情境认知视角下创客教育实施路径的转变*
胡翰林 沈书生
（南京师范大学 教育科学学院，江苏南京 210097）
摘要： 在倡导动手造物来培养学习者创新能力的创客教育中，明晰情境的重要性十分必要。基于此，文章首先对情境认知的内涵进行了解析，接着介绍了当前创客教育中情境缺失的主要表现，然后分析了情境认知与创客教育的契合点，最后重点探讨了情境认知视角下创客教育实施路径的转变。文章指出，情境认知视角下创客教育实施路径的转变分为三步：从知识表征向知识探求转变、从知识探求向知识应用转变、从知识应用向知识创造转变，此结论可为促进情境认知与创客教育的融合提供参考，并进一步推动创客教育的有效开展。
关键词： 情境认知；创客教育；路径转变；知识学习
创客教育作为创新实践变革教育的有效途径，对学习者创新思维的提升与实践能力的锻炼具有重要价值。当前，创客教育在取得大量成果的同时，也暴露出一些问题，如对情境的重视程度严重不足——在中国知网以“创客教育”并含“情境”为关键词，检索时间设为2014年1月至2018年12月，仅得到24篇研究文献，且大多关注创客教育的技术支撑、空间构建等。知识具有情境属性，创造亦为一种知识生产过程，故创客教育开展过程中情境的缺失，将直接影响创客教育的有效开展、学习者创新能力的培养与锻炼。基于此，本研究尝试从情境认知视角出发，思考如何有效转变创客教育的实施路径来逐步提升学习者的创造思维，以引起广大研究者和实践者对创客教育中情境的重视，并为创客教育的有效开展提供参考。
一 情境认知的内涵解析
英国哲学家Whitehead[1]反对将知识视为个体内部的心理表征，主张知识与生活环境进行交互并在相应的情境中应用知识。Resnick[2]将独立、脱境、抽象的校内学习与具体、情境、实践的校外学习进行了对比，凸显出校内学习与现实生活脱节的问题，促使研究者开始转而关注校内教学情境。Lvae等[3]从人类学研究的角度将情境理论的范畴进一步扩大，将“合法的边缘性参与”过程作为情境学习的核心特征，指出知识和技能的掌握要求学习者充分参与共同体的社会文化实践。Brown等[4]认为知识具有情境性，是活动、背景和文化产品的一部分，知识正是在其中不断被发展和运用；情境的嵌入促使人们主动承担各自的任务进而有效解决问题，学习正是一种在这种嵌入式活动中构建并加强理解的过程。基于上述研究成果，本研究认为情境认知贯穿于教育活动全过程，可从学习内容、学习方法和学习结果三个维度来认识情境认知的内涵。
①情境认知认为，知识（学习内容）不是学习者个体内部的心理表征或头脑中存在的静态经验网络，而是能够在社会活动中参与实践解决问题的一种应用或工具。知识来源于客观世界，并从中获取经验信息或实践成果；同时又作用于客观世界，指向问题解决并要求创新，促使学习者个体与社会不断向前发展。因此，仅存于头脑中的意识形态或抽象符号并不能被称为知识，只有与客观世界不断相互作用并进行实践、创造，才能体现知识的本质属性。
②知识根植于社会情境下的实践活动，其获取的有效方法是学习者在一定情境中与其不断发生交互进而形成自我认知，即通过情境应用有效获取。知识具有情境性，其自身意义并非一成不变，而是在不同情境下有其不同的特定含义，因此在掌握知识的过程中不能脱离相应的情境，否则会造成理解偏差，影响学习效果。与此同时，学习者与情境之间的相互作用也会促进知识的形成与发展，新知识在此过程中不断被创造。
③情境认知旨在实现知识的有效迁移，从而培养学习者适应社会、面向未来的学习力。学习结果并不仅仅是学习者在一定情境下通过学习过程获得某种经验，还包括实现知识的迁移，进而解决新的问题、适应社会甚至进行创新。在相应情境下学习，易于增加学习者的学习投入，产生学习活力，从而在不断适应当下社会的过程中形成一种积极取向，促进学习者在逐步提升自我效能感的基础之上获得持续发展，最终催生出应对未来复杂情境的学习力。
综上所述，情境认知是学习者与情境在交互过程中形成的解决真实问题、适应社会发展的认知，是实现知识的有效迁移并培养学习者适应社会、面向未来之学习力的一种学习活动范式。
⑥郑石桥、刘庆尧:《〈审计法〉涉及的若干基础性问题的再思考——基于十九大报告的视角》，《南京审计大学学报》2018年第1期。
二 创客教育情境的缺失
