标题 | 微观装配实验室在高等职业教育中的重要作用① |
范文 | 谭凌峰,李备,吕利昌 [摘 要] 微观装配实验室又名Fab实验室(fabrication laboratory),是麻省理工学院比特与原子研究中心的教育延伸,是其在数字制造和计算方面研究的拓展。Fab实验室不仅对于创新方式重新定义,同时也对创新和知识传授的融合方式进行了全新的诠释。目前越来越多的学校使用Fab实验室来实施基于项目的STEM(Science Technology Engineering Mathematics)实践教育课。因此,该实验室必然是一个跨学科、区别于传统实验室运作的新型实验室。分别从高等职业教育的现存问题、创新教育以及创业教育三个方面论述微观装配实验室的重要作用。 [关 键 词] 微观装配实验室;创新创业;高等职业教育 [中图分类号] G717 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2018)12-0024-02 一、微观装配实验室介绍 Fab Lab即微觀装配实验室(Fabrication Laboratory),是美国MIT比特与原子研究中心发起的一项新颖的实验——一个拥有几乎可以制造任何产品和工具的小型工厂。Fab Lab的最初灵感来源于Gershenfeld教授于1998年在MIT开设的一门课程“如何能够创造任何东西”,使没有技术经验的学生在课堂上随心所欲地创造出满足个性化需求的产品,这也逐渐成为Fab Lab萌芽的创新研究理念[1]。 Fab实验室通过一个知识共享网络将全世界覆盖30个国家和24个时区的学习者、教育者、技术人员、研究人员、创客和发明者联系在一起,其建立的理念是通过Fab实验室中相同的制造工具和处理流程,建立一个基于分布式实验室的全球化研究和发明网络。 Fab实验室不仅对创新方式进行重新定义,同时也对创新和知识传授的融合方式进行了全新的诠释。学生创新活动的热情使Gershenfeld教授认为与其让人们接受科学知识,不如给他们装备、相关的知识以及工具让他们自己来发现科学。目前越来越多的学校使用Fab实验室来实施基于项目的STEM(Science Technology Engineering Mathematics)实践教育课。相比于传统的固定式课程设计,Fab实验室的教学方法立足于一个真实、可参与的教学环境,在这个环境中,学生通过猜想、设计、样机研究和思考的迭代过程,寻找问题的解决方法或者将他们的想法变成现实。使用者正是在设计和创造自己感兴趣的物品的过程中进行学习。通过制作物件本身的经历,使用者可以相互指导和学习,获得对机械、材料、设计流程和创新发明工程更深刻的理解。 二、微观装配实验室对高等职业教育中现存问题的重要作用 目前高等职业教育采用学校自主办学形式,主要依据学校自身的办学条件和对市场的判断来进行课程设置。基于这种机制的课程设置,存在明显的缺陷和不足:(1)盲目设置课程,学校自身条件的限制以及对就业市场的预计错误或者偏差,都有可能造成不恰当的课程设置甚至脱离实际。(2)课程之间衔接不恰当。由于课程设置缺乏应有的论证,各门课程之间不能形成完整的逻辑结构体系,甚至相互脱节。(3)国内职业院校的学生普遍存在对理论知识不感兴趣或者基础差无法理解的现状。 上述三点职业教育中的问题,可以归结为动手能力不足和与社会结合不足。目前传统的知识体系和其社会应用都正在发生重大变化,正如《创客新工业革命》一书中提到的“比特和原子简要描述了软件与硬件或是信息技术与其他一切事物之间的分别。现在,两者之间的区别逐渐模糊”[2]。但是我国高等职业教育发展不足,专业设置和教学内容与实际需求和就业联系不够紧密,技能型人才的培养还不能很好地适应我国经济社会发展的需要。虽然职业院校外聘企业资深专家或者其他专业人士来增强学生和社会的联系度,但是始终存在参与度很低的问题,学生无法感同身受。 FabLab对这类传统高职教育现存问题的贡献主要在于它从微观领域出发的实践主义发展思路为相关理论的思考和应用提供了宝贵的支点。首先在FabLab中进行的项目一般为跨学科项目,从设计的角度包含了工业设计和电子设计,从实现维度的角度包含平面、三维,从实现功能的角度包含机械制造和电子制造。因此,从基于对象的分类方法出发,FabLab实验室中涉及的课程覆盖了电子信息类比如电路原理、微机控制等,到工业设计比如工业美术、造型设计等,更为广泛的还包括计算机专业等。但是这些相关课程只是离散的存在,相互之间没有有机的联系。 基于项目运作的FabLab项目则是串联起这一系列离散课程的业务纽带。学生在目标明确的项目课程中,有步骤地学习各科的相关知识来完成项目节点中所要求的内容,在实践中从感性认识入手完成理论知识的学习和传递。随着项目难度的加大,对相关课程中对应理论知识理解的加深也可以循序渐进。这种沉浸式的教学模式很好地解决了职业教育中理论学习和实践知识脱节的现象,让学生有针对性、有目的地学习,同时亦改正了学校课程设置中过于死板或者过于随意的弊病,做到师傅领进门,修行在个人。 三、微观装配实验室对高等职业教育中创新教育的重要作用 高等职业教育对人才的培养主要着眼于技能型人才,而不同于普通高等院校的理论型和学术型人才。