促进跨学科学习的产生式学习(DoPBL)模式研究*
——基于问题式PBL和项目式PBL的整合视角
2019-04-01董艳孙巍
董艳 孙巍
(北京师范大学 教育学部,北京 100875)
我们已然身处全球化、信息化的时代。在社会发展日益综合化的大背景下,人们逐渐认识到所面临问题的多样性和复杂性,仅靠单一学科知识无法解决复杂问题。此外,随着学习科学的发展,转变过去单一的学科思维,站在全局性的角度思考和解决问题的跨学科学习,已被高度重视。跨学科学习是指学习者整合两个及更多学科或专业知识体系的信息、数据、技术、视角、概念以及理论,以实现单一学科内容不能达到的目的,如解决问题,解释现象或制作产品等[1],它是个人和群体从两个或两个以上的学科领域整合观点和思维模式,以促进其对跨学科知识理解的过程[2-3]。跨学科学习能够帮助学习者掌握具体学科素养之外仍需要具备的一些能力,如:运用跨学科知识解决复杂问题、进行跨学科交流、开展跨学科协作,以及整合创新等[4-5]。
近年来,在信息技术和人工智能不断飞速发展的同时,也在推动着教育的发展和变革。一方面,技术的融入和发展使得学习更具有仪式感,表现为技术融入的教学更生动地向学习者传授知识,打开了学习者的视野和思维,促进了学习者的知识建构,提升了学习者的创新创造能力[6]。另一方面,教与学的过程也不再仅指对知识本身进行理解和意义建构,而是要帮助学习者,在一定情境下,利用从具体问题抽离出的实践知识,开展与生活经验或社会实践相关联的学习,进而进行系统的知识整合。学习者在这一过程中不断寻找、发现并形成个体价值,发展成更健全的个体[7],以便适应当前的社会需求,更好地融入社会、工作、学习和生活。
技术的更迭和学习科学的发展,促使教育不断面临新的变革与创新,跨学科学习被认为是能够满足社会创新发展需求[8-9],培养学习者21世纪技能[10-12]的模式。最典型的案例即肇始于美国,在全球趋热的STEM/STEAM教育。日本广岛大学的Kageyama教授曾指出,“整合”和“制作”是 STEM/STEAM教育的两种哲学观念[13]。一方面,STEM/STEAM教育是基于建构主义和认知科学理论,通过对多学科知识的整合,来实现对问题或项目的分析和解决,因而,跨学科整合是STEM/STEAM教育的本质属性[14]。另一方面,在STEM/STEAM教学中,教师需要根据教学内容创设一定的问题情境,让学生通过参与问题或项目的解决过程,在“制作”过程中使学习者达到对知识的理解和建构的目的[15]。
跨学科学习虽然已被高度重视,但是目前的研究数量还比较少[16]。植根于建构主义理论、情境学习理论等众多理论基础的两种创新教学方法——“基于问题的学习(问题式PBL)”和“基于项目的学习(项目式PBL)”——因其能够促进学生合作探究和问题解决,以及发展学生的自我导向学习能力,而被广泛应用。这两种创新教学法,也是学习科学领域的主要研究内容之一。两种PBL相对于传统教学法具有一定的复杂性,如果概念不清,就会被混淆使用。
为此,本文希望厘清两者概念之间的异同;并分析如何在当今强调知识整合、跨学科学习、技术融入的时代背景下,整合两种PBL的优势,来促进学习者的跨学科学习;在此基础上加入设计思维要素,提出了面向设计的产生式学习(DoPBL)模式。
一、问题式PBL和项目式PBL的主要差异
问题式PBL和项目式PBL在使用中,经常被混淆。首先,英文缩写均是PBL;其次,两者均是建构主义和情境学习等理论的实践模式,均强调以学习者为中心,围绕真实性问题或项目,通过学习者自主学习或小组合作等方式解决问题,建构知识体系,最终促进学生核心素养的发展[17-18]。可以说,两种PBL都是以学生为中心的教学模式或方法:学习者都要对他们的学习过程承担相应的学习责任;而教师在必要时给予学习者特定的支持。
