建构主义视角下脚手架对创客学习活动的功用剖析

建构主义视角下脚手架对创客学习活动的功用剖析刘春芝张一春摘要：本文基于建构主义理论，运用文献分析法对脚手架在创客学习活动中的作用和其与创客活动的契合点逐一剖解，并以此为基础进一步提出脚手架策略设计时需遵循恰到好处、步调适中、设计精巧等基本原则。创客教育的初衷是提高学生的创客素养，培养学生的创新精神，但在具体的课堂实施过程中总是出现“造”与“创”的失衡、以结果为导向的创客教育设计等问题，使得学生往往有创客之形而无创客之实，从而致使多数创客活动的开展处于无效状态。从本质上看，无效创客活动源于学生没有亲身经历创造性问题的解决过程，并在此过程中没有有效学习的发生。因此，如何有效缓解当前创客教育活动开展之“痛”，将无效创客活动转变为有效创客活动，成为学者们重点思考、研究的问题。一项利用有效失败进行创客学习活动设计的探索性研究为笔者提供了一个崭新的思路，这项研究认为，创客学习活动有效发生的关键是恰到好处的脚手架支持，学生可以借助脚手架充分经历最具学习价值的失败，从而体验学习过程达到学习成效。[1]闫寒冰[2]等学者也曾提出类似观点，并认为，如果不为学生的各种思维过程提供支持工具，他们的思维很难得到高质量的培养。虽然学者们普遍认同脚手架策略对学生创客学习或创客思维养成的帮助作用，但对其和创客活动的契合点以及其在创客活动中可能发生的作用并未从学习理论视角给予说服性的解释。基于此，本文拟从建构主义学习理论视角出发进行关于脚手架对创客活动的重要性和其与创客活动的契合点的理论性说明，并以此为基础进一步提出脚手架策略设计的基本原则。相关概念阐释1.创客教育从创客教育的本质出发，目前国内学界主要持有教学模式论、教育类型论、教育趋向论和教育课程论四种普遍观点。[3]基于学界对该概念的充分解释和丰富探讨，本研究认为创客教育实施应更多地将创客运动所倡导的“动手操作、实践体验”的理念与教育相融合，使学生在做中学、学中做，充分发挥学生自身的主体作用。因此，本文承袭“创客式教育”的观点[4]，即立足于将创客教育理念和教育相结合的角度，将创客教育理解为借助手工制造、实践体验等方式培养自身创新思维和能力的教育方式。2.有效创客活动创客活动源于MIT，又称“创客行动”，具体内涵是指人们利用身边的各种材料和计算机等相关设备（如3D打印机）、程序及其他技术性资源（如互联网上的开源软件），通过自己动手或与他人合作制造出独创性产品的一种活动。[5]有效创客活动是建立在创客活动的基础上，对其教育成效是否达成的表述。Janneke[6]认为学习者构建并做出有意义制品才是最有效的学习活动。该观点契合西方学术界的普遍观点，认为创客的创造能力必须通过实体作品体现。而国内学界扩展西方创客教育理念，将创客教育更多地视为“培养什么样的人”的教育模式，从而有学者认为创客教育活动的成效的达成应取决于学生对于创造性问题解决的亲身参与及在此过程中学习的有效发生。[7]脚手架，又称“支架”，是基于“最近发展区”理论和“辅助学习”机制而提出的一种促进学习者有效学习的认知协助和干预措施[8]，严格地讲它是由布鲁纳提出，用来说明可能使学习者穿越其最近发展区的帮助形式。脚手架思想与创客活动的契合点和其重要性建构主义理论作为创客教育的基本理论之一，其知识观、教学观和学习观对指导创客活动中学生学习活动的有效开展具有十分重要的作用。本文将从建构主义的相关理论视角阐释脚手架思想和创客活动的契合点以及自身发挥的作用。1.脚手架引导学生参与创客活动王佑镁认为，一个完整的创客活动应包含创客课题和创造过程两部分。[9]根据最近发展区理论，一个好的创客课题本身所具有的复杂性[10]决定了相关创造过程的困难性和其势必处于需要成人或相关指导下达成的潜在发展水平的位置。但在当前的创客式教育现状下，创客课题大多由教师给定，学生仅完成创造过程，尽管这其中有对学生自身能力的考量，但卻丢失了创客学习活动本身所赋予学生的探索性和挖掘性。