促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的PBL方案設(shè)計(jì)探究

鄧煒琴

【摘要】基于科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（STEM PBL）能夠激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力提升，為應(yīng)對(duì)未來(lái)復(fù)雜、快速變化的社會(huì)要求做準(zhǔn)備。關(guān)注、支持、科學(xué)地引導(dǎo)PBL中學(xué)生的方案設(shè)計(jì)，能夠促進(jìn)學(xué)生有價(jià)值的學(xué)習(xí)行為的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】PBL;方案設(shè)計(jì);教師支持;學(xué)生學(xué)習(xí)

一、什么是PBL

PBL即基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（Project-Based Learning），作為一種普通教育的方法，最早是起源于農(nóng)業(yè)和工藝中的理論依據(jù)，強(qiáng)調(diào)在“現(xiàn)實(shí)世界”的問(wèn)題中學(xué)習(xí)。但由于缺乏明確的定義，在20世紀(jì)的教育實(shí)踐中，該方法因?yàn)闆](méi)有平衡好學(xué)生興趣與社會(huì)需要之間的關(guān)系而漸漸淡出學(xué)界視野。

今日的PBL與STEM教育整合后被重新提起，它不單單提出了與現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)的真實(shí)任務(wù)，同時(shí)提出了設(shè)計(jì)要求與限制。有學(xué)者用模糊的任務(wù)和明確的結(jié)果來(lái)描述STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)的兩個(gè)特征。模糊的任務(wù)給予了學(xué)生根據(jù)自己的興趣和特點(diǎn)完成任務(wù)的自由;明確的結(jié)果則能考量學(xué)生對(duì)STEM各個(gè)學(xué)科概念理解和掌握的情況。

二、PBL中的方案設(shè)計(jì)

（一）PBL的步驟

社會(huì)發(fā)展到今天，我們每個(gè)人都能感受到科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和知識(shí)信息的大爆炸。今天的社會(huì)和20世紀(jì)截然不同，學(xué)生僅僅了解掌握知識(shí)概念已然不能應(yīng)付未來(lái)，甚至明天的挑戰(zhàn)。STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)關(guān)注的就是學(xué)生懂得了什么，學(xué)生能夠利用懂得的知識(shí)去做什么，學(xué)生能夠創(chuàng)造什么。如何開(kāi)展STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)呢？一般可以分為以下幾個(gè)步驟：

1.識(shí)別問(wèn)題：通常來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目開(kāi)展前首先就要識(shí)別項(xiàng)目要達(dá)到的目標(biāo)，期望和限制因素。2.調(diào)查研究：在開(kāi)始工作前對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)查研究，包括之前的解決方案，材料和環(huán)境的制約等等。3.方案設(shè)計(jì)：對(duì)項(xiàng)目形成概念，進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，思考可行性的方案;對(duì)可行性的方案進(jìn)行分析和評(píng)估，研究每個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選出最佳方案。4.測(cè)試和優(yōu)化方案：對(duì)方案進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估，識(shí)別出需要改善的地方進(jìn)行優(yōu)化。5.交流和反思：分享自己的想法，分享自己的最終方案，在與他人溝通中反思。

從上面我們可以看出，識(shí)別問(wèn)題和調(diào)查研究是項(xiàng)目開(kāi)展的準(zhǔn)備工作;方案設(shè)計(jì)是項(xiàng)目深度挖掘的關(guān)鍵;測(cè)試和優(yōu)化方案是項(xiàng)目落地的支撐條件。

（二）學(xué)生方案設(shè)計(jì)與學(xué)生學(xué)習(xí)

在方案設(shè)計(jì)中，學(xué)生對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行分析，可能羅列出多種解決問(wèn)題的方法。有些問(wèn)題并不能一次解決，還會(huì)再細(xì)分為幾個(gè)小問(wèn)題。通過(guò)頭腦風(fēng)暴，識(shí)別這些方法是否滿(mǎn)足項(xiàng)目所要達(dá)到的目標(biāo)和限制因素。在這些環(huán)節(jié)當(dāng)中，學(xué)生不斷進(jìn)行著概念的學(xué)習(xí)，概念的應(yīng)用和概念間的相互作用。因此方案設(shè)計(jì)與學(xué)生的學(xué)習(xí)間存在著以下的關(guān)系：

