以问题解决为导向的深度学习的价值意蕴及模型构建

●郝明晶

问题解决作为现代教学的重要目标，受到国内外学者的广泛关注。纽厄尔(Newell)和西蒙(Simon)认为问题解决是解决者在与问题的相互作用之中使问题得以解决的认知活动过程。[1]加涅(Gagne)系统地梳理了问题解决与学习的关联。他认为，问题解决是结合与应用原有知识结构中已掌握的规则理解新的困境并在理解过程中建立新的学习，问题解决是一种高级的思维方式。[2]安德森(Anderson)曾经提出问题解决要具有目的指向性、操作序列性和认知操作性。[3]

深度学习的教育理念与问题解决具有相互耦合之处，问题解决是实现深度学习的关键路径。深度学习又称为深层学习(Deep Learning)，有关深度学习的研究最早可以追溯到布鲁姆。1956年，布鲁姆(Bloom)在《教育目标分类学》中提出了类似于深度学习的思想。他指出，学习有深层次和浅层次的区别，并将认知领域内的知识、领会界定为低阶思维活动，将应用、分析、综合、评价界定为高阶思维活动。[4]恩特威斯尔(Entwistle)指出，深度学习是一种以深度动机为基础，运用策略进行学习的一种学习方式，具体表现为联系观点、追寻意义、产生兴趣和监控理解、使用证据。[5]2010年以后，研究者认为，深度学习不仅是一种学习方式，更是一种学习过程，是一种有意义的学习过程，是学习者主动对知识进行建构、主动进行批判性思考的过程。美国国家研究委员会(National Research Council，NRC)在对一系列学科理论和研究进行回顾的基础上，把深度学习定义为“个体将从一个情境中学到的知识应用到另一种新情境的过程，即迁移”[6]。

一、以问题解决为导向的深度学习的价值意蕴

问题解决不仅是对方案的实施，更强调对于问题的分析、讨论以及对方案的制定、修改与反思，这些都是建立在对问题的深度理解与剖析的基础之上。以问题解决为导向的深度学习具有如下特征。

一是在真实场域下不断激发学习动机。问题解决以“问题”为核心，为学习者创设真实的问题场域。深度学习是内在动机引发下的学习，学习者主动尝试与建构，在学习的过程中拥有高昂的学习兴致，能够感受到愉悦感、满足感等积极情绪体验。问题解决中的“问题”，是生活中遇到的非良构问题，与良构性问题相比拥有更大的挑战，这类问题更能激发学习者的学习兴趣，这种真实的学习场域更加调动学习者的探究欲望。在解决问题的过程中，学习者的内在学习动机不断被激发。

二是在明确目标与反复尝试中逐层深化的学习过程。问题解决以最终的问题作为明确目标，以子问题作为链接整个活动的线索，将大目标分解成为各个子目标。在明确目标的引领下，学习者率先从阶段性的小问题出发，利用小问题推进大问题解决，逐步推动活动深化。问题解决的过程并不是一蹴而就的，而是一个动态、复杂的变化过程。在问题解决的过程中，问题的难度和深度也逐渐加大，学习者需要不断调动已有经验来分析问题，在已有经验的基础上进一步反思建构来解决新问题，在新旧经验的不断交替与融合下寻求最佳问题解决方案。因此，以问题解决为导向的深度学习，在明确目标的引领和反复尝试下，学习者更易制定问题解决方案，其学习活动更加具有规划性，学习者更易达成有挑战性的学习目标。学习者需要不断调动已有经验来分析问题，在已有经验的基础上不断进行反思建构并解决新问题，在新旧经验的不断交替与融合下寻求最佳问题解决方案。利用小问题的解决推进逐渐实现对核心问题的解决，任何一个问题的解决都需要对问题进行深层次的思考分析，运用创造性思维尽可能探索各种解决问题的方案，用批判性思维对比验证各种方案，用元认知对问题解决的整个过程进行反思和总结。伴随着这样动态反复的学习过程，学习者的思维不断向深层次发展，团队间的协作理解逐渐加深，学习者的内在动机不断被激发，这些都为深度学习的实现奠定了基础。

