基于具身認知理論的創客教師實訓策略

近年來，創客教育培育學生創新精神與實踐能力的育人理念被廣為認同，許多學校積極將其引入學校的育人體系之中。創客教育以“創意、整合、實踐、分享”等創客精神為指導，主要采用項目學習的方式開展虛實融合的造物學習活動。從本質上來說，它是一種工程教育^[1]，對于其實施者——創客教師而言，他們不僅需要掌握與創客教育相關的理論知識，更需要掌握大量的實踐性知識，形成實踐能力。可以說，創客教師的實踐能力是影響創客教育在學校落地成效的關鍵，而對其實踐能力的培訓就變得尤為迫切。但從近年各地開展的創客教育類培訓來看，普遍存在理論知識偏多、實踐性培訓內容不足或培訓的實效性偏弱等問題，導致參訓者無法通過培訓獲得直接經驗和項目開發的整體認知，實踐能力提升緩慢。為解決上述問題，筆者認為參訓者需要經歷實戰培訓（以下簡稱“實訓”）過程，才能做到知行合一。這符合具身認知理論“身心一元論”的主旨。因此，筆者在具身認知理論指導下，歷經六年不斷迭代完善，總結出了創客教師的實訓策略。

一、利用具身認知理論指導創客教師實訓的必要性

具身認知（embodied cognition）發端于20 世紀80 年代的哲學、心理學、人機交互、認知科學和神經科學等多個學科領域，它是相對于“離身認知”而提出的。傳統認知主義認為，認知的本質就是計算，大腦雖然長在身體上，但其功能卻不依賴于身體而獨立存在^[2]。具身認知則是一種強調身體過程與心智過程同一存在并密切關聯的認知，其核心要義包括：認知過程的進行方式和步驟實際上是被身體的物理屬性所決定的;認知的內容是由身體提供的;認知、身體、環境是一體的，認知存在于大腦，大腦存在于身體，身體存在于環境。簡單來說，具身認知理論認為，人們對世界認知的建立過程植根于身體與周邊物理環境的交互之中，從經驗到概念等抽象知識的認知過程，都是建立在物理的具身基礎之上的^[3]。創客教師的實踐能力包括創客技術、創客作品和創客教學。這三種能力都與具身認知密切關聯。

首先，從實踐活動內容看，創客教育強調在真實項目、真實場域中學習與研究真實問題的解決方法，其學習過程必然要求身體在場，以建立認知主體在符號含義與直接經驗層面的統一。同時，創客教育強調的智能造物（即“產品”），具有科學性、技術性和設計性等特征，以工具使用與造物產出進行實踐連接，需要眼耳口鼻及身體軀干作為感官與大腦交互，實現外界感知與符號表征的認知同步。

其次，從認知建構過程看，創客實踐活動蘊涵了多學科的陳述性知識和程序性知識。有些陳述性知識，如“開源硬件”等概念、“信號傳輸和干擾”等現象和原理，須通過聽看聞摸做等行為進行真實環境感知、體感認知和操作感知，并與操作物（器件、材料、工具和設備）產生互動，經反復刺激形成認知。大量的程序性知識、隱性知識和技能還需要置身于真實的問題情境中，通過師傅點撥示范、觀察模仿、動手操作和反復練習等訓練才可習得。

最后，從教學轉化看，創客教育強調創客精神和創客文化的滲透，強調面向“產品”設計的項目學習，強調造物與開源分享等學習活動。如果創客教師自身缺乏創客實踐與學習經歷，他是無法想象、難以開展和演繹創客教學工作的，也難以有效指導學生進行項目開發。因此，創客教師需要具身學習創客教學的知識。

由此可見，創客教師實踐能力的形成具有“身心一體”“知行合一”的內在需求，與具身認知理論主張的“身心一元論”契合。以具身認知理論指導創客教師實訓工作，將有助于消弭創客教育理論與實踐的距離。

