英國“探客式學(xué)習(xí)”助學(xué)生邂逅工程靈感

　　想象一下這樣的課堂：沒有統(tǒng)一的圖紙，沒有標(biāo)準(zhǔn)的答案，學(xué)生圍著一堆拖把桿、橡皮筋和塑料桶，叮叮咣咣敲打，試圖造出一臺能發(fā)射網(wǎng)球的彈射器。失敗了？沒關(guān)系，拆了重來就是。成功了？則會引來一陣歡呼。這不是課外興趣班，而是英國中小學(xué)正在大力推廣的一種工程教學(xué)方法——探客式學(xué)習(xí)。

　　當(dāng)前，工程教育愈發(fā)受到從教育行政部門到一線實(shí)踐者的廣泛重視，然而，具體到微觀教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施層面，卻普遍出現(xiàn)“教師不會教，學(xué)生不會學(xué)”的困境。如何打破中小學(xué)教師與工程教育之間的壁壘，幫助教師基于現(xiàn)有學(xué)科教學(xué)知識提升工程教學(xué)信心和能力，成為全球中小學(xué)工程教育實(shí)踐面臨的關(guān)鍵問題。為此，英國提出通過推廣探客式學(xué)習(xí)來突破工程教學(xué)的實(shí)踐阻礙。這種教學(xué)法不追求完美的結(jié)果，更注重讓每一個學(xué)生都能在動手探索中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造，蘊(yùn)藏著工程教育最珍貴的邊學(xué)邊做、邊實(shí)踐邊創(chuàng)新的精神。

　　從“修補(bǔ)匠”到學(xué)習(xí)理念

　　探客式學(xué)習(xí)（Tinkering）源自“探客”（Tinker）一詞，后者最初指那些走村串戶、修理破損家用器皿的匠人。到了16世紀(jì)90年代，該詞意逐漸拓展為一種注重親自動手實(shí)踐，在拆解、搗鼓的過程中完成發(fā)明創(chuàng)造的獨(dú)特工作方式。21世紀(jì)初，這種工作方式又被提煉為一種學(xué)習(xí)理念，用來描述以學(xué)習(xí)者為中心、由個人興趣和內(nèi)在動機(jī)驅(qū)動的創(chuàng)造性活動，即探客式學(xué)習(xí)。

　　與傳統(tǒng)科學(xué)探究“制定計(jì)劃—執(zhí)行計(jì)劃—反思工作”的固定流程不同，探客式學(xué)習(xí)以游戲精神、持續(xù)調(diào)整和迭代為核心理念，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者通過親歷“提問—想象和計(jì)劃—創(chuàng)造—優(yōu)化”的工程設(shè)計(jì)過程，在改造物質(zhì)世界的直接經(jīng)驗(yàn)中構(gòu)建對工程思維和科學(xué)原理的個性化理解，在一次次試錯和重建中戰(zhàn)勝自我并增強(qiáng)勇氣、信心。因此，英國皇家工程院將探客式學(xué)習(xí)視為將工程語言融入中小學(xué)環(huán)境的關(guān)鍵橋梁，呼吁教師利用探客式學(xué)習(xí)將抽象的工程思維轉(zhuǎn)化為有趣的教育實(shí)踐。其目的不僅是教會學(xué)生制作某個產(chǎn)品，更注重培養(yǎng)他們像工程師一樣思考——保持好奇、堅(jiān)韌不拔、勇于嘗試并善于從過程中學(xué)習(xí)。

　　以兒童主導(dǎo)的方式進(jìn)行創(chuàng)造

　　探客式學(xué)習(xí)在工程教育的課堂中如何呈現(xiàn)？以“制作節(jié)奏演示器”課程為例，上課時，英國教師會為學(xué)生提供一個開放式的工具包，鼓勵學(xué)生放手探索。學(xué)生需要對工具包內(nèi)的材料進(jìn)行自主觀察和思考，隨后開始動手制作。學(xué)生可以隨意使用工具包中的各種物件，進(jìn)行各種各樣的嘗試，如有的選擇增減電動風(fēng)車上的釘子，有的調(diào)整固定部件的位置，由此創(chuàng)造出不同規(guī)律的節(jié)拍和獨(dú)特的音型。即使一些學(xué)生進(jìn)行了不合理的設(shè)計(jì)，教師也不會直接動手糾正，而是通過質(zhì)疑、追問等啟發(fā)學(xué)生思考……

