核心素养视域下问题解决式教学的困境与优化

尹苗 李亚娟 李逢庆

摘   要： 文章采用历史与逻辑相统一的方法，系统梳理与深度阐释问题解决式教学的嬗变与演进。从课堂生态系统的关系、活动、环境、过程与评价等要素出发，全面解读问题解决式教学存在的现实困境，提出指向多元化算法方案耦合的分工协作、关注自组织与生成式的教学活动组织、构建虚实结合的问题解决式教学环境、重组课堂课后一体化的结构流程、再造技术赋能的证实化教学评价体系等优化策略，旨在为教师开展问题解决式教学提供理论镜鉴与实践参照。

关键词： 问题解决式教学；核心素养；问题解决

问题解决式教学又称基于问题的学习、问题解决教学或问题教学法。问题解决式教学关注“活化学生问题解决的思维，变事实性知识为问题解决的工具，由此搜索与建构问题解决的策略”1，借由问题解决实现学生知识建构、技能训练与能力发展。

为应对席卷而来的数字化与全球化浪潮，世界各国纷纷开展“21世纪能力教育改革运动”，并由此推动了人才培养目标由知识技能向核心素养的升级转型。核心素养一方面从宏观层面上回应了“培养什么样的人”的教育目的问题；另一方面，核心素养与学科属性融合凝练形成的学科核心素养，也为中观层面上学科课程育人和微观层面上课堂教学“怎样培养人”提供了方向引领与路径指导。学科核心素养的提出，不仅实现了由关注学习内容向关注学习主体发展的转变，也为学习评价提供了新的理念引领与标准参照。由此推动“问题情境承载考查内容”2 成为学生核心价值、学科素养和关键能力水平测量的有效方式，并再次引发学界与一线教学实践者对于“问题解决”的强烈关注。3 值得深思的是，当前问题解决式教学在协作关系、教学活动、环境支持、结构流程与评价指向等方面存在哪些现实问题？如何优化问题解决式教学使之能够有效达成核心素养的教学目标？系统梳理与阐释问题解决式教学的发展演进，全方位审视与回应问题解决式教学的现实困境，成为核心素养视域下实施问题解决式教学、推动课堂教学改革与育人质量提升的核心论题。

一、问题解决式教学的嬗变与演进

1.指向良构问题求解的问题解决式教学1.0

自20世纪80年代起，“问题解决”逐渐引起我国认知心理学领域学者的关注。研究者认为，“问题解决是具有目的的认知性的运算序列”，并将问题解决的过程界定为“通过一系列的运算，从初始状态，经过一步一步的中间状态，最后达到目标状态”。1 在对问题解决概念界定、特征描述与过程分析等普适性理论研究的基础上，数学和化学等学科教学领域的研究者开始引入“问题解决”以促进学生学科知识技能的掌握与应用。与理论研究者的视角不同，教学实践者对于“问题”和“问题解决”的认识，更多地是从具体的学科知识、问题类型、问题解决的具体方法等层面展开。在此阶段，问题解决式教学中的问题类型多为封闭性的良构问题。这类问题的典型特征是“具有明确的已知条件，并在已知条件范围内运用若干规则和原理来获得同一性的解决方法”。2 以数学学科为例，这一时期的典型问题如例1所示。

例1：请在圆圈里填上“>”“<”或“=”：51×8○53×3

例1这类问题解决的目标直接指向学生如何运用数学知识与技能，获得解决抽象问题的唯一方案。因此，教师在组织开展此类问题解决式教学时，往往首先讲授问题解决所需的知识、技能和策略，在进行问题求解步骤推导和案例示范后，通过组织相似题目的重复操练，帮助学生熟练、快速地应用规则和原理解决同类问题。由此构成此阶段问题解决式教学的价值指向，即运用知识、技能、规则和原理以获得解决封闭性良构问题的唯一方案。

