教学设计研究：基于问题解决学习的双主模式

◆纪滢

1 研究的背景

未来成功职业所需要的技能和品质包括以下要素：创造力、问题解决、全球意识、尊重性的怀疑、合作、责任、独立、自律、道德规范、系统思维，以及技术素养[1]36-37。联合国的“国际21世纪教育委员会”提出“教育的四大支柱”：学会认知，学会做事，学会共同生活，学会生存。“四大支柱”对于知识的学习，强调的是让学生学会自己去发现知识，自己去获取或更新知识，而不是系统化的知识本身[2]。在教育教学中，教师应该重点加强培养学习者利用所学的知识和技能解决实际问题。笔者对云南某大学某学院2011届四个专业158名本科生进行抽样访谈，80%以上的学习者认为教师在提升学习水平方面需要加强。

2 研究的意义

问题解决是高级形式的学习活动。而发展学生的问题解决能力，以及让学生在解决问题的过程中学习知识、获得各种思维技能是教学的一个重要目标[3]。对于教育来说，采用问题解决的学习策略来提升学生的创新能力对学生是非常必要的，这在一定程度上能够促进高等教育的发展进步。布鲁姆的认知目标分类理论将学习的目标由低级到高级按顺序依次分为六层：记忆、理解、应用、分析、评价、创新[4]。

要使学生逐步达到高水平的学习，应该让其有意义地学习。有意义的学习要求学习者的学习是主动的、建构的、有意图的、真实的和协作的。有意义的学习发生时，知识建构而不是重现，对话而不是接受，清楚地表述而不是复述，协作而不是竞争，反思而不是指令。要使有意义的学习发生，一般可以采用基于问题解决的学习[1]6-18。通过问题的解决过程和结果，使学习者主动地建构内部心理表征，生成外显行为表现的持久变化，内部心理表征和外显行为表现高度协调一致，使学习得以发生，成就学习的迁移。

3 基于问题解决的教学设计研究现状

关于基于问题的学习（PBL）的教学设计，具有代表性的研究主要有10个方面。

1）Sanne Dijkstra等人认为通过问题的解决，可以发展学习者的思维水平和知识技能[5]6-40。

2）做中学[6]201-222：Roger C. Schank等人认为应该在知识和技能应用的境脉中促进技能的发展和相关事实性信息的学习。据此，他们开发了一个教和学的构架，称作基于目标的场景（GBSs）。他们认为可将GBSs看作理想的教学方法，它适合于任何学科和任何年龄的学生，既适合学校，也适合企业。

3）开发弹性适应的教学设计[6]227-261：Daniel L.Schwartz等为了培养学习者对所学学科的深入理解，开发了弹性适应的教学设计，通过运用基于问题的学习以及更开放的基于项目的学习来培养和提高学习者解决问题、协作与沟通的能力。

4）设计建构主义学习环境（CLEs）[6]265-293：David Jonassen为了促进学习者对结构不良问题的解决和概念的发展，把建构主义领域内的许多研究整合在一个统一的教学框架内，提出CLEs方法。

5）协作问题解决[6]294-325：Laurie Miller Nelson为了发展复杂领域的内容知识、问题解决和批判性思维技能及协作技能，综合问题解决和协作学习教学方法，提出CPS教学设计模型。

6）Richard E. Clark等人探讨了通过对新异问题解决训练的教学设计来实现“远迁移”[7]。

7）Sherrie P.Gott等人从为技术能力的迁移而教的理念出发，以建构主义学习理论为依据，提出一种学习复杂技术的培训策略——有指导的学徒制[5]235-236。

