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本文由《现代远程教育研究》授权发布
作者：陈鹏
摘要
智能化时代的到来，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。面向“中国制造”提出的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。基于创客教育与工程教育深度融合的视角，提出了创客工程教育新概念，创客工程教育的基本理念是将“开源、分享、实践、创意、创新、创业”的创客文化基因，融入到工程教育的改革与实践之中，以培养具有创客素养的工程科技人才。创客工程教育的本质在于对生命和创造的灵*“自觉”的唤醒，其教育目的则是面向创新型国家建设与制造强国战略，培养具有“工匠精神、设计思维、创造性、批判性思维和实践智慧”等创客核心素养的工程科技创客。创客工程教育的价值就在于发展工程科技创客的核心素养。因此，创客工程教育发展战略应从课程观、教学观和环境观三个维度体现创客工程教育的发展理念，基于实践原则和大工程观，分类培养、协同开放，根植生活推进创客工程教育。
关键词：创客工程教育；创客教育；工程教育；深度融合；概念内涵
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*府，）。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”“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*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”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，）。面向“中国制造”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，）。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，）。
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，a）。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，）。
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（MakerFaire）、创客马拉松（MakerMalathion）、创客公开赛（MakerOpen）、创客嘉年华（MakerCarnival）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，）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，a）。
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。
二、创客教育的本质澄清与问题透视
创客教育是世界创客运动与教育发展变革交融激荡的产物，我国学者对创客教育本质的认识莫衷一是。创客教育的目的是要把青少年培养成具有创新意识、创新思维和创新能力的创新人才（何克抗，）；创客教育的最终目的是培养具有创新意识、创意思维、创业素养和创造能力的高层次应用型人才（杨刚，a）。以何克抗、杨刚等为代表的我国学者关于创客教育本质的表述，强调创客教育继承了创新教育的理念，其根本目的是培养具有创客素养、创业素养、创新素质的创新型人才。创客教育研究者和践行者对创客教育本质认识的局限性，在一定程度上导致我国当前创客教育的整体水平偏低。
