竢实学堂|李君：融合创客精神的迭代式PBL教学——《从代码到实物：造你所想》
导语
科技是国之利器，
国家赖之以强，
企业赖之以赢，
人民生活赖之以好。
创新是大势所趋，
创客更是时代的呼唤，
因此，
融合了科技与创新的《从代码到实物：造你所想》应运而生，
让我们走进李老师的课堂，
感受创客精神的无限魅力。
课程名称
《从代码到实物：造你所想》
课程负责人
李君
团队主要成员
王衡、李然、吕爱芬、吴永萌、谢敏、胡香蓉
01教师简介
李君，男，硕士研究生学历，有计算机、公共管理、工业设计三个方向学科背景；现任西南交通大学信息科学与技术学院实验师，利兹计算机实验室主任，西南交通大学教学设计师；是国家级一流课程《从代码到实物：造你所想》课程负责人，交大创客空间早期发起人，凿物网、Fablab Chengdu等社会组织联合创始人，中美青年创客大赛成都赛区早期发起人，国际铁路联盟TrainRail Hackathon全球组委会成员。主要研究领域：人机交互、创客教育。2018年获国家教学成果奖二等奖，四川省教学成果一等奖。2020年获唐立新优秀教师奖。
2013年开始从事高等教育大学生工程训练的教学和相关培养活动。2015年参加西南交通大学首届青年教师教学能力提升研修班并结业，陆续开设的代表性课程有：《从代码到实物：造你所想》、《自行车旅行之道》、《重构跨界视野、共创智美未来》、《智能产品设计》等课程，其中《从代码到实物：造你所想》课程被西南交通大学教学质量保障工作委员会本科教学质量保障分委会评为“特优”，被教育部认定为国家一流课程。在科创竞赛方面，是2014～2019年中美青年创客大赛成都赛区主要组织者。从大量的以学为中心的教学实践中，总结出“迭代式PBL教学法”，在高校教学发展网络（CHED）、2020中国教与学学术国际会议等国内外会议中多次分享介绍。
02课程介绍
01教学设计
信息技术与各行业的深度融合是新工业革命的显著特点。提升信息技术与各学科进行融合创新能力是提高当代大学生创新能力的重要路径。建设融合信息技术与实体创造的跨学科课程十分迫切和重要。
西南交通大学是一所工科见长的综合性大学，如何帮助学生掌握基于信息技术的跨学科工程创新能力，特别是利用信息技术来实现从零到一的创新能力？
我们以麻省理工学院媒体实验室《How to make (almost) anything》课程和创客社区常用技术为基础，因地制宜，构建了适合中国大学教学环境和学生情况的教学内容体系。
在教学实践中，以学生为中心，进行课程结构优化，建立了迭代式项目制教学的模式，逐步解决了跨学科知识的有效融会贯通的问题，学生能达成较高层次学习境界。
学习计算机编程、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机控制机器、人机交互等方面的入门技术，综合应用这些技术完成产品原型的设计和制作。
在学习过程中，组建创新团队，并在合作设计和制造中，掌握团队协作的能力，以及工具软件的使用。
在这种从零到一的创新尝试中，思考计算、设计、创新与社会的关系。
课程的内容和进度为三个阶段：低阶的基础技术、中阶的设计与创造、高阶的创新创业。
学习创客社区里面常用的一些数字化的工程技术，比如二维三维设计、3D打印、激光切割、开源硬件等技术，然后制作一个综合的作品，比如小型避障小车，掌握综合应用技术来制作实物作品的能力。
引入真实问题和设计思维，通过开展设计工作坊、头脑风暴等活动，面对真实问题，探讨解决方案，然后进行产品或者装置的研发实践，最终制作一个作品以及相关的说明文档、网站等资料，并且进行公开展示和答辩。贯穿着学生项目制作和研讨的过程中，教师辅助性的还会介绍团队管理的技术和工具、网页制作的技术和工具、CNC数控加工、网络通信、网络编程等一些内容。
给学生提供一些后续的比赛和应用场景的支持，鼓励学生参与社会实践，实现技术方案进一步的迭代发展，鼓励他们在实践中实现真正的创新。
成绩构成分三部分：作业方式体现的学习过程与收获（30%） 、期末大作业的演示效果（40%）、期末大作业的设计与意义（30%）。
学习过程评价：引入Git代码管理的模式，学生在团队的项目和代码仓库中体现学习过程，形成第一部分分数。
期末大作业评价：组织公开展示，学生需要演示产品原型并进行答辩，由课程指导老师和嘉宾担当评审并打分，形成第二、三部分成绩。
1、在国内最早引入麻省理工学院《how to make （almost） anything》课程
在国内最早引入麻省理工学院《how to make （almost） anything》课程，并且根据中国大学的实际教学环境和方式的限制，通过在教学实践中摸索，对创客教育领域国际著名课程《how to make （almost） anything》的教学内容进行了适应性重构。
2、迭代式的PBL教学法
在学科交叉的教学过程中，学生往往面临知识如何融汇贯通的问题，通过对学生创造过程和学习行为的深入观察，我们提出了迭代式PBL教学法，在教学过程中，学生通过多次创造来进行迭代，达成对知识和技能较高境界的理解。
（基于多次创造来开展迭代式教学）
3、融合创客精神、设计思维与计算思维的创新创业思想
将创客精神、设计思维、计算思维融合起来，形成了具有信息时代特点、设计驱动创新、重视实体技术创新的创新创业思想。计算思维方面，着重计算思维的传递，使学生理解如何从代码、系统、处理器、以及输入输出等系统性的构建计算系统。在自主设计中，采用设计驱动创新的模式，运用头脑风暴、焦点小组等方法，鼓励学生站在用户角度设计作品。在项目执行过程中，与创客类似，重视实物呈现，鼓励实际应用，而非仅停留在方案文档阶段。
（同学们在学习激光切割）
（同学们在学习三维建模）
（同学们在学习3D打印）
（同学们用自己制作的“光棒”在夜空中绘出西南交通大学校徽）
（同学们课程大作业展示和竞赛获奖）
（师生课程大作业展示后的合影）
在《从代码到实物：造你所想》课程教学实践的过程中，李君老师和教学团队在近5年也取得了丰硕的教学成果。
（1）2020年，课程被教育部认定为国家级一流课程。
（2）2018-2019年第2学期，课程被西南交通大学教学质量保障工作委员会本科教学质量保障分委会评为“特优”（最高级别）。
（3）2018年课程作为校创新创业教育体系一部分，于2018年获得国家教学成果二等奖、四川省教学成果一等奖。
（4）2017年课程团队所在的交大创客空间被教育部授予首批中美青年创客交流中心，并于2018年，被评为全国top5优秀创客中心。
（5）本课程学生在各类科创竞赛中获奖累计40余项。
03教师寄语
如首届学生2015级电气专业学生石嘉惠（现在德国留学）所言：
“…这门课它不是一门让你成为行业精英的课，
却让我感受到不同专业的奇妙和本专业光芒的课。
在那里，我发现我可以换一种方法对待大学。”
希望同学们可以结合“异想天开又脚踏实地”的创客精神，
找到自己的大学之道，创新之道，人生之道。
来源|西南交通大学教务处
编辑|廖培岚
头图|胡振鹏
尾签|荆予涵