“小學生基礎認知能力訓練課程”對問題解決能力的影響研究

徐健

【摘 要】問題解決能力是人們滿足社會發展需求的關鍵能力之一。我國基礎教育改革將學生問題解決能力的培養設置為重要目標。幼小銜接階段的學生正處于認知發展的具體運算階段，針對該階段的學生進行問題解決能力的專項訓練，既有充分的必要性又有形式上的特殊要求。“小學生基礎認知能力訓練課程”以真實問題為情境、以游戲化教學為形式，針對問題解決的四個關鍵環節（探究及理解、表征及形成、規劃及執行、監控及反饋）進行專項訓練，在實踐中取得了顯著成效，具有提升學生綜合素養的應用價值。

【關鍵詞】基礎認知能力訓練 問題解決能力 綜合素養

一、問題提出

問題解決是人類獲取和建構知識的重要手段。問題解決能力是21世紀人才培養的核心目標。世界上多個國家發布的綱領性文件都強調了培養問題解決能力的重要性，我國的基礎教育課程改革也指出，要加強對學生問題解決能力的培養，學校教育教學工作應該以提升學生的問題解決能力為目標;日本文部科學省頒布的《學習指導要領》中規定，中小學各學科課程的教學目標和教學內容都要重視培養學生的問題解決能力;美國國家研究理事會在《國家科學教育標準》中指出，具有良好科學素養的人必須具有較高的問題意識和問題解決能力。

一年級新生處于幼小銜接的過渡時期，一方面，其面臨著從以游戲活動為主導向以課堂教學為主導的學習方式的重要轉變;另一方面，該階段的學生剛步入認知發展的具體運算階段，在這一階段中他們將初步形成運算結構，雖然其邏輯思維已萌芽，但主要以形象思維為主，抽象思維能為還比較薄弱，不能進行命題運算。面對處于這個特殊階段的學生，教師不僅要認識到進行問題解決能力訓練的必要性，同時還應意識到所應采取的問題解決能力訓練形式的特殊性，即教師應在確保所實施的問題解決能力訓練科學有效的前提下，探索出更適合幼小銜接階段學生心理發展特點的訓練形式，以期滿足他們的發展需求。基于腦科學、教育心理學和發展心理學理論所研發的“小學生基礎認知能力訓練課程”在這一方面作出了有益探索。

二、理論依據

一年級新生在任何學科領域都屬于“新手”，針對“新手”的認知特點進行有效的問題解決能力訓練是基礎教育工作者們面臨的一項重要挑戰。格拉澤和齊以新手解決問題為研究主題提出了“三階段論”，將新手問題解決的三個階段劃分為外界支持期、過渡期和自我調整期。需要強調的是在第一個階段里，當教師為學習者構建學習支架，給予學習者來自外界的支持時，將會提升新手的問題解決能力。學者羅伯森也指出在一個不熟悉的領域內是不容易從問題中歸納出一個原理圖式的，因此用從源問題那里模仿來的行動將有助于解決問題。從認知負荷理論的視角出發能夠對上述結論進行更深入的解釋：人類的認知資源是有限的，如果加工信息所需的認知資源超出個體原有的，就會造成認知超載，從而影響問題的成功解決。這說明新手學習者在進入情境并試圖解決問題之前，最好可以得到一個可供模仿的問題解決模式，通過模仿將其應用于新情境之中，從而促進問題解決。

“小學生基礎認知能力訓練課程”中提供了豐富的問題解決模式，學科教師可將其設置為教學支架，提供給學習者，使其獲得可參照的問題解決原型，從而減輕認知負荷，提升問題解決能力，促進遷移的發生。

三、案例分析

問題解決的過程主要可以劃分為以下四個部分：探究及理解、表征及形成、規劃及執行、監控及反饋。“小學生基礎認知能力訓練課程”針對問題解決的各個具體環節都提供了有針對性的訓練任務，且這些任務都以游戲化的形式呈現，以期為幼小銜接階段的學生提供符合其認知特點的有效問題解決原型。下面筆者以“小學生基礎認知能力訓練課程”中的內容為基礎進行闡述。