8）何敬银指出，“问题解决”教学模式是近年来国际教育界发展起来的一种教学方法与教育思想，它同样应该在高等职业教育教学中得到应用[8]。

9）杨敏研讨了在问题解决模式教学中引入基于项目的教学模式，可达到更优化的教学成效[9]。

10）陈夏、徐国庆讨论了问题解决——从技术认识论到职业教育中的技术教学[10]。

4 “双主”模式的教学系统结构

纵观教育教学的历史，诸多学者对千姿百态充满多样性和复杂性的各种教学活动进行研究。在此借用系统科学的方法论，可以将其形式化为一个系统，即众所周知的教学系统。教学系统一般由两个类别（人和物）或四个要素（学习者、教师、教学材料和教学媒体）组成。系统的四个组成要素之间彼此并不是相互孤立的，而是相互联系的，正是它们之间存在的或多或少、或强或弱、或简单或复杂的相互作用，形成教学系统这个有机的整体（图1）。这种相互作用是动态演变的，这个动态演化的过程即所谓的教学活动进程，而教学活动进程的稳定结构即教学结构。教学结构具有依附性、动态性、系统性、层次性和稳定性[11]。

综上，可得出公式：金属与酸产生H2的质量=再综合各金属的相对原子质量和化合价，归纳得到等质量的不同金属与足量酸反应，最终产生H2质量由多到少的顺序为Al→Mg→Na→Fe→Zn（记忆口诀：“旅美哪能铁心”——旅居美国哪能铁石心肠，忘了祖国母亲）。

图1 教学系统结构

按何克抗等人的看法，教学结构有三种类型：以“教师为中心”的教学结构；以“学习者为中心”的教学结构；以“教师为主导，学生为主体”的教学结构即“双主”结构。对于“双主”教学结构，它有以下主要特点：1）教师是施教者、教学组织者和学生学习的引导者、帮助者及监控者；2）学生是主动认知信息的主动加工者、学习的探究者；3）学习者可以借助各种相关的资源进行有意义的学习。

5 基于问题解决学习的“双主”教学设计模式

受波普尔问题解决的科学哲学方法论、笛卡尔分析方法论、布鲁姆学习结果分类理论、建构主义的学习理论、知识建构理论、有意义学习理论、维果斯基社会学习理论、教学系统设计原理的启发，结合多年教学实践的经验，笔者提出基于问题解决的“双主”教学结构的教学设计模式，简称基于问题解决的“双主”教学设计模式。

该模式的前提条件 较为复杂的认知学习。

该模式背后的价值观 建构主义学习理论；波普尔的问题解决哲学方法论；笛卡尔的分析方法论。

设计方法

1）教师对课程目标进行分析，形成一个教学双方为了达成教学目标需要学习者解决的总的教学问题P；

2）教师对学习者进行分析（了解学习者的学习需要、学习动机、相关的先前技能和知识等）；

4）教师把总的需要学习者解决的问题分解为若干子问题，并按一定的顺序对问题进行排列P1、P2、P3、…Pn；

5）教师以教学引导学生（可以是同质或异质的学习小组，或学习共同体或实践共同体）顺序地、一步步地、借助各种学习资源独立地解决各自所面临的各个学习子问题，最终完成对总的教学问题的解决；

6）学习者向他人展示自己的知识产品，教师和其他学习者按适合的标准通常以答辩的方式给予学习者学习评价；

7）教师进行教学反思以改进。

评价方法 多以成果展示和答辩的方式。

6 教学案例

案列一：“教学设计与组织”课程的教学

由于没有教学经验、抽象概念多、理论性强等特点，学习教学设计这门课程的教育类本科生多数不喜欢，学习效果偏差。接手这门课程后，笔者认为教学设计这门课程最需要教学设计；教学设计这门课程因本质上属于教育教学方法层次的课程，因此，特别的，对于本科生来说应该强调在做中学。

如表1所示，笔者按以上模式，首先把如何讲授一堂课这个需要学生学会解决的总的教学问题（P）分解为三个阶段的教学问题来解决：课前如何设计（P1）；课中如何授课（P2）；课后如何反思（P3）。对于课前如何进行教学设计（P1）又进一步分解为以下子问题来教学：教会学生如何进行学前分析（P11）；如何阐明教学目标（P12）；如何依据教学目标制定教学策略和选择适合的教学媒体（P13）；如何规划教学流程（P14）；如何对整个教学设计过程进行形成性评价（P15）；如何对课件进行评价（P16）。对于课后如何反思（P3），进一步分为如何评教（P31）和如何评学（P32）。

