以問題式學習促思維發展的機理與策略

張曉靜

(福建師范大學 教育學院，福建 福州 350007)

問題式學習源于20世紀五六十年代北美醫學院的教學改革，后被推廣到大學的各個專業教育領域乃至中小學教學，成為一種通過解決問題而進行學習的教學模式。核心導向、育人為本的新課程改革要求變革課堂教學，由重教向重學轉變，構建學習中心的課堂。問題式學習的意義就在于實現以學習為中心的課堂，讓學生成為課堂的主人。問題式學習的教學活動促使學習內容圍繞問題進行重構，讓學生通過運用知識體驗知識的真正意義并通過解決問題將知識真正轉化為能力。

問題解決是按照一定的目標，經過一系列思維操作而解決問題的過程[1]302，因此問題式學習與學生思維發展密切相關。近年來，國內外部分學者探討了問題式學習與思維之間的關系。其中，關注問題式學習中批判性思維能力發展的研究居多。Setiawan[2]和Yuliati[3]以及Lapuz[4]等人的實驗表明，在課堂學習過程中，應用問題式學習能夠提高學生的批判性思維能力。Budhi和Suwarni的研究也得出類似結論[5];Cosgun和Atay通過實驗發現在英語課堂中融入問題式學習能夠提高學生批判性思維和創造性思維的水平及其語言分數[6];劉智等人對國內外相關的31項研究進行元分析，其結果表明問題式學習對大學生批判性思維的發展具有促進作用[7];馬志強通過案例研究揭示出問題解決學習活動中批判性思維發展的若干特征[8];宋軍認為將問題式學習運用于學術英語教學有益于培養學生的批判性思維能力[9]。此外，也有少數學者研究了問題式學習中科學思維、高階思維、創新思維、計算思維等其他思維類型的發展。Syamsidah的研究數據表明問題式學習模式能夠有效提升學生的科學思維能力[10]；Ali等人的研究發現問題式學習能夠增強學生的高階思維能力[11]；張金帥等人認為問題式學習模式通過激發學生的創新思維促進知識的重組與創新[12]；張屹等人的研究結果表明小學數學PBL+CT 教學能顯著地促進小學生計算思維的培養[13]。

從已有的研究來看，國外學者大多通過定量研究證明問題式學習能夠促進學生思維的發展。我國關于問題式學習的研究主要集中于對其內涵、特征、環節以及與傳統教學模式的比較等方面的介紹，有一些研究也對問題式學習的實踐策略進行了探索。到目前為止，國內研究問題式學習與思維的文獻并不多見，僅有少數幾篇文獻涉及到在某個學段或學科中運用問題式學習帶來學生某種思維的發展變化。可見關于問題式學習中思維發展的已有研究尚不夠系統深入，尤其是專門化的研究比較少。本文在已有研究的基礎上，探討在問題式學習的全過程中隨著學生探究的深入其思維如何獲得發展，以求系統地揭示問題式學習過程中思維發展機理。

1 問題式學習的理論內涵與操作程序

問題式學習是美國學者Barrows于1969年在加拿大麥克馬斯特大學首次提出的[14]，后經過實踐形成了一套操作程序，其理論思想也得到了建構。建構主義是問題式學習的理論基礎，自主建構與合作互動成為了問題式學習的重要內容。

1.1 問題式學習的理論內涵

問題式學習又稱基于問題的學習(Problem-Based Learning，簡稱PBL)，具體而言是指將學生嵌入具體的問題情境中，讓學生圍繞問題進行自主探究與合作互動從而解決問題的教學模式。在這個教學模式中，學生的學習被“拋錨”于具體問題之中，教師的主要作用是引導學生在具體問題中進行主動學習。因此，也有學者將其稱為一種情境化了的、以學生為中心的教學方法[15]。問題式學習的基本特征是以問題為導向和以學生為中心。在以學習者的主動學習為前提的基礎下，問題式學習因為在知識與具體問題之間建立了聯系，因而能夠激發學生對完善自身知識結構的欲望以及幫助學生深入地理解知識的現實意義。

