創客教育背景下的高校實踐教學體系構建

張其亮， 王愛春， 陳永生

(1. 江蘇科技大學 計算機學院, 江蘇 張家港 215600； 2. 同濟大學 電子與信息工程學院, 上海 201804)

創客教育背景下的高校實踐教學體系構建

張其亮1， 王愛春1， 陳永生2

(1. 江蘇科技大學 計算機學院, 江蘇 張家港 215600； 2. 同濟大學 電子與信息工程學院, 上海 201804)

基于創客教育的理念,結合實際情況對實踐教學體系進行了構建。重構后的實踐教學體系以課內實驗為基礎,以綜合實訓、校內賽、校外賽、獨立項目等為依托,以創客空間為目標,對大學生的實踐能力、創新能力進行遞進式培養。以信息類專業學生作為研究對象,實施一年來,學生在各類省級以上競賽中獲獎數量明顯增多,并有多組學生獲得省大學生創新計劃立項,經校內外專家評審,有多個自主項目成功申請到創客空間,得到政府、學校立項資助。新的實踐教學體系極大提高了學生的創新能力。

創客教育； 實踐教學； 創客空間

在創客運動席卷全球的影響之下,在李克強總理“大眾創業、萬眾創新”的號召之下,全國范圍內掀起了一股創新創業的浪潮。創客運動和創新創業的蓬勃興起也對教育改革提出了新的要求和挑戰,2015年6月,國務院發布了“關于大力推進大眾創業萬眾創新若干政策措施的意見”,指出把創業精神培育和創業素質教育納入國民教育體系,實現全社會創業教育和培訓制度化、體系化,加快完善創業課程設置,使大眾創業、萬眾創新深入人心。

創客教育是近年來伴隨著創客運動而新興的教育理念,其在廣義上是一種以培育大眾創客精神為導向的教育形態,狹義上是一種以培養學習者,特別是青少年學習者的創客素養為導向的教育模式[1]。創客教育的發展可更好地促進創客運動,推動“大眾創業、萬眾創新”。高校作為人才培養的基地,應該承擔起培養創新人才的重任。本文基于創客教育理念,對實踐教學體系進行了重構,形成了以課內實驗為基礎,以綜合實訓、競賽項目為引領,以創客空間為短期目標的實踐教學模式,旨在培養在校大學生的創新能力。

1 創客與創客教育

“創客”源于英文“maker”一詞,是制造者的意思。關于“創客”目前學術界還沒有公認的定義。克里斯·安德森在《創客:新工業革命》一文中將創客定義為:不以營利為目標,利用3D打印技術以及各種開源硬件,努力把各種創意轉變為現實的人[2]。國內學者楊現民認為“創客既是一群喜歡或享受創新的人,又是一種文化,一種態度,一種學習方式”[3]。也有學者將創客概念從廣義和狹義2方面進行理解,“狹義上的創客是指那些酷愛科技、熱衷實踐、樂于分享,努力把各種創意轉變為現實的人；廣義上的創客是指有創意,并且能夠付諸于實踐進行創新的人”[4]。由此本文歸納出創客應該具有的幾個特征:

(1) 創新。創新是創客的首要特征,這一人群通常具有創造性思維,具有創新精神,能借助一些技術、工具和手段設計、開發出新穎的、獨特的、具有一定實用價值的實體。

(2) 實踐。創客通常具有較好的動手實踐能力,能夠根據創意動手實踐,理論聯系實際,將構想變為現實。

(3) 交流合作。創客人群一般具有較好的與人交流合作能力,善于與他人溝通、交流、探討問題,善于與他人進行合作,能將自己的創意、成果與人分享。

(4) 求知。強調了他們具有較強的求知欲,能主動學習,具有一定的相關知識儲備。

“創客教育”是一種教育理念,學者對于創客教育有著不同的理解,有人認為創客教育是實現創新能力提升和創新人才培養的有效途徑[5]；有人認為“創客教育以信息技術的融合為基礎,傳承了體驗教育、項目學習法、創新教育、DIY理念”[6]。可以看出,創客教育是一種以信息技術為基礎,在信息技術環境下培養學生具有一定的理論基礎,善于思考、探究問題,具有創新意識,以“學中做、做中學”為主要學習形式的教育方式。創客教育的實施具有2種目標形式,一種是培養創客,另一種是為了培養學生的創新意識、創新能力,利用創客教育理念改革目前的專業教育體系。作為高校來講,如何把創客理念有效地融合于專業教育體系中才是進行教育改革的首要任務,即首先培養學生的動手能力和創新能力,在此基礎上培養出更多的創客。

