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(qiáng)，李　菲，卓澤林

（1.溫州大學(xué)創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)學(xué)院，浙江溫州325035；2.溫州大學(xué)馬克思主義學(xué)院，浙江溫州325035；3.華東師范大學(xué)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(qiáng)1，李菲2，卓澤林3

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

摘要：隨著創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)的興起，以創(chuàng)造、實(shí)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(shí)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(shè)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(xué)生對知識(shí)的實(shí)踐性理解與創(chuàng)造，培養(yǎng)大學(xué)生跨學(xué)科運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新的能力。美國高校創(chuàng)客教育以3D打印技術(shù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)浪潮為擴(kuò)散手段，充分利用創(chuàng)客空間、創(chuàng)客嘉年華等形式，構(gòu)成了實(shí)體性的實(shí)踐學(xué)習(xí)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(lǐng)導(dǎo)層、教師、企業(yè)界等不同利益相關(guān)者群體增強(qiáng)對創(chuàng)客文化的了解與認(rèn)同。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育；STEM教育；融合

一、創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)的興起與創(chuàng)客教育的核心理念

1.創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)興起的社會(huì)基礎(chǔ)

隨著移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代的到來以及3D打印技術(shù)、開源硬件平臺(tái)的迅速發(fā)展，創(chuàng)客群體與日益流行的“創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)”（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。“創(chuàng)客”一詞源自英文單詞“Maker”，原意是指“創(chuàng)造者”。現(xiàn)在，創(chuàng)客被廣泛指代那些能夠利用3D打印技術(shù)和開源硬件平臺(tái)，迅速地通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和創(chuàng)造，將自己層出不窮的創(chuàng)意和想法轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)、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(rèn)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(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意的他們，將是未來新一代的科學(xué)家、工程師、發(fā)明家。”［2］創(chuàng)客將技術(shù)視為實(shí)現(xiàn)自己個(gè)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(gòu)成以及事物運(yùn)行的內(nèi)在機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上探討如何改進(jìn)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(xué)與技術(shù)政策辦公室副主任托馬斯·凱利認(rèn)為，創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)“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(jìn)、進(jìn)行問題解決、探索和分享內(nèi)在榮譽(yù)的人”［3］。

隨著創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)的興起，個(gè)體逐漸從工業(yè)時(shí)代標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的“消費(fèi)者”轉(zhuǎn)變?yōu)榛谧陨韯?chuàng)造力、知識(shí)和技能的產(chǎn)品“創(chuàng)造者”。自工業(yè)革命以降，人類社會(huì)就被分為生產(chǎn)者與消費(fèi)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(guān)系。在消費(fèi)主義盛行的時(shí)代里，“用戶體驗(yàn)”、“標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)”、“流程控制”等概念成了構(gòu)建工業(yè)文明中人與人之間關(guān)系格局的基本范疇。伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)所體現(xiàn)的自由、開放、民主、草根傳播的文化特征，幫助個(gè)體在解決問題的過程中不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，并通過創(chuàng)造性的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行新知識(shí)的擴(kuò)散傳播。從這個(gè)意義上來講，創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)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(tái)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(dòng)他們創(chuàng)造新事物的內(nèi)驅(qū)力，特別是通過原型設(shè)計(jì)和在線分享等交互體驗(yàn)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(shí)踐動(dòng)手為主的活動(dòng)，但支撐傳統(tǒng)手工業(yè)者實(shí)踐活動(dòng)的源動(dòng)力來自于滿足自身生存需要的經(jīng)濟(jì)利益，而支撐創(chuàng)客實(shí)踐的源動(dòng)力則來自于物質(zhì)產(chǎn)品極大豐富和社會(huì)經(jīng)濟(jì)達(dá)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(lì)而進(jìn)行實(shí)踐，而是在興趣驅(qū)動(dòng)之下進(jìn)行個(gè)人創(chuàng)造——即使創(chuàng)造的產(chǎn)品沒有所謂的“商業(yè)價(jià)值”，也無法消減他們進(jìn)行創(chuàng)造的內(nèi)在動(dòng)力。

2.創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)的技術(shù)基礎(chǔ)

