美国探客教育的内涵、发展与价值探析①
周静1，潘洪建2
（1.扬州大学新闻与传媒学院，江苏扬州 225009；2.扬州大学教育科学学院，江苏扬州 225009）
［摘要］ 探客教育源自于麻省理工学院和旧金山探索博物馆提出的Tinkering理念。自提出以来，该理念先是在美国非正式的科学学习环境中受到越来越多的欢迎，后逐步被引入教育领域，成为在科学学习中引发学习者创造力、兴奋感和创新性的潜在驱动力。探客教育在美国仍然是一种前沿的教育理念，它有效弥补了由数字技术引起的学习者尤其是儿童“利用真实的工具和材料，探索真实世界”机会的不足，成为美国实施STEM教育的有效教学方法。与创客教育相比，探客教育更提倡使用“真实的、日常的生活材料和工具”创造不平凡的创意。探客教育的实施，有助于培养学习者的21世纪技能，有利于完善创新生态系统，最终实现经济社会的可持续发展。
［关键词］ 探客教育；创客教育；STEM
探客教育源自于麻省理工学院和旧金山探索博物馆（Exploratorium）提出的Tinkering理念，其目标是让人们通过以学习者为中心、由个人动机和个人兴趣驱动的、有趣的、沉浸式的、创造性的身体活动直接探索科学现象。[1]2009年，旧金山探索博物馆开设了专门的Tinkering空间（Tinkering工作室），邀请游客通过使用各种工具、材料和技术，通过精心设计的活动来调查、体验和探索科学现象。通过此项工作，Tinkering工作室一直在开发自己的Tinkering教学方法，将其作为STEM教育的创作分支，强调创造性地解决问题，用双手思考，通过迭代设计和测试来学习。[2]
2017年7月，“创客教育资源开发者大会”在中国北京举办，其承办方星际元（Star Group）国际教育科技公司执行董事张昱先生将美国《修补的艺术》（The Art of Tinkering）一书引进中国，并定义了Tinker的中文名称“探客”。探客教育主要通过Tinkering活动来实现，而“Tinkering”一词意为“捣鼓、修补”，因此国内也有学者将Tinker定义为“捣客”、“叮当客”。探客教育与当前国内蓬勃发展的创客教育和STEM教育既有内在关联，又有所区别。
（二）回归课本，精选习题。教材是知识的载体，不熟悉教材就没办法形成知识网络体系。基础知识就不能准确、完整把握。所以说复习的最高境界就是将习题与课本有效的统一起来，可以多做点典型例题，在做题的过程中，把课本当成工具书查漏补缺，尽快发现自己哪些知识点的掌握还不到位，有针对性地看书，同时用心体会解题的思路，以提高能力；建议不时的翻翻书，在有限的时间内，如果集中精力把课本上最基本的内容弄清弄活，不致使知识遗忘。在每节课上都要精选习题，在每一次的考试命题中，一定要研究近年来的高考题。不仅研究采点和命题的形式，而且在语言的描述上也要细细揣摩研究命题意图。
一、探客教育的内涵
何为“探客教育”？张昱先生指出：“‘探’即探索、探究；探客教育是创客教育在青少年阶段的一种教育形式。通过设计一些项目，从问题出发，从小培养起孩子的探究意识、探究思维和探究能力”[3]。牛津词典中对“Tinkering”（修补）的解释是“试图以随意或无意识的方式修复或改进某些东西”。“随意”或“无意识”地修复，表明Tinkering活动开始时不必遵循一套规则或寻求一个已知的最终目标，它鼓励学习者直接操作真实的、日常的工具和材料，在使用材料和工具的过程中形成新想法、新思路，产生新目标。Tinkering可以被看作不仅是一种教育性的探究式实践（Educative Inquirybased Practice）[4]，而且也是一种超越传统探究的方法，因为它强调了高度创造性的、开放式的设计方法，使学习者能够自发地、即兴地（improvisational）工作。[5]Tinkering是一项有趣但又认真的努力，涵盖了许多学科和领域，促进了艺术、科学和技术之间的联系。[6]自Tinkering理念提出以来，先是在美国非正式的科学学习环境中越来越受欢迎，后逐步被引入教育领域，成为在科学学习中引发学习者创造力、兴奋感和创新性的潜在驱动力。在Tinkering活动中，学习者可以直接使用丰富的、真实的工具和材料，通过创造新的“东西”来探索STEM现象。
（一）探客教育是推进STEM教育的有效教学方法
