創(chuàng)客空間是創(chuàng)客教育重要的核心要素。如果用“廚房”來類比創(chuàng)客空間的功能，那么很多中小學(xué)都已經(jīng)有了自己的“創(chuàng)客廚房”，解決了創(chuàng)意的“溫飽”問題，下一步的發(fā)展便是如何吃得有營養(yǎng)、吃得有特色的問題，還有就是如何把“吃”這種喜聞樂見而又不可或缺的消費(fèi)行為轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新型國家建設(shè)的體制機(jī)制的營養(yǎng)的問題。為此，我們準(zhǔn)備用一定的篇幅來討論創(chuàng)客空間2.0的概念，其中包含核心技術(shù)和體制機(jī)制建設(shè)兩個維度。在技術(shù)層面上，我們選取了開源機(jī)器人、人工智能和虛擬現(xiàn)實作為創(chuàng)客空間升級的技術(shù)抓手，還從教學(xué)、競賽、評價、升學(xué)等體制機(jī)制維度進(jìn)行創(chuàng)新和規(guī)劃。在訪談嘉賓的層面上，我們注重從專家、一線教師、硬件企業(yè)、軟件企業(yè)、校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、綜合服務(wù)商等多角度呈現(xiàn)創(chuàng)客教育在創(chuàng)客空間2.0階段發(fā)展的一些新的形態(tài)。不負(fù)韶華，創(chuàng)客教育，一直在路上。

龍麗嫦

廣東省廣州市電化教育館應(yīng)用推廣部教育技術(shù)教研員，廣州市電化教育館紅棉創(chuàng)客空間聯(lián)合創(chuàng)始人、負(fù)責(zé)人，廣州市名教師工作室主持人，研究方向為STEAM創(chuàng)客教育和教師TPCK能力發(fā)展。全國普通高中信息技術(shù)教材（粵教版）選擇性必修《開源硬件項目》主編，出版創(chuàng)客教育專著兩本，主持開發(fā)廣州市中小學(xué)創(chuàng)客教育師資培訓(xùn)線下課程兩大系列，主持并開發(fā)廣州市中小學(xué)教師繼續(xù)教育創(chuàng)客師資培訓(xùn)線上課程四門，參與中國大學(xué)慕課創(chuàng)客教育關(guān)課程建設(shè)一門。

梁錦明

廣東順德德勝學(xué)校信息系副主任。致力于中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)、創(chuàng)客教育、人工智能教育研究，順德區(qū)中小學(xué)創(chuàng)客教育聯(lián)盟負(fù)責(zé)人。全國中小學(xué)計算機(jī)教育研究中心網(wǎng)絡(luò)教研員，廣東省教育學(xué)會網(wǎng)絡(luò)教育專業(yè)委員會常務(wù)理事，佛山市計算機(jī)學(xué)會中小學(xué)專業(yè)委員會理事。

吳俊杰

北京景山學(xué)校信息技術(shù)、物理教師，創(chuàng)客教育普惠課程創(chuàng)始人，STEM教育研究者，研究方向為創(chuàng)客教育的普及課程和教師專業(yè)發(fā)展。全國中小學(xué)STEAM教育大會聯(lián)合發(fā)起人，“貓友匯”社群聯(lián)合創(chuàng)始人，家庭創(chuàng)客空間計劃、LaserBlock開源結(jié)構(gòu)件項目發(fā)起人。發(fā)表論文百余篇，專著三本。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)域，致力于從教育的角度推動可持續(xù)發(fā)展理念下的模塊可重用的設(shè)計，推進(jìn)電子、家電、家具、建筑行業(yè)的可重用設(shè)計的理念和消費(fèi)行為。

吳俊杰：我經(jīng)常去廣東，跟龍麗嫦老師和梁錦明老師都很熟悉了，特別是龍老師，我們還常常一起做一些創(chuàng)客項目的評審。龍老師，首先讓我們回顧一下，您是如何結(jié)緣開源硬件的呢？