2.建构主义引领下的情境性问题解决式教学2.0

20世纪90年代，以建构主义为代表的学习科学开始兴起，并由此引发了学习观、知识观和教学观的系体化变革与更新。建构主义的学习观强调学习的主动建构性、社会互动性以及情境性，由此推动学习方式由被动接受式学习向自主探究、小组协作、合作学习的转变。与此同时，建构主义学派的研究者认为，只有“当学习者在现实世界问题的情境中掌握知识与技能时，才能促进学习”3，并提出了基于问题解决建构知识、通过问题解决促进学习的设想。因此，此阶段“问题”的设计由封闭性的良构问题转向真实情境中的现实问题。典型的数学问题如例2所示。

例2：公园门票是每张8元，某校组织97名同学去公园春游，带800元钱够不够？

與例1不同，该数学问题的显著特点是将学科问题与真实情境相结合，并将解决问题的策略包含在问题的陈述中。此类问题可以“制造学习者在认知上的冲突，以引起学习者的反省及思考出解决问题的方法”。4 在教学过程中，教师设置情境化的真实问题，开展知识技能讲授以提供理解和解决问题的相应支架；学生从真实情境中析取数学问题，并将语言文字中的信息转换成数学表达式，确定解决问题所需的相应知识技能，并通过自主探究或小组研讨确定问题解决策略，最终在掌握这些知识技能的基础上形成问题解决方案。在此阶段中，虽然赋予学科问题一定的真实情境，但其本质仍然是封闭性的良构问题。因此，问题解决式教学的目标仍是获得解决问题的唯一方案，其内涵和价值指向并未发生本质改变。

3.核心素养视域下的问题解决式教学3.0

因此，目前学界对于核心素养形成途径的一个基本共识是“素养是在知识运用、问题解决与满足复杂需求中得以生成与发展”。1 与此同时，在实践探索中也逐渐形成了“在现实的问题情境中考查学生核心素养发展水平”2 的评价实现机制。在二者的共同推动下，指向核心素养的问题解决式教学强调“学习者对知识有深入地理解，能够灵活迁移和运用知识，有批判与质疑的态度和行为”。3 因此，此阶段的问题表现出指向分析、评价等高阶思维能力发展的特征，典型的数学问题如例3所示。

例3：海洋馆的海豚表演看台共678个座位。某校一至三年级有342人，四到六年级有354人。如果六个年级的学生同时看表演，看台的座位够吗？下面3位同学都认为不够坐，（    ）的想法更合适？

与此前的典型问题（例2）相比，例3中问题解决的目标超出了唯一方案的获取，将其关注重点拓展至能否对多个可行方案进行分析与评价。此类问题也将学生由记忆、理解、应用的低阶学习阶段带入分析、评价、创造的高阶学习阶段。在此过程中，教师不仅应通过教学使学生具备问题解决的知识库与技能库，而且应引导学生互动合作来构建多样化的问题解决策略库。与此同时，教师还应处理好“教学预设的线性作用与学习的非线性作用之间的竞争且协同关系”4，调整教学方法、教学内容、教学资源与技术应用，促进学生的问题解决过程走向新的序列，即“问题情境分析—学科问题析取—自主方案制订—多元策略汇聚—策略解析评鉴—解决方案形成”。问题解决式教学3.0打破了知与行的分野，在实现知识学习与知识应用统一的同时，也完美地体现了实践取向的素养观的价值内涵——问题解决与素养养成。

二、问题解决式教学的现实困境

本研究从课堂教学生态系统的关系、活动、环境、过程与评价等要素入手，分析当前问题解决式教学的现实困境，为问题解决式教学在核心素养目标导向下达到新的生态平衡奠定基础。

1.协作关系：分工方式与有效合作的冲突

问题解决式教学将小组合作学习作为重要策略，通过成员的分工合作促进问题解决方案的设计与实施。在传统的问题解决式教学中，成员的角色分工通常是由思维类型的不同所决定，“行动者要提出解决办法，而怀疑者应提出怀疑和批评，记分员、监督者和安慰者则解决冲突等”。5 这种分工方式意在使学习者形成不同的角色体验，观察他人角色与作用，通过同伴的行为拓展自己对于问题解决的理解，促进思维能力的发展。但是，这种功能性分工方式的最大弊端在于，问题解决方案容易受限于行动者的能动性。尽管怀疑者可以对方案提出质疑与批评，但也多是对行动者方案的建议与改进，难以有思维的碰撞并形成多元化的问题解决方案。尤其值得关注的是，学习小组分工与活动均是在教师的组织与指导下完成的，这限制了学生的学习参与度和主动性，制约了合作学习的有效性。