STEM教育是美国教育政策的重要议题。然而STEM教育面临的困境之一是如何设计允许学生尝试挫折和容忍失败的课程和学习活动，探客教育为STEM教育提供了这方面的重要尝试。研究表明，Tinkering技术能在包括博物馆、科学中心和学校在内的不同环境中支持、激励和发展STEM教育。[7]在Tinkering空间中，基于材料的设计和探究过程本身就是曲折的，充满各种挑战的，需要不断构想、质疑、测试、改进，没有唯一的绝对正确答案，只有不断地解决问题。在此过程中，既强化了参与者的操作技能、思维能力，也锻炼了学习者的耐心，受挫能力及容忍失败的能力。另外，Tinkering活动可以使广泛的受众群体产生兴奋和热情，这些受众包括学生、成年人、老年人等。[8]这也是影响Tinkering走进STEM教育的关键因素之一。
目前，Tinkering活动在美国各种STEM学习环境中被广泛采用，并扩展至欧洲。由欧盟资助的项目“Tinkering——当代创新者的现代教育”，旨在通过建立一个Tinkering欧洲共同体，鼓励在正式和非正式学习场所交流专业知识和实践经验，从而在欧洲实施Tinkering教学。该项目汇集了来自德国、英国、意大利、荷兰和匈牙利的7个合作机构，美国旧金山探索博物馆的Tinkering工作室担任该项目的顾问。该项目提出了Tinkering教学的目标：丰富STEM技能和能力，通过Tinkering促进以学习者为中心的教学方法，提高科学技术对成年人和学生的吸引力、成就感，在欧洲层面实施学校内外情境下的Tinkering创新教学法，创建全欧洲的Tinkering教学实践社区，鼓励正式和非正式学习机构的专业人员交流专业知识和实践经验。[9]
可以看出，探客教育在美国及欧洲地区受到极大重视，它与STEM教育紧密相关，并成为实施STEM教育的有效教学方法。
（二）Tinkering与其他STEM教育方法协同作用，但又有所区别
马丁内斯和斯塔格（Martinez ＆ Stager）在《发明学习：课堂里的制作、修补和工程》（Invent To Learn: Making,Tinkering,and Engineering in the Classroom）一书中，对Tinkering与STEM教育中的Making、Engineering作了如下区分：
上个月我回到扬州，在扬州市公安局广陵分局五里庙派出所，以“王燕茹被寻衅滋事”为名报案，把搜集到的聊天截图，威胁我的匿名电话录音，包括受他们的刺激之后产生心理疾病的病例全部作为证据提交给了公安机关，现在等他们调查。
探客教育之所以风靡美国，取决于其重要价值，即，面向社会全体，它具有促进个体发展和推动个体个性化、社会化的显性功能；放眼于未来社会，它具有营造创新环境、孕育创新文化、提升科技创新力，实现美国社会可持续性发展的隐性功能。
值得注意的是，虽然Tinkering与Making、Engineering之间存在区别，但在许多Tinkering活动中，所有这些学习模式可能同时发生或顺序发生。例如，在Tinkering项目“大理石机器”中，参与者从各种可回收的材料和常用的技术工具（如剪刀、胶带、卡板、松紧带、管道清洁器）中进行选择，以实现让大理石从顶部移动钉板到底部。通过他们的探索，学习者可以参与“Engineering”（如制作出最好的材料来创建一个漏斗）、“Making”（如通过切割管子来建立一个环形）和“Tinkering”（如转换他们的思维使用不同的材料，并设定新的短期目标）多项活动。
财务管理是在一定的整体目标下，关于资产的购置(投资)，资本的融通(筹资)和经营中现金流量(营运资金)，以及利润分配的管理。财务管理是企业管理的一个组成部分，它是根据财经法规制度，按照财务管理的原则，组织企业财务活动，处理财务关系的一项经济管理工作。简单的说，财务管理是组织企业财务活动，处理财务关系的一项经济管理工作。
Engineering（工程）是提取来自直接经验的原则，来支持学生更好地解释、评价和预测我们周围的世界，它在直觉和科学之间搭建了一座桥梁。[10]
可见，Tinkering与其他STEM教育方法存在交叉和协同作用。事实上，许多文献都把Tinkering作为一种制作活动，而不仅仅是一种思维方式，并且强调游戏和设计是修补过程的核心。[11]与Engineering活动相比，Tinkering更加有趣，且有更大的自由，学习者可以以一种即兴的方式探索和使用材料，以便体验和更好地理解一种科学现象。Engineering往往从一个需要解决的问题开始，如“我们需要一座桥梁”或“我们需要一间房子住进来”；而Tinkering则始于更简单的问题：“我能用这种材料做什么？”或“这是如何工作的？”。Making则处于Tinkering与Engineering之间（见图1）。
