從技術(shù)哲學(xué)視角審視學(xué)生自主創(chuàng)新實驗

劉燕妮 湯金波

摘要：以技術(shù)哲學(xué)視角審視學(xué)生自主創(chuàng)新實驗，需考慮三個基本問題：技術(shù)的本質(zhì)問題、技術(shù)的實踐問題、技術(shù)的價值判斷問題。以“本質(zhì)問題”來審視，應(yīng)立足實體要素（客體要素）、智能要素（主體要素）和結(jié)構(gòu)要素（工藝要素），從而明確可以從哪些方面引導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)造性思考。以“實踐問題”來審視，可以讓教師更好地幫助學(xué)生學(xué)會如何監(jiān)控并調(diào)整自己的認知和行為。以“價值判斷問題”來審視，一方面可以為教學(xué)、命題等提供素材，另一方面可以滿足學(xué)生的成長需求。

關(guān)鍵詞：技術(shù)哲學(xué);學(xué)生自主創(chuàng)新實驗;本質(zhì)問題;實踐問題;價值判斷問題

技術(shù)哲學(xué)是科學(xué)技術(shù)哲學(xué)的構(gòu)成部分，它描述了技術(shù)的一般過程及其所遵循的規(guī)律。不同于科學(xué)哲學(xué)以“探討科學(xué)知識論和科學(xué)邏輯”為中心問題，技術(shù)哲學(xué)不僅從因果關(guān)系、客觀規(guī)律來思考技術(shù)，還充分考慮目的性、人們的需求以及人們對效能、效率和效益的追求，因而具有更直接、更鮮明、更強烈的價值。安濤等人指出，技術(shù)哲學(xué)需思考三個基本問題：一是技術(shù)的本質(zhì)問題，這也是對技術(shù)的認識問題;二是技術(shù)的實踐問題;三是技術(shù)的價值判斷問題。

從某種意義來說，技術(shù)就是為了解決實際問題而產(chǎn)生的，它所考慮的問題是“如何做”。而教育作為培養(yǎng)人的活動，“如何教育”正是教育實踐面臨的關(guān)鍵問題，因此，教育必然會與技術(shù)結(jié)下不解之緣。兩者一旦“相遇”，便會相互融合，生成“教育技術(shù)”這種獨特的技術(shù)形態(tài)。也正因此，我們可以用技術(shù)哲學(xué)的視角來審視教育技術(shù)，當然包括我們一直在初中物理教學(xué)中實踐的學(xué)生自主創(chuàng)新實驗。

一、以“技術(shù)的本質(zhì)問題”審視學(xué)生自主創(chuàng)新實驗

顏士剛在《教育技術(shù)哲學(xué)》一書中指出，技術(shù)是人類改造自然、創(chuàng)造人工自然的方法和手段的總和。技術(shù)由實體要素（客體要素）、智能要素（主體要素）和結(jié)構(gòu)要素（工藝要素）構(gòu)成。實體要素是指在技術(shù)過程中出現(xiàn)的“看得見”“摸得著”的實實在在的“物”。智能要素是指與技術(shù)活動過程相關(guān)的知識和經(jīng)驗。這里的知識不局限于科學(xué)知識，還包括與實體要素相關(guān)的程序、步驟、操作方法等，是可以具體言說的。結(jié)構(gòu)要素是指在技術(shù)活動中將知識、經(jīng)驗等智能要素與原材料、工具和設(shè)備等實體要素相結(jié)合的過程和方法，是技術(shù)活動中的結(jié)構(gòu)性組成，是不可言說的。結(jié)構(gòu)要素是聯(lián)系“人”和“物”的紐帶，一般只能在技術(shù)活動過程中表現(xiàn)出來。