問題式學習的理論基礎是建構主義。建構主義并不是“一個”學習理論，而是包含很多并不完全一致的理論，這些理論大致可以歸納為兩種主要的取向：個體建構主義和社會建構主義[16]。個體建構主義是在皮亞杰思想的基礎上發展起來的，該取向認為學習是一個意義建構的過程[16]。建構包括兩個方面的含義：一方面學習者需要以原有知識經驗為基礎，超越外部信息本身對當前信息進行理解；另一方面，學習者需要依據新經驗對原有經驗本身作出某種調整和改造，即認知是同化和順應兩方面的統一[17]。遵循這一理念，問題式學習強調學生通過解決問題來對知識進行自主建構。教師并不直接傳授給學生知識，一切的信息都需通過學生主動地探索問題而獲得。學習者是在探索問題中發現新知識，并通過新舊知識的相互作用理解和運用知識，從而在認知結構中建構起與問題相關的知識群。社會建構主義是以維果茨基的思想為基礎發展起來的，該取向的基本觀點是：學習是一個文化參與的過程，學習者通過借助一定的文化支持參與某個共同體的實踐活動來內化有關知識[16]。其強調社會性的相互作用，學習者是在借助語言符號與他人交往的活動中理解知識的意義。學習共同體成為學習者認知活動的重要社會性支持。學習共同體是由學習者以及教師、專家等共同構成的團體，他們在學習過程中進行溝通交流，分享各種學習資源，共同完成一定的學習任務，因而在成員之間形成了相互影響、相互促進的人際聯系，形成了一定的規范和文化[18]。問題式學習中學生在教師的指導下與同伴進行對話互動，合作探索問題、共同完成任務。總之，基于建構主義的思想，學生不僅在獨立探索和思考問題中進行知識的自主建構，也在與他人的社會交往和合作互動中內化知識的意義。

1.2 問題式學習典型的操作程序

PBL的創始人Barrows系統地闡述了問題式學習的活動結構，將其操作程序提煉為五個環節，包括形成一個新的小組、啟動一項新問題、執行問題解決、展示成果、在解決問題之后進行反思[19]。后來的學者基于Barrows提出的操作程序，生成對問題式學習實施過程的不同表達，使其流程出現了許多變式。但無論怎么變化，問題式學習都包含著解決問題的一些基本過程。問題式學習始于教師創設的問題情境，需要先由教師用少量的信息呈現一個與領域相關的且結構不良的真實問題，即初始問題。學生首先要梳理已有信息，包括問題的已知條件和回憶頭腦中已有的相關知識。接著學生需基于已有的信息開展頭腦風暴，形成對問題的若干假設。這些假設當中包含著部分尚未確定的知識，與學生的已有知識之間形成了“差距”，由此生出了需要進一步解決的子問題，稱為學習議題。在這兩個過程中，學生要選一個人做記錄員，負責在“白板”上記錄問題中的事實信息、成員們的想法和假設、所確定的學習議題以及計劃采取的行動等[21]。而后小組成員分配這些學習議題進行自主學習，通過資料搜集主動建構新知，補足欠缺的信息。在自主探索學習議題之后，小組成員再次集合溝通所獲取的信息，并運用新知識對假設進行驗證，或者修正已有的假設。如果有必要，小組成員需要確定新的學習議題，繼續搜索資料，直至得到最終結論。

2 問題式學習促進思維發展的機理

學生在問題情境中自主建構知識以解決問題的過程也是思維發展的過程。思維是認識事物之間內在聯系的一種認知活動，是對人們頭腦中已有知識經驗不斷地更新與改組[1]280-282。問題式學習中以問題為導向的推測和論證促進著思維的持續發展，實現了知識之間的相互關系的動態建構。

2.1 檢索記憶：問題中心重構舊知

建構主義者認為學生不是空著腦袋進教室的，而是已經積累了某些經驗，并以此作為自主建構知識的基礎。問題式學習中的原始問題是思維的刺激源，在問題線索的暗示下學生激活并檢索記憶庫，從中提取出有用的信息。當學習者“現實經驗中的一部分與先前的經驗中的一部分相似”，“它就會引起或暗示先前全部經驗中某些相關的事或性質”[21]43。暗示其實就是學生由一個現實刺激聯想到了其他事物。在這里聯想可以被認為是一個從長時記憶中提取特定事項的過程[22]。問題式學習中，不同成員之間的原有知識結構具有差異，這種差異使得學生能夠聯想到不同的知識。研究表明，學生知識儲備與思維差異易引起知識點激活范圍的不同，小組成員的知識基礎越好，相關知識點越容易被激活[23]。