三是积极认知活动促发学习发展。问题解决的关键特征之一是认知操作性，对问题进行表征、分析、验证、评价等都离不开各种思维的发展，思维的认知操作是问题解决的基本成分。高阶思维不仅是深度学习发展的核心特征，而且是深度学习发展的核心要素。在问题解决中，一系列的认知操作，促进了高阶思维的发展，为深度学习的发生奠定基础。首先，问题解决注重批判性理解。在探索问题解决方案阶段，不同的学习者可能会提出多种不同方案，此时需要学习者对各个方案进行辨析和比较，选择出最合适的方案。其次，问题解决注重迁移与应用。问题解决过程中面对的问题具有一定的难度和挑战性，要求问题解决者将已有经验与新的问题情境相关联，对已有经验不断进行加工创造。最后，问题解决注重反思与建构。问题解决强调对问题进行重新建构与理解，强调对原有概念进行调整、分析与评价。问题解决通过深度反思不断加深对问题的理解，加强学习者对自身整个学习过程的监控与调节，在不断的监控和调节中促进元认知的发展。因此，在整个问题解决的过程中，学习者的批判性思维、经验迁移能力、反思能力不断发展，认知思维向高阶转变，为深度学习的实现奠定基础。

四是多向互动与合作。问题解决以小组合作为主要活动形式，注重高质量学习共同体的构建，强调学习者之间的深层次交流与互动。在问题解决过程中，学习者的团队沟通能力与协作能力得到发展。学习者在合作解决问题的过程中，通过对问题解决方案的讨论、对自身观点的论述发展沟通交流能力；在对问题解决方案进行尝试的过程中，通过积极分工、共同完成探究任务，学习者的协作能力得到发展。在问题解决的过程中，学习者不断地交流与互动，提升人际交往能力，以积极合作作为实现深度学习的有效方式。深度学习是立足于多向互动与小组合作的新型学习方式，强调深度交流与讨论，构建高质量的学习共同体。

以问题解决为导向的深度学习，强调以问题解决为途径，以问题作为整个学习活动的链条，以真实的问题情境作为学习活动场域，通过对复杂、有挑战性的非良构问题的分析、思考与解决，实现低阶思维向高阶思维的转变，实现由被动学习向主动学习的转化，实现独立学习向合作学习的转换。以问题解决为导向的深度学习，将问题解决作为实现深度学习的重要落脚点和突破口。以问题解决为导向的深度学习追求的是学习者在认知领域、情感领域、人际交往领域内的整体性深度发展，在认知领域内以发展高阶思维为立足点，在情感领域内以积极动机和情绪体验为方向，在人际交往领域内以形成高质量的多向互动为目标。

二、以问题解决为导向的深度学习的理论支撑

从以问题解决为导向的深度学习的基本内涵看，问题解决学习与深度学习之间存在密切关系，情境认知理论、分布式认知理论、元认知理论、人本主义理是将二者结合的理论支撑。

(一)情境认知理论

情境认知理论把知识视为个体和社会或物理情境之间联系的属性或互动的产物，是一种能够提供有意义学习并有利于知识向真实情境中迁移的学习理论。一方面，以问题解决为导向的深度学习是基于真实情境的学习活动，强调学习者对真实问题情境中的问题解决，强调对已有知识整合后灵活迁移运用到真实的问题情境之中。另一方面，以问题解决为导向的深度学习需要实践共同体的构建与支持。情境认知理论强调的学习并不仅指向个体参与，而是在整个学习共同体之中不断塑造和发展着的学习共同体。以问题解决为导向的深度学习强调对真实问题情境中非良构性问题的解决，这些在学习者“最近发展区”之上的问题不仅需要学习者调动自身高阶思维、整合建构经验，而且需要实践共同体成员共同交流讨论，不断进行互动评价，以实现问题解决。

