美国高校创新教育实验室和社会创客空间考察

杨建新 孙宏斌 李双寿 付志勇 顾学雍

（1．清华大学 基础工业训练中心，北京100084；2．清华大学 教务处，北京100084；3．清华大学 美术学院，北京100084；4．清华大学 工业工程系，北京100084）

引言

创客来源于英文单词“Maker”，是指努力把各种创意转变为现实的人，其共同特质是创新、实践与分享[1]。近年来，创客运动在国际上蓬勃发展，改变了人们的学习方式和社会生产方式，并形成了新的校园文化。着眼于了解美国在创新教育及创客空间方面的最新进展和实施策略，为建设清华大学交叉融合创客空间提供参考，2014年8月，清华大学一行六人前往美国高校创新教育实验室及社会创客空间进行考察。考察团先后考察了麻省理工学院、帕森设计学院、纽约大学、加州大学伯克利分校、斯坦福大学的创新教育实验室以及波士顿Artisan’s Asylum创客空间、奥克兰The Crucible创客空间、欧特克公司、皮克斯公司等，与相关创新教育实验室和创客空间的负责人进行了深入的交流，详细了解了他们的建设理念、运行机制、课程体系和物理空间等情况。

一 美国高校创新教育实验室

1 麻省理工学院媒体实验室（MIT Media Lab）

麻省理工学院媒体实验室由Nicholas Negroponte和前校长Jerome Wiesner[2]于1985年共同创建，隶属于麻省理工学院建筑与设计学院，致力于科学、多媒体、技术、艺术及设计等领域成果转化的研究，鼓励打破学科界限，实现不同研究领域非传统的融合。该实验室创造了许多颠覆性的前沿技术，包括可穿戴技术、可触摸用户界面和情感计算等，研发出许多技术发明（如电子墨水、NEXI类人机器人、Scratch图形化编程语言、玩具式学习工具等）。目前拥有25个研究团队，包括生物力学、摄影文化、认知机器、流动媒体、信息生态学、个人机器人、社交计算等，研究项目超过350个，其创新研究强调“以人为本”、“跨学科”、“原创性”和“开放性”。

（1）人员组成

媒体实验室主要从事研究生教育，队伍组成包括近40名资深研究人员、48名合作企业研究人员、75名客座科学家及博士后、80名技术及行政人员。研究生共计146名，其中硕士研究生80名、博士研究生66名，分别来自不同专业并通常具有工作经历，其中一半左右来自计算机专业。同时，每年还有200多名本科生通过本科生研究机会项目（UROP）来实验室工作。

（2）运行机制

作为一个纯学术研究机构，媒体实验室每年的运行经费约4500万美元，主要从70多个联盟会员获得资助。会员包括微软、谷歌、三星、松下、英特尔、思科、诺基亚、高通、乐高等世界知名企业，合作年费至少为20万美元。联盟会员一般不要求实验室从事特定研究，多数研究项目由团队独立向媒体实验室提出申请并获得资助，以保证研究内容的前瞻和原创。联盟会员有权分享媒体实验室该年的知识产权和研究成果，获得技术咨询而无需支付授权费用，同时可以派遣研究人员常驻媒体实验室。

（3）物理空间

媒体实验室拥有两座大楼（E15）和（E14），其中新大楼面积为15100平方米，是一个开放的、工作室式、自适应的六层楼建筑。整个建筑内部高度透明，能够看到正在进行的研究项目，从而鼓励研究人员之间的联系和协作。

为了配合研究项目中的样机试制，在大楼中建有一个小型制造实验室，加工设备包括木工锯床、焊接设备、钣金设备、工业级3D打印机、激光切割机、木工加工中心、数控车床、数控铣床、数控水切割机床、线切割机床等。车间布局非常紧凑，由3名全职技术人员维护，面向媒体实验室成员24小时开放，但要求用户必须接受相关设备的操作培训并且不能单独工作。

