發(fā)明和制造：創(chuàng)客教育的靈魂

陳染

在中國(guó)傳媒大學(xué)附屬小學(xué)的科技活動(dòng)展示上，一款“智能語(yǔ)音小藥柜”吸引了人們的目光。藥房的員工只要對(duì)著話筒說(shuō)出需要取用的藥品，對(duì)應(yīng)的藥柜就可以自動(dòng)打開(kāi)。這樣，就可以減輕藥房員工需要記憶100多個(gè)藥柜中藥品類(lèi)型的負(fù)擔(dān)。此外，智能語(yǔ)音小藥柜還可以在藥材不足的時(shí)候自動(dòng)向藥房工作人員進(jìn)行提醒，讓工作人員更加有效地管理藥品。

這個(gè)具有市場(chǎng)運(yùn)用前景的藥柜，是中國(guó)傳媒大學(xué)附屬小學(xué)電子智能社團(tuán)2位學(xué)生設(shè)計(jì)，耗時(shí)數(shù)月自主進(jìn)行的一項(xiàng)創(chuàng)客項(xiàng)目。電子智能社團(tuán)是傳媒附小的一個(gè)專(zhuān)注于創(chuàng)客教育的社團(tuán)，在這里，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到創(chuàng)客工具的使用，并利用它們進(jìn)行發(fā)明和制造。

30年前，普通人離發(fā)明和制造很遠(yuǎn)。要制造一個(gè)具有市場(chǎng)前景的產(chǎn)品，需要花費(fèi)大量精力進(jìn)行設(shè)計(jì)、工廠開(kāi)模、申請(qǐng)專(zhuān)利等一系列流程。這個(gè)流程往往花費(fèi)數(shù)年的時(shí)間，以及高昂的成本，以至于很多優(yōu)秀的設(shè)計(jì)最終只能停留在圖紙上，無(wú)法付諸生產(chǎn)。30年后，我們離發(fā)明和制造很近，隨著開(kāi)源硬件、桌面生產(chǎn)工具及相關(guān)軟件的發(fā)展，發(fā)明和制造的成本大幅降低，人們只需要幾個(gè)月就可以完成這個(gè)流程。即使是小學(xué)生，也可以在日常學(xué)習(xí)之余，完成智能語(yǔ)音小藥柜的發(fā)明和制造。這就是創(chuàng)客教育的靈魂。

要培養(yǎng)出一流的創(chuàng)客學(xué)生，教師首先必須是一個(gè)超級(jí)創(chuàng)客。制造一個(gè)自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)的是創(chuàng)客，發(fā)明一個(gè)語(yǔ)音智能小藥箱的是創(chuàng)客。制作一個(gè)簡(jiǎn)單的玩具也是創(chuàng)客。創(chuàng)客教育是一個(gè)繁雜的科目，很多教師初接觸時(shí)，會(huì)有無(wú)從下手的感覺(jué)。在“教師也創(chuàng)客”專(zhuān)欄中，我們將以創(chuàng)客工具的介紹作為主線，從常見(jiàn)的工具，到基礎(chǔ)的創(chuàng)客教育套件；從單一工具的制作，到多種技術(shù)的融合，教師可以從中為學(xué)生挑選合適的工具，幫助學(xué)生打開(kāi)創(chuàng)想的大門(mén)。同時(shí)將采訪專(zhuān)注于創(chuàng)客教育探索的學(xué)校和機(jī)構(gòu)，帶領(lǐng)讀者領(lǐng)略創(chuàng)客教育的優(yōu)秀案例和開(kāi)展經(jīng)驗(yàn)，為教師提供一個(gè)了解創(chuàng)客教育的窗口。

