美国“过程取向-指导式探究学习”模式及其启示

李顺雨，蔡 敏

(辽宁师范大学 田家炳教育书院暨教育学院，辽宁 大连 116029)

“过程取向-指导式探究学习”(Process Oriented Guided Inquiry Learning，以下简称“POGIL”)模式产生于美国。POGIL模式不仅关注传统课堂中知识的学习和运用，同时也关注传统课堂所忽视的信息处理、批判性和分析性思维、问题解决、沟通、团队合作、管理和评价等过程技能。[1]POGIL模式最初应用于化学学科，之后广泛应用于物理、生物等科目。POGIL模式不仅能广泛地应用于小班级的课堂，而且还可以成功地应用于几百人的大教室。[2]经过20多年的发展，到目前为止已有众多POGIL研究项目被广泛应用于中学的各科课程中。[3]然而如此长期大范围的实际应用，在我国却鲜见相关的研究，鉴于此，本研究拟对POGIL的背景及内涵、理论基础、实施过程做系统的梳理，试图准确描绘美国“过程取向-指导式探究学习”模式的全貌。借鉴“过程取向-指导式探究学习”模式的有益经验，为我国开展学习中心教学提供专业路径支持。

一、POGIL的背景及内涵

POGIL模式于1994年首次出现在美国的课堂中。POGIL是一种新的教学理念，因为它融合了关于学习过程和学习结果的理论；同时POGIL也是一种新的方法，因为它提供的教学模式可以帮助学生达到预期的学习目标。在POGIL产生初期，学者称该模式为“学习过程工作坊”，使用“过程”术语，是因为重点开发学生核心的过程学习技能，使用“工作坊”，是因为教师给学生分配任务让其独立完成，因此，“学习过程工作坊”被定义为：在课堂中，让学生在自我管理的团队中，通过积极参加活动的方式来进行学习，进而发展其过程技能。这些过程技能包括批判性思维能力、发现能力、反思能力、问题解决能力、自我学习评价能力等。[2]POGIL课堂包含三个核心特征：其一，学生在小组中(一般由3或4名学生组成)合作学习，并通过轮流扮演不同的角色来完成学习任务；其二，教师基于学习环(learning cycle)精心设计课堂活动，而学习环是由三个学习阶段(即概念探索、概念发明或概念形成、概念应用)所组成的循环；其三，教师的主要角色不是讲授者，而是作为一名促进者，来引导和监控学生的学习。[4]

为了促进教师的专业发展，研究者成立了专门的POGIL工程组织，建立了专门的POGIL网站。对POGIL感兴趣的教师，可以通过参加研讨会、电话咨询、邮件沟通、网页浏览等多种途径来学习POGIL方法。到目前为止，在美国有超过1000个相关的研究项目，培训了2100多名教师，培养了6万多名学生。[5]目前，POGIL方法还在继续被大力发展和推广。

二、POGIL的理论基础

POGIL作为一种学习中心的教学模式，其理论基础是建构主义。任何教学策略都试图从教师那里把知识传输给学生，由于人类的心智受更新信息的速度和数量的限制，因而“讲授教学”对一部分学生是无效的。[6]因此，建构主义认为学习应该是学习者自己在头脑中建构知识的过程。[7]知识的建构取决于学习者的误解、偏差、偏见、信念以及个人的喜好等。[8]而社会建构主义认为建构过程是通过社会互动的合作过程辅助完成的。学生通过社会的互助学习比个人单独学习收获更大。而POGIL方法有意创造的学习环境，将激发学生的概念理解。同时，POGIL方法尤为重视学生之间的合作学习，当学生在共同管理的团队中学习时，常常超出教师原本设计的活动框架，开展更加丰富的学习。学生之间的紧密互动，使他们形成了一个成功所需的学习共同体。[2]除此之外，学生在小组中通过角色扮演的方式进行合作学习，这种互动的角色扮演，不仅能够促进学生发展高级的思维能力，还可以培养学生的责任意识和合作能力等[1]，因而POGIL课堂给学生创造了一个训练过程技能所需的场所。

