基于問題的深度學習策略研究

■陳 娟

(晉東南幼兒師范學院，山西 長治 046000)

在互聯網+、大數據等技術的影響下，教學理念、教與學方法、課程形態不斷推陳出新，學習資源也變得觸手可及，促使教學活動逐步從邊緣化向深度化邁進；同時，在21世紀的信息化時代，人才培養模式已從傳統的重“知識”向“知識+能力”并重轉變，其衡量學生的標準已由掌握知識的數量及廣度向學生整合知識并應用知識解決實際問題的能力轉變[1]。

因此，越來越多研究者將關注點轉移到學生如何有效學習、如何將所學的知識遷移到真實情境，并進一步解決問題。而基于問題的深度學習以學生對知識的建構、鞏固、整合及應用為核心，已重新引起研究者的關注。

一、基于問題的深度學習內涵與特征

（一）“基于問題的學習”內涵與特征

“基于問題的學習”經過半個世紀的發展，已從最初的醫療應用延伸到教育、商業、法律、工程等多個領域，它摒棄傳統教學活動中“灌輸式”“封閉式”的單向教學方式，在提高學生協作能力和解決問題能力等諸多方面有顯著的效果[2]。

那什么是“基于問題的學習”？研究者的角度不同，對它的理解有三種不同的界定。第一種觀點：將“基于問題的學習”理解為“教學策略”；第二種觀點：將“基于問題的學習”理解為“學習方法”；第三種觀點：將“基于問題的學習”理解為“學習過程”。

“基于問題的學習”不論作為教學策略、學習方式還是學習過程，其主要體現兩個方面的意義：第一，問題的真實性與情境性；第二，學生通過解決問題，高階能力進一步發展與提升。鑒于已有研究結果，本文將“基于問題的學習”理解為“教學策略”，其內涵可以理解為教師在教學活動中，讓學生通過主動學習和協作學習等多種學習方法，解決真實情境中的問題。

“基于問題的學習”作為一種教學策略，其教學目標與國家新型才人培養目標不謀而合，較傳統的“傳遞—接受”型教學方法具有四大顯著特征，即問題性、真實性、主動性、協作性。（1）問題性：基于問題的學習中“問題”是非良構問題，沒有解決問題的規則或方法，且答案多數情況下不唯一，呈開放性[3]；（2）真實性：學習需要根據真實情境，用所學的知識與技能去解決問題；（3）主動性：學習者在基于問題的學習中要主動地建構知識，對自己的學習負責；（4）協作性：在基于問題的學習中，組內成員必須相互配合，取長補短。為了清晰地描述基于問題的學習與傳統學習區別，現從其特點及其教學要素上進行了比對（見表1）。

表1 基于問題學習的學習特征

表2 深度學習特征

（二）深度學習內涵與特征

深度學習在1976年由Marton和Saljo首次提出以來，在學習科學的發展和推進中，學者對深度學習的理解有三種觀點：第一：將深度學習理解為“學習方式”；第二：將深度學習理解為“學習結果”；第三：將深度學習理解為“學習過程”。

在國內外深度學習研究的基礎上，本文將深度學習看作是學習結果。其內涵可表述為：學生以興趣或需求為出發點，靈活運用多種學習策略與技術，新構或重構認知體系，能順利解決生活或工作中的問題,其特點如表2所示。

（三）基于問題的深度學習

教與學之間有著非常復雜的因果關系，“學”是“教”的前提,即離開“學”，“教”便沒了任何意義；而“教”的本質目標是“學”，“教”是“學”不可或缺的外部條件[4]。在基于問題的深度學習中將“基于問題的學習”理解為“教學策略”，而“深度學習”理解為“學習結果”，將其內涵解讀為：教師將教學內容整合成現實生活中一系列“非良構問題”，學生利用多種方法或技術去解決這些問題，從而提升自己的高階思維能力。

