薛新白
(安徽职业技术学院 机电工程学院,安徽 合肥 230011)
新加坡共和理工学院成立于2002年,是新加坡最年轻的一所公立理工学院。为了响应新加坡教育部“培养技能过硬、知识渊博、能够为新加坡的技术和经济发展做出贡献的专业人才”的职业教育人才培养要求,共和理工学院在建校之初就选择了问题导向学习法[1](problem-based Learn⁃ing)作为基本教学法,并构建了“一天一问题[2](one-day,one-problem)”的独特教学模式,经过近20年的实践和发展,共和理工学院的问题导向学习法在传授知识的同时赋予了学生解决问题的过程性技能,为学生毕业后应对动态发展的知识经济社会做好充分的准备。
1969年,问题导向学习法诞生于加拿大麦克马斯特大学健康学院,20名医学生在神经病学教授Barrows的指导下与同龄人合作研究相关的生物医学或临床问题[3-5]。这是一种以学生学习为中心的启发式教学模式,一般流程是教师提出问题-学生查找资料-讨论-总结,目的在于避免死记硬背,提高学生主动学习能力、分析和解决问题能力以及独立思考能力和逻辑思维能力,经过50多年的发展,问题导向学习法已经被广泛应用于医学、经济学、工程、心理学和法律等教学领域。
问题导向学习法是由教师提出问题,学生以小组为单位在教师的指导下进行问题分析,并发现需要学习的知识点,随后进行个人自主学习,最后再以小组为单位进行学习成果的分享、讨论和研究,教师进行点评、总结和指导。如果在汇报成果阶段发现了需要进一步研究的学习问题,上述过程将被重复,通常一个循环需要一周时间。对于学生而言,学习不是简单地吸收和积累老师传授的知识,而是自我构建知识体系。对于老师而言,教学不是直接给出问题的答案,而是更注重对学生的引导和反馈,帮助学生寻找问题解决的方法,因此,教师在问题导向学习法中往往被称为引导者。该方法通过问题激发学生的学习兴趣[6],在过程循环中将解决问题的技能不断内化于心外化于行,帮助学生进入职场后运用所学知识解决现实问题。
在“一天一问题”的教学模式中,学生在一天中解决一个问题,一周五天反复进行,以训练学生解决问题的能力。共和理工学院建校之初,将不同专业的一年级学生随机分组参与公共课模块的问题导向学习。一个学习小组有不同专业的学生,可以让学生从不同的学科领域出发,提出不同的观点。但是近年来,为了更好地适应专业课程体系,学习小组主要按照行政班级进行划分。共和理工学院的每个班级由25名学生组成,并按照5人一组分为5个学习小组。
教学环节包括三次讨论和两次学习交替进行,最后进行学习反思,在一天内完成问题分析——自主学习——汇报反馈等阶段。教师在问题分析和汇报反馈两个阶段引导和帮助学生通过讨论分享以获取知识。学生在自主学习中进行深入思考,在解决问题的同时不断发现问题,从而建立良好的学习和思考策略。
表1 “一天一问题”教学法的教学典型日
(1)第一次讨论(学生小组自主问题分析)
在第一次讨论中,教师发布问题,学生在毫无准备的情况下第一次看到问题,并在小组中分享他们在看到问题时的最初想法。随后,通过小组讨论,填写问题定义模板(Problem Definition Tem⁃plate),确定他们已学习的知识点、未学习的知识点以及为了解决问题需要进行什么工作。“问题定义模板”实际上是一张帮助学生厘清知识体系和分析问题的工具表。
(2)第一次学习(自主学习)
在第一次讨论后,学生有1个小时的时间进行个人自学和小组合作。教师会在线上学习系统发布第一次学习阶段的任务工单,工单从学生已学习的知识点导入需要进一步学习的知识,并配备了习题和参考资料。在第一次学习阶段结束时,学生需要以小组为单位回答问题定义模板中的部分问题或者改进与更新他们的原始想法,并重新定义问题。
