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创客教育:从知识传承到知识创造

2020年3月15日 - 移动课堂
创客教育:从知识传承到知识创造

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传统的“一间教室、一块黑板、一支粉笔、一本教材,教师讲、学生听”的教学模式正在逐渐淡出我们的课堂教学,基于项目式学习的STEAM教育正越来越收重视。随之带来的就是教材、教具、教学思路等方面的变化。甚至很多走在前沿的教育创新机构已经抛弃了传统的教材,完全是以项目制的方式在进行日常的教学。而许多创新机构的老师和教学研究人员,甚至是处在公立教育系统里的老师,也会试着找一些外部材料,作为上课的素材。教材在课堂中地位逐步下降,这和这几年人们所期待教育的变革是密切相关的。

一、“知识传承”带来的困扰

长期以来,我们都认为教育是传承人类文明的活动。由此出发,教育目标是人为限定的,课程标准是人为限定的,教材是人为限定的,课堂教学也是人为限定的。所谓学生,就是掌握人为限定的知识内容的人。在应试教育下,学生又继续窄化为“考生”,即为考试而大量练习解题技能的人。

但我们几乎都认识到,这样的学生是缺乏创造力和创新精神的,虽然“钱学森之问”振聋发聩,除了责难之声不绝于耳外,稀少有人真正从学生的视角去审视人的成长。从当前期望回应“钱学森之问”的各种花样繁多的教育方案或模式中,大多还是人为限定的一些设计,期望“告诉”学生如何成长,言下之意“你是学生,你还小,按我的来”。

学生是什么?是完成规定课程的机器,还是主动发展的人?我们几乎会异口同声地回答
“是主动发展的人”,但为什么现实与认识相去甚远呢?梅里尔(Merrill、Drake、Lacy、Pratt
and ID2 Research
Group,1996)等对此有个贴切的描述:“学生是说服自己从教学中获取特殊知识和技能的人;学习者则是从自己的经验中建构自己意义的人。我们大家都是学习者,但是只有那些使自己能忍受精心策划的教学情境的人才是学生。”[1]。学生是学习者,其主动学习,不是为了去建构人为规定的意义,而是为了去建构他们自己的意义。如果我们的教育目的、课程、教材和教学是以帮助学生去建构他们自己的意义为目的去设计,或许真的能回答“钱学森之问”。

在针对工业革命时代标准化教育的反思过程中,个性化教育的理念备受推崇。2017
年,《国家教育事业发展“十三五”规划》中明确指出,在学校层面鼓励个性化教育以适应后工业化时代的人才需求。个性化教育最为核心的思想就是认为每个学习者都是独一无二的个体,他们在学习上会有不同的学习兴趣,不同的学习方式,甚至是不同的学习目标。因此,每个人的学习路径也不一样,教材课程也就不能标准化、统一化。此外,移动互联网的高效便捷、以及人们对知识需求的可视性、即时性、碎片化,也使得大部头的厚重教材,确实不那么受人喜欢。

二、创客教育中的“知识创造”隐喻

教材变革不流于形式

(一)创客与创客教育

创客(Maker,又译为“自造者”)概念来源于英文Maker和Hacker两词的综合释义,它是指一群酷爱科技、热衷实践的人群,他们以分享技术、交流思想为乐。[2]在当今知识社会背景下,受“大规模业余化”[3]所赐,草根群体不满足于大批量工业生产带来的同质化,为满足自己和他人的需要,用自己的智慧去设计新的物品,形成了“实物长尾效应”。[4]虽然创客初期往往以草根出现,但随着产品的广泛传播,有可能长成参天大树,如苹果电脑、Facebook等,都有这样的成长轨迹。所以,创客是参与人类社会知识创新的重要一份子,他们不是靠个体的智慧单打独斗,而是在不断分享、交流、协作中迭代,使智慧得到更快、更广的传播和进化。《连线》杂志主编安德森把创客看做新工业革命的引擎[4]。

创客教育是“视每位孩子为创客”,通过提供更多的机会,发展学生学习STEAM(科学、技术、工程、数学和艺术)的兴趣、自信心和创造力,并在做的过程中对STEAM进行整体性学习。[5]在创客教育中,学生的角色定位非常重要,他们不仅仅是知识的接受者或消费者,更重要的,他们是知识及其产品的生产者和创造者。他们有自己独特的创造性的亚文化,并一定程度上影响着世界文化。从这个意义上来说,学生也是人类文明的创造者,而不仅仅是传承者。创客教育在中小学的兴起绝非偶然,而是互联网时代“知识创造”取向的学习理论的体现。

