創客空間：大學生發明創造的夢工場*
——基于Y大學創客空間的個案研究

陳　鵬

（宜春學院 物理科學與工程技術學院，江西宜春 336000）

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創客空間：大學生發明創造的夢工場*
——基于Y大學創客空間的個案研究

陳鵬

（宜春學院 物理科學與工程技術學院，江西宜春 336000）

摘要：創客空間是大學生發明創造的夢工場。基于對Y大學創客空間建設舉措與運行經驗的梳理、剖析與總結，文章從工程范式、設計范式、創造范式等三個維度，分析了創客空間教育生態系統的進化歷程，提出了創客空間的創立原則，并構建了創客空間教育生態系統的結構模型。文章以Y大學創客空間為例，從發展定位、建設途徑、運行模式等角度對其建設經驗進行分析研究，以期為我國高校創客空間的建立提供理論參照和實踐指導。

關鍵詞：創客空間；發明創造；教育生態系統

引言

2015年1月，李克強總理考察深圳柴火創客空間時提出“要構建面向人人的‘眾創空間’，激發億萬群眾的創造活力”［1］。同年3月11日，國務院又發布了《國務院辦公廳關于發展眾創空間推進大眾創新創業的指導意見》，提出加快構建眾創空間、降低創新創業門檻、鼓勵科技人員和大學生創業、支持創新創業公共服務、加強財政資金引導、完善創業投融資機制、豐富創新創業活動、營造創新創業文化氛圍等八項重點任務［2］。中國政府發展眾創空間與推進大眾創新創業系列政策的出臺，折射出全球創客運動在中國的蓬勃發展?，F代大學的基本功能是人才培養、科學研究、社會服務和文化傳承，而傳承世界創客文化、建立大學創客空間和培養創新創業人才是現代大學的時代責任和現實使命。美國新媒體聯盟2015年《地平線報告（高等教育版）》指出，創客空間是高等教育未來2～3年采用的技術［3］。江西省Y大學創客空間始建于2009年10月，是國內高校較早建立的創客空間之一。

一　創客與創客空間

“創客”一詞源于英文單詞 Maker，意指創造產品的人。本研究認為，創客既是利用互聯網、數字化產品開發技術、數字化及傳統制造設備、增材制造技術（如3D打印技術）、開源軟硬件以及其它新興科技設備與資源，把創意變成現實產品的人；也是熱衷于開拓創新、造物實踐、協作分享的個人設計制造群體。

創客空間是創客開展創客實踐活動的主要場所。創客空間是指能讓創客積極、主動、有效地在“知識建構、選題調研、創意構思、設計優化、原型制作、成果分享、眾籌融資、生產上市”的產品研發到運行的全生命周期中，持續進行創新、實踐、共享、協作和交流的開放性學習空間。創客空間是一種線上虛擬空間與線下實體空間相結合的個人——集體協作學習空間：線下實體空間負責為創客提供開展各項實踐活動的場所和環境；線上虛擬空間則負責創客資源的開發與共享、創客空間的運行與管理、創客項目的監控與評價、創客成果的分享與交流等。創客空間的功能定位是工作空間、網絡空間、社交空間和資源共享空間。

二　創客空間教育生態系統的進化歷程

教育生態學主要是指依據生態學的原則，研究教育與其周圍環境之間的相互作用和機理。從教育生態學的角度看，現代教育是一個由多種要素構成的具有整體綜合效應的生態系統；而教育生態從本體上看，是教育系統內部要素之間的交互作用及其與外部環境之間的物質、能量和信息的交換關系［4］。從工程哲學與教育生態學的雙重視角，重新審視創客空間與教育生態系統的結構關系，可知創客空間正歷經工程范式、設計范式和創造范式的教育系統生態進化。

1 基于回歸工程的教育生態系統進化：工程范式

創客空間在一定程度上是新工業革命背景下工程教育向工程本質回歸的新產物。英國經濟學家保羅?麥基里認為，第三次工業革命的核心是數字化革命，標志是3D打印技術，關注點是數字化制造和新能源、新材料的應用［5］。2012年，美國《連線》雜志主編克里斯·安德森在他的專著《創客：新工業革命》（Makers： The New Industrial Revolution）中，以獨特的觀點解讀了新工業革命，引入“創客運動”一詞，并指出了“創客運動”的三大變革力量：基于數字化設計技術進行新產品的創新設計；基于互聯網進行新產品的資源共享與協同設計與制造；基于數字化制造技術進行新產品的個性化制造［6］。