图1 麻省理工学院媒体实验室

图2 纽约大学ITP实验室

2 纽约大学ITP项目

ITP是纽约大学Tisch艺术学院为期两年的研究生教育项目，其主要任务是探索如何富有想象力地使用通讯技术，从而有效提升、改善和愉悦人们的生活。该项目始于1979年，已经发展为技术专家、工程师、设计师和艺术家打破真实与数字空间界限的活跃社区，在多媒体和交互性专业领域贡献的新创意和人才得到国际广泛公认。

（1）课程设置

ITP的课程分为基础课和专业课两种，其中基础课有7门，包括新媒体应用技术、动画设计、视频与声音、可视化语言、网站设计、可计算媒体和物理计算；专业课有100多门，包括3D打印奢饰品、高级动画工作室、交互式设计的生物力学等。取得研究生学历的学分要求为：基础课16分、专业课40分、毕业论文项目4分。

ITP的学生来自艺术、科技、经济、政治等多个领域，彼此背景不同，所有专业的人一起参加课程，最大的挑战就是让他们互相沟通，进行自由分享。ITP所传授的不仅是用技术来做产品，更是用它来学会思考和表达自己。在ITP教学过程中，强调自己动手和应用技术，不受现有软件和硬件工具的束缚，开发出自己想要做的产品。

（2）物理空间

纽约大学ITP实验室占地约1500平方米，大部分是开放的活动空间和讨论空间，配备了可移动的桌椅，能够根据课程需要灵活布置。实验室加工设备同样以产品原型制作为主，包括木工机械、钳工工具、电子产品开发工具等。

3 加州大学伯克利分校社会利益信息技术研究中心（Berkeley CITRIS）

CITRIS成立于2001年，由加州政府和许多私人及公司投资创办，是一个加州公立大学各校园之间广泛合作的跨学科学院。其工程师和研究人员来自医药、公共健康、法律、社会科学等不同学院，目的是缩短世界级实验室研究成果向产业界转化的渠道，促进大学教职工、学生与公司研究人员的合作[3]。其研究领域包括：高质量卫生保健、智能基础设施（水资源、交通、城市）、稳定可持续能源的信息技术、数据与民主政治等。

（1）Invention Lab（发明实验室）

CITRIS发明实验室占地约170平方米，主要提供三大功能：（1）学习：教授交互式产品设计和原型设计方面的工程及新媒体课程；（2）构建：实验室为开发原型样机提供了一整套工具、技术支持和加工服务；（3）上市：实验室通过提供企业孵化器的工作空间将概念和创意转化为新创企业。该实验室提供的设备包括：钳工工具、电子产品工作台、CAD图形工作站、3D打印机和激光切割机。其课程包括：CS294-84（交互式装置设计）和NM290（批判性制作），主要针对若干开放选题，通过团队讨论和合作，利用开源软硬件搭建产品原型，快速实现创意。

（2）Foundry（创业培育项目）

该项目每年公开选拔多个涉及软件、硬件和服务开发方面的创业团队，通过下列措施帮助创业者建立公司：提供工作空间和加工设备、开展原型开发和创业训练营、联系投资者和企业家。

图3 CITIRS发明实验室

图4 斯坦福大学设计学院

4 斯坦福大学设计学院（Stanford D.school）

D.school是斯坦福大学的一个研究生教学项目，学生来自工程、医学、商业、科学等学院，通过一整套称为“设计思维（Design Thinking）”的方法论，培养学生如何产生创造性的解决方案来应对当前时代不断发展的挑战[4]。该方法论借鉴工程和设计方法，并结合了来自艺术的创意、来自社会科学的工具和来自商业的视野，通过做中学的方式，使学生不仅能够解决问题，而且能够发现现实世界中的问题。