为便于阅读与理解,在下文中,我们将问题式PBL标注为PiBL,取探究(Inquiry)之意;项目即完成一项工作任务,因此,将项目式PBL简称为PjBL,取工作(Job)之意。它们之间的差异存在于:
(一)缘起不同
PiBL起步于结构不良问题的解决[19],最初起源于西方20世纪60-70年代的医学教育领域,由美国神经病学教授Barrows于1969年试行,至今已有近50余年的历史。Barrows等首先给学生提出一个诊断问题(通常是一位真实的病人遇到的),然后学生在教师的指导下,针对诊断的问题提出假设,再通过检测病人收集相关数据来验证假设[20],旨在用真实、但结构不良的问题案例来提升学生的诊断技能。该模式使学生直面真实的问题,在问题情境中思考如何解决这一问题;与此同时,该模式关注学生在问题探究之后,如何形成对知识的系统性理解。
PjBL最早可以追溯到著名的教育家杜威(John Dewey)先生所倡导的“做中学”。杜威的学生克伯屈(Kilpatrick)受这一思想的影响,认为只有经过实践才能获得知识。他基于心理学和教育学的视角,提出了项目教学法(The Project Method)这一概念,强调用工程方法鼓励学生积极参与教学活动,并将其定义为:在社会环境中发生的、全心身的、有计划的行动[21]。尽管,杜威的“做中学”这一理念已经提出了100多年,但近年来,由于信息技术的出现,以及知识观的转变[22],使PjBL又被广泛提起。这主要表现在信息技术的发展使学生在学习过程中亲身参与项目变得更加便捷。
美国巴克教育研究所一直在致力于研究和推广PjBL。他们对PjBL的定义具有一定的代表性:基于项目的学习是指让学生通过对复杂、真实问题的探究过程,通过精心设计项目作品、规划和实施项目任务,掌握所需知识和技能的一整套系统的教学方法[23]。这里的项目必须是复杂且具有挑战性的任务。PjBL旨在构建一座连接学科内容与真实世界问题的桥梁,侧重于学习者将所学知识进行实际运用,强调学习者自主进行项目设计、决策、调查和开发,学习过程具有模拟专家研究的性质,并以最终的产品开发为目标等特征。当前,随着技术时代的到来,“数字原住民”更喜欢拥有技术或应用技术[24],为此,教师要尝试开展技术支持下的PjBL。
(二)流程不同
PiBL通常遵循Barrows所创立的体系,其实施流程包括:建立小组、开始一个新问题、收集证据解决问题、小组汇报和反思[25-26]。需要探索的问题及问题情境大多由教师提供。但小组汇报主要以解决方案的阐述为主要形式。问题式PBL更加注重问题的解决,比如,设立假设、如何验证假设等。
PjBL通常没有固定的实施流程,不同的学习者或不同的项目,其操作步骤必定存在差异,但大体过程是通过对项目的深入认识,在真实情境中开展实践探索,最终完成作品制作。与PiBL相比,PjBL更强调尊重学生的自主性,而非由教师主导课堂,告诉学生应该如何做[27]。例如,在小组汇报时,学生可以选择多种方式(像海报、研究报告、模型等)来进行汇报。学习成果也大多以物化的方式进行展示,以促进群体的共同学习。
此外,由于PiBL目的是为了掌握学科内容,因此,解决学习问题持续的时间不需要、也不应该过长。而PjBL则强调模拟真实的解决过程,时间与所需完成作品的难易程度相关。比如,有些项目可能实施一两周,而有些项目则需要长达一两个月或一学期,甚至一年到多年的时间完成。
(三)应用领域不同
