供了交流、指导、孵化、整合等多样的创客服务,传播创客教育理念,开展创客实践活动。浙江理工大学首创了“高校+产业+孵化”的新型众创模式,并在此基础上建立了“校企合作+互联网”的人才培养平台。南京机电职业技术学院和Amaker创客孵化平台联手打造了创客校园,旨在让每个学生都成为创客,让学校成为众创空间。
总体来讲,我国高校创客教育是2012年前后才引入的,相较于欧美高校起步较晚,因此,探索和深入研究高等院校基于创客教育的创新人才培养模式,是目前高校面临的重要任务之一[4]。总结目前我国高校在开展创新教育方面普遍存在以下问题:
我国高校虽已推行素质教育多年,但在实际教学过程中仍然是以教师为中心的应试教育,仍然沿袭“批量制造”、“填鸭式”的传统教育模式,重理论,轻实践,这种人才培养模式严重禁锢了学生的创新思维,学生以知识为本,复制能力强,但创新精神欠缺。
目前,虽然许多高校建立了开放实验室、创新实验室等,但是,由于管理、安排以及设备的局限性等原因,很难为学生提供一个开放、自由的场地和平台,供学生开展实践活动和创新项目的研究。
分析高校目前开展的创新活动现状,从组队形式上可以看到,学生组建的团队大多是基于班级、专业、寝室等,而跨学科、跨专业、跨年级的组队相对较少,并且,团队成员之间缺乏相互学习和交流,团队协作意识不强。
目前学生参与的各类创新创意活动多以竞赛为导向,参加竞赛往往具有较明显的竞争性和目的性,参加这类实践创新活动具有一定的局限性,大学生原生的创新能力难以得到释放和自由发展。
传统基于测验的结果评价方式可以衡量出学生系统知识的学习程度,却很难测量出学生创新问题解决能力的增长和个体在小组中的贡献程度高低。
通过分析我国高校在开展创客教育中普遍存在的问题,结合东北电力大学计算机专业的实际情况,借鉴已有的成功经验,提出一系列举措,通过构建完整的创客教育课程体系、培育校园创客文化、构建创客学习方式等,激发学生的创造热情,培养学生创新与创造能力,提升创业就业能力,从而探索出适合高校创客教育发展的模式及培育路径,构建基于创客教育的人才培养新模式[5-6]。
课程是传统教育的核心要素,对于培育校园创客教育,课程仍然占有重要的地位。因此,针对不同类型的创客活动,开发相应的创客课程,是高校开展创客教育、培育创客文化的必经之路[7]。本文以计算机专业为例,结合专业特点,从培养学生兴趣和能力出发,整合课程体系,建立集跨学科、技术性课程、实践技能于一体的计算机专业创客教育课程体系,逐步培育良好的高校创客文化[8]。计算机创客教育课程训练体系主要由以下三部分组成:
1.基础知识学习与技能训练课程
基础知识学习包括诸如C语言编程、单片机编程等基础知识的学习,基本操作技能训练包括诸如示波器、万用表等基本设备的使用训练等。基础知识和基本技能的学习,会用到少量传统的基于知识的教学方法,但更多是通过实际操作、项目实践、体验式教育,将知识学习与技能训练融入到具体情境中,使学生在项目实践过程中熟练掌握基础知识与操作技能。
2.模仿项目训练
创客教育开展初期,通过设置一些给定目标与操作流程的、难度相对较低的模仿型学习项目,如“收音机制作”、“楼宇声控灯设计”等供学生实际操练,学生在项目完成过程中,通过模仿和实际操练,逐步掌握复杂动作技能,并在模仿过程中,激发创新灵感,从而可以对项目做出进一步地创新设计或改进。
3.创新型项目训练
这一阶段主要是当学生已掌握一定的基本知识和基本技能之后,开始为他们设置大致范围但不给定具体题目的任务,如提供“智能家居”、“多功能探测车”、“电动平衡车”等主题,让学生从主题构思起步,通过团队协作,构建问题、解决问题,并最终完成创造作品的全过程。这些创新项目的设置,应当注重项目的系统化与综合化,并充分考虑到课程、学科之间的交叉与融合。
当构建了计算机创客教育课程体系后,在授课环节,采取传统课堂教学、体验式教学、项目学习法、实习与实训等多种教学方式方法,引导学生对感兴趣的课题开展进一步深入探究与实践,逐步培养大学生创客的主动探索和合作分享精神,提升大学生创客的技术素养和解决实际问题的能力。
通过诸如充电背包、智能循迹车、自发电定位鞋等集趣味性、实用性于一体的创客项目案例,学生可以根据自己的兴趣、能力和可用的设备对创客项目案例库中的项目进行深度设计、开发与再创造,通过团队协作与分享,不断完善和共创新产品。以兴趣为导向的创客项目案例,充分调动大学生参与创客活动的积极性,充分释放大学生的创造思维,同时保持学习的激情与信心。
创客项目案例,可以是一些成功经典创客项目案例,如水彩机器人(WaterClolrBot)、远程养金鱼等经典项目,也可以是教师的科研项目,亦或是结合信息技术前沿领域的一些研发成果,经过提炼与简化后,改造成创客项目案例,这些案例既保持了内容的趣味性、先进性,又具有一定的改造与再创造空间,让学生在完成项目后有很大的成就感,保持学生的创造热情。