二、具身認知理論指導下的創客教師實訓策略

利用具身認知理論指導創客教師實訓工作，可從感官參與、身心統一、身體力行的學習觀切入，具體包括以下四種教學策略。

（一）雙向視角的融合設計：保障身心統一的實踐能力輸出

對于創客教師實訓工作，從培訓構建者（供給側）視角來看，應讓參訓者按“技術—作品—教學”的順序建構形成實踐能力;而從教育評價者（需求側）視角，則會按照“教學—作品—技術”的順序對創客教師的實踐能力進行評價（如圖1）。當二者視角及其內容、方式匹配時，就能達到學評融合、以評促學的效果，從而精準定位培訓目標。

為實現供給側與需求側視角的融合，培訓內容及其學習方式也要圍繞雙向視角進行針對性設計，包括圍繞“技術—作品—教學”三個層次細化相應的子能力目標，并設定組成每個子能力的微能力集群。子能力及微能力集群內容選取的詳略和深淺，根據目標定位與課時量綜合考慮（見表 1）。例如，粗淺入門至少需要 14 課時（即 2 天），從入門到熟悉則最好有 49 課時（即 7 天）。

（二）能力畫像描摹：促使整體性認知活動的發生

成年人的學習具有內在動機性、主體參與性和自定步調等特征。培訓者若能構建和呈現整體性的知識內容，使參訓者可以調用原有知識儲備與新知識建立關聯，形成可視化圖景，知道自己在做什么、對整個項目有什么價值、對學習小組有什么貢獻或影響，將有利于其整體感知學習內容、把握學習節奏和調整學習投入。因而，對參訓者的實踐能力進行畫像描摹，可為培訓課程內容的構建提供依據。

針對利用開源硬件等智能造物的全流程，筆者進行了關鍵線索、關鍵器件和關鍵能力分析，再根據培訓時長，抽取微能力點，并選取與之匹配的知識塊和實踐案例構建培訓課程內容（見表2）。關鍵抽樣點越準確、越精密，項目設計的生活場景與問題解決的關聯性越強，越能驅動參訓者調動自身的知識儲備與學習情感，深度參與培訓活動。

（三）線上線下融合的教學場域：提供具身環境促使身體力行

創客空間作為創客教育的實踐場，能提供身心合一的具身認知環境，使參訓者獲得豐富的身心感知。具身學習環境的創設，包括線下創客空間、教學技術環境和線上研修空間，最終形成一個線上線下融合的教學場域。

1. 線下創客空間

不同的空間有不同的文化與配置，但應根據培訓的需要補給。器材類可每人一套或兩人一套，其他以組為單位配備。以表1安排的培訓為例，按照“產品”構建的過程順序，要配備的工具包括：手繪草圖工具（白紙、鉛筆、刻度尺和游標卡尺等）、電路搭建工具（開源硬件Arduino，超聲波、紅外、溫濕度傳感器等）、作品搭建與封裝工具（剪刀、熱熔膠槍、瓦楞紙或卡紙、結構件等）、數控制造設備（激光切割機）。

2. 教學技術環境

教師可根據條件部署多技術整合的環境或智慧教室環境，如Wi-Fi、無縫銜接的自動錄播—多屏推送—電子投屏技術，以及適用于項目學習與小組合作學習的桌子造型和布局。

3. 線上研修空間

線上研修空間為參訓者提供“導師在場”的延伸平臺及軟件工具包。例如電路搭建仿真軟件Linkboy、編程軟件Mixly和Arduino驅動程序等。導師講義、前置問卷、學習測評、微視頻、參考項目作品、開源社區資源等，都屬于學習交互資源，需要教師提前備好，并以結構化的課程方式呈現（如圖2）。

