美科m.Space创客空间方案 -大学文档格式.docx
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3.1.5、储物区 13
3.2网络空间层——创新创意网络平台 14
3.2.1创新创意平台定位 14
3.2.2创新创意平台的运营 14
3.2.3创新创意平台功能 15
3.2.4创新创意平台价值 21
3.3物联网系统 21
3.3.1“物流跟踪”系统 21
3.3.2“智能家居”系统 22
3.3.3物联网云平台 22
五、“m.Space创客空间”的配备方案 23
（一）开源硬件基础教具 23
（二）应用展示 23
（三）创意加工设备 25
（四）创意基础工具 25
（五）应用模块套包 26
（六）物联网实训沙盘 26
（七）线上平台 26
附录“教学实验室”3D效果图 27
一、“m.Space创客空间”的项目背景
（一）相关政策
国务院颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》指出：
“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。
”强调“强化信息技术应用，提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果。
鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题能力。
”
创客一词源于英文单词Maker或Hacker，指乐于动手实践和分享，努力把各种创意转变为现实的人。
《连线》杂志前主编Chris Anderson在《创客：
新工业革命》中，将创客描述为：
“首先，他们使用数字工具，在屏幕上设计，越来越多地用桌面制造机器、制造产品;
其次，他们是互联网一代，所以本能地通过网络分享成果，通过互联网文化与合作引入制造过程，他们联手创造着DIY的未来，其规模之大前所未有。
”TechShop的首席执行官MarkHatch在《创客运动宣言》一书中认为，创客运动的核心是更好地获取工具，获取知识和构建人人参与的开放分配系统。
2015年9月2日，“教育部十三五规划纲要”中首提“探索创客教育等新教育模式”；
2015年11月19日，刘延东副总理在“第二次全国教育信息化工作电视电话会议”中再提“创客教育提升学生信息素养和创新能力”；
2015年12月11日，中央电化教育馆在“第十七届全国中小学电脑制作活动”中新增
“创客项目”。
2016年3月3日，教育部教育装备研究与发展中心根据教育部工作部署制订了2016
年工作要点，把创客教育和“STEAM课程”作为加强创新创造教育研究的中心工作。
教育部办公厅关于征求对《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》意见的通知：
推进信息技术在日常教学中的深入、广泛应用，有条件的地区要积极探索新技术手段在教学过程中的日常应用，有效利用信息技术推进“众创空间”建设，探索STEAM教育、创客教育等新教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识。
创客教育带来新的社群运作规则，自下而上地以自组织、跨界合作的形式引领着万众创新的热潮。
创客因兴趣而来，在参与中产生乐趣，在互动中发展共同志趣。
创客项目从创意到原型的可持续发展，是对群体智慧和创新执行力的挑战。
创客实践让人们敢于去尝试改变自我，开源工具和易于获取的科技，让创客能够重新站在社会与文化的视角去思考制造的意义，思考创新与创业的价值。
而众包、众筹等商业模式和各类天使、创投基金，
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让大众有了发动社会资源和建立初创团队的机会。
作为支持创客实践的众创空间，不仅是物理的场所，更应该是以创意社群为核心、汇集开放资源和群体智慧的生态系统。
当前在国家创新创业政策的推动下，企业和产业正经历着深刻的转型，并不断呼唤教育的回应。
搭建支持创客教育的众创空间和生态系统，不仅是为创客和创客社群提供改变世界的机会，更重要的是在校园和社会形成创新的文化，全面思考教育应担负的责任，并将会深刻地影响中国教育的未来。
（二）“m.Space创客空间”的项目起因
无论是义务教育数学课程标准还是普通高中数学课程标准，都在多次强调让学生“动手实践、自主探索、发现创新”的信息化教学理念。
