创客空间：大学生发明创造的梦工场*——基于Y大学创客空间的个案研究

陈　鹏

（宜春学院 物理科学与工程技术学院，江西宜春 336000）



创客空间：大学生发明创造的梦工场*
——基于Y大学创客空间的个案研究

陈鹏

（宜春学院 物理科学与工程技术学院，江西宜春 336000）

摘要：创客空间是大学生发明创造的梦工场。基于对Y大学创客空间建设举措与运行经验的梳理、剖析与总结，文章从工程范式、设计范式、创造范式等三个维度，分析了创客空间教育生态系统的进化历程，提出了创客空间的创立原则，并构建了创客空间教育生态系统的结构模型。文章以Y大学创客空间为例，从发展定位、建设途径、运行模式等角度对其建设经验进行分析研究，以期为我国高校创客空间的建立提供理论参照和实践指导。

关键词：创客空间；发明创造；教育生态系统

引言

2015年1月，李克强总理考察深圳柴火创客空间时提出“要构建面向人人的‘众创空间’，激发亿万群众的创造活力”［1］。同年3月11日，国务院又发布了《国务院办公厅关于发展众创空间推进大众创新创业的指导意见》，提出加快构建众创空间、降低创新创业门槛、鼓励科技人员和大学生创业、支持创新创业公共服务、加强财政资金引导、完善创业投融资机制、丰富创新创业活动、营造创新创业文化氛围等八项重点任务［2］。中国政府发展众创空间与推进大众创新创业系列政策的出台，折射出全球创客运动在中国的蓬勃发展。现代大学的基本功能是人才培养、科学研究、社会服务和文化传承，而传承世界创客文化、建立大学创客空间和培养创新创业人才是现代大学的时代责任和现实使命。美国新媒体联盟2015年《地平线报告（高等教育版）》指出，创客空间是高等教育未来2～3年采用的技术［3］。江西省Y大学创客空间始建于2009年10月，是国内高校较早建立的创客空间之一。

一　创客与创客空间

“创客”一词源于英文单词 Maker，意指创造产品的人。本研究认为，创客既是利用互联网、数字化产品开发技术、数字化及传统制造设备、增材制造技术（如3D打印技术）、开源软硬件以及其它新兴科技设备与资源，把创意变成现实产品的人；也是热衷于开拓创新、造物实践、协作分享的个人设计制造群体。

创客空间是创客开展创客实践活动的主要场所。创客空间是指能让创客积极、主动、有效地在“知识建构、选题调研、创意构思、设计优化、原型制作、成果分享、众筹融资、生产上市”的产品研发到运行的全生命周期中，持续进行创新、实践、共享、协作和交流的开放性学习空间。创客空间是一种线上虚拟空间与线下实体空间相结合的个人——集体协作学习空间：线下实体空间负责为创客提供开展各项实践活动的场所和环境；线上虚拟空间则负责创客资源的开发与共享、创客空间的运行与管理、创客项目的监控与评价、创客成果的分享与交流等。创客空间的功能定位是工作空间、网络空间、社交空间和资源共享空间。

二　创客空间教育生态系统的进化历程

教育生态学主要是指依据生态学的原则，研究教育与其周围环境之间的相互作用和机理。从教育生态学的角度看，现代教育是一个由多种要素构成的具有整体综合效应的生态系统；而教育生态从本体上看，是教育系统内部要素之间的交互作用及其与外部环境之间的物质、能量和信息的交换关系［4］。从工程哲学与教育生态学的双重视角，重新审视创客空间与教育生态系统的结构关系，可知创客空间正历经工程范式、设计范式和创造范式的教育系统生态进化。

1 基于回归工程的教育生态系统进化：工程范式

创客空间在一定程度上是新工业革命背景下工程教育向工程本质回归的新产物。英国经济学家保罗•麦基里认为，第三次工业革命的核心是数字化革命，标志是3D打印技术，关注点是数字化制造和新能源、新材料的应用［5］。2012年，美国《连线》杂志主编克里斯·安德森在他的专著《创客：新工业革命》（Makers： The New Industrial Revolution）中，以独特的观点解读了新工业革命，引入“创客运动”一词，并指出了“创客运动”的三大变革力量：基于数字化设计技术进行新产品的创新设计；基于互联网进行新产品的资源共享与协同设计与制造；基于数字化制造技术进行新产品的个性化制造［6］。

