想象一下这样的课堂：没有统一的图纸，没有标准的答案，学生围着一堆拖把杆、橡皮筋和塑料桶，叮叮咣咣敲打，试图造出一台能发射网球的弹射器。失败了？没关系，拆了重来就是。成功了？则会引来一阵欢呼。这不是课外兴趣班，而是英国中小学正在大力推广的一种工程教学方法——探客式学习。

当前，工程教育愈发受到从教育行政部门到一线实践者的广泛重视，然而，具体到微观教学设计和实施层面，却普遍出现“教师不会教，学生不会学”的困境。如何打破中小学教师与工程教育之间的壁垒，帮助教师基于现有学科教学知识提升工程教学信心和能力，成为全球中小学工程教育实践面临的关键问题。为此，英国提出通过推广探客式学习来突破工程教学的实践阻碍。这种教学法不追求完美的结果，更注重让每一个学生都能在动手探索中实现创造，蕴藏着工程教育最珍贵的边学边做、边实践边创新的精神。

从“修补匠”到学习理念

探客式学习（Tinkering）源自“探客”（Tinker）一词，后者最初指那些走村串户、修理破损家用器皿的匠人。到了16世纪90年代，该词意逐渐拓展为一种注重亲自动手实践，在拆解、捣鼓的过程中完成发明创造的独特工作方式。21世纪初，这种工作方式又被提炼为一种学习理念，用来描述以学习者为中心、由个人兴趣和内在动机驱动的创造性活动，即探客式学习。

与传统科学探究“制定计划—执行计划—反思工作”的固定流程不同，探客式学习以游戏精神、持续调整和迭代为核心理念，强调学习者通过亲历“提问—想象和计划—创造—优化”的工程设计过程，在改造物质世界的直接经验中构建对工程思维和科学原理的个性化理解，在一次次试错和重建中战胜自我并增强勇气、信心。因此，英国皇家工程院将探客式学习视为将工程语言融入中小学环境的关键桥梁，呼吁教师利用探客式学习将抽象的工程思维转化为有趣的教育实践。其目的不仅是教会学生制作某个产品，更注重培养他们像工程师一样思考——保持好奇、坚韧不拔、勇于尝试并善于从过程中学习。

以儿童主导的方式进行创造

探客式学习在工程教育的课堂中如何呈现？以“制作节奏演示器”课程为例，上课时，英国教师会为学生提供一个开放式的工具包，鼓励学生放手探索。学生需要对工具包内的材料进行自主观察和思考，随后开始动手制作。学生可以随意使用工具包中的各种物件，进行各种各样的尝试，如有的选择增减电动风车上的钉子，有的调整固定部件的位置，由此创造出不同规律的节拍和独特的音型。即使一些学生进行了不合理的设计，教师也不会直接动手纠正，而是通过质疑、追问等启发学生思考……

在这个过程中，英国中小学生并非简单地使用工具包制作产品，而是经历着“提问—想象和计划—创造—优化”循环往复的工程流程：在对材料的自由观察和随意摆弄中，学生主动提问并定义问题；通过动手试错，他们深入理解材料和工具，进而想象和计划，形成初步解决方案；随后，他们将想法创造为具体原型；最终，在持续优化和迭代中，实现从具体经验到工程概念和思维习惯的升华。

观察发现，英国中小学工程教育的探客式学习具有以下几大特征。第一，以儿童主导的方式进行创造。在探客式学习中，教师的作用是支持而不是指导，即使发现学生的方向可能是错误的，教师也会避免直接提供正确答案，以便学生完全保留对自己创作成果的所有权，巩固其作为学习主体的地位。第二，鼓励学生尝试并表扬他们，保持学生不断探索的热情。这种激励文化旨在让学生明白，学习的价值不仅体现在最终成功的作品上，更蕴含在持续的尝试和努力中，从而激发其内在动力，帮助学生建立起不畏艰难、乐于挑战的积极心态。第三，在制作和实验过程中定义和完善预期成果。在探客式学习中，学生积极参与设计、创造和发明的全过程并将接触到的所有技术、工具等都视为创新的资源。在与技术和工具的自由互动中，学生的创意不断涌现，产品目标也越来越清晰和具体，最终的成果在这种动态迭代中得以优化。第四，有一定的竞争性。这种竞争并非传统意义上的“你输我赢”，而是一种良性挑战。它可以表现为小组之间的创意比拼、解决同一问题的不同方案等。这种机制能够有效激发学生的好胜心，促使学生更加聚焦于创意、工艺和问题解决策略的优化，从而将潜能发挥到极致。第五，强调协作。课堂上，教师会要求学生在解决真实、复杂的科学和工程任务时，主动与他人交流想法、分享资源、分工合作。产品创作的过程不是技能的简单叠加，更是一个社会性的过程，其中充满了思维的碰撞、观点的协商。第六，从失败中学习。在探客式学习的课堂里，失败会被当作一个学习的机会来“庆祝”。学生要理解失败的价值是为产品的诞生提供关键信息。对失败的积极审视，旨在培养学生的科学理性、韧性和从挫折中恢复的能力。

