PBL教学法培养学生创新能力的优势、困境与突破路径

吕麦蓉

［摘           要］  与传统教学方法对学生创新能力的培养相比，PBL教学法具有利于学生获取和整合知识技能、能够培养学生的创新思维、可以创造积极的创新环境、提供丰富的资源和支持、注重培养学生个性的优势。但目前实践中存在教师对PBL教学法的理解和应用不够深入、学生的问题解决能力有待提高、缺乏合适的课程设置和评价机制等困境。为此，加强教师发展、提供资源支持、重构课程内容、构建评估机制，是PBL教学法培养学生创新能力的突破路径。

［关    键   词］  创新能力；PBL教学法；教育教学

［中图分类号］  G645                   ［文献标志码］  A                   ［文章编号］  2096-0603（2024）09-0０73-04

21世纪以来，伴随着新一轮科技革命和产业变革的孕育兴起，创新能力已经越来越成为世界综合国力竞争的决定性因素[1]。创新能力的培养成了强国建设对教育的重要要求之一。目前许多国家的教育政策、课程设置、教学方法、评价体系都对学生的创新能力培养做出了明确要求。特别是美国学者，在系统研究创新能力概念以及创新能力培养途径的基础上，通过自然观察、自陈报告、他人评分以及现场测试等多种方式采集学生创新能力信息，对中小学生创新能力进行评价，并将评价结果应用于教学内容与方法的设计以及学校课程的开发中[2]。国内诸多学者就创新能力的概念与培养模式构建进行了大量的研究与探索，对于创新能力评价则是通过构建创新能力核心素养和评价指标，凭借学生自我认知对其创新能力进行识别和评价，评价群体主要是面向大学生和研究生，很少涉及中小学生[3]。少有重视教学方法对各阶段学生创新能力培养的影响的研究。

一、PBL教学法易于培养创新能力的优势

（一）创新能力的含义

何为创新能力，国内外学者莫衷一是。国内普遍将青少年的创新能力视为青少年在学习科学知识、解决科学问题和开展科学创造活动中，根据一定目的，运用一切已知信息，产生出某种新颖、独特、有社会或个人价值的产品的智力品质或能力[4]。纵观国内外关于创新能力的研究，可以将创新意识、创新情感、创新人格或创新精神统一为创新品质，认为通用的创新能力主要由创新品质、创新思维、创新技能构成[5]。

（二）PBL教学法培养学生创新能力的优势

PBL（Problem-Based Learning）教学法是基于问题的教学方法，它首先于1969年在麦克马斯特大学的医学科学课程中被采用，后因其利于培养学生解决实际问题的能力而受到越来越多的重视，如今PBL教学法在美国、中国、加拿大、西班牙、土耳其等国家都有广泛的应用[6]，已从最初的医学教育领域走向其他学科教育领域，是近年来国际上受到广泛关注的一种教学模式。PBL是以信息加工心理学和认知心理学为基础的，属于建构主义学习理论的范畴，是建构主义教学改革设想当中的 “一条被广泛采用的核心思路 ”；教师在PBL教学法中的角色是教学模式和任务的设计者、教学活动的引导者和管理者、教学过程的组织者和监控者、学生学习的指导者和合作者、教学效果的检查者；PBL教学法可以培养学生的终身学习能力和学生的创新思维、团队精神、表达能力、人际交流能力、个性心理素质等各方面的素质[7]。PBL教学法能提高学生的学习动机，发展其高阶思维、元认知和自我调节学习能力，同时使学习与现实世界、日常生活有关；其目标是提高学生的解决问题能力，自主学习能力，团队合作能力，语言、管理和学习能力；PBL教学方法的五个步骤是让学生参与问题、组织/管理学生、指导个人和小组调查、开发和展示学生的工作成果、分析和评估问题的解决过程。