美国教育家、计算机科学家基弗尔·塔利（Gever Tulley）是Tinkering理念的忠实支持者和践行者。2005年基弗尔·塔利在美国旧金山创建了Tinkering学校(Tinkering School)，致力于为6岁及更高年级的孩子提供课后项目、周末活动等。学校不设置课程，更没有考试，鼓励孩子们基于真实的工具（包括木头、钉子、轮子、电动工具、绳子等），以团队的形式动手完成一个项目或作品。学习者的学习完全是基于个人兴趣。基弗尔·塔利认为，通过给孩子创造不同的环境，为他们提供各种工具、自主权和空间，孩子们在动手操作过程中，能够获得无可替代的学习经验和解决实际问题的能力。2014年，基弗尔·塔利又开办了全日制的旧金山小学（Brightworks School），致力于为学生提供基于深度探究的学习经验，继续施行“真材料、真工具、真问题、做中学”的理念，强调在试错中不断解决问题，以便使学生成为能够适应未来世界的公民。
图1.Tinkering与Making、Engineering
来源：Carole Charnow，Marcy Reed.National Grid Tinker Kit Educator Guide [EB/OL].[2018-10-16].http://www.bostonchildrensmuseum.org/sites/default/files/pdfs/Tinker_Kit_Educators_Gui de_singles_web.pdf
与其他探究活动相比，Tinkering在本质上是物理的、实用的、沉浸式的和创造性的，学习者可以以一种有趣的和非正式的方式来试验自己的想法。这样，学习者就能够朝着一个目标或多个目标努力，他们可以根据自己的兴趣、优势和动机来为自己设定目标。Tinkering在本质上是高度建构主义的，它支持学习者构建他们自己对科学思想和现象的理解。在使用材料，规划、设计、制作、测试和创造新事物的过程中，学习者利用他们先前的知识，在不同的现有观念和概念之间建立联系，建立新的理解，并将其综合到他们现有的心智模型中。
Making(制作)是一种积极的建构，在使用工具和材料时，创作者头脑中已经形成一个成品的构想；
（三）探客教育与创客教育既有区别，又有联系
探客教育与创客教育的相似性主要体现在二者都是实现STEM教育的有效方式，都强调跨学科教育，强调打破学科壁垒，将原本孤立的学科有机整合，帮助学习者运用多门学科知识（包括经验知识）解决真实情境中的问题。二者的区别在于：首先，创客教育更强调以数字化工具和技术来设计、创建和共享项目，创客更集中体现在数字化创客上；而探客教育更加强调真实工具和材料的使用，更加强调学习者与真实世界的互动。其次，与探客教育相比，创客教育具有更明确的目的性和实施路径，创客头脑中已经初步形成了要实现的成品；而Tinkering不同于经过深思熟虑的、有条理的规划，它允许学习者以“玩耍、探索、迭代的方式去解决问题或参与到项目中”[12]。即Tinkering更多是从提供的工具和材料出发，考虑“我能用这些材料做什么”，起初可能只是一种即兴操作，并没有明确的目标，它鼓励学习者在操作材料的过程中，产生灵感，提出自己的问题，分析问题，并提出多种解决方案加以试验，最终解决问题或创造出产品。但这并不是说通过Tinkering学习是偶然的、不严肃的。在发现问题、分析问题、解决问题的过程中，也会引申出更复杂的项目和个性化的学习。然而，二者之间又存在联动与融合关系。探客教育为创客教育的开展提供了必要的准备，是创客教育开展的有效前提，因为在Tinkering实践过程中，会产生各种创意，这恰恰是创客教育的基础，而创客教育又将Tinkering过程中的问题引向深入。
环流形势场上,16日白天近地面华东大部为高压后部控制,高压中心位于东部海上,浅层切变位于苏皖中部。随着切变线南压,夜里12时华东东部沿海转为东南偏东风,风速3～6 m/s(图2a)。合适的风向风速条件把海上暖湿水汽向内陆输送,在遇到冷下垫面后,给华东中部沿海大范围地区带来平流大雾天气(图2b)。
二、探客教育的发展流变
Tinker这个词最早出现在13世纪，用来形容那些会四处修理各种家用电器的匠人。[13]在现代文化语境下，它不仅仅代表一种职业，更多的是一种视角和一种理念。
（一）Tinkering理念的萌生