(二)分布式认知理论

分布式认知理论是由赫钦斯等人提出的认知科学的一个新分支，其概念具有两层含义，即分布式认知是一个由认知主体和环境组成的系统、分布式认知是对外部表征信息与内部表征信息进行加工处理的过程。[7]分布式认知认为认知分布于个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会和时间等之中。[8]一方面，以问题解决为导向的深度学习是新旧经验之间互相建构、学习者相互交流的学习。分布式认知强调认知的多重分布性，强调认知群体之间的相互构建的过程，合作、讨论、交流是分布式认知理论强调的学习方式。在深度学习中学习者通过沟通交流、讨论学习、合作学习，进行思维的碰撞，不断加深对观点的认识，共同实现对于问题的解决。另一方面，以问题解决为导向的深度学习注重外部表征信息与内部表征信息的处理加工，注重学习环境的创设和可视化思维工具的运用。在以问题解决为导向的深度学习中，对问题的精准分析是解决问题、实现深度学习中的关键一环，这需要学习者和对问题不断进行表征，并利用一些思维可视化工具实现多元化表征方式，如常见的思维导图来帮助学习者思维外显化。

(三)元认知理论

1970年，弗莱维尔(Flavell)首次提出元认知的概念。他认为，元认知是认知主体对自身心理状态、能力、任务目标、认知策略等方面的知识，也是认知主体对自身各种认知活动的计划、监控和调节。[9]元认知一般包括三个方面，即元认知知识、元认知体验和元认知监控。[10]元认知在以问题解决为导向的深度学习过程中起着非常重要的作用，元认知与深度学习、问题解决学习存在着相互促进的关系。一方面，在以问题解决为导向的深度学习的过程中，学习者的元认知能够得到发展；另一方面，元认知能够助推深度学习，帮助学习者实现深度学习。

在以问题解决为导向的深度学习中，元认知知识、元认知体验、元认知监控均有所体现。第一，元认知知识，即个体关于自己或他人的认识活动。在以问题解决为导向的深度学习中体现为要求学习者不仅掌握知识，而且了解知识产生的过程，学习者要精准提取出与问题情境相关的知识经验。第二，元认知体验，即伴随着认知活动而产生的认知体验或情感体验。元认知体验在以问题解决为导向的深度学习中表现为要求学习者能够批判性地检查论据的逻辑性，要求学习者评价新想法的同时能够将这些想法与结论相关联。第三，元认知监控，即个体在认知活动中对自身认知活动的监控与调节，以达到预期的目标。在以问题解决为导向的深度学习中，学习者需要对自身的活动过程进行监控，这体现在不断发现新的问题，对解决问题的过程不断进行反思，从而优化问题解决方案，在创造性建构的过程中实现思维的深度发展。

(四)人本主义理论

人本主义学习理论认为学习是情感与认知相结合的活动。人本主义学习理论下的学习过程是学生的一种自我发展、自我重视，是一种生命的活动。[11]

首先，以问题解决为导向的深度学习是一种有意义学习。有意义学习是一种使个体发生重大变化的学习[12]，强调学生的学习兴趣，拥有主动的学习动机，能够积极地参与学习活动。以问题解决为导向的深度学习发生的条件之一是积极主动的学习动机，即学生拥有强烈的学习愿望，能够沉浸到探究情境之中。

其次，以问题解决为导向的深度学习是以学习者为中心的学习。人本主义理论强调要激发学习者的自我潜能，创设自主的学习环境，为学习者赋权。以问题解决为导向的深度学习同样强调自主探究式的学习，学习者自身有选择探究内容、选择活动形式、选择活动伙伴、确定探究方案的权利。

最后，以问题解决为导向的深度学习强调充满人际关系的活动氛围。人本主义学习理论提出“非指导性教学”的教学原则，强调教师指导的艺术。非指导性教学原则不拘泥于固定死板的教学内容，强调教学内容的灵活性和可随时生成性。教学的内容随着学习者的研究兴趣可以适当改变，支持学习者自主选择主题内容；教学场地也不仅仅局限在教室和校园之中，而是将资源进行有效利用，实现活动空间拓展。以问题解决为导向的深度学习遵循非指导性教学原则，强调民主平等的师生关系，注重师生之间的交流和宽松融洽的探究氛围，强调师生、生生之间的探究与合作。