POGIL依照学习环设置课堂活动，而学习环的主要理论基础为皮亚杰的“认知发生论”。在概念探究阶段，学生根据已有的知识或经验来探究新知识，这个阶段重在探究和体验。活动的探究建立在错综复杂的事物和问题的基础上，学生通过探索和发现来寻找答案。当学生所体验的认知情境和自己头脑中已有的认知图式不匹配时，冲突就产生了。个体要解决这种冲突，就需要同化和顺应。通过同化和顺应过程，学生习得了新知识，个体的内部认知和所感知到的知识之间的关系趋于平衡。这个从不平衡到趋于平衡的过程发生在学习环的概念发明或概念形成阶段。而在概念应用阶段，学生需要把新习得的知识应用到新的情境中，以巩固和扩展的知识。

三、POGIL的实施过程

POGIL方法能够以各种各样的方式实施，主要取决于制度文化、班级规模、设施的性质和教师的偏好等因素。POGIL方法一般都包含三个最基本的阶段：课前的准备、课堂中的实施、课后的反思。本研究参照高中POGIL新方案(High School POGIL Initiative)项目组实施指南的内容，针对每个实施阶段的核心内容进行详细的阐释。[9]

1.课前的准备

要想成功地实施POGIL，教师必须做充分的准备工作，不仅要准备教学资料，同时要明确课堂中教师和学生的角色。

(1)准备教学资料

制定POGIL时，不仅需要考虑国家标准、学校要求以及学科的特性，而且还需要考虑学生的个性特征和已有的知识水平等。POGIL活动主要运用的材料为纸和笔。除此之外，教师还需要针对教室的布置进行设计，尤其是如何摆放桌椅。桌椅摆放应该以小组的形式围在一起，这样有利于课堂活动的开展。

(2)明确教师角色

在POGIL课堂，教师的角色发生了重要转变，由知识的传递者变成了引导学生探究知识的引路人，改变了传统课堂学生被控制和被管理的局面。教师按照学习环范式设计课堂活动，并确保所有学生都能按小组分配的角色参与其中。学生通过探究概念、提炼概念并应用概念等方式来建构知识。教师所掌握的知识是为了促进活动的开展，而不是为了直接传递给学生。教师不再解决与知识内容相关的问题，而是运用引导的方式，帮助学生找到通往答案的道路，让学生自己发现概念和得出结论。因而，在课前教师需要做充分的准备和制订周密的计划，以减少不必要的任务。在课中，教师观察和聆听学生的学习过程并做记录，为微型讲授课(mini-lectures)和课外作业的制订准备素材。在课后，教师总结个人的教学效果，同时评估学生的学习并把结果反馈给学生。

(3)明确学生角色

在POGIL课堂中，学生主要以小组角色扮演的方式开展学习，因此，明确学生角色是POGIL实施的关键。大部分教师组建4人的小组，并分配4种角色，即管理者、发言人、记录员、策略分析员。学生在小组中定期轮流扮演不同的角色，可以通过理论学习、操作实践以及课堂讨论等方式，让学生掌握角色扮演。活动结束后，需要对学生角色扮演的表现进行评价并给予反馈。

2.课中的实施

在课堂中要想成功地实施POGIL方法，必须注意以下几个方面的教学实践问题：

(1)课堂讨论

课堂讨论能够激发学生的想法和兴趣，因此教师必须提高个人的讨论技巧。如在活动前，教师可以在教室的指定位置创造“问题停车场”(question parking lot)，用于记录学生在讨论中遇到的问题。教师为每个组提供带有讨论框架的“粘性便签”(sticky note)，来促进讨论活动的开展，同时学生可以把讨论中遇到的问题记录在便签上。在讨论期间，教师重新提及课堂活动中的关键问题，要求学生给出答案并提供证据支持，同时检查课堂讨论是否支持该活动的学习目标、讨论是否偏离活动主题等。除此之外，教师要培养学生的讨论方法和技巧，使用建设性的批评语言等。活动结束后，学生将小组中的“粘性便签”粘贴到“问题停车场”中。

(2)形成性评价

形成性评价是POGIL的关键原则，它对真实性的课堂活动开展至关重要。教师可以采用的方法包括：观察、讨论、学习日志、图形组织元、同伴/自我评定等。[10]

而教师主要从两个时间点进行形成性评价：其一，活动期间。在活动中教师要让学生在指定的时间进行报告，如固定时间点或关键性问题点。教师可以采用“群体一致性策略”(group consensus strategy)，即关于特定的问题，让每一个小组写一个答案，如果各组的答案出现不一致时，让每个小组思考自己答案的准确性，小组可以改变自己的答案，也可以捍卫自己的推理，继续“同意或辩护”的循环，直到班级达成共识。其二，活动的结尾。活动结束后，让学生反思和分享他们学到的东西。