朱高峰［7］認為，工程是人類綜合應用科學理論和技術手段，改造世界、創造財富的實踐活動。王沛民等［8］認為，雖然隨著工程范圍的不斷擴大以及工程手段的日益豐富和更新，工程定義在不斷演進，但其強烈的實踐性、綜合性和創造性始終未變。為了人類生活得更好，創造、發明、設計和建造仍是現代工程的基本含義。創客通過在創客空間中開展具有實踐性、綜合性和創造性的創造、發明、設計和建造活動，以達到改造世界、創造財富的目的。創客空間教育生態系統的“回歸工程”，既取決于工程教育的實踐性屬性，也由創客造物致新的本質特性所決定。

2 基于設計導向的教育生態系統進化：設計范式

創客實踐是一種工程實踐活動，由于工程是人造物的實踐活動，而工程實踐的本質在于設計，因此，設計也是創客實踐的本質所在。美國技術哲學家卡爾·米切姆［9］指出，有關人造物的設計構成了工程的本質，因為只有設計才能建立、規劃獨特的工程架構，設計將整個工程活動聯結成了一個整體?；诖?，可以說設計不僅建立了創客實踐活動的架構，而且將創客實踐活動聯結成了一個有機的整體；設計成為創客空間生態主體、生態客體與生態環境的紐帶并將三者聯結起來，實現了生態要素間的知識流動、資源循環與信息傳遞。設計不僅是創客實踐的過程，而且是創客個體反思的過程，科學、技術與工程三者相互融合的過程，創客與社會互動的過程，創客創造性思維與人格成長的過程。

3 基于造物致新的教育生態系統進化：創造范式

創造的過程本質上是工程實現的過程，也是設計的過程，亦是造物的過程。新工業革命為創客空間教育生態系統進化提供了外因條件，并推動著創客空間教育生態系統從工程范式、設計范式向創造范式進化。新工業革命背景下的創客運動賦予了創客空間新的內涵和外延，使創客空間的工程本質不再限于工程實踐，還擴展到以數字化產品開發技術、互聯網技術交互融合為特征的產品、生產過程和系統的創造。數字化設計制造軟件、增材制造設備如3D打印機、開源軟硬件開發平臺為創客進行產品創造提供了高效而卓越的創新利器，互聯網社區則為創客提供了碰撞創意思想、交流設計理念、遠程專家答疑、分享創造成果、協調創新研發、訂購標準零件、定制非標零件、募集眾籌資金和實現產品小批量生產的網絡平臺。通過造物致新的創客空間教育生態系統進化歷程，學生創客的學習過程與創造過程得以真正融合，學生創客的教育主體性地位也被強化，他們成為“基于創客項目的學習”的主人，可以結合自己的興趣、愛好和個性，進行自主學習、探究、協作與創造。

基于上述關于創客空間教育生態系統進化歷程的剖析，本研究提出了創客空間創立的基本原則：以創客素質培養為目標，以基于創客項目的學習為載體，注重回歸工程本質、創新設計導向和三創（創意、創新和創業）融合。

三　創客空間教育生態系統的結構模型

創客空間的建立、運行和發展呈現生態屬性。以生態主體、生態客體和生態環境為核心要素創立創客空間教育生態系統，能為工程教育改革提供全新的思維和獨特的視角。創客空間教育生態系統結構就是生態主體、生態客體與生態環境等各子系統物質、能量、信息的交流、激蕩與傳遞，它們之間存在著一種相互依存、相互促進、相互制約、相互適應的關系。

1 創客空間教育生態主體的分析

創客空間的生態主體成分具有多樣性，教育管理創客、教育創客、學生創客等在創客空間教育生態系統中具有不同的生態主體性。其中，教育管理創客既是學校創客運動的倡導者，也是推動創客空間發展的服務者和創新管理思維模式的實踐者；教育創客不僅是學生創客導師，而且是創客精神的傳播者、共享資源的整合者、創客項目的設計者、創客組織的管理者、創客實踐的調控者、創造質量的提升者和創客教育的研究者；學生創客則是創客運動的實踐者、創客教育目標的體現者、創客學習的探究者、創造實踐的體驗者、創客產品的創造者和創造活動的反思者。不同的生態主體都在創客運動中傳承創客文化、繼承創客基因、弘揚創客精神并積極主動地開展形式多樣的創客實踐活動。

2 創客空間教育生態客體的分析

創客空間生態活動所指向的對象是創造性成果，因此，創造性成果作為創客空間教育生態客體而存在，由教育管理創客的創造性成果、教育創客的創造性成果、學生創客的創造性成果組成。其中，教育管理創客創造性成果的主要形式是教育管理創新的體制和機制，而創客空間建立、組織和實施的運行模式是教育創客創造性成果的主要形式，產品、生產過程和系統的創造則是學生創客創造性成果的主要形式。

