AG真人官网平台创客空间20系列对话开源机器人主题的创客空间建设创客空间是创客教育重要的核心要素。 如果用“厨房”来类比创客空间的功能，那么很多中小学都已经有了自己 的“创客厨房”，解决了创意的“温饱”问题，下一步的发展便是如何吃得有营养、吃得有 特色的问题，还有就是如 何把“吃”这种喜闻乐见而又不可或缺的消费行为转化为创新型国家建设的体制机制的营养的问题。

　　“创客空间2.0系列对话 ”将从“ 开 源 机器人”“人工智能”和“虚拟现实”等方面呈现创客教育在创客空间2.0阶段发展的一些新的形态 。

　　全国普通高中信息技术教材《开源硬件项目设计》主编（人教-地图版），中国电子学会现代教育技术分会创客教育专家组副组长，致力于研究创客教育与STEAM教育的普及发展，出版专著《创客时代的学习方式创新》，国产开源硬件“掌控板”项目联合发起人。

　　研究方向为创客教育的普及课程和教师专业发展，创客教育普惠课程创始人。全国中小学STEAM教育大会联合发起人，“猫友汇”社群联合创始人，家庭创客空间计划、LaserBlock开源结构件项目发起人。

　　吴俊杰：2019年的冬天，我从南到北做了一圈调研，走访了当时有代表性的创客空间，访问了熟悉的老师和企业。调研的目的是摸索如何在2020年帮助创客教育在2.0层面上进行深入的升级，升级一方面需要保留原有的优秀成分，另一方面也需要将一些新的理念和方法聚集起来。应该说，开源机器人主题的创客空间是原有创客空间的升级，它将造物和机械制造结合起来。今天请来的两位老师来自一南一北，首先也想请两位分别介绍一下自己制作的拿手的开源机器人。

　　王培鹏：我先来吧，我担心来自深圳的高大上的机器人一出场，我们的作品就不好意思出来交流了。这是一个多足的3D打印机器人蚂蚁（如图1），每条腿都有3个舵机，可以独立运动，头部的夹子还可以像真实的生物界的兵蚁一样夹取东西AG真人官方网址，主控采用的是Arduino配合舵机拓展板，整个长度为50厘米，自然界可没有这么大的蚂蚁。这个机器人蚂蚁是我们创客空间的明星，每一次展出都会有很多人喜欢它的表演。

　　吴俊杰：我去巴彦淖尔培训时，原本感觉这里的创客教育还刚刚起步，但来到一中，看到王老师将信息技术和通用技术教室打通改造出来的校园创客空间时，我着实震惊了。不光是创客作品，还有晚自习之前主动来创客空间学习的学生们让我非常感动。王老师这个作品3D打印的尺寸很大，这需要3D打印机的加工比较稳定，另外，使用Arduino的2560主控，实现了更多的端口控制，保证了多个关节的灵活运动。

　　周茂华：既然王老师带了一个3D打印的大家伙，我这边就介绍一个用激光切割机加工的“小伙伴”，就是在我们学校上课经常用的开源机器人，它的名字叫“创立方”（如图2）。开源机器人的项目如何普及发展确实是一个值得认线年，我们发起了《一起来玩掌控板》强师行动计划，采用工作坊的形式，帮助全国各地开展师资培训，也因此，我们开始思考如何做一个普及化的开源项目，能在40分钟内就能让机器人动起来的项目，成本在200元左右，同时也可以开发物联网、创客等相关项目，采用开源的方式提供给广大师生应用。这个小方盒子就是我们的研究成果，我觉得开源机器人设计和应用是普及机器人技术，让机器人常态化并走进课堂的一个重要方式。像这个“创立方”，我们学校的创客空间就可以在一天之内“生产”出一个学期使用的50套教学器材，学生上课损坏了一些部件也完全不用担心，而损坏了，说明设计有缺陷，教师和学生一起来修改刚好是一个好的教育契机。开源机器人，在让机器人告别物质匮乏的时代的同时，给了教师和学生更好的、更真实的学习体验。

　　吴俊杰：很多教师看到三张A4大小的木板（如图3）就能够有这么多的玩法，觉得很有意思。据我了解，目前全国范围内也有不少教师使用“创立方”并且改进和创造属于自己的开源机器人结构件，这有赖于近几年激光STEAM教育、开源机器人设计软件以及普惠式开源机器人模块的发展。