龍麗嫦：說實話，與大多數(shù)女性一樣，我最早聽到“硬件”兩個字是本能性回避的，而我有幸結(jié)識了廣州市白云區(qū)景泰小學(xué)的曾祥潘老師，他是較早一批玩開源硬件的興趣者、創(chuàng)客教師。后來，我與曾祥潘老師、梁志成老師創(chuàng)建了創(chuàng)客流動工作室，隨后萌發(fā)了教育創(chuàng)客空間的想法，并與廣州市電化教育館合作在館內(nèi)創(chuàng)建了名為“廣州教育創(chuàng)客空間”（后更名為“紅棉創(chuàng)客空間”）的開源硬件和數(shù)控制造實驗室。

吳俊杰：看來“紅棉創(chuàng)客空間”的發(fā)展和開源硬件密不可分。梁老師，您又是如何和開源硬件結(jié)緣的呢？

梁錦明：對于開源硬件，我應(yīng)該是2013年的時候開始“入坑”的。2010年，我開始在學(xué)校里開展Scratch的教學(xué)，經(jīng)過兩年的教學(xué)后，感覺進(jìn)入瓶頸，這時，我查到Scratch是可以連接硬件的，就嘗試著在淘寶上搜索相關(guān)的設(shè)備。有趣的是賣家也是一位教師，我們很有共同語言，我的硬件之路是從一塊Scratch傳感板開始的，后來慢慢接觸了Arduino。2014年，我正式把Arduino引入到所在學(xué)校的拓展課上，2017年全面進(jìn)入信息技術(shù)常規(guī)課程。

吳俊杰：我認(rèn)為，開源機(jī)器人是使用開源硬件和開源結(jié)構(gòu)件，自主設(shè)計外觀，制作結(jié)構(gòu)，通過編程實現(xiàn)功能、測試效果并不斷改進(jìn)，最終把想法和圖紙再分享出去的一個完整的機(jī)器人創(chuàng)造過程。兩位老師怎么看開源硬件和開源機(jī)器人之間的關(guān)系呢？

龍麗嫦：我是這樣理解開源機(jī)器人的，開源機(jī)器人是指利于開源硬件搭建的具有物理運(yùn)算功能的結(jié)構(gòu)較完整的裝置。開源硬件具備價格門檻低、技術(shù)開源等優(yōu)勢，這就讓更多的愛好者能夠進(jìn)入“舞臺”，衍生出更多的開源機(jī)器人項目，讓地區(qū)差異、學(xué)校差異和家庭條件差異不再成為阻礙學(xué)生接受機(jī)器人教育的攔路石。下頁圖1就是我和紅棉創(chuàng)客導(dǎo)師高偉光老師于2018年針對開源機(jī)器人的想法，我們從機(jī)械結(jié)構(gòu)件和配合開源電子件安裝兩方面考慮，發(fā)起并聯(lián)合吳老師您等有關(guān)教師設(shè)計了激光切割開源結(jié)構(gòu)件，建模尺寸是根據(jù)紅棉創(chuàng)客空間采用的開源分立元器件方案進(jìn)行繪制，因而命名為Laserblock@紅棉創(chuàng)客空間。而且，我們開發(fā)并組織了基于該結(jié)構(gòu)件開展的開源機(jī)器人搭建的師資培訓(xùn)活動，得到廣大中小學(xué)教師的認(rèn)可和喜愛。

吳俊杰：我很認(rèn)可龍老師的觀點(diǎn)，我多次去順德參加梁老師負(fù)責(zé)組織的創(chuàng)客節(jié)，也看到了學(xué)生使用Laserblock做了很多開源硬件作品，讓我印象特別深刻。開源機(jī)器人雖然是一個新興事物，但梁老師一定有很多經(jīng)驗分享。

