大學生機器人創客教育模式初探

明子成

近幾年隨著材料科學和智能控制技術的突破性發展，3D打印機、CNC設備和工程技術的廣泛應用，創客活動越來越普遍。大學生具有旺盛的求知欲和強烈的好奇心，更樂于做一個創造者，因此，很多大學也順應趨勢為創客活動提供了專門的場所。但硬件和環境的具備，不等于良好的運作，如何有效運作，讓大學生創客教育能夠健康持續發展，成為我們必須面對的現實問題。

筆者從我國大學生創客的發展演變視角，對大學生機器人創客教育模式進行了探討，并結合所在學校的機器人創客教育體系建設經歷，對大學生創客教育活動場所構建和運營的模式進行了較為詳實的描述。

創客創造的一般過程

創客創造的過程類似于工程項目的建設規律，其一般過程如圖1所示。根據人們從產生想法到最終變成實物的過程，按照“人員聚集—頭腦風暴—創意靈感—形成方案—動手制作—合作攻關—發布分享”的程序進行設計和體系構建。一個作品的產生一般需要多次反復，有些步驟需要反復循環，即迭代開發，只有這樣才能使產品的質量和性能不斷得到改善。

大學生創客教育模式的探索

根據創客創造的一般過程可以構建出創客教育的運營架構，如圖2所示。

1.在創意坊形成創意原型

很多改變世界的創新發明，都來自最初在人們大腦中閃現的“念頭”。創意坊為有奇思妙想的創客們提供一個不受拘束、自由進行頭腦風暴創意的空間。大學生可以通過自由論辯、創意搭建等方法激發靈感的火花，通過眾人的參與將火花引燃成有意義的創意概念原型。

2.機器人創客工坊與項目實施

創客工坊借鑒了美國MIT比特與原子研究中心發起的Fab Lab（Fabrication Laboratory，微觀裝配實驗室）的模式。它更像是一個小型的工廠，目的是提供完成低成本制造實驗的所需環境。人們在這里幾乎可以制造任何產品和工具。

機器人創客工坊是一個快速建立原型的平臺，創客通過工坊提供的激光切割機、3D打印機和3D掃描儀等CNC（Computer Numerical Control）機械設計與加工設備、材料，常用到的馬達、傳感器和控制器等，以及以Arduino、BeagleBone和Scratch為代表的開源軟硬件等工具來實現其創意產品的設計和制作。

機器人創客工坊實現了“一站式”服務，擺脫了工具對創造性的制約，使人的創造本能得以釋放。而且縮短了制作周期，提升了創造效率，即使新加入的學生，對儀器、工具和設備完全陌生，只要經過半天的培訓實操，即可獨立使用這些原本只有專業人士才能操控的數碼制作工具。

從工具、原材料和環境角度來看，機器人創客工坊滿足了絕大多數的創意轉化成實物的一站式加工需求。完備易用的工具，能夠吸引具有各種專長、興趣愛好、創意的人，從而創造出一個由行動、熱情、知識和分享所營造的創新氛圍。一旦創意方案進入創客工坊，創客團隊與創業團隊就會開始新的合作。團隊之間及團隊成員之間能有效溝通和及時交流，并能夠保證項目的進程和質量。

3.管理相關的職能

會員部負責新創客會員資格審核、會員注冊和信息管理，為會員提供工具裝備預約、活動預約和教練預約等服務。

項目部主要是對創意原型進行分類，并邀請校內和社會企業專家評估論證項目的可行性、可用性。

運維部負責對創意坊、創客工坊及其他各部門設備的維護與管理，主要的精力用于創客工坊的管理，包括各種工具的取還、耗材的管理、設備維護和保養等。

培訓部負責創客培訓和創客體系各工作崗位員工的培訓。另外一個培訓項目就是為創客培訓相關軟硬件的使用和項目流程。

發展部負責扶持在校大學生創業，將創客教育相關的場所和設備交由創業公司運作；為創意坊的頭腦風暴室提供催生靈感和創意的活動場所；管理創客工坊，為創客提供設備使用培訓，做好環境和工具維護及建設；為經過評審的項目融資促進項目的孵化，為創客提供全程的專家指導服務；為所有創客提供信息交互平臺和管理。

創業公司的存在和參與是創客教育存在和發展的基石。例如，創客工坊必定需要工作人員來承擔授課和維護管理工作。創客公司提供服務運作，避不開費用開銷，公司如何盈利？學生創客是最大的服務群體，但他們自己沒有收入來源，所以要保證創客項目活動正常進行，必須為他們提供近乎無償的服務，而公司的運營也需要一定的開銷，所以公司必須設法取得收入。

4.投融資平臺和運作

創業公司主要服務對象是在校的大學生群體，他們靠父母資助上學，自己沒有經濟收入，所以公司必須對他們提供公益性的服務。為了籌集必要的開辦費用，筆者所在學校采取了如圖3所示的五種措施。

（1）創客管理采用會員制，并根據不同的服務需求對會員分級管理，會員需要繳納少量的會員費。會員可以享受參加定期舉辦的專家講座，免費使用創客工坊的制作工具，優惠參與數碼工具的培訓等。

（2）通過合法渠道爭取到學校和政府撥款。優選創客科研項目，并根據評估結果申報校級、省級和國家級的大學生創新實踐項目、科創課題和開放性實驗項目等，獲取學校和政府的政策性資助。

（3）尋求并接受社會企業捐贈。自行聯系或通過學校團委等部門，與社會對接，接受社會和企業的公益捐贈。另外，可以與社會企業共同承辦公益性的青少年創客教育活動，獲得企業的贊助。

（4）為社會服務獲得一定的回報。對外承接技能培訓，獲得一定的收益。學校通過與當地教育局簽訂合作協議，既為學生尋得社會實踐服務的機會，又為該地區中小學普及機器人教育公益事業做出貢獻，并針對有特殊需求的青少年提供專業機器人教育培訓。

（5）從扶持創業成功的企業中，獲得回報。通過公司專業化的運作，借助眾籌等互聯網金融的創新模式進行融資，讓成熟的項目和產品走向社會，服務大眾，從而產生社會價值和經濟效益。

以上5種渠道，不僅能夠保證公司的正常運營，也實現了機器人創客教育活動的健康開展。

5.機器人創客教育教練團隊

創客，又稱“自造者”，即自己動手將創意一步步做成實物的人。但在實現機器人產品創意的過程中，學科領域跨度大，很少有人能夠面面俱到，更何況是大學生創客。而專家教練團隊的引入，將拓展創客的空間，縮短創意變成實物的周期，提升產品的穩定性和可靠性。

教練團隊往往需要從創意就開始介入，直到完成作品乃至項目推廣及創業孵化成功。

6.機器人創客活動開展及成果展示

舉辦創客大賽/文化節、創客嘉年華和召開創客教育研討會等活動，為大學生創客營造一個學技練藝的環境。

創客作品的制作過程本身為大學生帶來了滿足感，但真正的回報卻是來源于向別人的分享。通過展示，學生們分享自己的成果。同時，參觀者在觀看他人成果的同時，也會有自己的想法和期望，從而也會有一部分人加入到創客行列中來。另外，還可以開展優秀的團隊案例展示。

結語

這種創客模式支持不同學科背景的大學生參與，允許他們從不同角度參與創造、創新過程，讓大學生創客可以打破學科界限而投入其中、樂在其中，從而激發其積極性與創造性。