聯想促成部分原有知識與問題發生內在聯系，這些聯系使得相關知識從先前認知結構中被“拎”出來，整合到這個問題當中，成為問題的已知條件。因此，由問題激發的聯想重建了知識之間的關系，使得學生的原有知識框架發生了重組，形成了以問題為中心的“問題+舊知”知識群。這個知識群是學生進行下一步思維的基礎，所謂巧婦難為無米之炊，有了知識才有了思維的材料。

2.2 推測出新：基于已知提出假設

在已知的基礎上，學生能夠進行推測而誕生一種新的觀念即對問題的假設。推測既包含“舊”的觀念，也包含“新”的觀念，是一種“由舊到新”的跨越。推測存在著一種“從已知到未知的飛躍”，“它超越了人們已經掌握的事實”[21]84。一方面，推測是基于從記憶庫中提取的舊知的猜想，“問題+舊知”的重組結構是假設形成的知識基礎。建構主義者認為，一旦問題呈現在面前，學生往往可以基于相關的經驗，依靠他們的認知能力，形成對問題的某種解釋，這并不都是胡亂猜測的，而是從他們的經驗背景出發而作出的合乎邏輯的假設[24]64。顯然這種假設不是憑空而來的，而是以原有知識為依據建構起的有邏輯的觀念。結構不良的問題情境包含著諸多領域知識，缺乏這些思維材料就難以進行思想的創新。另一方面，推測生成的假設是一種觀念的創新，其來源于學生的創造性思維。答案不唯一的開放性問題可以激發學生的創造力[11]，問題式學習中的結構不良問題賦予了學生發揮創造性思維對問題的解決方案進行假設的可能性。創造性思維是指產生新思想的思維活動，需要直覺、頓悟、想象等非邏輯思維來完成[25]。“最初的假說是一種缺少證據支持的猜想和假定，因為最初形成假說的基礎事實有限，只能依靠非邏輯性的直覺。”[25]創造性思維需重新組織已有的知識經驗[1]283，假設就是通過建立起原本沒有互相關聯的事物之間的聯系而產生的新思想和新觀念。因此，推測出新促進了學生創造性思維的發展。有研究結果表明，問題式學習可以增強學生的創造性思維，以此幫助學生解決非常規問題[26]。

在問題式學習中，學生不僅獨立地進行創造性思考，也在與他人的對話中創新思想，社會互動對學生創造性思維的激活有直接的影響。創造性思維的發展是協作交流的結果，其有效發展主要源于探究性對話和協商性對話的賦能作用[27]。從結果來看，假設實現了對已知的改造，推測產生的新觀念改造了原有的認知結果，重塑了記憶庫中知識之間的關系，形成了“問題(舊知)+假設”知識群。

2.3 引新論證：假設充實知識成群

假設中包含著正確性未知的信息，需通過搜集資料并進行合理證明才得以成為知識。“論證的一個重要功能就是‘知識證成’，個人的信念在成為知識之前必須合理辯護或充分證明，知識必須建立在充分且可接受的理由或證據之上。”[28]論證是推測的延續，是邏輯思維的過程。創造性思維所產生的新思想、新觀念是否正確、科學、合理需要通過邏輯思維來檢驗和證實[25]。將一種觀念納入到認知結構中的前提是要對其可靠性進行反復思考，找到其背后的依據并進行邏輯性的推導。奧斯本等人認為科學論證是一種復雜的推理形式，需要特定領域的知識來構建和批判主張以及主張與證據的關系，以說服其他成員相信論證的有效性[29]。他們提出論證包含建構和批判兩個過程：建構是試圖用論據來捍衛和支持一個解釋性假設；批判是試圖發現論證中有缺陷的地方[29]。因此，論證不僅涉及邏輯推理過程，要求思考事物之間或者是證據與假設之間的內在邏輯關系，也強調對推理過程的批判性反思，要求反復考量以確保推理沒有邏輯錯誤。推理是邏輯思維的重要形式，它使所有資料保持邏輯一致成為支撐假設的有效論據。思維合乎邏輯的人“盡心竭力地把他所憑靠的證據搞清楚，在他取得結論之后，他用證據來檢驗結論，看其結論是否能站得住腳”。[21]69思維的判斷力支撐著有效的推論，判斷是對資料的有效性和科學性的評價，對推理分析過程的合理性的判斷，對從資料得出結論的邏輯性的判斷。“思維是對資料和觀念二者不斷的估量，除非每種表面上可作證據的事實和表面上可作解釋的觀念，其恰當性和力量都被判斷過，被估量過，否則，思維的進行就是徒勞無益的。”[21]108因此，在論證過程中進行的推理和判斷使學生的邏輯思維得到發展。