(3)微型讲授

POGIL课堂并不是完全取消传统的讲授，而是选择在适当的时候以微型讲授课的形式出现。微型讲授课的时间可以选择活动结束时或下一个活动开始前。微型讲授课的目的是为了帮助学生解答课堂中遇到的困惑或加固一个仅靠自学无法理解的知识点等。由于微型讲授课是即兴的，因此教师要做好课前准备，不仅思考相关的话题和知识点，还要预测学生将会遇到的问题和困惑等。

(4)控制“步伐”

教师可以从两个方面控制学生学习的“步伐”。其一，组内成员之间。教师对活动的每个环节均设定时间期限，提醒学生剩余的时间，来促进活动的开展。在组内是由管理者角色控制时间，用以掌控小组成员的学习“步伐”保持一致。其二，组与组之间。在课堂上，可以通过报告的方式来控制小组的速度。群体之间的相互影响能够加快速度，进而使活动按时完成。小组之间允许人员流动，可以让快速组帮助慢速组；可以分离快速组来作为慢速组的促进者；也可以分离慢速组成员去快速组来提问等。组与组之间的人员流动是为了让各组之间相互吸取经验。

(5)组建学习共同体

每个教室都有独特的动态，因而建立合作的学习共同体对教师来说是一个挑战。教师应该回顾以往有关合作学习和学生群体的研究，来获得经验和方法。大多数教师一般选择组建3或4人的学生团体，但是针对特殊的群体可以相应地减少小组的人数。当小组完全不能正常工作时，可以选择重新分组。教师要确保每位学生都使用角色、积极参与并设定清晰的预期目标。除此之外，教师还要培养学生良好的表达和沟通能力，这对团队合作的成功也同样重要。

(6)发展过程技能

培养学生的过程技能是POGIL课堂的重要目标和任务。因此，教师让学生反思过程技能的内容和方法，并加强学生对过程技能的增长预期。教师可以采用的方法包括设置课程活动困境、团队合作、过程分析、自我评价、反馈等。教师要指出过程技能所体现出的力量和价值，并提醒学生过程技能的可转移性，以此来提高学生的重视度。

(7)布置课外作业

为了使学生更好地理解课堂教学的内容，课后的复习和总结必不可少。教师要鼓励学生课后复习当天所学的关键问题或重点内容，并给学生布置与活动相关的问题。教师对学生的课外作业进行评价，并把评价的结果作为形成性评价内容的一部分。教师要跟踪学生的发展与变化，并把结果反馈给学生，帮助学生看到过程技能对自己产生的积极影响，比如分数的提高、时间管理能力的增强、责任意识的增加等。

3.课后的反思

课后的反思阶段主要从完善学习活动、提升教学能力、进行自我反思三个方面进行。

(1)完善学习活动

完善学习活动并创建新的活动，是提高教学质量的关键环节。课后教师应该完善和改进有问题的或无效的活动，针对无法改进的活动，需要重新选择或创建新的活动。针对修订和创新的活动，让学生及时进行评估，以便教师获得学生体验的结果，从学生的视角来分析这个活动的改变是否能够促进学生的学习。

(2)提升教学能力

教师之间要相互沟通和交流，并经常观摩高水平教师的课堂，尤其是那些具有相似人口学变量的课堂。为了促进个人的技能，教师可以参加国家或地区的研讨会；访问POGIL工程的网站、博客跟进POGIL的最新动态；可以通过网络、电话或邮件的方式与研究POGIL的专家和学者进行沟通和交流。当然，有经验的研究者也可以加入POGIL工程来协商、合作和支持感兴趣的研究者，同时也可以创造新的材料和活动，来完善POGIL方法。

(3)进行自我反思

教师在进行自我反思时，不仅要总结优点，还要寻找个人的缺点和错误。教师可以通过POGIL日志、录像带、学生的反馈等多种途径来获得反思素材。而教师在自我反思过程中，主要运用的工具为SII(SII是“Strengths、areas for Improvement、Insights”的缩写，含义为“优势、需要改进的区域、审视”)。教师首先记录教学过程或教学效果的优势，应该陈述有价值的表现是什么，为什么这个特质是重要的，以及如何复制这方面的表现。下一步是确定教学过程或教学效果需要改进的区域，如可以做出改进的方面是什么，以及为什么改进。最后一步是审视，即识别新的、重要的发现和理解，如为什么新发现和新理解是重要的，以及如何适用于其他的情境。SII是一个有效的形成性评价的工具，用来分析教师的教学过程和教学效果，收集教学过程中有用的个人反馈。