②知识学习过程中情境的缺失，学习者对知识的理解不够深入、全面。在知识学习过程中融入相应的情境，能有效降低知识的抽象程度，减轻认知负荷，从而帮助学习者理解并掌握知识。然而，当前部分创客教师在教学过程中过度强调“做中学”，急切希望学习者投入造物的过程，而轻视基础知识的教学；仅从知识内容出发进行抽象的授导，而忽视知识产生与应用的情境，造成学习者不能深入、全面地理解知识，并直接影响后续造物过程中知识的有效迁移。
从学习内容、学习方法和学习结果来看，情境认知与创客教育具有以下契合点：
创客（Maker）的“原意是‘制造者’，一般指不以营利为目的，利用3D打印技术和各种开源硬件，努力把各种创意转变为现实的人”[5]。创客蕴含大胆想象、积极实践、乐于分享、不断创新的创客精神，与当前教育的核心追求——创新实践型人才的培养存在价值共鸣，为教育实现创新实践变革带来了新的契机。由此应运而生的创客教育倡导以动手造物来培养学习者的创新实践能力，得到了教育研究者与实践者的一致认可。然而，当前创客教育的研究重点集中在概念界定、空间体系构建、新型信息技术支撑等方面，也就是说仍停留在学习支持服务层面，而忽略了学习过程中学习者所需的情境，故造成了学习者的认知建构与情境相离的现象，发挥的学习效果有限。概而言之，创客教育中情境的缺失主要表现为以下三个方面：
Research Progress and Thoughts on Domestic Tourism Economy_____________________________YI Xiaowen,LIU Kaibang 8
③自主造物过程中情境的缺失，学习者的创新能力提升空间有限。创客的造物过程是一个基于生活中的问题或不足，在头脑中构想可行的创新型问题解决策略（即创意设计），并通过动手实践将创意设计转变为现实制品的过程。学习者自主造物过程中情境的缺失意味着创新思维来源不明，学习者易对“为何而创”、“以何为创”等问题产生困惑，故其创意设计难以做到有的放矢。此外，脱离情境的评价也具有较大的片面性，不能对学习者的创新能力进行准确评判，也不能有效引导学习者进一步反思、改进。
三 情境认知与创客教育的契合点
①知识价值取向下情境的缺失，知识仅为学习者内部心理的表征。从本质上来说，知识的价值是其在情境中的运用。但是，当前创客教师与学习者重视知识传递的经验、信息等，而忽视其在情境中的应用，故在知识学习过程中学习者仅简单地记住了相应的抽象符号或操作步骤，而不能有效地应用知识解决真实世界中的问题。缺乏情境的知识很难使学习者建立起与真实世界的实质性联系，因而知识的价值也难以实现。
①践行知识的应用价值。情境认知将知识视为能够解决实际问题的应用或工具，强调在应用过程中体现知识的价值效益。同样，创客教育以学习者动手实践为主要学习路径，既倡导“做中学”，要求学习者在不断实践的过程中学习、应用知识；又提倡“学中做”，要求学习者将所学知识应用于动手造物的过程中，使头脑中的创新想法转变为现实制品，实现知识的价值。
②情境增进知识的理解与深化。情境认知是一个通过学习者与情境之间的不断交互进而构建认知的过程，情境的丰富性增添了学习过程的生动性，可促使学习者积极投入学习，增进对知识的理解与深化。同样，创客教育中情境的介入为学习者提供了一种真实的学习氛围，学习者基于相应情境进行问题发现、创意构思、实践制作，将有助于调动学习者在造物过程中的积极性、增加学习者的学习投入，从而更好地建构知识体系，使知识学习更加深入。
③实现知识的迁移与创造。情境认知以实现知识的有效迁移为目的，培养学习者面对不同情境能快速适应并进行学习的能力，为学习者进入社会环境、解决实际问题乃至创新创造打下基础。同样，创客教育中不同情境下的造物过程，能促使学习者进行知识迁移，将习得的知识运用到新的情境中以发现问题、解决问题，并通过动手实践生成创造性制品。
综上可知，创客教育与情境认知存在多个契合点。基于此，本研究尝试将情境认知与创客教育结合起来，并从情境认知的视角开展创客教育，有其合理性与可行性。
四 情境认知视角下创客教育实施路径的转变
情境认知视角下创客教育实施路径的转变过程如图1所示，可以看出：在创客教育中融入情境认知的目的，是通过促使学习者对情境的感知从“离境→入境→在场→具身”不断深入，来完成从“表征→探求→应用→创造”的知识递进，最终从浅层次学习逐步进入深层次学习。
图1 情境认知视角下创客教育路径的转变过程
1 知识表征向知识探求转变