創(chuàng)客教育就在身邊

提到創(chuàng)客或創(chuàng)客教育，人們往往會(huì)想象以下的情景：一排排的3D打印機(jī)和激光切割機(jī)等工具，學(xué)生在略顯雜亂而又充滿(mǎn)創(chuàng)意的工作室里，或操作電腦，設(shè)計(jì)驚艷的新發(fā)明?；蛴脵C(jī)床，制造新奇的玩意兒。確實(shí)，這是一個(gè)典型的創(chuàng)客空間的工作場(chǎng)景。創(chuàng)客空間能夠?yàn)閯?chuàng)客教育提供優(yōu)良的物質(zhì)和工具基礎(chǔ)，但啟動(dòng)一個(gè)創(chuàng)客教育項(xiàng)目，未必需要一個(gè)完整的創(chuàng)客空間。只要留心尋找，創(chuàng)客教育的機(jī)會(huì)就在身邊。當(dāng)我們?cè)跁诚搿案呖萍肌钡慕逃h(huán)境時(shí)，不妨從“低科技”開(kāi)始看起。

我們桌子上的筆、紙、尺子、剪刀等都是用了數(shù)千年的工具，但即使到現(xiàn)在，創(chuàng)客也無(wú)法完全擺脫這些東西。生活中常見(jiàn)的瓶子、大頭針、鐵絲等材料都可以做出很棒的創(chuàng)客教育作品。擁有創(chuàng)客的思維和行動(dòng)力，這些工具將更好地幫助你實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想。

我們從日常生活中發(fā)現(xiàn)創(chuàng)意，用最簡(jiǎn)單的工具和材料制造獨(dú)一無(wú)二的物品，就可以實(shí)施出一個(gè)最簡(jiǎn)單的創(chuàng)客教育活動(dòng)。專(zhuān)欄文章將從這類(lèi)最簡(jiǎn)單的創(chuàng)客教育活動(dòng)人手，在生活中發(fā)現(xiàn)創(chuàng)意，用常見(jiàn)的工具將想象中的創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)出來(lái)，帶領(lǐng)讀者完成獨(dú)特的創(chuàng)客教育初體驗(yàn)。

玩轉(zhuǎn)創(chuàng)客教育套件

熟悉“低科技”的基礎(chǔ)操作是必要的，但正是因?yàn)橛泻芏唷案呖萍肌惫ぞ叩膮⑴c，才成為如今創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)與以往手工課不同的地方。如此多的工具，學(xué)生該怎樣選擇？該從哪兒開(kāi)始學(xué)習(xí)？如何快速學(xué)會(huì)使用某種工具？作為教師，我們應(yīng)該如何幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)他們的創(chuàng)客夢(mèng)想？

好在現(xiàn)在市面上，我們可以找到很多不同的創(chuàng)客教育套件，讓學(xué)生在玩轉(zhuǎn)套件的同時(shí)，學(xué)習(xí)到創(chuàng)客的思考方式和動(dòng)手能力。創(chuàng)客教育套件在設(shè)計(jì)之初就考慮了使用者的年齡、動(dòng)手能力和知識(shí)理解程度，以建構(gòu)主義的教育思想為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，幫助學(xué)生成長(zhǎng)為真正的創(chuàng)客。目前創(chuàng)客教育套件類(lèi)型十分多樣，品牌不勝枚舉，比如機(jī)器人類(lèi)型套件、電子積木類(lèi)型套件等。另外，在創(chuàng)客教育中，計(jì)算機(jī)編程的參與也非常重要。盡管有的編程教育工具沒(méi)有實(shí)體，但也是創(chuàng)客教育中不可或缺的一部分。

在專(zhuān)欄文章中，我們將陸續(xù)介紹樂(lè)高、LittleBits等數(shù)款不同類(lèi)型的創(chuàng)客教育套件，供教師參考。

樂(lè)高是最早進(jìn)行創(chuàng)客教育的公司之一。它是一種主要以塑料為材質(zhì)的積木玩具，它通過(guò)凹凸結(jié)構(gòu)連接的模塊，讓每個(gè)人都可以在拼接的過(guò)程中充分發(fā)揮想象力。樂(lè)高模塊化的特點(diǎn)使得學(xué)生可以用非常少類(lèi)型的材料，幾乎不用額外加工，便可以搭建出自己想要的創(chuàng)客設(shè)計(jì)。早在1988年，樂(lè)高便與創(chuàng)客教育的先驅(qū)——麻省理工學(xué)院教授西摩爾·派普特合作，聯(lián)合開(kāi)發(fā)“頭腦風(fēng)暴”系列智能可編程化積木，并于1998年上市。目前，頭腦風(fēng)暴系列已經(jīng)發(fā)布第3代樂(lè)高機(jī)器人Mindstorms EV3，逐漸成為越來(lái)越多的創(chuàng)客教育者的選擇。