创意实践包括非正式的学习、工作坊、竞赛与交流，也包含正式的课程与研究等。
创客的实践活动具有自组织性和自发性的特点，以人人参与的形式来展开实践。
在实践活动中需要考虑课程的建构并使学生专注于项目参与，同时也需要建立恰当的学习环境来促进多学科交叉。
（1）非正式学习活动
非正式的学习（InformalLearning）是正式课程之外的自发性、自组织和更灵活的学习活动。
如纽约“城市黑客马拉松”采用“Hack-a-thon”形式，设计和开发者借助政府的开放数据展开共同开发活动，促进城市管理和科技的融合。
2013年春季清华美院开始了名为Designow的周末工作坊，目标是汇聚跨学科的资源实现创新创业。
工作坊聚集了清华大学和其他高校、企业的青年创意人才，利用周末的时间做出创意原型，活动中也邀请商业、设计、技术等不同领域的导师给参加者提供专业指导。
在Designow的活动设计中，“创客英雄之旅”的模式被用来支持团队创新，创新团队从任务挑战到完成原型，将经历挑战征集、进入不寻常的世界、开发与奖励、伴随成果和经验的回归等环节，这些对创客转变是具有重要影响力的关键点。
不同于清华“学堂在线”这样的大规模在线开放课程（MOOC）的模式，创客更喜欢在线下的物理世界学习和面对面地交流，在做中学（LearningbyDoing）是主要的学习方式，在线平台可以作为一种知识库和补充。
（2）创客之旅
首先，创客所遇到的挑战来自于真实世界，如环境、垃圾、能源、绿化以及教育等，借助社交媒体来收集挑战和建立社交圈，来自设计、科技与商业领域的创新者以团队合作的模式开启旅程，小组协作、基于项目的实践、互助学习、开放式探究、翻转课堂等方式都将应用于活动中，创客的协助精神将帮助他们寻找到创新的方向。
每一位参与者都可成为知识的再生产者和传播者，教育成为一种自组织的过程。
当创客进入到不寻常的创新情境，他们会获得导师的指引。
导师不仅提供资源和经验，更重要的是引领方向，讲授设计思考的方法，通过设计工具形成创意并启动快速原型。
在创客旅程中，体验学习是迭代开发的主要特点。
创客会发挥“黑客”精神，比如破解3D打印机实现远程控制，由此激发创客的好奇心和破除对科技的恐惧感。
所以自造不仅是草根运动，更是一种开放创新模式。
如清华美院研究生以“观鸟”为题的市民科学项目，以众包的模式和群体智慧应对复杂的生态系统问题，展现了创客对于人文与科技关系的思考。
（3）正式课程教学
清华美院的全校选修课“设计与科技创业实验室”，是将创客模式应用于正式学习系统
的创新创业课程。
以科技为驱动的创业模式已经日趋成熟，然而在设计驱动创新的领域亟待探索。
课程讲解设计思维、创客实践技能、敏捷用户体验与科技人性化的理念、方法和案例，学生采用开放式创新工具，以更广泛的视角来思考和发现创新，运用以人为本的理念共同发展出可行的原型。
其核心理念是设计思考、体验性学习和批评式制造的整合。
课程基于创客空间和创业实验室的模式，联合校内外的技术与商业资源，与国内外专家以及创业孵化器的合作，在两个周末集中开发出快速的原型并进一步发掘商业和市场化的可能性。
（4）开放式创新活动
基于开放式创新模式应对挑战是创客的特色。
开放式创新的方法包含创建平台与他人一起寻求解决方案、运作创意竞赛、建立开放端口来邀请创意、建立消费者实验室、运作用户引导项目、向全球创新社区发布挑战以及与消费者或者伙伴共创未来等。
创客具有非功利性、特立独行的特点，以内在兴趣驱动来进行创作，成果导向的不确定性往往成为创新的早期基础。
例如，Foldit让玩家搭建各种蛋白质的三维结构，以娱乐游戏的形式进行众筹科学实验。
同时，创客关注生活，将社会问题作为挑战，如关注环境和开放数据的创客马拉松活动是以科技创造社会价值。
（三）、创客空间建设整体方案目标
本方案以建设创新型高校为目标，以按照构建创新型人才培养模式的要求，全面推进素质教育，培养具有创新精神和实践能力的高素质人才，提高大学生的人文素养、科学素质，进一步激发学生积极参与科学研究、技术开发、学科竞赛等各类社会实践活动的创新热情，培养学生创新精神、创业意识和实践能力，建立由学校、学院、学生组织等共同参与的多层次大学生创新创业体系，推进院校创新人才的培养。
通过创客空间建设，结合创客教学体系，以学生的兴趣爱好为导向，提高学生的创新能力和学习兴趣，让学生以“创客”方式在学习过程中思考，综合运用不同学科的理论，实现跨领域的融合，并不断在设计中创造。
通过各具特色、充满活力的教育创客空间，通过教育与产业之间得联动，实现创新兴型创业人才的培养目标。