（1）课程体系

D.school的课程基于设计思维方法，教学中所依赖的基本设计步骤为换位思考（Empathize）、定义问题（Define）、形成概念（Ideate）、开发原型（Prototype）和测试迭代（Test），强调从用户需求出发，将解决问题看成在信息不完全状态下不断摸索的过程，确定好问题后通过头脑风暴想出尽量多的解决方案，再根据反馈快速迭代，从而找到好的解决方案。D.school的课程包括“设计思维入门”、“构建创新品牌”、“科学、技术、创业交叉的设计”、“重新设计新生儿重症监护室”、“工程创新”、“电影设计”、“面向更好卫生保健的设计思维”、“面向科学的设计”等。

（2）人员组成

D.school的教师来自于斯坦福各院系和工业界。教师根据自己的跨学科研究方向并结合设计思维方法建设课程，向D.school课程指导委员会提出申请，获批后即可开课，学分从0～3不等，通过学习、教学、实践的循环不断产生新的创意，培养学生的开放性创新思维和解决问题的能力。

（3）物理空间

D.school的物理空间是为其激发创造力的教学目的特别设计的[5]，包括一个大的报告厅、多个项目工作室（墙面由可滑动的白板组成，可根据需要进行分割和合并）、多个活动存储空间、一个物理原型设计教室、一个数字化原型设计教室和两个多功能大教室构成，其家具（桌椅、沙发、屏风、存储柜等）均带有滚轮，可根据课程活动需要灵活配置物理空间。

二 美国社会创客空间

1 波士顿Artisan’sAsylum创客空间

（1）物理空间

Artisan’s Asylum是一个非盈利的社区创客空间，面积约4000平方米，其目的是支持和促进当地社区不同类型手工制作的教学、学习、实践活动。该创客空间拥有多个工作室，配备了专业的加工设备，包括：木工车间、焊接车间、喷涂车间、精密金属加工车间、原型制造工作室、电子产品制作工作室、计算机辅助设计工作室、缝纫工作室、机器人工作室、自行车制作与维修工作室、玻璃吹制工作室、珠宝首饰工作室和丝网印刷工作室等，同时还提供了公共的社交区域和货架存储单元。

（2）运行机制

Artisan’s Asylum拥有约10名全职员工和一些社会志愿者，采用会员制运行，其运行经费来自日常开展的各类创客活动，主要包括以下几方面：

1）个人和社会组织的捐助（包括私人基金以及MathWorks、Autodesk、SolidWork等公司）。

2）包月会员。该创客空间目前拥有约250名包月会员，会员有权在周末或工作之余使用该创客空间提供的各类加工设备，提倡会员的DIY文化和社区服务。

3）公开创客课程。依托创客空间提供的软硬件环境，由当地创客开设了多门课程（自行车车架制作、首饰制作、木工制作等），既包括制作学生课后能够拿回家的成品，也包括特定工具的使用培训。课程面向全社会开放报名，收取一定的学费。

4）空间或设备租赁。当地专业艺术家或创业者可以租用该创客空间的一部分面积作为个人工作室进行艺术创作和创业活动，价格较为合理，避免了早期创业过程中昂贵的工业级设备投资和长期空间租赁费用，当创业活动达到一定规模时就退出该创客空间。

2 奥克兰The Crucible创客空间

奥克兰The Crucible创客空间由艺术家Michael Sturtz创办，面积约5600平方米，是一家非盈利的工业艺术学校，面向全社会开放。与Artisan’sAsylum类似，该创客空间拥有铸造、锻造、焊接、陶艺、杂技火表演、玻璃吹制、首饰制作、创意电子产品、机械加工、霓虹灯、木工等数十个工作室。针对不同年龄段的学生（8～11岁，12～17岁以及成人），该创客空间每年提供500多门手工制作和艺术类课程，教师多来自工业界、艺术界和大学，每年有5000多人参加相关课程。

该创客空间的运行经费主要来自于课程学费、会员会费、场地出租和社会捐助。根据缴费数额的不同等级，会员享受不同的福利，包括课程打折、开放使用设备、会员T恤、活动优惠等。