在创客教育中，脱离情境的知识讲授使知识仅成为学习者内部心理的表征，学习者处于浅层次学习水平。情境的融入促使学习者由“离境”逐渐“入境”，即由知识的被动接受者变为情境中的主动探求者，从而转变知识表征的路径取向。
基于分数阶阻抗模型的磷酸铁锂电池荷电状态估计//孙国强,任佳琦,成乐祥,朱瑛,卫志农,臧海祥//(23):57
（1）真实案例作为知识载体
据统计，2013年，湖南累计投入抗旱资金24.2亿元，抗旱机电井25.5万眼、抗旱泵站3.86万处、机动抗旱设备83.8万套、运水车辆1.75万辆，完成抗旱灌溉面积1958万亩，挽回粮食损失300多万t，减少经济作物损失60亿元，临时解决了314万人的饮水困难，有效保障了群众生活和农业生产安全。
在创客教育中，学习者在造物前需掌握相关的基础知识（如设计规则、原理性知识等），这些基础知识往往抽象晦涩，如果仅从知识内容本身出发进行照本宣科式教学，那么学习者掌握起来便有较大难度，这就需要教师借助相关的真实案例进行知识讲解，以真实案例为知识载体，帮助学习者建立具体情境中的知识与抽象符号之间的联系，促进知识的有效吸收、理解与内化，进而为后续的造物过程提供支持。基于此，创客教师在教学过程中应首先向学习者抛出与知识内容有关的真实案例，将学习者带入相应的情境中，并以此为抓手逐渐呈现相关的知识内容。抛出的真实案例需注意以下两点：①案例的典型性，是指案例的综合性与宽容度较高，其呈现的知识应有助于学习者在一系列具有相同特性的问题或情境中建立联想，以加深对知识的全面理解；②案例复杂程度的适中性，是指在充分考虑学习者现有认知水平的基础之上抛出案例，因为复杂程度过高或过低都会加大学习者的认知负荷、使教学效果大打折扣。
（1）情境模拟演示知识运用
知识的探求始于问题激发，因此在向学习者呈现真实案例的基础之上，宜通过适当的提问来激活学习者对知识的探求欲，以积极发挥学习者在情境中学习的主观能动性。提出的问题需注意以下两点：①要能够充分引起学习者的好奇心。从情境中的某个角度出发，呈现一个富含知识点且较为新奇的现象，往往容易吸引学习者的目光，此时教师恰当地抛出相关的问题，便能有效引起学习者的好奇心，促使学习者调动学习的主动性与积极性，去主动积极地查阅资料、参与讨论交流。而在知识探求过程中进行的协作交流，能有效引发学习者的“头脑风暴”，培养学习者的发散思维。②应位于学习者的最近发展区之内。对学习者来说，难度太大的问题解决起来过于困难，容易挫伤学习积极性；而难度太小的问题缺乏挑战，造成时间和精力的浪费。因此，提出位于学习者最近发展区的问题十分重要，它是驱动学习者进入情境主动探求知识、达到高层次思维水平的关键。
2 知识探求向知识应用转变
“在场”是一种学习者高度沉浸于情境的状态，提倡主体与环境世界的融合[6]。学习者在学习过程中由“入境”逐渐“在场”，将促使知识由探求转为应用，推动学习者进入深层次学习。
（2）问题激活知识主动探求
在进行地层和基层施工过程中，展开通讯人孔施工，在该过程中，如果通讯电缆狗中的人孔井的数量足够多，实际作业期间，可以将原沉降点转变到人孔井上面，从而完成相应的观测工作。
（2）Meyer & Allen（1984）提出了组织承诺的二维测量模型（情感承诺和持续承诺），并开发出了一个情感承诺量表（ACS）和持续承诺量表（CCS）。之后McGee & Ford（1987）在Meyer和 Allen（1984）二因素模型的基础上，将ACS和CCS合并成一个共有16个项目的量表。通过对该量表验证发现，情感承诺是一种独立的承诺形式，但持续承诺却可以分为多种维度，但其并未明确指出具体各维度。
情境模拟是一种教师依据教学内容和目标，对知识来源或知识实践的背景、环境等进行模拟或再现，使学习者在类似的真实情境下自然地融入其中，成为某个角色或与某种心理状态产生共鸣，从而通过情境互动进行体验式学习的教学方法。在创客教育中，学习者将学习的抽象知识直接运用于造物过程显然困难很大；而情境模拟的介入，可使学习者在充分了解情境的基础上感知信息并运用知识，使学习者转而主动参与学习活动，理解抽象知识的来源并将其运用于造物过程。具体来说，情境模拟要迎合学习者的认知需求、融入创客教育特色元素并增加趣味性，使学习者积极主动、全身心地投入到情境模拟中去理解并运用知识；要足够丰富多元，以确保每一位学习者在情境中都能找到自己的角色定位，使模拟的情境真正成为一个融合发展的生态系统。值得一提的是，创客空间为情境模拟的运作提供了强有力的技术支持，其中虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）、物联网（The Internet of Things，IOT）等技术的运用，确保了情境模拟的真实度与多元性。