素质教育环境下,教材的变革也成为创新者所尝试的重要方向,尤其是当资本大量进入教育行业之后,我们很快发现他们对于教材进行了创新。

(二)学习理论的进化

行为主义认为学习是获得“刺激—反应”之间的联结。这种从动物实验中得来的研究结论推及到人的学习上,是不合适的。但当今中国的应试教育训练,却与行为主义相当吻合,学生是被动填鸭、被动解题训练的机器。虽然赢得了分数,却丢了“人”。认知主义从行为主义那里把个体的“人”找回来,认为学习是学习者通过认知过程,把各种知识加以储存及组织,形成知识结构的内在心理过程,但也把人视作知识与人类文明传承的对象。

其后出现的社会建构主义认为,人的学习是在真实情境中与学习共同体的交往活动中进行的,而不仅仅是个体内在的努力。并且认为知识不是客观的,而是依赖于情境的,是缄默的或隐性的。由于建构主义对知识的弱化,使学习在某些方面走向了虚无,但其对缄默或隐性知识的重视,使我们看到了以教材为载体的显性知识的局限性,认识到了发展人的实践能力还必须重视对缄默或隐性知识的挖掘,并要让个体与共同体一起“社会对话”。

从学习理论的进化可以看到人类对学习本质理解a的进程。如今,知识社会对人的知识创新要求日益高涨,再加上互联网+物联网的推波助澜,反映到教育领域,有关学习的“知识创造”隐喻应运而生。该隐喻认为,每位儿童不仅是知识的消费者,而且是潜在的知识生产者和创造者,可以通过共同创造人造物来学习。[6]这与我们2005年开始创建儿童数字文化创作课程时,把儿童看成是数字文化的创造主体,是数字文化的生产者而不仅仅是消费者的观点[7]如出一辙。并且,我们越来越认识到,要培养学生的创造力和创新精神,知识的消费绝不是目的,而是实现知识生产或创造的手段,即消费是为了生产,是为了创造。

当下,我们所看到和使用的教材开始越发富媒体化,图片、音频、视频已经是一种常态。不仅如此,很多科技公司还在投入新的技术,例如
AR 、VR 技术,最为典型的就是 Google 所推出的全球艺术馆在线 VR
游览,例如大英博物馆、纽约大都会博物馆都可以在其中找到。同时,教材也变得更加碎片化,符合当下人们对于知识的消费需求,一个知识的讲解既有1
个小时的演讲,也有不到 10
分钟的短片。除了内容本身的变化之外,知识的排列组合也不再是一个线性的结构,而可以根据人的不同需求变得灵活多样,在教育领域的创新者看来,也许人们再也不需要一本适合所有人的教科书了。

(三)“知识创造”隐喻的实现

但是教材的改革形式是很重要,它的更多价值在于激发孩子们对于知识的学习兴趣,但是这就好像是在给药外面裹一层糖浆一样,它并不能够持久,我们更多的应该去考虑当设计教材的时候,考虑如何激发学生的内在动因。而这个问题在课程入校的时候更为突出。

1. 用人造物反映“知识创造”

这里的“知识创造”是学生水平的,一般是达不到职业科学家、艺术家那样的知识创造程度的。“知识创造”隐喻不仅关注个体的学习,还特别强调在共同体中的学习,强调通过群体协作创造出能够共享的人造物,并在实现它的过程中获取知识和创造知识。[8]这里的人造物,可以是实物性的,如气球小车、3D打印的作品、一套装置艺术;也可以是概念性的,比如一份研究报告、一套解决方案、一段巧妙的算法程序等。创客文化的特征之一是一定要把人造物实现出来,并尽可能看到其实际产生的作用。它正好吻合了学习的“知识创造”隐喻,为变革学习方式提供了新的可能。

耿赛猛,是一家创客教育公司——空天创客的创始人,他们给学校提供与航天知识相关的整体解决方案,包括设备和对应的课程。一开始,学科的老师希望和我们合作,共同研发教材,不仅让整个知识的学习变得有趣,同时还能让一些原有课堂的知识与航天课程相对应,强化学习效果。很可惜的是,后来发现这样的路子基本跑不通。