基于問題的深度學習是對傳統教學中“教”和“學”的重塑，其主要圍繞問題、動機、目標和評價等幾個維度來開展教與學活動，其有如下特征，見表3。

表3 基于問題深度學習主要特征

二、基于問題的深度學習研究現狀

（一）“基于問題的學習”研究現狀

本研究在中國知網，以篇名為“基于問題的學習”，對期刊論文進行檢索，經過閱讀、統計和分析，“基于問題的學習”主要成果有：

1.“基于問題的學習”研究理論

基于問題的學習的理論研究主要集中在內涵、特點、教學模式等三個方面。其內涵主要有學習策略說、學習方法說、學習過程說三種類型；其特點主要集中在“問題性”、“自主性”、“探究性”三個方面；就教學模式而言，巴羅斯[5]早在20世紀80年代就對其進行歸納和提煉，將其概述為：組織學習小組——創設問題——執行問題——成果展示——反思評價五個步驟，該模式誕生于醫學院，也備受醫學院的推崇。隨著實踐的不斷深化和推進，麥羅·希爾文[6]將基于問題的學習活動劃分為：問題情境——鑒別事實——提出假設——發現知識不足——概括——評估等七個可操作環節。

2.“基于問題的學習”實踐和反思

目前，對于“基于問題的學習”研究經過不斷的補充和完善，現已趨向成熟，并得到教育機構的認可，被大量用于各種教學情境中，其應用領域“小”到一個具體的課程單元，“大”到一門課程學科，范圍更是從研究生教學延伸至中小學。在“基于問題的學習”反思中，有學者從學習結果出發，認為“基于問題的學習”是從“問題”到“產品”的過程，從學習資源角度出發，將PBL學習過程視為學習資源的收集、建構、整合和應用的過程[7]。更有研究發現，用網絡分析技術對學習者的專業思維發展過程及導師引導策略進行分析建模，得出“促進型教師風格”較“指導控制型教師風格”更有利于培養學生的社會性知識建構和學科思維能力[8]。

（二）深度學習研究現狀

本研究以中國知網中SCI來源刊、EI來源刊、CSSCI、CSCD和核心期刊中的“哲學與人文科學、社會科學”為數據來源，以篇名為“深度學習”或“深層學習”、時間為“2010年至2019”年為檢索條件，共檢索出384篇相關核心論文，略掉會議和訪談，共計379篇，本文從深度學習研究的發展趨勢和熱點兩個方面進行分析與探討。

1.深度學習發展趨勢分析

某領域核心期刊論文數量在一定程度上說明該領域學術研究的發展速度和理論水平[9]。通過檢索發現，2010-2019年間國內共發表深度學習核心期刊論文379篇，其逐年分布情況如圖1所示，核心期刊論文量由2010年2篇，上升到2019年的140篇。從總體上看，2010年前后，深度學習才引起學者的關注，2010年至2015年，論文數量較少，說明深度學習發展緩慢，2016年至2019年，深度學習步入蓬勃發展期。

文獻計量學的奠基人普賴斯將科技文獻增長階段劃分為學科誕生期、學科發展期、學科成熟期和學科完善期[9]。結合圖1可以看出，2010-2015年間深度學習論文數量緩慢，屬深度學習誕生期；2016-2019年間深度學習論文數量基本呈指數增長趨勢，屬第二階段，在未來幾年，深度學習研究勢必會引起研究者的持續關注，這將進一步推進深度學習理論與實踐的快速發展。

圖1 深度學習核心論文發表量

2.深度學習關鍵字分析

對某一個領域的關鍵詞做分析，有助于確定該領域的熱點和趨勢。本研究通過BICOMB軟件進行統計和分析，379篇文章共有1618個關鍵字，在統計過程中將意義相同的關鍵字，如深度學習與深層學習、核心素養與學生核心素養等進行合并，得到深度學習中累計比例達30%，使用最頻繁的11個關鍵詞，如表4所示。

表4 深度學習關鍵字統計

從表4可以看出，除深度學習外，核心素養（30次）、翻轉課堂（18次）、教學策略（16次）、淺層學習（12次）、人工智能（12次）、教學設計（11次）、高階思維（10次）、學習策略（10次）、深度教學（9次）、課堂教學（8次），這些關鍵詞中核心素養、高階思維、翻轉課堂、教學策略、學習策略不僅反映了深度學習的學科屬性，同時也反映了深度研究目標和課堂實踐途徑，充分表明現階段深度學習的研究熱點集中在深度學習教學策略和教學設計等實證研究上。