当前我国创客教育存在的问题主要体现以下三个方面：一是创客教育目标的精英化。当前创客教育的边缘化地位没有得到根本改变，其教育理念和模式并未真正走向学校教与学的中心，仍滞留于传统的“第二课堂”或“综合实践活动”。大部分学校只是将创客教育作为针对少数精英学生的“小众化教育”，并没有在全校范围内进行创客教育的整体规划与具体实施。二是创客课程活动的功利化。开展创客竞赛活动有利于创客教育的落地实施，但是我国实施创客教育模式过于看重各级各类创客竞赛中的名次、奖项和证书，这让创客课程活动充满了功利性和竞技性，从项目构思到成品制作，完全针对国内外创客竞赛量身设计，创客课堂俨然变成“精英学生的竞赛集训班”，逐渐背离了创客教育的本义，面向全体学生且遵循学生学习与成长规律的创客课程教学模式还没有真正成形。三是创客空间建设的技术化。创客教育诚然离不开新技术和新设备，但是盲目追求技术至上与工具盛宴，只会让学校成为新技术的试验场。特别是在市场的推波助澜之下，各级各类学校唯恐在新一轮教育技术竞赛中失去先机，纷纷试水人工智能、机器人、无人机、物联网、增材制造（3D打印）、虚拟现实和增强现实等高新科技。高新技术装备拿来主义背后的创客教育，却难于涌现学生原创性的科学发现与技术发明。
因此，我们有必要突破创客教育认识的桎梏，澄清创客教育的本质，从而破解当前我国创客教育研究与实施过程中存在的上述难题。美国学者马丁尼兹（SylviaLibowMartinez）和斯塔哲（GrayS.Stager）认为，创客教育就是培养能利用各种技术手段与方法，把创意转化成真实产品的创客人才（何克抗，）。钟柏昌认为，创客教育是以造物的形式培养青少年创客综合实践能力的一种工程教育（钟柏昌，）。上述学者对创客教育的阐述回归了创客概念的本义，回归了创客教育人工造物的工程本质，也体现了创客教育的基本价值取向，即把学生培养成为能够利用数字化设计与制造技术、增材制造技术、开源软硬件技术等其他新兴科技，有效地配置经济资源、社会资源、自然资源、知识资源等各类资源，有目的、有计划、有组织地将自身的创意转变为新颖、独特且具有社会或个人价值的真实产品的工程科技创客。
三、创客工程教育：创客教育与工程教育深度融合
工程教育是根据一定社会要求和受教育者身心发展规律，由工程教育者有目的、有计划、有组织地对受教育者身心施加全面系统影响，以达到培养工程科技人才的社会活动（王家忠等，）。工程教育旨在培养和造就改造世界、创造产品的工程师、工程技术专家或工程技术员。创客教育是指在全球创客运动的蓬勃兴起背景下，根据创客时代的社会要求和受教育者身心发展规律，由创客教育者有目的、有计划、有组织地开展以人工造物为核心的创客学习实践，以达到培养工程科技创客的社会活动。创客教育旨在培养将创意转变为创造性产品的工程科技人才，即众创时代的工程科技创客。
《全国企业创新调查年鉴》显示，年，在全部调查对象中有60.9%的企业没有开展创新活动，远高于欧盟15国44.3%的平均水平，此外还有4.5%的企业创新尚未成功或遭遇失败（中华人民共和国科学技术部，）。尽管近年来我国制造业企业自主创新活动逐年增多，但是制造业企业自主产品创新能力与工艺创新能力均有待提升。大部分接受过工程教育的毕业生，在制造业企业担任工程师、工程技术专家或工程技术员。他们在没有创新活动的制造业企业开展的工程实践活动，显然不具备创客运动的基本特征，并非都能够将自身的创意转变为新颖、独特的真实产品，因此，他们不完全都是创客时代的科技创客。当前在我国各类学校的工程教育教学中，仅有少数学生基于科学技术研究、科技创新实践、创新创业竞赛等工程创新活动，将自身的创意转变为具有发明专利新颖性、创造性和实用性特征的原创产品。国家知识产权局“知识产权统计简报”显示，年，我国发明专利申请量、授权量分别为.2万件、43.2万件，企业在国内发明专利申请中所占比重为64.3%，由此可见企业是我国开展技术创新活动的主体，而高校师生进行技术创新活动所占比重不高。因此，当前创造范式还未成为我国工程教育的基本范式，工程教育也还不完全具备创客教育的基本特征。
工程教育与创客教育两者既有区别又有联系（见下表）：工程教育侧重于面向工科学生，通过发展其工程素养以培养智能时代的工程科技人才，倡导基于单一学科进行基于设计的学习，注重引导学生设计作品，教师是知识传递的主导者，学生是知识传递的接受者，班级授课制（课堂教学）是工程教育的主要教学方式。创客教育侧重于面向大众，通过发展其创客素养以培养众创时代的创客，倡导基于跨学科进行创造的学习，注重引导学生创意作品，教师是创客学习的服务者，学生是创意作品的创造者，创客项目学习是创客教育的主要学习方式。创客教育与工程教育在培养对象、培养目的、教育价值、教学方式、知识生产、学习产出、师生角色等方面存在显著差异，因此，创客教育不能完全等同于工程教育。但是两者又存在共同点，工程教育培养的工科学生部分成长为企业的卓越工程师，他们是自主创新型企业的技术创新主体，大都属于众创时代的工程科技创客，部分工科学生在基于设计的学习中自主开展技术创新活动，他们创作的作品往往也是优秀的创客作品或产品。