（2）动手实践进行工具操作
杜威指出：“只有当儿童运用事物和感知来支配他的身体、协调他的活动时，才能使其得到发展。”[7]因此，创客教育倡导学习者直接通过动手实践活动来加深对知识的理解，以此来满足学习者后续造物的需求。学习者的动手操作是在掌握相关的基础知识之后，亲自操作造物过程中需要用到的工具，在体验工具应用的情境中启发思考、掌握相关知识、习得操作技艺，从而获得更多的直接经验。需要注意的是，在初次操作的过程中，学习者往往会面临着工具选取困惑，存在工具误选或误用的问题。这就为创客教师提供了一个良好的契机——以此为出发点融入相应的情境，通过逐步引导与鼓励，促使学习者面对工具选取问题时由困惑转为好奇，继而大胆尝试、逐渐熟悉，最后熟练运用。在此过程中，学习者将充分认识到实践探究的重要性，并将逐渐树立创新意识、提升实践能力。
3 知识应用向知识创造转变
“具身”，意味着学习者通过控制身体在环境中交互发生认知活动[8]，是一种“身”、“心”、“情境”相互统一的学习状态。创客空间提供的技术支持促使学习者与情境的融合更加紧密，使学习者由“在场”逐步实现“具身”，身心完全沉浸于情境中进行创造，达到深层次学习水平。
（1）情境沉浸推动自主造物
创客教育的核心价值是创新能力的培养，它以学习者的自主造物过程为实践路径。自主造物过程可分为创意设计与实践制作两个阶段，这两个阶段均要求学习者完全沉浸于情境之中并围绕其开展实践活动：①创意设计是指学习者大量分析、思考情境中的劣构问题之后进行头脑风暴，在大脑中构想出问题解决策略。此时，教师应引导学习者明白头脑风暴并非不着实际的想象，而是与问题情境高度相关的谨慎思考。在此基础上，学习者通过推论、实验、修改等一系列操作，来确保问题解决策略的可行性，最终生成可供实施的创意设计方案。②实践制作是指学习者根据创意设计方案，充分利用创客空间中的工具、技术、资源等，将创意想法变为创意制品，并通过实验不断修改、完善。在情境中学习者运用双手造物是一种“具身”学习方式，通过不断地动手创造和情境交互，可实现知识的深化理解、完成知识的意义建构。同时，“具身”促使学习者与情境的交互更加紧密，形成更为浓厚的班级造物氛围，将班级打造成富含创新文化的实践共同体，最终生成创意制品，达到培养学习者创新能力的目的。通过创意设计与实践制作这两个阶段，课堂将逐渐形成一种倡导自由、分享、协作、创造、个性，强调实践为主、资源协同、融合创新的文化氛围，即课堂创客文化[9]。
（2）情境评价促进创新创造
含水率的多少对冻融循环引起颗粒的破坏影响较为明显，含水率的多少将影响冻结前颗粒中水的流动面积以及流动方向，对于紧密的土颗粒，大量的薄膜水，将形成较大的冻结面积，土颗粒间的连接受到破坏，其密度、孔隙率、渗透性以及变形和强度的变化受其影响较为明显。下面引用于基宁[19]就冻结温度和含水率共同作用下冻融作用引起土体强度的变化的研究，如图1和图2所示。
创客教育评价对检验学习者的创新能力、促进学习者进行再创造有显著价值。目前，创客教育主要采用多维度的形成性评价方式，以一系列动态的变化来呈现学习者的学习表现，体现了评价结果的及时反馈特点。但学习者的造物活动是以一定情境中的问题为出发点进行创意设计与实践制作，而缺乏情境性的评价不能完整地反映学习者的创新能力，因此创客教育的评价需在一定情境下开展，并经历以下阶段：①创意设计阶段，经过创意激发而形成的创意设计方案为学习者提供了一个自评与互评的机会，可从情境中的问题发现、问题解决、交流协作、学习投入、术语表达、批判思维、创新意识等维度进行评价；②自主造物阶段，教师以相应角色融入学习者的造物情境中，可从积极程度、技术运用、操作规范、规划安排、创新意识等维度进行评价；③制品完成阶段，学习者的自评、互评与教师的评价结合起来，可从问题解决、工艺美观、创新意识等维度进行评价，同时鼓励学习者扮演情境中的不同角色对自己或他人作品的创新之处进行点评与讨论，以进一步激发全体同学参与思维碰撞、创新讨论的兴趣和积极性。