自2000年以來，3D打印技術(shù)的日趨成熟與大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用降低了人們使用新技術(shù)進(jìn)行原型產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作的門檻，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及使人們的在線實(shí)時(shí)交流變得更加頻繁和有效。更重要的是，上述技術(shù)進(jìn)步不是來自于工業(yè)界，而是來自于學(xué)術(shù)研究者和狂熱興趣者（極客）的活動(dòng)。他們的首要目標(biāo)是利用這些技術(shù)制作出各種新穎的成型產(chǎn)品，基于開源平臺(tái)的自主設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，隨后在以互聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái)的社群之中進(jìn)行廣泛擴(kuò)散。正如媒體所描述的那樣，創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)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(gè)項(xiàng)目來展示自己如何與周圍世界互動(dòng)的”。［4］創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)遵循著三大原則：第一，人們使用桌面工具設(shè)計(jì)新的產(chǎn)品；第二，人們通過互聯(lián)網(wǎng)在創(chuàng)客社群中進(jìn)行合作，免費(fèi)分享這些設(shè)計(jì)；第三，人們使用標(biāo)準(zhǔn)化文檔設(shè)計(jì)，個(gè)體得以將自己的設(shè)計(jì)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(jìn)了創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)朝著更為廣闊的空間發(fā)展。由個(gè)體組成的在線社群則通過免費(fèi)交換信息和協(xié)作進(jìn)行創(chuàng)造活動(dòng)。開源硬件平臺(tái)體現(xiàn)了開放設(shè)計(jì)的理念——人工制品的核心組成部分及其設(shè)計(jì)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(huì)地位和經(jīng)濟(jì)水平如何。迭代設(shè)計(jì)的理念則構(gòu)建了漸進(jìn)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(shí)組織中才能進(jìn)行的創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為開放式的、民主化的參與過程。

3.創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前全球已有超過1400個(gè)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(dòng)，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(rèn)為，創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)的流行將對社會(huì)產(chǎn)生一種類似于火箭發(fā)射的推動(dòng)力，使人類社會(huì)中最有創(chuàng)造力的、對技術(shù)有著狂熱興趣的人實(shí)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(rèn)為，創(chuàng)客不僅具備接受技術(shù)挑戰(zhàn)和將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的能力，更重要的是要擁有一種首創(chuàng)精神、實(shí)踐精神以及與他者分享和交流的價(jià)值觀。［6］互聯(lián)網(wǎng)時(shí)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(shí)時(shí)的分享與交流，也激勵(lì)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(dá)國家正在出現(xiàn)眾多的創(chuàng)客空間——一個(gè)具有加工車間和工作室功能的、注重開放與共享的實(shí)驗(yàn)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(shù)、知識(shí)，并通過協(xié)作和基于項(xiàng)目的實(shí)踐來實(shí)現(xiàn)各種天馬行空的創(chuàng)意。通過實(shí)踐革新技術(shù)、發(fā)展新的生產(chǎn)工具是人類文明不斷進(jìn)步的源動(dòng)力。而進(jìn)行創(chuàng)造的沖動(dòng)則是這一源動(dòng)力最核心的那個(gè)“原點(diǎn)”——以這一原點(diǎn)為核心所產(chǎn)生的各種思想與知識(shí)“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(yùn)動(dòng)在大學(xué)中的迅速興起并不意味著它僅僅滿足了大學(xué)中某一部分學(xué)生群體的需要。恰恰相反，創(chuàng)客教育為全體學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)自我發(fā)展的契機(jī)，特別是創(chuàng)客教育中對技術(shù)、設(shè)計(jì)和創(chuàng)意的追求，使其成為推進(jìn)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)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(jìn)行了融合。在創(chuàng)客教育的過程中，藝術(shù)的設(shè)計(jì)與創(chuàng)造的產(chǎn)生同等重要。創(chuàng)客教育不僅鼓勵(lì)學(xué)生有創(chuàng)造性思維、批判性思維和實(shí)踐精神，也非常重視對學(xué)生審美觀念的塑造。只有將二者結(jié)合起來才能夠有效激發(fā)學(xué)生對STEM課程的關(guān)注，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)上述課程的積極性。2010年總統(tǒng)科學(xué)與技術(shù)咨詢委員會(huì)的一份報(bào)告就認(rèn)為，“（STEM教育）的關(guān)鍵并不是美國大學(xué)生缺乏對知識(shí)的精通與熟練，而是缺乏對STEM領(lǐng)域的興趣。未來的經(jīng)濟(jì)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(yùn)動(dòng)展示了如何激發(fā)創(chuàng)新的激情和個(gè)人的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。”［7］這一觀點(diǎn)也得到了相關(guān)研究的證實(shí)。創(chuàng)客教育可以明顯地提升學(xué)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(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)體驗(yàn)，并最終激勵(lì)學(xué)生愿意去學(xué)習(xí)STEM課程中更有難度和挑戰(zhàn)性的知識(shí)內(nèi)容。保爾·巴金斯在2012年的一份研究報(bào)告中指出，“受到創(chuàng)客教育影響的學(xué)生群體中，有34%的學(xué)生科學(xué)課程的平均成績接近于大學(xué)科學(xué)或工程學(xué)院一年級學(xué)生的水準(zhǔn)；而其他沒有參與創(chuàng)客教育的學(xué)生群體中，只有19%的學(xué)生能夠達(dá)到這一水準(zhǔn)。”［2］

隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，或者更準(zhǔn)確地說，在一個(gè)以知識(shí)密集型服務(wù)業(yè)為支柱、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新與創(chuàng)造的時(shí)代，社會(huì)發(fā)展所需要的勞動(dòng)力不僅要具備靜態(tài)的知識(shí)存量，更重要的是具備“學(xué)會(huì)做事”的知識(shí)增量。以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、3D打印技術(shù)以及開源硬件平臺(tái)等為基礎(chǔ)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(xué)的STEM教育成為可能，這也有力地推動(dòng)了大學(xué)教育的變革。創(chuàng)客教育意味著大學(xué)所培養(yǎng)的學(xué)生一定是愛玩的學(xué)生——基于自己的興趣與天賦潛能，他們可以玩轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)、玩轉(zhuǎn)創(chuàng)意、玩轉(zhuǎn)生產(chǎn)、玩轉(zhuǎn)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(shí)背景和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的個(gè)體可以共同學(xué)習(xí)和協(xié)作，伴隨著簡單的規(guī)則，生成復(fù)雜的內(nèi)容，創(chuàng)生新的知識(shí)。

二、創(chuàng)客教育+STEM教育：美國的發(fā)展戰(zhàn)略與實(shí)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(qiáng)調(diào)通過跨學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)大學(xué)生的多學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)與開放的知識(shí)視野、基于創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)合作的實(shí)踐能力、基于信息資源檢索與分析的數(shù)據(jù)整合應(yīng)用能力等未來新經(jīng)濟(jì)形態(tài)下大學(xué)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(xué)與技術(shù)委員會(huì)向國會(huì)提交了《聯(lián)邦政府關(guān)于科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)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(biāo)、實(shí)施路徑、評估方式等做出了中期規(guī)劃，旨在加強(qiáng)美國STEM領(lǐng)域的人才培養(yǎng)與儲(chǔ)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(shí)奧巴馬早在第一個(gè)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(xùn)，在2010年和2012年分別舉辦了白宮科學(xué)節(jié)，利用總統(tǒng)的個(gè)人影響力號召20萬名科學(xué)家和工程師為地方和相關(guān)部門開展STEM教育提供幫助。［8］

2012年1月，美國商務(wù)部發(fā)布了《美國競爭力與創(chuàng)新力報(bào)告》。這份報(bào)告認(rèn)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(wù)、新流程、新制度與組織形態(tài)的變革，更重要的是強(qiáng)調(diào)個(gè)性化定制產(chǎn)品與服務(wù)、為客戶創(chuàng)造價(jià)值、開放的創(chuàng)新鏈等新經(jīng)濟(jì)模式。為了實(shí)現(xiàn)這一創(chuàng)新戰(zhàn)略，STEM教育當(dāng)仁不讓地成為推動(dòng)美國高等教育領(lǐng)域中創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要領(lǐng)域。STEM教育涵蓋了科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等跨學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，畢業(yè)生則覆蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、工程技術(shù)、智能制造、新能源技術(shù)、生命科學(xué)等多個(gè)知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)部門。以美國過去十年來STEM領(lǐng)域就業(yè)量的增加作為指標(biāo)，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(lǐng)域的年均職位增長率達(dá)到了7.9%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他領(lǐng)域的職位增長率（2.6%）。2010年，美國共有760萬STEM領(lǐng)域的從業(yè)人員，占全社會(huì)勞動(dòng)力總數(shù)的12%；其中，計(jì)算機(jī)科學(xué)與數(shù)學(xué)領(lǐng)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(xué)領(lǐng)域的從業(yè)人員占比32%，物理和生命科學(xué)領(lǐng)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(shù)為支撐的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，美國對STEM領(lǐng)域的人才需求顯得更為迫切，與此相對應(yīng)的則是高校培養(yǎng)的該領(lǐng)域畢業(yè)生無法滿足勞動(dòng)力市場的需要。