PBL教学法强调学生以小组为单位，以学生的观点去调查研究解决问题，学生是自主的学习者，是愿意合作也善于合作的人。首先，在PBL教学中学生需要通过调查研究、实地考察、实验操作等习得知识和技能，这种主动学习的方式激发了学生的学习兴趣，提高了他们的学习效果；同时，学生还需要将习得的知识、技能与现实生活中的问题相结合，进行综合分析和思考，这样可以锻炼学生对知识、技能的整合能力；这种综合运用知识和技能的能力是创新能力的基础，能够帮助学生更好地理解和解决复杂问题。其次，PBL教学法能够培养学生的创新思维。在PBL教学中学生往往需要面对一些未知的问题或者挑战性的任务，为了解决这些问题，学生需要进行独立思考和探索，寻找新的解决方案；在这个过程中，学生不仅需要运用已有的知识和技能，还需要发挥想象力和创造力，提出新的观点和方法；通过这样的训练，学生的创新思維可以得到锻炼和提高。再次，PBL教学法可以创造积极的创新环境。一方面，与传统的课堂教学相比，PBL教学法更加注重学生的参与和互动；学生在团队中合作完成任务，互相交流和讨论，共同解决问题；合作学习的方式促使学生积极思考和表达自己的观点，激发了他们的创新潜能。另一方面，PBL教学法还提供了丰富的资源和支持，如图书馆、实验室等，为学生提供了更多的实践机会和创新平台。这种积极的创新环境有助于学生形成良好的创新习惯和思维方式。最后，PBL教学法注重培养学生的个性。在PBL教学中，每个学生扮演着不同的角色，有的学生负责调研和资料收集，有的学生负责实验和观察，有的学生负责分析数据和撰写报告等；任务分工的方式使每个学生都能够发挥自己的特长和才能，培养了学生的领导能力、沟通能力和合作精神；同时，PBL还要求学生具备一定的自我管理和时间管理能力，因为他们需要在有限的时间内完成任务并取得成果，个性培养对于培养学生的创新能力具有重要意义。

简言之，PBL教学法具有利于学生获取和整合知识技能、能够培养学生的创新思维、可以创造积极的创新环境、提供丰富的资源和支持、注重培养学生的个性的优势。通过PBL教学法的实践和应用，可以有效提高学生的创新品质、创新思维和创新技能，提高学生的创新能力，从而培养出更多具有创新能力的人才。

二、PBL教学法在基础教育教学实践中的困境

（一）教师对PBL教学法的理解和应用不够深入

通过观察和调查研究发现，教师对PBL教学法的理解和应用不够深入。首先，教师对PBL教学法的理论认识不足。学校领导及一线教师只是将PBL教学法作为一种教学方法进行简单应用，而没有真正理解其核心理念和方法；他们仅仅将其视为一种课堂活动形式，而没有认识到PBL教学法强调学生主动探究和解决问题的能力、培养学生的创新思维和问题解决能力的重要性；教师了解PBL教学法的基本概念和特点，但对于如何将其与课程内容相结合、如何设计有效的教学活动等问题，却缺乏深入的思考和研究。这导致教师在实际应用中往往陷入盲目模仿和生搬硬套的困境，无法找到合适的切入点来引导学生进行问题解决和学习，在设计教学活动时往往缺乏创新和灵活性，只能机械地按照教材或教案的要求进行教学，无法激发学生的学习兴趣和主动性，也就无法充分发挥PBL教学法的优势。其次，教师在PBL教学法的操作层面上存在不足。一些教师在进行PBL教学法教学时过于关注问题的提出和讨论，而忽视了对学生学习过程的引导和监控；他们只注重学生解决问题的结果，而忽视了学生在解决问题过程中所遇到的困难和挑战，这使得学生在学习过程中缺乏指导和支持，无法有效地运用所学知识和技能来解决问题。此外，教师在组织学生进行小组合作时，往往缺乏有效的沟通和协调能力。他们没有明确的角色分工和任务分配，导致学生之间的合作效果不佳，一些学生可能会主导整个小组的工作，而其他学生则被动地参与其中，无法发挥自己的潜力。最后，教师在评价PBL教学法教学成果方面也存在误区。一些教师过于注重学生最终的解决方案，而忽视了学生在解决问题过程中所展现出的审辩性思维、创新能力和团队协作能力等关键素质，这使得他们在评价学生的学习成果时容易陷入片面和表面化的境地，从而影响PBL教学法在课堂中的有效实施。

（二）学生的问题解决能力不足

PBL教学法强调学生的自主学习和问题解决能力，但是在实际应用中学生的问题解决能力还有待提高。首先，一些学生在面对复杂问题时缺乏分析和解决问题的能力。PBL教学法强调学生的主动性和自主性，要求他们独立思考和解决问题，但对于一些学生来说，这种转变并不容易适应，他们习惯于接受教师提供的答案，而没有学会独立思考和分析问题，这导致他们在遇到新的问题时往往束手无策，无法有效地利用已有知识和技能来解决问题，他们需要更多的指导和支持来培养自身的问题解决能力。其次，学生缺乏团队沟通和协作能力。在PBL教学中，学生通常被分成小组进行合作，他们需要学会倾听他人的意见、尊重他人的观点，并通过有效的沟通和协作达成共识，然而有些学生在这方面的能力还不够成熟，当需要共同解决问题时，就会出现意见不合、冲突和矛盾的情况，不能有效地沟通和协调彼此的想法和意见，从而影响整个团队的合作效果。此外，一些学生在解决问题时缺乏创造性思维和创新能力。PBL教学法鼓励学生从不同的角度思考问题，寻找创新的解决方案。然而有些学生习惯于按照既定的模式和方法来解决问题，缺乏创新的思维方式；他们过于依赖传统的方法和思维方式，缺乏创新思维和解决问题的新思路，这使他们在面对新挑战时难以找到有效的解决方法。