3个月后复查24小时动态心电图，主要观察两组患者室性早搏次数，室性早搏总数减少＞80%为显效，减少50%～80%为有效，＜50%为无效。
参考文献
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The Transformation of Implement Path of Maker Education under the Perspective of Situated Cognition
HU Han-lin SHEN Shu-sheng
(School of Education Science, Nanjing Normal University, Nanjing, Jiangsu, China 210097)
Abstract: In maker education which advocates hands-on creation to cultivate learners’ innovation ability, it is necessary to clarify the importance of situation.Based on this, the paper firstly analyzed the connotation of situated cognition,then introduced the main performances of missing situation in current maker education, and further analyzed the convergence of situated cognition and maker education.Finally, this paper focused on the transformation of implement path of maker education under the perspective of situated cognition.It was pointed out that the transformation of implement path of maker education under the perspective of situated cognition was divided into three steps: from knowledge representation to knowledge exploration, from knowledge exploration to knowledge application, from knowledge application to knowledge creation.The conclusion of this paper could provide reference for promoting the integration of situated cognition and maker education, and further promoting the effective implementation of maker education.
Keywords: situated cognition; maker education; path transformation; knowledge learning
【中图分类号】 G40-057
【文献标识码】 A
【论文编号】 1009—8097（2019）09—0121—06
【DOI】 10.3969/j.issn.1009-8097.2019.09.018
*基金项目： 本文为全国教育科学“十三五”规划2019年度国家一般课题“适应性学习空间支持下的学习范式研究”（项目编号：BCA190081）的阶段性研究成果，并受江苏高校教育学优势学科建设工程资助项目(项目编号：PAPD)资助。
作者简介： 胡翰林，在读硕士，研究方向为信息化教学设计，邮箱为945017310@qq.com。
收稿日期： 2019年3月3日
编辑：小米
标签：情境认知论文; 创客教育论文; 路径转变论文; 知识学习论文; 南京师范大学教育科学学院论文;