1.可以檢驗(yàn)學(xué)生先前學(xué)習(xí)

對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行分解、分析，思考可能解決問(wèn)題的方法，學(xué)生就必須不斷的回憶起先前的知識(shí)體系，在概念與概念間不斷的發(fā)生聯(lián)系。在頭腦風(fēng)暴中，學(xué)生得出的解決方法越多，先前知識(shí)被喚醒的次數(shù)就越多，知識(shí)間的聯(lián)系就越緊密。筆者在組織學(xué)生開(kāi)展《設(shè)計(jì)停車(chē)場(chǎng)》的項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)先前學(xué)習(xí)調(diào)查的成果印象越深，在設(shè)計(jì)自己的停車(chē)場(chǎng)中被提起的次數(shù)和重視的程度就越高。比如說(shuō)參觀過(guò)智能立體停車(chē)場(chǎng)后，大部分學(xué)生都會(huì)加入立體車(chē)庫(kù)的概念。高年級(jí)成績(jī)好的學(xué)生在設(shè)計(jì)方案中會(huì)不斷強(qiáng)調(diào)車(chē)庫(kù)模型比例的計(jì)算;小組同學(xué)間經(jīng)過(guò)討論還能夠?qū)⒅参锏母慕Y(jié)構(gòu)應(yīng)用到車(chē)庫(kù)柱子的支撐結(jié)構(gòu)去……

2.可以檢驗(yàn)學(xué)生現(xiàn)行學(xué)習(xí)的成果

學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷利用科學(xué)知識(shí)指導(dǎo)自己的行動(dòng)，并且對(duì)變化的條件做出反應(yīng)。并不是所有問(wèn)題解決的方法學(xué)生都已經(jīng)掌握，有時(shí)候還涉及到更高層次的知識(shí)體系，這恰恰是學(xué)生學(xué)習(xí)的好機(jī)會(huì)。它可以發(fā)生在自我的感悟中，可以發(fā)生在向他人學(xué)習(xí)中，也可以發(fā)生在教師的引導(dǎo)中。教師只需觀察學(xué)生在任務(wù)中的行動(dòng)就能夠掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

3.存在著學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)概念的驚喜

STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)以學(xué)生為中心，創(chuàng)建以自然且貼近學(xué)生生活的活動(dòng)，學(xué)生自主探究得到新的知識(shí)喜悅更大。這種喜悅更能激發(fā)學(xué)生深層次學(xué)習(xí)的欲望，帶來(lái)更有效的學(xué)習(xí)行為。比如筆者在實(shí)踐《制作紙陀螺》項(xiàng)目中，學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)制作自己的紙陀螺，在失敗中去不斷摸索影響紙陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短的因素。剛開(kāi)始學(xué)生只猜測(cè)到一個(gè)影響因素，但是在與同學(xué)的玩樂(lè)競(jìng)技中，他們迫切地想提升陀螺旋轉(zhuǎn)的時(shí)間，只要多發(fā)現(xiàn)一個(gè)影響因素，就像發(fā)現(xiàn)新大陸一樣。這個(gè)過(guò)程和科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)科學(xué)原理、工程師們解決工程問(wèn)題的喜悅是相似的，能支撐著他們走向更遠(yuǎn)的未來(lái)。

三、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的幾點(diǎn)建議

項(xiàng)目的學(xué)習(xí)如果只偏向?qū)W生所關(guān)注的內(nèi)容，絕不可能取得良好的教育成果。一個(gè)項(xiàng)目即使具有項(xiàng)目的特征，如果不能帶來(lái)學(xué)生高質(zhì)量、有價(jià)值的學(xué)習(xí)行為的發(fā)生，再好的項(xiàng)目都稱(chēng)不上是一個(gè)好的教學(xué)程序。因此學(xué)生方案的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)值得教師苦下功夫，幫助和促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