（三）课程设置不合理，评价机制缺乏

PBL教学法能否高效实现学生创新能力的提升与课程设置和评价机制密切相关，但在PBL教学法实际应用中存在课程设置不合理、评价机制缺乏的问题。首先，课程设置不合理是PBL教学法的一个重要问题。PBL教学法强调实践性和综合性，课程设置上需要打破传统的学科界限，实现跨学科的整合；教师需要在课程设计中充分考虑各学科之间的联系，将理论知识与实际应用相结合，使学生在学习过程中能够全面掌握各学科的知识体系，然而这在实际操作中会遇到一些困难。例如，学校缺乏足够的课程资源来支持跨学科的教学，导致教师在设计和实施课程时受到限制；教师本身也需要进行跨学科的培训，以提高他们在不同学科领域的专业素养，这些因素都影響了PBL教学法在课程设置方面的有效实施。其次，评价机制缺失也是PBL教学法的一个关键问题。一个科学的评价机制应该能够全面反映学生的学习情况，激励他们不断提高自己；然而一些学校仍然沿用传统的考试评价方式，忽视了评价机制的建设，难以全面、客观地评价学生的学习成果，导致评价结果不能准确反映学生的能力和素质。例如，有些教师过于依赖将考试成绩作为评价标准，而忽视了学生在解决问题过程中的表现和进步；他们只关注学生是否完成任务，而忽视了对问题解决过程和思维能力的评估，这种评价方式导致学生只是为了完成任务而努力，而不是真正地理解问题和掌握解决问题的方法。有些教师虽然采用了多元化的评价方式，但评价标准不明确，导致评价结果模糊不清。

三、PBL教学法培养学生创新能力的路径

（一）加强教师发展

为了提高教师对PBL教学法的理解和应用水平，学校可以采取一系列措施来加强对教师的专业培训和交流。首先，学校可以定期组织研讨会和培训班。研讨会和培训班可以邀请专家学者和有经验的教师进行授课和分享，内涵可以涵盖PBL教学法的核心理念、方法和案例分析等内容，帮助教师深入了解PBL教学法的精髓和实施要点。其次，学校还可以建立教师交流平台。平台可以是一个在线论坛、一个专门的微信群或者一个定期的教师交流会等。通过平台，教师可以分享他们在应用PBL教学法时的经验和教训，互相借鉴和学习。再次，学校也可以鼓励教师之间进行合作，组织小组讨论和项目合作，促进教师之间的互动和合作精神的培养。同时，学校还可以鼓励教师参加相关的学术会议和研讨会，开阔他们的专业视野，为教师提供更广阔的学术交流平台，让他们与国内外的教育专家和同行进行深入的交流和探讨，使教师可以了解到不同地区和学校在PBL教学法方面的最新研究成果和实践经验，从而不断提升自己的专业素养和教学水平。此外，学校还可以建立教师评估机制，对教师在PBL教学法应用方面的表现进行评估和反馈。通过评估教师的教学效果和学生的学习成果，学校可以及时发现问题和不足，并给予相应的指导和支持。最后，学校还可以设立奖励机制，对在PBL教学法应用方面取得突出成绩的教师进行表彰和奖励，激励教师更加积极地投入PBL教学法的实践中。通过实施以上措施，学校可以有效提高教师对PBL教学法的理解和应用水平，进一步提升教师的专业素养和教学水平，更好地推动PBL教学法在教育教学中的广泛应用，提高学生的学习效果和综合素质。

（二）提供资源支持

PBL教学法作为一种以问题为导向的教学方法，需要丰富的教学资源来支撑其有效实施。首先，学校可以提供符合PBL教学法教学的教材。学校可以与相关出版社合作，选购或开发符合PBL教学法教学要求的教材，确保教材内容与学生的实际需求相匹配；学校还可以提供各种教具，如模型、实验器材等，以帮助学生更好地理解和应用所学知识。其次，学校应该提供实验设备。PBL教学法强调学生的实践操作能力，因此学校應该配备先进的实验设备，以满足学生的实验需求；这些实验设备可以是物理、化学、生物等领域的实验仪器，也可以是计算机、网络等信息技术设备的配备；通过提供实验设备，学生可以亲自动手进行实验，培养实际操作能力和解决问题的能力。此外，学校还可以利用网络资源，为学生提供更多的学习机会。随着信息技术的发展，网络资源已经成为学生学习的重要途径之一；学校可以建立自己的在线学习平台，提供各种学习资源，如PBL教学法案例、教学视频、在线课程、电子书籍等；学生可以通过这些资源进行自主学习，拓宽知识面，提高学习效果。最后，学校还可以鼓励学生参与在线学习社区，与其他学生进行交流和合作，共同解决问题，促进学习成果的分享和交流。总之，为了支持PBL教学法的有效实施，学校必须要为教师和学生提供必要的资源支持。通过这些资源的提供，教师可以更好地引导学生进行问题解决和实践操作，培养学生的创新能力。