3 創客空間教育生態環境的分析

生態環境與生態主客體之間相互作用、相互影響，存在著內在的聯系。創客空間教育生態環境就是在創客運動背景下，對創客空間教育生態系統發展產生制約、調控作用的多維空間和多元環境的集合體，它由外部環境與內部環境組成。其中，內部環境指產品從研發到運行的全生命周期（產品的全生命周期是指從研發到運行的全過程）。外部環境主要包括政治環境、經濟環境、科技環境、法制環境和文化環境；以制造業數字化為核心特征的新工業革命，以及我國創新型國家建設中的創新驅動發展戰略、工業化和信息化兩化融合的戰略、“大眾創業，萬眾創新”戰略的實施，共同構成了創客教育的基本外部環境。

4 創客空間教育生態系統的結構關系

創客空間教育生態系統的結構關系不僅外在表現為生態主體、生態客體與生態環境的時空布局和聯系，而且在深層次上通過三者間的物質流動、能量循環、信息傳遞順序關系得以體現，反映了創客空間教育生態系統的內在邏輯［10］。創客教育則促使創客空間教育生態系統中生態主體、生態客體與生態環境三者間的物質流動、能量循環、信息傳遞得以達成，并實現了創客空間教育生態系統中生態主體、生態客體與生態環境三者的有機聯結和統一。

5 創客空間教育生態系統結構模型的構建

上述相關創客空間教育生態系統結構關系的分析，厘清了創客空間教育生態系統的組成要素與結構關系，基于此，本研究構建了創客空間教育生態系統的結構模型，如圖1所示。

圖1　創客空間教育生態系統的結構模型

四　Y大學創客空間的建設經驗探析

1 Y大學創客空間概述

Y大學創客空間的前身為2009年設立的“三維數字化創新設計工作室”和2012年設立的“數字化產品開發工程坊”，占地面積260余平方米；2012年9月正式掛牌成立，由教育創客C老師擔任導師，管理創客空間并指導學生創客開展科技創新實踐活動。自成立以來，Y大學創客空間的發展與運行良好，其功能定位與設備資源如表1所示。

Y大學創客空間的基本定位是為工科大學生創客提供一個開放式的“數字化產品研發工程坊”，使學生創客能夠根據自己的興趣、愛好和個性，在工程問題與工程項目的驅動下，基于數字化產品開發新技術，開展自主選題、調研、構思、設計、制作的科技創新實踐活動。

自2012年成立以來，Y大學創客空間的學生創客積極開展了創意、創新和創業實踐活動。參與創客項目的學生創客76人次，投入研發經費約12萬元，開展機電一體化產品、3D打印產品和創意產品等創客研發項目近30項。學生創客研制產品20多款，其中申請發明專利和實用新型專利18項，且目前已獲授權6項；參加國內多項創新設計學科競賽，并獲獎50余項。

2 Y大學創客空間的建設途徑

（1）面向產品數字化開發全生命周期，配置數字化設計與制造設備資源

數字化產品開發技術既是面向產品開發全生命周期的一項多學科的綜合技術，也是基于計算機軟硬件環境下將數字化設計、數字化制造、數字化管理技術廣泛地應用于產品開發全生命周期中的一項實用新技術，故是創客運動的核心技術［11］。Y大學創客空間為創客項目的有效實施提供了極為重要的數字化設計與制造設備資源，該資源可以支持創客個人或創客項目團隊進行產品數字化開發的全生命周期。同時，工程坊的公共圖書館針對創客項目對創客自身知識結構的特殊需求，先后購置數千冊實用的科技圖書，供學生創客根據自主學習所需借閱學習，彌補了學校圖書館相對缺乏創客圖書資源的不足。

表1　Y大學創客空間的數字化產品研發工程坊

（2）構建數字產品開發技術課程群，形成學生創客的跨學科知識結構

課程群是為完善同一施教對象的認知結構，而將專業培養方案中若干門在知識、方法、問題等方面有邏輯聯系的課程加以整合而成的課程體系［12］。Y大學創客空間按現代工業產品的全生命周期，通過對數字產品開發技術相關課程的知識體系與能力培養模式進行有機整合，根據新產品開發工程師的認知水平和能力發展規律，系統構建了數字產品開發技術課程群——創客課程。該課程由“數字化技術基礎”、“數字化設計課程”、“數字化制造課程”及“工程控制課程”等四部分組成。通過對創客課程的系統學習，學生創客可以在大學四年循序漸進、有條不紊地按照“二維CAD技術→三維CAD技術→CAM/RE/RP技術→CAE技術”四個階段逐步學習數字產品開發技術，從而形成跨學科的知識結構。