首先,PiBL强调从学生的问题入手,解决隐含学科知识的、复杂的、结构不良的问题。结构不良的问题是指问题信息、目标、问题空间和解决方式不明确的问题[28]。但由于结构不良的、现实世界的问题有时与教学目标和课本知识内容并不完全相符[29];再者,中小学学生解决结构不良问题的能力还不完善[30],导致PiBL多用于高等教育。PjBL强调学生对于特定案例所涉及知识的理解,以及动手实践能力的培养。这在基础教育K-12中较为常见,但这些年在高等教育领域也多有应用。
其次,PiBL大多运用于诸如医学、法律、经济和心理学等社会学科[31-32]。Perrenet[33]等曾提到,PiBL多用于医学、法律等学科。而PjBL在以往则多用于计算机科学和工程学等学科[34-35],它强调学生基于真实情景的动手实践能力的培养和学习。但近年来流行的STEM/STEAM/创客教育等,也大多是以PjBL的形式来开展活动。
再次,PiBL多用于理论知识学习阶段,通过创设问题情境帮助学习者进行理论建构,使学习者达到对知识深度理解。而PjBL多用于实践阶段,通过制作真实的项目作品,提升学生的能力,强化对知识的理解和应用。
(四)评价重点不同
PiBL和PjBL,两者的评价主体主要是教师、同伴和学生。但由于PiBL关注的是学习本身,更强调学生对知识的理解和深层建构,其评价大多基于学生的知识理解和掌握情况。Ronis曾指出,对于PiBL的评价,应该从研究质量、策略选择、研究组织、交流和理解五个维度进行评价,每个维度又分为入门、基础、专业和先进四个等级[36]。
PjBL学习往往最终会形成一个小组作品,作品质量和完成情况是主要的被评价对象。PjBL强调评价方式的多元性,比如,它可以通过量化,也可以通过质性的方式展开。其次,PjBL的评价内容具有全面性,评价内容不仅包括对最终提交的评价作品的评价,还强调对学生学习过程,特别是合作过程的评价,有时还对学生的态度进行评价,以促进学生在个人素养上的表现。在评价目的上,PjBL旨在促进学生思维的精细化提升。
二、PBL促进跨学科学习的对比分析
(一)PiBL如何促进跨学科学习
因为现实世界的问题有一定的复杂性,仅靠单门课程的知识很难解决,PiBL能够为学习者创设一种隐含多学科内容、复杂问题的情景,进而促进学习者的跨学科学习[37]。在这一模式中,驱动问题是其核心,这会影响PiBL的成功与否。好的驱动问题应该联系学科内容与真实的世界,让学生了解如何运用学科知识解决生活问题,从而激发学生的学习兴趣[38];问题设置离不开学生的先前知识基础,问题难度不能过高于学生现有的经验;问题具有的复杂性,导致问题会涉及到多个学科领域的知识和技能。通过真实、复杂问题的解决,学生会意识到仅靠单个个体解决问题有一定的难度,从而意识到要以合作的方式共同解决问题[39]。
教师对PiBL模式的理解和态度,会影响到他们的教学实践。一些教师基于单一学科内容设置驱动问题,组织学生展开小组学习。一些教师会在设置驱动问题时,考虑跨学科知识整合;还有一些教师会在学习小组分配时,考虑学生学科基础的搭配。此外,有些教师会寻求与其他专业的教师合作进行PiBL授课,也有教师会在评价学生学习表现时,把掌握多门学科的基础知识或研究方法作为考核指标。
通过开展PiBL,实际问题情景可能产生的挑战性、趣味性,会增强学习者的学习兴趣、激发他们参与的学习动机;也能够刺激学习者在此基础上,寻找解决问题的线索,提出新的问题,这样的学习过程有助于他们问题能力的提升[40];在PiBL中,教师通过小组合作的方式,提升了学生沟通交流和团队合作技能;通过与小组成员探讨非良构问题的过程,来发展学生的批判性思维[41]、分析问题和解决复杂问题的能力,促进学生对知识的获得和意义建构;此外,在PiBL中,学生需要自行搜集相关资料,他们的问题自我认识意识会逐步增强,再经过与小组其他成员的讨论辨析,其自我学习能力也将得到有效的提升[42-43]。
