中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1009-5195(2019)03-0040-10 制造业是立国之本、兴国之器、强国之基(中华人民共和国中央人民政府,2015)。发展先进制造业,实施制造强国战略,是实现中华民族伟大复兴的必由之路。创新型工程科技人才是新时代制造强国建设的核心力量。为应对全球新一轮科技革命和产业变革的重大机遇与挑战,为主动服务国家创新驱动发展和“中国制造2025”“新一代人工智能发展规划”等重大战略实施,中国制造强国战略迫切需要一大批创新型工程科技拔尖人才、领军人才和大国工匠、高级技能人才。当前,新产业、新技术、新业态、新模式驱动的新经济发展,对我国创新型工程科技人才培养提出了更高的要求,万物感知、万物互联、万物智能的智能化时代的到来也急切呼唤我国工程教育变革。中国工程教育能否支撑起中国制造应对以智能制造为核心的新一轮工业革命的挑战?能否承担起“中国制造2025”制造强国战略的重任?能否培养和造就一大批具有自主创新能力与实践能力的创造性工程科技人才?这是不可回避的时代命题。 《中国工程教育质量报告》指出,中国工程教育存在以下共性问题:工程教育对现代工程发展需求适应性不足,校企产教深度融合与协同育人的制度保障仍需加强,工程教育在工科学生的设计或开发能力、工程实践能力、国际视野和跨文化交流能力、竞争与合作能力培养方面存在明显不足(教育部高等教育教学评估中心,2016)。面向“中国制造2025”提出的以创客教育理念变革中国工程教育模式,为中国工程教育存在的现实问题提供了可操作性的解决方案。当创客教育理念引入工程教育领域时,我们不禁产生以下三个问题:创客教育作为一种新型教育模式,将其应用于工程教育之中是否具有合理性;如果合理,它具有什么样的教育本质、教育目的和教育价值;人们推进创客工程教育应该遵循什么样的实践原则。本研究就此问题进行深入探索,以期为我国工程教育管理者与实践者提供理论参照与实践借鉴。 一、工程教育范式的演进与转型 纵观世界近代工程教育的发展史,科学发展、技术进步、工程创新以及产业变革,对工程教育范式的演进产生了极其深远的影响,从工业发展初期至21世纪初期,工程教育范式经历了技术范式、科学范式以及工程范式三个发展阶段。 21世纪科技发展日新月异,技术创新突飞猛进,新一轮科技革命和产业变革初现端倪。以人工智能、大数据、云计算、物联网、增材制造、虚拟现实等为重要标志的新一代信息技术与制造技术革命,促使社会生产方式和产品制造模式都发生了根本性的转变。随着新一轮工业革命的来临,工程范式也面临进一步发展和深化,以适应新工业体系与社会发展模式的转变(邱学青等,2014)。新工业革命召唤工程教育的发展与变革,工程教育则需要建立面向新工业革命的新范式,以培养具有全球视野、人文情怀、批判性思维、创造性、问题解决、社会责任感、工程伦理意识、合作共享和协调发展理念的创造性工程科技人才(邱学青等,2014)。 移动互联、数字化设计与制造技术、增材制造技术、开源软硬件等新兴技术的开放普及,使得社会普通民众可以便利快捷地实现从创意到产品的转化,开启了全民自主制造、自由创造的创客时代,全球创客运动由此兴起。创客运动是指大众以精益求精的工匠精神,以人为本的设计思维和知行合一的实践智慧,充分应用新兴科技,通过创新设计和工程实践,创造出独特而新颖的作品或产品的造物行动(陈鹏,2016a)。创客运动强调充分应用智能制造、数字化设计与制造、网络制造、增材制造、虚拟现实等智能化、数字化、网络化、虚拟化制造新技术,进行大众创新、用户创新、协同创新、开放创新,将已经获得成功的商业互联网模式“准入门槛低、注重创新、强调个体创新”的特点引入制造业,通过多品种、小批量和定制化的生产模式,来满足消费者日益增长的差异化、多样化和个性化的需求,给全球制造业带来一场新的革命(刘建昌等,2015)。 近年来,全球创客运动方兴未艾,类型纷呈的创客空间、丰富多彩的创客活动在许多国家和地区不断涌现。以学校创客空间和社会创客空间为主要类型的创客空间,成为全球创客集聚创意、创新、创业的乐园。以制汇节(Maker Faire)、创客马拉松(Maker Malathion)、创客公开赛(Maker Open)、创客嘉年华(Maker Carnival)为主要类型的创客活动,成为全球创客汇聚、展示、分享与交流的重要舞台,并承载着中小学STEAM教育和高等工程教育的工程科技综合实践。形态多样的创客空间与形式各异的创客活动,有效地促进了创客文化的激荡与交融,并催生了一大批极具创意的创造性产品和极具活力的创新性企业。纵观创客运动的历史和创客文化的传承,“开源、分享、实践、创意、创新、创业”(丁大琴,2015)已经成为世界创客文化的特色基因。在席卷全球的创客运动与创客文化的影响下,新兴科技、信息技术与现代教育的深度融合,有力地推动了创客教育的萌芽与发展。世界创客运动已经对全球社会、经济、文化和教育都产生了深刻的影响,创客运动对各国教育领域的深刻影响孕育了崭新的教育形态——创客教育,成为社会创新教育的新范式(杨刚,2016a)。 创客运动与创客文化对全球教育的影响具体体现在推动教育理念、教育内容与教育模式的革新,并促使传统教育向创造教育转变。因此,在全球创客运动的召唤与创客文化的浸润下,工程教育需要紧跟全球科技创新模式与知识生产模式发展与变革的步伐,由工程范式向创造范式转型。创造范式对于工程教育的价值在于:在形而上层面,它体现了工程教育的价值取向,不仅需要教育学生学会学习、学会合作、学会生存、学会关心,还要教育学生学会做人、学会生活、学会发展、学会创造。在形而中层面,它蕴含了创客教育的育人理念,提倡开展基于造物的学习,注重引导学生在创客工程项目的实施过程中自主建构超学科知识体系,在科学探究、技术集成、工程建造、团队协作和创新实践中自主开发创造性产品、系统或服务。在形而下层面,它彰显了一种创客教育的实践模式,即注重在学、教、做与研、思、创统一的创造教育实践中培育创造性工程科技人才。