2.在设计思考中寻求创新

新萄京棋牌手下载2016,创造出人造物,一种是出于兴趣,一种是专门为解决人所面临的问题而设计,两者都是积极而有意义的学习。但对创客来说,设计思考(Design
Thinking)是一套广被应用的创造性解决人所面临的问题的方法。设计思考的过程包括移情理解、定义问题、形成概念、开发原型和测试。

其中,第一步“移情理解”尤为重要,即学会如何理解他人,站在他人的角度看待问题,并由此出发通过创意和创新的解决方案解决他人或自己的问题。所以,设计思考是以人为本、为人服务的,对于发展学生的同理心相当有益。比如,磁铁“同极相排斥、异极相吸引;磁力可以穿透物体”等知识,学生玩玩磁铁就可以发现出来,但教学不能止于此。教师可以提出一个利用磁铁的这些性质为人服务的议题,让学生去定义具体的问题、形成概念或解决问题的创意,开发出原型去测试。在这样的创客教育教学中,学生做出了不少作品,比如磁力灯座、磁力眼镜架、磁力笔盒、磁力腰带、磁力便捷书套,等等。

设计思考是试验性的,它允许出错,甚至提倡快速出错以不断尝试新的解决方案,即不断地推进“移情理解—定义问题—形成概念—开发原型—测试”的循环迭代,以最终找到一个比较合适的解决方案或设计出一个较为满意的产品。所以,设计思考的过程是积极乐观的,有利于培养学生应对挑战的勇气和自信。

从这里我们看到,设计思考与更早之前提出的基于设计的学习(Design-based
learning或learning by
design)[9]是异曲同工的,并没有太多的不同。但设计思考更强调以人为本,为人解决问题。在创客文化中,用设计思考的方法进行创新相当流行,教育领域中也有人应用设计思考形成了整套的工具,用以解决教育问题。[10]

公立学校的物理课教材知识密度是非常大的,一个章节内会有 7-8
个知识点,连贯性也极强,往往是一个知识点接着一个知识点,之后学生需要练习与课程内容相对应的课后练习题,来判断是否掌握。

3.在迭代中实现“知识创造”

知识社会的基础是信息技术。同样,支撑“知识创造”学习的基础也离不开信息技术环境。互联网支持着知识的分享——无论是显性知识还是隐性知识,交流讨论支持着知识的改造,并把隐性知识显性出来变成他人可学习借鉴的智慧,协作创造使群体的智慧得以张扬,创建出属于协作共同体的知识及产品。而后又是无限循环的“分享—交流讨论—协作创造”,智慧藉由互联网不断迭代、不断创新、不断进化,形成了“创新是规则,而不是例外”的文化氛围。[11]这样的文化氛围下,学生、业余爱好者、艺术家、科学家及各行各业的人都有机会连接在一起,去完成从设计到形成产品到商业运作等工作。创客文化就是在这样的条件下蓬勃发展起来的,成为了新工业革命的不竭动力。

由此看来,创客教育需要充分利用网络做分享、迭代的平台。但对于教室里的教学,组织起面对面的分享、迭代是相当关键的。教师在课堂上充分营造自由分享、交流、讨论和协作的氛围,把对教学过程的控制转变为对学习环境的营造,把教师“他组织”的教学变为学生群体“自组织”的学习,推动创造的分享、迭代和进化,可以让学习的成果不断优化。

但是空天创客的课程以项目制为主,项目中的知识点与课本上的很难一一对应,每堂课只能涉及几个物理学相关的知识,而且还是不连贯的,有时候是第三章的摩擦力,有时候又是其他章节的助推力。一堂课下来,知识点基本上是一个分散式的状态,无法达到对学科知识强化的作用。

4.在实现人造物中获得“活知识”

促进知识与能力的迁移往往让教师们绞尽脑汁,但运用行为主义或填鸭式的教学方法,学习的是死知识,很难实现迁移。现有的教材与教学基本是脱离真实情境的,是简化了真实情境中的复杂问题的,是主要回应单一学科问题而不是跨学科的综合性问题的,这样学到的知识很难迁移到新的情境中。所以在新一代的美国科学教育框架和标准中,强调基于STEAM的综合的、复杂的真实情境,让学生学习跨学科概念和学科核心概念。宁愿学习少一点,也要给充分的时间让学生进行科学与工程实践。要真的做到“实践”,就要把习以为常的围绕获取知识组织教学的做法,转变到围绕应用知识组织教学上来,即把获取知识的活动融入其中,获取是为了应用。这样做的目的,就是要让学生学到“活知识”,能有效迁移到新情境中去创造性地解决问题。科学与工程实践的结果主要就是实物作品、研究报告、解决方案等,即将知识外化为人造物,学生便具有了把知识与现实世界连接起来的本领。