(二)PjBL如何促进跨学科学习
PjBL是一种以学习者为中心,以小组合作形式展开的项目导向性教学。在教学实践中,教师或研究者发现,很多学生并没有深入理解知识内容,对知识内容仅达到浅层次的认知程度,不能将知识用于解决实践中的问题。而PjBL旨在通过让学生受到真实情景问题的驱动,并运用知识和技能去做项目,来达到深入建构知识和获得高阶技能的目的。设计开展PjBL时,教师往往会邀请其他专业的教师或专家(可能来自于校外)一起设计,如何通过提出具有实际意义的驱动性问题,把要教授的知识与技能蕴含在项目的完成过程中。在这一过程中,由于项目的完成需要包含多方面的需求,从而会自然整合多学科、多领域的内容参与。
教师也可以让不同学科的学习者组成跨学科学习小组。专业性合作带来不同研究方法、研究思路、研究特长的碰撞,大家在协作和会话中,共同来完成作品和方案的制作。然后,进行小组汇报,小组成员会考虑如何把成果以多样化的、技术化的方式进行展示和表达。人文理解、技术展示、学科整合等的多学科、多视角参与,促使学生互相理解各自学科解决问题的特色。在评价阶段,教师也会邀请家长、学校领导和其他教师,以及第三方专家成员的参与,无疑给学生的跨学科之旅提供了更好的支持。
通过分析文献,我们也发现,学生通过PjBL,在实际操作过程中,知识获得、知识应用、创新创造能力都得到较好的锻炼[44]。在PjBL中,学生往往会根据最终的产品需求,制定小组实施计划和完成方法,在实施过程中动态调整计划和实施方案,这些对提升学生决策能力很有帮助[45-46]。小组成员间、不同小组间进行的产品互评,有助于学生的评价反思能力提升。此外,通过小组合作的方式,能够提升学生的交流合作能力。
(三)PiBL和PjBL的对比分析
如何在给定的学习环境中更好地促进学生的跨学科学习,是回应开篇所提出问题的关键。Boix-Mansilla[47]曾提出跨学科教学的原则:(1)让学习者通过对问题空间的整体感知,建立自己跨学科学习目的;(2)帮助学习者获得学科洞察力;(3)促进学习者的综合能力;(4)让学习者基于批判性的视角反思评价,并强调跨学科素养的培养,需要围绕培养学生自主建立学习目标、学科洞察力量、综合能力、批判性思维等四个方面,进行教学设计。
为了回答哪种模式更能有效的促进学习者的跨学科学习,我们需要对比两者的主要特征:
其一,PiBL和PjBL均能够激发学生的学习兴趣,能有效促进学生的知识获得、问题分析和解决能力,以及评价反思能力。两种PBL均能促进学习者学科知识的获得,但在实际开展时一些学生不清楚自己该做什么[48],也不清楚在这一活动中的自我角色,会导致在解决问题的过程中经常改变思路或想法[49];有些同学最终解决的并不是核心问题,其知识建构情况也不是十分理想。
其二,PiBL中的驱动问题通常是非良构的学科问题,在解决这类问题时,需要学生与小组成员展开发散性的思辩与讨论。在这一过程中,学生与教师的互动感更强,学生的批判性思维更容易得到发展,对学科的洞察力也会得到提升。此外,通过问题情境设计,PiBL能够培养学生发现问题、提出问题、反思问题的能力,但其仍缺少将知识进行实际应用的操作,对学生创造力培养存在不足。
其三,PjBL最终会有完成作品的要求,通过该模式能够促进学生对知识的应用和实践,同时,在创作过程中能够有效提升学生的创新创造能力。此外,在PjBL中,学生需要根据作品的要求,进行计划制定和小组分工,在完成作品的过程中,会不断根据实际情况进行调整,因此,对学生决策力的提升有所帮助。学生在进行自评和互评的过程中,提升了基于批判性的反思和评价,有助于促进跨学科学习能力的提升。