在教师先前教学的引导和帮助下，学生独立选题，在教师的引领下，一步步借助学习环境，独自顺序地解决以上所有的教学问题，形成各自的教学设计方案，然后依据自己的教学设计实践教学过程。最后，教师对整个教学过程进行点评，自己对教师的各种问题给予答辩，进一步完成课后反思。

表1 教学设计与实训教学过程及问题

案列二：“多媒体技术及其应用”课程教学

如表2所示，依据上述模式，笔者把本科生的“多媒体技术及其应用”课程要达成的总的教学目标转化为相应的总的教学问题P，再把P分解为数字图像处理（P1）、计算机图形处理（P2）、数码音频技术（P3）和数字视频技术（P4）的具体教学问题，分解成若干需要学习者学会解决教学案例的问题，即P→（P1，P2，P3，P4）→[（P11、……P1n），（P21、……P2m），（P31、……P3k），（P41、……P4l）]。在教师的指导下，借助教学资源，学习者学会独立解决一个个上述的学习问题，最后建构出自己的综合知识产品，并对其进行适合的评价。在问题的解决过程中，除了完成学习任务，学习者既学会了思考，又学会了做事、协作和表达。

表2 多媒体技术及应用课程教学案例问题

案例三：硕士研究生学位论文的指导

对于没有做研究经验的硕士研究生而言，如果把研究当作一个不断解决问题的学习过程，则对于需要完成的研究任务（他所需要学习解决的总的问题P），导师可以把问题分解为若干难度、规模不同的一系列研究子问题，按照适合的关系把他们排序，然后在导师的指导下，研究生一步步通过不断解决问题来完成整个研究，最后形成自己的知识产品（学位论文），表达自己的研究成果（通过发表和论文答辩），并接受学术共同体的评价。

7 小结

总结和反思多年的教学经验，在相关理论的启发下，笔者建构了一个基于问题解决的“双主”教学设计模式。笔者认为该模式的主要特点是：1）教学设计聚焦整体学习任务（问题解决导向的学习）；2）具有混合教学设计特征，即以教师为主导，以学生为主体；3）通过在教师引导下学习者基于问题解决的学习，学习者学会认知、学会做事、学会协作、学会表达；4）学习者最终形成自己的知识建构产品，从而获得一定程度的成就感；5）学习评价多以成果展示与答辩的方式进行。■

[1]乔纳森,等.学会用技术解决问题:一个建构主义的视角[M].2版.北京:教育科学出版社,2007.

[2]何克抗,李文光.教育技术学[M].2版.北京:北京师范大学出版社,2009:356-357.

[3]陈琦,刘儒德.当代教育心理学（修订版）[M].北京:北京师范大学出版社,2007:325.

[4]叶连祺,林淑萍.布鲁姆认知领域教育目标分类修订版之探讨[J].教育研究月刊,1992(105):94-106.

[5]戴克斯特拉,等.教学设计的国际观（第2册）:解决教学设计问题[M].任友群,等,译.北京:教育科学出版社,2007.

[6]赖格卢斯.教学设计的理论与模型:教学理论的新范式（第2卷）[M].裴新宁,等,译.北京:教育科学出版社,2011.

[7]坦尼森,等.教学设计的国际观（第1册）：理论.研究.模型[M].任友群,等,译.北京:教育科学出版社,2005:202-238.

[8]何敬银.“问题解决”教学模式及其在高等职业教育教学中的应用[J].青岛职业技术学院学报,2007,20(2).

[9]杨敏.基于项目的问题解决教学模式在中职信息技术中的研究[D].上海:上海师范大学,2012.

[10]陈夏,徐国庆.问题解决:从技术认识论到职业教育中的技术教学[J].北京:中国职业技术教育,2010(27).

[11]何克抗.信息技术与课程深层次整合理论[M].北京:高等教育出版社,2008:1399-1854.