在自主創(chuàng)新實驗的過程中，學(xué)生實現(xiàn)了事物的“再創(chuàng)造”，通過自主的過程將物和人有機地聯(lián)系在一起，展開創(chuàng)造性的思考或者實驗。自主的過程是主動的、建構(gòu)性的。整個過程中，學(xué)生通過發(fā)散思維，自由選擇身邊的器材（實體要素），并積極調(diào)動大腦中所存儲的知識和經(jīng)驗（智能要素），自主設(shè)計并完成實驗。其中，結(jié)構(gòu)要素主要體現(xiàn)在自主的過程中，這也是至為關(guān)鍵的要素。各要素的關(guān)系如圖1所示。

從技術(shù)構(gòu)成的三要素來審視學(xué)生自主創(chuàng)新實驗，可以讓教師更清楚地知道在實驗過程中應(yīng)該從哪些方面引導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)造性思考。比如，在實驗器材方面，在知識、技能儲備方面，在主動聯(lián)系知識、情境的態(tài)度和習(xí)慣方面，等等。實體要素是客觀存在的，

智能要素是人們所習(xí)得的。學(xué)生可以發(fā)揮人的主觀能動性，融合“物”的方面以及自己知識、技能方面的儲備，選擇身邊的物品進行實驗，通過對實體進行替換、增減等實現(xiàn)相同的功能，來完成實驗;也可以運用所學(xué)的知識、技能，通過變換操作方式等創(chuàng)造性地解決問題;還可以在實驗中恰當?shù)厥褂眯畔⒓夹g(shù)手段;等等。

例如，學(xué)生在自主開展“短路的危害”創(chuàng)新實驗的過程中，實體要素有電池、錫紙或鋁箔以及其他易燃物（錫紙球、火柴、酒精等），智能要素涉及短路電路的構(gòu)成和連接、電流熱效應(yīng)、物質(zhì)的易燃性等，結(jié)構(gòu)要素是在自主的過程中建立了上述物品與知識之間的關(guān)聯(lián)。學(xué)生的實驗往往不是一次就能成功的，在過程中需要通過對現(xiàn)象的觀察和分析，運用一定的方法來解決遇到的問題。比如，發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象不明顯，有的學(xué)生通過換用新電池解決了問題;有的學(xué)生利用焦耳定律將鋁箔中央位置剪得比較細便于其熔斷（如下頁圖2所示），來說明問題;有的學(xué)生利用轉(zhuǎn)換法，把電流產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)換為塑料的形變、蠟燭的熔化、火柴的燃燒等;還有的學(xué)生考慮到短路實驗有一定的危險性，采用了軟件模擬的方式（如下頁圖3所示）。這些改變、調(diào)試，正是學(xué)生自主性的體現(xiàn)，恰恰蘊含了結(jié)構(gòu)要素，展現(xiàn)出學(xué)生的思維水平。

二、以“技術(shù)的實踐問題”審視學(xué)生自主創(chuàng)新實驗

技術(shù)實踐是指“掌握技術(shù)的人所從事的改造自然，重塑或創(chuàng)造適于人類的物質(zhì)文化環(huán)境的有組織的活動”。技術(shù)活動可以從思維開始，但最終要歸結(jié)于物化的技術(shù)產(chǎn)品或行動。實踐活動的目的是什么、如何實現(xiàn)，就成為必須回答的問題。在這個過程中，人充分體現(xiàn)了自主性和能動性，而在自主的過程中才有可能體現(xiàn)出創(chuàng)新性。

麥考姆斯指出，自主學(xué)習(xí)可分為認知過程和元認知過程。認知過程是對信息進行加工、編碼、提取的過程，而元認知過程是對認知過程的計劃、監(jiān)控和評價。認知策略是待激發(fā)的要素，而元認知正是激發(fā)這些要素的動力，是自主學(xué)習(xí)的前提條件。以“技術(shù)的實踐問題”審視學(xué)生自主創(chuàng)新實驗，可以通過元認知過程激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，促進學(xué)生認知水平的發(fā)展，進而發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新性思維。