　　在這個過程中，英國中小學(xué)生并非簡單地使用工具包制作產(chǎn)品，而是經(jīng)歷著“提問—想象和計(jì)劃—創(chuàng)造—優(yōu)化”循環(huán)往復(fù)的工程流程：在對材料的自由觀察和隨意擺弄中，學(xué)生主動提問并定義問題；通過動手試錯，他們深入理解材料和工具，進(jìn)而想象和計(jì)劃，形成初步解決方案；隨后，他們將想法創(chuàng)造為具體原型；最終，在持續(xù)優(yōu)化和迭代中，實(shí)現(xiàn)從具體經(jīng)驗(yàn)到工程概念和思維習(xí)慣的升華。

　　觀察發(fā)現(xiàn)，英國中小學(xué)工程教育的探客式學(xué)習(xí)具有以下幾大特征。第一，以兒童主導(dǎo)的方式進(jìn)行創(chuàng)造。在探客式學(xué)習(xí)中，教師的作用是支持而不是指導(dǎo)，即使發(fā)現(xiàn)學(xué)生的方向可能是錯誤的，教師也會避免直接提供正確答案，以便學(xué)生完全保留對自己創(chuàng)作成果的所有權(quán)，鞏固其作為學(xué)習(xí)主體的地位。第二，鼓勵學(xué)生嘗試并表揚(yáng)他們，保持學(xué)生不斷探索的熱情。這種激勵文化旨在讓學(xué)生明白，學(xué)習(xí)的價值不僅體現(xiàn)在最終成功的作品上，更蘊(yùn)含在持續(xù)的嘗試和努力中，從而激發(fā)其內(nèi)在動力，幫助學(xué)生建立起不畏艱難、樂于挑戰(zhàn)的積極心態(tài)。第三，在制作和實(shí)驗(yàn)過程中定義和完善預(yù)期成果。在探客式學(xué)習(xí)中，學(xué)生積極參與設(shè)計(jì)、創(chuàng)造和發(fā)明的全過程并將接觸到的所有技術(shù)、工具等都視為創(chuàng)新的資源。在與技術(shù)和工具的自由互動中，學(xué)生的創(chuàng)意不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)品目標(biāo)也越來越清晰和具體，最終的成果在這種動態(tài)迭代中得以優(yōu)化。第四，有一定的競爭性。這種競爭并非傳統(tǒng)意義上的“你輸我贏”，而是一種良性挑戰(zhàn)。它可以表現(xiàn)為小組之間的創(chuàng)意比拼、解決同一問題的不同方案等。這種機(jī)制能夠有效激發(fā)學(xué)生的好勝心，促使學(xué)生更加聚焦于創(chuàng)意、工藝和問題解決策略的優(yōu)化，從而將潛能發(fā)揮到極致。第五，強(qiáng)調(diào)協(xié)作。課堂上，教師會要求學(xué)生在解決真實(shí)、復(fù)雜的科學(xué)和工程任務(wù)時，主動與他人交流想法、分享資源、分工合作。產(chǎn)品創(chuàng)作的過程不是技能的簡單疊加，更是一個社會性的過程，其中充滿了思維的碰撞、觀點(diǎn)的協(xié)商。第六，從失敗中學(xué)習(xí)。在探客式學(xué)習(xí)的課堂里，失敗會被當(dāng)作一個學(xué)習(xí)的機(jī)會來“慶祝”。學(xué)生要理解失敗的價值是為產(chǎn)品的誕生提供關(guān)鍵信息。對失敗的積極審視，旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)理性、韌性和從挫折中恢復(fù)的能力。

　　基于常見材料開展課堂教學(xué)

　　在英國，探客式學(xué)習(xí)正在中小學(xué)中廣泛推行。其成功推廣得益于英國構(gòu)建的多層次支持體系：為教師提供與工程師和教育研究者交流的沉浸式工作坊；開發(fā)與計(jì)算機(jī)科學(xué)、設(shè)計(jì)和技術(shù)等國家課程深度融合的教學(xué)資源；鼓勵校長帶頭支持探客式學(xué)習(xí)實(shí)踐，將工程思維培養(yǎng)納入學(xué)校發(fā)展規(guī)劃，設(shè)立開放日以促進(jìn)校際觀摩和經(jīng)驗(yàn)流動等。

