“互聯網+”視域下以PBL問題導向高層次思考的移動學習模式探討＊

陳 辰，劉微微

PBL學習模式的起點，是認知學習的主軸所在。當學習者面臨問題時，為了了解和解決問題，或者從最低的思考層次，即從已知的知識入手，必要時再搜集相關的資料，在了解了問題或知道了答案后就終止了學習過程。經過一系列的假設與驗證，找到解決問題的辦法。在這個過程中，人們通過主動探索獲得的知識，遠比被動告知更多、更深入。BenjaminBloom(1956)[1]將認知領域分為六個級別：知識(knowledge)、理解(Comprehension)、應用(Application)、分析(Analysis)、綜合(Synthesis)、評價(Evaluation)、創造(Creation)。知識層次注重的是回憶；理解層次注重的是轉換；應用層次注重的是概括化；分析層次注重的是分解或發現；綜合層次注重的是組合；評價層次注重的是判斷（圖1）。Bloom發現，超過95%的學習者可能停留在最低的知識獲取及理解的層次中。

圖1 BenjaminBloom的認知領域

所以，“問題”不但提供了學習的方向、動機，更帶動了學習的應用。因此，PBL教學法是培養學習者解決問題的能力，即學習者由現實生活情境中的問題與狀況中發現并設定自我學習目標，通過實際參與和合作，運用批判思考問題掌握技能和學科內容知識，去解決真實世界問題的一種教學策略。PBL(Problem-BasedLearning)作為一種教學方法，可以激發學習者自我創作及訓練解決問題的能力，但現今社會個體所必須具備的不單是解決問題的能力，更需要有分析、綜合、評鑒等能力，這些均屬于“高層次思考”(higher-order thinking)能力，它是處理心理過程以達成判斷、決策、解決問題、建構及溝通意義的能力和意愿，至少包括質問、詮釋、分析、綜合、組織統整信息、概化和推論、評估和預測結果、創造和評價等過程，而這些過程必須被適當地選擇、結合和使用。我國推行九年義務教育，在十大基本能力中，有四項能力與高層次思考有極為密切的關系。[2]一是欣賞、表現與創新：培養感受、想象、鑒賞、審美、表現與創造的能力，具有積極創新的精神，展現自己個性，提升日常生活的品質。二是運用現代科技與收集信息的能力：正確、安全和有效地利用科技，收集、分析、整合與運用信息，提升學習效率與生活品質。三是主動探索與研究：激發好奇心與觀察力，主動探索和發現問題，并積極將所學的知識運用于生活中。四是獨立思考與解決問題：養成獨立思考及反省的能力與習慣，并能夠有效地解決問題和沖突。

科技的發展改變了學習方法，從早期的e化數位學習到移動學習，再到目前的無所不在的學習（圖2）。[3]電腦與網絡科技設備的發展正引領著傳統校園進入嶄新的學習環境。應用網絡傳輸學習信息及內容的學習方式已然成型，學校的教學活動也隨之改變。

圖2 網絡數字學習演進

近年來，學生尋找知識的方式已經從過去的教師課堂講授到圖書館的紙制資料，再到不受時空限制的移動學習空間。因此移動學習必將成為現代重要的學習模式，數字化的教學活動涵蓋面相當廣泛，網絡的便捷性可以豐富教學內容并提高教學質量。小組成員間的學習過程不但可被記錄，還可以將其分享給其他學習者。本文以PBL導向高層次思考的學習模式作為探討方向，研究如何配合科技工具來達成移動學習的目的。

一、文獻綜述

Jonassen(2009)[4]提到“一種以電腦為基礎的工具和學習環境，目的在于幫助學生進行批判式思考及高層次學習，并作為學生的一個學習伙伴”。教師常會思考如何引導學生主動學習與激發學習動機，嘗試利用移動科技輔助設計教學策略，協助學生與所處的情境互動，將電腦媒體與網絡科技融入教學活動中，配合縝密的教材規劃與活動設計。電腦不僅可以提供給教師和學生額外的資源，也有更多的機會促進教學效果的提升、心智上的溝通及高層次的思考。

（一）PBL與高層次思考的教學

問題導向學習（Problem-BasedLearning，簡稱PBL）是20世紀60年代初，為訓練醫學院學生如何探討和解決臨床醫學問題而發展起來的一種教學模式，至2005年幾乎有50%的醫學院采用 PBL[5](Hendry＆amp;Murphy，2007)，而到了 2015年，美國工程學院約有70%的課程教學采用PBL(Abman＆amp;Lopez，2017)。[6]Barrows和Tamblyn(2009)[7]將PBL定義為讓學習者朝向了解及解決一個問題，同時進行學習的過程。教學過程是先將學習者分組，再讓各組處于遭遇問題的情境中，小組成員運用知識和推理能力，在主動確認學習內容并吸收內化后，將學習過程中所獲得的知識和技能用于解題。因此，PBL是以學生為中心的教學策略，將問題作為學生開展學習活動的基礎。其他學者的研究也發現，對PBL參與度高的學生最能產生認知價值。Biggs(2009)認為PBL會受重視的理由：一是接觸過PBL的教師與學生都認為它比傳統教學有趣；二是PBL教學模式培養的畢業生在職場表現得比傳統學生好；三是學生能自我導向學習，易于與人分享提升團隊的智慧資本。