梁錦明：關(guān)于開源機(jī)器人項目，在順德的開展也是一件比較偶然的事情。2017年順德區(qū)舉辦首屆教育創(chuàng)客節(jié)，到第二屆教育創(chuàng)客節(jié)時，比賽由我來負(fù)責(zé)組織與設(shè)計。為了搞好創(chuàng)客節(jié)的比賽，我查閱了很多地方的創(chuàng)客節(jié)的比賽項目，感覺都是大同小異，基本都是學(xué)生制作好一個作品，到現(xiàn)場路演展示，學(xué)生參與度有多大并不知道。同時，我也了解到機(jī)器人項目的比賽大多是機(jī)器人企業(yè)在負(fù)責(zé)，學(xué)生的參與度其實也不高。因此，我萌發(fā)了一個想法：創(chuàng)客節(jié)的比賽是否可以做到把成績數(shù)字化，不再是人為主觀判斷打分。成績數(shù)字化，不外乎就是時間、距離、重量等顯性化的東西，如何讓學(xué)生的作品能夠與時間、距離、重量等拉上關(guān)系？在思考的過程中，我發(fā)現(xiàn)了輪式小車這個項目，然后就找廠家切割了一批Laserblock，讓小車完成一個最基本的巡線任務(wù)，并通過車輛的設(shè)計和完成時間兩個角度來考核學(xué)生。

吳俊杰：當(dāng)時我就在現(xiàn)場，我記得梁老師帶著一些教師分器材，將價格不高的一批電子件分裝成一組一組的現(xiàn)場競賽器材包，然后每一組配幾張A4大小的激光切割的Laserblock木板，感覺就像是發(fā)卷子。這時我體會到了一種機(jī)器人競賽的“駕馭感”，可以說我從工作后參加機(jī)器人比賽以來，從來沒有這種感覺，一直覺得機(jī)器人比賽被各種器材廠家瓜分得七零八落，教師沒有駕馭感，沒有命題的主動權(quán)。而這一點(diǎn)能夠在順德實現(xiàn)一些改變，令人很欣慰。

梁錦明：2018年的第二屆還在摸索期，學(xué)生使用的是成本300元的器材，2019年的時候每組學(xué)生的器材成本就壓縮到150元了，指導(dǎo)教師更傾向于讓學(xué)生通過編程算法來解決問題，而不是搞硬件裝備方面的競賽，去比誰的傳感器多。

我查閱了大量關(guān)于輪式小車的資料，在設(shè)計比賽的項目時，要使學(xué)生可以最大程度地參與到比賽中來，那么比賽的規(guī)則、評分標(biāo)準(zhǔn)、對設(shè)備的要求等都是非常重要的，而且這些還不能讓企業(yè)來包辦，因此，我們規(guī)定了從第二屆創(chuàng)客節(jié)開始，所有的品牌機(jī)器人將不再允許進(jìn)入創(chuàng)客節(jié)的比賽項目中。

為了不讓教師對學(xué)生的比賽干預(yù)太多，我們不允許學(xué)生自帶設(shè)備，不提前公布比賽所用到的地圖，賽前只公布比賽的基本評分規(guī)則（任務(wù)分+時間分），公布比賽用小車的硬件清單，學(xué)生只需要帶上筆記本電腦，裝好開源硬件編程所需要用的軟件即可（如下表）。第二屆創(chuàng)客節(jié)雖然由于經(jīng)驗不足，比賽的個別項目出現(xiàn)了一些小問題，但并不影響整個比賽的精彩程度以及學(xué)生的參與程度。到了第三屆創(chuàng)客節(jié)，我們的項目更加完備，對硬件的要求更加簡單，對學(xué)生的技術(shù)水平要求也更高了。場地的變化、小車的尺寸要求等，都更加真實地反映了學(xué)生的現(xiàn)場制作與編程水平。同時，教師賽的出現(xiàn)，也讓教師們無法把精力放在學(xué)生比賽上，因為他們更加頭痛的是自己的比賽，假如學(xué)生拿到了好成績，而自己成績不好，是非常打臉的事情。因此，師生的興致就更加高昂了。2019年競賽的水平以及比賽的規(guī)則都上了一個新臺階，教師的參與熱情也更高了。

吳俊杰：龍老師，您現(xiàn)在的工作主要是區(qū)域?qū)用嫔系恼w規(guī)劃，看了梁老師分享的這些特別具體的活動細(xì)節(jié)之后，您覺得此類活動的推廣價值在哪里？