　　探客式學(xué)習(xí)具有“低門檻性”和“易操作性”的特征，鼓勵教師基于常見材料發(fā)布產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制作任務(wù)，如提供紙板、吸管、瓶蓋、橡皮筋和膠帶等材料，讓學(xué)生制作一輛能自己移動的小車。在實(shí)施路徑上，英國教師會從自身角色、學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)、課堂環(huán)境和評價等方面有意識地促進(jìn)學(xué)生工程思維習(xí)慣的發(fā)展，其核心在于讓學(xué)生通過親歷產(chǎn)品的制作過程破除對工程教育“高度專業(yè)性”的固有印象。

　　在具體的教學(xué)實(shí)施中，英國教師通常要做到以下幾點(diǎn)。一是從“知識傳授者”向“學(xué)習(xí)引導(dǎo)者”轉(zhuǎn)變。教師要讓出教學(xué)的“中心舞臺”，轉(zhuǎn)而扮演學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)師和探索過程的引導(dǎo)者。二是通過為學(xué)生準(zhǔn)備適宜的挑戰(zhàn)、多元的材料以及適時的引導(dǎo)和提問，支持學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)并解決問題，幫助其在實(shí)踐過程中實(shí)現(xiàn)知識習(xí)得和素養(yǎng)升華。三是注重從“結(jié)果導(dǎo)向”轉(zhuǎn)向“過程開放”的學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)。在課堂上，教師要放棄對標(biāo)準(zhǔn)答案的追求，轉(zhuǎn)而關(guān)注核心目標(biāo)如學(xué)生制作的小車能否移動，而非外在呈現(xiàn)如小車形狀是否精美。因此，教師設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)任務(wù)具有高度開放性，允許學(xué)生使用給定材料進(jìn)行多種多樣的嘗試，即使最終作品簡陋，探索過程本身也具有寶貴的價值。四是打造容許試錯、不畏失敗的課堂文化環(huán)境。這深刻體現(xiàn)著以過程為中心的持續(xù)改進(jìn)的工程文化。教師需要營造一個包容且鼓勵創(chuàng)新的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵學(xué)生實(shí)驗(yàn)并從失敗中學(xué)習(xí)，以此培養(yǎng)他們在未來學(xué)習(xí)和工作中持續(xù)追求改進(jìn)的能力。五是推動從“完成作品”到“思維成長”的評價理念變革。探客式學(xué)習(xí)的評價旨在呼應(yīng)過程導(dǎo)向的工程迭代精神，不僅要關(guān)注學(xué)習(xí)任務(wù)目標(biāo)，更要關(guān)注學(xué)生在迭代的工程實(shí)踐過程中所表現(xiàn)出的思維習(xí)慣、跨學(xué)科能力、堅(jiān)韌品格和創(chuàng)造精神。這意味著，教師的關(guān)注點(diǎn)必須從最終作品轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)歷程，評估學(xué)生在工程思維和實(shí)踐能力上的真實(shí)進(jìn)步并以此作為設(shè)計(jì)后續(xù)活動、支持持續(xù)探索的關(guān)鍵依據(jù)。

　　英國皇家工程院的報告和一些發(fā)表在核心期刊上的研究論文，都證明了探客式學(xué)習(xí)的有效性。比如，學(xué)生的協(xié)作能力、系統(tǒng)思維和問題解決能力普遍提升；教師的教學(xué)熱情和教學(xué)改革意愿明顯增強(qiáng)；部分學(xué)校還建立起跨學(xué)科的STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)）教學(xué)團(tuán)隊(duì)，通過活動吸引家長和工程師走進(jìn)課堂，形成了學(xué)校、家庭、社會共同推進(jìn)工程教育的良好生態(tài)。

　　當(dāng)下，探客式學(xué)習(xí)在英國仍面臨諸多挑戰(zhàn)，比如，如何消解探客式學(xué)習(xí)開放、迭代的過程與強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和進(jìn)度的國家課程體系之間存在的天然張力，如何有效評估學(xué)生在探客式學(xué)習(xí)中的思維能力發(fā)展等。但英國的課堂經(jīng)驗(yàn)表明，通過賦予教師專業(yè)信任、提供系統(tǒng)性的支持并營造安全的試錯文化，探客式學(xué)習(xí)能有效促進(jìn)學(xué)生工程思維和創(chuàng)造性解決問題能力的發(fā)展，為培養(yǎng)未來創(chuàng)新者奠定一定基礎(chǔ)。

　　（作者系江南大學(xué)人文學(xué)院副教授）

《中國教育報》2026年03月19日 第09版

作者：杜文彬