以问题式学习促思维发展的机理与策略

张晓静

(福建师范大学 教育学院，福建 福州 350007)

问题式学习源于20世纪五六十年代北美医学院的教学改革，后被推广到大学的各个专业教育领域乃至中小学教学，成为一种通过解决问题而进行学习的教学模式。核心导向、育人为本的新课程改革要求变革课堂教学，由重教向重学转变，构建学习中心的课堂。问题式学习的意义就在于实现以学习为中心的课堂，让学生成为课堂的主人。问题式学习的教学活动促使学习内容围绕问题进行重构，让学生通过运用知识体验知识的真正意义并通过解决问题将知识真正转化为能力。

问题解决是按照一定的目标，经过一系列思维操作而解决问题的过程[1]302，因此问题式学习与学生思维发展密切相关。近年来，国内外部分学者探讨了问题式学习与思维之间的关系。其中，关注问题式学习中批判性思维能力发展的研究居多。Setiawan[2]和Yuliati[3]以及Lapuz[4]等人的实验表明，在课堂学习过程中，应用问题式学习能够提高学生的批判性思维能力。Budhi和Suwarni的研究也得出类似结论[5];Cosgun和Atay通过实验发现在英语课堂中融入问题式学习能够提高学生批判性思维和创造性思维的水平及其语言分数[6];刘智等人对国内外相关的31项研究进行元分析，其结果表明问题式学习对大学生批判性思维的发展具有促进作用[7];马志强通过案例研究揭示出问题解决学习活动中批判性思维发展的若干特征[8];宋军认为将问题式学习运用于学术英语教学有益于培养学生的批判性思维能力[9]。此外，也有少数学者研究了问题式学习中科学思维、高阶思维、创新思维、计算思维等其他思维类型的发展。Syamsidah的研究数据表明问题式学习模式能够有效提升学生的科学思维能力[10]；
Ali等人的研究发现问题式学习能够增强学生的高阶思维能力[11]；
张金帅等人认为问题式学习模式通过激发学生的创新思维促进知识的重组与创新[12]；
张屹等人的研究结果表明小学数学PBL+CT 教学能显著地促进小学生计算思维的培养[13]。

从已有的研究来看，国外学者大多通过定量研究证明问题式学习能够促进学生思维的发展。我国关于问题式学习的研究主要集中于对其内涵、特征、环节以及与传统教学模式的比较等方面的介绍，有一些研究也对问题式学习的实践策略进行了探索。到目前为止，国内研究问题式学习与思维的文献并不多见，仅有少数几篇文献涉及到在某个学段或学科中运用问题式学习带来学生某种思维的发展变化。可见关于问题式学习中思维发展的已有研究尚不够系统深入，尤其是专门化的研究比较少。本文在已有研究的基础上，探讨在问题式学习的全过程中随着学生探究的深入其思维如何获得发展，以求系统地揭示问题式学习过程中思维发展机理。

问题式学习是美国学者Barrows于1969年在加拿大麦克马斯特大学首次提出的[14]，后经过实践形成了一套操作程序，其理论思想也得到了建构。建构主义是问题式学习的理论基础，自主建构与合作互动成为了问题式学习的重要内容。

1.1 问题式学习的理论内涵

问题式学习又称基于问题的学习(Problem-Based Learning，简称PBL)，具体而言是指将学生嵌入具体的问题情境中，让学生围绕问题进行自主探究与合作互动从而解决问题的教学模式。在这个教学模式中，学生的学习被“抛锚”于具体问题之中，教师的主要作用是引导学生在具体问题中进行主动学习。因此，也有学者将其称为一种情境化了的、以学生为中心的教学方法[15]。问题式学习的基本特征是以问题为导向和以学生为中心。在以学习者的主动学习为前提的基础下，问题式学习因为在知识与具体问题之间建立了联系，因而能够激发学生对完善自身知识结构的欲望以及帮助学生深入地理解知识的现实意义。

