核心素養視域下問題解決式教學的困境與優化

尹苗 李亞娟 李逢慶

摘? ?要： 文章采用歷史與邏輯相統一的方法，系統梳理與深度闡釋問題解決式教學的嬗變與演進。從課堂生態系統的關系、活動、環境、過程與評價等要素出發，全面解讀問題解決式教學存在的現實困境，提出指向多元化算法方案耦合的分工協作、關注自組織與生成式的教學活動組織、構建虛實結合的問題解決式教學環境、重組課堂課后一體化的結構流程、再造技術賦能的證實化教學評價體系等優化策略，旨在為教師開展問題解決式教學提供理論鏡鑒與實踐參照。

關鍵詞： 問題解決式教學；核心素養；問題解決

問題解決式教學又稱基于問題的學習、問題解決教學或問題教學法。問題解決式教學關注“活化學生問題解決的思維，變事實性知識為問題解決的工具，由此搜索與建構問題解決的策略”1，借由問題解決實現學生知識建構、技能訓練與能力發展。

為應對席卷而來的數字化與全球化浪潮，世界各國紛紛開展“21世紀能力教育改革運動”，并由此推動了人才培養目標由知識技能向核心素養的升級轉型。核心素養一方面從宏觀層面上回應了“培養什么樣的人”的教育目的問題；另一方面，核心素養與學科屬性融合凝練形成的學科核心素養，也為中觀層面上學科課程育人和微觀層面上課堂教學“怎樣培養人”提供了方向引領與路徑指導。學科核心素養的提出，不僅實現了由關注學習內容向關注學習主體發展的轉變，也為學習評價提供了新的理念引領與標準參照。由此推動“問題情境承載考查內容”2 成為學生核心價值、學科素養和關鍵能力水平測量的有效方式，并再次引發學界與一線教學實踐者對于“問題解決”的強烈關注。3 值得深思的是，當前問題解決式教學在協作關系、教學活動、環境支持、結構流程與評價指向等方面存在哪些現實問題？如何優化問題解決式教學使之能夠有效達成核心素養的教學目標？系統梳理與闡釋問題解決式教學的發展演進，全方位審視與回應問題解決式教學的現實困境，成為核心素養視域下實施問題解決式教學、推動課堂教學改革與育人質量提升的核心論題。

一、問題解決式教學的嬗變與演進

1.指向良構問題求解的問題解決式教學1.0

自20世紀80年代起，“問題解決”逐漸引起我國認知心理學領域學者的關注。研究者認為，“問題解決是具有目的的認知性的運算序列”，并將問題解決的過程界定為“通過一系列的運算，從初始狀態，經過一步一步的中間狀態，最后達到目標狀態”。1 在對問題解決概念界定、特征描述與過程分析等普適性理論研究的基礎上，數學和化學等學科教學領域的研究者開始引入“問題解決”以促進學生學科知識技能的掌握與應用。與理論研究者的視角不同，教學實踐者對于“問題”和“問題解決”的認識，更多地是從具體的學科知識、問題類型、問題解決的具體方法等層面展開。在此階段，問題解決式教學中的問題類型多為封閉性的良構問題。這類問題的典型特征是“具有明確的已知條件，并在已知條件范圍內運用若干規則和原理來獲得同一性的解決方法”。2 以數學學科為例，這一時期的典型問題如例1所示。

例1：請在圓圈里填上“>”“<”或“=”：51×8○53×3

例1這類問題解決的目標直接指向學生如何運用數學知識與技能，獲得解決抽象問題的唯一方案。因此，教師在組織開展此類問題解決式教學時，往往首先講授問題解決所需的知識、技能和策略，在進行問題求解步驟推導和案例示范后，通過組織相似題目的重復操練，幫助學生熟練、快速地應用規則和原理解決同類問題。由此構成此階段問題解決式教學的價值指向，即運用知識、技能、規則和原理以獲得解決封閉性良構問題的唯一方案。

