摘 要：德雷福斯技能獲得模型研究了學習者從新手到專家的發展階段，強調了技能的學習是一項探索性的實踐活動，其重要特徵是“做中學”，它對工科教師教學專長的發展有重要啟示。深入分析工科教師教學專長的構成要素，並把教學專長的發展分為新手、熟練、精通和專家四個階段，分別闡述了各個階段的發展目標、主要任務和努力方向，以使更多的工科教師能夠實現從新手到專家的轉變。
關鍵詞：工科教師；教學專長；技能獲得模型
2010年啟動的“卓越工程師教育培養計劃”是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，旨在培養造就一大批創新能力強、能適應和支撐產業發展需要的高質量工程技術人才。高質量工程技術人才的培養需要高水平工科教師隊伍做保障，而工科教師的教學專長水平則是教師隊伍質量的重要標誌。所以，深入研究工科教師教學專長的構成、特點和發展階段，努力提高工科教師教學專長水平，使更多的工科教師能夠從新手成長為專家是當前我國工程教育教師隊伍建設的重要任務。美國哲學家德雷福斯對專長進行了富有成效的研究，提出了著名的技能獲得模型，主要關注如何儘快地使一名新手成長為專家，在學習者成長的過程中要經過哪些必要的環節，是否存在共性的東西等。德雷福斯的技能獲得模型對工科教師教學專長的發展有重要的參考價值。
德雷福斯的技能獲得模型及特徵
20世紀70年代初，德雷福斯應蘭德公司的邀請擔任人工智能前沿發展的哲學顧問，他論證了人工智能遠不及人腦的思維，並從現象學出發批判了人工智能和認知論者的心靈哲學。之後，他與其兄弟合作把這些觀點濃縮為一個具體的“技能獲得模型”來闡述專家的知識與技能。在經過了對飛行員、醫生、外語學習者、遠程交流者等的知識和技能掌握過程進行階段分析之後，他們進一步基於日常生活中常見的各項技能活動，如開車、下棋、體育運動等，把技能的掌握與提高的過程分為五個階段，即新手階段、高級新手階段、勝任階段、精通階段和專家階段，並對每個階段進行了詳細分析。
在新手階段，初學者只有少量的相關常識，但沒有任何實際操作的經驗，學到的是一組與“語境”沒有多少關聯的操作規則，在認識和應用這些規則時，往往需要花費較多的時間[1]。在高級新手階段，學習者逐步擺脫既定的規則，對相關語境也有了一定的理解，併產生了初步融入“世界”的感覺。當學習者進入勝任階段之後，對於解決問題的關鍵要素的辨別能力仍顯不足，在具體執行的過程中也仍顯得不知所措。此時，需要專家指導才能使自己的目標、思路和行為更加清晰、有序、易行。在此實踐過程中，學習者的緊張感逐漸降低，但其處理複雜問題的能力仍然缺乏。在技能學習的精通階段，學習者已經將技能內化為一種直覺，其操作行為就已經擺脫了既有規則的限制，能夠用自己的經驗來引領行為。在這個過程中，學習者付出了較多的情感和精力，學習過程已經從有意識階段過渡到無意識階段。而當所學的技能變成了學習者的一技之長時，他們就成了專家。專傢俱有更明顯的直覺情境處理能力，他們在處理問題時更具靈活性和情境性，此階段的直覺思維已經完全替代了理性思維，其執行動作基本上是不假思索的。所以，處於專家階段的學習者已經能夠與情境融為一體，其操作行為的發生完全處於自動化狀態。
德雷福斯強調，要想達到專家的水平，一定要通過“跟隨式”的刻意學習和訓練，也就是說，學習者需要通過“拜師”才能真正“學藝”，在跟隨大師學習的過程中，通過觀摩大師們解決問題的舉止和風格，在博採眾長的基礎上，最終形成自己解決問題的風格。當學習者成長為專家之後，他們就能夠逐步擺脫用語言描述規則的束縛，更多地以經驗來“自動化”地解決實踐問題，並顯示出胸有成竹的自信。[2]
在從新手到專家的轉變過程中，學習者對問題及其情境的判斷能力不斷提升，同時也能夠更加靈活地運用和修改現有的操作程序和規則，從而形成自己處理問題的獨特風格，進而成為經驗豐富的專家。這種轉變是在實踐過程中伴隨經驗的積累而無意識地完成的。在這個過程中，學習者不只是獲得了相應的知識和技術，而且在思維方式、做事態度以及情感投入等方面都經歷了巨大的變化。德雷福斯聲稱，這個模型的適用範圍是普遍的。[3]