2.教学活动：追求效率与差异学情的矛盾

教学的有效性是课堂教学的永恒追求。为此，将工业生产中的控制论思想与管理方法引入课堂教学，实现效益最大化，成为工业时代提升教学效率的常见策略与必然选择。在控制论者看来，“课堂是一个是由教师、学生、教学内容、教学条件（或环境）等因素组成的可控系统”。1 因此，作为权威与控制者的教师，主要任务是动员一切方法与手段引导学生，直至得出预定答案。在此过程中，一方面，学生差异化的个性学情屈从于统一步调的教学活动和进度；另一方面，由于“其所解决的教学问题与实际生活中的问题解决情境相差太远”2，而被动地陷入习惯性的抽象推理和机械运算之中。

3.环境支持：封闭空间与开放协作的对立

作为教学开展的空间支持与活动场域，环境对于课堂教学的活动组织和教学效果的达成有重要影响。面对面的、封闭割裂的教室物理空间，不仅限定了学生在课堂中的“生态位”，同时也“内在地决定了师生之间的沟通方式和范围”。3 传统以小组合作为主要形式的问题解决式教学，在不改变教室原有布局的基础上通过调整桌椅以便于小组讨论。然而，这种妥协方案仍然未改变教师“通过层层铺陈和一步一步地推演，呈现知识脉络的历史发展、知识点之间的关联和人类认识事物的普遍规律”4的教学方式。其本质仍在于，以教师为主体的讲授式教学目标是在教师的控制和命令下，学生以服从者的心态被动地参与到听讲和小组讨论的过程中，以获得问题解决的唯一方案。

4.结构流程：叙述逻辑与问题解决的割裂

教學结构不仅是教学方法、教学手段和教学环境的系统整合，同时也暗含教师的教学理念与教学逻辑。长期以来，教师在讲授式课堂中遵循的是典型的叙述逻辑，其价值内涵在于通过教材文本与教师讲授呈现学科知识的内容结构，描述知识体系的骨架脉络，追溯原理法则的认识历程，明晰事物发展的普遍规律。5 在叙述逻辑指导下，问题解决式教学中的“问题”主要应用于两个方面：一是通过情境化的问题呈现，激发学生学习兴趣，以更好地支持教学内容的传递；二是教学中“引入问题主要是为了复习、巩固和评估所学知识，解决问题是巩固知识和获取新技能的手段”6，而非学生问题解决能力的提升。与此同时，课堂时长的有限性与学生接受度的差异性严重影响和制约了课堂容量。因而，课前自主预习和课后重复性专项训练成为叙述逻辑式教学在时序上的延伸和拓展。

5.教学评价：评价指向与个性发展的背离

评价本质上是一种综合价值判断。因而，评价不仅具有目标导向和结果鉴定功能，也具有问题诊断和反馈调节的价值意蕴。在以知识本位和学科本位为核心理念的课堂教学实践中，从评价方式的角度分析，评价实施过程中往往以标准化纸质试卷为载体，以考试成绩定量化数据的终结性评价为主要依据，以“优异”“突出”等定性词语描述的过程性评价为有益补充。评价结果则采用等级分类、名次排序、一分一段位等具有视觉和心理双重冲击力的可视化方式呈现。该方式由于“未能关注教与学主体的发展，使手段与评价严重背离”7，而导致教师与学生陷入对于考试成绩与标准答案的狂热追求中。在标准化评价导向下的问题解决式教学活动中，教师只能选择通过封闭化的良构问题解决、精致化的活动设计与精细化的实施流程，以实现“对学生的个性、思维、发展进行控制，使学生形成规定好的标准答案”。8这种将“知识与能力价值绝对化”9 的评价方式，无视评价对教与学活动的问题诊断与反馈调节功能，导致“分数为王的理论与实践范式大行其道”10，最终将教师与学生推进了标准化的机械记忆和反复操练的泥淖中。