創(chuàng)客教育內(nèi)在的跨學(xué)科、實(shí)踐導(dǎo)向、極客等特質(zhì)使其廣受世界各國大學(xué)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(qiáng)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(xué)生接受STEM教育。因此，美國政府早在2012年就開始啟動(dòng)“創(chuàng)客教育計(jì)劃”（Maker Education Initiative，MEI），由創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)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(fù)責(zé)人。該計(jì)劃目前正在對傳統(tǒng)的學(xué)校STEM教育進(jìn)行設(shè)計(jì)與改造，大力推動(dòng)創(chuàng)客空間建設(shè)與各種類型創(chuàng)客項(xiàng)目的開發(fā)，最終推進(jìn)美國高校創(chuàng)客教育的繁榮。創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)的盛行及其迅速融入學(xué)校教育的趨勢點(diǎn)燃了美國學(xué)生的想象力，培養(yǎng)了他們面對未來“工業(yè)4.0”時(shí)代所需要的技能和創(chuàng)造力。創(chuàng)客教育所營造的團(tuán)隊(duì)協(xié)作與動(dòng)手實(shí)踐過程不僅提升了學(xué)生的創(chuàng)造力、問題解決能力、溝通協(xié)作能力和自我表達(dá)能力，也有力地支撐了高等教育階段STEM教育的實(shí)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(shù)教育變革挑戰(zhàn)”（Career and Technical Education Makeover Challenge）項(xiàng)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(dǎo)、技術(shù)保障、信息合作網(wǎng)絡(luò)等方面的支持。

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

通過移動(dòng)設(shè)備的教學(xué)、混合學(xué)習(xí)和虛擬視覺影像技術(shù)的應(yīng)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(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四大學(xué)科，同時(shí)也包含了在真實(shí)世界中如何使用這些學(xué)科知識(shí)解決問題的能力。根據(jù)相關(guān)報(bào)告，到2018年將有十二大技術(shù)影響STEM教育，其中具備直接影響能力的3D打印、數(shù)學(xué)建模、游戲化教學(xué)、可穿戴設(shè)備等十二項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用將會(huì)促成STEM教育的變革。［10］在上述變革中形成的浸入式學(xué)習(xí)環(huán)境，將為學(xué)生提供更具個(gè)性和創(chuàng)造力的學(xué)習(xí)方式，從而使學(xué)生在實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)合作中提升技能，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，豐富學(xué)習(xí)的情境。

創(chuàng)客可以激發(fā)大學(xué)生在STEM教育中的積極性和創(chuàng)造性，在工業(yè)設(shè)計(jì)、智能制造、創(chuàng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域中培養(yǎng)大學(xué)生的能力。創(chuàng)客所具有的實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)合作特征也有助于增強(qiáng)大學(xué)生在真實(shí)社會(huì)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(xué)生認(rèn)為他們在創(chuàng)客活動(dòng)中所取得的進(jìn)步要大于其他學(xué)術(shù)課程。目前，美國聯(lián)邦教育部推行的“21世紀(jì)社區(qū)學(xué)習(xí)中心”（21st century community learning centers）正計(jì)劃在加利福尼亞、佛羅里達(dá)、紐約、賓夕法尼亞和德克薩斯等多個(gè)州的大學(xué)中發(fā)展創(chuàng)客中心，促進(jìn)創(chuàng)客教育的繁榮。美國的“創(chuàng)客教育計(jì)劃”也正在為24個(gè)州的超過14萬名大學(xué)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(dòng)形式來推廣創(chuàng)客理念在全社會(huì)的影響力，激發(fā)更多的社會(huì)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(jié)合方面，美國政府更是出臺(tái)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(lǐng)域中的進(jìn)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(xué)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(yùn)動(dòng)則為STEM教育提供了超過10億美元的經(jīng)費(fèi)支持。其中包括：募集1.5億美元慈善經(jīng)費(fèi)，專門用于為大學(xué)中表現(xiàn)優(yōu)異的創(chuàng)客提供經(jīng)費(fèi)，為其成長過程提供足夠的資金保障，使其成為未來的科學(xué)領(lǐng)袖；設(shè)立額度達(dá)9000萬美元的“讓每個(gè)人充滿夢想”（let everyone dream）基金，擴(kuò)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(shè)立了獎(jiǎng)?lì)~高達(dá)2500萬美元的創(chuàng)客競賽，鼓勵(lì)大學(xué)生在學(xué)習(xí)STEM的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)客方面的探索，培養(yǎng)其科學(xué)與技術(shù)素養(yǎng)；在超過120所大學(xué)和學(xué)院培訓(xùn)兩萬名熟悉STEM與創(chuàng)客的專業(yè)教師，以加強(qiáng)該領(lǐng)域的師資建設(shè)。［12］