2.建構主義引領下的情境性問題解決式教學2.0

20世紀90年代，以建構主義為代表的學習科學開始興起，并由此引發了學習觀、知識觀和教學觀的系體化變革與更新。建構主義的學習觀強調學習的主動建構性、社會互動性以及情境性，由此推動學習方式由被動接受式學習向自主探究、小組協作、合作學習的轉變。與此同時，建構主義學派的研究者認為，只有“當學習者在現實世界問題的情境中掌握知識與技能時，才能促進學習”3，并提出了基于問題解決建構知識、通過問題解決促進學習的設想。因此，此階段“問題”的設計由封閉性的良構問題轉向真實情境中的現實問題。典型的數學問題如例2所示。

例2：公園門票是每張8元，某校組織97名同學去公園春游，帶800元錢夠不夠？

與例1不同，該數學問題的顯著特點是將學科問題與真實情境相結合，并將解決問題的策略包含在問題的陳述中。此類問題可以“制造學習者在認知上的沖突，以引起學習者的反省及思考出解決問題的方法”。4 在教學過程中，教師設置情境化的真實問題，開展知識技能講授以提供理解和解決問題的相應支架；學生從真實情境中析取數學問題，并將語言文字中的信息轉換成數學表達式，確定解決問題所需的相應知識技能，并通過自主探究或小組研討確定問題解決策略，最終在掌握這些知識技能的基礎上形成問題解決方案。在此階段中，雖然賦予學科問題一定的真實情境，但其本質仍然是封閉性的良構問題。因此，問題解決式教學的目標仍是獲得解決問題的唯一方案，其內涵和價值指向并未發生本質改變。

3.核心素養視域下的問題解決式教學3.0

因此，目前學界對于核心素養形成途徑的一個基本共識是“素養是在知識運用、問題解決與滿足復雜需求中得以生成與發展”。1 與此同時，在實踐探索中也逐漸形成了“在現實的問題情境中考查學生核心素養發展水平”2 的評價實現機制。在二者的共同推動下，指向核心素養的問題解決式教學強調“學習者對知識有深入地理解，能夠靈活遷移和運用知識，有批判與質疑的態度和行為”。3 因此，此階段的問題表現出指向分析、評價等高階思維能力發展的特征，典型的數學問題如例3所示。

例3：海洋館的海豚表演看臺共678個座位。某校一至三年級有342人，四到六年級有354人。如果六個年級的學生同時看表演，看臺的座位夠嗎？下面3位同學都認為不夠坐，（? ? ）的想法更合適？

與此前的典型問題（例2）相比，例3中問題解決的目標超出了唯一方案的獲取，將其關注重點拓展至能否對多個可行方案進行分析與評價。此類問題也將學生由記憶、理解、應用的低階學習階段帶入分析、評價、創造的高階學習階段。在此過程中，教師不僅應通過教學使學生具備問題解決的知識庫與技能庫，而且應引導學生互動合作來構建多樣化的問題解決策略庫。與此同時，教師還應處理好“教學預設的線性作用與學習的非線性作用之間的競爭且協同關系”4，調整教學方法、教學內容、教學資源與技術應用，促進學生的問題解決過程走向新的序列，即“問題情境分析—學科問題析取—自主方案制訂—多元策略匯聚—策略解析評鑒—解決方案形成”。問題解決式教學3.0打破了知與行的分野，在實現知識學習與知識應用統一的同時，也完美地體現了實踐取向的素養觀的價值內涵——問題解決與素養養成。

二、問題解決式教學的現實困境

本研究從課堂教學生態系統的關系、活動、環境、過程與評價等要素入手，分析當前問題解決式教學的現實困境，為問題解決式教學在核心素養目標導向下達到新的生態平衡奠定基礎。

1.協作關系：分工方式與有效合作的沖突

問題解決式教學將小組合作學習作為重要策略，通過成員的分工合作促進問題解決方案的設計與實施。在傳統的問題解決式教學中，成員的角色分工通常是由思維類型的不同所決定，“行動者要提出解決辦法，而懷疑者應提出懷疑和批評，記分員、監督者和安慰者則解決沖突等”。5 這種分工方式意在使學習者形成不同的角色體驗，觀察他人角色與作用，通過同伴的行為拓展自己對于問題解決的理解，促進思維能力的發展。但是，這種功能性分工方式的最大弊端在于，問題解決方案容易受限于行動者的能動性。盡管懷疑者可以對方案提出質疑與批評，但也多是對行動者方案的建議與改進，難以有思維的碰撞并形成多元化的問題解決方案。尤其值得關注的是，學習小組分工與活動均是在教師的組織與指導下完成的，這限制了學生的學習參與度和主動性，制約了合作學習的有效性。