本方案建设实现以下目标：
◆引入STEAM创新教学模式，打破专业壁垒，让任何专业任何学生都能够学习创客知识。
◆通过实践、合作、开放、分享、融合的创客教学，激发学生的创新。
◆思维，强化学生的创新意识，提高学生的创新能力。
◆帮助学生获得从“想法”到“现实”的习惯和勇气，真正实现从学生到创客的转化。
◆借助互联网“+”的模式实现创客团队的组建和管理，打通创客、用户与孵化的通道。
◆学校的综合办学实力将达到全国高等院校的先进水平，将为建设全国性创新创业综合实训基地示范点打下结实的基础。
（四）、创客空间建设方案的意义
虽然“创客”一词早已有之，但是高校在开展“创客空间”的建议尤其是创业教学方面尚没有规律可循，都是在探索阶段。
高校在深入研究高等教育发展中存在的问题和面临的新形势的基础上，结合学校的办学理念，建立具有“本校特色”的“创客空间”。
这不仅
是认真贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》和《关于进一步加强高技能人才工作的意见》的精神；
也是深化高等教育教学改革，培养学生创新精神和实践能力的重要途径；
更是落实以创新带动创业，创业带动就业，促进本校毕业生充分就业创业的重要措施。
同时，高校创客空间的建设，将进一步提高学校知名度，为建设全国性创新创业实训基地示范点打下结实的基础，具有十分显著的现实意义。
二、“m.Space创客空间”的建设理念
m.Space 中的“m”是理念核心，其代表了make，magic和梦（meng）；
Space是提供想法到实现所需的材料、设备和设施，并具备社交功能的物理空间，组合起来m.Space是一个将梦想实现的地方。
一个成熟的m.Space应该是一个开放、生长的空间，其中的设施可以灵活组合，设备开源可以升级和更换交互方式，信息、资源，物品能够互联互通，还有很多共同兴趣爱好结成的伙伴在一起，他们共同将科学、人文、艺术、技术融合在一起，以空间的设备作为载体，跨界开发，同时运用实践和创新理念，以及其他各种因素，进行创造活动，带动这个空间持续发展。
m.Space建设理论认为一个独具创新的创客空间应该由具备以下要素：
开源、众创、生长。
首先，m.Space是一个开源的空间：
空间内的基础设施、运营的设备、开展的项目都应该是开源、开放且持续发展的；
m.Space强调动手和实践，注重培养创意创新能力，提倡团队协作和分享；
其所运行的内容和STEAM理论结合，并和现有的知识体系挂钩，其目的是服务和补充现有教学体系，并为创新创造突破。
此外，m.Space是一个众创的空间：
空间是由“创客”们运营和管理的；
空间的设备和项目由管理者和成员共同提供、发起、开发和维护；
当空间的设备建设完成，尤其是开源设备建设完成后，其作品应由创造者冠名，在每个设备应由相应的项目标签进行说明，包含创造者信息、项目说明内容、项目起始时间、下一步目标、项目开源手册和更新日志等等；
并有相应的二维码指向项目网页为更多的人讨论、分析、改进。
最后，m.Space是一个生长的空间：
这个空间的内容是在《Microduino美科创新方法论》指导下开展科普教育、创新实践、创新创造教育的；
创新的理论指导和实践创造创新相结合，设备、项目和方法得以不断迭代和生长。
创客空间是围绕实践和创新创意，与国家创新教育改革的目标一致的。
创客空间是开放开源、便于组建、利于成长、可以复制和推广的。
创客空间的组织和实施要有吸引力和延续性。
，并不断的推广创客空间的理念、思想、内容，吸引和鼓励青少年投入科技创造、创新活动，推动全民创造、创新。
2.1m.Space创客空间生态体系
一个m.Space创客空间必须具备“开源”“众创”“生长”三个要素，在具体构建层面，
m.Space认为构成创客空间的是由三个相辅相成的部分组成，分别为：
“人”、“物”、“事”。
三个部分相互吸引、造就和推动生长的创客空间。
2.1.1“人”
“人”是m.Space生长空间的主体：
包括空间的管理者、空间所服务的的公众群体和社会第三方的关注者。
在这一人群中，以空间会员和受众为主体，即在校高中学生、初中学生、小学生等；
以及社会创客、DIY爱好者、以及m.Space周边的社区群众，还有第三方内容志愿者，义务支持人员；
所有的会员以实名制的方式参与到空间的运营和活动的展开，空间的作品和项目也以实名制的方式进行，并在显著的位置标识冠名的作品，从而激发参与者的热情和成就感，增加社区的黏度和深度。