朱高峰［7］认为，工程是人类综合应用科学理论和技术手段，改造世界、创造财富的实践活动。王沛民等［8］认为，虽然随着工程范围的不断扩大以及工程手段的日益丰富和更新，工程定义在不断演进，但其强烈的实践性、综合性和创造性始终未变。为了人类生活得更好，创造、发明、设计和建造仍是现代工程的基本含义。创客通过在创客空间中开展具有实践性、综合性和创造性的创造、发明、设计和建造活动，以达到改造世界、创造财富的目的。创客空间教育生态系统的“回归工程”，既取决于工程教育的实践性属性，也由创客造物致新的本质特性所决定。

2 基于设计导向的教育生态系统进化：设计范式

创客实践是一种工程实践活动，由于工程是人造物的实践活动，而工程实践的本质在于设计，因此，设计也是创客实践的本质所在。美国技术哲学家卡尔·米切姆［9］指出，有关人造物的设计构成了工程的本质，因为只有设计才能建立、规划独特的工程架构，设计将整个工程活动联结成了一个整体。基于此，可以说设计不仅建立了创客实践活动的架构，而且将创客实践活动联结成了一个有机的整体；设计成为创客空间生态主体、生态客体与生态环境的纽带并将三者联结起来，实现了生态要素间的知识流动、资源循环与信息传递。设计不仅是创客实践的过程，而且是创客个体反思的过程，科学、技术与工程三者相互融合的过程，创客与社会互动的过程，创客创造性思维与人格成长的过程。

3 基于造物致新的教育生态系统进化：创造范式

创造的过程本质上是工程实现的过程，也是设计的过程，亦是造物的过程。新工业革命为创客空间教育生态系统进化提供了外因条件，并推动着创客空间教育生态系统从工程范式、设计范式向创造范式进化。新工业革命背景下的创客运动赋予了创客空间新的内涵和外延，使创客空间的工程本质不再限于工程实践，还扩展到以数字化产品开发技术、互联网技术交互融合为特征的产品、生产过程和系统的创造。数字化设计制造软件、增材制造设备如3D打印机、开源软硬件开发平台为创客进行产品创造提供了高效而卓越的创新利器，互联网社区则为创客提供了碰撞创意思想、交流设计理念、远程专家答疑、分享创造成果、协调创新研发、订购标准零件、定制非标零件、募集众筹资金和实现产品小批量生产的网络平台。通过造物致新的创客空间教育生态系统进化历程，学生创客的学习过程与创造过程得以真正融合，学生创客的教育主体性地位也被强化，他们成为“基于创客项目的学习”的主人，可以结合自己的兴趣、爱好和个性，进行自主学习、探究、协作与创造。

基于上述关于创客空间教育生态系统进化历程的剖析，本研究提出了创客空间创立的基本原则：以创客素质培养为目标，以基于创客项目的学习为载体，注重回归工程本质、创新设计导向和三创（创意、创新和创业）融合。

三　创客空间教育生态系统的结构模型

创客空间的建立、运行和发展呈现生态属性。以生态主体、生态客体和生态环境为核心要素创立创客空间教育生态系统，能为工程教育改革提供全新的思维和独特的视角。创客空间教育生态系统结构就是生态主体、生态客体与生态环境等各子系统物质、能量、信息的交流、激荡与传递，它们之间存在着一种相互依存、相互促进、相互制约、相互适应的关系。