四、POGIL模式对我国的启示

借鉴POGIL模式的有益经验，对于今后我国完善教学理念、优化教学目标、扩展教学内容、明晰教学实施策略、突显课堂的形成性评价等方面具有重要的借鉴意义。

1.在教学理念上，促进学生和教师的共同发展

在传统课堂里，大部分的时间是教师讲，学生接受教师呈现的知识和信息，学生与教师之间较少进行对话和互动，导致教师的“教”和学生的“学”是相互分离的。针对传统课堂的弊端，POGIL方法构建了一种“以学习为中心”的教学模式，创建了一个旨在促进学生学习的共同体。在这个新的课堂环境中，学生之间通过互动来探究知识，教师通过观察和倾听找出学生存在的问题及困惑，及时给予引导和帮助，并调整个人的教学。学生学习的结果和体会反过来又成为教师课堂教学的素材，这种学习共同体的存在将教师的“教”和学生的“学”紧密地连接在一起，达到了教学相长的作用。而我国在基础教育阶段也一直倡导“以学习为中心”的教学，致力于通过新课程的改革将该目标落于实处。课程改革地区的大部分学生认为教师经常鼓励他们提问题，并能针对他们遇到的错误，采取积极鼓励的方式。[11]这说明，教师正在实施“以学习为中心”的教学策略，但囿于班额大、升学压力大等现实因素，延缓了前进的“步伐”。因此，我们可以借鉴POGIL模式有益的教学理念，构建有利于学生学习的共同体，将教师的“教”和学生的“学”有效地连接在一起，达到教师和学生的共同发展。

2.在教学目标上，重点关注学生的深度学习能力

在以讲授为主的课堂中，学生主要进行的是浅层学习，学生获取知识的方式是机械的、被动的，学生较少进行反思，因而学生获得的知识是零碎的、孤立的。[12]针对传统课堂的弊端，POGIL丰富了课堂教学的目标维度，尤为重视学生深度学习能力的培养，这样不仅有利于学生对问题进行深度的分析和综合，掌握知识的内在逻辑，建构个人的知识体系，而且有利于学生将已学到的知识迁移到真实的情境中去解决更为复杂的问题。而我国也一直在倡导培养学生的深度学习能力，如当前我国教育界极力倡导的核心素养理论中的“理性思维、批判质疑、勇于探究、勤于反思”等因子，其实就是POGIL教学目标的内容。我们应借鉴POGIL方法，学习如何把教学目标落实到课堂中的行为路径，尤为重视学生深度学习能力的培养方式和路径，为把我国“全面发展的人”的教育目标落于实处打下坚实的基础。

3.在教学内容上，更加重视生成性的内容

传统的教学内容主要是指教材内容，教师过度依赖教材，机械地把教材的内容传递给学生。针对传统教学内容的弊端，POGIL更加重视由教材内容向实践的教学内容转化，重视教师对教材内容进行加工和开发，与POGIL方法相整合，开发出适合教师个人特征和学生特点的教学内容。这样的教学内容不仅便于教师的教学，也有利于学生的掌握和识记，而且还扩展了教学内容的范围。这些在动态的教学过程中所生成的内容，不仅能够帮助学生顺利完成学业，而且也是学生终身发展所必备的技能。当前我国提出了核心素养的内容框架，其中许多内容是传统教学内容尚未涉及的。为了让核心素养的理念落于实处，教师应扩展教学的内容，与教学活动和方法相结合，落实到课堂中。