三、问题解决式教学的优化策略

1.指向多元化算法方案耦合的分工协作

在问题解决式教学3.0中，多元策略的制定依赖于师生、生生互动中的思维激发。在此过程中，成员分工由功能性角色分工转向多元化算法方案耦合，即各成员在对问题进行深入思考和综合判断的基础上，给出不同的算法方案，并通过组内互动、讨论交流，聚合形成多样化的问题解决策略与方案。如例4中，4名学生针对同一个分数除法问题，给出4种不同的解题思路。小组成员需要解决的问题不再是共同讨论如何基于分数除法的运算法则完成计算，而是选择与自身解题思路最为一致的方案，并对其进行特征提取、价值评估、优势判断，为最终做出决策提供方案参照与依据。

例4：本学期，我们学习了分数除法，实际上计算分数除以分数的方法很多，林林想到了借助统一“分数单位”来计算分数除以分数。他的想法是“如果能够运用分数的基本性质把两个分数的分数单位进行统一，那么就可以用两个分数的分数单位的个数相除来计算结果了”。

正基于此，问题解决式教学3.0中的合作学习，可以最大限度地发挥成员的独立性与主观能动性，破除由于学情差异造成的小组成员参与机会不均等、部分成员游离于小组之外的窘境。多元化算法方案耦合的问题解决式教学，既可以帮助学生走出对解决方案“盲人摸象”般的片面化认识，又可以在同伴合作的过程中获取多向的思维方式，实现个体与群体在知识、技能、素养上的协同进化与双向建构。

2.关注自组织与生成式的教学活动组织

作为一个由教学主体、教学内容、教学环境、教学资源等构成的复杂系统，“教学活动各要素都存在现实的复杂性，必然按一定的规则发生自组织与自适应”。1 这就要求教师应完成由课堂控制者、裁判员向问题解决方案的指导者与推动者的角色转换，并“将高阶思维的发展作为教学目标的一条暗线伴随课堂教学的始终”。2 同时要求学生在自主学习与自主探究的基础上，独立形成个性化的问题解决方案，再经由组内协作与组间互助，开展解决思路阐释、应用场景匹配、创意分享研讨、解决方案优化、算法优劣评鉴等活动，汇聚生成多元化的问题解决方案。自组织和生成式的认知建构，不仅促进了学生分析、评价、创造等高阶思维的形成，也有助于知识结构与认知结构的协同发展，真正实现知识建构、能力提升与素养养成。

3.构建虚实结合的问题解决式教学环境

随着问题解决式教学的价值追求转向多元问题解决方案的创制生成，也对教学主体的参与方式、支持资源的获取途径、小组成员的交流形式等提出了更高的要求。因此，原有的教学环境已无法支持和满足现阶段问题解决活动的现实需求，必然要求其由封闭的面对面空间向虚实结合的混合式空间转变。线上线下结合的混合式学习环境对学习活动的支持作用主要体现在以下四个方面：一是可以打破固化的合作小组组织形式，通过组建开放的在线协作学习共同体，促进师生进行跨越时空和更深层次的合作与互动，以促进问题的有效解决；二是在线学习平台与网络为学生提供了便捷、快速、优质的学习资源获取途径，这不仅为问题解决提供了大量的资源支持与策略参照，同时也打破了教师对于教学内容和教学过程的控制与主导，进而促进了教学结构的重塑；三是借助在线学习平台或社交软件，可以将师生之间交流互动由线下的面对面拓展至线上线下相结合，这不仅为学生问题解决中的意见交互、策略研讨和方案协作提供了更加有效的环境支持，而且为教师提供方法指引和决策支持创造了便利；四是借由在线学习平台提供的伴随式学习行为、过程和结果的数据采集与可视化呈现，为教师针对问题解决活动的过程性评价提供数据支持与分析服务。由此，借助虚实结合的混合式空间提供的资源与数据支持，可有效助力问题解决式教学中多元化解决方案的形成与教学目标的达成。