(3)第二次讨论(教师指导下的问题探索)
教师将参加学生小组第二次讨论阶段,聆听学生第一次学习阶段成果,并答疑解惑。同时教师会用一些引导性的问题帮助学生串联知识点,鼓励更加深入的思考和学习。当学生遇到难以解决的困难时,教师将参与到小组中,与学生们合作,并利用工单中提供的参考资料、模拟仿真软件等指导学生克服困难。
(4)第二次学习(深入自主学习)
第二次讨论阶段结束后,学生将结合教师的指导开始第二次学习阶段。在这一阶段,学生可以继续进行自主学习和小组讨论,巩固之前的研究成果,确定问题答案,并且分工制作汇报幻灯片。
(5)第三次讨论(成果汇报)
教师和所有学生将共同参与第三次讨论,每个小组根据前两次讨论和学习的成果,展示对问题最终的解答。每个小组汇报过程中,其余同学可以进行提问,并由汇报小组成员进行回答,在此过程中教师可以帮助指导学生阐明自己的论点。值得一提的是,批判性的提问以及针对问题的回答都是学生学习的重要内容。当所有小组都汇报后,教师对最初问题进行解答。
(6)反思与评价
为了帮助学生认知学习过程,理解所学知识,在“一日一问题”解决后,学生将进行学习过程反思,通过反思日志总结今日获得的知识和技能,在知识技能获取过程中反思学习过程中遇到的困难以及提高的方法。最后通过学习管理系统提交学习评价表。
在共和理工学院,学生进行每日学习反思,而教师根据学生在“一天一问题”学习过程的参与度和完成度对每个学生进行打分。教师的评分既体现学习过程,又注重具体知识内容的获取程度,最后必须以书面反馈形式帮助学生了解自己的优势和需要改进的方面。
通过“一天一问题”的学习方法,共和理工学院大力倡导自主学习,引导学生在合作中定义个人价值,在解决问题的过程中促进技能的学习,通过教师引导搭建学习框架,进行结果评估和持续性的总结提升。
飞机硬件是新加坡共和理工学院工程学院航空工程专业大三学生的选修课,该课程要求学生了解飞机的结构以及相关硬件和材料,为飞机结构和发动机维修打下基础。不同种类的飞机紧固件的连接、防松、维护和保养均有区别,相对于传统课堂教学方式,共和理工学院把课堂设置在大飞机实训室,通过问题导向学习法鼓励学生探索不同情景下飞机紧固件的螺纹连接方式,便于在未来的工作中正确选择、灵活应用。下面以该课程第六章第一节“紧固件:螺纹”为例探讨问题导向学习法的实施。
课程问题:根据统一标准螺纹体系,描述两种飞机上紧固件常用螺纹的连接方式。
表2“紧固件:螺纹”教学过程
课程结束时,学生应能够掌握统一标准螺纹体系,学习航空常用紧固件的连接方式。在探究问题的过程中,学生会注意到飞机上的紧固件与日常家用紧固件的区别,并且学会用统一标准螺纹体系对不同规格的螺纹进行描述。在大飞机实训室,面对真实的飞机,学生可以用真实的感官补充课本知识,进一步了解航空紧固件上的螺纹,为日后维修飞机奠定良好的理论和实践基础。对学生来说,统一标准螺纹体系、飞机紧固件的螺纹连接方式不再是一个定义和概念,而是真正同现实生活相映射的知识,能激发学生更高的学习热情。
如案例所示,共和理工学院在问题导向学习法的实施过程中强调利用真实的场景和亲身经验来学习工程基础知识,通过精心设计的问题进行团队协作式的学习活动。学生通过收集相关信息,在小组内沟通想法,并制定解决问题的可能方案,最后向全班展示并证明他们的解决方案。通过这种学习过程,学生能够在学习知识的同时提高他们的理解能力,培养解决问题的能力,树立终身学习的态度。
3.1.1 学生学习适应度