Tinkering实践精神、创新精神与美国教育的追求不谋而合。2013年，第十届计算机娱乐技术进展国际会议（the 10th International Conference on Advances in Computer Entertainment Technology）指出，Tinkering 作为一种知识生产模式具有重要价值，并建议将这一价值延伸到科学教育领域。[17]如今，探客教育在美国成功的标志是在各种STEM学习环境中得到快速、广泛采用。[18]不仅如此，在其他学科教学中也逐步引入了Tinkering。例如，路易斯安那大学拉菲特分校安迪·洛伊（Andy F.Loewy）教授将Tinkering运用于大学工业设计课程；哈佛大学埃里克·罗森鲍姆（Eric Rosenbaum）教授提出了“音乐Tinkering”的概念，探索Tinkering在音乐课程中的应用和实验；俄勒冈州立大学劳拉·贝克韦斯（Laura Beckwith）教授和科里·基辛格（Cory Kissinger）教授将Tinkering应用于计算机科学课程，并以“终端用户程序调试”一节，探讨了男生与女生在Tinkering活动中的性别差异。[19]
Tinkering理念源自麻省理工学院的数学家、计算机科学家、教育家，建构主义学习理论的提出者及LOGO语言的发明者西蒙·派珀特（Seymour Papert）。西蒙在其著作《头脑风暴：儿童、计算机及充满活力的创意》（Mindstorms：Children，Computers，and Powerful Ideas）中指出：“好的教育不是定位于如何让教师教得更好，而是如何提供充足的空间和机会让学习者建构自己的知识体系。”“孩子是通过可以看得见的手工、模型来建构知识、理解世界的，教师的职责就是为学习者的创新提供条件。”“当孩子们在制作一些自己感兴趣并对有价值的作品（如编故事、制作小机器、编程序或是作曲）时，他们正处于学习的最佳状态。”[14]西蒙教育思想的核心可归纳为四个方面：学习者在动手实践中学习；可触摸的实际物体能够帮助思考具象化、充满活力的创意（Powerful Ideas），可以赋能个体、自我反省能够帮助学习者看清自己并思考自己与周围环境的关系。西蒙的教育思想为Tinkering理念的确立奠定了重要的理论基础。此外，杜威认为“知识的获得离不开主动性的尝试，探究、反思、身心合一的实践等主动性行为是获得经验的有效途径”，[15]其理论也为探客教育的发展提供了有力支持。
（二）Tinkering学校及Tinkering空间的建立
教师培养学生的诵读能力，不应拘泥于课堂内，可延伸到课外。为进一步提升学生的诵读能力，教师可适当开展实践展示活动。譬如诗词朗诵、古诗词学唱、故事表演等小型的班级活动，为学生塑造一个自我展示平台，并对一些表现良好的学生进行表扬。开展这些实践活动，可以充分调动学生学习语文知识的兴趣，让学生积累更多的语文知识，有效提升学生的诵读水平，同时也能适时减轻教师的工作强度。
其父善游的理论看似荒唐，但在历史上其实很有思想基础，从“龙生龙凤生凤，老鼠的儿子会打洞”“老子英雄儿好汉”之类的俗语中便可略窥一二。单从遗传学的角度看，这些俗语似乎很有道理，但是过度强调基因，强调先天智力和体能因素的作用，而忽视后天刻苦学习的重要性，那就实在幼稚可笑了。
（三）Tinkering理念走进教育领域
2000年，麻省理工学院和旧金山探索博物馆（Exploratorium）等几个领先的教育机构成立了“PIE（Playful and Inventive Explorations Network）网络”联盟。该联盟致力于利用互联网络，通过科学和艺术活动，实施有趣的且富有创造性的探索，以寻求全新的教育方法。随着研究的逐步深入以及科学技术的不断进步，越来越多的博物馆、教育机构加入进来，“PIE网络”更名为“PIE研究所”(PIE Institute)。同时，其研究项目也获得了众多机构的资助，包括美国教育部、美国国家科学基金会、美国国家博物馆和图书馆协会、英特尔基金等。Tinkering便是麻省理工学院和旧金山探索博物馆在多年项目研究基础上提出的一种教育理念。
Tinkering在教育中的应用，满足了美国国内对于优质教育资源的需求以及对学习者个性化发展的期盼。与此同时，探客教育并不排斥和否定知识教育。
2008年以来，旧金山探索博物馆也一直在为游客开发、测试、改进各种制作活动，并开设了一个专门的Tinkering空间——“展示空间、科学实验室”。该工作室的理念是：让实验融合科学、艺术、技术和振奋人心的想法（Experiments with science,art,technology,and delightful ideas）。[16]
三、探客教育的核心价值
Tinkering（修补）是一种思维倾向，一种通过直接经验、实验和发现来解决问题的有趣方式；
（一）对个体发展而言，在“用—动—学—思—创”的结合中培养学习者的21世纪技能
一个健康、繁荣、经济强大且可持续发展的社会需要具有高度积极性和社会参与能力、并能够找到新问题的创新解决方案的公民。Tinkering活动支持这些技能和思维模式的培养。Tinkering有助于培养学习者的责任感、批判性分析、自我激励、问题解决、实践精神和终身学习能力，是开发21世纪技能的有力工具。
