英國“探客式學習”助學生邂逅工程靈感

　　想象一下這樣的課堂：沒有統一的圖紙，沒有標準的答案，學生圍著一堆拖把桿、橡皮筋和塑料桶，叮叮咣咣敲打，試圖造出一臺能發射網球的彈射器。失敗了？沒關系，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，而是英國中小學正在大力推廣的一種工程教學方法——探客式學習。

　　當前，工程教育愈發受到從教育行政部門到一線實踐者的廣泛重視，然而，具體到微觀教學設計和實施層面，卻普遍出現“教師不會教，學生不會學”的困境。如何打破中小學教師與工程教育之間的壁壘，幫助教師基于現有學科教學知識提升工程教學信心和能力，成為全球中小學工程教育實踐面臨的關鍵問題。為此，英國提出通過推廣探客式學習來突破工程教學的實踐阻礙。這種教學法不追求完美的結果，更注重讓每一個學生都能在動手探索中實現創造，蘊藏著工程教育最珍貴的邊學邊做、邊實踐邊創新的精神。

　　從“修補匠”到學習理念

　　探客式學習（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90年代，該詞意逐漸拓展為一種注重親自動手實踐，在拆解、搗鼓的過程中完成發明創造的獨特工作方式。21世紀初，這種工作方式又被提煉為一種學習理念，用來描述以學習者為中心、由個人興趣和內在動機驅動的創造性活動，即探客式學習。

　　與傳統科學探究“制定計劃—執行計劃—反思工作”的固定流程不同，探客式學習以游戲精神、持續調整和迭代為核心理念，強調學習者通過親歷“提問—想象和計劃—創造—優化”的工程設計過程，在改造物質世界的直接經驗中構建對工程思維和科學原理的個性化理解，在一次次試錯和重建中戰勝自我并增強勇氣、信心。因此，英國皇家工程院將探客式學習視為將工程語言融入中小學環境的關鍵橋梁，呼吁教師利用探客式學習將抽象的工程思維轉化為有趣的教育實踐。其目的不僅是教會學生制作某個產品，更注重培養他們像工程師一樣思考——保持好奇、堅韌不拔、勇于嘗試并善于從過程中學習。

　　以兒童主導的方式進行創造

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

　　在這個過程中，英國中小學生并非簡單地使用工具包制作產品，而是經歷著“提問—想象和計劃—創造—優化”循環往復的工程流程：在對材料的自由觀察和隨意擺弄中，學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，進而想象和計劃，形成初步解決方案；隨后，他們將想法創造為具體原型；最終，在持續優化和迭代中，實現從具體經驗到工程概念和思維習慣的升華。

　　觀察發現，英國中小學工程教育的探客式學習具有以下幾大特征。第一，以兒童主導的方式進行創造。在探客式學習中，教師的作用是支持而不是指導，即使發現學生的方向可能是錯誤的，教師也會避免直接提供正確答案，以便學生完全保留對自己創作成果的所有權，鞏固其作為學習主體的地位。第二，鼓勵學生嘗試并表揚他們，保持學生不斷探索的熱情。這種激勵文化旨在讓學生明白，學習的價值不僅體現在最終成功的作品上，更蘊含在持續的嘗試和努力中，從而激發其內在動力，幫助學生建立起不畏艱難、樂于挑戰的積極心態。第三，在制作和實驗過程中定義和完善預期成果。在探客式學習中，學生積極參與設計、創造和發明的全過程并將接觸到的所有技術、工具等都視為創新的資源。在與技術和工具的自由互動中，學生的創意不斷涌現，產品目標也越來越清晰和具體，最終的成果在這種動態迭代中得以優化。第四，有一定的競爭性。這種競爭并非傳統意義上的“你輸我贏”，而是一種良性挑戰。它可以表現為小組之間的創意比拼、解決同一問題的不同方案等。這種機制能夠有效激發學生的好勝心，促使學生更加聚焦于創意、工藝和問題解決策略的優化，從而將潛能發揮到極致。第五，強調協作。課堂上，教師會要求學生在解決真實、復雜的科學和工程任務時，主動與他人交流想法、分享資源、分工合作。產品創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、觀點的協商。第六，從失敗中學習。在探客式學習的課堂里，失敗會被當作一個學習的機會來“慶祝”。學生要理解失敗的價值是為產品的誕生提供關鍵信息。對失敗的積極審視，旨在培養學生的科學理性、韌性和從挫折中恢復的能力。

