高职院校“职业+创客”教育实训教学探究

秦书荣 李 新 傅 龙

(1.广东农工商职业技术学院；2.广东开放大学，广东 广州 511300)

0 引言

根据国际教育标准分类，我国高等职业教育属于第三级教育层次中“更加定向于实际工作，体现职业特殊性”的一种不可替代的教育类型。高职院校以就业为第一导向，在此基础上积极融入和开展创客教育，将更好地发挥稳就业、促创新，增强新动能的作用。创客教育是以培养学习者创客素养为导向的教育模式[1]。高职创客教育中的教育主体是校企协同育人共同体，教育对象是高职大学生，培育重点是创客素养。为满足社会对创新型、复合型和应用型人才的需求，现代高职院校需同时关注职业教育和创客教育，并将二者在实践层面统一起来。这种整合强调技术、注重技能、关注创新、兼顾人文和综合发展[2]。实践性教学是高职教育人才培养的重要环节和有效路径。与其他实践形式相比，实训更能在较短时间内实现在不同情境中的切换式训练，是高职实践性教学体系中最核心的组成。实训教学设计，无疑需要关注认知科学中概念转变的研究。因为只有依据人的心理工作方式设计的学习环境才能促使有意义学习[3]。

1 基本思路

高职院校“职业+创客”教育在实践教学层面的落脚点为实训。一般是在学习者掌握了前期基本的理论、知识与技能的前提下，以项目为导向，综合考虑多方位育人，能力结构协调发展以及突出感官体验和知识内化等要素的挑战式学习。为了避免操作的抽象化，将高职院校“职业+创客”教育实训教学设计描述为：以职业教育、创客教育课程为内容载体，构建与领域专家、创客团队实践相似的真实工作情境，依照学习者先前认知的内在逻辑进行个性化学习路径设计，为精益求精的迭代实训提供资源的开放管理以及知识应用、提出假设、操作测试、推理探索、讨论质疑等环节所需的技术保障和学习支持。

学习科学关注真实情境中学习设计技术的开发。CTCL是该领域广泛推崇的研究范式，强调研究者在文化(Culture, C)视野下，将技术(Technology, T)、学习内容(Content, C)、学习者(Learner, L)相统合，以期改善学习[4]。以 CTCL为方法视角，高职院校“职业+创客”教育实训教学探究的总体思路为：从学习者的“迷思概念”出发，综合考虑职业教育、创客教育实训的性质与内容，以认知心理学中概念转变的实证研究结论为逻辑和脉络进行实训教学设计，实现职业精神、创客文化统领下，技术、内容、学习者三要素之间的有效联通。

2 CTCL视阈下概念转变对“职业+创客”教育实训教学的启示

2.1 学习者的先前认知

源自于概念转变研究的理论成果已经被转化为主要的学习设计原则，并被广泛接受[5]。概念转变研究表明，学习者的先前概念与科学概念之间是否一致的关系最先决定实训教学被如何设计。如果一致，学习者的先前概念便可以作为支架来设计情境；如果不一致，则应分析学习者的先前概念与将要学习的材料是如何冲突的，然后根据冲突所处的层面(信念层面、心智模型层面、类别层面)不同，采取对应的学习策略和路径。对学习者迷思概念进行诊断是概念转变研究的前提，即将先前概念(迷思概念)置于包含了学习内容(Content, C)、技术(Technology, T)等其他要素的CTCL关系网中进行系统诊断和利用。常用的前概念诊断方法包括提问法、访谈法、画图法、概念图、出声思考、作业分析、二阶层测验和确定性指数法等[6]。不论采用何种诊断法，实训教学的关键均在于将学习者(Learner, L)置于CTCL要素关系网中，为其提供充分表达先前概念的条件和工具。

2.2 全面的认知冲突

在学习者先前概念被有效诊断后，实训教学应激发全面的认知冲突，并通过技术可视化呈现迷思概念与科学概念之间的差异。高职“职业+创客”教育在特征、性质、目标、内容、教育方法上呈现多样性和复杂性，迷思概念也更为牢固；实训项目涉及的问题解决呈现跨学科、跨专业、跨领域的多元化特征，同时也不追求唯一的解决方案；所以更多地属于心智模型层面和类别层面的概念转变。CTCL范式特别关注和强调的是技术(Technology, T)在学习过程中向问题解决的优化功能发展，是“学习者”通过技术的使用改善“学习者”的学习认知等心理状态及其差异的可视化[7]。因此，在实训教学中，需要体现多层次、多方位的认知冲突，通过物化形态技术将其可视化，使学习者更容易像“顿悟”一样发现原有心智模型的缺陷，激发迷思概念转变的动机。实训项目的“类别”认知冲突，可以体现在项目的描述中，即直接告知学习者学习活动属于的类别及限制，使其采取基于这些限制的方法进行实训和探索。