在問題式學習中，學生不僅進行著“獨白式”論證，也在學習共同體進行著“對話式”論證。論證不單是個體思維過程的產物，也受人際互動的影響，涉及多方的對話[28]。論證個體在探索性對話中批判性地、建設性地參與彼此的想法[30]，通過協商作出決策與判斷，在合作論辯中得出一致的最終結論。從結果來看，結論是思維的成果，推論使思維活動從疑難的情境過渡到確定的情境，形成了“問題(知識)+結論”的知識群。

3 問題式學習促進思維發展的策略

作為問題式學習的促進者，教師的指導直接影響著學生在探究中的思維發展。教師應當精心設計問題式學習的原始問題情境，以“破舊立新”和“論證中批判”為重點引導學生的思考。

3.1 以現有知識為出發點創設結構不良的問題情境

學生的思維始于問題式學習中原始問題的提出，教師所創設的問題情境應當符合兩個條件：一是基于學生的現有認知水平。教師的作用和任務就在于創設情境來控制學習經驗，而這又必須根據學生的需要與能力。原始問題能夠激發學生思維的前提條件是問題情境所涉及的部分知識與學生已獲得的經驗相互交叉，這些先前經驗成為學生進行聯想的材料。假若教師創設的問題所需的特定知識完全超出了學生的現有認知水平，那么學生的思考也就無從談起。教師應保證創設的問題能夠引起學生對已有知識的聯想，讓學生的當前經驗能夠從過去經驗中汲取養分。從知識的角度而言，學生現有認知水平體現在已掌握的間接經驗和已獲得的直接經驗。前者是從書本上習得的學科知識，后者是從日常生活中獲取的生活經驗，二者結構的不同決定了學生認識水平的差異。問題情境的設置應當從學科和學生生活兩方面考慮，教師對先前所學的學科概念、思想、方法應做到心中有數，明確所要設置的問題情境包含的新概念和前概念，同時盡管生活經驗因人而異，教師所設置的問題情境也要盡可能貼近學生所能獲得的一般經驗，不能完全脫離學生的生活世界。

二是問題情境應當是結構不良的。問題式學習強調為學習者提供真實、復雜的現實問題情境，以提升學生的知識遷移能力和解決實際問題的能力[31]。真實性同時也意味著問題是結構不良的，含有許多未知的、模糊的成分[32]。因此，在內容上問題情境是來源于現實的，甚至應盡可能來源于學生的日常生活，貼近生活的真實問題更容易吸引學生興趣。在形式上初始問題應屬于結構不良問題，問題解決是目標狀態與初始狀態不斷接近的過程，結構不良的問題是初始狀態、操作過程和途徑、目標狀態三者中至少有一個沒有明確界定的問題。結構不良的真實問題情境具有很強的開放性，形成一個思維的“自由空間”，在這個空間里學生的想象、直覺等非邏輯性思維得以馳騁，學生具有機會和可能探索解決問題的多種方案和不同答案。以生物課堂為例，在學習“生態系統的能量流動”一課中，教師可以提出“小明早上只吃了個饅頭，不到中午就饑腸轆轆，他吃的饅頭哪去了？”等類似的問題[33]。這類問題既是來源于對現實的思考，又涉及到諸多生物學知識，學生先前已學的“消化與吸收”的知識點作為搭建新知識的基點，在探究中可以突破人體消化與吸收的框架將思考延伸至整個生態系統的能量循環與轉化，擴充原有框架，建立新的概念地圖。

3.2 以“破舊立新”為突破口培養創造性思維能力

猜想的過程激發了創造性思維，成為培養學生創造性思維能力的良好機會。“創造性思維之所以難以產生，關鍵難在‘破舊立新’上，人們難以擺脫和排除已有思維、思想、觀念和知識的束縛，從而建立迥然不同的思想、理念和方法。”[25]因此，培養創造性思維的關鍵在于“破舊立新”。“破舊”就是要打破思維定式，跳出已有知識的框架；“立新”就是建立新異聯系，在已知的基礎上大膽猜想新的可能。