问题式学习的理论基础是建构主义。建构主义并不是“一个”学习理论，而是包含很多并不完全一致的理论，这些理论大致可以归纳为两种主要的取向：个体建构主义和社会建构主义[16]。个体建构主义是在皮亚杰思想的基础上发展起来的，该取向认为学习是一个意义建构的过程[16]。建构包括两个方面的含义：一方面学习者需要以原有知识经验为基础，超越外部信息本身对当前信息进行理解；
另一方面，学习者需要依据新经验对原有经验本身作出某种调整和改造，即认知是同化和顺应两方面的统一[17]。遵循这一理念，问题式学习强调学生通过解决问题来对知识进行自主建构。教师并不直接传授给学生知识，一切的信息都需通过学生主动地探索问题而获得。学习者是在探索问题中发现新知识，并通过新旧知识的相互作用理解和运用知识，从而在认知结构中建构起与问题相关的知识群。社会建构主义是以维果茨基的思想为基础发展起来的，该取向的基本观点是：学习是一个文化参与的过程，学习者通过借助一定的文化支持参与某个共同体的实践活动来内化有关知识[16]。其强调社会性的相互作用，学习者是在借助语言符号与他人交往的活动中理解知识的意义。学习共同体成为学习者认知活动的重要社会性支持。学习共同体是由学习者以及教师、专家等共同构成的团体，他们在学习过程中进行沟通交流，分享各种学习资源，共同完成一定的学习任务，因而在成员之间形成了相互影响、相互促进的人际联系，形成了一定的规范和文化[18]。问题式学习中学生在教师的指导下与同伴进行对话互动，合作探索问题、共同完成任务。总之，基于建构主义的思想，学生不仅在独立探索和思考问题中进行知识的自主建构，也在与他人的社会交往和合作互动中内化知识的意义。

1.2 问题式学习典型的操作程序

PBL的创始人Barrows系统地阐述了问题式学习的活动结构，将其操作程序提炼为五个环节，包括形成一个新的小组、启动一项新问题、执行问题解决、展示成果、在解决问题之后进行反思[19]。后来的学者基于Barrows提出的操作程序，生成对问题式学习实施过程的不同表达，使其流程出现了许多变式。但无论怎么变化，问题式学习都包含着解决问题的一些基本过程。问题式学习始于教师创设的问题情境，需要先由教师用少量的信息呈现一个与领域相关的且结构不良的真实问题，即初始问题。学生首先要梳理已有信息，包括问题的已知条件和回忆头脑中已有的相关知识。接着学生需基于已有的信息开展头脑风暴，形成对问题的若干假设。这些假设当中包含着部分尚未确定的知识，与学生的已有知识之间形成了“差距”，由此生出了需要进一步解决的子问题，称为学习议题。在这两个过程中，学生要选一个人做记录员，负责在“白板”上记录问题中的事实信息、成员们的想法和假设、所确定的学习议题以及计划采取的行动等[21]。而后小组成员分配这些学习议题进行自主学习，通过资料搜集主动建构新知，补足欠缺的信息。在自主探索学习议题之后，小组成员再次集合沟通所获取的信息，并运用新知识对假设进行验证，或者修正已有的假设。如果有必要，小组成员需要确定新的学习议题，继续搜索资料，直至得到最终结论。

学生在问题情境中自主建构知识以解决问题的过程也是思维发展的过程。思维是认识事物之间内在联系的一种认知活动，是对人们头脑中已有知识经验不断地更新与改组[1]280-282。问题式学习中以问题为导向的推测和论证促进着思维的持续发展，实现了知识之间的相互关系的动态建构。

2.1 检索记忆：问题中心重构旧知

建构主义者认为学生不是空着脑袋进教室的，而是已经积累了某些经验，并以此作为自主建构知识的基础。问题式学习中的原始问题是思维的刺激源，在问题线索的暗示下学生激活并检索记忆库，从中提取出有用的信息。当学习者“现实经验中的一部分与先前的经验中的一部分相似”，“它就会引起或暗示先前全部经验中某些相关的事或性质”[21]43。暗示其实就是学生由一个现实刺激联想到了其他事物。在这里联想可以被认为是一个从长时记忆中提取特定事项的过程[22]。问题式学习中，不同成员之间的原有知识结构具有差异，这种差异使得学生能够联想到不同的知识。研究表明，学生知识储备与思维差异易引起知识点激活范围的不同，小组成员的知识基础越好，相关知识点越容易被激活[23]。