三、基于問題的深度學習中教學策略

“基于問題的深度學習”主要目標有：構建廣泛而靈活的知識庫、提升內在的學習動機、培養高階思維。問題、學生和教師是基于問題的深度學習中三個核心要素，其中問題是動力來源、教師是教與學活動的引導者、學生是教與學活動的主體，能否正確處理這三個要素的關系及有效性將直接影響教與學的效率，因此，在基于問題的深度學習中，關注和設計這三個要素顯得尤為重要。

（一）問題設計策略

在基于問題的深度學習中，學習內容被設計為一個或一系列非良構問題，“問題”既是起始點也是源動力，“問題”設計的優劣對基于問題的深度學習的有效性起著關鍵作用。在設計問題時，教師不僅要考慮問題所含的知識量，還要考慮學習者的學習能力，這些都將影響教與學的有效性。2006年Hung[10]教授等提出問題式學習的3C3R模型（見圖2），其中，為教師設計問題提供了有力依據，大大提升了問題的有效性。

該模型包括六個元素，其中Context（情境）、Content（內容）與Connection（聯系），簡稱為3C，是該模型的核心元素；Researching（探究）、Reflecting（反思）與 Reason-ing（推理），簡稱為3R，是該模型的處理元素，Hung在此模式的基礎上提出設計問題的9步驟，如圖3所示。

圖2 Hung提出3C3R模型

圖3 問題設計九步驟

該步驟在設計之初，Hung做了大量的分析，以確保“問題”能為學生提供必備知識和技能的學習和獲取。這九個步驟中，步驟1：確定學習目標，其目的是幫助教師確定研究的深度和廣度；步驟2：內容分析，其目的是確定知識的類別，即分析知識是事實性的、概念性的、程序性的還是元認知性。步驟3：分析問題情境，其目的主要是用現實生活中的真實問題來吸引學生主動學習。步驟4：確定生成的問題，其目的是確保問題的有效性與意義性。步驟5是對上述生成的問題，進行有效性分析，即分析學習目標、問題與內容的相關性等問題。步驟6和步驟7是對基于問題的深度學習中“問題”的有效性進行調整和校對；步驟8是基于問題的深度學習中反思元素的設計，它有助于學生必備知識和研究方法的獲取，對知識的整合有著重要意義。步驟9是對整個問題設計中涉及到的六個元素的完整性進行核查。這九個步驟為教師設計問題提供了有效依據，值得后續研究者學習與借鑒。

（二）學習動機激發策略

在傳統教學模式仍然占主導地位的學習環境中，學生對“學生為中心”的主動學習難免會有否定和抵制的情緒，教師的激勵對于緩解學生消極情緒至關重要。在基于問題的深度學習過程中，調動學生的積極性與主動性，對學習的有效性起著關鍵作用，其中問題的重要程度、學生完成任務的態度與信念，以及其對成功的渴望是影響其學習動機的關鍵要素[11][12]。Biggs和Tang將影響學生學習的動機分為外在動機、成就動機、社會動機和內在動機，前三種動機是傳統教學方法和評價的結果。過分的關注這三種動機將會扼殺學生合作學習、探究學習乃至終身學習的潛能。而有較強內在動機的學生對學習內容感興趣，積極性較高，可以克服諸多困難，因此在學習過程中，教師應盡量激發學生學習的積極性，幫助他們發展內在動機。

從典型的灌輸式學習向自主學習轉變是一個漫長艱巨的過程，他們上課不再做筆記，而是根據“問題”進行自主學習。如果他們不閱讀、查詢或探索信息，他們就不會得到所需信息。他們需要在具有一個合作學習的氛圍中交流想法和觀點，積極地討論別人的想法，接受失敗和錯誤的經驗與教訓。因此，教師的激勵對學生克服負面情緒和整個學習過程的主動參與是非常重要的，教師應盡量從教學目標、相關學習材料、學生的學習興趣和已有的背景知識等幾個維度去激發學生的學習動機[13]，（見圖 4）。