而LittleBits是2009年發(fā)布的一款電子積木式產(chǎn)品。與樂(lè)高不同，LittleBits的模塊之間連接采用磁性吸附的方法，學(xué)生可以將不同的模塊化電子器件拼接成各種類(lèi)型的物品。LittleBits目前有60多種不同模塊，學(xué)生在學(xué)習(xí)中，能夠快速掌握基本電路的搭建，并與其他材料結(jié)合，設(shè)計(jì)出屬于自己的作品。

開(kāi)源硬件和桌面制造：實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)想

開(kāi)源硬件和桌面制造工具的出現(xiàn)和大規(guī)模使用，極大推動(dòng)了現(xiàn)代創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。在學(xué)生熟悉創(chuàng)客教育套件之后，就可以把學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到這上面去。

開(kāi)源硬件是指與自由及開(kāi)放源代碼軟件相同方式設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)和電子硬件。開(kāi)源硬件設(shè)計(jì)者通常會(huì)公布詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)資料，如機(jī)械圖、電路圖、物料清單、PCB版圖、HDL源碼和IC版圖，以及驅(qū)動(dòng)開(kāi)源硬件的軟件開(kāi)發(fā)工具包等。開(kāi)源硬件產(chǎn)業(yè)鏈完整、價(jià)格低廉、開(kāi)放性強(qiáng)的性質(zhì)，廣受創(chuàng)客教育者的歡迎。目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的開(kāi)源硬件已經(jīng)有50多種，教師可以根據(jù)選擇適合自己和學(xué)生的硬件。

在新工業(yè)革命中，以3D打印機(jī)為代表的桌面生產(chǎn)工具悄然重塑了制造業(yè)。桌面制造工具體積足夠小、價(jià)格足夠低廉、操作足夠簡(jiǎn)單，這些特點(diǎn)使得現(xiàn)在及未來(lái)的學(xué)生都能夠很好地學(xué)習(xí)和掌握它們。3D打印技術(shù)已經(jīng)成為眾多校園及創(chuàng)客空間的一項(xiàng)主要選擇，在創(chuàng)客教育方面，它因具有能夠塑造可重用的多態(tài)教育對(duì)象、蘊(yùn)含“設(shè)計(jì)思維”的個(gè)性化創(chuàng)造工具，以及打造虛實(shí)結(jié)合的教育創(chuàng)新應(yīng)用平臺(tái)的特點(diǎn)，受到廣大教師的青睞。（《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》評(píng)價(jià)3D打印機(jī)為“它對(duì)社會(huì)影響的深遠(yuǎn)程度可能同1750年的蒸汽機(jī)、1450年的印刷機(jī)和1950年的晶體管一樣，沒(méi)人能輕易預(yù)料。它迅速發(fā)展著，對(duì)每個(gè)相關(guān)領(lǐng)域都產(chǎn)生著巨大的影響?！?/p>

融合和創(chuàng)新：成為真正的創(chuàng)客

創(chuàng)客教育不僅是用創(chuàng)客的方法進(jìn)行教育。也是將學(xué)生培養(yǎng)成真正創(chuàng)客的一個(gè)過(guò)程。在智能語(yǔ)音小藥柜的發(fā)明中，學(xué)生從身邊發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)，綜合運(yùn)用Arduino、激光切割等多種工具，并利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行編程，在沿用了數(shù)百年的藥柜中融入了科技的色彩，成為一個(gè)全新的產(chǎn)品。在發(fā)明和制造智能語(yǔ)音小藥柜的過(guò)程中，學(xué)生接受了系統(tǒng)化的創(chuàng)客教育，成為了真正的創(chuàng)客。