后来老师们也意识到这样的融合基本不大可能,于是也就放弃了联合开发。目前空天创客的课程教材及教具都是由自主研发的,以航天科普基础知识为基础,匹配的是信息技术与通用技术的课程大纲,公立学校的老师过来观摩课程,再回去给学生们讲授。

三、“在创造中学科学”的情境导向模型

小学科学长期存在的问题是“用机械的探究步骤进行知识传授”,实验探究活动主要是围绕揭示已有的知识结论而组织的。即便课堂上学生得出了不一样的实验结果,也会在教师的精心暗示下获得统一的结论。这样的“探究”是受教师严格控制的,学生缺乏真正意义上的自由探究的时间和空间。情境导向模型就是为解决这个问题而创建起来的,即通过蕴含在真实情境中的有挑战性、开放性的复杂问题,确定探究的大致方向;通过提供丰富的资源,给予充分的时间让学生自由探究;在学生遇到困难时,适时地提供必要的基础知识或学习支架以减轻认知负荷,并不断鼓励学生之间的分享、交流和协作,最终完成作品的设计或研究报告的撰写。[11]

以小学科学教材中研究小车运动的《运动与力》单元为例,该单元共8课时的设计是:1.我们的小缆车(重力与拉力);2.用橡皮筋作动力(弹力);3.像火箭那样驱动小车(气球与反冲力);4.测量力的大小(弹簧测力计的使用);5.运动与摩擦力(摩擦力);6.滑动和滚动(运动方式与摩擦力);7.运动与设计(摩擦力与运动设计);8.设计小赛车(综合运用)。仔细分析教材内容,除了第8课属于较复杂的作品设计活动外,前面7课均为材料提供完备、实验步骤清晰的操作任务,其目的就是为了让学生掌握括号中的那些知识点。

为此,我们将这个单元进行了重新设计,整个单元的学习任务是:设计一个跑得快、远、直的气球小车。也就是说,几乎所有的课时都让学生拿去设计气球小车。在这个过程中,上述的知识点基本融合到了设计气球小车的活动中:因为需要这些知识所以才去研究,弄清楚这些知识是为了更好地设计气球小车,即围绕应用知识来组织学习活动。

在这个单元的教学过程中,每个班每节课探究什么内容,甚至每个人每个小组怎样改进自己的小车都是不一样的,是由学生自发生成的,学生之间是可以互相“抄袭”(模仿)、调整和改进的,甚至于谁的方法被抄袭得越多,就越表明他越有水平、越有创意,这其实是一个不断分享、改进的迭代过程,是实现学习共同体共同创新的自组织学习的体现。[12]这样的教学体现了“少就是多”的学习原理,即学习得越深入,沉浸其中探究的时间越充分,就越容易迁移。

项目制教学这个外在形式下的教材也许并不是作为知识掌握的好方法,但是教材除了给予学生更多内在的学习动力之外,更为重要的是让他们能够去调用这些知识,以及这背后所蕴含的能力,毕竟只是去记住,而不去用,那所有这些掌握都没有实质的价值。

四、结语

创客教育是创客文化在教育中的体现,是“知识创造”取向的学习理论的体现,可以在一定程度上解决学习的“知识传承”隐喻带来的困扰,反映了人类的学习从知识传承到知识创造的诉求。创客教育确立了学生为知识及其产品的生产者和创造者的地位,其更加倾向于制造实物性人造物的特点,强调动手的本色,又特别符合儿童青少年的心性,使他们更乐于卷入到学习中。创客教育并不是限于某一学科或信息技术或科学教育领域,它与STEAM一样,是在回应比所谓跨学科还要广阔还要综合的真实生活。如此综合与真实的内容,更有利于培养学生的核心素养——解决现实生活中的复杂问题的能力,更有利于学生应用分享、迭代的知识社会创新模式去发展自己的创造力和创新精神。但要警惕的是,创客教育绝不是只能少数人参与的高技术教育,它的成功与否取决于是否能秉承创客的草根文化,惠及每一位学生,让他们都能朝着“知识创造”的方向迈进。

教材设计强调跨学科、科学性

参考文献

[1]戴维·H·乔纳森著,任友群等译.学习环境的理论基础[M].上海:华东师范大学出版社,2002:2

[2]创客[DB/OL].[2015-06-14]..