三、以问题解决为导向的深度学习的模型构建

学习困惑是深度学习发生的关键，问题意识是进行问题解决的重要前提。问题作为在深度学习活动中的核心链条，是贯穿整个学习活动的线索。问题解决是实现深度学习的最核心路径，学习者在解决一系列复杂、有挑战性问题的过程中逐渐实现深度学习。在此基础上，结合深度学习与问题解决学习的内涵特征与经典学习过程，并加之将二者相结合的理论基础支撑，构建出以问题解决为导向的深度学习模型。该模型主要包括四个核心：

(一)以问题解决为导向的深度学习过程

一是发现问题。问题意识是发现问题的第一步，强调学习者能够意识到问题的存在。发现问题有两个关键要素：第一，问题是存在于真实情境中的问题，具有一定的复杂性和可持续性；第二，学习者是发现问题的主体，拥有选择探究问题的自主性，而不是被动接受规定好的研究问题。满足其中两个要素，有利于创设真实的问题解决情境，从而引发学习者的问题意识。

二是表征与分析问题。问题表征意味着对于问题的分析和理解。西蒙(H A.Simon)认为：“问题表征是问题解决者在头脑中以某种理解来呈现问题，使问题的任务领域转化为问题空间，是问题解决者对一个问题所达到的全部认识状态。”[13]问题表征既是一种过程(即对问题的理解和内化)，也是问题理解的一种结果(即问题在头脑中的呈现方式)。[14]问题表征主要指对问题的分析和理解，强调对问题构成要素的分析，即问题的起始状态、问题的目标状态以及如何实现起始状态到目标状态之间的转化分析。常见的问题表征方式有言语表征、动作表征和图像表征等。在深度学习活动中，为了促进学习者思维的创造性发展，应在不同的问题情境下结合不同的问题特征采取多元化表征的方式，对问题进行深度剖析。

三是激活先期认知经验。激活先期认知经验属于活动前的准备阶段，该过程主要涉及学习者的记忆检索。背景知识是学习者的已有知识经验，通过回忆与检索，建立新旧经验之间的双向建构与联结。在活动中，教师通常运用多元发问的方式调动学习者的前期经验，引导学习者在新旧经验之间建立有效联结。

四是批判理解与建构。批判理解与建构是以问题解决为导向的深度学习过程之中的核心过程，涉及知识建构与转化、迁移与应用。批判性思维是深度学习的核心特征，要求学习者拥有理性与反思思维，具有问题意识与质疑能力，具有区分观点与澄清观点的能力。在此过程中，学习者通过批判性分析与建构，将观点不断进行输出，在输出与应用的过程中不断创建新的问题解决方案。

五是寻求问题解决方案。寻求问题解决方案阶段主要包括两个核心环节，即分析讨论、猜想假设。分析讨论环节是小组学习者就各种可能的问题解决方案进行讨论与分析，小组成员就自身的观点看法展开讨论，各自运用已有的知识经验及推理来维护、完善自身的观点，促进交流与碰撞。猜想与假设是成员间建立头脑风暴、思维不断发展的过程，学习者结合活动目标和现状，就方案的实施情况进行预判。创造性思维与发散性思维在此环节得到提升。

六是实验与验证方案。实验与验证阶段需要对上一阶段假设的问题解决方案付诸行动。在验证方案的过程中，学习者要对上一阶段的活动方案实施效果进行评估，评估是否达到预期目标，是否能够成功解决预期问题，并对方案的达成情况进行完整记录。

七是评价与反思。评价与反思是贯穿以问题解决为导向的深度学习的整个过程的关键，推进整个活动的深度开展，主要包括回顾与评判两个阶段。这一过程是学习者自我提升之所在，就整个学习过程进行回顾后，对自身的不足与改进之处进行分析，并提出下一步改进计划。在此过程中，学习者主要有独立反思和协作反思两种反思形式。独立反思是学习者自身对整个问题过程的回顾、分析、评价和改进。协作反思是学习者由于认知的有限，通过与他人的交流讨论来实现对整个问题解决过程的回顾、评价和改进等。