2.教學活動：追求效率與差異學情的矛盾

教學的有效性是課堂教學的永恒追求。為此，將工業生產中的控制論思想與管理方法引入課堂教學，實現效益最大化，成為工業時代提升教學效率的常見策略與必然選擇。在控制論者看來，“課堂是一個是由教師、學生、教學內容、教學條件（或環境）等因素組成的可控系統”。1 因此，作為權威與控制者的教師，主要任務是動員一切方法與手段引導學生，直至得出預定答案。在此過程中，一方面，學生差異化的個性學情屈從于統一步調的教學活動和進度；另一方面，由于“其所解決的教學問題與實際生活中的問題解決情境相差太遠”2，而被動地陷入習慣性的抽象推理和機械運算之中。

3.環境支持：封閉空間與開放協作的對立

作為教學開展的空間支持與活動場域，環境對于課堂教學的活動組織和教學效果的達成有重要影響。面對面的、封閉割裂的教室物理空間，不僅限定了學生在課堂中的“生態位”，同時也“內在地決定了師生之間的溝通方式和范圍”。3 傳統以小組合作為主要形式的問題解決式教學，在不改變教室原有布局的基礎上通過調整桌椅以便于小組討論。然而，這種妥協方案仍然未改變教師“通過層層鋪陳和一步一步地推演，呈現知識脈絡的歷史發展、知識點之間的關聯和人類認識事物的普遍規律”4的教學方式。其本質仍在于，以教師為主體的講授式教學目標是在教師的控制和命令下，學生以服從者的心態被動地參與到聽講和小組討論的過程中，以獲得問題解決的唯一方案。

4.結構流程：敘述邏輯與問題解決的割裂

教學結構不僅是教學方法、教學手段和教學環境的系統整合，同時也暗含教師的教學理念與教學邏輯。長期以來，教師在講授式課堂中遵循的是典型的敘述邏輯，其價值內涵在于通過教材文本與教師講授呈現學科知識的內容結構，描述知識體系的骨架脈絡，追溯原理法則的認識歷程，明晰事物發展的普遍規律。5 在敘述邏輯指導下，問題解決式教學中的“問題”主要應用于兩個方面：一是通過情境化的問題呈現，激發學生學習興趣，以更好地支持教學內容的傳遞；二是教學中“引入問題主要是為了復習、鞏固和評估所學知識，解決問題是鞏固知識和獲取新技能的手段”6，而非學生問題解決能力的提升。與此同時，課堂時長的有限性與學生接受度的差異性嚴重影響和制約了課堂容量。因而，課前自主預習和課后重復性專項訓練成為敘述邏輯式教學在時序上的延伸和拓展。

5.教學評價：評價指向與個性發展的背離

評價本質上是一種綜合價值判斷。因而，評價不僅具有目標導向和結果鑒定功能，也具有問題診斷和反饋調節的價值意蘊。在以知識本位和學科本位為核心理念的課堂教學實踐中，從評價方式的角度分析，評價實施過程中往往以標準化紙質試卷為載體，以考試成績定量化數據的終結性評價為主要依據，以“優異”“突出”等定性詞語描述的過程性評價為有益補充。評價結果則采用等級分類、名次排序、一分一段位等具有視覺和心理雙重沖擊力的可視化方式呈現。該方式由于“未能關注教與學主體的發展，使手段與評價嚴重背離”7，而導致教師與學生陷入對于考試成績與標準答案的狂熱追求中。在標準化評價導向下的問題解決式教學活動中，教師只能選擇通過封閉化的良構問題解決、精致化的活動設計與精細化的實施流程，以實現“對學生的個性、思維、發展進行控制，使學生形成規定好的標準答案”。8這種將“知識與能力價值絕對化”9 的評價方式，無視評價對教與學活動的問題診斷與反饋調節功能，導致“分數為王的理論與實踐范式大行其道”10，最終將教師與學生推進了標準化的機械記憶和反復操練的泥淖中。

