“终身幼儿园”:学习是一个创造的过程

新知》杂志供稿   记者 陈赛

儿童学习能力是惊人的,在学校里教学生却是一件很困难的事。——皮亚杰

周子尧今年六岁多。和大多数这个年龄的男孩子一样,他学钢琴,背诗歌,喜欢恐龙和机器人,最重要的,是他热爱玩游戏。从三岁开始,他就在一切他能拿到的屏幕上玩《愤怒的小鸟》、《植物大战僵尸》。直到当工程师的爸爸开始教他用Scratch编游戏,他以小孩子式的夸张与天真说自己找到了一个“想要玩一辈子的游戏”。

Scratch是一套图形化的儿童编程语言,不需要任何代码,只要使用鼠标将各种指令模块拖拽到脚本区域就可以组成游戏,卡通和动画,就像玩积木一样简单而有趣。

周子尧的第一个作品是一只恐龙与一只羿龙打架,在工程师父亲的指导下,他很快就学会了怎么创建角色、挑选舞台背景,他知道按什么键,就可以触发一个事件,碰到某个物体,产生什么样的效果。他还懂得了一些对小孩子来说很抽象的概念,比如坐标、方位、条件、重复执行、分支处理,甚至还知道广播和处理事件。

对此,他的父亲又惊讶又欣喜,“‘重复执行’这种概念,如果用语言跟他解释,可能解释100次也说不明白。但他拖一个“重复执行”的命令到脚本区,就能看到他的角色——一只黄色的小猫从走一步的状态切换到一直走的状态,立刻就明白是什么意思了。”

这就是Scratch的好处,简单,易学,操作即时运行,即时可见结果,还能随时改动。

子尧喜欢跟父亲一起编剧本。他设计一个孙悟空,父亲就设计出一个牛魔王。他出一个牛魔王,父亲应之以叉子。他还想到了要设计关卡。对玩《愤怒的小鸟》、《植物大战僵尸》长大的孩子来说,关卡已经是一个日常概念。他想着他的小猫往前走,要遇到各种跟它打架的怪物,恐龙、蝙蝠、蜘蛛……武器要从肉搏升级到刀、枪、炸弹……他还设计了一些横线、竖线作为障碍物,一旦碰到就会从0开始,血量就会减少。于是又得多加一个医疗箱,加血用。

有一次,父亲问子尧什么叫变量?他故做深沉的说,你从哪个角度去看了,从用途上说,比如植物大战僵尸中的阳光、打仗时的血量、吃的水果数、闯关数等都可以用变量,从意思上讲值可以变化的数就叫变量。

Scratch的开发者是麻省理工学院媒体实验室的Mitch Resnick教授。这位教授有一个信仰,认为一个人最好的学习体验来自于参与某种形式的设计、创造、发明或自我表达,尤其当他所创造的东西对于自己或者身边的人有某种特殊意义时。“我们相信,未来成功的关键取决于一个人有创造性的思维与行动力。如果我们的目标是培养有创造力的思考者和行动者,就得问自己:从哪里寻找灵感?有什么好的学习模型?”Resnick教授在接受采访时说,“环顾四周,我们发现最好的学习模型来自孩子,尤其是他们在幼稚园的学习模式”。

1837年,德国人福禄贝尔创建了世界上第一个幼儿园。他深受瑞士教育家裴斯泰洛齐的影响,认为儿童最好通过感官和身体活动进行学习。他的原话是“事物在语词之前,具体在抽象之前”。所以,与以往的学校不同,福禄贝尔把日常物件与身体活动作为幼儿园的核心,给孩子们设计了一套所谓的“恩物”(gift,意思是上帝设计恩赐给儿童进行自主活动的材料)——比如球、木块、棍子,以帮助他们认识和理解自然界万物之间的普遍模式和形态。比如当孩子用蜡笔画一幅画,他们学会了颜色如何混合。当他们用积木搭造出一个城堡,他们理解了结构与稳定性。当他们用小珠子串成一串手链,他们懂得了对称与花样。更重要的是,无论是用积木搭建一个城市,或者用蜡笔画一幅图画,孩子的学习往往是从一个想象开始——你的脑海里有一个想法,根据这个想法创造出一个东西,对这个东西加以把玩与实验,与朋友分享、讨论,得到反馈,然后反思,产生新的想法。这样,你又回到一个新的起点——用Resnick教授的说法,这是一个“创造性的学习螺旋”。对于今天不断变化的社会来说,这种迭代学习过程(iterative learning process)最为理想不过,因为在这个瞬息万变的世界里,我们必须不断想出创新的方案来应对生命中不断变化的状况。