校园创客空间是校园创客们的主要活动场所,校园创客空间既是校园创客们交流创意思路、实现创意的地方,也是一个交友的平台。校园创客们通过使用创客空间提供的各类工具、设备、仪器,运用各种技术和非技术手段,以团队协作的方式发现问题,解决问题,并经过不断的实验、改进,并最终形成创意制品。在整个创意活动过程中,校园创客们在人际沟通、团队协作、创新问题解决、批判性思维和专业技能等方面获得了全方位的成长[9]。
结合计算机专业特点,通过整合设备与资源(包括实验场地、仪器设备、各种材料和资料等),构建开放、共享、优质的校园创客空间。基于已有的设备、仪器、工具等,通过购置3D打印机、微控制器、传感器等硬件设备,以及一些开源软硬件,如Arduino、树莓派、pcDuino等,可以便捷灵活地支持交互原型产品的制作;通过组织技术讲座、创意分享、沙龙等方式,真正激发大学生创客的积极性与参与度。
建立校园创客社区网络交互平台,增进校园创客间的交流与互动。校园创客社区网络交互平台是一个集资源、交流、展示、合作、服务等功能于一体的综合性网络平台。该平台不但包含学习资源(如创客项目背景知识),创客项目的过程管理,项目实施过程的监控与记录,项目的总结与经验分享等功能,而且通过在线创客交流版块,可以寻找到志同道合的好友,进而成立项目组,开展项目合作等。校园创客社区网络交互平台打破了时间和空间上的束缚,为校园创客提供了一种日常交流与互动方式。
校园创客社区网络平台的构建应当包括以下几方面内容:(1)学习资源:主要包括课程资源、电子书、知识库、开源代码、模块资料等栏目,可供大学生创客进行个性化选择学习。(2)创客资讯:主要包括创客新闻、创客人物、最新资讯等栏目,帮助校园创客们掌握最新创客动态。(3)创意产品:主要是由创客们上传自己的作品,供大家讨论和交流,提出新的创意,进而创造出新的创意作品。(4)创客论坛:为创客们提供一个打破时间和空间限制的在线交流、沟通平台,也可以通过线上发布信息,发起线下活动,让志同道合的小伙伴们面对面沟通,实现虚实融合的基于O2O(Online To Offline)创客教育空间。
测评机制作为教育过程的一个重要组成部分,一直是高校教育工作者探索和研究的重点内容,科学、合理的测评机制不但有利于提高教学质量,也是评价和衡量学生对知识掌握的重要途径,是创新型人才培养的重要环节。创客教育鼓励学生在“做中学”,创客学习的结果往往由小组成员共同协作完成的一件创新制品,传统基于测验的评价方式很难衡量出学生对于创新问题解决能力的高低。因此,探索多元化绩效测评机制,对于构建高校创客教育体系,评价高校创客教育实施效能具有重要意义[10]。
多元化绩效测评机制,在理念上倡导评价来源多元化,有传统的来自于教师的评价,也有学习者个体自评,还有学习同伴的互动评价。在方法上,采用结果评价和过程评价相结合。结果评价方面,强调基于相关学科知识习得程度的测验评价;在过程评价方面,注重量化与质性评价方法,如工作记录、课堂表现、活动参与等的运用,从而建立创客教育多元化绩效测评机制。
创客教育的核心是支持学生开展基于创造的学习,学生在基于创造的学习过程中需要主动发现、自主探究,在发现、分析与解决问题的过程中创造、验证、发展出自己的创想,在提升问题解决能力的同时又保持创造的兴趣、激情与信心,这些是创客教育的核心品质。本文结合本校计算机专业特点,通过构建基于层次的创客教育课程体系、构建创客学习方式、开展创客项目活动与交流等举措,大力培育高校校园创客文化,培养了学生创造与创新能力,为新时期高等院校创新能力人才培养提出了新的途径。
[1]克里斯.安德森著.萧潇译.创客新工业革命[M].北京:中信出版社,2012.
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[4]顾亚莉,李树白.“双创”背景下高校创客教育发展策略探析[J].中国高校科技,2016(4):74-75.
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[6]万超,魏来.创客教育:高校创新型人才培养的新视角[J].东北大学学报(社会科学版),2017,19(5):526-532.
[7]祝智庭,孙妍妍.创客教育:信息技术使能的创新教育实践场[J].中国电化教育,2015(1):14-21.
[8]周欣欣,徐纯森,郭树强,李红彪,赵岩,田敏.立足高级应用型人才培养的计算机专业创客教育模式构建[J].无线互联科技,2017(4):76-77.
[9]杨绪辉,沈书生.创客空间的内涵特征、教育价值与构建路径[J].教育研究,2016,37(3):28-33.
[10]谢海英,杨韧.信息与计算科学专业多元化考核测评体系的研究[J].科教导刊,2016(7):150-151.