工程教育的核心是由学习设计、建构、分析以及改善所组成,要达成以上任务,学生必须探索该怎么解决问题,可能是针对特定题目、或者是着墨于更广泛的需求;不过在工程领域的基本认知中,有的时候会忽略犯错的必要性。
工程技术很重要的一个部分是当某些东西无法运作时,找出问题所在以及维修;这意味着有实验以及创新的空间,甚至也表示有时候第一次(也可能是第二次、第叁次)尝试是不成功的。儘管这个出错的空间在工程师生涯中是重要成分,却不太容易在大专院校工程科系的教室裡被采纳,主要原因如下:
˙大专院校的时间、经费与教育资源通常是捉襟见肘,为了节约,学生往往会直接被要求以「正确的方法」做事,而不是被要求自己去弄清楚该怎么做。
˙很多学生都以为,要第一次就用正确的方法做事才能成功;这等同于缺乏歷险的知识与能力,也忽略了其实解决问题的技巧是要透过重新组织或重复尝试来学习。
˙从教师的角度来看,从错误中寻找价值是很难评估的;而要邀清如何以客观且一致的方式提供「尝试点(points for trying)」,确实是很有挑战性。
那么大专院校的教师该如何打造一个工程学习环境,让学生有机会从错误中学习?以下是笔者的几点建议:
˙如果所顾虑的是材料与安全性,可以採用模拟的方式;也许效果不会像实物那么好,但这种方法不必(也不该)专门使用。
˙鼓励学生之间要合作,让他们一起实验,因此有机会能从彼此的错误中学到东西,然后透过有建设的方式来共同解决问题。
˙以强制性的方式让错误案例如同成功案例那样,被纪录、分析,并做为成绩考核的一部分。
˙聚焦于探询而非死记硬背的学习方式;甚至就算不做为实际的作业,也让学生有时间自己去处理现实世界的问题,这会是很有价值的。
˙建立拥有非常清晰定义之关卡以及里程碑的、整个学期的独立专案,让学生有充裕的时间去犯错并修正错误,这也能教他们预先完善规划并组织专案。
˙分享教师自己的经验,或是邀请工程领域的讲师、专业人士来分享他们的经验;对未来的工程师来说,能听到经验丰富的专家也得想办法克服挑战是很重要的。
最后笔者想要强调的是,有效的工程教育必须包含一个工程师未来每日实际经历的精确描述;这意味着超越事实论据、数据以及理论以证明创新,以及旧观念的改善仍会发生,因为人们是愿意承担风险,以及有可能会突破一些东西的。