在如今将创客教育视作教育改革万能药的焦躁背景下，学校创客教育者误将学生视作真正的创客，欲使其通过简单的模仿和“照着做”完成远超其自身能力的任务来实现自我重大突破，这无疑有意忽视了学生和创客、学生能力和创客活动完成所需要的能力之间的鸿沟。脚手架作为辅助学生穿越最近发展区的帮助形式，其可以通过逐一分析学生在活动中存在的困难并针对困难进行相关小步骤分解的形式为学生提供帮助，引导其走入最近发展区。[11]且已有研究表明[12]，在教学中使用学习支架能够使得学生有意义地参与到他们不可能完成的任务之中，从而提高学生学习的主体性。发挥学生的主体地位，是建构主义理论一直倡导的观点，从个体学习的意义上说，教师即为在学习环境中为学习者提供给养的要素之一[13]，而非照着做的“模板”和“工具”。在创客学习活动中，学生热爱参与、积极创造，在对创客学习活动所具有的好奇和探索心理的驱使下，一步步完成创客作品的制作。在这一过程中，教师如何帮助和指导？是否能够直接告知学生操作的正误？显然，在当今教师角色转换并不完全的现状下脚手架的引导作用显得更加重要，其帮助学生从困难重重的创客活动中寻得一个方向，使学生可以继续发挥自身的主体性和探索性。2.脚手架提高学生创客素养建构主义学习观认为，学生的认知结构是在与外界的互动过程中不断形成和改变的。而创客素养作为学生的一种内在能力，其萌芽、发展和强大同样离不开学生自身认知与外界的碰撞与融合。创客学习活动本身的性质决定了学生在学习过程中遭遇各种失败的机会比常规课堂教学更多，因此学生在创作过程中需要不断地纠错和改错直至完成创客活动。对于创客新手来说，不知何错、无从改起是不可避免的问题，因而支持工具显得尤为重要。学习单、检查单等脚手架作为基本工具，可以帮助学生检查其基本步骤，回顾创作过程，不断反思、核验自身创作，查找错误源头，这有利于学生学会运用审视的目光看待问题，并能够通过多角度考察最终完善创作。而学生借助脚手架及相关概念不断检验创客成品，与其“对峙”和相关概念透过结果或表现向其“回话”的过程，彰显了“互动”过程，也使得作为创客素养的领域内容之一的批判性思维得到了发展。[16]3.脚手架促进学生知识习得建构主义认为，知识是建构的而不是复制和再现的，学习者必须积极地参与知识的建构。该观点承认知识不是通过教师传授得到，而是由学习者在一定的情境下借助他人（教师和学习条件）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构获得。[17]当前追求多“造”和以结果为导向的创客活动设计使得学生只能流于创客教育表面的学习——单纯机械地识记、组装和制作，而无法达成对知识的深入探索，这无疑忽视了知识的建构过程，而脚手架作为一种知识建构支持特性类型的工具，能够在很多方面增强学生的学习。脚手架支持学生以深度思维的方式解决问题、阐明观点或给出答案，让学生借助脚手架更聚焦于作为学习目标的核心概念及其关键特征，使其经历一些更有经验的学习者所经历的思维过程，在不断地思索和体会中寻找知识的答案。而在这一过程中，学生常常是以建构的方式理解知识的，且脚手架在教学中的使用已被证明可有效改善学生的学习行为[18]，便于其概念性理解的深化。脚手架的设计原则1.恰到好处——脚手架提供的时机已有研究表明，在学习过程中如果过早地给学生提供脚手架，通常会限制学生积极主动性的发挥、探究能力和创造能力的发展以及降低学习效果等。[19]受其启发，笔者认为在学习活动中支持者给学习者提供脚手架的时机要“恰到好处”。建构主义所提倡的运用大量教学支架与学习指导以促进学生自主学习[20]，并非指脚手架贯穿学习过程的全过程，而是侧重强调学生需要，即学生迫切需要时予以提供。当然，“恰到好处”要求教师或者脚手架设计人员对学生的学习行为保持高度的敏感，切实做好学情分析，准确把握学生的知识掌握程度，精准判断学生的想法，预先对需帮助的情况进行协助设计并提供调整措施，有效培养学生学习能力。2.步调适中——脚手架提供的强度在创客教育活动中，学习者作为动手操作的主体，借助脚手架工具能使自身批判性思维得到较好的发展。