出科考试分为三部分，理论笔试（40%）、基本操作（30%）及案例分析（30%），总分为100分。其中泌尿外科基本操作包括导尿术和膀胱镜检查术。案例分析包括泌尿外科的问诊、体格检查及病历书写。实验组平均分高于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05）；实验组在病例分析考试中，成绩优于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05），但理论笔试及基本操作结果统计学分析显示，两组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）（表2）。
一方面，Tinkering鼓励学习者在动手实践的过程中，自主发现问题，提出想法、并尝试多种路径解决问题。在此过程中，会不自觉地激活学习者的默会知识（Tacit Knowledge），使其行动化、外显化。这不仅巩固了学习者的所学知识，更促进了学习者的知识迁移能力、运用能力及理解、领悟、创新的能力。另一方面，Tinkering内容具有生成性。随着实践活动的深入，会生成新情境、新问题、新创意，在新问题的解决过程中学习者的实践能力和社会适应能力会逐渐得到提高。同时，问题的反复探究也会磨练学习者的意志，提高其抗挫折能力，养成锲而不舍的科学探究精神。这些恰恰是21世纪合格人才的必备技能。（详见下页表1）
（二）对教育系统改革而言，在“理念更新、实践优位”中完善创新生态系统
长期以来，我国传统的学校教育过多关注理论成就，注重呈现科学研究的结果，忽视研究的过程，属于“理论优位”的教学内容观。这种“结论本位、理论优位”的教育方式，扼杀了学习者的批判意识、参与意识，背离了真正的科学探究与实践历程，无助于学习者形成正确的科学探究观念。[20]而Tinkering作为一种知识生产模式，完善了创新生态系统（见图2）。
2013年，江苏布局建设省产业技术研究院，在全国率先探索新型研发机构建设的有效路径。江苏省委省政府出台了多项支持政策，其中专门出台了《关于支持江苏省产业技术研究院改革发展的若干政策措施》，在制度上给予最大便利，为省产业技术研究院突破制度障碍、释放创新动力创造高效的环境。省产业技术研究院着眼于创新产业研发组织方式，加快重大基础研究成果产业化，实行一所两制、合同科研、项目经理、股权激励等市场化改革举措，探索出了一条以“技术研发+专业孵化+商业化推广”为核心的培育路径[2]。目前已在先进材料、能源与环保、先进制造等产业领域布局建设了40家专业研究所，累计转移转化技术成果2 600多项。
图2.Tinkering在创新生态系统中的作用
来源：Sameer Khandekar.Think Make Tinker[EB/OL].（2019-05-09）[2019-05-09].http://www.iitk.ac.in/siic/d/
Tinkering不同于我们所理解的“有了想法再去实践”，而是“在实践中产生想法，再回到实践中去”。即，Tinkering主张先从实践开始，在实践探索中萌发创意，然后创意再经历从“创意空间（Thinking Space）到“修补空间”（Tinkering Space）的过程，将创新者的思想转化为现实生活中的“工程对象”（Engineering objects），最终形成各种新方案、新产品、新知识。Tinkering空间自由开放，为学习者提供了依据个人时间、兴趣、特长等自主选择工具、材料和自发产生问题、想法、创意的自由。在产生创意、解决问题的过程中，参与者的视野也不再局限于学校所习得的知识，而是放眼于更广阔的社会生产和自然、社会生活。因此，Tinkering是产生灵感和将创意转变为现实的关键。
表1.Tinkering对学习者21世纪技能培养的支持
（三）对社会发展而言，在文化引领和科技创新中实现经济社会可持续发展
探客教育提倡基于“平凡的生活材料和工具”，创造不平凡的创意。因此它提供了更大的自主性和更低的门槛，体现了全民参与、全球创新的精神，有利于“创客文化”的培植与普及。首先，通过倡导“知行合一、手脑并用”的创新理念，Tinkering有助于培植“创客文化”。Tinkering通过提高人们的参与意识、创新意识，培养具有探究精神、敏于思考、忠于实践、乐于分享、善于创造的公民，这是“创客文化”产生与持续发展的动力。其次，Tinkering空间提供了丰富的物质资源、工具和技术，营造了宽松的探究氛围，推动各种创新活动的开展，并传播“创客文化”。此外，Tinkering的“全民化、终身性”也是“创客文化”的重要内涵。Tinkering的自由性、开放性和全民参与性，使各行各业不同年龄、不同性别、不同性格的人都加入到创新创造的行列中来，有利于形成全民创造、终身发展的社会文化氛围。
