“小学生基础认知能力训练课程”对问题解决能力的影响研究

广东省深圳市南山区香山里小学 徐 健

一、问题提出

问题解决是人类获取和建构知识的重要手段。问题解决能力是21世纪人才培养的核心目标。世界上多个国家发布的纲领性文件都强调了培养问题解决能力的重要性，我国的基础教育课程改革也指出，要加强对学生问题解决能力的培养，学校教育教学工作应该以提升学生的问题解决能力为目标；日本文部科学省颁布的《学习指导要领》中规定，中小学各学科课程的教学目标和教学内容都要重视培养学生的问题解决能力；美国国家研究理事会在《国家科学教育标准》中指出，具有良好科学素养的人必须具有较高的问题意识和问题解决能力。

一年级新生处于幼小衔接的过渡时期，一方面，其面临着从以游戏活动为主导向以课堂教学为主导的学习方式的重要转变；另一方面，该阶段的学生刚步入认知发展的具体运算阶段，在这一阶段中他们将初步形成运算结构，虽然其逻辑思维已萌芽，但主要以形象思维为主,抽象思维能为还比较薄弱，不能进行命题运算。面对处于这个特殊阶段的学生，教师不仅要认识到进行问题解决能力训练的必要性，同时还应意识到所应采取的问题解决能力训练形式的特殊性，即教师应在确保所实施的问题解决能力训练科学有效的前提下，探索出更适合幼小衔接阶段学生心理发展特点的训练形式，以期满足他们的发展需求。基于脑科学、教育心理学和发展心理学理论所研发的“小学生基础认知能力训练课程”在这一方面作出了有益探索。

二、理论依据

一年级新生在任何学科领域都属于“新手”，针对“新手”的认知特点进行有效的问题解决能力训练是基础教育工作者们面临的一项重要挑战。格拉泽和齐以新手解决问题为研究主题提出了“三阶段论”，将新手问题解决的三个阶段划分为外界支持期、过渡期和自我调整期。需要强调的是在第一个阶段里，当教师为学习者构建学习支架，给予学习者来自外界的支持时，将会提升新手的问题解决能力。学者罗伯森也指出在一个不熟悉的领域内是不容易从问题中归纳出一个原理图式的，因此用从源问题那里模仿来的行动将有助于解决问题。从认知负荷理论的视角出发能够对上述结论进行更深入的解释：人类的认知资源是有限的，如果加工信息所需的认知资源超出个体原有的，就会造成认知超载，从而影响问题的成功解决。这说明新手学习者在进入情境并试图解决问题之前，最好可以得到一个可供模仿的问题解决模式，通过模仿将其应用于新情境之中，从而促进问题解决。

“小学生基础认知能力训练课程”中提供了丰富的问题解决模式，学科教师可将其设置为教学支架，提供给学习者，使其获得可参照的问题解决原型，从而减轻认知负荷，提升问题解决能力，促进迁移的发生。

三、案例分析

问题解决的过程主要可以划分为以下四个部分：探究及理解、表征及形成、规划及执行、监控及反馈。“小学生基础认知能力训练课程”针对问题解决的各个具体环节都提供了有针对性的训练任务，且这些任务都以游戏化的形式呈现，以期为幼小衔接阶段的学生提供符合其认知特点的有效问题解决原型。下面笔者以“小学生基础认知能力训练课程”中的内容为基础进行阐述。

例如，“穿越彩虹谷”一课中的“路线选择任务”（见图1）就是一种简单却能有效指导学生了解问题初始状态、目标状态，帮助学生在头脑中建立问题表象的训练任务。该任务针对学生问题解决的探究及理解环节开展训练。具体而言，在解决“路线选择任务”的过程中，学生一方面要明确探险路线的起点和终点方向，另一方面要有意识地规避行进路线上存在的风险因素，如凶猛野兽等，最终选定合理路线。类似于“路线选择任务”的这类迷宫任务作为一种问题解决原型，有助于学生在与问题互动的过程中建立问题表象，并依据这个概括的表象掌握问题解决的大致方向。

例如，“小小侦查员”一课中的“信鸽任务”（任务要求：确认图中每只信鸽的飞行起始地点）为代表的另一类迷宫任务，能训练学生在准确感知问题的基础上，运用逆向思维，掌握从目标状态反推起始状态的策略，从而提升问题解决效率。

问题解决的第二个阶段是表征及形成。在这个阶段中，学生需要运用已有的知识选择、组织和整合信息。教师训练学生合理使用图表、表格、符号、文字等多种形式进行问题表征，即引导学生选择恰当的方式在头脑中对问题信息进行记载、理解和表达。例如，“和小鱼做游戏”一课中的“排名任务”就针对该环节学生所需的问题解决能力进行了专项训练。具体而言，在任务中教师引导学生将以文字形式表述的“排名”信息转化成表格形式。信息表征形式的转换极大地节省了学生解决该问题所需使用的记忆空间，“做表格”成为一种有效的认知负荷调控策略，能协助学生顺利解决该问题。

总之，在问题解决的过程中，学生要在工作记忆中对问题涉及的对象、条件、目标和认知操作等进行编码，建立适当的问题表征，问题表征的适当性会直接影响问题解决的难易程度。学生在教师的指导下掌握高效且准确的表征问题的策略，将大幅提升自身的问题解决能力。

表1 排名任务思维辅助表

确定问题的目标并设定子目标，制订达到目标状态的计划并执行该计划，是问题解决的第三个环节（规划及执行）所需完成的任务。例如，“精灵兔小弟”一课中的“地铁任务”就针对该环节进行了专项训练。在任务中学生所面临的是乘坐地铁从某一站点到另一站点的路线选择问题，而且有换乘次数少和停靠站少这两种不同的限定条件。顺利解决该问题的第一个环节需要教师引导学生梳理两个站点间所有的通行方案，并按照一定的规则（如按照路线自上而下的空间分布顺序）做好记录，接下来再将各方案与限定条件进行匹配，最后完成路线的选定。

问题解决的最后一个环节是监控及反馈。在这个环节中，学生要能够监控自己达到目标状态的步骤，反思问题解决的可能性策略以及关键假设。具体而言，教师要有意识地引导学生对问题解决过程的合理性、简洁性等因素作出评判，对问题解决的策略和方法进行总结，便于学生获得并积累相关的程序性知识。例如，在“团团圆圆找工作”一课中的“选工作任务”环节中，教师要引导学生分析不同问题情境（时间充足技能匹配，时间充足技能不匹配等条件）下能够满足熊猫兄弟特定“择业需求”的工作选择方案。需要强调的是：某一问题情境可能对应多种合理化方案，教师需引导学生从不同角度对比分析各种方案的优势和劣势，从而帮助后者获得更全面、系统地解决相关问题的经验。

“小学生基础认知能力训练课程”近十年的教学实践表明：在幼小衔接阶段，针对学生的认知发展特点进行有效的、游戏化的问题解决能力训练是切实可行的。概括而言，在特定的任务情境下，以问题解决过程各关键环节所涉及的具体能力为目标进行专项训练，既能降低问题解决训练的整体难度，使其符合新入学学生的认知水平；又能通过增强任务的针对性和系统性，显著提升学生问题解决能力训练的实施质效。此外，“小学生基础认知能力训练课程”中所创设的训练情境多与学生的现实生活经验高度关联，利于其将通过训练习得的问题解决能力顺利迁移至真实的问题情境。总之，“小学生基础认知能力训练课程”是一项深受学生喜爱、值得教师信赖、科学有效且具有操作性的幼小衔接教育资源，能够满足该阶段学生提升问题解决能力的现实需求。