（三）重构课程内容

PBL教学法的所有活动都是以一个问题开始，所以PBL教学法课程内容的重构实质就是问题的重构。首先， 在PBL教学法中，学生是为了解决问题而学习领域内容，不是将问题作为前面教授的概念和原理的例子，不是将解决问题作为学习的应用。PBL教学法属于建构主义理论范畴，建构主义学习环境（Constructivist Learning Environments，以下简称“CLEs”）的设计需要选择一个适当的问题作为学习的聚焦点，CLEs中的问题要素包括问题境脉、问题表征和问题操作空间三个部分；这些问题应该是有趣的、相关的和吸引人的，应该是界定不良或结构不良的，应该是真实的[8]。其次，PBL教学法的问题设计需要具备系统性和进阶性，符合对学生学习经验有效组织的连续性、顺序性和整合性的三大标准[9]。此外，教师在教学过程中除了关注学生的学习进度和成绩外，还应该重视课程内容的及时更新和完善。由于随着社会的不断发展和变化，一些知识和技能会逐渐过时或不再适用。因此，教师需要定期对课程内容进行审查和调整。通过关注行业动态和社会发展趋势、调整课程内容、培养学生的实践能力和创新能力以及加强跨学科合作等方式，教师可以为学生提供更加丰富、实用和有趣的课程体验，做到与时俱进，满足社会发展的需求。

（四）构建评估机制

构建有效的PBL教学法评估机制是培养学生创新能力的制度保障。 评估隐含两个重要的方面：一方面应该评估学生的行为，因为教育寻求的正是学生行为的改变；另一方面评估应该包含在任意一段时间内做的一次以上的评估，有必要在早期进行一次评估，然后在晚些时候再评估一次，以确定变化是否已经发生。因此，构建PBL教学法的评估机制需要注意以下几点原则。首先，问题应该是真实存在的而非专为课程设计，其目标应明确且可评可测。即问题应该与现实生活中的情况相关，能够引发学生的思考和讨论；通过解决真实存在的问题，学生可以更好地理解和应用所学知识；问题的目标和要求应该清晰、明确，学生可以根据这些目标和要求来评估自己的答案和解决方案，问题的解决方案也应该可以被量化或测量，以便学生能够准确地评估自己的表现和进步。其次，活动过程应围绕学生进行逐步设计，使学生通过逐步完成小目标而实现问题解决的目标，从而激发学生的学习兴趣和动力，提高他们的问题解决能力和综合素质。教师可以采用多种教学策略，以满足不同学生的学习需求，及时给予学生反馈和指导并对活动过程进行总结和评估。此外，评估应该关注学生的高级思维技能和问题解决能力，即评估不应仅仅依赖于测试或考试，而应包括对小组实际讨论内容、模式的多样化、多学科知识的包含、开放性问题的处理、集体思想的体现、事件有机关联及科学解释的逻辑性等方面的评价。

参考文献：

［1］李晓雅.“双减”：基础教育阶段创新型人才培养的新契机［J］.广西师范大学学报（哲学社会科学版），2021（6）：107-115.

［2］徐会强，杨美娟，高嵩.中学生创新能力评价指标体系的构建与应用研究［J］.物理教师，2023，44（9）：25-28.

［3］钟柏昌，龚佳欣.学生创新能力评价：核心要素、问题与展望：基于中文核心期刊论文的系统综述［J］.中国远程教育，2022（9）：34-43，68.

［4］胡卫平，俞国良.青少年的科学创造力研究［J］.教育研究，2002（1）：44-48.

［5］沈光辉，高鑫，宋乃庆.基于创客教育视角的初中生创新能力测评模型构建与应用［J］.中国电化教育，2002（4）：71-78.

［6］魏光月，刘松艳，王萌，等.PBL教学法在无机化学概念性知识中的应用［J］.化学教育（中英文），2021，42（20）：41-46.

［7］张岚.网络环境下的大学英语PBL教学模式设计［J］.兰州学刊，2008（S2）：176-178.

［8］查尔斯·M·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］.北京：教育科学出版社，2011：265-282.

［9］拉尔夫·泰勒.课程与教学的基本原理［M］.罗康，张阅，译.北京：中国轻工业出版社，2014：89-90，113.

编辑 栗国花