同样,高职教育的创新教育更加重视技术应用层面的创新,包括操作技能和应用方法的创新。但是目前高职院校的创新教育中问题较为突出的两点分别为:(1)对高等职业教育的创新认识不足;(2)高等职业教育的创新方式单一。 从创新教育者自身的角度来看,创新认识不足大概来自两个方面:技术门槛,对现有科学知识和技术没有真正看懂和融会贯通;思维保守,思维不开放。前者是客观的门槛,也是技术爆炸性发展的现状,后者是主观上的门槛,不少人认为创新是本科院校和某些领域专家的事情,与自身关系不大,这种情况在一定程度上也受到前者制约。在科学知识深度细化和发展的今天,一种产品中涉及的知识领域和实现技术越来越多,这是社会分工高度细化的结果,也是社会合作的发展趋势。 另一方面,高职教育中创新教育方式的单一可以归咎于教学活动环境不够开放。目前的高职类教学活动主要体现为课堂板书式的理论知识传授和传统实验课中针对某个特定知识点的实操训练。这两种传统授课方式的共同点在于学生始终是被动接受某一限定范围内的离散知识点。学生的创新欲望和创新意识匮乏,同时其也很难被激发。 而FabLab在功能定位上区别于传统实验室,为职业教育的实践教育提供场地和内容,使学生在实现的过程中实现创新,在场景式和项目式的学习环境中,加深对知识的理解和强化动手能力。Fab实验室选择了技术基础迥然不同的院系和专业展开实验,却将与不同学科、环境、特定需求的融合主旨贯穿始终,通过使用者和开发者角色的统一,不但打破了创新和应用间的壁垒,使用户创新有了实现的基础,而且在以项目运作的STEM相关教学实践活动中,强化了学生的主观感受,也加强了学生的参与意愿。 四、微观装配实验室对于高等职业教育中创业教育的重要作用 国家领导人在2014年夏季达沃斯论坛开幕式上提到:借改革创新的东风,在中国960万平方公里的大地上掀起一个大众创业、草根创业的新浪潮,中国人民勤劳智慧的自然禀赋就会充分发挥,中国经济持续发展的发动机就会更新、换代、升级。高职类院校建立Fab实验室的目的不同于社会力量建设的Fab实验室,亦不同于普通高等院校。除了前面提到的新型职业教育的实践场地外,创业实践是一个更为重要的着眼点,意在强化职业教育和职业技能应用的无缝衔接,而创业是这一衔接的良好实现途径。真正的创业实践开始于创业意识萌发之时,大学生的创业实践是学习创业知识的最好途径。 Fab实验室体现的教育观点是与其让人们接受科学知识,不如给他们装备、相关的知识以及工具让他们自己来发现科学,这同时强化了知识素质和能力素质。具体体现为Fab实验室一定是完全本地化的机构,是学生在完全沉浸式的环境中通过实践来深化对知识的学习和理解,而在这期间将学会合作、决策和如何管理一个小型的团队(也许没有明确的职位,但是团队管理的雏形必定存在)。可以看出基于项目的Fab实验室的实践课程是一个综合性的学习过程,可以让学生在实践中学会所需要的知识以及完善和提高所要具备的素质。另外,对创业机会的发现与把握,社会环境的变化,比如产业结构的变化、科技进步、通信革新、政府放松管制、经济信息化、服务化、价值观与生活形态化的变化等都会导致市场需求、市场结构的变化,这个时候会带来很多的创业机会。从可参与性的角度,Fab实验室围绕个人制造和草根创新的理论与实践鼓励更广大的群体(当然包括学生)参与到创新创业的过程中来。从市场的角度,Fab实验室属于个体式制造,其个性化定制和小批量制造的生产方式,极大地降低了创业初期对资金的需求和市场的判断。因为在初期属于个人行為,在Fab实验室完成的产品原型可直接委托产品孵化平台进行设计优化和小批量生产,依据市场反应的程度,可以决定后续的投入和发展。这个过程相比于传统的创业方式,准入门槛低、快速实现、鼓励个体创新,允许更多学生加入创业的行列中。Fab实验室的实践和经验为用户参与创新、成为创新主体提供了切实可行的支撑环境,促进了知识与创新的激荡、传播和分享,也将为高等职业院校建设以用户为中心、需求为驱动的就业创新园区以及构建就业创新体系提供重要借鉴。 五、结论 本文从微观装配实验室的概念出发,分别论述了该实验室对高等职业教育的现存问题、创新教育以及创业教育的重要作用。由于Fab实验室实际上提出了一种新的生产方式即个人制造,配合各种实验设备比如3D打印机、3D扫描仪等,构造一种沉浸式的教学环境和向导性的教学方式即项目化教学。这两种方式很好地解决了我国高等职业教育中理论知识与实践脱节的问题,使学生始终有目标地纵向系统学习知识。很好地兼顾了职业教育的实战型与理论知识深度的平衡。同时该实验室亦可作为高校对外合作的窗口,有效地吸引社会资源来加强校企合作使学生可以较为全面和及时地了解本专业的社会应用情况,同时也实现了社会创新和高校创新的社会责任,使高校资源在满足自身教学需求的前提下,提供更好的社会服务,实现学校和社会的双赢。因此,微观装配实验室不仅对我国的职业高等教育有着重要的作用,同时也是我们解决就业实现自主创新的重要途径。 参考文献: [1]宋刚,陈凯亮,张楠,等.Fab Lab创新模式及其启示[J].科学管理研究,2008,26(6). [2]姜奇平.创客:新工业革命[M].北京:中信出版社,2012:16-17. |
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