2 實踐教學體系中存在的問題

很多高校都已經意識到實踐教學對大學生就業的重要性,也是培養創新人才的關鍵,因此在制定教學計劃時明顯增加了實踐教學時數,然而與培養創新人才的目標相比,實踐教學在實施過程中還尚有不足。

2.1 缺乏創新人才的培養意識

高校的實踐環節在實施過程中沒有留給學生太多的思考空間,培養學生的創新意識不強。主要體現在:

(1) 實踐環節多以驗證性為主,按照“老師設計步驟,學生按部就班完成實驗”的方式進行；

(2) 實踐環節時間較少,雖然高校在制定教學計劃時明顯增加了實踐教學時數,但另一方面也增加了實踐內容,對于單個實踐環節來講,其時間相對緊張；

(3) 雖然高校開展了多種類、多形式的學科競賽活動培養學生的創新意識,但是一方面參與競賽的學生數相對較少,另一方面教師在指導競賽過程中功利性較強,往往只注重獲獎,拿到了獎項后很少去考慮項目可否進一步進行孵化,致使一些好的競賽項目流失。

(4) 長期受“重理論、輕實踐”觀念的影響,教師在實踐環節設計、考核等方面大都流于形式,實踐教學沒有起到真正的作用。

2.2 缺乏跨專業、跨學科的實踐活動

在日常的實踐教學活動中可以看到,學生組建團隊多是基于班級、專業,很少有跨專業、跨年級的組隊,不利于學生的拓展學習和跨學科學習[7]。同時,由于目前的實踐教學活動多以專業性為主,缺少基于興趣的實踐活動,這對于培養學生的創新意識具有一定的局限性。

2.3 實踐教學與社會需求、市場需求相脫離

高校的實踐教學相對保守、封閉,其內容大都是教師針對知識點拍腦袋想出來的,一方面實踐活動沒有系統性,另一方面實踐內容與社會需求、市場需求相脫離,一旦脫離了社會需求、市場需求,實踐教學便偏離了其原有的意義。

3 基于創客教育的實踐教學體系

為了充分發揮實踐教學在培養學生動手實踐能力、創新能力中的作用,本研究基于創客教育理念,針對信息類專業對實踐教學體系進行了重構,形成了一種多層次、能力遞進式實踐教學模式。模式結構如圖1所示。

圖1 基于創客教育的實踐教學模式

3.1 基礎階段

基礎階段主要以課內實驗為主。為了在這一階段培養學生的創新意識,本研究對實驗類型、實驗內容及實驗方法進行了改革,實驗類型多以設計性實驗為主,要求驗證性實驗不超過課程實驗總數的1/3；實驗內容設置上,教師定義好每個實驗應達到的基本目標,不再對實驗步驟、方法等做過多的限制,讓學生獨立設計、實現實驗,教師在這一過程中主要進行實驗指導、答疑,真正體現學生的主體地位；在實驗方法上,考慮到傳統的實驗過程受時間、地點的約束,設計了基于“翻轉課堂”的實驗過程,如圖2所示。即在實驗預習、實驗階段,學生在課外利用教師給的微視頻等學習材料自主學習,利用QQ群、微信群等工具與教師、同學進行交流,然后自主設計、完成實驗,在實驗室內主要進行答疑,相互交流討論,完成實驗內化,實驗過程真正做到了“以學生為中心”。

圖2 基于翻轉課堂的實驗教學過程

3.2 進階階段

學生通過基礎階段的學習, 具有了一定的專業基礎,具備了獨立思考、獨立設計的能力,鍛煉了自己的動手實踐能力,為后期創新能力的培養打下了基礎。進階階段主要是提供給學生更豐富的實踐活動，使其創新能力得到進一步提升,這一階段學生的能力培養是遞進式的。