（四）“雙導師”模式：支撐具身的設計與操作交互

在培訓過程中，電路搭建的順序、連接的松緊度、元器件的型號選擇、結構搭建的承力、材料硬度和耗損等操作，都需要師傅對徒弟進行“現身說法”式指導。毋庸置疑，一對多的大班模式培訓效果不佳。“雙導師”模式是指設立培訓主講導師和助學導師，二者協同工作。主講導師主要進行教學、實操示范和作品評價工作;助學導師原則上按組設置，每組1名，進行技術支持、實操答疑、作業批改和學員評價等。這就使得每一組參訓者在培訓全流程和線上線下雙場域都能接受兩位導師的指導。培訓者還可控制實訓班額，增強師徒在作品策劃、實驗操作和作品制作等階段的學習交互。

在培訓前和培訓后，主講導師與助學導師主要在線上進行教學與評價的協同合作，其協同信息流包括文字或語音互動、文件交換及講義案例設計;培訓中的協同合作則主要體現在線下實體空間，其信息流存在于培訓組織的具身場景中，包括注意力與情感投入、眼神和手勢、語氣和語調等隱性語言，教學陳述與啟迪引導等輔導語言。

三、成效與反思

（一）成效

筆者自2015年開始帶領團隊開展創客教師實訓工作，并開發了兩大系列實訓課程：一是面向智能造物實踐能力的“創客種子教師培訓”;二是面向創客造物微能力集群的“創客主題工作坊活動”。這兩大系列課程現已開展了十余期，培訓廣州市創客教師超過1 500人次，為廣州市創客教育師資的孵化和培育起到了重要作用。上述四種策略廣受參訓者肯定和喜愛。這不僅表現在培訓反饋的好評率上，還表現在實訓現場熱烈的互動氛圍上。大部分參訓者不午休、不離場，身心始終在線、在現場;不少參訓者紛紛表達“這就是我一直想要的學習方式”“我要將這種模式直接應用在學生身上”。事實證明，不少參訓者將培訓策略引入學校的創客教學中，取得了良好的進展和效果。同時，周邊城市乃至全國各地也逐步引入實訓方式開展創客教育培訓，取得了顯著成效。

（二）反思

由于創客技術的軟硬件工具多、生命周期短（更新快、版本多），且涉及技術、工程和產品的設計與制作工藝等跨學科知識，培訓導師在開發實訓課程時，需要不斷學習新技術與新技能，并要熟習技術使用及其相應的“產品”設計方法，這對培訓導師團隊而言是極大的挑戰。對培訓組織者而言，綜合能力強的培訓導師缺乏，也增大了培訓組織的難度。此外，由于具身認知理論的發展時間較短，對開展具身教學的研究尚少，針對不同學習起點、學科背景和動手能力的參訓對象，如何利用具身認知理論細化創客教師實訓策略，有待我們進一步研究。

具身認知作為近年來影響認知科學發展與進化的理論，對追求能力輸出的學習活動設計與實施具有重要意義。以具身認知視角去分析和探討人才培養方式及課程改革，值得我們投入精力和資源深入研究，成果可期。

注：本文系全國教育信息技術研究2018年度重點課題“TPCK視域下的區域性創客教師研訓中心的構建與實施”（項目編號：184420027）;2019年度廣東省基礎教育信息化融合創新示范培育推廣項目“有組織教師社群‘互聯網+’研修”（項目編號：201902）;2019年教育信息化教學應用創新實踐共同體重點項目“紅棉創客教育4C模式實踐共同體”（項目編號：GDSJGTT307）;2019年廣州市教育科學規劃重點課題“TPCK視域下創客教師社群研訓模式的實證研究”（項目編號：201911994）的研究成果。

參考文獻

[1] 鐘柏昌.創客教育究竟是什么？[J].電化教育研究，2016（5）： 5-11.

[2][3]楊南昌，劉曉艷.具身學習設計：教學設計研究新取向[J].電化教育研究，2014（7）：24-29，65.

（作者系廣東省廣州市電化教育館教研員，中國電子學會創客教育專家委員會委員，廣東省教育學會網絡教育專業委員會副秘書長）

責任編輯：牟艷娜