对于一年级新生来说,他们在适应新校园环境的同时,也需要改变自己的学习方法,接受“一天一问题”的问题导向学习法。围绕问题的学习方法要求学生能够综合运用已经学习的知识,这些知识往往不是按照课本顺序内容编排的,学生通过积极参与解决问题的过程,开展自主学习,建构自己的知识体系,而不是被动接受知识。虽然问题导向学习法被称为培养学习者的有效教学方法,但是这种新型学习方式对于接受传统教育模式多年的学生无疑是巨大的挑战,特别是大一新生,他们对于自己解决问题往往缺乏足够的信心,导致学生很可能因为无法适应这种建构主义类型的学习环境而丧失学习兴趣。
3.1.2 教师教学适应度
在运用问题导向学习法的过程中,教师被定义为学习的促进者而不是知识的传递者,这种与传统教学法差距巨大的定位,使得教师面临教学适应度的问题。共和理工通过调查发现,教师教学难点主要集中在如何在每天提出一个有意义的问题、如何在合适的时期进行引导以及如何对不积极参与学习的学生进行干预三个方面。特别是新入职教师,他们需要足够的知识技能和社会技能去适应以学生为中心的建构主义教学法,能够以更加亲和的方式融入学生的小组讨论,迅速过渡到学习促进者的新角色。
3.1.3 校园环境适应度
问题导向学习法注重学生自主学习过程,因此校园的基础设施需要按照教与学的过程进行设计,为个人自学、小组讨论、教师指导和班级汇报设计不同物理空间,以支持学习活动的顺利开展。
3.2.1 帮助新生过渡
大一新生的学习经历对于他们后续的学习动机有着至关重要的影响。因此,在学生第一年过渡期中,教师会为学生提供相关学习技能的支持,入学之初,老师会设计与现实生活相关度较大的问题引导学生探讨,同时把“一天一问题”转化成多个小问题,以工作表的形式列出问题解决思路,每个小模块中都会附上相关知识背景、参考资料和学习工具,以循序渐进的方式引导学生攻克每个关键点。课后,教师会根据学生提交的反思日志,评价学生的知识技能水平和协作学习参与度,并对有困难的学生进行有针对性的指导。共和理工学院注重学生之间的互帮互助,在25人的典型班级中,学生以5人为一个小组,共同学习、共同研究、分享想法、提出解决方案,后续学习活动都将以小组形式响应,朋辈互助的课堂环境可以让学生建立有效的联系,在促进学习的同时,帮助新生克服面临新环境时的心理与社会挑战,从而过渡到完全以问题为导向的学习环境中。
3.2.2 加强教师培训
由于“一天一问题”的教学方法与传统的教学环境差别很大,新入职教师也会产生错位感,为了帮助新教师适应教学促进者这一角色,共和理工学院会在教师入职初期开展为期两周的问题导向学习法培训。教师在培训中要明确他们是学生学习的促进者,而不是知识的传递者,将问题导向学习法的理念内化于心,在此基础上开展教学实践。培训结束后,参培教师需要提供一份培训总结,内容包括个人教学理念阐述、作为促进者培养学生自主学习的案例、针对学生反思清单对学生的反馈评价。三名资深教师将根据参培教师的培训总结对其进行面试考核,同时针对参培教师的个人情况提出建议,帮助其提高作为学习促进者的能力,考核通过将颁发培训合格证书,此合格证书已被共和理工学院纳入教师绩效考核指标。培训结束后,学校会安排资深教师通过现场听课等方式对新教师进行为期两年的观察和指导,将培训成果固化,两年观察期后,新教师如果达到要求,学校才会与其签订长期聘用合同。通过集中培训和两年有针对性的指导,确保新教师完全掌握问题导向的教学方法,能够针对教学内容设计出有效的问题,从而保证全校的教学质量。
3.2.3 完善校园设施
为了支持以学生为中心的教学理念和问题导向的教学方法,新加坡共和理工学院对校园进行设计,以满足学生对学习空间的需求。共和理工学院的教室都是按照25名学生和1名教师进行设计的,没有从前往后一排排整齐的课桌椅,取而代之的是5张分散的讨论桌,每张桌子配有5把椅子,用于满足学生5人一组合作学习的需求。讨论桌的分布位置可避免教师的权威地位和特权空间。同时,每间教室都配有无线投影仪,每个学生都可以在教室的任何地方投影他的学习成果,进行讨论和演讲。另外,图书馆和每一栋教学楼中都设计了多间会议室,便于学生们开展小组讨论和自主学习。