表创客教育、工程教育与创客工程教育的比较
工程教育的理想是培养和造就高创造性的工程科技人才，创客教育与工程教育的价值取向在创造性工程科技人才培养方面殊途同归。创客教育为工程教育从工程范式向创造范式转型，提供了创新教育的新思维和新路径。因此，我们基于创客教育与工程教育深度融合的视角，提出“创客工程教育”（MakerEngineeringEducation）这一新概念。创客工程教育的基本理念是将“开源、分享、实践、创意、创新、创业”的创客文化基因，植入全民创客运动之中，运用新一代信息技术、增材制造技术、开源软硬件技术以及其他新兴科技融入到工程教育的改革与实践之中，以培养具有创客素养的工程科技人才。
创客教育是以培养具有创客素养的创客为主要目标的一种新型教育模式，而创客工程教育是一种新型的创客教育模式，是指以创意、创新和创业型工程科技人才培养为主要目标的全面工程教育（TotalEngineeringEducation）（涂善东，），其涵盖整个工程教育体系，覆盖从小学、中学、大学本科到研究生教育的各个教育阶段。创客教育注重培养学生的创客精神和发展学生的创客素养，旨在面向创新型国家建设培养创新型人才；而创客工程教育则以学生造物为中心，强调在产品、过程和系统构建中培养工匠精神、设计思维、创造性、批判性思维和实践智慧等创客核心素养，并着力发展科学、工程、技术、信息、人文和艺术等综合素养，旨在培养适应新工业革命与制造强国建设需要的工程科技创客。相对于创客教育与工程教育，创客工程教育侧重于面向大众（工科学生为主），通过发展其创客素养、综合素养以培养工程科技创客，倡导基于超学科进行造物的学习，注重引导学生通过开展创客工程项目学习活动实现作品的创作或产品的创造。创客工程教育的教师是众创时代的共教、共学和共创者，学生则是众创时代的创意、创新和创业者。
四、创客工程教育的本质、目的和价值
关于创工程客教育的内涵，可以从教育本质、教育目的和教育价值三个维度去理解。从教育本质的维度看，创客工程教育是激发和引导学生自我发现、自我发展和自我实现的创客教育；从教育目的的维度看，创客工程教育是以培养工程科技创客为目的一种新型创客教育模式；从教育价值的维度看，创客工程教育是以发展学生创客核心素养与综合素养为主的一种新型教育模式。
1.创客工程教育的本质
教育的本质在于引导人认识自己，实现自己，既成为社会的人，也成为他自己（陈怡，）。创客工程教育旨在用创客文化、理念和方式去改造传统的工程教育。因此，创客工程教育的本质在于唤醒学生的文化自觉、向学的生命与创造的灵*，其本质不在于“外铄”，而是对于生命“自觉”的唤醒。一是唤醒学生“原初本性”的文化自觉，让学生置身于“开源、分享、实践、创意、创新、创业”的创客文化中发现自我。二是唤醒学生“现实生命”的向学自觉，让学生在主动学习、自由探究、沟通协作、创新实践和对话共享的创客行动之中发展自我。三是唤醒学生“自我实现”的创造自觉，让学生在人工造物即新产品、系统和服务的创意、创新和创造之中实现自我（冯现冬，）。创客工程教育让学生既实现其个性的发展、内心的丰盈和生命的成长，又让学生回归人的自由、创造的本性，并且为社会创造新的价值，进而提升人的生命品质。
2.创客工程教育的目的
教育的目的在于培养个体的、社会的和历史的人。创客工程教育的目的则是在全球化、智慧经济与互联网信息时代背景下，面向创新型国家建设与制造强国战略培养具有“工匠精神、设计思维、创造性、批判性思维、实践智慧”等创客核心素养的工程科技创客。其中工匠精神是工程科技创客造物的灵*，培养其工匠精神，工程科技创客们才会在造物中做到敬业（无私奉献、严谨专注）、精业（精益求精、一丝不苟）和创业（开拓创新、止于至善）。设计思维（DesignThinking）是工程科技创客造物的方法，培养工程科技创客的设计思维，就是使其能够利用设计师的敏感性和思维方法，通过“用同理心思考用户需求、捕捉机会定义真实问题、创意构思问题解决方案、设计与制作产品原型、测试改进并持续优化”的创造性问题解决过程，最终实现问题的创新解决或产品的创新设计（闫寒冰等，）。创造性和批判性思维是工程科技创客造物的品质，培养工程科技创客的创造性，主要是指培养其创造性思维和创造性人格，进而发展其创造性问题解决能力；培养工程科技创客的批判性思维，主要是指培养其“解释、分析、评估、推论、说明和自我调控”的批判性思维核心技能，以及“探索真理、思想开放、分析性、系统性、自信和好奇”的批判精神（*朝阳，）。实践智慧是工程科技创客造物的手段，通过培养工程科技创客的实践理性、向善的技艺、促进学生内在的自我创造，来培育其复杂问题解决的实践智慧（郑燕林等，）。