[3]克莱·舍基著.胡泳译,沈满琳译.未来是湿的——无组织的组织力量[M].北京:中国人民大学出版社,2009:38-39.

[4]安德森著,萧潇译.创客:新工业革命[M].北京:中信出版社,2012.

[5] Who We
Are[OL].[2015-06-14]..

[6]曾文婕,柳溪.获得·参与·知识创造——论人类学习的三大隐喻[J].教育研究,2013(07):88-97.

[7]吴向东,王继华.儿童数字文化创作课程的目标体系[J].中小学信息技术教育,2010(9):21-23.

[8]珍娜等,通过基于案例的推理促进深度的科学学习:课堂中“通过设计学习”的流程与惯例[A].西尔等主编,任友群等译.教学设计中课程、规划和进程的国际观[M].北京:教育科学出版社,2009:103-149.

[9]Design Thinking for Educators.
[OL]..

[10] Edutipoa About us Vision and
Mission.[OL].

[11]吴向东.数字时代的科学教育——鸢尾花(IRIS)数字化探究之旅[M].广州:华南理工大学出版社,2012:76.

[12]吴向东.为自组织学习服务——情境导向的模型与学习环境的设计[J].科学课,2014(04)

教材变革不只是流于形式,而是要让学习者既能获取一定量的知识积累,同时也可以激发他们的学习兴趣,能够提取不同学科的学习元素,进行跨学科的研究,并产生更多的创造性行为。

本文发表在《中小学信息技术教育》2015年第7期

跨学科是教材变革的一个重要趋势。“创新实践、核心素养”是这两年非常流行的教育热词,在航天科技STEAM教育实践过程中,我们发现以核心素养为导向的有效举措就是以学生为核心、结合场景和问题进行学习、开展跨学科学习。如果具体到以航天课程内容设计为例,就是将航天科技的知识、技能、工程实践、探究式主题、情感和视野纳入到课程、纳入到学校学习场景中去,打破学科界限,
把不同学科不同领域的理论和方法同航天技术有机地融合,有目的、有计划地设计组织课程内容和教学,为学生真正形成一个跨学科的综合视野和解决问题的能力做支撑。

因此,对于一门课来说,它所需要调用的知识范畴不再只是单一的学科,而且学习到的技能更强调终身受益。这使得教材的设计必须或者也只能是一种跨学科的内在逻辑,同时辅之以更多丰富的项目制作为最终的展现形式。

不仅如此,跨学科本身对于知识的习得也是有巨大的帮助的,这种学习是从真实情景出发,学习者直接参与学习活动,它给予学生的动力是更加长远的,它能够激发学生对于学科产生兴趣,通过问题的解决和任务的完成来进行课程学习,不仅能够让学生从中获取额外的满足感,赋予知识的有效性也更强。

教材变革的另一个重要的趋势是它们正在变得越来越科学性,基于有学术研究的理论基础或者实践范例,强调科学探究、科学素养、科学技术与社会的关系。虽然在中国才刚刚开始,但可以预料,这是一个大的趋势。这种教材的变革可能会给习惯于教科书的老师带来一些困难,没有了具体指导不知道如何下手备课,一直都按着教科书学的孩子,也不知道要如何学。空天创客在课程实施的时候也发现了这一问题,在教材升级时,教师用书除了教学PPT及视频资源外,每一门课程都增加了教学课堂设计,学生用书增加了课堂任务书。

教材设计注重教学差异化

如果问老师,课堂教材的实际需求,那可能就是差异化。的确,很多人经历的课堂都是“满堂灌”,教师以一对多、不同学生同等对待,优生吃不饱、弱生听不懂。事实上,不同学生的学习水平、学习能力、学习方式、学习兴趣有很大的差异。我们一直强调
“个性化教育”、“因材施教”、“尊重差异,多元发展”。课程教材内容设计要能满足差异化的教学需求,适应不同学生差异化的发展需求,才能让每个孩子都绽放出精彩。航天科技课程在教学实施时,针对这一点也做了调整。如对于学习能力较强的孩子,在系列课程学习基础上设计了研究性学习课程以及高阶的创新思维训练课程。

教材是课程资源的重要组成部分,也是学习体验重要的载体,STEAM教育模式下,教材的设计如何结合中国小学教育的特点,具有综合性、探究性、实践性、合作性等重要特点,值得继续探究。

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