三、問題解決式教學的優化策略

1.指向多元化算法方案耦合的分工協作

在問題解決式教學3.0中，多元策略的制定依賴于師生、生生互動中的思維激發。在此過程中，成員分工由功能性角色分工轉向多元化算法方案耦合，即各成員在對問題進行深入思考和綜合判斷的基礎上，給出不同的算法方案，并通過組內互動、討論交流，聚合形成多樣化的問題解決策略與方案。如例4中，4名學生針對同一個分數除法問題，給出4種不同的解題思路。小組成員需要解決的問題不再是共同討論如何基于分數除法的運算法則完成計算，而是選擇與自身解題思路最為一致的方案，并對其進行特征提取、價值評估、優勢判斷，為最終做出決策提供方案參照與依據。

例4：本學期，我們學習了分數除法，實際上計算分數除以分數的方法很多，林林想到了借助統一“分數單位”來計算分數除以分數。他的想法是“如果能夠運用分數的基本性質把兩個分數的分數單位進行統一，那么就可以用兩個分數的分數單位的個數相除來計算結果了”。

正基于此，問題解決式教學3.0中的合作學習，可以最大限度地發揮成員的獨立性與主觀能動性，破除由于學情差異造成的小組成員參與機會不均等、部分成員游離于小組之外的窘境。多元化算法方案耦合的問題解決式教學，既可以幫助學生走出對解決方案“盲人摸象”般的片面化認識，又可以在同伴合作的過程中獲取多向的思維方式，實現個體與群體在知識、技能、素養上的協同進化與雙向建構。

2.關注自組織與生成式的教學活動組織

作為一個由教學主體、教學內容、教學環境、教學資源等構成的復雜系統，“教學活動各要素都存在現實的復雜性，必然按一定的規則發生自組織與自適應”。1 這就要求教師應完成由課堂控制者、裁判員向問題解決方案的指導者與推動者的角色轉換，并“將高階思維的發展作為教學目標的一條暗線伴隨課堂教學的始終”。2 同時要求學生在自主學習與自主探究的基礎上，獨立形成個性化的問題解決方案，再經由組內協作與組間互助，開展解決思路闡釋、應用場景匹配、創意分享研討、解決方案優化、算法優劣評鑒等活動，匯聚生成多元化的問題解決方案。自組織和生成式的認知建構，不僅促進了學生分析、評價、創造等高階思維的形成，也有助于知識結構與認知結構的協同發展，真正實現知識建構、能力提升與素養養成。

3.構建虛實結合的問題解決式教學環境

隨著問題解決式教學的價值追求轉向多元問題解決方案的創制生成，也對教學主體的參與方式、支持資源的獲取途徑、小組成員的交流形式等提出了更高的要求。因此，原有的教學環境已無法支持和滿足現階段問題解決活動的現實需求，必然要求其由封閉的面對面空間向虛實結合的混合式空間轉變。線上線下結合的混合式學習環境對學習活動的支持作用主要體現在以下四個方面：一是可以打破固化的合作小組組織形式，通過組建開放的在線協作學習共同體，促進師生進行跨越時空和更深層次的合作與互動，以促進問題的有效解決；二是在線學習平臺與網絡為學生提供了便捷、快速、優質的學習資源獲取途徑，這不僅為問題解決提供了大量的資源支持與策略參照，同時也打破了教師對于教學內容和教學過程的控制與主導，進而促進了教學結構的重塑；三是借助在線學習平臺或社交軟件，可以將師生之間交流互動由線下的面對面拓展至線上線下相結合，這不僅為學生問題解決中的意見交互、策略研討和方案協作提供了更加有效的環境支持，而且為教師提供方法指引和決策支持創造了便利；四是借由在線學習平臺提供的伴隨式學習行為、過程和結果的數據采集與可視化呈現，為教師針對問題解決活動的過程性評價提供數據支持與分析服務。由此，借助虛實結合的混合式空間提供的資源與數據支持，可有效助力問題解決式教學中多元化解決方案的形成與教學目標的達成。