1 创客空间教育生态主体的分析

创客空间的生态主体成分具有多样性，教育管理创客、教育创客、学生创客等在创客空间教育生态系统中具有不同的生态主体性。其中，教育管理创客既是学校创客运动的倡导者，也是推动创客空间发展的服务者和创新管理思维模式的实践者；教育创客不仅是学生创客导师，而且是创客精神的传播者、共享资源的整合者、创客项目的设计者、创客组织的管理者、创客实践的调控者、创造质量的提升者和创客教育的研究者；学生创客则是创客运动的实践者、创客教育目标的体现者、创客学习的探究者、创造实践的体验者、创客产品的创造者和创造活动的反思者。不同的生态主体都在创客运动中传承创客文化、继承创客基因、弘扬创客精神并积极主动地开展形式多样的创客实践活动。

2 创客空间教育生态客体的分析

创客空间生态活动所指向的对象是创造性成果，因此，创造性成果作为创客空间教育生态客体而存在，由教育管理创客的创造性成果、教育创客的创造性成果、学生创客的创造性成果组成。其中，教育管理创客创造性成果的主要形式是教育管理创新的体制和机制，而创客空间建立、组织和实施的运行模式是教育创客创造性成果的主要形式，产品、生产过程和系统的创造则是学生创客创造性成果的主要形式。

3 创客空间教育生态环境的分析

生态环境与生态主客体之间相互作用、相互影响，存在着内在的联系。创客空间教育生态环境就是在创客运动背景下，对创客空间教育生态系统发展产生制约、调控作用的多维空间和多元环境的集合体，它由外部环境与内部环境组成。其中，内部环境指产品从研发到运行的全生命周期（产品的全生命周期是指从研发到运行的全过程）。外部环境主要包括政治环境、经济环境、科技环境、法制环境和文化环境；以制造业数字化为核心特征的新工业革命，以及我国创新型国家建设中的创新驱动发展战略、工业化和信息化两化融合的战略、“大众创业，万众创新”战略的实施，共同构成了创客教育的基本外部环境。

4 创客空间教育生态系统的结构关系

创客空间教育生态系统的结构关系不仅外在表现为生态主体、生态客体与生态环境的时空布局和联系，而且在深层次上通过三者间的物质流动、能量循环、信息传递顺序关系得以体现，反映了创客空间教育生态系统的内在逻辑［10］。创客教育则促使创客空间教育生态系统中生态主体、生态客体与生态环境三者间的物质流动、能量循环、信息传递得以达成，并实现了创客空间教育生态系统中生态主体、生态客体与生态环境三者的有机联结和统一。

5 创客空间教育生态系统结构模型的构建

上述相关创客空间教育生态系统结构关系的分析，厘清了创客空间教育生态系统的组成要素与结构关系，基于此，本研究构建了创客空间教育生态系统的结构模型，如图1所示。

图1　创客空间教育生态系统的结构模型

四　Y大学创客空间的建设经验探析

1 Y大学创客空间概述

Y大学创客空间的前身为2009年设立的“三维数字化创新设计工作室”和2012年设立的“数字化产品开发工程坊”，占地面积260余平方米；2012年9月正式挂牌成立，由教育创客C老师担任导师，管理创客空间并指导学生创客开展科技创新实践活动。自成立以来，Y大学创客空间的发展与运行良好，其功能定位与设备资源如表1所示。

Y大学创客空间的基本定位是为工科大学生创客提供一个开放式的“数字化产品研发工程坊”，使学生创客能够根据自己的兴趣、爱好和个性，在工程问题与工程项目的驱动下，基于数字化产品开发新技术，开展自主选题、调研、构思、设计、制作的科技创新实践活动。

自2012年成立以来，Y大学创客空间的学生创客积极开展了创意、创新和创业实践活动。参与创客项目的学生创客76人次，投入研发经费约12万元，开展机电一体化产品、3D打印产品和创意产品等创客研发项目近30项。学生创客研制产品20多款，其中申请发明专利和实用新型专利18项，且目前已获授权6项；参加国内多项创新设计学科竞赛，并获奖50余项。