通过以上分析,我们发现:两种PBL在促进跨学科学习方面均各有优势和侧重点,没有哪一种绝对好于另一种,但如果对两者进行整合,可能会起到1+1大于2的功效。已有学者从课堂教学角度和人才培养宗旨两方面,讨论了整合两种PBL的必要性,其研究认为,PjBL有助于学生创新能力的提升和发展,但不能完全脱离专业知识的学习[50]。以崇尚PiBL模式闻名的丹麦奥尔堡大学(Aalborg University)也曾提出了整合两种PBL的模式POPBL[51],如图1所示。该校很多课程均按该模式进行设计,在安排理论学习课时和实践课时,综合考核学生的学习情况。POPBL教学模式在培养和促进学生综合能力发展方面,起到了积极的作用,尤其是在沟通与合作、自主学习与创新能力培养和素质养成方面表现突出。
图1 丹麦奥尔堡大学POPBL模式
三、面向设计的产生式学习(DoPBL)模式的构建与思考
奥尔堡大学提出的POPBL模式整合了问题式和项目式PBL,但在适应创新教学方面还缺乏较好的落脚点。我们认为,PiBL和PjBL的教学模式,为学生提供了面向挑战问题开展行动的可能,但如何行动,需要学生开展创造性思维,突破思维难点,解决实际问题。随着我国“大众创业、万众创新”的战略提出,学生创新创造能力的培养,成为了整个教育领域改革和发展的重要趋势。开展创新教育,培养学生创新意识和思维,塑造创新人才,是社会发展对教育提出的新诉求。
目前,设计思维已经发展成为被普遍认可并采用的、培养学生创新思维的有效方法。PiBL和PjBL在教学中的关键步骤,是如何激发学生的创新,即培养学生养成独特性的设计思维。为此,本研究尝试将设计思维的要素与PiBL和PjBL进行结合,提出了面向设计的产生式学习(Design-oriented Production-Based Learning,DoPBL)模式。
产生式学习从浅层次来说,是指具有外显行为或作品,突出学生主动学习的一种学习形式[52]。但随着学生解决不良结构问题或完成挑战任务作品的活动增多,产生式学习也更加强调其内隐的思维发展,这一思维也会随着学生学习的深度和广度不断扩展,从问题解决的线性思维,发展到提出促进其自我发展新问题的非线性思维,甚至是激励学生不断挑战自己的成长型思维。
无论是PiBL还是PjBL均强调学生的主动性,学生通过小组合作的方式,最终提出问题解决方案或制作手工作品。对于设计思维,早期研究者认为,其仅是一般问题的解决过程[53],包含分析、综合和评价的过程[54]。目前,应用最多的设计思维模型来自于斯坦福大学(Stanford University)设计思维学院,该模型包括五个关键环节:共情 (Empathize)、定义(Define)、构想(Ideate)、原型(Prototype)和测试(Test)[55]。这一模型不仅强调了头脑风暴式小组讨论,同时,还强调反复迭代的过程,这与PiBL和PjBL中强调的迭代思想相一致。DoPBL模式是在PjBL流程[56]的基础上,整合了PiBL要素和设计流程部分要素,帮助学生在计划实施PBL时,意识到“设计”的重要性,在实施过程中不断反思评价,从而帮助其更好地完善PBL设计,在这一过程中不断提升设计思维。
