面向问题教学中的问题理解及其教学组织过程

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  [关键词]PBL;面向问题的教学;问题设计;教学组织过程
  学生分析和解决问题能力的培养一直受到学校和教师的高度重视,“面向问题的教学”或“面向问题的学习”(Problem-Based Learning,PBL)作为一种有效激发学生思考和培养学生解决问题能力的教学方法,受到很多学校和教师的重视,但实施模式和效果并不理想。部分教师只是增加了课堂上的提问次数,也有些教师采用减少答疑次数,让学生自己思考,还有些教师不敢涉足难问题,担心教学秩序掌控不了等。产生上述现象的原因很多,但对问题本身的理解是造成这种情况的重要原因之一。本文分析了“面向问题的教学”中问题的内涵,介绍了问题该如何设计,并给出面向问题教学的基本模型,就實施面向问题教学应该关注的事项给出建议。
  一、问题内涵
  在面向问题的教学中,问题必须是能够训练学生解决复杂问题能力和引发学生高级思维的问题,换句话说,教师给出的或教师做好铺垫而学生发问的问题要有一定的难度,不是科普性问题,不是教科书上就有现成答案的问题。这里特别强调教师要做好情景铺垫,让学生自己去发现问题。爱因斯坦曾说过,“形成问题比解决问题更重要”,发现问题在哪里,等于问题被解决了一半。
  (一)问题的来源
  激发学生发现问题是课堂上产生值得讨论的问题的第一选择。要让学生发现问题,教师就要做好问题的情景铺垫。一般途径是:教师结合课程内容的案例陈述来引出问题;介绍前沿研究热点引发学生提出问题;通过现有新技术产生的新的应用领域引发学生提出问题;由课程上的难点及其难点解决方法引导学生提出问题;等等。总之,问题是教师在施教过程中与学生一起开展课堂活动所引发出来的问题,是能激发学生讨论热情的问题。大学教师备课,其主要精力应该花在这些问题情景铺垫的设计上。
  (二)问题的类型
  在PBL教学过程中需要讨论的问题,大体可以分为两种。一种是教师知道答案,而学生不知道答案的问题,我们称此类问题为已界定清楚的问题;另一种是教师和学生都不知答案是什么的问题,是需要师生共同讨论或许才可以找到答案的问题,这类问题可以称为未界定清楚的问题或开放性问题。前者的讨论一般瞄准课程难点或重点,后者问题一般瞄准学科前沿或生产实际中遇到的问题。也有文献将问题分成三类嘲:提供性问题、推理性问题、发现性问题。提供性问题就是教师提出问题,其答案基本上是明确的,教师也是知道答案或方案的,但学生未必可以弄清楚。这时教师要引导学生,让学生通过讨论给出正确答案。推理性问题就是解决该问题的路径是清楚的,但具体是什么结果教师尚不清楚。教师提出这样的问题,与学生按照正确的路径,共同推导和讨论,然后得出答案或较好的方案。发现性问题其实就是开放性问题,是教师和学生都不知道解决问题的途径和方法,或者问题根本没有唯一的答案,涉及复杂的和综合性的知识。这些问题,其研究的属性非常强,当然难度也非常大。文献则将教学中叙述讨论的问题分为呈现性问题、待发现性问题及潜在性问题。呈现性问题大多是教科书上本来就给出的问题,多数以课后思考题的形式给出;待发现性问题是教师结合实际案例给出一些解决问题的情节线索、数据依据、事实依据或理论依据,让学生自己分析出问题所在;潜在性问题就是有可能有问题,这种可能性的大小是变化的,往往是没有明确答案的,而且会随着一些变量的改变而发生变化。
  此外,大学教师可以把自己研究领域内尚未解决的问题、自己科研中遇到的难题、自己研究领域涉及的前沿问题,大方地放到课堂上。
  (三)问题解决的过程
  问题解决就是学生想做某件事,但不能立即知道答案,必须采取包括学习、实验、实做、研讨等一系列行动,应用已经学过的知识,然后通过分析、理解、思辨、批判、应用等方式,针对问题给出一个新的解决方案或解题方法。解决问题包括:前期思想准备期、初步思考酝酿期、深入分析研讨期、逐渐明朗期、再次验证期,这5个时期依序就是问题解决的过程。文献曾收集50余种创造力的定义,归纳出创造的4P:创造者(Person)、历程(Pro-cess)、产品(Product)、环境压力(Press)。学习就是创造者(学生)在环境压力下,完成产品的历程。Rhodes将作品视为创造力的展现,其中创造作品时遇到问题,就必须解决问题,学生能够解决问题才能做出产品,解决问题是实做的过程,也是创造的过程、学习的过程。