　　周茂华：有了想法，就要行动，这是创客的精神，敢想敢干，开始研究一套切实可行的解决方案，采用随手可得的木板作为结构件的原料，利用身边的数字制造工具配合完成设计，外观采用立方体的框架，便于搭建，可以结合掌控板快速地搭建好基础的机器人项目，在此基础上可以扩展很多传感器模块，也可以轻松地安装舵机、机械臂、马达等（如图4）。这个项目起名为创立方，原意也是创立方造无限的意思。

　　吴俊杰：两位老师都带来了自己得意的开源机器人作品，那么从事创客教育这么多年，两位又是如何看待开源机器人主题的创客空间对校园创客空间升级的意义呢？

　　王培鹏：巴彦淖尔市第一中学创客空间是一个为全校师生提供创意实现、分享交流的实践平台，空间提供所用到的创意设计、原型开发、电子制作、机械加工、编程测试等软硬件设备，师生通过在实践中综合应用科学、技术、工程、艺术、数学等学科知识和创造力来解决问题和创造事物。创客空间的空间区域分为五部分：一是演讲展示分享区，二是电子电路测试区，三是程序设计与模拟飞行区，四是活动区，五是机械加工区。

　　对于开源机器人的教学，我们也没有特意说一开始就去研究开源机器人，而是说玩着开源硬件的各种应用，在一些简单的项目做完了之后，无论是教师还是学生自然而然地都喜欢上了一些更有趣的“能动”的开源硬件项目。我们就在创客空间里面铺设了机器人的赛道，然后去自主设计一些机器人，开展一些校内的竞赛和活动。

　　在玩的过程当中，我们的机器人设计水平自然就提高了，在这里面我们有一个先天的优势，就是在我们的创客空间中既有信息技术教师又有通用技术教师，我们可以很熟练地使用通用技术教室的各种钣金设备，还有新配备的CNC数控机床。这些能够让我们去实现一些比较复杂的机械结构的设计。我觉得开源机器人主题的创客空间的升级除了要配备一些新设备，更主要的是用“机械设计+开源电子”的思路把已有的设备用好。

　　在创客空间的开放时间内，会有很多学生过来继续完成他们的作品，他们有很多创意和想法，虽然有的看起来不合理，但我觉得应该支持并鼓励他们。有的作品虽然没有实用性，但是很好玩，好玩也是一种用途，而且我觉得是越来越有价值的用途，很多机器人也许没有特殊的用途和功能，也学不到太多的知识，但仅仅是好玩，我觉得也就够了。

　　周茂华：我认同王老师的观点。说起我们学校的机器人教育项目，时间要回到十多年前了，学校于2009年开始筹建机器人社团，也就是说二高创客要晚于机器人社团3年，目前机器人实验室与创客空间是两个不同的物理空间，但属于一个管理团队，学生共享资源。目前建有开源硬件实验平台、机械加工坊、数字制造工坊、型材加工车间、机器人比赛场地、项目孵化室、路演展示区等完善的教学环境支持系统。

　　从机器人到创客，这十多年来，我一直认为教育就应该是慢慢来的，求真更重要，探索一个模式，对了就要去坚持，开源这件事，我认为是做对了。随着创客教育的发展，我发现开源硬件的普及可以让更多的学生参与机器人项目，利用开源硬件，自造结构件，教师也能开发出开源机器人项目，也能引进开源机器人项目，并不一定要企业的支持才能开设课程。

　　我发现，现在大多数学校都有了创客空间，要开展开源机器人项目其实也就是增添一些耗材就可以了，工具应用并不需要重复投入，器材方面也不用追求高端，够用就行，不一定要工业级的设备，只要能稳定运转有售后保障的产品就可以了。

　　开源是一种文化，慢慢地也会变成一种习惯，为了方便老师们参考，我把我们学校建设开源机器人主题的创客空间的方案也“开源”给老师们（如下表）。

　　吴俊杰：周老师真的是把开源精神贯彻到底的一位“开源文化布道师”。我觉得无论是预先设计的开源机器人主题的创客空间，还是自然而然投入到开源机器人学习当中的创客空间，都要有一支可以表现出一种发自内心的创造力和幸福感的队伍。这也是创客教育能够不断发展的动力源泉所在。

　　周茂华：我觉得还是要感谢深圳第二高级中学的创客教师团队。2012年，我们将开源文化引进校园，同年筹建了二高创客社团，一开始创客社团只有两位教师与8名学生。我们从网上淘来激光切割机和3D打印机开始创客，开源硬件与数字制造工具的引进，为机器人项目注入了新的元素，只要是规则没有限制的，学生都会想到怎样改进机器人，显然这还不是我们今天聊的开源机器人项目，只是原来的机器人应用了一些开源硬件技术去支持与改造。