4.在实施策略上，更加关注教师的引导和学生的自主学习

传统的讲课先呈现概念或模型是如何应用的，然后提供应用方法，让学生自己去解决问题。在这个过程中，学生缺少有效的指导和帮助，很难提高个人的思维水平。而POGIL方法是“以问题为导向”的学习方法，这要求学生进行大范围的知识应用和练习，他们将积极探索和发展概念理解，进而发展问题解决的能力，而遇到问题或困惑时，教师将给予积极的引导，让学生自己建构知识和理解概念，加深了学生对知识理解的程度。然而，目前我国教师的讲授仍占了课堂的大部分时间，教师很少有时间和精力去开展探究性活动，较少引导学生学习，这将严重影响学生的学习效果。因而，我国应该借鉴POGIL活动的有益经验，借鉴更多成功的活动范式和经典模型，由教师的“教”转向学生的“学”，让教师在课堂中有更多的时间和精力引导学生学习，让学生有更多的时间讨论和思考，主动探究问题和建构个人知识，进而促进学生高级思维能力的发展。

5.在教学评价上，指向学生核心素养发展的形成性评价

在POGIL的课堂，教师尤为重视学生的形成性评价，通过形成性评价可以使教师全面了解学生的发展与变化，进而促进学生的发展，并及时对个人的教学做出调整。而我国的教师在课堂中更多地使用终结性评价，较少评价学生的解题步骤和内心想法，这样的评价并没有展现学生的全部特征，不能对学生的学习有所促进和帮助。目前我国所倡导的核心素养内容，通过试卷、问卷等终结性评价方法是无法进行测评的，需要教师应用多种形成性评价技术来对学生的学习进行动态评析。这样不仅可以考察学生的优势，还可以发现学生在学习过程中表现出的不足和缺点；不仅能够测评学生的行为，而且还可以了解学生的内心想法和感受。如果教师能将形成性评价融于教学之中，那么一定会对学生核心素养的发展有较大的帮助。

然而，任何一种教学模式都不是完美无瑕的，POGIL也是如此。POGIL方法的有效实施和美国的国情直接相关，美国长期受“以学习为中心”教学思想的影响，社会、学校、教师都比较认可这种教学思想，并愿意开展“以学习为中心”的教学实践，再加上美国的课堂班额较小、师生比例适中、学生学习知识的困难程度较低等因素，均有利于教师在课堂中开展以学习为中心的教学。而我国基础教育在升学压力的影响下，教师的教学任务繁重，学生的学业负担超重，再加上班额较大、学生学习知识的困难程度较高等因素，均影响了课堂教学的改革。但如果在已有条件的基础上，吸收POGIL的积极经验，适当地借鉴和参考，并应用于我国的课堂教学中，那么这势必会对学生的学习产生积极而深远的影响。

参考文献：

[1] Hanson, D. M. Instructor’s Guide to Process-oriented Guided-inquiry Learning[M]. Lisle: Pacific Crest, 2006: 1, 19, 23-25.

[2] Hanson, D., & Wolfskill, T. Process Workshops-A New Model for Instruction[J]. Journal of Chemical Education, 2000, 77(1): 120-130.

[3] Walker.L，A.R.M.Process oriented guided inquiry learning(POGIL)marginally effects student achievement measures but substantially increases the odds of passing a course[J].Plos one，2017,12(10)：1-17.

[4] Moog, R. S., & Spencer, J. N. POGIL An Overview[A]//In Moog, R. S., & Spencer, J. N. (Ed). Process Oriented Guided Inquiry Learning (POGIL)[C]. Washington: ACS Publications, 2008: 3.

[5] POGIL项目组.Donate to The POGIL Project[EB/OL]. https://pogil.org/donate, 2017-12-01.

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[7] Bodner, G. M. Constructivism: A Theory of Knowledge[J]. Journal of Chemical Education, 1985, 63(10): 873-878.

[8] Johnston, A. H. Chemistry Teaching-Science or Achemy? 1996 Brasted Lecture[J]. Journal of Chemical Education, 1997, 74(3): 262-268.

[9] POGIL项目组.HSPI Implementation Guide[EB/OL]. https://pogil.org/resources/implementation/hspi-implementation-guide, 2017-11-12.

[10] Silvestri，K.Types of Formative Assessment[EB/OL].http：//classroom.synonym.com/types-formative-assessment-5419008.html，2018-5-29.

[11] 教育部“新课程实施与实施过程评价”课题组. 基础教育课程改革的成就、问题与对策——部分国家级课程改革实验区问卷调查分析[J]. 中国教育学刊, 2003, (12): 39-43.

[12] 张浩， 吴秀娟. 深度学习的内涵及认知理论基础探析[J]. 中国电化教育, 2012, 33(10): 7-11, 21.