创新并非只是依赖于高精尖的技术，探客教育更加强调在真实的物理世界中，使用日常的“真材料、真工具”解决“真问题”，美国探客教育有其独特的发展模式和特色。我们在关注蓬勃发展的创客教育的同时，也应该看到探客教育的自身价值。
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The Connotation,Development and Value Implication of Tinker Education in USA
ZHOU Jing1,PAN Hongjian2
（1.School of Journalism and Communication,Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225009;2.School of Education Science,Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225009）
Abstract： Tinker education is based on the Tinkering concept proposed by MIT and the Exploratorium in San Francisco.Since its introduction,it has been increasingly welcomed in the informal science learning environment in the United States and has gradually been introduced into the field of education,becoming a potential driver for creativity,excitement and innovation in science learning.Tinker education is still a frontier educational concept in the United States.It effectively compensates for the lack of opportunities for learners,especially children,to "explore the real world with real tools and materials" caused by digital technology and becomes an effective teaching method for STEM education in the United States.Compared with Maker Education,Tinker Education advocates creating extraordinary ideas with "daily,real life materials and tools".The implementation of Tinker Education will help to cultivate learners' 21st century skills,improve the innovation ecosystem,and ultimately realize the sustainable development of society.
Key words： tinkering; tinker education; maker education; STEM
中图分类号： G629.3/.7.712
文献标识码： A
文章编号： 1003-7667（2019）07-0044-07
①本文系国家社会科学基金“十三五”规划2016年度教育学一般课题“迈向科学实践：新世纪小学科学课程改革的国际比较研究”（项目编号：BHA160086）的研究成果之一。
作者简介： 周静，女，扬州大学新闻与传媒学院讲师，博士研究生；
潘洪建，男，扬州大学教育科学学院教授，博士，博士生导师。
责任编辑：曾晓洁
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