联想促成部分原有知识与问题发生内在联系，这些联系使得相关知识从先前认知结构中被“拎”出来，整合到这个问题当中，成为问题的已知条件。因此，由问题激发的联想重建了知识之间的关系，使得学生的原有知识框架发生了重组，形成了以问题为中心的“问题+旧知”知识群。这个知识群是学生进行下一步思维的基础，所谓巧妇难为无米之炊，有了知识才有了思维的材料。

2.2 推测出新：基于已知提出假设

在已知的基础上，学生能够进行推测而诞生一种新的观念即对问题的假设。推测既包含“旧”的观念，也包含“新”的观念，是一种“由旧到新”的跨越。推测存在着一种“从已知到未知的飞跃”，“它超越了人们已经掌握的事实”[21]84。一方面，推测是基于从记忆库中提取的旧知的猜想，“问题+旧知”的重组结构是假设形成的知识基础。建构主义者认为，一旦问题呈现在面前，学生往往可以基于相关的经验，依靠他们的认知能力，形成对问题的某种解释，这并不都是胡乱猜测的，而是从他们的经验背景出发而作出的合乎逻辑的假设[24]64。显然这种假设不是凭空而来的，而是以原有知识为依据建构起的有逻辑的观念。结构不良的问题情境包含着诸多领域知识，缺乏这些思维材料就难以进行思想的创新。另一方面，推测生成的假设是一种观念的创新，其来源于学生的创造性思维。答案不唯一的开放性问题可以激发学生的创造力[11]，问题式学习中的结构不良问题赋予了学生发挥创造性思维对问题的解决方案进行假设的可能性。创造性思维是指产生新思想的思维活动，需要直觉、顿悟、想象等非逻辑思维来完成[25]。“最初的假说是一种缺少证据支持的猜想和假定，因为最初形成假说的基础事实有限，只能依靠非逻辑性的直觉。”[25]创造性思维需重新组织已有的知识经验[1]283，假设就是通过建立起原本没有互相关联的事物之间的联系而产生的新思想和新观念。因此，推测出新促进了学生创造性思维的发展。有研究结果表明，问题式学习可以增强学生的创造性思维，以此帮助学生解决非常规问题[26]。

在问题式学习中，学生不仅独立地进行创造性思考，也在与他人的对话中创新思想，社会互动对学生创造性思维的激活有直接的影响。创造性思维的发展是协作交流的结果，其有效发展主要源于探究性对话和协商性对话的赋能作用[27]。从结果来看，假设实现了对已知的改造，推测产生的新观念改造了原有的认知结果，重塑了记忆库中知识之间的关系，形成了“问题(旧知)+假设”知识群。

2.3 引新论证：假设充实知识成群

假设中包含着正确性未知的信息，需通过搜集资料并进行合理证明才得以成为知识。“论证的一个重要功能就是‘知识证成’，个人的信念在成为知识之前必须合理辩护或充分证明，知识必须建立在充分且可接受的理由或证据之上。”[28]论证是推测的延续，是逻辑思维的过程。创造性思维所产生的新思想、新观念是否正确、科学、合理需要通过逻辑思维来检验和证实[25]。将一种观念纳入到认知结构中的前提是要对其可靠性进行反复思考，找到其背后的依据并进行逻辑性的推导。奥斯本等人认为科学论证是一种复杂的推理形式，需要特定领域的知识来构建和批判主张以及主张与证据的关系，以说服其他成员相信论证的有效性[29]。他们提出论证包含建构和批判两个过程：建构是试图用论据来捍卫和支持一个解释性假设；
批判是试图发现论证中有缺陷的地方[29]。因此，论证不仅涉及逻辑推理过程，要求思考事物之间或者是证据与假设之间的内在逻辑关系，也强调对推理过程的批判性反思，要求反复考量以确保推理没有逻辑错误。推理是逻辑思维的重要形式，它使所有资料保持逻辑一致成为支撑假设的有效论据。思维合乎逻辑的人“尽心竭力地把他所凭靠的证据搞清楚，在他取得结论之后，他用证据来检验结论，看其结论是否能站得住脚”。[21]69思维的判断力支撑着有效的推论，判断是对资料的有效性和科学性的评价，对推理分析过程的合理性的判断，对从资料得出结论的逻辑性的判断。“思维是对资料和观念二者不断的估量，除非每种表面上可作证据的事实和表面上可作解释的观念，其恰当性和力量都被判断过，被估量过，否则，思维的进行就是徒劳无益的。”[21]108因此，在论证过程中进行的推理和判断使学生的逻辑思维得到发展。