社区的运营人员，其本身也是创客团体的一部分，需要不断的自我管理和培训，积极的开发相关的技术，并指导和帮助空间会员组织、建设、维护和管理空间的开源设备和项目。
以空间的工作人员和老师为主体，美科科技提供技术、内容、方案支持工作。
2.1.2“物”
“物”是m.Space空间生长的载体：
包括空间的技术平台、空间基础设施、功能设备和各种材料物件载体。
m.Space 强调模块化的构建空间的基础设施，公共活动空间、加工设备区、知识分享区、项目执行区域各自成为一个独立的单元，可以灵活的拆分、组建和系统集成；
构建创客空间的基础技术平台---即物联网平台—也需要是开源、开放的，以便于更多的人基于已有的基础进行技术改进和项目开发；
并在此基础上构建物联体系、社交化的社区等；
基础技术平台还需要多元化的接入手段，如：
网站访问、APP访问、微信接入、Wiki内容、QQ互动、微博互动，从而使空间本身剧本多元性、开放性和自我生长的潜力。
m.Space最为突出的一点是所有创客空间中的所有设备既能发挥相应的功能作用，其本身又可以成为空间开展教学的载体，内容都是开源、众创和可生长的。
这是因为绝大部分的设备都可基于现有的Microduino开源硬件构建的技术和物联体系构建，项目的内容和
执行过程的全部透明化，通过社交网络进行推广和交流。
空间内容形式也具备多元化的特征：
包括在线教程、视频微课、纸质教材等。
构建创客空间的功能设备包括：
模块化的电子设备（Microduino、MicroWrt,
MicroPi，Arduino, 树莓派，其他第三方硬件）；
模块化的机械设备（MakeBlock、德国慧鱼）；
商用和开源的3D打印设备（FDM：
开源，磐纹，MakerBot，太尔时代；
光固化：
材质：
塑料材质、金属材质、生物、食品）3D加工设备（激光切割设备，CNC数控机床）；
以及针对手工技艺实践的材质（折纸、纸板，粘土、陶瓷，木头、木器）和相关的物理、化学实
践设备。
2.1.3“事”
“事”是m.Space运营的关键，是空间生长的能量：
包括定期举办的培训课程、分享会、工作坊和其他学习的社交活动；
贯穿其中的是《美科创新方法论》课程，针对“人”进行培养培训；
针对“物”进行建设和开发。
面向空间内的教师和运营管理人员，需要用《美科创新方法论》进行武装培训，教育和引导同学们参与项目实践、激发创新灵感、培养团队协作精神，进而有能力提出自有的项目提案，制定项目计划，组建项目团队，完成项目目标，分享项目内容等。
具体内容包括《美科创新课程》；
开源硬件技术培训；
案例、应用、图形化编程；
3D打印技术原理、技术、应用的培训；
机械加工原理、技术、实践的培训；
和其他基础应用技术培训；
还有关于空间培训教材的编写活动、与创客组织交流合作等。
面向学生和创客受众的活动主题应该难度适中、有乐趣和延伸性；
活动应该强调动手能力；
注重创造和分享；
并与学生的学习目标结合并综合实施、寓教于乐；
要求社区项目组织开展开发过程是开源开放的，并结合社区共同推进和完成；
项目成功完成后会设置相应的奖励、奖赏，以激发学生的自主性和参与的热情。
作为发展中的理念，m.Space建设理论的提出，是对“创客空间”的一次实践探索，是落实国务院会议关于打造良好创业创新生态环境的具体步骤，有利于在“创客空间”内健全创业辅导指导制度，培育创客文化，让创业创新蔚然成风，成为科技文化领域的最新焦点。
学习者可以在“群体创新空间”中，酝酿与兴趣、与创新、与未来有关的实验，完成从学习者向创新者、分享者的角色转变，尤其有利于培育包括大学生在内的各类青年创新人才和创新团队。
一个完美的可持续发展的m.Space，包括合理的空间布局和基础设施、专业和开源的设备载体、鼓励创新的课程体系、有分享和协作精神的团队成员、丰富的项目、专业素质的导师、专业负责任的管理者等。
而贯穿其中的“人”、“事”、“物”三个元素不断的相互促进和化学反应哺育m.Space不断的健康成长。
2.2m.Space创客空间建设的优势
m.Space的建设方案和理念始终贯穿了“开源”“众创”“生长”的要素。
总体而言，
m.Space的建设方案具备四大特点优势。
2.2.1开源的可生长的设备体系
mSpace建设体系内，空间的装备是由开源的模块化的硬件设备体系
Microduino、mCookie、mPie和mPuzzle构成的；
空间的底层的物联网技术平台和开发工具也是开源的；
技术体系的开源促进空间内设备的众创开发成为可能。
2.2.2模块化的课程内容体系