PBL教學法的知識價值包括知識記憶、知識理解、知識應用、知識類推、知識創造及理論建構。就本質而言，是丟問題給學生，讓他們先自我學習，再參與團隊討論，與教師討論后與其他組學生分享，最終自我思考并尋求問題的解決方法。但學習者若要進一步總結學習的意義、提出新的問題或補充所學的知識，就必須進入高層次思考。

Bloom（1971）認為認知領域包含知識、理解、應用、分析、綜合及評價六個層次。高層次思考是較為復雜的思考過程，它至少涉及疑問、詮釋、分析、綜合、組織統整信息、概化和推論、評估和預測結果、創造、評價等技巧。因此，“分析、綜合及評價”是高層次思考教學應強調的范圍。Udall與Daniel（2009）認為高層次思考包括批判思考、創造思考、問題解決的思考歷程。高層次思考涉及學習者主動處理一連串的思考歷程以達成做判斷、決策、解決問題、建構及溝通意義的能力和意愿，多重可能答案和學習者的判斷。基本運作框架如圖3所示。

圖3 高層次思考基本運作框架

（二）行動學習的教學

2017年成立的“新媒體聯盟（TheNew MediaConsortium，NMC）”，是由微軟公司贊助，成員包括各領域的教育和科技專家，如Consortium for School Networking(CoSN)、EDUCAUSE及各地大學的代表等，首次把重點轉移到中小學教育與科技間的關聯性上，預測在未來5年或更短的時間內，協同環境（Collaborative environments）、云端運算（cloudcomputing）、智慧型物件（smartobjects）等先進網絡移動學習科技將深入影響美國中小學教育。

可以在任何時間、任何地點、任何裝置上接受學習，稱為移動學習(Chabra＆amp;Figueiredo，2017)。所以，移動學習就是學習者通過無線通信服務，利用移動輔助工具進行數字化學習，也因為移動輔助工具的移動性，可以讓學習者走出教室，不受任何時間、地點的限制進行無所不在的學習。Bekkestua(2015)進一步指出，移動學習是指在移動裝置的輔助下，學習可以在任何時間地點發生，這裝置必須是要能夠呈現出學習的內容，且在師生間提供雙向的無線溝通管道。

賴阿福（2017）認為移動學習具有如下特點：一是處于信息無障礙的環境中，能在任何地方進行學習，將信息融入教學活動中，且更多元化；二是結合教室電腦與電腦教室二者的功能，使教師運用現代科技手段教學；三是移動學習具有的機動性、無障礙性能提高個人學習的移動力，在任何地點、時間，做筆記、做專題、聽講、查資料。

隨著無線網絡環境與通信技術的發展，教學的場所由教室延伸到不限時空的行動學習，而云端運算技術的快速發展，更形成了合乎學習需求的迫切性、知識取得的主動性、教學活動的情境化及教學內容的整體性等特性。

對學習者而言，教室不再是唯一的學習場所，行動性讓學習者更接近學習場景，以更具有情境化的方式學習知識，同時體驗行動科技輔助的學習模式，刺激其學習動機，并可以通過同伴間的互動和相互間的討論問題，找出解答問題的方法。目前國內各校所推動的數字化學習平臺教學已持續好幾年（圖4），有一定的貢獻與價值。

圖4 數字化學習平臺

二、研究目的

目前用PBL教學架構于行動學習活動上可能面臨的問題有：一是觀念未建立，時機未成熟；二是按能力分班后，在普通班級沒有足夠的思考團隊；三是教師無法改變既有的教學習慣；四是建構式教學的教學情境不易掌握，導致教師和學生都無法適應；五是風險太高，行政單位不了解教室中發生了什么事，會認為教師沒有盡力做教學工作，且教師不確知如何使用PBL教學使每一單元產生學習效能；六是在好的教材需要的教學時間相對較長的情況下，師生如何保持熱誠需要太多精力；七是教學進度太慢，學校規定的課程必須涵蓋所有教材項目，采用知識式教學無法涵蓋所有教材內容。

在行動學習活動中，若以PBL為教學策略并引入高層次思考，不但可以借用高科技工具來輔助學習者快速學習，更可以在任何時間及任何地點無所不在地學習，并通過互聯網由學習者自我建構找出解決問題的答案。

