大学生机器人创客教育模式初探 参考论文

近几年随着材料科学和智能控制技术的突破性发展,3D打印机、CNC设备和工程技术的广泛应用,创客活动越来越普遍。大学生具有旺盛的求知欲和强烈的好奇心,更乐于做一个创造者,因此,很多大学也顺应趋势为创客活动提供了专门的场所。但硬件和环境的具备,不等于良好的运作,如何有效运作,让大学生创客教育能够健康持续发展,成为我们必须面对的现实问题。

笔者从我国大学生创客的发展演变视角,对大学生机器人创客教育模式进行了探讨,并结合所在学校的机器人创客教育体系建设经历,对大学生创客教育活动场所构建和运营的模式进行了较为详实的描述。

创客创造的一般过程

创客创造的过程类似于工程项目的建设规律,其一般过程如图1所示。根据人们从产生想法到最终变成实物的过程,按照“人员聚集—头脑风暴—创意灵感—形成方案—动手制作—合作攻关—发布分享”的程序进行设计和体系构建。一个作品的产生一般需要多次反复,有些步骤需要反复循环,即迭代开发,只有这样才能使产品的质量和性能不断得到改善。

大学生创客教育模式的探索

根据创客创造的一般过程可以构建出创客教育的运营架构,如图2所示。

1.在创意坊形成创意原型

很多改变世界的创新发明,都来自最初在人们大脑中闪现的“念头”。创意坊为有奇思妙想的创客们提供一个不受拘束、自由进行头脑风暴创意的空间。大学生可以通过自由论辩、创意搭建等方法激发灵感的火花,通过众人的参与将火花引燃成有意义的创意概念原型。

2.机器人创客工坊与项目实施

创客工坊借鉴了美国MIT比特与原子研究中心发起的Fab Lab(Fabrication Laboratory,微观装配实验室)的模式。它更像是一个小型的工厂,目的是提供完成低成本制造实验的所需环境。人们在这里几乎可以制造任何产品和工具。

机器人创客工坊是一个快速建立原型的平台,创客通过工坊提供的激光切割机、3D打印机和3D扫描仪等CNC(Computer Numerical Control)机械设计与加工设备、材料,常用到的马达、传感器和控制器等,以及以Arduino、BeagleBone和Scratch为代表的开源软硬件等工具来实现其创意产品的设计和制作。

机器人创客工坊实现了“一站式”服务,摆脱了工具对创造性的制约,使人的创造本能得以释放。而且缩短了制作周期,提升了创造效率,即使新加入的学生,对仪器、工具和设备完全陌生,只要经过半天的培训实操,即可独立使用这些原本只有专业人士才能操控的数码制作工具。

从工具、原材料和环境角度来看,机器人创客工坊满足了绝大多数的创意转化成实物的一站式加工需求。完备易用的工具,能够吸引具有各种专长、兴趣爱好、创意的人,从而创造出一个由行动、热情、知识和分享所营造的创新氛围。一旦创意方案进入创客工坊,创客团队与创业团队就会开始新的合作。团队之间及团队成员之间能有效沟通和及时交流,并能够保证项目的进程和质量。

3.管理相关的职能

会员部负责新创客会员资格审核、会员注册和信息管理,为会员提供工具装备预约、活动预约和教练预约等服务。

项目部主要是对创意原型进行分类,并邀请校内和社会企业专家评估论证项目的可行性、可用性。

运维部负责对创意坊、创客工坊及其他各部门设备的维护与管理,主要的精力用于创客工坊的管理,包括各种工具的取还、耗材的管理、设备维护和保养等。

培训部负责创客培训和创客体系各工作岗位员工的培训。另外一个培训项目就是为创客培训相关软硬件的使用和项目流程。

发展部负责扶持在校大学生创业,将创客教育相关的场所和设备交由创业公司运作;为创意坊的头脑风暴室提供催生灵感和创意的活动场所;管理创客工坊,为创客提供设备使用培训,做好环境和工具维护及建设;为经过评审的项目融资促进项目的孵化,为创客提供全程的专家指导服务;为所有创客提供信息交互平台和管理。

创业公司的存在和参与是创客教育存在和发展的基石。例如,创客工坊必定需要工作人员来承担授课和维护管理工作。创客公司提供服务运作,避不开费用开销,公司如何盈利?学生创客是最大的服务群体,但他们自己没有收入来源,所以要保证创客项目活动正常进行,必须为他们提供近乎无偿的服务,而公司的运营也需要一定的开销,所以公司必须设法取得收入。

4.投融资平台和运作

创业公司主要服务对象是在校的大学生群体,他们靠父母资助上学,自己没有经济收入,所以公司必须对他们提供公益性的服务。为了筹集必要的开办费用,笔者所在学校采取了如图3所示的五种措施。

(1)创客管理采用会员制,并根据不同的服务需求对会员分级管理,会员需要缴纳少量的会员费。会员可以享受参加定期举办的专家讲座,免费使用创客工坊的制作工具,优惠参与数码工具的培训等。

(2)通过合法渠道争取到学校和政府拨款。优选创客科研项目,并根据评估结果申报校级、省级和国家级的大学生创新实践项目、科创课题和开放性实验项目等,获取学校和政府的政策性资助。

(3)寻求并接受社会企业捐赠。自行联系或通过学校团委等部门,与社会对接,接受社会和企业的公益捐赠。另外,可以与社会企业共同承办公益性的青少年创客教育活动,获得企业的赞助。

(4)为社会服务获得一定的回报。对外承接技能培训,获得一定的收益。学校通过与当地教育局签订合作协议,既为学生寻得社会实践服务的机会,又为该地区中小学普及机器人教育公益事业做出贡献,并针对有特殊需求的青少年提供专业机器人教育培训。

(5)从扶持创业成功的企业中,获得回报。通过公司专业化的运作,借助众筹等互联网金融的创新模式进行融资,让成熟的项目和产品走向社会,服务大众,从而产生社会价值和经济效益。

以上5种渠道,不仅能够保证公司的正常运营,也实现了机器人创客教育活动的健康开展。

5.机器人创客教育教练团队

创客,又称“自造者”,即自己动手将创意一步步做成实物的人。但在实现机器人产品创意的过程中,学科领域跨度大,很少有人能够面面俱到,更何况是大学生创客。而专家教练团队的引入,将拓展创客的空间,缩短创意变成实物的周期,提升产品的稳定性和可靠性。

教练团队往往需要从创意就开始介入,直到完成作品乃至项目推广及创业孵化成功。 参考论文

6.机器人创客活动开展及成果展示

举办创客大赛/文化节、创客嘉年华和召开创客教育研讨会等活动,为大学生创客营造一个学技练艺的环境。

创客作品的制作过程本身为大学生带来了满足感,但真正的回报却是来源于向别人的分享。通过展示,学生们分享自己的成果。同时,参观者在观看他人成果的同时,也会有自己的想法和期望,从而也会有一部分人加入到创客行列中来。另外,还可以开展优秀的团队案例展示。

结语

这种创客模式支持不同学科背景的大学生参与,允许他们从不同角度参与创造、创新过程,让大学生创客可以打破学科界限而投入其中、乐在其中,从而激发其积极性与创造性。

参考资料;http://zimeitichuangzuo.com/index.php?c=show&id=3093

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