龍麗嫦：開源機(jī)器人的傳播，有五大好處：第一，將鼓勵分享的開源理念所倡導(dǎo)的開放（項目）協(xié)作精神和開放社區(qū)治理傳播開來，這是我們過往在普通民眾中并未廣泛科普過的;第二，擺脫原有以主題器材分類為主導(dǎo)的比賽規(guī)則制訂的綁架，重新規(guī)范機(jī)器人教育科普、教育教學(xué)活動開展、器材生產(chǎn)、商業(yè)活動推廣、專家制訂賽事規(guī)則的全鏈條活動;第三，讓參與者能夠參與到機(jī)器人教育教學(xué)活動及其賽事規(guī)則的制訂和演化中，具體細(xì)節(jié)成為踐行開源、開放準(zhǔn)則的表現(xiàn)，能有效體現(xiàn)教育功能;第四，引導(dǎo)師生從注重技術(shù)轉(zhuǎn)向注重工程和設(shè)計，在開源機(jī)器人的DIY設(shè)計和制造中，在基于創(chuàng)客空間場域的指尖造物學(xué)習(xí)中，從調(diào)研、制作到調(diào)試，親身參與開源機(jī)器人的生成過程;第五，通過鏈條的改變，使倡導(dǎo)開源普惠的創(chuàng)客教育改革了教育的供給側(cè)，極大地擴(kuò)大了機(jī)器人教育的受益面，打破機(jī)器人教育精英化的局面，一定程度上破解了機(jī)器人教育不均衡帶來的矛盾問題，促進(jìn)了機(jī)器人教育的教育公平。

綜上所述，我覺得可以重新給開源機(jī)器人下個定義，開源機(jī)器人是指倡導(dǎo)開源、開放、協(xié)作理念，借助開源機(jī)器人教育社區(qū)共治而設(shè)計、維護(hù)規(guī)則與標(biāo)準(zhǔn)的，以開源軟硬件為核心平臺搭建的反映技術(shù)、工程和設(shè)計特性的裝置。我認(rèn)為，開源機(jī)器人是為滋養(yǎng)創(chuàng)客師生提供的載體和路徑之一。

吳俊杰：龍老師總結(jié)得特別好，這些優(yōu)點(diǎn)也證實了“開源機(jī)器人”是創(chuàng)客空間2.0當(dāng)中一個先導(dǎo)性的活動，從具體技術(shù)上來講難度并不大，但是從教學(xué)效果和教學(xué)的有效性以及STEM綜合育人的效果上來說，上了一個新臺階。

梁錦明：是的，2019年，我們就不允許學(xué)生使用熱熔膠，而且不再發(fā)放已經(jīng)切割好的小車底盤，所有底盤必須要現(xiàn)場設(shè)計、現(xiàn)場制作。器材要簽字領(lǐng)取，不能歸還的，學(xué)校要賠償。這些細(xì)節(jié)的建設(shè)，保證了活動的可持續(xù)發(fā)展。2018年，活動現(xiàn)場只有1臺激光切割機(jī)，大部分學(xué)生是使用統(tǒng)一規(guī)定的底盤參加走迷宮比賽;2019年，現(xiàn)場有7臺激光切割機(jī)，學(xué)生都是自己設(shè)計小車底盤，對于走迷宮這個項目來說，超聲波測距傳感器的安裝角度非常關(guān)鍵，統(tǒng)一設(shè)計的底盤雖然方便，但還是不如現(xiàn)場設(shè)計和制作、調(diào)試的底盤效果好（如圖2）。這也說明活動的效果得到了認(rèn)可，教學(xué)水平和設(shè)施環(huán)境都得到很好的改善。

不少學(xué)校在創(chuàng)客節(jié)比賽結(jié)束的時候就開始主動了解明年創(chuàng)客節(jié)大概的方向，有的學(xué)校圍繞創(chuàng)客節(jié)的項目在學(xué)校里開展相應(yīng)的第二課堂課程，有的學(xué)校甚至著手編寫創(chuàng)客節(jié)項目中開源機(jī)器人比賽的相關(guān)教材，這些都讓我們感到鼓舞，也明確了開源機(jī)器人的比賽方向是正確的。今年，我們的開源機(jī)器人比賽項目將全面引進(jìn)人工智能，場地競速、迷宮競速項目都將提供攝像頭，讓有能力的學(xué)生可以通過人工智能視覺識別進(jìn)行開源機(jī)器人的設(shè)計。