STEM/STEAM教学是跨学科学习的一种典型教学模式,这种模式打破分科式教学的实施方式,从原先的强调科学、技术、工程和数学的统整,发展到人文学科的融入。近些年,还出现了STREAM等融入科学阅读和写作的跨学科实施模式。STREAM教学模式的核心在于,让学习者从统整的视角、真实的问题解决、项目导向的学习体验等方面,深度参与到学习活动中。而其开展的过程则高度依赖于教师的问题情境导入、学生或学生小组面对情境的创新设计,尤其是学生的自我制作,如,找到合适的材料来去绘制工程设计图形,并完成作品模型的构建。STEM/STEAM教学从多个方面,吸引着学习者的注意力,学习者喜欢这种真实而有挑战性的学习,喜欢自己去设计,无论设计成功与否。学生的课堂参与不仅是听,更主要的是去做、去观察、去反思。在这个过程中,学习者面向21世纪的核心素养(如,协作、交流、写作、演讲、自我导向等),不断得到强化和模式上的刺激;学习的内容也不再局限于某一学科;学生的兴趣不断得到激发,学习动机不断得到强化;学习作品得到多元的评价和观赏。学习者由内而外表现出对学习的积极和兴趣。可以说,STEM/STEAM教育所反映出来的,正是一种面向设计的产生式学习模式,传统课堂也可以从其中找到一些变革的切入点。
(一)DoPBL实施的关键环节
具体来说,DoPBL教学模式整合了PiBL和PjBL,但又突出自己的核心环节。具体流程环节,如图2所示。从外环来看,DoPBL具体实施步骤如下:
图2 整合PiBL和PjBL的DoPBL模式
1.选定问题/项目
选定具体的问题或项目是一次学习的起点。在这一阶段中,教师要从结合与学生生活有关联的实际生活案例入手,考虑学生当前认知情况,尝试对多学科知识内容进行整合,形成富有挑战性、趣味性的研究问题或项目。教师通过让学生交流和发问,来了解学生对这一问题或任务的疑惑,使之融入问题/任务情境,并对情境中的问题感同身受。教师在其中通过观察、倾听等方式,了解学生的学习需求,即通过共情的过程,发现问题、提出问题、选择自己感兴趣并适合自己的项目。在这一过程中,教师仅作为引导者的角色,引导学生融入情境,提出高质量问题,而不是把任务强加给学生。
2.制定方案/计划
学生或学习小组在获得教师提出的问题/任务后,需要进一步分析问题,总结出小组要解决的、可行的关键问题;教师引导学生逐步厘清问题,定义问题边界;然后,学生与小组成员进行头脑风暴,展开积极讨论,构思可能或可行的解决问题方案。在这个过程中,同伴间的辩论能够提升学生的批判性思维,还能激发学生之间产生新的想法,培养学生的创新性。教师应鼓励和支持学生针对最终得到的方案,设计出详细的活动设计和时间安排等,并通过制定计划,来培养学生的决策力和统筹规划的能力。
3.设计活动探究
在方案或计划制定后,学生或学习小组要按照上述计划安排,设计活动(讨论、调查、实地探究等),通过收集资料和数据,不断对上一步骤中所制定的方案进行修改完善,在逐步迭代后,形成最佳的问题解决方案。迭代是设计思维中很重要的一部分,通过让学生实际调研,基于已有的资料不断完善小组的问题解决方案,让学生在完成活动探究的同时,有意识地进行迭代,而不是仅仅为了完成任务。这一步骤能够培养和提升学生的设计思维,鼓励学生走出去进行实地探究,获得情景性的信息记忆。
4.生成方案/作品
小组集中进行方案或作品的生成。经过前面的问题界定和方案迭代后,小组成员共同运用已有知识和在探究过程中习得的知识和技能,完成最终解决方案的制定或作品的制作。由于方案或作品并无唯一性,因此,学生在创作过程中能够有效发挥其创造性。与此同时,教师也应尽力排除无关因素,比如,排除小组间为了比拼最快完成作品的竞争等所形式的干扰,鼓励学生将更多的时间和精力用于创新创造。小组成员可由教师或学生根据实际情况组建,由多学科背景的学生共同参与,以达成应用和实践多学科知识的初衷;同时,也能促进不同学科间的交流和合作的双重目的。
5.进行成果交流