3.创客工程教育的价值
创客工程教育的价值在于发展工程科技创客的核心素养。通过对国内外众多知名创客的学习与成长历程深入分析，我们发现工程科技创客在造物实践中，不仅要以科学精神探究工程技术问题、以工匠精神进行产品持续改进、以创业精神开拓产品应用市场；而且还需要终生的学习能力自主建构跨学科知识，高水平的创造性思维、创造性人格以及批判性思维进行产品的发明创造，以人为本的设计思维进行产品的创新设计；同时还应具有科学素养、技术素养、工程素养、信息素养、人文素养和艺术素养等综合素养，从而以科学精神、技术理性、工程思维、信息意识、人文情怀、艺术底蕴进行工程科技产品的创意、创造和创新。
因此，我们认为创客素养主要由“自我认识与调控”一个个体领域素养，“交流沟通、团队合作”两个人际领域素养，“工程、科学与技术素养”“人文社会科学与艺术素养”“数字化学习与创新素养”三个基础领域素养，“科学精神、工匠精神、企业家精神、分享精神”四个意识领域素养，以及“自主学习、创造性、设计思维、批判性思维、实践智慧”五个认知领域素养共同组成。创客素养中的“工匠精神”“设计思维”“创造性”与“批判性思维”“实践智慧”分别是工程科技创客造物的灵*、方法、品质和手段，因此，亦是工程科技创客造物的核心素养，简称创客核心素养。
五、创客工程教育发展策略
1.创客工程教育的课程观
自古到今，科学经历了“统一——分化——综合”的发展轨迹，这一轨迹实际上反映了人类对客观世界认识方式深刻程度的变化，而这直接决定了创客工程教育教学内容的选择：现代工程不仅包括科学技术层面的要求，还需考虑社会、经济、文化、环境、生态、伦理等非科学技术层面的因素，而这需要多主体、多学科、多领域的共同参与、协作与对话（赵婷婷等，）。因此，创客课程理应跨越学科之间的藩篱，打破专业之间的壁垒，适应科学综合化和现代工程技术发展的要求，让学生融合不同学科专业的科学知识、技术知识、工程知识和人文社科知识，系统性与创造性地解决现代工程问题。
创客工程教育的课程是指创客造物的产品开发全生命周期中相关的各类课程，主要有创意构思类课程、创新设计类课程、加工制造类课程和分享传媒类课程。创意构思类课程主要有文化创意、艺术创意、电子创意、机构创意类课程；创新设计类课程主要有三维设计、材料设计、机械设计、电子设计、土木设计、艺术设计类课程；加工制造类课程主要有3D打印、数控加工、机械加工、激光切割、陶艺制作、电子制作、木材加工类课程；分享传媒类课程主要有动画制作、影视编导、平面设计等课程。创客课程的建设需要遵循以下原则：一是课程目标以全面发展学生创客核心素养为主旨，注重学生科学素养、技术素养、工程素养、人文素养、艺术素养和信息素养的全面发展，注重科学精神、工匠精神、创业精神和分享精神的协同培养，注重学习能力、设计能力、实践能力、创造能力、独立思考能力和自我管理能力的整体提升。二是课程内容以超学科知识为核心，打破原有的课程界限和框架，创设综合性的创客课程，使通识教育与专业教育互为支撑，使科学工程技术知识与人文社会科学知识相互交叉、渗透和融合。三是课程实施以真实且具有挑战性、复杂性的创客项目为载体，开展基于创客项目的学习。四是课程评价以创客学习成效评价为导向，构建基于创客教学过程的形成性评价和基于创客学习成果产出的终结性评价相结合的多元化评价机制。
2.创客工程教育的教学观
创客教学是指在创客教学过程中，学生在创客型教师的指导下，通过以“自主、探究、设计、创造、合作、对话”为特征的学习方式，对当前教学内容中的主要知识点进行自主性、探究性、创造性和合作性学习，从而完成产品创造的一种“知、行、思、创”教学方式。创客教学的核心特征是回归生活、学无边界、知行合一、学思结合、研创交融和造物致新。创客教学的基本原则是