4.重组课前、课中、课后一体化的结构流程

新的问题解决式教学的价值逻辑主要体现在以下两个方面：一是问题本身的逻辑。指向学生核心素养提升的“问题”包括促进学生认知内在建构的真实情境，是深度学习发生的前提条件，更是问题解决能力提升与核心素养养成的过程载体。1 因此，开展问题解决式教学的首要前提是对“问题”的精细化设计，使其能够支持“学生在真实情境下发挥核心价值的引领作用，运用必备知识与关键能力去解決实际问题，全面综合展现学科素养水平”。2 二是问题解决式教学的逻辑。教师应立足学生问题解决能力提升与素养养成，以优化教学结构、拓展教学时空为实现路径，促进课堂教学中心转向课前、课中、课后三个阶段一体化。在此过程中，学习需求分析与自适应内容推送等智能化技术的应用，突破了课堂教学的时空局限，实现了个性化、自主化、即时化的资源获取，有效支持了学生课前自主学习、策略选择与方案制订，课堂思维汇聚、方案评鉴与改进优化，课后反思内化等问题解决活动。问题逻辑驱动的三个阶段一体化的教学活动设计、组织、实施与评价，能够在真实情境的问题解决中支持学生通过协商与会话，实现核心价值引领、学科素养养成、关键能力提升与必备知识建构。

5.再造技术赋能的证实化教学评价体系

如前所述，“互联网+”时代信息技术在教育教学中的深度应用，推动了教学目标转向、合作方式重塑、教学时空融合、教学流程重组，同时，也为真实场景中教与学双向互动过程中的问题实时诊断、结果即时反馈和改进决策形成，提供了全面、客观和证实化的数据支持。具体体现在以下两个方面：一是基于线上线下数据融合分析支持的问题诊断。线上数据包括课前与课后教师教学准备、学生学习投入、测评与疑难反馈、师生互动交流等教与学活动的关键行为和师生投入活动痕迹。线下数据主要依赖于智能传感、智能录播、行为分析等技术支持，实现课堂环节的师生行为参与、互动交流与情感表达等过程化行为的数据采集，强化了教与学过程评价的证实化和客观化。二是历史性数据与即时性数据融合支持的结果反馈与问题改进。“云网端边”系统的无缝衔接与实时数据流转，有效支持教与学活动全环节、全场景、个性化、精准化的数据采集与分析，实现即时化、可视化的结果反馈。与此同时，即时性数据与长期积累的历史性数据的融合应用，有助于深刻洞察与分析问题产生的原因及未来发展趋向，为潜在问题的预测、判断、干预和改进提供坚实的证实性支持。由此形成以差异化评价标准、多样化评价方式、动态化评价过程与证实化诊断优化为典型特征的教学评价体系，促进学生全面发展与育人目标实现。

四、结语

当前，国内外研究者对于问题解决式教学开展了丰富的理论研究与多元的实践探索，然而，如何在问题解决过程中达成核心素养的教育理念与教学目标，依然有待更为深入的理念变革与实践创新。正基于此，对于问题解决式教学发展脉络与价值意蕴的系统梳理与深入阐释，明晰核心素养时代问题解决式教学的协作关系、教学活动、环境支持、结构流程与评价指向，不仅能够为教师开展问题解决式教学提供理论借鉴与实践参照，也将有助于学生在问题解决中掌握必备知识、提高关键能力、养成学科素养、实现全面发展。

The Dilemma and Optimization of Problem-solving Teaching

under the Perspective of Core Competency

YIN  Miao1， LI  Yajuan1， LI  Fengqing2

（1. College of Life Science， Shandong Normal University， Jinan Shandong，  250014；

2. Faculty of Education， Shandong Normal University， Jinan Shandong，  250014）

Abstract： This paper systematically explains and deeply illustrates the evolution and development of problem-solving teaching by using the method of unifying history and logic. It comprehensively analyses the practical dilemmas in problem-solving teaching from the perspectives of the relationship， activities， environment， process and evaluation of the classroom ecosystem. On this basis， this paper puts forward the following five optimization strategies： the division of work and cooperation directed towards the coupling anaysis on multi-verse optimizer scheme， the focus on the arrangement of self-organizing and generative teaching activities， the construction of problem-solving teaching environment combining virtuality and reality， reorganization of the structural process of class-time and after-class activity combination， and a demonstrative teaching evaluation system driven by reengineering technology. This paper aims to provide theoretical and practical reference for teachers to carry out problem-solving teaching.

Key words： problem-solving teaching， core competency， problem solving