  (四)哪些问题是好问题
  究竟哪些问题是好问题呢?一般来说,好问题有以下特征:1.问题有歧义性;2.问题有前沿性;3.问题有不同观点;4.问题真的尚未解决;5.现有的概念、理论、方法与技术的疑点、破绽与不足。此外,问题一定要有意义,即解决此问题对经济和社会发展的意义与价值要清楚。
  二、PBL与SBL的差异
  与PBL对应的是SBL(Subject-Based learning)。SBL是指面向主题的学习,这是我们最习惯的教学方法。这种教学方式授课的主动权主要在教师,教学过程架构完整,但大多是单向传授,师生互动不足。
  我们使用一个形象的例子来解释PBL和SBL的差异。
  SBL:教师讲解电热学的基本定律,然后讲电热学的实际运用例子,例如电烤箱就是电热学的一项应用。学生学习电热学原理后,记得很多东西,但未必会修理一个有问题的电烤箱。
  PBL:现在电烤箱坏了,教师布置的任务就是让学生修好电烤箱。学生为了修理这个电烤箱,必须自己学习电热学原理,看懂例题,还要研究电烤箱图纸,弄清楚它的运作原理和电路图。通过小组合作学习和研讨,当学生修好电烤箱的时候,电热学知识也就在不知不觉中学会了。
  从教师的教学角度来看,如果要采用PBL教学方法,教师备课时和上课中思考的是“本节课要解决的问题是什么?”;如果教师讲课时仅仅采用讲授方法来教学,其备课和上课思考的是“本节课要讲的内容是什么?”。前者是教师带领学生在解决问题的过程中,让学生学到知识,提升学生的能力;后者是通过教师讲解知识,学生在学习和理解知识的过程中获得解决问题的能力。   从应用PBL教学法的实践中,可以总结出PBL教学法的基本特征。
  1.课堂上的所有教学活动都围绕需要解决的一些问题展开,教师的思维有重要转变,从“本节课讲什么?”变成“本节课要解决什么问题?”。学生也是一样,从“本节课要学什么?”转变到“本节课要做什么事情并解决什么难题?”。
  2.学生是整个教学过程的主体,教师就是提出问题,或者做好情景铺垫让学生发现问题,教师扮演引导、协调、促进、协助的角色。每次在PBL教学前,教师也会讲授一些相关的知识,但只是提纲挈领、点到为止,大部分时间还是学生自学和研讨。
  3.强调群体协作,即所谓“team work”。每次学生都分成3-5人的小组,共同完成研究项目。
  三、面向问题的教学过程
  发现问题以后的关键是如何让学生保持解决问题的兴趣和毅力。如果问题不能解决、也看不到解决的曙光,學生的学习兴趣可能会中途夭折。解决问题可以有不同步骤。通常认为解决问题有5个关键步骤,即发现问题一确定目标一寻找资料一寻求解决方案一论证和接受方案。要成功解决问题,并非僵化于既定的步骤,学生对每个程序如何执行得最好,需要容忍些许的模糊,必要的时候,各个步骤的执行次序是可以有弹性的或适当地加入一些需要的步骤。研究者从实际上课的需要出发,提出了“面向问题的教学过程”的模型(如图1)所示。
  面向问题的学习既强调自己独立思考,更强调合作学习。面对问题,教师不是放任不管,而是要指导学生如何获得帮助,必要时教师要给出解决问题的框架。一般学生得到帮助的途径有以下几个方面。
  (一)学生自己查资料模式的学习
  学生遇到问题,先与自己的经验结合,通过思考与调整来解决问题。例如:当学生遇到问题时,把问题写下来,回忆过去有没有遇到类似的问题(经验),模拟过去的解决方法来解决(同化)问题,当还无法圆满解决问题时,利用图书资料或网络来帮助自己。学生阅读资料后,与自己的经验结合,再建构一次,找出解答或类似的策略,套在自己的问题上(调适),到此若能够解决问题(平衡),这就是最好的自我学习法。
  (二)同学合作解题
  同学之间合作学习是面向问题学习的重要方式。学生与一位(或多位)较有技巧的人合作,共同思考问题的解决方式,以及学习新的技能,这是提高很快的途径。个体在彼此互惠的条件下,以合作的方式了解对方不同的意见,并从观点的差异中取得共识。经由同学对问题的共同讨论,可以激发彼此的认知冲突,但冲突之后得到的合理结果,是同学共同能接受的结果,这就是另一个新的平衡状态。
  当自己思考后仍无法解决困难时,就需要同学的协助,建议采用三个层次的合作学习平台,让学生自然进入合作学习的情境中。第一个层次:把问题写在黑板上,进行“你写我答”的活动,如果顺利得到解决的策略即结束问题。第二个层次:若问题还不能解决,再经小组讨论,请小组代表介绍解决方案。第三个层次:请全班讨论,集思广益,教师可以在这个阶段,以一位合作者的身份,加入讨论。