（3）搭建創客教育實踐平臺，開展自主創新實踐活動

以數字化設計與制造設備資源為支撐，以數字產品開發技術課程群為載體，基于Y大學創客空間搭建的創客教育實踐平臺，Y大學開展了自主創新實踐活動。Y大學創客空間不僅是創客課程的教學平臺，而且是學生創客課內外開展自主科技創新活動的實踐平臺。具體來說，Y大學創客空間主要在第一課堂開設工程創新實訓課程，在第二課堂開展產品創新研發實踐活動，從而滿足學生創客課程學習、工程創新實訓與產品創新研發實踐的多重需要。

3 Y大學創客空間的運行模式

（1）基于創客項目的創客學習模式

Y大學創客空間采用基于創客項目的創客學習模式。該模式既是一種符合工程能力培養規律和綜合素質形成邏輯的教學組織形式，也是一種以來自實踐的工程實際問題為起點，以工程問題的分析和解決為主要過程，以培養學生創客的工程問題意識、分析與解決工程問題能力、創造性思維能力及創造性人格為目的的教學模式?；趧摽晚椖繌难邪l到運行的全生命周期，學生創客在主動學習、探究、設計、協作和分享中創造產品，最終達到自主、探究、創造和合作性學習的有機統一。

（2）基于創客項目的過程管理模式

Y大學創客空間采用基于創客項目的過程管理模式組織創客項目的實施，并以創客項目為主線，將該模式有銜接地完整貫穿于整個本科教學階段，使學生創客得到系統性和創造性的工程訓練。通過創客項目設計將整個課程體系有機地、系統地結合起來，可以讓學生體驗產品創新研發的整個實現過程。

（3）基于創客項目的開放性運行模式

Y大學創客空間采用開放性運行模式，以保證創客項目、時間、空間、對象、環境等全方位地面向全體學生創客開放。該模式的采用，有利于為學生創客營造一種自由、開放、創新的實踐環境，促使學生創客主動學習并主動參與工程實踐。結合學校創客空間的實際情況，Y大學制定了“大學生創客項目管理辦法”、“大學生創客項目過程管理實施細則”和“工程坊學生自主實踐管理辦法”等系列制度，為創客項目規范、有序的實施提供了制度保障。

五 總結及展望

Y大學創客空間已經開展了卓有成效的創客教育實踐活動，培養了一大批優秀的學生創客，多位主持創客項目的學生創客在畢業實習期間就擔任了高科技企業新產品研發項目的負責人，為企業創造了多款新產品。可以說，Y大學創客空間已經成為大學生發明創造的夢工廠——2013年僅開展3個創客項目，研制了2款新產品；2014年開展了5個創客項目，研制了5款新產品；2015年繼續增加，開展了13個創客項目，研制了8款新產品。如今，越來越多的學生創客主動走進創客空間，充分利用課內外及寒暑假時間自主開展創客項目。

2010年6月，教育部啟動重大改革項目“卓越工程師教育培養計劃”，其實施要點包括：行業企業深度參與培養過程、學校按通用標準和行業標準培養工程人才、強化培養學生的工程能力和創新能力。大學創客空間的創立理念與“卓越工程師教育培養計劃”的實施策略高度契合，且兩者互為支持：大學創客空間為“卓越工程師教育培養計劃”中創意、創新、創業型工程師的培養提供了新思維和新模式，“卓越工程師教育培養計劃”則為大學創客空間的建設提供了政策支持。大學創客空間實現了高等工程教育“知、行、思、創”的統一，體現了高等工程教育的根本價值：以學生創客的創造性培養和發展為本，使學生創客在創客項目實踐中學會認知、學會做事、學會合作、學會生存，最終學會創造。

參考文獻

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編輯：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

【中圖分類號】G40-057

【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097（2016）05—0108—07 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2016.05.017

*基金項目：本文為江西省高等學校教學改革研究課題“基于工程意識與創新能力培養的機械CAD/CAM學習領域課程開發研究”（項目編號：JXJG-12-14-13）、江西省教育規劃重點課題“中美機械工程教育課程體系比較研究”（項目編號：12ZD026）的階段性研究成果，并受江西省2013年度普通本科高等學校卓越工程師教育培養計劃試點項目“宜春學院機械制造及其自動化本科專業卓越工程師教育培養計劃試點”（項目編號：贛教高函〔2013〕78號）資助。

作者簡介：陳鵬，副教授，碩士，研究方向為創客教育、3D打印技術、產品創新設計，郵箱為673436756@qq.com。

收稿日期：2015年8月27日