问题导向学习法始于医学领域,20世纪90年代被引入亚洲医学教育改革中[7],北京大学、中国医科大学和上海中医药大学等多所医科大学陆续开展了问题导向学习法的试点改革工作,均取得了显著的成绩,随后,多所职业院校也开始探索在医学相关课程的教学中采用问题导向学习法。医学类课程注重案例教学,问题导向学习法能够培养学生主动发现问题、分析问题及解决问题的综合能力,通过对骨科实习教学[8]、实验动物学[9]、老年护理学[10]、病原生物学[11]等课程的期末成绩分析,均发现采用问题导向学习法的学生在案例分析、报告撰写等方面优于采用传统教学法的对照组。虽然问题导向学习法在医学类课程的教学中取得了良好的效果,但是由于医学的专业特殊性,导致对其他学科的借鉴意义并不大。鉴于我国职业院校大多存在生师比高、校园面积不足等客观现状,使得该教学法在其他学科的应用还比较少。
2021年4月13 日,习近平总书记对职业教育工作作出重要指示,强调加快构建现代职业教育体系,培养更多高素质技术技能人才、能工巧匠、大国工匠,深入推进育人方式、办学模式、管理体制、保障机制改革,稳步发展职业本科教育,建设一批高水平职业院校和专业。随着政府对职业教育政策和资金支持力度的加大,职业教育迎来了发展的春天,在申报职业本科的过程中,生师比、校园建筑面积等基础指标有严格的要求,使得小班教学的授课模式得以实现,保障了问题导向教学法的实施基础。
4.2.1 班级人数与小组的适配
问题导向学习法重视学生的自主学习,教师虽然并不参与学生的小组讨论,但是需要时刻关注每组学生的情况,并在必要时刻进行有针对性的引导或指导。目前职业院校行政班级学生数量在50人左右,若按5人一组,则小组数目过多,教师无法兼顾所有小组,部分小组可能因为没有得到及时引导而导致学习效果变差;若按10人一组,则每组人数过多,小组讨论时可能由于意见分歧多而使得学习效率变低。因此,高职院校在采用问题导向学习法时,可以参考新加坡共和理工学院的班级人数设置,把每个班级的学生数目控制在25-30人之间,以保证教学效果。
4.2.2 教学方法与课程的适配
从新加坡共和理工学院多年的实践经验来看,低年级学生的通识类课程通常不适合采用问题导向学习法,如高等数学,其概念和公式需要教师深入浅出的推导和讲解,仅凭学生进行自主探究很难掌握知识点。当学生有了一定的基础知识储备后,在专业课程的学习中采用问题导向学习法可以帮助学生构建自己的知识体系,同时锻炼他们解决问题的综合能力。因此,我国高职院校不能对所有的课程盲目套用问题导向学习法,一定要做好课程顶层设计,按照教学目标选择合适的教学方法。
4.2.3 课程内容与问题的适配
采用问题导向学习法的关键是提出一个好的问题,这个问题不仅要与课程内容匹配,同时需要引起学生的兴趣,让学生在自主探究的过程中吸收必备的知识。新加坡共和理工学院认为提出一个好问题的关键在教师,这与我国“三教改革关键在教师”的理念不谋而合。因此在采用问题导向学习法的同时,必须加大对教师的培训,持续提高教师的教学能力,让教师能够充分掌握教学方法,避免无效的问题和重复的讨论让学生感到厌倦。
经过共和理工学院近20年的实践和发展,问题导向学习法在提高学生学习参与度有着巨大的优势,这种建构主义的学习法要求学生通过主动学习,搭建自己的知识、技能体系,为进入职场后解决实际工程问题打下良好的知识和技能基础。但也要看到,运用问题导向学习法面临着班级设置、课程适配和教师能力方面的挑战。解决这些问题对学校的软实力和硬实力都提出了很高的要求,因此在借鉴运用问题导向学习法时,一定要充分考虑实际情况。