作品完成后,各学习小组相互交流学习过程和收获,分享作品创意和完成作品的喜悦。在这一过程中,教师需要引导学生展示和介绍自己的作品,以促进学生交流技能的提升。作为成果交流的关键阶段,即学生达到产生式学习实效的获得阶段。教师可以引导学生将他们在合作过程中的感性体验积极地表达出来,也可以让他们彼此对不同的成果进行充分地交流。学生会在充分的语言和情感表达中,感知到学习的紧张、挑战、成就等。
6.开展活动评价
评价在产生式学习中也很重要。评价能促进学生思维的精细化发展。在DoPBL模型中,评价也强调多元特点。主体多元、内容多元、方法多元。评价主体多元是为了增进评价的视角差异;评价内容多元强调作品或方案的多元,还包括对学习过程(如,合作交流过程、积极探究过程、成果汇报过程等)的评价;而评价方法多元则强调定性与定量相结合等。此外,教师通过让学生进行自我评价和小组间的互评,来培养学生客观评价的能力。如果在课堂时间有限的情况下,教师可以将评价的重点放在对学生的作品/方案的评价上,旨在通过学生之间的互评,促进学生参与的积极性和增强后续工作的自信心。
(二)DoPBL模式的价值取向
DoPBL模式的内环引入了设计思维思想,内环中的“共情、定义、构想”,是指老师在促进学生学习时,帮助学生认识到问题或项目的设计意图,以及参与目的等,以取得共识,促进学习的开展。当学生面对新的问题或项目任务时,能够融入设计思维的灵性和创新性,而不是从传统的视角来回应问题。具体而言:(1)共情:指的是个体对自我之外的人或事物的同感和理解,强调以人为核心,通过观察和融入等方式,了解需求,为后续的活动做准备;(2)定义:指的是明确问题,通过上一步共情,了解需求后,需要分析并总结具体的可执行的关键问题;(3)构想:小组成员围绕总结好的关键问题,对其可能的解决方案展开讨论交流,梳理想法。在外环开展的不同环节过程中,教师或小组均可以通过内环这几个环节来促进外环活动。
我们认为,面向设计的产生式DoPBL模式,整合了PiBL和PjBL优势,并具备了一些新的特征,其优势主要体现于:
1.明确学习的核心在于产生或生成
DoPBL强调学习的核心是产生。首先,学生通过小组协作、与小组成员的头脑风暴,思想不断碰撞,在这一过程中,能够培养和锻炼学生的批判性思维,在不断争辩和讨论的环境中,也易产生不同以往的创新想法。接着,在形成想法后,再通过动手实践等学习活动完成小组作品,学生能够从中不断完善自己的思路,建构自己的学科内容知识体系,最终生成一定的方案或作品。DoPBL模型不仅仅局限于问题或项目作品的完成。解决问题或完成项目是目的,但不是DoPBL的最终结果,通过设定问题或项目,组织小组成员进行头脑风暴,通过思想不断碰撞,形成创新、创造思维,再让学生通过不断解决问题的过程,来达到对知识的意义建构。换言之,培养其综合素质和能力才是DoPBL的核心目标。
2.减少教师对PBL模式选择的迷茫
在目前的教学实践中,教师很容易混淆两种PBL,不清楚在教学过程中如何选择两种PBL模式,导致不能达到预期的教学效果。DoPBL模式能够有效地将两者结合,减少教师在教学模式选择上的迷茫;明确的操作步骤,能够为教师进行PBL教学活动设计提供清晰的流程,帮助其有效设计教学活动。
3.强化学生的知识或素养获得效果
无论是PiBL还是PjBL,其最终目的均是帮助学生获得知识。DoPBL模式是两者的综合,通过创设包含多学科内容的、复杂真实的问题情境,让学生在实践中不断动手操作。由于真实情景中的问题往往包含多学科的知识内容,学生在实际解决问题时,会意识到仅通过某一学科知识是不能解决问题的,因此,DoPBL会激励学生对其他学科知识的学习,整合跨学科内容开展对实际问题的解决。此外,在PiBL中,通常只是在单一情境中进行问题分析和解决,如果改换情境,学生可能仍不会解决问题[57]。而如果再通过PjBL的实施,在设计时更新问题情境,将能够更好地帮助学生全面理解知识。