（一）關(guān)注方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，提供足夠多的知識(shí)儲(chǔ)備

筆者在教育實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之前需要大量的知識(shí)儲(chǔ)備。他們需要不斷地喚醒知識(shí)體系，構(gòu)建聯(lián)系，解決問(wèn)題。在方案設(shè)計(jì)之前，學(xué)生首先要理解認(rèn)識(shí)問(wèn)題，要將問(wèn)題與已有的知識(shí)相關(guān)聯(lián)，充分的理解問(wèn)題才能夠開(kāi)展下面的活動(dòng)。

以筆者開(kāi)展的《流芳百世香云紗活動(dòng)》為例，雖然選擇主題活動(dòng)為本土非物質(zhì)文化遺產(chǎn)香云紗為主題，但是學(xué)生粗淺的了解香云紗是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。他們需要深入認(rèn)識(shí)香云紗的文化寓意、香云紗的面料特性、香云紗的制作流程。在前期工作準(zhǔn)備過(guò)程中，學(xué)生才算慢慢了解了香云紗：能夠全面理解香云紗的各項(xiàng)特性，能夠用科學(xué)的詞語(yǔ)準(zhǔn)確描述出來(lái)，能夠確定香云紗各項(xiàng)特性的影響因素，理清它們之間的關(guān)系，能夠根據(jù)香云紗的生產(chǎn)過(guò)程詳盡的列出香云紗與其他材料的不同之處。這些在方案設(shè)計(jì)前期花了大量時(shí)間儲(chǔ)備的已知知識(shí)是后面順利解決問(wèn)題的先決條件，同時(shí)也是評(píng)價(jià)學(xué)生問(wèn)題解決能力的指標(biāo)之一。

因此筆者建議，學(xué)生的方案設(shè)計(jì)前要做好知識(shí)的預(yù)準(zhǔn)備。筆者就開(kāi)展的三項(xiàng)活動(dòng)來(lái)幫助學(xué)生深入理解香云紗：1.香云紗主題講座，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)香云紗初概念，了解香云紗面料的基礎(chǔ)知識(shí)，知道香云紗的人文歷史;2.社會(huì)實(shí)踐調(diào)查，幫助學(xué)生了解香云紗市場(chǎng)推廣和受歡迎情況，了解香云紗與人民生活生產(chǎn)的關(guān)系;3.實(shí)地走訪出真知，實(shí)地考察探訪桑基魚(yú)塘和香云紗博物館，認(rèn)識(shí)順德絲綢業(yè)和香云紗的發(fā)展背景，知道香云紗生產(chǎn)的特殊性。

（二）支持方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，幫助疏通項(xiàng)目要素

在STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，如果讓每個(gè)學(xué)生完全獨(dú)立自主、根據(jù)自己的感覺(jué)做出反應(yīng)，而不向?qū)W生建議學(xué)習(xí)的計(jì)劃與方向，這將會(huì)帶來(lái)無(wú)秩序的混亂狀態(tài)。同時(shí)，并非學(xué)生所有的興趣與活動(dòng)都是有價(jià)值的，教師在這里的支持是非常重要的。在實(shí)踐《流芳百世香云紗》 項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)，即使教師已經(jīng)幫助學(xué)生明確了探究香云紗面料特殊性的活動(dòng)任務(wù)，學(xué)生在活動(dòng)時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)摸不著頭腦的情況。他們?cè)诿鎸?duì)香云紗面料生產(chǎn)、染整技術(shù)、面料的特性等等問(wèn)題不知從何下手。為了避免學(xué)生進(jìn)入混亂、無(wú)秩序的學(xué)習(xí)環(huán)境中，同時(shí)提高課堂的效率，教師應(yīng)該在方案設(shè)計(jì)時(shí)幫助學(xué)生疏通項(xiàng)目要素。這種幫助可以在學(xué)生已經(jīng)熟練掌握STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)技巧后停止。筆者在幫助學(xué)生疏通項(xiàng)目要素采取的是程序式，以香云紗為例：