  (三)学长和其他教师的协助
  上述同学合作无法解决问题时,可以请学长或其他相关教师协助。在学校中学长是最好的协助者,必要时可以请其他学系的学长协助,也可以邀请与课程任务相关的其他教师协助。教师协助是必要的,但教师一般不是直接给出解决问题的方案。教师应该以引导的方式,激发学生思考,或者仅仅给出解决问题的方向、框架或思路,让学生自己思考和动手。
  (四)专家的协助
  这种开放式的问题,教师一个人可能应付不过来,当学生和教师都无法解决问题时,就写需要请教专家,这也是一种可行的获取支持的办法。
  四、面向问题教学中强调学生自主
  能否成功的解决问题往往与解决问题的态度和模式有关,面向问题的教学强调学生自主,这一点非常重要。研究者归纳出学生应该具有的8种学习模式(态度)。
  (一)自动
  在教师的铺垫下激发出学生解决问题的动机,让学生运用相关文献、实验工具、阅读等进行主动学习,这体现了一个“干中学的”教学活动。要实现自动,首要是激发学生的学习兴趣与动机,有了学习动机,学生才会主动去学习。如何培养学生主动学习,就是要引出学生的想法,让学生做出心里面想要做的东西,满足学生的心理需求与发现创造之乐趣,这样学生才会主动创造。
  (二)自做
  自己分析问题、自己思考解决问题的途径,自己给出解决问题的方案,自己实做相关的项目。教师不要代替学生制作,当学生问教师“这个怎么做?”时,教师可以借这个机会引导他、反问他,激发学生思考。当问题还是无法解决时,请他把问题写在黑板上,以进行“你写我答”,通过同伴互助,多方寻求解决策略。学生上交的作品是不是回宿舍后请同学替他做的呢?这个问题可以通过作品发表及作品说明书中“怎么做的?”这一个项目观察出来。
  (三)自学
  学生自己独立查文献、构造实验环境和做实验,整个过程是围绕问题的自学过程。自己上网、利用图书馆翻阅百科全书等找资料的过程本身就是一种学习,学生无须强记一些在计算机中轻易就可以查阅到的资料,他们可以腾出许多精力,在取得这些资料后,进行分析和综合,即看资料的同时,脑筋一直在做重组经验的工作,这有利于提高学生高层次的思维能力,这种思维能力就是自学能力的核心。另外,广义的自学也指自己找教师或同学讨论问题、解决问题,这个能力在日常生活中应用非常广泛和必要。
  (四)自愿
  很多情况下,教师布置的工作呈现多样性的选择,甚至一个学生一个题目,学生根据自己的兴趣来选择要解决的问题。教师应本着依据兴趣选择的原则来调动学生学习的主动性和热情。
  (五)自省
  学生在解决好任何问题后,都要写解决问题的反思报告,从而进一步梳理出带有普遍指导意义的客观规律。可以反思的方面有:问题生成、解决问题的分析方法、解决问题的工具、与同学沟通、实验设计、数据分析等方面。学生哪方面感受深刻,就反思哪方面的事情,最后写出反思报告。
  (六)自评
  对自己的作品、自己解决问题的效果给出一个自我评估。该评估可以写在反思报告中,也可以单独列出,目的是促进自己持续发展及自我完善。一个问题解决得好,好在何处?没有解决得好,问题出在何处?
  (七)自决
  PBL实施时,往往需要耗费学生较多的精力,毕竟是分析问题和解决问题的过程。所以,是否愿意承担解决问题的责任,涉及学习目标是否明确,涉及学生志的向和抱负,事情做不做其实教师不必勉强,让学生自己决定,为确定正确的学习动机做些支撑。自己的设计是有目的行动,就是让学生自己确立学习目的。自己确立的目的和自己相关,这样学生在学习的过程才会具有积极的合作及愿意,能为自己的学习负责。
  (八)自创
  教师当然希望学生的创新意识和创新能力能有所增长。通过一些面向问题的且有实做任务的学习活动,会衍生出一些新的产品,此时教师要抓住机会,与学生一起进一步做好创新类的教学活动,例如参加学科竞赛、申请专利或进行技术转移等。
  实施面向问题的学习,首先要深刻认识问题的内涵,理解解决问题的途径。面向问题的教学要高度重视发现问题环节,这是激发学生学习动力很重要的因素,教师与学生一起发现问题,就为后面解决问题奠定了基础。面向问题的教学使得教师责任更大,备课需要花费更多的精力,而不是摆出问题后就放任学生不管。学生在解决问题过程中,是需要合适的协助的,教师应该给出指点。
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