基于常见材料开展课堂教学

在英国，探客式学习正在中小学中广泛推行。其成功推广得益于英国构建的多层次支持体系：为教师提供与工程师和教育研究者交流的沉浸式工作坊；开发与计算机科学、设计和技术等国家课程深度融合的教学资源；鼓励校长带头支持探客式学习实践，将工程思维培养纳入学校发展规划，设立开放日以促进校际观摩和经验流动等。

探客式学习具有“低门槛性”和“易操作性”的特征，鼓励教师基于常见材料发布产品设计和制作任务，如提供纸板、吸管、瓶盖、橡皮筋和胶带等材料，让学生制作一辆能自己移动的小车。在实施路径上，英国教师会从自身角色、学习任务设计、课堂环境和评价等方面有意识地促进学生工程思维习惯的发展，其核心在于让学生通过亲历产品的制作过程破除对工程教育“高度专业性”的固有印象。

在具体的教学实施中，英国教师通常要做到以下几点。一是从“知识传授者”向“学习引导者”转变。教师要让出教学的“中心舞台”，转而扮演学习情境的设计师和探索过程的引导者。二是通过为学生准备适宜的挑战、多元的材料以及适时的引导和提问，支持学生自主发现并解决问题，帮助其在实践过程中实现知识习得和素养升华。三是注重从“结果导向”转向“过程开放”的学习任务设计。在课堂上，教师要放弃对标准答案的追求，转而关注核心目标如学生制作的小车能否移动，而非外在呈现如小车形状是否精美。因此，教师设计的学习任务具有高度开放性，允许学生使用给定材料进行多种多样的尝试，即使最终作品简陋，探索过程本身也具有宝贵的价值。四是打造容许试错、不畏失败的课堂文化环境。这深刻体现着以过程为中心的持续改进的工程文化。教师需要营造一个包容且鼓励创新的学习环境，鼓励学生实验并从失败中学习，以此培养他们在未来学习和工作中持续追求改进的能力。五是推动从“完成作品”到“思维成长”的评价理念变革。探客式学习的评价旨在呼应过程导向的工程迭代精神，不仅要关注学习任务目标，更要关注学生在迭代的工程实践过程中所表现出的思维习惯、跨学科能力、坚韧品格和创造精神。这意味着，教师的关注点必须从最终作品转向学习历程，评估学生在工程思维和实践能力上的真实进步并以此作为设计后续活动、支持持续探索的关键依据。

英国皇家工程院的报告和一些发表在核心期刊上的研究论文，都证明了探客式学习的有效性。比如，学生的协作能力、系统思维和问题解决能力普遍提升；教师的教学热情和教学改革意愿明显增强；部分学校还建立起跨学科的STEM（科学、技术、工程、数学）教学团队，通过活动吸引家长和工程师走进课堂，形成了学校、家庭、社会共同推进工程教育的良好生态。

当下，探客式学习在英国仍面临诸多挑战，比如，如何消解探客式学习开放、迭代的过程与强调标准内容和进度的国家课程体系之间存在的天然张力，如何有效评估学生在探客式学习中的思维能力发展等。但英国的课堂经验表明，通过赋予教师专业信任、提供系统性的支持并营造安全的试错文化，探客式学习能有效促进学生工程思维和创造性解决问题能力的发展，为培养未来创新者奠定一定基础。

（作者单位：江南大学人文学院）