在计算机辅助下构建问题导向型学习情境

黄李

摘要：目前对于采用问题导向型学习模式的研究，大多数文献都侧重于对学生学习成果的论述，而针对中学生物教学过程中问题设计的研究则少之又少。2006年，Hung为中学生物教学中的问题设计提出了3C3R模式。本文以高中生物课程中人类免疫系统的相关知识为例，采用3C3R模式在计算机辅助下构建问题导向型的学习情境，并对其进行详细介绍，以期完善中学生物教学。

关键词：高中生物；计算机辅助；问题导向型学习；3C3R模式

中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2018）07-0105

一、前言

生物学是一门研究人类和其他生物关系的学科，对人类生活产生了巨大的影响。然而，生物学又是学习者在学习过程中遇到问题最多的学科之一。大量研究表明，我国很多中学依然采用传统方法进行教学，这使得学生无法解决他们所面临的问题。在这一背景下，中学生物学课程开始以学生为中心，采用建构主义学习方法进行编写。建构主义学习方法认为，学习者通过感觉器官从外部世界中构造对象、事件和概念，并根据他们以往经验进行解释的过程即是学习。建构主义强调使用各种教学方法营造出能够发挥学生积极性的学习情境。而最能够反映建构主义特点的教学方法就是使学生能够“基于问题”进行学习。Krynock和Robb于1999年指出，问题导向型的学习模式是建构主义教学的本质。近年来，教育技术的发展将研究者引向利用技术进行基于问题学习的研究，这两者之间存在着互补关系。问题导向型的学习模式认为学习发生在某一特定环境中，学习者在此情境中能够利用以往的经验构建新知识，而技术恰好为学习者营造了这一特定环境。2002年，Jonassen指出，电脑作为技术手段之一，可以运用各种方式——如图像、模拟、动画等，将抽象知识转化为具体的视频，图形，声音和文字，以反映真实情况、问题或情境，因此能够使学生在现实世界中获得真实的经验，从而促进学生理解抽象的概念。大多数研究表明，计算机辅助下的问题导向型学习模式能够改善学生对抽象概念的理解、建立概念间的联系。总之，本文在撰写之际查阅相关文献发现，计算机辅助下的问题导向型学习的研究数量少之又少。在我国，计算机辅助下的问题导向型学习大多运用于大学教学以及生物学以外的各个学科。

虽然影响问题导向型学习成功应用的因素很多，但由于问题情境的作用相当于学习背景与新知识之间的桥梁，能够激发学习者的积极性，促进其推理、假设、思考。因此，构建良好的问题情境对问题导向型学习的成功应用起着关键性作用。通过对中学生物教学的研究发现，多数研究者通常都将重点放在最终的学习效果上，而对于教学过程中问题设计的研究则相当有限。由此可见，目前的文献无法为教育工作者提供一个具有指导意义的问题设计模型。 在这一点上，Hung于2006提出的3C3R问题设计模型则能够为此提供一个系统的概念模型。

3C3R模型主要由两个部分组成，即核心部分和处理部分。 核心部分包括内容（content）、情境（context）和连接（connection），用于辅助内容或概念的学习。处理部分包括研究（researching）、推理（reasoning）和思考（refection），注重于学习者的认知学习过程和解决问题的能力。这是一个全新的教学方法，且尚未有相关文件研究此方法在中学生物课程教学中的应用。

“人类免疫系统”这一节被多数教师看作是与生活息息相关却又是学生最难掌握的内容之一。对于该内容的研究发现，高中生对激素向靶器官传递的认知基本都是错误的，且多数学生并不懂得激素在反馈机制中的作用，而教师往往也需要借助相关的视觉材料进行授课。针对这一现象，本文根据3C3R模型，采用计算机辅助技术来构建问题导向型学习情境，充分调动学生研究、提问、思考和解决问题等的各项能力。下文是关于3C3R模型的介绍。

二、3C3R模型

3C3R模型主要由两个部分组成，即核心部分和处理部分。 核心部分包括内容（content）、情境（context）和联系（connection），用于辅助内容或概念的学习。处理部分包括研究（researching）、推理（reasoning）和思考（refection），注重于学习者的认知学习过程和解决问题的能力。

1. 内容

问题导向型学习模式可以使学生在解决问题的过程中获得知识，它与其他教学方式一样，首先需要确定学生所需掌握的概念。在问题导向型学习环境中，这一步至关重要。

2. 情境

由于提供给学生的问题与他们未来从事的职业和接受的高等教育息息相关，因此，问题情境的选择与相关性决定了学生对问题的接受程度。但由于中小学教育包括了太多基础信息，所以问题导向型学习中构建问题的情境显得至关重要。为了提供良好的情境，这一情境要能够尽可能贴近真实生活。