　　基于常見材料開展課堂教學

　　在英國，探客式學習正在中小學中廣泛推行。其成功推廣得益于英國構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；開發與計算機科學、設計和技術等國家課程深度融合的教學資源；鼓勵校長帶頭支持探客式學習實踐，將工程思維培養納入學校發展規劃，設立開放日以促進校際觀摩和經驗流動等。

　　探客式學習具有“低門檻性”和“易操作性”的特征，鼓勵教師基于常見材料發布產品設計和制作任務，如提供紙板、吸管、瓶蓋、橡皮筋和膠帶等材料，讓學生制作一輛能自己移動的小車。在實施路徑上，英國教師會從自身角色、學習任務設計、課堂環境和評價等方面有意識地促進學生工程思維習慣的發展，其核心在于讓學生通過親歷產品的制作過程破除對工程教育“高度專業性”的固有印象。

　　在具體的教學實施中，英國教師通常要做到以下幾點。一是從“知識傳授者”向“學習引導者”轉變。教師要讓出教學的“中心舞臺”，轉而扮演學習情境的設計師和探索過程的引導者。二是通過為學生準備適宜的挑戰、多元的材料以及適時的引導和提問，支持學生自主發現并解決問題，幫助其在實踐過程中實現知識習得和素養升華。三是注重從“結果導向”轉向“過程開放”的學習任務設計。在課堂上，教師要放棄對標準答案的追求，轉而關注核心目標如學生制作的小車能否移動，而非外在呈現如小車形狀是否精美。因此，教師設計的學習任務具有高度開放性，允許學生使用給定材料進行多種多樣的嘗試，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境。這深刻體現著以過程為中心的持續改進的工程文化。教師需要營造一個包容且鼓勵創新的學習環境，鼓勵學生實驗并從失敗中學習，以此培養他們在未來學習和工作中持續追求改進的能力。五是推動從“完成作品”到“思維成長”的評價理念變革。探客式學習的評價旨在呼應過程導向的工程迭代精神，不僅要關注學習任務目標，更要關注學生在迭代的工程實踐過程中所表現出的思維習慣、跨學科能力、堅韌品格和創造精神。這意味著，教師的關注點必須從最終作品轉向學習歷程，評估學生在工程思維和實踐能力上的真實進步并以此作為設計后續活動、支持持續探索的關鍵依據。

　　英國皇家工程院的報告和一些發表在核心期刊上的研究論文，都證明了探客式學習的有效性。比如，學生的協作能力、系統思維和問題解決能力普遍提升；教師的教學熱情和教學改革意愿明顯增強；部分學校還建立起跨學科的STEM（科學、技術、工程、數學）教學團隊，通過活動吸引家長和工程師走進課堂，形成了學校、家庭、社會共同推進工程教育的良好生態。

　　當下，探客式學習在英國仍面臨諸多挑戰，比如，如何消解探客式學習開放、迭代的過程與強調標準內容和進度的國家課程體系之間存在的天然張力，如何有效評估學生在探客式學習中的思維能力發展等。但英國的課堂經驗表明，通過賦予教師專業信任、提供系統性的支持并營造安全的試錯文化，探客式學習能有效促進學生工程思維和創造性解決問題能力的發展，為培養未來創新者奠定一定基礎。

　　（作者系江南大學人文學院副教授）

《中國教育報》2026年03月19日 第09版

作者：杜文彬