2 Y大学创客空间的建设途径

（1）面向产品数字化开发全生命周期，配置数字化设计与制造设备资源

数字化产品开发技术既是面向产品开发全生命周期的一项多学科的综合技术，也是基于计算机软硬件环境下将数字化设计、数字化制造、数字化管理技术广泛地应用于产品开发全生命周期中的一项实用新技术，故是创客运动的核心技术［11］。Y大学创客空间为创客项目的有效实施提供了极为重要的数字化设计与制造设备资源，该资源可以支持创客个人或创客项目团队进行产品数字化开发的全生命周期。同时，工程坊的公共图书馆针对创客项目对创客自身知识结构的特殊需求，先后购置数千册实用的科技图书，供学生创客根据自主学习所需借阅学习，弥补了学校图书馆相对缺乏创客图书资源的不足。

表1　Y大学创客空间的数字化产品研发工程坊

（2）构建数字产品开发技术课程群，形成学生创客的跨学科知识结构

课程群是为完善同一施教对象的认知结构，而将专业培养方案中若干门在知识、方法、问题等方面有逻辑联系的课程加以整合而成的课程体系［12］。Y大学创客空间按现代工业产品的全生命周期，通过对数字产品开发技术相关课程的知识体系与能力培养模式进行有机整合，根据新产品开发工程师的认知水平和能力发展规律，系统构建了数字产品开发技术课程群——创客课程。该课程由“数字化技术基础”、“数字化设计课程”、“数字化制造课程”及“工程控制课程”等四部分组成。通过对创客课程的系统学习，学生创客可以在大学四年循序渐进、有条不紊地按照“二维CAD技术→三维CAD技术→CAM/RE/RP技术→CAE技术”四个阶段逐步学习数字产品开发技术，从而形成跨学科的知识结构。

（3）搭建创客教育实践平台，开展自主创新实践活动

以数字化设计与制造设备资源为支撑，以数字产品开发技术课程群为载体，基于Y大学创客空间搭建的创客教育实践平台，Y大学开展了自主创新实践活动。Y大学创客空间不仅是创客课程的教学平台，而且是学生创客课内外开展自主科技创新活动的实践平台。具体来说，Y大学创客空间主要在第一课堂开设工程创新实训课程，在第二课堂开展产品创新研发实践活动，从而满足学生创客课程学习、工程创新实训与产品创新研发实践的多重需要。

3 Y大学创客空间的运行模式

（1）基于创客项目的创客学习模式

Y大学创客空间采用基于创客项目的创客学习模式。该模式既是一种符合工程能力培养规律和综合素质形成逻辑的教学组织形式，也是一种以来自实践的工程实际问题为起点，以工程问题的分析和解决为主要过程，以培养学生创客的工程问题意识、分析与解决工程问题能力、创造性思维能力及创造性人格为目的的教学模式。基于创客项目从研发到运行的全生命周期，学生创客在主动学习、探究、设计、协作和分享中创造产品，最终达到自主、探究、创造和合作性学习的有机统一。

（2）基于创客项目的过程管理模式

Y大学创客空间采用基于创客项目的过程管理模式组织创客项目的实施，并以创客项目为主线，将该模式有衔接地完整贯穿于整个本科教学阶段，使学生创客得到系统性和创造性的工程训练。通过创客项目设计将整个课程体系有机地、系统地结合起来，可以让学生体验产品创新研发的整个实现过程。

（3）基于创客项目的开放性运行模式

Y大学创客空间采用开放性运行模式，以保证创客项目、时间、空间、对象、环境等全方位地面向全体学生创客开放。该模式的采用，有利于为学生创客营造一种自由、开放、创新的实践环境，促使学生创客主动学习并主动参与工程实践。结合学校创客空间的实际情况，Y大学制定了“大学生创客项目管理办法”、“大学生创客项目过程管理实施细则”和“工程坊学生自主实践管理办法”等系列制度，为创客项目规范、有序的实施提供了制度保障。

五 总结及展望

Y大学创客空间已经开展了卓有成效的创客教育实践活动，培养了一大批优秀的学生创客，多位主持创客项目的学生创客在毕业实习期间就担任了高科技企业新产品研发项目的负责人，为企业创造了多款新产品。可以说，Y大学创客空间已经成为大学生发明创造的梦工厂——2013年仅开展3个创客项目，研制了2款新产品；2014年开展了5个创客项目，研制了5款新产品；2015年继续增加，开展了13个创客项目，研制了8款新产品。如今，越来越多的学生创客主动走进创客空间，充分利用课内外及寒暑假时间自主开展创客项目。