图5 Artisan’s Asylum工作室

图6 The Crucible工作室

3 欧特克公司9号码头工作室（Autodesk Pier 9 Workshop）

欧特克公司9号码头工作室由旧金山9号码头改建而成，配备了非常先进的数字化制造实验室、木工车间、金属加工车间、3D打印实验室、激光切割和电子产品制作车间。不同于大学教学实验室，其制造设备是工业级的，包括五轴数控加工中心、车铣复合加工中心、数控木工机床、数控水切割机床、工业级3D打印机等。该工作室面向欧特克雇员和创业者开放，创业者需要提出项目开发申请，获批后不仅可以免费使用工作室的设备和材料，每月还会得到一定的津贴。

工作室的建设主要出于以下目的：1）软件与硬件的接口对设计和制作产品越来越重要，通过动手实践能够深入了解这种连接，开发出更好的软件产品；2）创造一个地方来展示他们的软件、硬件或软硬件结合的产品；3）通过工业级的制造设备来支持创业者的产品开发，推动创新。

三 关于考察的几点认识

通过对美国高校创新实验室和社会创客空间建设理念、运行机制、课程体系和物理空间等方面的考察，我们对在高校以创客模式开展创新创业教育形成如下认识和建议：

在培养目标方面，高校创客教育的目的在于培养学生的社会责任感、创造性思维和实践动手能力，让学生成为梦想的实现家。

在教学模式方面，需要针对当今社会面临的重大挑战和问题，打破学科界限，建设跨学科协同创新实验室，开展系统的课程训练、以成果为导向的项目实践和常态性的国际交流活动。

在空间建设方面，既要建设开展课程、项目和活动所需的开放式物理空间，又要建设支撑创新实践教学活动的可扩展信息空间。

在师资队伍方面，应当凝聚学校有志于从事跨学科创新人才培养的教师、知名企业技术专家组成创客导师团，共同建设跨学科导引、设计思维、实践技能和综合创新项目类课程。

在课程体系方面，可以开设包括跨学科导引、设计思维、实践技能和综合创新项目类课程，学生修完规定的学分可以获得工程创新辅修学位。

在激励机制方面，选修跨学科创新教学项目的学生，其实践成果经评选后获得校级奖励，有资格保送相关专业的研究生，具有创业价值的成果将获得后续场地、设备、资金方面的指导和支持。同时，将跨学科创新教学工作量和教学成果作为学校评定各院系教学工作、创新人才培养方面的重要考核指标，在教师职称评定和岗位聘任时予以优先考虑。

在运行经费方面，学校先期投入开展基础设施建设和创新教学项目开发，后期运行经费主要来自合作企业项目、政府专项基金、社会捐助和教育培训，力争实现自主运行、良性循环。

四 结语

通过考察发现，清华大学基础工业训练中心作为全校最大的工程实践教学基地，已经具备了交叉融合创客空间所需要的软硬件条件，但在开放式物理空间（包括课程教学区、原型开发区、成果展示区、开放研讨区、创新实验室等）和可扩展信息空间（支撑创新实践教学活动开展的在线平台，包括创客活动发布平台、学习成果记录平台、数字化制造服务平台等）两方面还需大力加强。我们将抓住中心向i.Center转型升级的契机，打造出体现创客文化与工程文化融合、线下物理空间与线上信息空间贯通的创客空间O2O环境，进而更好地服务于全校的创意、创新、创业教育。

[1](美)克里斯·安德森.创客:新工业革命[M].广州:中信出版社,2012.

[2]徐清华,胡维佳.从理念到实体——美国麻省理工学院媒体实验室的创建[J].世界教育信息,2009,(4):67-70.

[3]黄春梅,蒋蕾,杨倩.官产学研创新机构CITRIS的启示[J].中国高校科技与产业化,2008,(10):75-77.

[4]陈娇娇.世界征服者的学校——斯坦福设计思维研究院.世界科学,2012,(9):35-36.

[5]Scott D,Scott W.Make Space:How to Set the Stage for Creative Collaboration[J].Wiley,2012.