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

創(chuàng)造性和學(xué)科整合性是STEM教育的核心價(jià)值。然而，大學(xué)現(xiàn)有的教育理念及其制度設(shè)計(jì)卻并不鼓勵(lì)以開放為導(dǎo)向、以實(shí)踐創(chuàng)造為基礎(chǔ)的教育。在大學(xué)已有的STEM課程中，大學(xué)的制造與建模空間更像是典型的“機(jī)器商店”，在這里學(xué)生放棄了實(shí)際的建模活動(dòng)來訓(xùn)練專業(yè)性，或者僅僅是作為高度訓(xùn)練學(xué)生的學(xué)術(shù)入口。為了改變這一狀況，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐過程中的創(chuàng)造力，佐治亞大學(xué)技術(shù)研究所建造了3000平方米的發(fā)明工作室，免費(fèi)為大學(xué)生提供開展各種創(chuàng)客活動(dòng)的場所，將STEM教育中的核心知識(shí)內(nèi)容與實(shí)踐性、開放性、團(tuán)隊(duì)合作、強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)和原創(chuàng)性的創(chuàng)客相結(jié)合。雖然最開始是為了一門設(shè)計(jì)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過最初的預(yù)期。每個(gè)月都會(huì)有超過1000名大學(xué)生在這里進(jìn)行創(chuàng)客活動(dòng)，并與工程領(lǐng)域相關(guān)的導(dǎo)師建立合作關(guān)系。

近年來，在創(chuàng)客文化的影響下，許多大學(xué)開始創(chuàng)設(shè)獨(dú)立運(yùn)營的創(chuàng)客空間。波士頓大學(xué)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)2010年建立了美國較早的、由大學(xué)生設(shè)計(jì)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(lì)大學(xué)生自主探索和創(chuàng)新，完成創(chuàng)客空間的所有活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科的互動(dòng)與經(jīng)驗(yàn)分享。賓夕法尼亞州立大學(xué)、華盛頓大學(xué)和北卡羅來納大學(xué)也通過創(chuàng)客空間的發(fā)展來促進(jìn)和激勵(lì)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(gè)參與者都必須是有天賦的、有創(chuàng)造力的、熱愛工程領(lǐng)域和設(shè)計(jì)領(lǐng)域的大學(xué)生；第二，學(xué)生強(qiáng)烈要求更豐富的、實(shí)踐導(dǎo)向的課程，以便將理論知識(shí)打通，使他們能更有效地將結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系與非線性的創(chuàng)造過程相結(jié)合；第三，創(chuàng)客空間的一切活動(dòng)最終指向?qū)⒆约旱膭?chuàng)造活動(dòng)與真實(shí)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(xué)的STEM教育：以卡內(nèi)基梅隆大學(xué)為例

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)（以下簡稱CMU）校長Suresh認(rèn)為，CMU之所以能夠發(fā)展成為世界頂尖的研究型大學(xué)，就是源于對創(chuàng)新的追逐以及設(shè)計(jì)與創(chuàng)意的結(jié)合。早在20世紀(jì)90年代，CMU的機(jī)器人研究所就已經(jīng)開始進(jìn)行該領(lǐng)域的探索，隨后又展開了3D打印技術(shù)的研究。CMU也是世界上第一個(gè)為本科生提供創(chuàng)客教育的大學(xué)。近年來，CMU為本科生提供了大量的設(shè)備和資源支持，建設(shè)了分層次和完善的創(chuàng)客教育資源基礎(chǔ)設(shè)施，為大學(xué)生的創(chuàng)客活動(dòng)提供機(jī)會(huì)和平臺(tái)。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(tái)的大學(xué)，通過一系列整合性的資源供給，使得大學(xué)生在以市場為導(dǎo)向的創(chuàng)新過程中奠定了跨學(xué)科的實(shí)踐基礎(chǔ)。