需要注意的是，此学习过程融合了问题解决与深度学习过程的复杂动态性、反复循环性、认知操作性、目标引领性、真实情境性的特征，是一个循环反复的动态变化过程，问题解决的挑战性逐渐提升。在以问题解决为导向的深度学习过程中，面临的问题情境是复杂的且非良构的，需要学者者对问题进行不断拆解。在评价与反思环节后，如发现有的问题解决方案仍存在不足，则需要重新回到表征与分析问题环节，重新激活先期经验，对问题再次进行批判理解与建构，逐渐完善问题解决方案，直至形成最佳问题解决方案。

(二)教师多元化支持模块

教师的多元化支持模块是学习模型构建的核心支持体系。在此模块中，立足构建多元化、高质量的教师支持体系。教师是学生深度学习的促进者和支持者，为学生提供“脚手架”，是实现学习者深度学习的“催化剂”。第一，提问支持，利用阶梯式提问触发内在认知冲突。教师结合不同的活动情境，综合运用回忆式提问、分析式提问、发散式提问、反思式提问和辩论式提问等多元提问方式引发学习者深度思考，构建师生、生生之间的多回合深度交流模式。第二，情感支持，为学习者营造良好的深度学习氛围，在充满安全感的人际关系中尽情探索。教师综合运用言语支持和非言语支持(眼神交流、面目表情、动作手势)表现出对学习者的关注、理解、倾听和鼓励，激发学习者的积极情绪体验。第三，评价支持，教师引导学习者进行自主评价和同伴互评的过程取向性评价来促进元认知发展，从多元评价方式、多元评价主体、关注多元评价内容共同引发深度反思。第四，经验支持，教师为学习者搭建认知桥梁，帮助学习者拓宽认知的广度和深度。教师统筹运用支持策略，帮助学习者实现在认知、情感、人际交往领域内的综合协调发展。

(三)学习交流模块

学习交流社区模块的组建。互联网+、数字技术的广泛应用，为学习者的交流与互动带来了崭新的模式。学习交流社区是为学习者与学习者、学习者与教师、学习者与家长、教师与教师、家长与教师之间搭建的深度交流沟通的平台，帮助学习者与教师、家长之间实现深度互动，实现了家校社的深度交流与合作。学习交流社区可以分为即时讨论和定期讨论两大模块。即时讨论模块，学习者就遇到的问题实时进行商讨，开展实时跟进的深度交流。这样的线上交流可以克服时间和距离上的困难，即时解决问题并强化观点。学习者就所困惑的问题随时表达观点，开展讨论学习，在不同角色身份的讨论过程中促进批判性思维与发散性思维的发展。学习讨论模块是推进活动开展、提高活动质量的关键模块。学习者与学习者之间的观点碰撞，教师与教师之间的活动研讨、资源共享，家长与教师之间的观念分享，这些都离不开长效的学习讨论模块。多元化的学习交流模块的组建为以问题解决为导向的深度学习共同体的构建带来了前提基础。

(四)资源中心模块

资源中心模块主要包括知识库、工具库和材料库。教师在这一模块为学习者提供丰富的资源，组建信息资源平台。教师组建知识库，为学习者提供知识经验支持，让学习者在主动检索后实现知识的深度扩展；教师组建认知工具、交流工具、情境工具、评价工具于一体的工具库，尤以思维导图为代表的认知工具，推进学习者深度学习进程；教师组建材料库，让学习者通过对多种类型材料的感知、体验和操作，激发活动参与的热情，在尽情探究中实现深度学习。材料库的材料类型丰富，多为操作性强的低结构材料，学习者能够与材料充分互动，满足学习者的探索欲望。

四、结语

近年来，伴随着创新型人才培养理念的推行，深度学习实践在全国各地不断开展，深度学习成为构建高质量教育体系的重要举措。深度学习的理念与问题解决学习有内在耦合性，基于此，将问题解决作为实现深度学习的核心路径和重要锁链，从学习过程、教师支持、学习交流、资源中心四个模块共同构建深度学习模型，实现浅层学习向深度学习的转变，进而培养学习者的高阶思维、积极情绪体验、合作交往能力、具身沉浸体验等高阶表现，实现在认知领域、情感领域、人际交往领域内的深度发展。本研究厘定了以问题解决为导向的深度学习的基本内涵，为后续从问题解决视角出发，探究深度学习的评价体系提供理论参考，从而进一步提升深度学习活动质量。