Resnick教授在MIT的研究小组叫“终身幼儿园”,意思是要将幼儿园模式的学习方式扩展渗透到各种年龄层的人,让他们也能通过创造、玩耍与分享来学习。几年前,我去过他们的研究室参观,布置的像个幼儿园,到处堆满了玩具,窗户上趴着一只乐高玩具做成的巨大蜘蛛。Resnick教授认为,推广幼儿园式学习,根本问题在于工具和材料的创新。“太多的技术试图为人们创造一种体验,或者传递某种信息。我更愿意把技术视为一种材料,人们能用这些材料把自己的想象付诸实物。你给他们更多对于技术的控制权,让他们决定技术的方向,就更容易连接他们的个人兴趣与激情。”

在今天的幼儿园里,积木、蜡笔、球……这些福禄贝尔式的材料与玩具仍然占据重要的地位,孩子们通过把玩这些材料与玩具,逐渐发展出对于数字、尺寸和形态的理解。但这些材料很难帮助他们探索和掌握一些更高级、更抽象的概念,比如动态系统的行为——一种模式如何从部件之间的动态交互中产生。所以,进入小学之后,孩子与这些操纵性材料的交互会越来越少,转而通过一些更抽象的方式学习,比如数学公式。

从这个角度来说,Scratch是一种具有积木或蜡笔精神的数字工具,其设计初衷就是扩展儿童设计、创造与学习的范围,让他们能用一种更具体,接近本能的方式去理解一些抽象的概念,尤其是系统的概念,比如高速公路上的交通,鸟群的飞行,金融市场的起落等。

皮亚杰认为,人的认知发展过程是单向的,从具体操作的思维模式进化到更正式,抽象的逻辑思维方式。抽象推理被认为是比具体操作更为高级的思维能力。但从八九十年代以来,越来越多的研究者认为,人与知识之间最强大的关系其实是由“具体的再现与活动”构成的。传统对于“具体”的定义通常是指可以感觉得到的真实物体,但这种新的理论框架下,“具体”的程度在于事物间关联的程度——如果学习者对于事物的再现愈丰富,有愈多与事物互动的方式,则代表他对于事物的了解愈具体。也就是说,“具体”强调学习者与知识间建立丰富的个人关系。 Mitch Resnick的导师,西蒙•佩伯特(Seymour Papert)就是这一理论最重要的推动者之一。

佩伯特是现代人工智能领域的先驱者之一,曾经师从瑞士心理学家皮亚杰,也是著名的心理学家和教育家。他一生所学甚多甚杂,从热力学、中文、开飞机、烹饪、甚至马戏团表演,并从自己的学习过程中发展出许多洞见,比如他幼年时代对齿轮箱的迷恋——他在摆弄齿轮的过程中发现数量关系的奇妙与因果链条之复杂。齿轮作为一种具体模型,不仅帮助他理解许多抽象的数学概念,而且赋予他思考复杂数学问题的一种独特方式。所以,他认为,如果学生在学习数学时有一种相当于齿轮的东西可供摆弄,则任何人都能学好数学,而当时刚刚兴起的计算机被他认为是最好的工具。1968年,他在MIT人工智能实验室主持开发的LOGO计算机语言正式推出,很快风靡世界。LOGO源自希腊语,原意为思想。这种语言主要面向儿童,让他们通过“绘图”的方式学习编程。他认为对于儿童来说,绘画比文字更具有活力,更能发挥想象力。他们能通过简单的指令控制一只小海龟在屏幕上描绘爬行路径的轨迹。 

在1980 年出版的著作《头脑风暴: 儿童、计算机及充满活力的创意》(Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas)中,佩伯特系统阐述了自己的建构主义教育哲学:“在制作中学习”(Learning by Making)。在他看来,好的教育不是如何让老师教得更好,而是如何提供充分的环境与工具让学习者去构建自己的知识结构,而构建知识结构最好的方法之一就是通过创造、设计和构建对他们自己来说有意义的事物。作为教育家,他更关注的是方法论问题,如何提供工具与环境,让人们更多的参与到创造与设计之中,并尊重每一个个体不同的学习风格与习惯?

“我们对于这个世界的感知受到工具与媒介的深刻影响。当我们获得新的工具或媒介时,我们不仅能完成新的任务,而且我们看世界的方式会不一样”, Resnick教授说。

与他的导师一样,Resnick教授也认为,计算机是有史以来最伟大的创造性材料,人们可以用它来创造几乎任何东西,从音乐到机器人。可惜的是,绝大部分人在使用计算机时,只是把它当成查询和处理信息的工具。一个人会用Word,会Google,会发电子邮件,就能自称“熟练使用计算机”吗?如果一个人学了几天法语,能看得懂法国餐厅里的菜单,你会说他法语流利吗?

真正熟练掌握一门外语,意味着你能用这种语言清晰的表述一个复杂的想法,或者讲述一个吸引人的故事。也就是说,你得能用这种语言来“创造点什么”。同样的,信息时代的“技术素养”,不仅意味着要懂得如何使用技术工具,而且懂得怎么利用这些技术来创造点什么。 

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供图:shutterstock

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