而依据认知负荷理论，脚手架设计会使学生产生认知负荷，其作用于学生的学习技能发展和思维表现。学习步调是脚手架设计的基本依据，一般来说，学习步调越小，步骤越细，支架强度越高。根据相关研究[21]，过强或过弱的脚手架都有可能阻碍学生的学习进度，说明支架强度并非越大越好或越弱越优，过强（弱）的脚手架强度，也有可能会造成学习任务的琐碎或复杂和学生的倦怠情绪，因而，脚手架的设计需要根据学生对学习内容的熟悉程度详细准确地安排，通过增强或减弱脚手架的方式将认知负荷调整到最易于学生建构知识的程度。“步調适中”要求教学设计者对教学设计要持谨慎和小心的态度，并需加持教学设计经验者的帮助，在每节课后不断反思和修改，调整设计的脚手架强度，最终形成最合适学生学情和学习发展的脚手架。3.设计精巧——脚手架提供的帮助与学生所遭遇的问题情境的性质与核心概念的关联程度Bruner[22]认为，学习支架是教师与学生之间的对话，教师通过提示和反馈等呈现方式引导学生解决问题，促进学生对问题的积极思考和深入探索，帮助学生主动参与到学习活动中。这要求脚手架需具有引导和协同作用，所提供的帮助要将学生所遭遇的问题情境的性质和知识学习的核心概念相关联。但如果将概念、解决方法和所用知识直接以结构化的形式呈现给学生，又会使学生在并不明白为何要以此种形式组织知识解决问题的情况下盲目地进行问题解决，这与创客教育的初衷并不相符，且不利于学生自身知识建构。因而，教师或设计者需要将脚手架设计严密控制在一个“提示”和“联结”的范畴，在给学生提供资源和帮助的前提下留下思考和想象的空间[23]，帮助学生对正在进行的材料进行认知加工，使其在头脑中能够根据脚手架将前后知识点进行串联，自主积极反思自己的想法并建立想法之间的关联，促使抽象问题简单化，实现知识学习和问题解决。脚手架作为一种知识建构辅助工具，在创客学习活动中的作用重大，其可以在学生学习过程中借助提示、反馈等形式帮助学生实现思维的可视化，具有较强的针对性，但是由于创客活动本身的不可控和复杂性，脚手架设计还需在实践中反复试验、多次修订，以达成最优效果。[1][7]刘新阳.利用有效失败的创客学习活动设计——一项探索性研究[J].中国电化教育，2018（04）：82-90.[2]闫寒冰，郑东芳，李笑樱.设计思维：创客教育不可或缺的使能方法论[J].电化教育研究，2017，38（06）：34-40+46.[3]王佳玉，钟柏昌.中小学创客教育研究综述[J].现代远距离教育，2018（02）：20-26.[4]杨现民，李冀红.创客教育的价值潜能及其争议[J].现代远程教育研究，2015（02）：23-34.[5]ChrisAnderson.Makers：TheNewIndustrialRevolution[M].NewYork：Crown，2012.[6]Janneke，V.，Iris，D.，&Koen，S.MakerEducation-TheoryandPracticeintheNetherlands[EB/OL].https：///sites/waag/files/public/media/publicaties/pme-theory-and-practice.pdf.[8]姚巧红，修誉晏，李玉，等.整合网络学习空间和学习支架的翻转课堂研究——面向深度学习的设计与实践[J].中国远程教育，2018（11）：25-33.[9][15]王佑镁，王晓静，包雪.成为自造者：众创时代的创客素养及其发展[J].中国电化教育，2017（04）：10-16.[10]Keller，J.M..UsingtheARCSmotivationalprocessincomputer-basedinstructionanddistanceeducation[J].NewDirectionsforTeachingandLearning，1999，78（01）：37-47.[11]陈丽，冯晓英，李爽.校际协作学习活动的主要策略与脚手架——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