吳俊杰：龍老師，作為創(chuàng)客教師隊伍的帶頭人，我還想聽聽您的意見。

龍麗嫦：開源機(jī)器人從民間實踐活動到帶頭者發(fā)起“開源機(jī)器人”的推廣，近五年也積累了不少經(jīng)驗。首先，普及最為廣泛的就是以Arduino系列為代表的開源硬件平臺的學(xué)習(xí)和使用，基于ArduinoUNO或NANO，全國各地創(chuàng)客教育師生玩出了不少令人雀躍的成果。我在主編全國普通高中信息技術(shù)課程新教材《開源硬件項目設(shè)計》（粵教版）時，就把Arduino開源硬件及利用它搭建的開源機(jī)器人項目編寫了進(jìn)去。

其次，我最看好的就是Laserblock項目（又稱樂造項目），因為它利用激光切割機(jī)滿足和實現(xiàn)了機(jī)器人結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)開放、樣式多元、制件可重用、技術(shù)開源這幾個典型需求，讓激光切割的木制結(jié)構(gòu)件可以堆滿校園創(chuàng)客空間、家庭創(chuàng)客空間的制作桌，讓我們步入了開源機(jī)器人的時代，就如吳老師所說的“徹底告別機(jī)器人物質(zhì)匱乏的時代”。至于開展開源機(jī)器人的活動形式，以產(chǎn)品原型設(shè)計的造物為目的的項目學(xué)習(xí)活動是最好不過的，但據(jù)我觀察到的一些情況來看，還有比較多的教師偏重于技術(shù)步驟的學(xué)習(xí)，缺乏對項目整體調(diào)研、設(shè)計和迭代的整體教授，對學(xué)生的設(shè)計思維、計算思維和工程思維培養(yǎng)方法的認(rèn)識，需要進(jìn)一步增強(qiáng)。

吳俊杰：我身邊有不少樂高積木的粉絲，我也有一些朋友在機(jī)器人公司從事積木設(shè)計的工作。這些設(shè)計好的積木或成品都有一個共同的特點(diǎn)，就是“天才的設(shè)計，傻瓜的應(yīng)用”，教師拿到這些成品的積木，沒有改進(jìn)的能力，只有按照說明書“照本宣科”，自然沒有教學(xué)的熱情。學(xué)生學(xué)習(xí)了一些基礎(chǔ)知識之后，很快就面臨著知識的天花板，難以從機(jī)械和電子這兩個角度開展更深入的教學(xué)?！霸O(shè)計軟件—加工設(shè)備—機(jī)械知識—電子模塊—電路知識—編程水平—競技意識”是一個“七合一”的綜合結(jié)構(gòu)，它們共同構(gòu)成了機(jī)器人作為一個非常好的信息技術(shù)、綜合實踐、勞動技術(shù)的結(jié)合點(diǎn)的獨(dú)特的教學(xué)價值。有了開源機(jī)器人，機(jī)器人的教學(xué)價值才能充分地挖掘出來，這種能力才能夠更適切地配合高校相關(guān)專業(yè)的育人要求，對于未來建立適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)的選材育人體制也有著重要的示范意義。

創(chuàng)客空間的升級是近幾年創(chuàng)客教育發(fā)展的一個自然需求，而對于創(chuàng)客空間2.0而言，其發(fā)展也肯定不單單是技術(shù)的進(jìn)步，這次突如其來的疫情，一方面打亂了很多人的安排，另一方面也讓我們意識到家庭作為創(chuàng)客教育的載體的重要性，如一些學(xué)生在沒有任何加工設(shè)備的情況下，自己繪制圖紙，用家里的泡沫塑料完成了一個機(jī)器人消毒車作品的設(shè)計。