德雷福斯的技能獲得模型揭示了從新手到專家的發展過程及學習者在認知、情感和實踐三方面的變化。他認為，技能是理論知識和實踐知識的統合，主張通過人與情境的互動達到對現象和問題的整體性理解。技能學習是一項探索性的實踐活動，其重要特徵就是“做中學”(Learning by Doing)。技能水平的提升取決於反覆“試誤”的實踐，“做中學”是技能獲得的一種有效的方法。[4]該技能獲得模型的階段性、實踐性對工科教師教學專長的獲得有重要啟示，特別是“跟隨式”“拜師式”“做中學”和“試誤”等學習和訓練方式，都強調學習者要與具體的情境融為一體，以及學習者在學習過程中的情感投入等都對工科教師教學專長的獲得有重要的啟示。
工科教師教學專長的構成
學術界對教學專長的構成存在不同的觀點，還沒有達成共識。目前，關於教學專長構成的觀點分為兩類：一類強調知識、經驗、訓練、問題解決等認知能力因素；另一類在承認認知因素的同時，也提出了動機、創新、工作熱情和人格等因素。赫林（Herling，R.，2000年）指出，專家所具備的專長的基本構成是某些知識、經驗以及解決問題的能力。[5]伯林納（2004年）認為，教學專長本質上是一種解決課堂與教學問題的技能，它主要由教師的知識、知識轉化和應用以及教學洞察力等要素構成，教學專長的發展是個體長時間刻意訓練的結果，它有賴於他人有效的指導。馬丁 、安妮和凱穆（Martin，Ｒayne＆Kemp，2005年)認為，教學專長由事實性知識、概念性知識和遷移能力構成。傑曼（Germain，M，L.，2006年)則認為，教學專長由知識、教育、問題解決技能和個人特徵基礎上的自我強化構成。斯滕伯格則認為，教學專長的本質是一種複雜的問題解決的能力，它不僅包含知識，而且還包含元認知、學習和思維技能以及動機等成分，教學專長的發展不僅有賴於他人的直接指導，還需要個體的積極參與，並通過獎勵和激勵來構建教師角色。[6]連榕(2008年)認為，教學專長由教學策略、人格特徵、工作動機、職業心理和學校情境心理等因素構成。蔡永紅（2016年）等認為，教學專長是教師專業發展的重要內容和表現形式,是教師基於個體知識、專業經驗、對實踐的反思，以及在反思基礎上而形成的有效解決教育教學問題的所有個人特徵的總和。[7]教學專長是由知識結構、教學能力和專業發展能動性三個要素構成。[8]
總之，對於教師教學專長的構成，研究者們可謂是見仁見智。對於工科教師而言，其教學專長的構成必須考慮工程專業的實踐性特點和《中國工程教育認證標準》（2015版）（以下簡稱《標準》）對工程教育教師專業能力的要求，即“教師應該具有足夠的教學能力、專業水平、工程經驗、溝通能力、職業發展能力，並且能夠深入地開展工程實踐問題研究。教師的工程背景應能滿足專業教學的需要。”本文結合上述研究者的觀點和《標準》對工程教育教師專業能力的要求，將工科教師教學專長的構成要素分為專業知識、教學能力、工程實踐技能和教學能動性四個部分。
1.知識結構：動態的知識體系
馮·卡門教授曾言：“科學家研究已有的世界，工程師創造未來的世界”。科學家與工程師所研究的內容是有區別的，科學家主要探索客觀世界存在的客觀規律，而工程師主要是綜合應用科學理論和技術手段去改造客觀世界，所以工程實踐活動更強調工程師的綜合知識和能力。那麼，作為培養未來工程師的大學工科教師，不僅要掌握紮實的專業知識、瞭解本學科領域發展的最新動態，熟悉相關的技術標準和政策法規，而且還應該熟悉相關的學科專業領域，如信息學科、經濟管理、人文、社會等其他學科專業的知識，並且還要關注一些新興、交叉和邊緣學科，尤其是與本學科專業領域相關的戰略性新興產業的興起和發展。[9]斯坦福大學的舒爾曼(Shulman)教授提出了工科教師應該掌握的七大類知識，即內容知識、一般教學法知識、課程知識、學科教學法知識、瞭解學生及其特質的知識、教育情境知識和教育目的與價值及其哲學與歷史基礎的瞭解。[10]所以，要成為一名卓越的、專家型的工科教師，就應該具有豐富的知識結構，並且能夠隨著科學知識和技術的發展而不斷更新、整合和優化自己的知識體系。