2.3 先前认知的缺陷和科学原型

尽管学习者能够相对合理地解释他们的日常经验，但是他们似乎不能意识到自身所建构的解释框架限制了他们的假设(Vosniadou et al. , 2001)[8]。很多情况下学习者更愿意选择基于先前经验的方法和策略，虽然这些方法和策略很可能具有局限性，但学习者却很难及时觉知和质疑。当学习者以单一个体的形式进入项目，更容易受先前经验的限制，只关注问题解决的某个侧面，造成问题解决方案不完善。“学习是知识的社会协商”强调了知识的社会性和学习者的群体性。高职院校“职业+创客”教育实训教学需要构建结构稳固、背景丰富的学习共同体，包含了大学生、教师、企业专家、创客、工匠等。为了激发学习者个体觉知自身解释框架及假设的局限性，实训策略的选择上应关注学习的社会性和群体性特征，以协作学习为主，并提供与学习共同体中专家、教师、创客同伴等成员之间协商交流的机会和工具支持。由于操作原型的内潜性，策略上教师应联合学习共同体中的企业专家、创客熟手利用“心理模拟法”构建出科学原型，并以此为脚手架按照从部分到整体的原则组织实训内容，协助学习者构建问题解决的科学原型。为了便于学习者构建符合自身特征的科学原型，实训教学需要提供对原型建构的反馈、思考和迭代修正的学习支持。

2.4 和谐包容的实训环境

将人类发现知识的历史进程融入到实训教学中，可以使学习者明白专家熟手也会有迷思概念，他们的问题解决也会经历不成熟到完善的重复迭代过程。由于高职“职业+创客”教育实训项目多为进阶综合实训项目，涉及的问题解决开放性强，因此精益求精的迭代实训是需要关注的重点。在环境设计中，需要采用资源的开放式管理来确保实体资源(例如，实训场地、创客空间、设备、耗材等)和人力智慧资源(例如，教师、领域专家、企业专家、创客熟手等)的便利性，并提供迭代实训的其他条件，即①打破时空限制，创设与企业等协同育人主体无缝连接的虚实结合、拟真的实训工作环境；②提供便利的可视化、认知、实践、会话及协作的工具；③提供案例、资源、社会或境脉的支持等。多次的迭代实训可能会使学习者感觉沮丧和不自信。在环境中，利用融入了“历史进程”要素的专家案例可以帮助学习者恢复良好的心理状态。这些专家案例以时间线的形式记录和描述了问题解决从初步的不成熟到成熟的转变过程，使学习者在面对困难时，明白即便是领域专家也不是一蹴而就，只有不断的修正完善和迭代实训才是完成项目的最佳方式。

3 URHC：高职院校“职业+创客”教育实训教学原则

从上述概念转变结论和启示中，归纳出URHC“职业+创客”教育实训教学原则：①利用(Use):充分利用学习者的先前认知；②体现(Reflect)：在实训项目的问题解决过程中全面体现认知冲突；③帮助(Help)：帮助学习者觉知先前认知的缺陷和构建科学原型；④创造(Creative)：创造和谐包容的实训环境，如图1所示。

图1 高职院校“职业+创客”教育实训教学URHC设计原则

“U”是指将先前概念作为深度关注学习者的切入点来实现个性化学习。不同层面的先前概念和不同维度的目标，需要在实训教学中设计不同的策略和学习支持，如表1所示。具体实践中还应将学习者置于企业文化、职业精神、创客文化统领下的实训内容和技术支持的要素关系网中，厘清先前概念的类型，并以其内在逻辑为机制进行学习资源的设计、开发与推送。“R”是指最大潜力地全面体现认知冲突，并将其贯穿在问题解决过程中。认知冲突是学习者构建科学原型最直接的动机，它在问题解决过程中的连续性将有利于维持学习动机，引导学习者集中精力聚焦问题解决的关键环节。“H”具体描述为，考虑到问题解决的多样性，需要组建结构稳固、背景多元的学习共同体，并提供便利的会话与协商的机会和工具。学习共同体中有经验的成员在构建问题解决科学原型以及激发个体学习者觉知元概念缺陷上起关键作用，而教师则通过为学习者提供脚手架来推动实训教学进程。“C”是在跨领域、跨专业的情况下，构建更加适应的问题解决类型和情境。它从物化技术层面提供了可视化工具、认知工具、虚拟科学工具、会话与协商工具等，促使学习者不断修正、迭代和完善项目。

表1 概念转变与实训目标、策略的关系

4 URHC案例研究——以智能电子产品综合表达专题为例

《智能电子产品综合表达》专题实训强调针对性和多样性，是通过不同阶段的多种设计表达手段，系统化展示产品设计的造型、色彩、结构、材质、人机互动、工艺等效果的专题训练。以广东农工商职业技术学院产品艺术设计专业《智能电子产品综合表达》专题实训课程为例，基于URHC进行了“职业+创客”实训教学设计，初步验证了原则的有效性。具体如下：