在问题式学习中，学生不仅进行着“独白式”论证，也在学习共同体进行着“对话式”论证。论证不单是个体思维过程的产物，也受人际互动的影响，涉及多方的对话[28]。论证个体在探索性对话中批判性地、建设性地参与彼此的想法[30]，通过协商作出决策与判断，在合作论辩中得出一致的最终结论。从结果来看，结论是思维的成果，推论使思维活动从疑难的情境过渡到确定的情境，形成了“问题(知识)+结论”的知识群。

作为问题式学习的促进者，教师的指导直接影响着学生在探究中的思维发展。教师应当精心设计问题式学习的原始问题情境，以“破旧立新”和“论证中批判”为重点引导学生的思考。

3.1 以现有知识为出发点创设结构不良的问题情境

学生的思维始于问题式学习中原始问题的提出，教师所创设的问题情境应当符合两个条件：一是基于学生的现有认知水平。教师的作用和任务就在于创设情境来控制学习经验，而这又必须根据学生的需要与能力。原始问题能够激发学生思维的前提条件是问题情境所涉及的部分知识与学生已获得的经验相互交叉，这些先前经验成为学生进行联想的材料。假若教师创设的问题所需的特定知识完全超出了学生的现有认知水平，那么学生的思考也就无从谈起。教师应保证创设的问题能够引起学生对已有知识的联想，让学生的当前经验能够从过去经验中汲取养分。从知识的角度而言，学生现有认知水平体现在已掌握的间接经验和已获得的直接经验。前者是从书本上习得的学科知识，后者是从日常生活中获取的生活经验，二者结构的不同决定了学生认识水平的差异。问题情境的设置应当从学科和学生生活两方面考虑，教师对先前所学的学科概念、思想、方法应做到心中有数，明确所要设置的问题情境包含的新概念和前概念，同时尽管生活经验因人而异，教师所设置的问题情境也要尽可能贴近学生所能获得的一般经验，不能完全脱离学生的生活世界。

二是问题情境应当是结构不良的。问题式学习强调为学习者提供真实、复杂的现实问题情境，以提升学生的知识迁移能力和解决实际问题的能力[31]。真实性同时也意味着问题是结构不良的，含有许多未知的、模糊的成分[32]。因此，在内容上问题情境是来源于现实的，甚至应尽可能来源于学生的日常生活，贴近生活的真实问题更容易吸引学生兴趣。在形式上初始问题应属于结构不良问题，问题解决是目标状态与初始状态不断接近的过程，结构不良的问题是初始状态、操作过程和途径、目标状态三者中至少有一个没有明确界定的问题。结构不良的真实问题情境具有很强的开放性，形成一个思维的“自由空间”，在这个空间里学生的想象、直觉等非逻辑性思维得以驰骋，学生具有机会和可能探索解决问题的多种方案和不同答案。以生物课堂为例，在学习“生态系统的能量流动”一课中，教师可以提出“小明早上只吃了个馒头，不到中午就饥肠辘辘，他吃的馒头哪去了？”等类似的问题[33]。这类问题既是来源于对现实的思考，又涉及到诸多生物学知识，学生先前已学的“消化与吸收”的知识点作为搭建新知识的基点，在探究中可以突破人体消化与吸收的框架将思考延伸至整个生态系统的能量循环与转化，扩充原有框架，建立新的概念地图。

3.2 以“破旧立新”为突破口培养创造性思维能力

猜想的过程激发了创造性思维，成为培养学生创造性思维能力的良好机会。“创造性思维之所以难以产生，关键难在‘破旧立新’上，人们难以摆脱和排除已有思维、思想、观念和知识的束缚，从而建立迥然不同的思想、理念和方法。”[25]因此，培养创造性思维的关键在于“破旧立新”。“破旧”就是要打破思维定式，跳出已有知识的框架；
“立新”就是建立新异联系，在已知的基础上大胆猜想新的可能。