三、研究方法

本研究以中國民用航空飛行學院15級飛行專業的學生為主，用《飛行英語聽說》課程進行PBL教學并引導學生開展高層次思考，并以“個性化電子課程遠程教學系統”作為基礎，再將此架構移植到云端上規劃為學生學習平臺。實施流程如圖5。

圖5 實施流程

介紹（知識）：問題與情境導入。

任務（理解）：學習任務的描述。

程序（應用）：學習者開始自我思考并尋求問題解決方法。

資源（分析）：網站鏈接或資源列表。

綜合（評估）：學習者說明問題解決方式。

結論（評鑒）：學習者總結本次學習意義，并提出新問題或補充及延伸學習的知識。

本研究遵循此流程規劃，將學習平臺設置在云計算環境上，儲存各種教學相關資源、資料庫、學生作業等。學習者可以在云端環境中學習，他們可以在教師所提出的問題中充分地討論與自我學習，將擁有更多的學習資源，如擁有自己的學習管理平臺，發展個人的學習歷程等等。

具體實施步驟：將學生分組，比較協作學習平臺間的問題解決行為，以探討學生的學習成效，讓他們借此平臺來設計題目、規劃行動方案、收集資料、解決問題、完成探究歷程并呈現作品的學習方式。一是活動前先給參與的學生和教師申請云端賬號并向其說明云端運算操作程序；二是學生分組練習，并自行設置協作學習平臺且分享給同組同學及教師；三是教師每周會在數字學習平臺內設計教學內容及探討的問題，共20個主題，如基本指令、流程控制、排序等；四是各組利用網絡環境和同伴在平臺上討論；五是每周教師對學生進行觀察并對其學習情況進行評估；六是由學生填寫評估反饋單，以開放式的問題進行。

學習者利用本研究所設計的行動學習平臺中的問題，訓練解決的能力。學生應具備基本電腦操作能力并通過實際情境操作學習，并從解決問題中得以提升。

此外，平臺在學生每次討論前后均會對其進行前測和后測，并記錄前后測成績，再運用共變數分析法、統計方法調整了前測成績后，比較學生的后測成績，以探討PBL教學模式下的移動學習能否提升學生的學習成效，并記錄學生學習探討互動的過程，包括學習方法、學習計劃、學習習慣、學習環境、學習動機、學習過程以及學習技巧等，每項有15題，共105題。在此基礎上，參考情境學習的相關文獻，將其發展成可用來觀察學生互動行為的指標及問卷。此外，本研究也將構建云端運算線上評估系統，除進行學生的成績評估外，行動學習平臺的系統資料庫中也會記錄學生學習歷程，用于進一步分析學習者在合作學習解決問題的參與程度及合作互動討論的投入程度等。

四、結論

本文旨在探討將PBL教學模式與高層次思考教學結合的媒體教材，利用現有科技更快速地將信息傳遞給學生。一般PBL教學會更注重實際生活中碰到的問題，學習者通過由小到大地分析問題從而提升其互動能力與學習意愿。因此學習者若能以資源導向學習方式建構知識，并能將已獲得的知識靈活地用于問題解決上并不斷地自我督促和改善等，都是PBL成功的關鍵。PBL教學可培養學習者自我學習的能力，最終成為終身學習者并能適應日新月異的信息時代。結合其他PBL及高層次思考的研究，預期有以下優缺點。

（一）優點

學生方面：

1.激發學習的動機及尋找答案的興趣。

2.具體化了學習的經驗。

3.顯示問題解決的過程和思考的程序。

4.培養學生的評價能力。

5.為學生提供多元化表達與回饋的機會。

6.符合建構知識學習目標。

7.發揮高層次思考提升學習效能。

8.不受時空限制，學生可以無所不在地線上學習。

9.可進行個別學生學習分析，并即時進行線上評估。

學校與教師方面

1.有助于教師創新教學方法。

2.有助于學校教學資源及設備的升級。

3.教師的教學資料數字化，數字教學資料的建設也可逐漸豐富教師教學內容。

4.運用多媒體特色增加教學效果。

5.新增學生與教師的互動渠道。

6.教師可從學生答案中獲得新的教學啟發。

（二）缺點

1.分組學習容易造成部分學生被動學習或另部分學習者的任務又過于沉重。

2.同伴之間容易造成學習排擠效應，不利于后續學習的推廣。

3.購置學習設備會給學生家長帶來經濟負擔。

PBL教學的確有助于學習者培養基本解決問題的能力，而且對于矯正學習者錯誤觀念也應該會有顯著的效果，教學過程中學習者的參與度也會相應提高，所以學習者會接受并喜歡這樣的學習模式。但是進行同一單元教學時，PBL教學所需的時間較長，教學情境的安排較為復雜，教師需要較多的備課時間，在教學步驟上也需重新調整，并要有較為細致的引導策略，才能達到一定的教學成效。