龍麗嫦：廣州市電化教育館紅棉創(chuàng)客空間是融合了項目開發(fā)、教師培訓(xùn)、競賽活動為一體的區(qū)域性創(chuàng)客空間，它從創(chuàng)建的時候起走的就是開源、普惠的路線。中小學(xué)一線教師通過參與我們組織的針對開源硬件、激光切割機(jī)及其應(yīng)用設(shè)計、教育項目設(shè)計的一些培訓(xùn)，在基于紅棉創(chuàng)客空間場域的動手搭建學(xué)習(xí)體驗中，認(rèn)識到開源硬件和開源機(jī)器人的教育功能和教育價值，并能夠“帶著課程回家”，將學(xué)習(xí)到的開源器材、搭建方法和學(xué)習(xí)方式復(fù)制回學(xué)校，移植作用在學(xué)生身上。走過了五年，這類培訓(xùn)課程仍然受到教師們的熱捧，而開源硬件也一直在迭代更新，更加多元化，中小學(xué)師生學(xué)習(xí)和發(fā)展開源機(jī)器人的創(chuàng)造性成果預(yù)期無限。

梁錦明：我覺得開源機(jī)器人推廣起來成本是很低的，政策比經(jīng)費(fèi)重要?；剡^頭來看我們順德區(qū)的開源機(jī)器人教育之路，創(chuàng)客節(jié)比賽項目的改革之所以非常重要，也正是因為有創(chuàng)客節(jié)的比賽作為引導(dǎo)，以及順德區(qū)教育發(fā)展中心的大力推動，尤其是2019年第三屆創(chuàng)客節(jié)啟動了鎮(zhèn)街預(yù)選賽，要求全區(qū)所有初中、小學(xué)必須參加鎮(zhèn)街預(yù)選賽其中一個項目的比賽，區(qū)屬高中和職校必須參加創(chuàng)客節(jié)其中一個項目的比賽，如果不報名，將在年終績效考核中扣除信息化項目的積分。

這項規(guī)定就把開源機(jī)器人比賽推廣到全區(qū)所有的學(xué)校，而教育發(fā)展中心聯(lián)合順德區(qū)創(chuàng)客教育聯(lián)盟的講師團(tuán)，借創(chuàng)客節(jié)的機(jī)會，連續(xù)三年舉辦全區(qū)的創(chuàng)客教育培訓(xùn)，要求所有學(xué)校必須派人參加，提供培訓(xùn)所用設(shè)備，甚至培訓(xùn)完可以把設(shè)備帶回學(xué)校，保證了每所學(xué)校均有兩名以上教師參加過創(chuàng)客培訓(xùn)，每所學(xué)校都至少擁有一套開源硬件的入門套件。

順德區(qū)創(chuàng)客教育聯(lián)盟講師團(tuán)，把自己多年來玩開源硬件的經(jīng)驗歸納起來，給全區(qū)學(xué)校推出一套開源硬件的入門套件，所有的設(shè)備均源于網(wǎng)絡(luò)，沒有企業(yè)在中間賺取利潤，堅持走草根、平民化路線，推廣萬元創(chuàng)客計劃，一所學(xué)校裝備一個開源機(jī)器人的實驗室，基礎(chǔ)設(shè)備一萬元內(nèi)完成。同時也聯(lián)合鎮(zhèn)街教育局，支持部分經(jīng)費(fèi)充足的學(xué)校購買激光切割機(jī)、3D打印機(jī)等設(shè)備，然后片區(qū)兄弟學(xué)?？梢缘皆搶W(xué)校去使用這些設(shè)備。這就使得順德區(qū)的創(chuàng)客教育及開源機(jī)器人的教育可以順利地開展下去，并能真正地使學(xué)生得到鍛煉與成長。

結(jié)語：相信很多老師最后看到“萬元創(chuàng)客計劃”都覺得眼前一亮，這一期我們聚焦在開源機(jī)器人的發(fā)展歷程和競賽牽引下的競賽組織形式的探討，畢竟中小學(xué)機(jī)器人活動有一個“以賽促學(xué)”的歷史傳統(tǒng)，但是開源機(jī)器人不是一個空降的概念，它有著龐大的群眾基礎(chǔ)，下一期我們以開源機(jī)器人課程和開源機(jī)器人主題的創(chuàng)客空間建設(shè)為抓手，呈現(xiàn)推動開源機(jī)器人的“任務(wù)清單”，力爭讓教師和學(xué)校有更明確的操作規(guī)范，“既做好蛋糕胚的工作，又做好奶油和水果裝飾的工作”是創(chuàng)客空間2.0階段一個基本的工作要求。