2.教學能力：學術水平和實踐教學能力
教學能力是工科教師所應具備的學術水平和實踐教學能力。第一，工科教師應在掌握豐富的專業知識和教學理論知識的基礎上，能將工程科學的原理和工程技術的相關知識，採用適當的教學方法和手段傳授給學生，使其能夠深刻地理解、掌握和應用。第二，工科教師能夠通過具體的工程問題、案例或項目將所學的理論知識與工程實際密切結合起來，使學生在知識和能力方面都得到提高。第三，能夠通過各種驗證性、設計性和綜合性實驗教學，提高學生的實際動手能力；能通過運用工程原理和工程技術發現、分析和解決工程實際問題，訓練學生的工程實踐能力。[11]總之，工科教師教學能力包含多方面的內容，而且這些內容還處在不斷地發展與更新之中。所以，對於工科教師而言，教學能力的提升是永無止境的，即便是專家型教師，也需要不斷地學習和提高。
3.工程實踐能力：豐富的實踐經驗和嫻熟的實踐技能
工科教師與其他學科教師相比，其特殊性就在於其教學工作的工程實踐性。實踐性是工程的本質屬性，也是工程教育從傳統的“科學範式”向現代的“工程範式”轉變的核心議題。[12]為明確工科教師需具備的工程實踐能力,“CDIO標準”第９條明確指出，工科院校應採取實際行動提高工科教師以產品、過程、系統建造能力為核心的工程實踐能力。[13]工程實踐能力是工科教師教學專長中的核心成分，是工科教師在真實的工業環境中親力親為所獲得的能力或經驗，而不是在教室裡、在課堂上學來的知識經驗。在德雷福斯看來，只有當學習者所獲得的技能達到了專長階段之後，他才有能力成功而嫻熟地應對所發生的相關問題。[14]對於工科教師來說，生動而有效的教學離不開豐富的工程實踐技能，而工程實踐技能的獲得又離不開具體的工程實踐環境。所以，工科教師只有定期深入到相關行業企業的生產實踐中，才能積累豐富的工程實踐經驗，以滿足卓越工程人才培養的需要。
4.教學能動性：教學熱情和自主發展動機
教學專長是教師的一種複合性素質，它既包含了常規性專長中的知識、經驗與問題解決等認知與技能成分，也包含了適應性專長特徵中的主動學習、勤奮敬業、進取心、創造性、主動進行教學反思等教學能動性的成分[15]，其中，教學能動性是教師教學專長中不可忽略的重要因素，它對工科教師應對瞬息萬變的技術革新和改造，以及教學內容的優選和教學方式方法的變革至關重要。在德雷福斯看來，實踐應對活動是一種全身心的、積極的應對活動，也是行動者的身心完全融入整個情境要求的活動。[16]工科教師在教學過程中，應該積極、主動、持續地反思自己的教學理念和行為，以飽滿的熱情、開放的心態和強烈的自主發展動機，全身心地投入工程人才培養的過程之中。
事實證明，任何一個專家型教師，除了具有完善的知識結構和豐富的工程實踐經驗之外，無不具有積極主動的教學熱情和自主發展的動機。所以，教師教學專長的發展既依賴外部力量的支持，也需要教師自身內在動機的激發。[17]如果僅僅重視外部因素的支持和激勵，而忽視教師內在動機的激發，那麼外部的支持將失去靈魂。
工科教師教學專長的發展階段
工科教師教學專長的發展需要經歷從新手到專家的多階段發展與提升的過程。能否實現從新手到專家的教學專長髮展的飛躍，在很大程度上取決於其教學專長各個階段的發展狀況，取決於教師個人的努力和外界的支持。根據德雷福斯技能獲得模型中技能發展的階段性和工科教學的實踐要求，筆者將工科教師教學專長的發展分為四個階段：
1.新手階段：理論知識的擴展和教學能力的提升