20世紀 90 年代，巴特勒等人提出了自主學(xué)習(xí)模型，把自主學(xué)習(xí)過程分為四個階段：任務(wù)界定階段、目標設(shè)置和計劃階段、策略執(zhí)行階段和元認知調(diào)節(jié)階段（具體解釋如圖4所示）。這一過程與技術(shù)實踐活動過程也是吻合的。

例如，在“自制吸塵器”自主創(chuàng)新實驗開展時，學(xué)生首先明確學(xué)習(xí)任務(wù)，再根據(jù)自己的標準制訂實驗?zāi)繕撕陀媱?，然后進行實踐。第一位學(xué)生設(shè)計了能“顯示”原理的可調(diào)速吸塵器（如下頁圖5所示），第二位學(xué)生組合出一個具有吸塵功能的裝置（如下頁圖6所示），第三位學(xué)生制作了一個簡單又實用的吸塵器（如下頁圖7所示）。學(xué)生的實驗過程需要經(jīng)歷策略執(zhí)行階段和元認知調(diào)節(jié)階段。比如，第一位學(xué)生在用裝置吸小紙屑時，發(fā)現(xiàn)風力不夠，為了測量風力采用了觀察蠟燭火焰的方法。這里，學(xué)生運用了轉(zhuǎn)換法，是創(chuàng)新意識的體現(xiàn)。第二位學(xué)生在實驗過程中，發(fā)現(xiàn)圖4風朝向紙片吹時會導(dǎo)致小紙屑被吹飛，因此通過調(diào)整風向完成了該實驗。第三位學(xué)生考慮到實驗盒里的電動機比較大且不方便操作，便拆下了手搖發(fā)電機里的小電動機，制成了外形簡單又大方的吸塵器，具有一定的創(chuàng)新性。三位學(xué)生最后呈現(xiàn)的作品差異明顯，充分體現(xiàn)了真正意義上的自主。

鑒于元認知對自主學(xué)習(xí)的關(guān)鍵作用，為了更好地發(fā)揮學(xué)生的自主性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和思維，教師應(yīng)注重學(xué)生元認知能力的培養(yǎng)。而元認知的核心是元認知監(jiān)控，包括計劃、監(jiān)控、調(diào)節(jié)三個方面。在計劃過程中，學(xué)生首先在認知活動之前進行預(yù)測，根據(jù)自己的標準構(gòu)建學(xué)習(xí)目標、制訂學(xué)習(xí)計劃和選擇學(xué)習(xí)策略。在監(jiān)控過程中，學(xué)生有意識地根據(jù)認知目標及時評價、反饋認知活動的結(jié)果，根據(jù)標準有效評價自己認知活動及策略的效果。對此，教師需要提供適宜的評價標準，以引導(dǎo)學(xué)生更好地開展自我監(jiān)控。教師還可以對學(xué)生的作品作出適當?shù)脑u價（包括優(yōu)點和不足）。一方面，教師的鼓勵可以激勵學(xué)生更愿意向有難度的任務(wù)發(fā)起挑戰(zhàn)，更易激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在潛力;另一方面，也可以讓學(xué)生獲得更多的反饋，以對自己作出更有效、全面的評價。在調(diào)節(jié)過程中，學(xué)生對監(jiān)控過程中所發(fā)現(xiàn)的問題及時地干預(yù)、調(diào)整，修正認知策略。這個過程也是學(xué)生不斷解決自己在實驗中所遇到問題的過程。學(xué)生積極調(diào)動自己的知識、經(jīng)驗進行思考、實踐。當依靠個人難以解決時，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生主動和家長、老師探討，或者自己查閱資料，從而在克服困難的過程中提高解決問題的能力。