4.促进学生全面发展和跨学科交流合作
DoPBL模式最大的优势是整合两种PBL的优势,互相补充完善两种PBL的劣势。如,PiBL能够促进批判性思维和自我学习能力;而PjBL能够促进实践和创新创造。DoPBL模式进一步将两者优势互补,让学生置于真实的问题情境以解决复杂问题;使教师在设计课程时,可以根据问题中隐含的知识,组织多学科的学生进行合作学习,共同解决问题。这能够发挥各个学科的作用,有效促进不同学科背景的学生进行跨学科交流。因此,DoPBL可以更全面的培养学生能力,促进学生的跨学科交流和合作,增强学生面向设计、创造未知的学习意识。
四、研究与展望
目前,21世纪学习力的提升,是各国对新时代学习者的普遍诉求,教师和教育研究者们不断尝试如何结合课程标准和学科内容,开展教学活动,以促进学生的产生式学习,突出学生的学习主体性,培养其创新创造能力[58]。本研究所提出的DoPBL模式,有助于减少教师在选择两种创新教学模式时的迷茫,使其在设计PBL活动时考虑设计思维元素,并如何通过破解关键环节,实现学生创新能力的提升。但这一模式的有效应用,还有赖于更多相关研究的检验。
(一)DoPBL模式运行机制的研究
现阶段,很多教师都希望自己精心设计的教学能培养学生创新能力,但却不清楚该从哪里开始。其现实状况往往沦为:教师在实施活动前兴致勃勃,活动过程可谓“一片混乱”,开展活动后师生均觉得收获不大。当前,跨学科教育(创客教育、STEM/STEAM教育)处于为大众迫切需求的时机,教师在这样的教学环境中,有环境和土壤去变革原先的教学法,开展促进学生进行创新性的问题设计或任务方案的设计。因此,DoPBL模型的提出,有其积极的现实意义,但仍有待于在实践中找到最佳的运行机制。
(二)DoPBL模式中课程及方法工具包的设计研究
在DoPBL模式中,包含了设计思维的元素,为了促进教师理解并掌握设计思维的方法,更好地辅助教师设计基于设计的PBL教学活动,本研究参考了美国开发的Design Thinking for Educators中开发的操作指南和工具包,并开发了适合我国国情的课程和方法工具包。在该工具包中,包含课程案例、操作指南和方法工具等规范性内容,给出了教师可参考和学习的案例,为教师提供了清晰明确的教学支持。但工具包是否适合本土化的教学变革,仍有待于检验。未来仍有必要去设计结合我国国情和学生发展的相关材料。
(三)DoPBL模式中教师培训研究
DoPBL教学活动设计者是一线教师,在PBL活动中需要教师融入设计思维,并将其运用于教学实践和对学生的培养,但许多一线教学老师缺乏这一方面的前沿知识与能力。为此,组织教师接受PBL和设计思维相关主题的培训,显得十分重要且迫切。针对教师培训设计和开发培训课程和教学案例,以及资料素材,将有利于一线教师更好地理解DoPBL,这也是未来研究的方向之一。
(四)面向不同技术载体的DoPBL模式应用研究
当今,技术已经融入到社会生活的方方面面,为了培养能够适应信息化时代的学生,以便其在未来能够更好地融入社会,必须在学校教学中帮助学生学会使用技术,并能够正确运用技术,培养学生成为合格的数字公民。此外,在STEM/STEAM教育、创客教育和PBL教育中,技术的支持,能够帮助学生更好地完成作品的制作,通过技术获得丰富的学习资料,但是由于技术的强大功能,也会使得学生过于依赖技术或造成技术滥用。因此,如何提供技术帮助,特别是前沿的新技术,如,3D/4D打印、虚拟现实和人工智能等技术,来展开DoPBL教学活动的设计和实施,仍需要我们不断加以探索和开展实证研究。