校內綜合實訓主要是針對某一課程或課程群進行的系統性訓練,這種實訓環節一般設置為2～4周,實訓的方式有3種:

(1) 在校內實訓,由學校安排相關教師進行；

(2) 在校內實訓,由合作企業安排工程師進行,此種方式克服了傳統實踐教學與社會脫節的情況；

(3) 在校外完成,將學生帶到合作企業進行,但學生在企業實訓時會面臨住宿、生活、安全等問題,且考慮到實訓時間相對較短,所以該方式較少采用。

綜合實訓使學生初步具備了知識的系統性。

為了鼓勵“大眾創新”,使更多學生參與到創新實踐活動中來,校內競賽環節是不可缺少的。這一環節的開展形式具有多樣化,可由各協會組織,也可由學院或學校組織,其目的，一是為了提高學生開展創新活動的參與度,調動學生的積極性；二是通過校內競賽可以選拔出一些優秀的個人和具有創意的作品。

經過校內競賽選拔出來的作品,可進一步推薦參加省級、國家級的競賽,或者立項申請大學生創新、創業計劃,或者形成獨立項目。

3.3 階段目標

為了進一步培養創客人才,在大學中讓創客空間生根發芽是必要的[8]。創客空間是創客聚集、開展創客活動的場地,《制作》雜志主編Dale Dougherty對創客空間給出了這樣的定義:“不同職業的具有創意的人們和社群聚集在這里,通過彼此分享,認識志同道合的朋友,將想法變為現實?！盵9]創客空間不需要物質上的奢華,只要提供給創客一個能進行線上線下相互交流、擁有一定的工具、能動手實現創意的環境即可。

創客空間成為高校開展創客教育、培養創新人才的重要依托。創客空間不隸屬于任何院系,獨立向學生開放,但考慮到資金、師資以及創客空間環境的要求,創客空間不應當無條件對學生開放,應當采取項目或作品準入制。學生以自己的創意項目、作品、創意等進行申請,學校組織相關專家進行評審,評審通過后允許該項目進入創客空間。進入創客空間后,圍繞該項目組織更多相關人員參與、交流。一般來說，進入創客空間的項目可以是參加過省級、國際級競賽后的作品,可以是大學生創新計劃的作品,也可以是學生的一些獨立的、具有創意的項目,這些作品或項目有進一步進行孵化的必要。

學校會投入一定的資金到每一個創客空間,其管理由學生自主進行,有教師進行監督并指導項目的開展。當然高校畢竟只有4年的時間,創新創業的路還很長,創客空間作為高校培養創新人才的一個階段性目標,以創客空間進行過渡,使大學生的創新之路可以走得更遠。

4 實踐教學體系的實施

以創客教育為理念的實踐教學體系,旨在培養學生的實踐動手能力及創新能力。本研究基于所構建的實踐教學體系進行了實施,學校在張家港市政府的支持下，于2015年10月成立了張家港香樟樹眾創空間,這也是張家港市第一家為大學生提供的全方位創新創業的創客空間,并于11月份啟動了創客空間入駐項目的申報、評審工作。在校內外專家的評審下,第一批有3個項目得到專家好評,獲得立項資助，有5個項目專家認為具有培育價值,獲得培育資助。這些項目既有專業性強的實體項目,又有具有創意的制作類、趣味項目,避免了創意過于專業性,充分調動學生的創新積極性。創客教育實踐教學體系進行實施的信息類專業在8項資助中占有了3項,成為進駐創客空間項目數最多的專業。另外,該專業在一年中開展的各類校內賽有5次,有10余支隊伍參加了省級、國家級競賽,有8組大學生團隊申請到了校級、省級大學生創新計劃。新的實踐教學體系的實施,效果較之以前是明顯的,但該體系在實施的過程中還有幾點應該注意。