CMU的“整合設(shè)計(jì)藝術(shù)與技術(shù)網(wǎng)絡(luò)”（Integrative Design Arts and Technology，IDEATE）于2014年啟動(dòng)。在這個(gè)綜合性的創(chuàng)意設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)中，大學(xué)生可以選擇八門跨學(xué)科選修課程，為學(xué)生提供超過30個(gè)新建實(shí)驗(yàn)室的活動(dòng)機(jī)會(huì)，通過協(xié)作性的創(chuàng)客經(jīng)歷培養(yǎng)大學(xué)生對新技術(shù)運(yùn)用的敏感性以及團(tuán)隊(duì)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(luò)進(jìn)行的。自創(chuàng)建以來，IDEATE已經(jīng)成為一個(gè)校園內(nèi)的協(xié)作創(chuàng)客空間，圖書館通過該設(shè)施可以為學(xué)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(shí)體的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室、交互性的媒體實(shí)驗(yàn)室、虛擬計(jì)算機(jī)集群和協(xié)作設(shè)計(jì)工作室成為創(chuàng)客空間的主要組成部分。此外，IDEATE也擴(kuò)展了與校外合作伙伴的聯(lián)系，為大學(xué)以外的其他群體提供創(chuàng)客工作室和建模工作室，鼓勵(lì)CMU的教師、校友、學(xué)生、周邊社區(qū)的高科技企業(yè)等充分利用大學(xué)創(chuàng)客空間的設(shè)施和工具來實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)新性想法。在整個(gè)2014-2015學(xué)年，CMU在匹茲堡地區(qū)建設(shè)了新的先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)室來進(jìn)行高分子聚合材料領(lǐng)域的研發(fā)工作，并利用這些設(shè)施與美國創(chuàng)客、全國添加劑制造創(chuàng)新研究所等機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作。作為“西蒙計(jì)劃”（Simon Initiative）的一部分，CMU于2014年9月啟動(dòng)了“學(xué)習(xí)媒體設(shè)計(jì)中心”項(xiàng)目，為大學(xué)生提供新媒體和創(chuàng)客經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)交流平臺(tái)。該中心還與匹茲堡再造學(xué)習(xí)委員會(huì)進(jìn)行合作，整合社區(qū)、圖書館、大學(xué)、博物館等資源來激發(fā)大學(xué)的研究和創(chuàng)新。