例如，“穿越彩虹谷”一課中的“路線選擇任務”（見圖1）就是一種簡單卻能有效指導學生了解問題初始狀態、目標狀態，幫助學生在頭腦中建立問題表象的訓練任務。該任務針對學生問題解決的探究及理解環節開展訓練。具體而言，在解決“路線選擇任務”的過程中，學生一方面要明確探險路線的起點和終點方向，另一方面要有意識地規避行進路線上存在的風險因素，如兇猛野獸等，最終選定合理路線。類似于“路線選擇任務”的這類迷宮任務作為一種問題解決原型，有助于學生在與問題互動的過程中建立問題表象，并依據這個概括的表象掌握問題解決的大致方向。

例如，“小小偵查員”一課中的“信鴿任務”（任務要求：確認圖中每只信鴿的飛行起始地點）為代表的另一類迷宮任務，能訓練學生在準確感知問題的基礎上，運用逆向思維，掌握從目標狀態反推起始狀態的策略，從而提升問題解決效率。

問題解決的第二個階段是表征及形成。在這個階段中，學生需要運用已有的知識選擇、組織和整合信息。教師訓練學生合理使用圖表、表格、符號、文字等多種形式進行問題表征，即引導學生選擇恰當的方式在頭腦中對問題信息進行記載、理解和表達。例如，“和小魚做游戲”一課中的“排名任務”就針對該環節學生所需的問題解決能力進行了專項訓練。具體而言，在任務中教師引導學生將以文字形式表述的“排名”信息轉化成表格形式。信息表征形式的轉換極大地節省了學生解決該問題所需使用的記憶空間，“做表格”成為一種有效的認知負荷調控策略，能協助學生順利解決該問題。

總之，在問題解決的過程中，學生要在工作記憶中對問題涉及的對象、條件、目標和認知操作等進行編碼，建立適當的問題表征，問題表征的適當性會直接影響問題解決的難易程度。學生在教師的指導下掌握高效且準確的表征問題的策略，將大幅提升自身的問題解決能力。

確定問題的目標并設定子目標，制訂達到目標狀態的計劃并執行該計劃，是問題解決的第三個環節（規劃及執行）所需完成的任務。例如，“精靈兔小弟”一課中的“地鐵任務”就針對該環節進行了專項訓練。在任務中學生所面臨的是乘坐地鐵從某一站點到另一站點的路線選擇問題，而且有換乘次數少和停靠站少這兩種不同的限定條件。順利解決該問題的第一個環節需要教師引導學生梳理兩個站點間所有的通行方案，并按照一定的規則（如按照路線自上而下的空間分布順序）做好記錄，接下來再將各方案與限定條件進行匹配，最后完成路線的選定。

問題解決的最后一個環節是監控及反饋。在這個環節中，學生要能夠監控自己達到目標狀態的步驟，反思問題解決的可能性策略以及關鍵假設。具體而言，教師要有意識地引導學生對問題解決過程的合理性、簡潔性等因素作出評判，對問題解決的策略和方法進行總結，便于學生獲得并積累相關的程序性知識。例如，在“團團圓圓找工作”一課中的“選工作任務”環節中，教師要引導學生分析不同問題情境（時間充足技能匹配，時間充足技能不匹配等條件）下能夠滿足熊貓兄弟特定“擇業需求”的工作選擇方案。需要強調的是：某一問題情境可能對應多種合理化方案，教師需引導學生從不同角度對比分析各種方案的優勢和劣勢，從而幫助后者獲得更全面、系統地解決相關問題的經驗。

“小學生基礎認知能力訓練課程”近十年的教學實踐表明：在幼小銜接階段，針對學生的認知發展特點進行有效的、游戲化的問題解決能力訓練是切實可行的。概括而言，在特定的任務情境下，以問題解決過程各關鍵環節所涉及的具體能力為目標進行專項訓練，既能降低問題解決訓練的整體難度，使其符合新入學學生的認知水平;又能通過增強任務的針對性和系統性，顯著提升學生問題解決能力訓練的實施質效。此外，“小學生基礎認知能力訓練課程”中所創設的訓練情境多與學生的現實生活經驗高度關聯，利于其將通過訓練習得的問題解決能力順利遷移至真實的問題情境。總之，“小學生基礎認知能力訓練課程”是一項深受學生喜愛、值得教師信賴、科學有效且具有操作性的幼小銜接教育資源，能夠滿足該階段學生提升問題解決能力的現實需求。

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