圖4 學習動機激發要素

當學生重視他們所學的東西，或他們的學習活動涉及到對個人有意義的任務時，他們會更有動力。基于問題的深度學習是一種具有挑戰性和激發性的教學方法，克服障礙、解決問題的欲望是人的天性，因此這種內在的動機成分有助于增加學生的求知欲望，在促使他們“集中注意”“持續性學習”等方面起著關鍵作用。因此，教師在常規的教與學活動中要善于激發學生的內在動機，提高有效教學效率。

（三）教師角色轉變策略

在傳統的課堂上，教師是教學活動的主體，具有指令性和單向性等特點；而在基于問題的深度學習中，教師需要扮演多重角色，見圖5。教學活動開始前，他們是課程與結構的組織者和設計者，在教與學活動過程中，他們觀察學生的學習狀態與策略，鼓勵并幫助學生重構或新構認知體系，這時教師的身份是監督者、引導者、旁觀者、幫助者、記錄者和鼓勵者，在學習活動告一段落時，激勵學生評價自己的學習過程，他們則變成聆聽者和總結者。當然，在整個學習過程中不僅要求教師要對學科內容了如指掌，以學生能夠理解的方法交流知識，還應該判斷在何時以及在何種程度上干預學生的學習，增進學生對知識的遷移與運用。

基于問題的深度學習以學生為中心，關注學生的自我發展，有研究指出有效的教師需要具備四點：精通的學科專業知識，跨學科集成知識，能適當進入和干預學習過程和具有激發學生主動學習的潛能[14]。在這種方法中，現實生活中的問題是學習的核心，這個問題沒有預先確定的正確答案，學生在教師的支持下獲取知識和技能來解決問題，并承擔解決問題難題的責任。基于問題的深度學習以自主學習、建構性學習、情境性學習和協作性學習為基礎，在學習過程中教師要根據學生的實際情況來調整自己的角色及指導策略。

圖5 教師的多重角色

四、結論

1.提高專業教師素養

在基于問題的深度學習中，學生是主體，但教師不能簡單地將教學交給學生，教師永遠是整個教學活動的引領者。然而大多數教師是在以教師為主體的教育環境中接受教育的，在他們之前的教育中沒有接觸到以學習者為中心的教學方式。這似乎導致了根深蒂固的以教師為中心的信念，使得他們不知道何時以及如何干預學生的學習過程，教師在使用以學習為導向的干預措施方面缺乏信心。似乎從這些傳統的信念和行為發展和改變是困難的，至少在短期內是這樣。改變是需要時間的，更需要專業發展的機會。學校需要把教師專業發展計劃看作是對學生學習的長期投資。例如讓教師參與中短期的培訓或相關活動的研討會，以便確保教師能快速順利地過渡到基于問題的深度學習教育實踐中。

2.優化問題的有效性

在基于問題的深度學習中，學習是由解決問題而產生和動態發展的。毫無疑問，問題的設計在影響學生獲得領域知識、解決問題的技能和協作技能的經驗方面起著至關重要的作用。因此，保證問題的質量勢在必行。3C3R模型和九步設計過程給教師在設計問題時提供了理論依據，這對學生在解決問題過程中的認知加工產生了重要的影響。但如何有效地指導學生獲得預期的領域知識，如何引導學生整合概念間的相互聯系，如何有效培養學生信息搜集能力、推理能力、反思能力、解決問題的能力以及該模式的實用性、問題的有效性等等問題，還需要更多的實踐、研究與評估。

3.關注學生的學習動機

學習動機是基于問題的深度學習中的核心問題，它能確保學生獲得預期的學習成果。在協作學習的環境下，為學生營造一種積極向上的氛圍，對于保持學生完成既定任務或課程目標的決心和信心是非常重要的。在教學活動中，教師要收集學生者的需求，提高學生的學習動機水平，鼓勵學生深入學習，這對于知識的建構、問題的解決、協作能力和終身學習能力的提升具有重要意義。