2010年6月，教育部启动重大改革项目“卓越工程师教育培养计划”，其实施要点包括：行业企业深度参与培养过程、学校按通用标准和行业标准培养工程人才、强化培养学生的工程能力和创新能力。大学创客空间的创立理念与“卓越工程师教育培养计划”的实施策略高度契合，且两者互为支持：大学创客空间为“卓越工程师教育培养计划”中创意、创新、创业型工程师的培养提供了新思维和新模式，“卓越工程师教育培养计划”则为大学创客空间的建设提供了政策支持。大学创客空间实现了高等工程教育“知、行、思、创”的统一，体现了高等工程教育的根本价值：以学生创客的创造性培养和发展为本，使学生创客在创客项目实践中学会认知、学会做事、学会合作、学会生存，最终学会创造。

参考文献

［1］高博.总理提出构建面向人人的“众创空间”［N］.科技日报，2015-1-30（1）.

［2］国务院.国务院办公厅关于发展众创空间推进大众创新创业的指导意见［OL］.＜http：//www.gov.cn/zhengce/content/2015-03/11/content_9519.htm＞

［3］（美）NMC地平线项目.新媒体联盟2015地平线报告高等教育版［J］.现代远程教育研究，2015，（2）：3-22.

［4］李守可.教育生态学视野下高等教育生态系统运行机制探析［J］.中国成人教育，2014，（18）：18-21.

［5］汪瑞林.教育如何应对第三次工业革命——访全国人大代表、湖北省人大常委会副主任周洪宇［N］.中国教育报，2013-3-7（3）.

［6］（美）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，2012：21-37.

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［8］王沛民，顾建民，刘伟明.工程教育基础——工程教育理念与实践的研究［M］.北京：高等教育出版社，2015：14-23.

［9］Mitcham C. Thinking through technology： The path between engineering and philosophy［M］. Chicago： The University of Chicago Press， 1994：216.

［10］任凯，白燕.教育生态学［M］.沈阳：辽宁教育出版社，1990：40

［11］苏春.数字化设计与制造（第2版）［M］.北京：机械工业出版社，2010：1-6.

［12］李慧仙.论高校课程群建设［J］.江苏高教，2006，（6）：73-75.

编辑：小米

Maker Space： Dream Factory for College Students’ Invention and Creation——A Case Study on the Y University’s Maker Space

CHEN Peng

（Physical Science and Technology College， Yichun University， Yichun， Jiangxi， China 336000）

Abstract：The maker space is the dream factory of university students’ invention and creation. Based on the analysis and summary of the construction measures and operating experience of Y University’s maker space， this study analyzed the evolution process of maker space education ecosystem， put forward the creation principle of creating maker space，and constructed the structure model of maker space education ecosystem from three aspects of engineering， design，create paradigm. The construction experience of Y University’s maker space was analyzed and studied from the perspectives of development orientation， construction approach， operation mode and so on， which provided theoretical reference and practical guidance for the establishment of maker space in our domestic university.

Keywords：maker space； invention-creation； education ecosystem

【中图分类号】G40-057

【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097（2016）05—0108—07 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2016.05.017

*基金项目：本文为江西省高等学校教学改革研究课题“基于工程意识与创新能力培养的机械CAD/CAM学习领域课程开发研究”（项目编号：JXJG-12-14-13）、江西省教育规划重点课题“中美机械工程教育课程体系比较研究”（项目编号：12ZD026）的阶段性研究成果，并受江西省2013年度普通本科高等学校卓越工程师教育培养计划试点项目“宜春学院机械制造及其自动化本科专业卓越工程师教育培养计划试点”（项目编号：赣教高函〔2013〕78号）资助。

作者简介：陈鹏，副教授，硕士，研究方向为创客教育、3D打印技术、产品创新设计，邮箱为673436756@qq.com。

收稿日期：2015年8月27日