　　学校早期的机器人教育都是由社会教育机构来推动的，我们做过很多品牌的机器人项目，如足球机器人项目、救援机器人项目等，这些机器人项目都是特定主题，因为其配件成本高昂、技术相对封闭、赛事项目单一等，我们慢慢就放弃了，其实在国内开展过机器人教育的中小学都有过大致相似的经历，被人牵着走很是被动，机器人教育面对的往往不是大多数学生AG真人官方网址，而是小众群体。而开源机器人则解放了教育生产力，释放了师生的创造力。

　　2012年我们第一次将开源硬件应用到机器人项目中。当年参加FRC国际机器赛，我们就将Arduino应用到了FRC机器人项目中，只不过那时只用它控制了RGB灯带以增加机器人工作状态显示。在之后的几年中，我们用树莓派、Arduino来做成无线手柄控制机器人的相关动作，开源硬件用在复杂的FRC机器人中大大提高了机器人的得分率，这些年越来越多的开源硬件在FRC项目中得到了应用。

　　我认为开源机器人源自开源硬件和软件制作的机器人，只要主控电路板是开源硬件并且底盘动力由开源软件编写程序用开源硬件驱动，就是开源机器人。因为开源机器人具有门槛低、成本低、材料容易获得、开放性等特点，教师和学生在使用时容易上手，在设计制作时能够激发更多的创意，可以从不同的角度去学习机器人相关的知识。

　　王培鹏：我要谈谈这里面的辛苦，机器人这个领域一直是比较累的，但除此之外还有一些其他的因素制约着开源机器人的发展。首先是经费的问题，一个新的机器人的制作需要购买很多新的材料，学校第一次购买的材料往往不够用，如每制作完成一个机器人需要很多的舵机，再次等待学校购买往往时间太长，无法及时地完成调试，影响项目的进度。其次是知识的储备问题，机器人制作需要参考一些开源的教程，但很多教程要求学生和教师具备一定的机器人知识基础和相应的软件编程知识才能完成。例如，我们制作的蚂蚁机器人，要求学生会使用电烙铁焊接和3D打印机，具备C++编程、手机APP图形化编程的基本知识，以及基本的电路测试调试等知识才能完成。在制作过程中，如果使用到激光切割、数控机床加工则需要教师具备相应的知识和技能的储备，如果是参加一些比赛，做一些创新方面的作品，对教师和学生的技术要求则更高。再次是新技术的压力问题，在Arduino还没有彻底玩明白的时候，人工智能来了，需要学习Python编程，没有人指导，网上学习效率很低，遇到相关问题，也没有合适的人去请教，只能自己苦苦搜寻，慢慢摸索。其实我们很需要一个组织或者一个协作共同体，来统筹开源机器人的整体发展，分享新技术或者组织一些活动。

　　另外，还需要有类似的社区将创客学生组织起来。参加创客活动的学生中有很多优秀的学生，其中让我最想念的学生是现在已经上了大二的王嘉恒。回想起来，王嘉恒就是那种深度具备创客特质的学生，造物可以给他带来比一般人更多的创造乐趣，对他而言造物的过程是一种享受AG真人官方网址，你可以看到他的专注、痴迷或者是进入一种心流的状态，造物的成果似乎也可以给他带来一点与众不同的优越感，也许这就是内驱力和外驱力的结合产生的一种持续兴趣。把这种学生送到合适的大学的相关专业深造是一种教育资源优化配置的表现，与此同时，如果能够有一个平台，让学生们能够相互学习，也是激发学生创造性的一种机制。

　　吴俊杰：是的，能够有一个让学生展示自己作品、教师点评学生作品、学生相互学习的平台很重要，这样的平台有利于创客教育常态化开展，也有利于创客教育过程性评价的积累。

　　限于版面，我们这次就讨论到这里，我相信在后续的开源机器人教学和开源机器人主题的创客空间的建设中，还会有更多的教师进入和更多的学生参与，他们会共同推动创客教育向纵深发展。

　　这是一次比较辛苦也比较重要的访谈，我当时问了几位嘉宾三个问题，它们主要涉及以下三个方面：①开源机器人的教育价值；②开源机器人风格的创客空间的建设方案；③开源机器人与现行机器人竞赛之间的关系。前两个问题已经讨论得比较清楚了，第三个还在发展中。我相信，在提高下一代的创新能力，建设创新型国家的问题上，各方是可以达成共识的。在这个问题上，教育行政主管部门和上一级高等院校的招生制度改革是和我们站在一起的。中小学信息技术教育40年的发展，靠的是持续创新，而这种创新，将会在“两个百年”的奋斗目标实现的征程中变得愈加重要。