著眼于突破與創新，教師首先應創設自由思維與對話的空間。面對學生思維上的錯誤，教師不用急于干涉與糾錯，要避免按照自己的思維去牽著學生思考。在自由的課堂氛圍中，學生獲得了充分發言的機會，其思維能夠在正反觀點的交織與激蕩中更加活躍。其次，猜想是“破舊立新”的重要過程，成為推動問題解決的關鍵步驟。在獨自面對問題情境時，學生能夠依靠經驗背景形成對問題的某種猜測；而在集體中，對話和交流能夠克服單獨思考的局限性，突破個人思維的邊界，激發思維朝著更加發散的方向延伸。因而，在集體中思考是猜想生成的良好環境，教師可以采用集體激勵策略激發創造性思維，頭腦風暴法是一種常用的有效激勵學生在集體中思維的方法。集體激勵可以幫助學生打破個人固有觀念的束縛，擺脫思維的僵化狀態[34]。當然，教師應調控學生的思維與對話以免其偏離正軌，在適當的時機提示某些重要的線索或關鍵的信息來啟發學生，提供思考方向使學生能夠順利地找尋新的想法。同時，在推測的過程中，教師要以伴隨性評價來激勵學生的思維，給那些富有創造力的想法以充分的肯定和積極的反饋。教師應突出對“猜”的評價，充分利用教學評價激勵學生大膽地進行猜想[35]。以地理課堂為例，教師在“農業區位因素”一課中創設“某產業該如何轉型發展”的問題情境，圍繞“為什么某產業會存在發展困境”這一子問題，學生通過集體激勵在思維的發散中可以猜想到土壤、地形、水源、勞動力、市場、交通、技術等多個角度的可能原因，從而提出“培育種植名貴品種、加工產品、采用機械化種植”等多種假設作為問題的解決方案[36]。

3.3 以“論證中批判”為著力點培養邏輯思維能力

在論證中對思維的批判與反思尤為重要，教師要以此為著力點提高學生的邏輯思維能力。資料轉化為證據要經過對資料的科學性和合理性的鑒別以及由資料到結論的推理過程。因此，批判既包括對資料本身的批判，也包括對以資料得出結論的推理過程的批判。教師首先應提示學生反思搜集到的資料的有效性和真實性，讓學生仔細考慮資料的來源、內容等，判斷資料是否權威可靠以及是否與所要證明的假設密切相關。其次，在推理中，學生是論點的建構者和批判者，教師可以以提問的方式提示學生推理上存在的邏輯漏洞，讓學生以批判的眼光不斷考量和反思已作出的每步推理是否有前后矛盾或不合理之處。

批判既包括對自己觀念的懷疑和反思，也包括對他人觀念的批判[37]。教師應通過對話引導學生進行論辯，使學生有意識地對他人提出的論證過程進行批判性思考，嘗試指出他人某些推理的邏輯誤區。學生在對話中進行合作論證，在對話中進行推理、批判和思辨，其證據意識、邏輯思維以及批判性思維能力得到了培養。在“農業區位因素”一課中，學生推測可能存在交通、市場、政策等非自然因素阻礙產業的發展，就需要進一步搜集關于產業所在地的社會經濟條件，以詳實的資料作為依據。對于同一方面的猜想，不同的學生也可以采用不同的資料給出不同的論證過程，從多種角度驗證同一假設，保證假設的充分論證。在他人論證時，傾聽者需要仔細考察其表述過程，若發現不合理之處便可以嘗試指出其資料來源不夠權威或者批判其邏輯存在漏洞。對話中的傾聽與論辯是學生發展邏輯思維能力的推動力，觀點的矛盾和沖突實際上是學生深入思考和邏輯思維運作的表現，質疑與批判使學生思維的縝密性和表達的邏輯性得到鍛煉。作為學生的指導者，教師既可以扮演學生的角色認真傾聽并合理批判他人的觀點，以此為學生作示范；也可以直接給出評價和建議，以此修正學生思維的不全面之處。教師負責組織和調控課堂對話，對學生的觀點給予有效的反饋、統整和延伸，引導論證圍繞有意義的知識建構持續進行[38]。

4 結語

問題式學習讓學生成為課堂的主人，讓學習在課堂上真實發生，讓思維在課堂上充分活躍，使學科知識在情境中獲得充分意義并在思維中得到動態建構。在新課標的背景下，基于真實問題情境的教學得到了充分重視，問題式學習對教學改革轉型具有重要意義，其促進思維發展的相關實證研究和實踐探索仍有待擴充與深入。