提出問(wèn)題1（香云紗服裝生產(chǎn)）→拆分問(wèn)題（服裝生產(chǎn)流程）→達(dá)成目標(biāo)（了解服裝是如何生產(chǎn)出來(lái)的）→解決辦法1（ ）2（ ）→優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比→確定方案（ ）

提出問(wèn)題1（香云紗染整探究）→拆分問(wèn)題（染整方法）→達(dá)成目標(biāo)（認(rèn)識(shí)香云紗是如何染整的）→解決辦法1（ ）2（ ）→優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比→確定方案（ ）

提出問(wèn)題1（香云紗面料特性）→拆分問(wèn)題（染劑選擇、水質(zhì)選擇、制作溫度、抗菌性、耐磨性）→達(dá)成目標(biāo)（了解香云紗面料各項(xiàng)特性）→解決辦法1（ ）2（ ）→優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比→確定方案（ ）

學(xué)生根據(jù)流程，明確了總體目標(biāo)，設(shè)定詳細(xì)的子目標(biāo)，并提出可用的解決策略，制訂詳細(xì)的解決方案或策略，這也是后續(xù)有效評(píng)價(jià)學(xué)生問(wèn)題解決能力的第二個(gè)指標(biāo)。

（三）豐富方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，提供可能相關(guān)的知識(shí)領(lǐng)域支撐

PBL中的方案設(shè)計(jì)并不完全意味著不同項(xiàng)目要素間的平衡考量，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)并吸收新知識(shí)用于解決問(wèn)題的能力。如果沒(méi)有知識(shí)內(nèi)容的增進(jìn)，那么課堂上的學(xué)習(xí)就與日常生活中的農(nóng)作、家務(wù)沒(méi)有什么區(qū)別了。教師在項(xiàng)目設(shè)計(jì)初要考慮到學(xué)生在方案設(shè)計(jì)時(shí)可能用到的知識(shí)結(jié)構(gòu)，學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

學(xué)生并未學(xué)過(guò)的知識(shí)：（1）對(duì)項(xiàng)目重要的概念性知識(shí)。可以在識(shí)別問(wèn)題和調(diào)查研究環(huán)節(jié)中讓學(xué)生接觸了解。比如《流芳百世香云紗》項(xiàng)目中，學(xué)生從未了解過(guò)香云紗的生產(chǎn)原材料、香云紗的染整方法、香云紗的推廣現(xiàn)狀。因此在實(shí)地調(diào)查研究，筆者就指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)交流訪談，問(wèn)卷調(diào)查等方式引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)地考察研究中了解認(rèn)識(shí)這些知識(shí)內(nèi)容。（2）最近發(fā)展區(qū)的知識(shí)。教師可以通過(guò)提問(wèn)題、給資料、做引導(dǎo)等方法幫助學(xué)生突破瓶頸知識(shí)。比如《流芳百世香云紗》系列探究實(shí)驗(yàn)中學(xué)生并未在科學(xué)課上學(xué)習(xí)過(guò)不同植物染料染色效果的探究實(shí)驗(yàn)。因此在課上，教師可以通過(guò)系列問(wèn)題幫助學(xué)生梳理實(shí)驗(yàn)思路：

做不同植物染料染色效果的探究實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備多少對(duì)比組對(duì)比實(shí)驗(yàn)效果呢？

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有哪些影響因素呢？

為了保證實(shí)驗(yàn)公平，我們需要控制哪些因素保持相同呢？

教師還應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前分發(fā)了不同植物染料的資料卡片和顏料提取實(shí)驗(yàn)方法卡片幫助學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)和討論，請(qǐng)教老師等方法完成探究實(shí)驗(yàn)。