3. 联系

各部分之间的联系是将不同内容整合到问题情境的关键。换言之，也就是需要设计者在问题情境与概念中建立联系。Hung提出可以使用不同的方式在构建问题情境時建立联系，如预处理、重叠操作等等。本文所使用的方法是重叠操作。“人类免疫系统”中所涉及的概念之间并不存在层次关系，因此，需要将这些概念分组，使之在不同的问题情境中出现。

4. 研究

问题导向型学习模式中，信息的分析研究也是最为重要的环节之一。在此过程中，如果未能引导好学生，他们的关注度就会从所需学习的概念上偏移。因此，研究环节的设计将直接导致能否成功将学生引向目标内容的学习。

5. 推理

推理能够促使学生运用研究环节中所获得的信息，使其分析数据的特征和相互之间的关系，在新旧信息中搭建桥梁，重组内容。事实上，推理环节能够深化解决问题的能力。研究和推理往往同时或反复进行，它们之间是互补的关系。因此，在设计问题时，需要将这两个环节组织好。在计算机辅助下所构建的问题导向型学习环境中，问题就是学生的向导，能使其在研究环节运用其推理能力。

6. 思考

在解决问题的过程中，学生有机会通过思考其获得的知识对其进行重组，从而建立更加系统的概念框架。思考环节的作用就是一个认知向导，而在学生解决问题的过程中运用苏格拉底式反诘法可使学生思考其获得的知识。

三、计算机辅助下的问题导向型学习环境的构建

本文以“人类免疫系统”为例，在计算机的辅助下构建问题导向型学习环境。在此过程中，首先将相关信息编辑好后传到网站上，然后学生按照下列步骤完成相应任务：1. 检查问题情境（观看影片或阅读）；2. 检查任务；3. 采用苏格拉底反诘法进行解释；4. 检查研究项目（如观察现象、实验结果、初步结论等）；5. 收集数据并做好记录；6. 采用苏格拉底反诘法进行解释；7.如有需要可重復上述步骤。

在互动界面，学生可以通过点击链接获得关于问题导向型学习的相关信息。“问题背景”链接应包含关于“人类免疫系统”的问题；“预期”中应包含学生在解决问题过程中所需做的任务；“学习规划”中包含学生解决不同问题所需花费的时间。学生点击“问题背景”时将遇到三个问题。若选择“图片中的人是真实的吗？”这一问题时，可以观看视频资料。点击“任务”链接，学生可以了解到他们在解决问题过程中所扮演的角色。总之，在计算机辅助下所构建的问题情境，能够使学生运用研究问题中所获得的信息对问题进行深度思考。在此过程中，学生不仅能够表达自己对问题的见解，而且还能再度检验这些问题。

四、总结

目前对于采用问题导向型学习模式的研究，大多数文献都侧重于对学生学习成果的论述，而针对中学生物教学过程中问题设计的研究则显得少之又少。为了最大化问题导向型学习模式的效果，教学过程中问题的设计显得尤为重要。因此，本文以高中生物课程中“人类免疫系统”为例，采用3C3R模式，在计算机辅助下阐述问题的设计。最后，希望本文能够为生物教师提供一些教学上的参考，从而有助于他们在教学过程中对问题的设计。

作者简介：黄 李，1987年毕业于重庆师范大学生物系，从事生物教学教研30余年。四川省教育学会生物专委会理事，眉山市教育学会副会长，眉山市高中生物中心组组长。多次评为眉山市高中教育先进个人，东坡区优秀教育工作者。多篇教育教学论文在公开刊物发表或获省市一二等奖。

参考文献：

[1] Hung， W. The 3C3R Model： A conceptual framework for designing problems in pbl[J]. The Interdisciplinary Journal of Problem-based Learning， 2006（1）.

[2] Jonassen， D. Integration of problem solving into instructional design. In R. Reiser & J. Dempsey （Eds.） Trends and issues in instructional design and technology[M]. Upper Saddle River， NJ： Merrill/Prentice Hall. 2002.

[3] Krynock， K.， & Robb， L. Problem solved： How to coach cognition[J]. Educational Leadership， 1999（3）.

[4] 朱 红.高中生物学教学中计算机辅助教学的现在调查研究[D].曲阜：曲阜师范大学，2003.

[5] 柏 刚.多媒体技术在高中生物教学中的应用[J].读与写，2012（7）.

（作者单位：四川省眉山市东坡区教育局 620000）