對於新手階段（入職1年～3年）的工科教師來說，其教學專長的發展一般應以工程專業知識和教學理論知識的增加，以及教學能力的提升為主。在新手階段，除了教師個人的學習和努力之外，還需建立專門的組織機構以促進教師教學專長水平的提升。哈佛大學博克教學中心秉承“好老師不是天生的，知之者不如行之者”的理念，全力幫助教師提高教學水平和能力。目前，國內許多高校成立的教師教學發展中心是以提升教師教學能力和教學質量，鼓勵教師教學改革，培育研究型、創新型教學模式，構建教師教學發展共同體為目標的多功能教學服務平臺。該平臺的功能主要涉及對新入職教師進行適應性培訓、教學問題諮詢，對中青年教師教學、科研能力的提升，專題業務培訓和教學診斷等，為教師發展提供全方位服務；其服務形式也多種多樣，包括公開課、觀摩教學、學術沙龍、專家輔導、個人諮詢、講座、研討會等，涉及教師發展的各個方面。具體來說，教師教學發展中心主要通過三個途徑開展活動：
第一，開展教師培訓活動。在入職培訓中，要把教學理念、師德師風、學術道德和教學專長髮展的能動性作為培訓的重要內容。其中，教學觀摩和課堂教學實錄是職後培訓的一種重要形式，以選拔優秀教師開展教學公開課和示範課等方式，向全校教師傳播先進的教學理念、教學模式、教學手段，使新教師從中學習成熟的教學技能與策略。同時，也可以通過師徒制，以專家型教師帶領新手教師進行課堂教學觀摩、學習。第二，召開教學經驗研討會。教師教學發展中心可以定期組織教學經驗交流會，請專家型教師介紹自己先進的教學理念和豐富的教學經驗，以此帶動和促進青年教師深入思考自己教學過程中存在的問題，積極探討教學改革中的熱點與難點問題研究。第三，開展個性化教學諮詢服務，針對教師個人的需求開展教學個性化諮詢服務，以滿足不同發展階段教師的需要。
2.熟練階段：工程實踐技能的“刻意訓練”
人的一切活動與判斷都與掌握的技能有關。對於工科教師來說，其教學專長髮展的水平與其所掌握的實踐技能也密切相關。工科教師教學專長的核心不是“知道什麼(Knowing What)”，而是“知道如何做(Knowing How)”，也就是說，知識蘊含在行為當中，應將知識和行動融為一體。對處於熟練階段（入職大約4年～7年）的工科教師來說，工程實踐經驗和技能的“刻意訓練”是教學專長生成的關鍵。工科教師經過新手適應期的教學理論的學習與教學方法的鍛鍊之後，其教學專長的發展逐步進入了熟練階段。
教學專長髮展進入熟練階段後，教師應以提升工程實踐技能水平和積累工程實踐經驗為主要任務，而企業則是工科教師工程實踐能力提升的首選場所，尤其是設立了“國家級工程實踐教育中心”的，並且是參與了“卓越計劃”實施的重點企業。這樣的企業擁有良好的工程環境、先進的生產技術裝備和企業文化，這些都能為提高教師工程能力提供最好的環境。[18]所以，深化校企合作、敞開大門辦學是工科高校提高教師工程實踐技能的必然選擇。
對於高校而言，應制定相應的制度支持教師定期到企業頂崗掛職，通過直接參與企業產品的設計和研發，培養和提升教師的工程設計和開發能力；還可以到企業的不同部門輪崗鍛鍊，熟悉企業各個部門的職能和管理模式。在這個過程中，企業也應為每一位掛職鍛鍊的教師配備工程實踐經驗豐富的高級工程師作為其指導教師，以“學徒式”“跟隨式”的方式進行學習，以獲得工程實踐經驗和技能，並能夠在以後的教學過程中引入真實的工程案例，使工程教學更加貼近工程實際，進而提高教師的工程教學能力。
教師工程實踐技能提升的過程是一個“刻意訓練”的過程，是一個隨著實踐訓練而不斷髮展的過程，是一個從無語境地遵守規則，到語境敏感地“忘記”規則，再到基於實踐智慧來創造規則的過程。這是一個不斷超越舊規範和確立新規範的動態過程。[19]無論從何種渠道入職的工科教師，都有必要通過到企業的“刻意訓練”和“跟隨式”學習，從“師傅”那裡獲取更多的專業意會知識，積累更加豐富的實踐經驗，提升實踐技能水平。