mSpace空间提供模块化的课程体系，覆盖开源电子、机械方案，3D打印、机器人、无人机、物联网、可穿戴、智能硬件等各个方向和内容，超过200个项目的组合和应用。
其理论和特点符合符合STEAM教学理念。
2.2.3系统可落地实施的创新课程
mSpace空间建设方案提供《美科创新方法论》课程，分四个层次和步骤推进实践、创新、团队和创业等教学目标，目前已经在包括清华、同济、北邮、北航、北服、LKK创新设计学院等大专院校和众多中小学开展课程体系实践。
2.2.4全面的技术支持和服务
美科科技为mSpace空间的设备提供保修和技术支持服务，并且包括各种多媒介支持，包括：
书本、网络、社区等。
培训与内容的持续在线更新，并且和第三方提供内容体系完整的《教师用书》和《学生用书》等配合学校教学。
三、“m.Space创客空间”的建设方案
m.Space创客空间要以虚拟与现实、线上和线下结合的方式，实现设备互联、内容互动、创意实践、体验交流的功能，落实m.Space创客空间的建设理念需要详细的规划和可落地的执行方案，创客空间由三层逻辑组成的“活”的空间。
物理空间层
包括空间基础设施规划、空间利用、家具摆设、物品储存和管理、以及各种木器加工设备、金属加工设备、电子加工设备、3D打印设备、3D加工设备等等“物”品。
空间需要按照划分功能区域，以适应不同活动和应用的需求。
在空间建设过程中植入由Microduino开源系列硬件搭建的等电子设备等、支撑以支撑服务应用层和教育教学层的功能需求，如：
mSpace物联空间的异构物联网关、智能传感器网络、智能硬件应用设备、智能传感器
网络等，物理空间内的所有设备都是开源开放的。
服务应用层
服务应用主要基于物理层的各种数据而产生的各种功能应用。
通过空间内部的智能传感器网络收集到空间内的基础数据在服务在应用层汇总，其包括空气数据指标、温湿度测量值、灯光数据、开关数据、物品标签等内容。
基础数据接入互联网络，进一步
对物联数据进行收集、整理、分析，产生形态各异的应用和功能。
教育教学层
利用m.Space创客空间内的各种数据和应用，开发适用于创新创意教育的各项课程、
活动的内容，教学教育层是空间的灵魂，是软实力，是真正能让空间“开源”“众创”
和“生长”的核心。
3.1物理空间层功能区
物理空间层是m.Space的实体和“开源”“众创”“生长”的创客空间的载体。
这个空间要足够宽敞，需要合理布局，必须是安全、舒适的，创客们能够在其中自由活动而不受太多约束。
其中的各种用途的设备和工具必须明确而有序的摆放，能够被方便的拿取和使用，空间区域要定期清理垃圾和杂物，保证足够的通风和照明。
确保每个人都能安全的使用这些设备。
按照物理空间层的功能区域划分，一个功能完善的m.Space创客空间应该由以下功能区域组成：
公共空间、分享空间、项目展示区、3D制造工房和加工室几个部分，空间设计和底层设备规划遵循模块化的原则，根据空间的物理格局和面积大小，按照区域功能的划分，动态的调整其位置、功能和面积。
3.1.1、公
共空间
公共空间是m.Space的入口，其功能是接纳、引导参观者，是m.Space给空间成员的第一印象区，其宗旨是要让人能够停留下来，有放松、自由、舒适、自由的气氛，其中的设备或装置需要能引起参观者的兴趣，并激发参观者有进一步向内探索的冲动。
公共空间在必要时候能够举办较大规模的讲座、培训、聚会等。
构成公共空间的功能设备包括：
前台接待处、出入检测汇报系统、网络摄像头与电视墙（多台电视播放不同频道节目或专题内容）、投影屏幕、互动电子橱窗、立体农场、点阵显示的室内温湿度气象信息墙、曾经在空间惊醒演讲嘉宾的介绍照片和海报、创客作品橱窗区、创客项目公告和召集区、沙发休息区、图书区域，其家具由各种可组合、移动的椅子构成，如：
泡沫立方
体等；
不需要太多桌子；
空间正上方的遮光窗帘等。
3.1.2、分
享空间
分享空间的功能是多元化的，众创空间的制造课程、技术讲座、创意分享活动、讨论会、沙龙基本都是在这个区域内开展完成。
由于空间面积的限制，我们需要从家具的组合摆放、位置角度、来灵活的调整空间布局，以适应不同的主题活动的功能要求。
按照功能，可实现：
剧场场景、工作坊场景、会议场景等。
3.1.3、加
工室
机械加工室是空间会员利用空间的设备进行加工创造的地方，其中包括了针对各种材质和各种加工方法的设备和器具。
加工室的工具比较多、空间布置需要繁而
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