IDEATE所設(shè)計(jì)的一系列活動(dòng)主題涵蓋了3D游戲設(shè)計(jì)、動(dòng)畫模型與特效、媒體設(shè)計(jì)與展示、音效設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)媒體設(shè)計(jì)、創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)、知識(shí)環(huán)境營造等新興的技術(shù)領(lǐng)域，而藝術(shù)學(xué)院、計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院和工程學(xué)院也都紛紛開始設(shè)置新媒體、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析科學(xué)、整合創(chuàng)新、城市設(shè)計(jì)等學(xué)士學(xué)位，從而打通創(chuàng)意、設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，培養(yǎng)在前沿領(lǐng)域具備跨學(xué)科知識(shí)與能力結(jié)構(gòu)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(yùn)動(dòng)在我國逐漸興起并在社會(huì)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(jìn)行了初步的實(shí)踐探索。當(dāng)我們透過創(chuàng)客教育的實(shí)踐形態(tài)分析轉(zhuǎn)而從更深層次來理解創(chuàng)客教育的內(nèi)涵及其價(jià)值潛能之時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它蘊(yùn)藏著深刻的教育哲學(xué)觀。其中最明顯的便是杜威提出的“做中學(xué)”（Learning by Doing）思想。“做中學(xué)”就是“從活動(dòng)中學(xué)”、“從真實(shí)體驗(yàn)中學(xué)”，將所學(xué)知識(shí)與生活實(shí)踐聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)知行合一。今天，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的出現(xiàn)和智能制造技術(shù)的成熟，杜威所強(qiáng)調(diào)的“做”被賦予了更多的技術(shù)呈現(xiàn)方式，學(xué)生之間在“做”的資訊獲取與信息交流、“做”的技術(shù)實(shí)現(xiàn)以及“做”的成果擴(kuò)散方面都比工業(yè)時(shí)代顯得更加便捷、更加廣闊。在嘗試開展創(chuàng)客教育的學(xué)校中，工程與設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生可以利用3D打印技術(shù)制作出美術(shù)作品的原型產(chǎn)品并添加最新的創(chuàng)意設(shè)計(jì)，隨后通過創(chuàng)客社區(qū)、社交媒體等渠道進(jìn)行分享和傳播；綜合實(shí)踐課堂則完全可以通過arduino等開源硬件平臺(tái)和Makeblock等模塊搭建平臺(tái)，進(jìn)行包括各種小型智能機(jī)器人、飛行器、體感駕駛設(shè)備等原型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作；學(xué)生也可以利用音樂編程軟件進(jìn)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(lì)創(chuàng)新與崇尚快樂的實(shí)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(yùn)動(dòng)面臨的最大挑戰(zhàn)和機(jī)遇是高等教育的轉(zhuǎn)型。技術(shù)正在賦予大學(xué)生更多的學(xué)習(xí)自主權(quán)，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生不斷創(chuàng)造的潛力。我國的大學(xué)在發(fā)展創(chuàng)客教育方面，應(yīng)該在理念與實(shí)踐層面實(shí)現(xiàn)如下變革：第一，創(chuàng)設(shè)一種發(fā)展創(chuàng)客理念的情境，一種鼓勵(lì)學(xué)生相信自己可以學(xué)習(xí)任何事物的理念；第二，建造一種新的實(shí)踐實(shí)體來教授創(chuàng)客和發(fā)展實(shí)踐的團(tuán)隊(duì)；第三，在多樣化的社區(qū)情境之中設(shè)計(jì)和發(fā)展創(chuàng)客空間，為多樣化的學(xué)習(xí)群體提供服務(wù)、分享彼此的資源；第四，界定、發(fā)展和分享廣闊的框架項(xiàng)目和工具包，基于更大范圍的工具和材料，將學(xué)生的興趣與學(xué)校內(nèi)外相連接；第五，為學(xué)生、教師和社區(qū)之間的協(xié)作設(shè)計(jì)建立在線社交平臺(tái)；第六，為年輕人發(fā)展項(xiàng)目，允許他們在更多的學(xué)校創(chuàng)客活動(dòng)中占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位；第七，創(chuàng)設(shè)一種社區(qū)情境，讓學(xué)生與所有創(chuàng)客在創(chuàng)客活動(dòng)中展示工作關(guān)系，比如創(chuàng)造人們實(shí)踐的新機(jī)遇；第八，允許個(gè)體和小組建造創(chuàng)客社區(qū)的實(shí)踐記錄，幫助學(xué)術(shù)和職業(yè)的升級應(yīng)用；第九，發(fā)展教育情境，將創(chuàng)客實(shí)踐與正式教育的理論相結(jié)合，支持探索性地引入新工具開發(fā)設(shè)計(jì)和關(guān)于創(chuàng)客的新的思維方式；第十，發(fā)展所有學(xué)生全部的潛能、創(chuàng)造性和自信心；第十一，開始將個(gè)體生活和所處社區(qū)的變革相連接。

筆者認(rèn)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(jī)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(xué)生在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域做得更好。創(chuàng)客教育與傳統(tǒng)教育在課程要求和知識(shí)體系上并不沖突，二者完全可以進(jìn)行有效的結(jié)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(qiáng)對創(chuàng)客文化的理解，特別是來自高校領(lǐng)導(dǎo)者的支持和“創(chuàng)客教師”群體的擴(kuò)大——只有讓人們沉浸在創(chuàng)客活動(dòng)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(jìn)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(lǐng)作用。

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收稿日期：2016-02-23

基金項(xiàng)目：浙江省高校重大人文社科項(xiàng)目攻關(guān)計(jì)劃“利益相關(guān)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(qiáng)，男，1981年生，甘肅酒泉人，溫州大學(xué)創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)學(xué)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(xué)馬克思主義學(xué)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(xué)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