4.重組課前、課中、課后一體化的結構流程

新的問題解決式教學的價值邏輯主要體現在以下兩個方面：一是問題本身的邏輯。指向學生核心素養提升的“問題”包括促進學生認知內在建構的真實情境，是深度學習發生的前提條件，更是問題解決能力提升與核心素養養成的過程載體。1 因此，開展問題解決式教學的首要前提是對“問題”的精細化設計，使其能夠支持“學生在真實情境下發揮核心價值的引領作用，運用必備知識與關鍵能力去解決實際問題，全面綜合展現學科素養水平”。2 二是問題解決式教學的邏輯。教師應立足學生問題解決能力提升與素養養成，以優化教學結構、拓展教學時空為實現路徑，促進課堂教學中心轉向課前、課中、課后三個階段一體化。在此過程中，學習需求分析與自適應內容推送等智能化技術的應用，突破了課堂教學的時空局限，實現了個性化、自主化、即時化的資源獲取，有效支持了學生課前自主學習、策略選擇與方案制訂，課堂思維匯聚、方案評鑒與改進優化，課后反思內化等問題解決活動。問題邏輯驅動的三個階段一體化的教學活動設計、組織、實施與評價，能夠在真實情境的問題解決中支持學生通過協商與會話，實現核心價值引領、學科素養養成、關鍵能力提升與必備知識建構。

5.再造技術賦能的證實化教學評價體系

如前所述，“互聯網+”時代信息技術在教育教學中的深度應用，推動了教學目標轉向、合作方式重塑、教學時空融合、教學流程重組，同時，也為真實場景中教與學雙向互動過程中的問題實時診斷、結果即時反饋和改進決策形成，提供了全面、客觀和證實化的數據支持。具體體現在以下兩個方面：一是基于線上線下數據融合分析支持的問題診斷。線上數據包括課前與課后教師教學準備、學生學習投入、測評與疑難反饋、師生互動交流等教與學活動的關鍵行為和師生投入活動痕跡。線下數據主要依賴于智能傳感、智能錄播、行為分析等技術支持，實現課堂環節的師生行為參與、互動交流與情感表達等過程化行為的數據采集，強化了教與學過程評價的證實化和客觀化。二是歷史性數據與即時性數據融合支持的結果反饋與問題改進。“云網端邊”系統的無縫銜接與實時數據流轉，有效支持教與學活動全環節、全場景、個性化、精準化的數據采集與分析，實現即時化、可視化的結果反饋。與此同時，即時性數據與長期積累的歷史性數據的融合應用，有助于深刻洞察與分析問題產生的原因及未來發展趨向，為潛在問題的預測、判斷、干預和改進提供堅實的證實性支持。由此形成以差異化評價標準、多樣化評價方式、動態化評價過程與證實化診斷優化為典型特征的教學評價體系，促進學生全面發展與育人目標實現。

四、結語

當前，國內外研究者對于問題解決式教學開展了豐富的理論研究與多元的實踐探索，然而，如何在問題解決過程中達成核心素養的教育理念與教學目標，依然有待更為深入的理念變革與實踐創新。正基于此，對于問題解決式教學發展脈絡與價值意蘊的系統梳理與深入闡釋，明晰核心素養時代問題解決式教學的協作關系、教學活動、環境支持、結構流程與評價指向，不僅能夠為教師開展問題解決式教學提供理論借鑒與實踐參照，也將有助于學生在問題解決中掌握必備知識、提高關鍵能力、養成學科素養、實現全面發展。

The Dilemma and Optimization of Problem-solving Teaching

under the Perspective of Core Competency

YIN? Miao1， LI? Yajuan1， LI? Fengqing2

（1. College of Life Science， Shandong Normal University， Jinan Shandong，? 250014；

2. Faculty of Education， Shandong Normal University， Jinan Shandong，? 250014）

Abstract： This paper systematically explains and deeply illustrates the evolution and development of problem-solving teaching by using the method of unifying history and logic. It comprehensively analyses the practical dilemmas in problem-solving teaching from the perspectives of the relationship， activities， environment， process and evaluation of the classroom ecosystem. On this basis， this paper puts forward the following five optimization strategies： the division of work and cooperation directed towards the coupling anaysis on multi-verse optimizer scheme， the focus on the arrangement of self-organizing and generative teaching activities， the construction of problem-solving teaching environment combining virtuality and reality， reorganization of the structural process of class-time and after-class activity combination， and a demonstrative teaching evaluation system driven by reengineering technology. This paper aims to provide theoretical and practical reference for teachers to carry out problem-solving teaching.

Key words： problem-solving teaching， core competency， problem solving