4.1 實驗環節不應做過多內容、方法上的限定

基礎階段的實驗環節能培養學生的創新意識,對其動手能力也有很好的鍛煉,在這一環節不能對實驗內容、實驗方法等做過多限定,應讓學生充分發揮自己的想象力、創造力,獨立思考、獨立實踐,在不斷探索中創新。完成任務并不是學習的終結,隨之而來的深度體驗、反思和改進才是最重要的因素[10]。

4.2 充分利用信息化技術、手段

信息技術為創客教育的實現搭建了很好的環境,使得創客不再有地域上的限制,可以很好地進行資源共享、交流互動,因此首先要教會學生利用信息化手段在網絡中獲取有效資源,培養其在網絡中自主學習的能力。信息技術的發展,也出現了一些新的教學方法,諸如翻轉課堂、慕課等,這些教學方法都注重體現學生在學習過程中的主體地位,教師應該根據需要,適當引入一些新的教學方法,改革傳統的教學、實踐模式。

4.3 教師角色的轉變

在傳統的課堂、實踐教學中,教師是知識的傳播者,具有一定的權威,但在創客教育培養人才過程中,特別是到了實踐教學體系的后期,學生的一些創意、一些創新項目所需要的知識，教師不一定熟悉和了解,這就要求教師進行角色轉換,從知識的傳授者延伸到教學的組織者、設計者、指導者,甚至還要跟學生一樣成為一個學習者。教師接受角色的變化,才能與學生一起探索,真正實現教學相長[11]。

5 結論與展望

本文針對現有實踐教學體系在培養創新人才中存在的問題,以創客教育的理念對實踐教學體系進行了重構,旨在構建一個以創客空間為階段性目標,層次化、能力遞進式的實踐教學模型,更好地培養學生的創新能力。經過近一年的實施表明,參加各種實踐活動的學生數明顯增多,并在多種省級、國家級競賽中獲獎。大學生承擔的項目數明顯增加,創客空間中入駐的項目數也在不斷增長。實踐教學體系從基礎實驗開始,培養了學生的創新意識,鍛煉了學生的動手能力,在不斷的進階中提高了學生的創新能力,使學生逐步具備成為創客的基本素質和基本能力。

我國高校的創客教育才剛起步,本文主要是利用創客教育的理念根據我校情況對實踐教學體系做了改革,進行了嘗試,雖然在培養學生的創新能力方面有一定的促進作用,但教師與學生的創新理念、創新課程的開設、創客空間的組織與管理、創客教師的培育等方面還有待于進一步探索。創客教育目前還未正式作為課程標準體系中的內容,而是主要應用于學校的一些學生社團中,因此還遠不足以展現其應用價值[12]。在國家的大力支持下,全面探索創客教育與專業教育的有效融合將是我國下一步教育改革的一個重點。

References)

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[12] 趙廣元,王文慶,蔡秀梅.創客教育視野下“計算機網絡”課程實驗設計[J].現代教育技術,2015,25(9):116-121.

Construction of practical teaching system in Maker education environment

Zhang Qiliang1, Wang Aichun1, Chen Yongsheng2

(1. School of Computer, Jiangsu University of Science and Technology, Zhangjiagang 215600, China;2. School of Electronical and Information Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China)

This paper puts forward to reconstruct the practical teaching system based on the theory of Maker education. The new practical teaching mode regards the Maker space as the goal, and develops the students’ practical ability and innovative ability through experiments, comprehensive practical training, competition in school, competition out school and other projects. Taking the students in major of information as research object, the number of students in competition of provincial and national awards is markedly increased, several groups of students obtain the innovative experimental program for university students, and multiple independent projects are succeeded in applying the Maker space and get the government and school grants. The practice shows that the new mode can improve the students’ innovative abilities, and it has certain reference values.

Maker education; practical teaching; Maker space

10.16791/j.cnki.sjg.2016.12.007

2016-06-06 修改日期：2016-08-10

江蘇省現代教育技術研究2015年度課題“基于翻轉課堂的可移動類實驗教學模型構建及支撐系統開發”(2015-R-40421)

張其亮(1979—),男,山東濰坊,博士,副教授,研究方向為教育學、生產調度理論.

E-mail：zql6661979@163.com

G642.0

: A

: 1002-4956(2016)12-0025-04