此外，處於熟練階段的工科教師，除了要積極提高教學能力和工程實踐技能外，還要著力增強教學專長自我發展的“內驅力”和對教師職業的認可度，克服對教學工作的懈怠情緒，努力形成自己的教育教學風格，増強個人獨特的教學魅力。
3.精通階段：教學、工程實踐和科研能力達到較高水平
一般來說，對於入職8年～10年的工科教師來說，其教學專長的發展已經進入了精通階段。此階段的發展目標是在前期專業知識、教學和工程實踐經驗不斷積累的基礎上，全面提升工程實踐及科學研究能力，重點提升工科教師的工程協調能力，創新、設計和管理等綜合能力，同時將實踐知識、技術創新和工程科學問題融入工程教學改革之中，提升工程教學的研究水平。[20]教學專長水平達到精通階段的教師，其教學、科研能力都達到了較高水平，但要實現其專業水平的進一步提升，達到專家型教師的水平，就必須承擔或參與工程領域的前沿研究項目，力爭在科研上有所創新，並取得重大成果，進而將工程項目的實際案例，研究的過程、方法和經驗及時引入課堂，實現理論與實踐的有效結合，使課堂教學更具實效性。
4.專家階段：既是實踐的“工匠”，又是教學的“藝術家”
伯林納（Berliner,D.C）的研究表明：教師至少在積累了10年以上的教學經驗，並且有1萬個小時以上的課堂教學經歷,在此之前至少當過1.5萬小時的學生之後才有可能發展到專家級水平階段。[21]所以，能夠成為專家型教師的人數是極少的。專家型教師在教學過程中，幾乎不需要過多地思考，僅憑經驗就能夠熟練、流暢地把握課堂節奏，恰當地選用教學方法，出色地完成教學任務，使整個教學過程幾乎達到自動化水平。
在當今科技發展日新月異的背景下，工科專家型教師更應該具有應對挑戰的能力和創新意識，不僅應該是諳熟常規學科知識和技能的“工匠”，更應該成為具有極強的適應性及創造才能的教學“藝術家”。即使達到了專家型教師的水平，也仍然需要不斷地反思、實踐與創新，以保持自己的教學專長一直處於頂層水平。[22]所以，專家型教師同樣不能忽視教學專長自主發展的內在要求和自我激勵。
另外，要使專家型教師的知識與經驗產生更大的價值和影響力，還需要教師對其教學經驗或案例進行系統的歸納與總結,把他們多年積累的大量的隱性的實踐知識轉化成顯性的、易於被接受的理論知識，這無論是對於其本人，還是對其他教師都是一筆極其寶貴的財富。因此，從知識獲得的角度出發，專家型教師所要完成的知識任務就是儘可能實現意會知識嚮明言知識的轉化，實踐知識向理論知識的轉型。[23]當然，這種知識經驗的轉化工作並不是簡單地為之,這不僅需要專家型教師具有較強的生產知識的自覺性，而且還需要他們付出更多的時間和精力。
總之，教師教學專長的發展是一個持續整個教師職業生涯的、動態的發展過程，是一個需要高校、行業企業和教師個人共同關注、教師個人不斷努力的過程。這一過程具有長期性、階段性、鮮明的實踐性和主觀能動性的特徵。在這個過程中，雖然不是每一位教師都能夠順利地實現從新手到專家的轉變，達到教學專長髮展的最高水平，但他們在專業知識、實踐技能和教學能力等方面都不同程度地得以改善和提高。雖然教學專長髮展階段的劃分不是絕對的，有時還會相互交叉，但是所有能夠達到專家級教學專長水平的教師，在他們成長的過程中，通常都經歷了認知、實踐和情感態度的變化。他們在從新手通往專家的道路上，都需要外部力量的幫助和支持，也都離不開教師自主發展內驅力的推動和個人教學能動性的發揮，離不開教師的情感投入和實踐與反思。（作者單位：郭德俠，北京科技大學教育經濟與管理研究所；崔豔，中國農業科學院生物技術研究所）
本文系北京市教育科學規劃2015年重點課題：基於“雙贏”的校企合作培養工程技術人才的企業角色研究（項目編號：ADA15164）成果
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《北京教育》雜誌
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