三、以“技術(shù)的價值判斷問題”審視學(xué)生自主創(chuàng)新實驗

在價值哲學(xué)領(lǐng)域，得到較為廣泛認可的是關(guān)系價值論。這一理論主張辯證地看待價值關(guān)系中人和物，從二者的相互關(guān)系出發(fā)理解和把握價值。通過技術(shù)制造出來的“人工物”，在功能、屬性、形態(tài)等方面能夠滿足人的某種需要，從而成為一種有價值的存在。但人（的需要）是價值活動的目的，對“物”的認識、設(shè)計、制造和改良，都是人的目的性行為，其最終的目的是為人更好地生存和發(fā)展服務(wù)。

以技術(shù)的價值判斷問題審視學(xué)生自主創(chuàng)新實驗，一方面，體現(xiàn)出學(xué)科本身的價值，可以為教學(xué)、命題等提供素材;另一方面，體現(xiàn)了以人為本的思想，可以滿足學(xué)生的成長需求，借助經(jīng)歷喚醒他們生命的自覺。學(xué)生自主創(chuàng)新實驗，有助于在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程中使天性稟賦得到認識和綻放，在動手做的過程中學(xué)以致用，提高解決問題的能力，發(fā)展創(chuàng)新意識，形成科學(xué)的態(tài)度及價值觀念。

例如，在石蠟花的制作過程中，學(xué)生運用熔化、凝固的原理，讓普通的蠟燭變成了美麗的蠟花，在過程中體會蠟油凝固放熱，明白沾蠟油前使用肥皂水的道理。其中，有經(jīng)歷多次失敗的沮喪，更有不斷嘗試后獲得成功的喜悅。這樣的過程，培養(yǎng)了學(xué)生持之以恒、鍥而不舍的科學(xué)精神，激發(fā)了學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣，深化了學(xué)生對物理知識的理解，并促使學(xué)生通過自己的雙手和思考創(chuàng)造出生活中的美。

又如，在平衡蝴蝶的制作過程中，學(xué)生自主選材，將硬幣置于蝴蝶翅膀前方，用棉簽作為蝴蝶的身體，通過調(diào)節(jié)蝴蝶的重心使其立在細棒上。這個過程并不是一蹴而就的，需要不斷地調(diào)試，從而培養(yǎng)了學(xué)生不輕易放棄、持之以恒的探究精神。

再如，在自制驗電器時，一位學(xué)生基于對驗電器原理的理解，創(chuàng)造性地將金屬箔片的形狀由長方形改成了蝴蝶狀。可見，學(xué)生不僅僅在追求功能上的滿足，也在追求作品的美感。

通過以上案例可以看出，學(xué)生在自主創(chuàng)新實驗過程中，不僅完成了自己的制作，深化了對學(xué)科知識的理解，還培養(yǎng)了科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，更陶冶了情操，提高了對美的追求。

從技術(shù)的本質(zhì)（認識）問題、實踐問題、價值判斷問題方面審視學(xué)生自主創(chuàng)新實驗，可以讓我們確證學(xué)生自主創(chuàng)新實驗在教育教學(xué)中的實踐方式和重要價值，明確如何激發(fā)學(xué)生在實驗過程中的自主性，以及如何引導(dǎo)學(xué)生開展自主創(chuàng)新實驗。進而，幫助學(xué)生學(xué)會如何監(jiān)控并調(diào)整自己的認知和行為，培養(yǎng)堅持不懈的精神，促其提升在真實情境中解決問題的能力，發(fā)展科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

參考文獻：

[1] 顏士剛.教育技術(shù)哲學(xué)[M].北京：中國社會科學(xué)出版社，2015.

[2] 安濤，李藝.技術(shù)哲學(xué)視野下的教育技術(shù)理論圖景[J].教育研究，2014（4）.

[3] 李艷萍.運用元認知策略提升學(xué)生化學(xué)自主學(xué)習(xí)有效性的研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學(xué)，2017.

[4] 劉燕妮，湯金波，王連友.以學(xué)生自主創(chuàng)新實驗為載體發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維——以初中物理“光學(xué)實驗”為例[J].中學(xué)物理，2021（18）.