4.1 充分利用学习者的先前认知

《智能电子产品综合表达》专题实训的目标是培养学习者的高阶职业技能和创客素养，学习内容是融合“学、做、创”的智能电子类产品综合表达。依据“职业+创客”教育理念、课程标准、内容选取了必备的先前认知，进行开放式和半开放式问卷调查，找到了有典型偏差认知的内容和原因。与此对应，“职业+创客”实训教学提供了个性化学习策略和“偏差认知”学习资源的推送。“职业+创客”实训重视这些先前认知，以IDEO设计思维工作流程(发现、解释、构思、实验、改进)[9]为脉络提供了丰富拟真的创客实践活动情境以及问题解决的复杂推理支架。学习者根据项目需求，捕捉自己感兴趣的信息和关键词，进行产品背景、用户调查、信息收集。这些信息和关键词是选题的关键，受已有先前认知经验影响呈多样化。实训教学在此阶段提供观察现象、调查访谈信息可视化、数据分析、头脑风暴、创意转化为产品模型的三维虚拟工具等学习支持。

4.2 在实训项目的问题解决过程中全面体现认知冲突

IDEO流程的实验和改进阶段是学习者通过草图或者模型的方式将头脑中的构思想法可视化，并通过不断的建模、测试和改善，优化解决方案。《智能电子产品综合表达》专题实训教学设计最大潜力地促进了全面的认知冲突。例如，利用三维建模和3D打印技术快速生成产品，使学习者能集中注意力观察超自然世界以及可视化的产品和流程。实训提供的学习共同体、专家成功案例，为学习者提供了不具备的产品设计经验表征，以便其与当前产品设计进行对比，形成认知冲突。迭代一般发生在“实验”阶段出现不可调和的矛盾时，这些矛盾也是源于认知冲突。此外，认知冲突还可能体现在产品综合表达项目描述上，使学习者明白问题解决是以IDEO流程为路径进行平面、立体、语言三维度的设计表达，而非获得到一个言语上的答案，即将项目实践纳入到“IDEO产品设计过程”这个类别，学习者就需要像企业专家、创客熟手一样，发现、解释、构思、实验、改进产品设计与表达。

4.3 帮助学习者觉知元概念的缺陷和构建科学原型

智能电子产品综合表达专题实训成果具有开放性，而学习者关注和调查的往往只是问题的一个侧面，所以单一个人的问题解决很可能是不完整的，这就需要以“团队协作”为策略，同时提供学习者与专家、社区同伴之间协商交流以及对知识建构的反馈、思考和修正的机会，使其觉知自身所建构的解释框架及假设的局限性并且加以修正。

专家熟手从事工作时，头脑中往往有一套固有的活动操作序列，形成较为统一的阶段成果。例如，智能电子产品综合表达一般会形成“构思与设计草图”“产品效果图”“产品方案与设计报告”“工程制图”“设计说明”“统一的VI形象”“产品研究模型和手板”“计算机三维模型”“产品展示与销售”“标书讲解”“综合答辩”等成果。科学模型的呈现有利于学习者发现自身的问题解决模型和科学的问题解决模型间的差异。

4.4 创造和谐包容的专题实训环境

智能电子产品综合表达专题实训环境以校企合作、协同育人、产教融合为导向，依托校内外实训基地、校企工作室等进行双主体协同育人，构建了融合教育者、创客导师、企业熟手、设计服务、知识产权咨询等广泛的学习共同体，共建了开放的创客服务平台、职业服务平台、孵化场地及技术培训、产品开发、加工制作、管理咨询等条件支撑，实现跨领域合作。在专题实训中，学习者迭代过程的创造实践首要条件就是资源开放。实训环境支持资源的开放式管理，包括场地、设备、耗材、学习共同体等资源。此外，实训环境需要支持不同的问题解决过程，同时纳入人类发现知识的历史进程这一要素，使学习者在包容的实训环境中，根据已有经验确定自己问题解决的过程，并自由地发表观点。

5 结语

基于 CTCL 研究范式，从已有概念转变实证结论出发，提出了URHC设计原则，强调以学习者的先前认知以及个体进入项目后的内在学习机制为脉络进行实训教学设计。这将从学习科学角度指导高职院校“职业+创客”教育实训教学走向更科学和更高效，同时也为相关研究提供了新的视角和思路。事实上，将概念转变研究引入到实训教学尚处于初级阶段，虽然已具有认知心理学的实证支撑，但URHC设计原则仍需在实训教学实践中进行完善。这也是后续亟待解决和研究的另一个问题。