從技術哲學視角審視學生自主創(chuàng)新實驗

劉燕妮 湯金波

摘要：以技術哲學視角審視學生自主創(chuàng)新實驗，需考慮三個基本問題：技術的本質(zhì)問題、技術的實踐問題、技術的價值判斷問題。以“本質(zhì)問題”來審視，應立足實體要素（客體要素）、智能要素（主體要素）和結構要素（工藝要素），從而明確可以從哪些方面引導學生進行創(chuàng)造性思考。以“實踐問題”來審視，可以讓教師更好地幫助學生學會如何監(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、命題等提供素材，另一方面可以滿足學生的成長需求。

關鍵詞：技術哲學;學生自主創(chuàng)新實驗;本質(zhì)問題;實踐問題;價值判斷問題

技術哲學是科學技術哲學的構成部分，它描述了技術的一般過程及其所遵循的規(guī)律。不同于科學哲學以“探討科學知識論和科學邏輯”為中心問題，技術哲學不僅從因果關系、客觀規(guī)律來思考技術，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，技術哲學需思考三個基本問題：一是技術的本質(zhì)問題，這也是對技術的認識問題;二是技術的實踐問題;三是技術的價值判斷問題。

從某種意義來說，技術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鍵問題，因此，教育必然會與技術結下不解之緣。兩者一旦“相遇”，便會相互融合，生成“教育技術”這種獨特的技術形態(tài)。也正因此，我們可以用技術哲學的視角來審視教育技術，當然包括我們一直在初中物理教學中實踐的學生自主創(chuàng)新實驗。

一、以“技術的本質(zhì)問題”審視學生自主創(chuàng)新實驗

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

在自主創(chuàng)新實驗的過程中，學生實現(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、建構性的。整個過程中，學生通過發(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），自主設計并完成實驗。其中，結構要素主要體現(xiàn)在自主的過程中，這也是至為關鍵的要素。各要素的關系如圖1所示。

從技術構成的三要素來審視學生自主創(chuàng)新實驗，可以讓教師更清楚地知道在實驗過程中應該從哪些方面引導學生進行創(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)度和習慣方面，等等。實體要素是客觀存在的，

智能要素是人們所習得的。學生可以發(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手段;等等。

例如，學生在自主開展“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成和連接、電流熱效應、物質(zhì)的易燃性等，結構要素是在自主的過程中建立了上述物品與知識之間的關聯(lián)。學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，有的學生通過換用新電池解決了問題;有的學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，正是學生自主性的體現(xiàn)，恰恰蘊含了結構要素，展現(xiàn)出學生的思維水平。

二、以“技術的實踐問題”審視學生自主創(chuàng)新實驗

技術實踐是指“掌握技術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”。技術活動可以從思維開始，但最終要歸結于物化的技術產(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，自主學習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，是自主學習的前提條件。以“技術的實踐問題”審視學生自主創(chuàng)新實驗，可以通過元認知過程激發(fā)學生的自主學習，促進學生認知水平的發(fā)展，進而發(fā)展學生的創(chuàng)新性思維。

20世紀 90 年代，巴特勒等人提出了自主學習模型，把自主學習過程分為四個階段：任務界定階段、目標設置和計劃階段、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，學生首先明確學習任務，再根據(jù)自己的標準制訂實驗目標和計劃，然后進行實踐。第一位學生設計了能“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），第三位學生制作了一個簡單又實用的吸塵器（如下頁圖7所示）。學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，學生運用了轉(zhuǎn)換法，是創(chuàng)新意識的體現(xiàn)。第二位學生在實驗過程中，發(fā)現(xiàn)圖4風朝向紙片吹時會導致小紙屑被吹飛，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習的關鍵作用，為了更好地發(fā)揮學生的自主性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和思維，教師應注重學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，學生首先在認知活動之前進行預測，根據(jù)自己的標準構建學習目標、制訂學習計劃和選擇學習策略。在監(jiān)控過程中，學生有意識地根據(jù)認知目標及時評價、反饋認知活動的結果，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，以引導學生更好地開展自我監(jiān)控。教師還可以對學生的作品作出適當?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生更愿意向有難度的任務發(fā)起挑戰(zhàn)，更易激發(fā)學生的內(nèi)在潛力;另一方面，也可以讓學生獲得更多的反饋，以對自己作出更有效、全面的評價。在調(diào)節(jié)過程中，學生對監(jiān)控過程中所發(fā)現(xiàn)的問題及時地干預、調(diào)整，修正認知策略。這個過程也是學生不斷解決自己在實驗中所遇到問題的過程。學生積極調(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，教師應鼓勵學生主動和家長、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“技術的價值判斷問題”審視學生自主創(chuàng)新實驗

在價值哲學領域，得到較為廣泛認可的是關系價值論。這一理論主張辯證地看待價值關系中人和物，從二者的相互關系出發(fā)理解和把握價值。通過技術制造出來的“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。

以技術的價值判斷問題審視學生自主創(chuàng)新實驗，一方面，體現(xiàn)出學科本身的價值，可以為教學、命題等提供素材;另一方面，體現(xiàn)了以人為本的思想，可以滿足學生的成長需求，借助經(jīng)歷喚醒他們生命的自覺。學生自主創(chuàng)新實驗，有助于在學生自主學習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以致用，提高解決問題的能力，發(fā)展創(chuàng)新意識，形成科學的態(tài)度及價值觀念。

例如，在石蠟花的制作過程中，學生運用熔化、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)了學生持之以恒、鍥而不舍的科學精神，激發(fā)了學生對物理學習的興趣，深化了學生對物理知識的理解，并促使學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，深化了對學科知識的理解，還培養(yǎng)了科學態(tài)度和科學精神，更陶冶了情操，提高了對美的追求。

從技術的本質(zhì)（認識）問題、實踐問題、價值判斷問題方面審視學生自主創(chuàng)新實驗，可以讓我們確證學生自主創(chuàng)新實驗在教育教學中的實踐方式和重要價值，明確如何激發(fā)學生在實驗過程中的自主性，以及如何引導學生開展自主創(chuàng)新實驗。進而，幫助學生學會如何監(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)展科學思維、科學態(tài)度和科學精神。

參考文獻：

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