着眼于突破与创新，教师首先应创设自由思维与对话的空间。面对学生思维上的错误，教师不用急于干涉与纠错，要避免按照自己的思维去牵着学生思考。在自由的课堂氛围中，学生获得了充分发言的机会，其思维能够在正反观点的交织与激荡中更加活跃。其次，猜想是“破旧立新”的重要过程，成为推动问题解决的关键步骤。在独自面对问题情境时，学生能够依靠经验背景形成对问题的某种猜测；
而在集体中，对话和交流能够克服单独思考的局限性，突破个人思维的边界，激发思维朝着更加发散的方向延伸。因而，在集体中思考是猜想生成的良好环境，教师可以采用集体激励策略激发创造性思维，头脑风暴法是一种常用的有效激励学生在集体中思维的方法。集体激励可以帮助学生打破个人固有观念的束缚，摆脱思维的僵化状态[34]。当然，教师应调控学生的思维与对话以免其偏离正轨，在适当的时机提示某些重要的线索或关键的信息来启发学生，提供思考方向使学生能够顺利地找寻新的想法。同时，在推测的过程中，教师要以伴随性评价来激励学生的思维，给那些富有创造力的想法以充分的肯定和积极的反馈。教师应突出对“猜”的评价，充分利用教学评价激励学生大胆地进行猜想[35]。以地理课堂为例，教师在“农业区位因素”一课中创设“某产业该如何转型发展”的问题情境，围绕“为什么某产业会存在发展困境”这一子问题，学生通过集体激励在思维的发散中可以猜想到土壤、地形、水源、劳动力、市场、交通、技术等多个角度的可能原因，从而提出“培育种植名贵品种、加工产品、采用机械化种植”等多种假设作为问题的解决方案[36]。

3.3 以“论证中批判”为着力点培养逻辑思维能力

在论证中对思维的批判与反思尤为重要，教师要以此为着力点提高学生的逻辑思维能力。资料转化为证据要经过对资料的科学性和合理性的鉴别以及由资料到结论的推理过程。因此，批判既包括对资料本身的批判，也包括对以资料得出结论的推理过程的批判。教师首先应提示学生反思搜集到的资料的有效性和真实性，让学生仔细考虑资料的来源、内容等，判断资料是否权威可靠以及是否与所要证明的假设密切相关。其次，在推理中，学生是论点的建构者和批判者，教师可以以提问的方式提示学生推理上存在的逻辑漏洞，让学生以批判的眼光不断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处。

批判既包括对自己观念的怀疑和反思，也包括对他人观念的批判[37]。教师应通过对话引导学生进行论辩，使学生有意识地对他人提出的论证过程进行批判性思考，尝试指出他人某些推理的逻辑误区。学生在对话中进行合作论证，在对话中进行推理、批判和思辨，其证据意识、逻辑思维以及批判性思维能力得到了培养。在“农业区位因素”一课中，学生推测可能存在交通、市场、政策等非自然因素阻碍产业的发展，就需要进一步搜集关于产业所在地的社会经济条件，以详实的资料作为依据。对于同一方面的猜想，不同的学生也可以采用不同的资料给出不同的论证过程，从多种角度验证同一假设，保证假设的充分论证。在他人论证时，倾听者需要仔细考察其表述过程，若发现不合理之处便可以尝试指出其资料来源不够权威或者批判其逻辑存在漏洞。对话中的倾听与论辩是学生发展逻辑思维能力的推动力，观点的矛盾和冲突实际上是学生深入思考和逻辑思维运作的表现，质疑与批判使学生思维的缜密性和表达的逻辑性得到锻炼。作为学生的指导者，教师既可以扮演学生的角色认真倾听并合理批判他人的观点，以此为学生作示范；
也可以直接给出评价和建议，以此修正学生思维的不全面之处。教师负责组织和调控课堂对话，对学生的观点给予有效的反馈、统整和延伸，引导论证围绕有意义的知识建构持续进行[38]。

问题式学习让学生成为课堂的主人，让学习在课堂上真实发生，让思维在课堂上充分活跃，使学科知识在情境中获得充分意义并在思维中得到动态建构。在新课标的背景下，基于真实问题情境的教学得到了充分重视，问题式学习对教学改革转型具有重要意义，其促进思维发展的相关实证研究和实践探索仍有待扩充与深入。

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