至于學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)：（1）將在項(xiàng)目中應(yīng)用的知識(shí)，可以等待學(xué)生在方案設(shè)計(jì)中喚醒知識(shí)。比如在《流芳百世香云紗》系列探究實(shí)驗(yàn)中學(xué)生之前已經(jīng)在科學(xué)課上學(xué)習(xí)了如何進(jìn)行面料的對(duì)比方法，在比較香云紗與其他布料的不同時(shí)，教師只需要提醒學(xué)生回憶課堂上是如何進(jìn)行此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生就可以順利完成此項(xiàng)活動(dòng)了。（2）能夠?yàn)轫?xiàng)目增色的知識(shí)，可以制成資料包發(fā)給學(xué)生，也可以鼓勵(lì)多查閱資料，多開(kāi)展頭腦風(fēng)暴。

（四）引導(dǎo)方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，使其健康良性的進(jìn)行

當(dāng)然我們也要考慮如何保障學(xué)生積極的參與，保障學(xué)生學(xué)習(xí)的秩序和良好的課堂環(huán)境。學(xué)生設(shè)計(jì)了探究方案，還要能夠按照確定的計(jì)劃實(shí)施方案。教師監(jiān)控每個(gè)階段實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的進(jìn)度。在剛開(kāi)始的教育實(shí)踐中，筆者嘗試放手，把課堂還給學(xué)生，依賴(lài)學(xué)生的自主性，發(fā)現(xiàn)學(xué)生方案有時(shí)進(jìn)行到某些階段就會(huì)停滯下來(lái)。因此筆者嘗試提出一些固定規(guī)則，比如說(shuō)學(xué)生要遵守項(xiàng)目流程，要在合作中提出自己的意見(jiàn)并與他人溝通，不對(duì)他人意見(jiàn)進(jìn)行批評(píng)和諷刺，可以在活動(dòng)中尋求教師幫助等常規(guī)做法，并在學(xué)生的評(píng)價(jià)表都給予體現(xiàn)。這些方式都收到了較好的成效。下面截取部分香云紗案例相關(guān)評(píng)價(jià)展示：

執(zhí)行解決：榜樣（能夠按照確定的計(jì)劃實(shí)施研究方案;能夠推進(jìn)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果反思實(shí)驗(yàn)方案的合理性;能夠批判性地評(píng)估實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)實(shí)驗(yàn)的不合理處進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整）合格（能夠按照確定的計(jì)劃實(shí)施研究方案;能夠按照計(jì)劃完成各項(xiàng)探究實(shí)驗(yàn);能夠在他人的幫助下及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)并完成計(jì)劃）待改進(jìn)（不能夠按照確定的計(jì)劃實(shí)施方案研究;不能夠完成各階段的進(jìn)度，探究實(shí)驗(yàn)基本沒(méi)有達(dá)成;不能夠在他人的幫助下及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)并完成計(jì)劃）。

評(píng)價(jià)總結(jié)：榜樣（能夠反思并總結(jié)問(wèn)題解決的整個(gè)過(guò)程;能夠?qū)^(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi);能夠梳理總結(jié)出此類(lèi)實(shí)驗(yàn)方案的詳細(xì)步驟）合格（能夠在他人的幫助下反思問(wèn)題解決的整個(gè)過(guò)程;能夠列舉出過(guò)程中遇到的問(wèn)題;能夠在他人的幫助下說(shuō)出此類(lèi)實(shí)驗(yàn)方案的步驟）待改進(jìn)（不能夠在他人的幫助下反思問(wèn)題解決的整個(gè)過(guò)程;不能夠列舉出過(guò)程中遇到的問(wèn)題;不能夠在他人的幫助下說(shuō)出此類(lèi)實(shí)驗(yàn)方案的步驟）。

結(jié)語(yǔ)

學(xué)生的方案設(shè)計(jì)是STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)深度挖掘的關(guān)鍵，也是學(xué)生不斷進(jìn)行著概念的學(xué)習(xí)，概念的應(yīng)用和概念間的相互作用的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)關(guān)注、支持、科學(xué)地引導(dǎo)PBL中學(xué)生的方案設(shè)計(jì)，在教育實(shí)踐中能夠較為有效促進(jìn)學(xué)生有價(jià)值的學(xué)習(xí)行為的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙中建.基于項(xiàng)目的STEM學(xué)習(xí)[M].上海：上海科技教育出版社，2016（5）：11.