| 标题 | 项目式学习实施中概念教学的问题与对策* |
| 范文 | 燕学敏 摘? ?要? ?项目式学习由于重视真实问题解决的过程而受到教育者们的青睐。在我国近几年的研究和实践中，项目式学习中的概念教学越来越受到关注，但在实施过程中还存在较多问题。本文在分析问题的基础上，提出并不是所有的概念都适合项目式学习，应该根据概念类型选择传统教学和项目式学习、跨学科组织项目式学习、采用随机访问教学以及持续性评价等方式提高概念的理解与应用。 关键词? ?概念教学? 项目式学习? 认知灵活理论 一、项目式学习在概念教学中的重要意义 早在20世纪80年代，美国就已经开始项目式学习的研究。项目式学习又可以称为“基于问题的学习”，简称PBL学习方式。 根据中小学生学习理论，可以将课堂教学大体分为两类：一是教师主导的学习者习得知识、技能的行为主义，二是学习者自身自主地解决问题、获得知识的建构主义[1]。体现在课堂教学模式上则有传统的授受式和以解决问题为中心的项目式学习两种方式。传统教学模式中概念教学主要是基于联想理论来提供辩护的，它是一种接受式的概念学习模式。项目式学习中的概念教学主要的理论基础是建构主义。不同于传统教授式教学，项目式学习有助于学生概念的深度学习，它是以课题为本位的，通过直接同伙伴一起指向现实的问题解决，借以发展学习者的种种素质的一种学习方式[1]。近几年，美国、德国、英国等国家都对项目式学习应用于学科教学进行实验和研究，我国教育者也在探究性学习和问题引导学习基础上，结合各学科的特点将项目式学习融合在学科教学中。比如北京师范大学的“项目式课程资源开发项目”、江苏省的“小学数学项目学习的实践研究”、北京市的“基于steam理念的中学项目式教学研究”等等。项目式学习的主要特点是专注于核心概念，反映学科核心内容与外部世界的关联，是强调真实性、应用性、逻辑性的学生主动学习[2]。有研究表明，项目式学习有助于发展学生更深层次的概念洞察力和用概念、知识等解决现实中的实际问题的能力[3]。但在实际运作中，如何更好地让学生理解、运用概念则遇到很多的现实问题。 二、项目式学习中概念教学存在的问题 1.项目式教学模式不适用于单一、确定性概念 项目式学习的最大特征是学生围绕真实问题进行辩证的思考、提出解决的方案和具体的措施，而真实的问题通常情况下都是结构不良问题。建构主义中的认知灵活性理论认为结构不良领域的问题有概念的复杂性和案例的差异性两个主要的特征。 认知灵活理论提出者斯皮罗（Rand J.Spiro）认为，人的学习有初级学习和高级学习之分，知识也有良构领域的知识和非良构领域的知识的区别。所谓良构领域的知识，是指有关某一主题的事实、概念、规则和原理，它们是以一定的层次结构组织在一起的[4]。传统教育中，教材编写者和教师将所要学习的内容分割成学习者能够承担的分量，按照由简单到复杂的逻辑关系进行文本编排和内容教授。这种特点在理科教学中表现的尤其明显，数理化的教学内容基本上是按照由低到高的层次逐层展开的，概念教学也是从简单概念的认知到复杂概念的应用逐级深入。斯皮罗将这样的学习界定为初级学习阶段和良构领域的知识。在中小学，学生需要掌握的知识有良构和非良构领域的知识，掌握概念的类型也比较多。概念的应用也是建立在对概念的初步认知基础上，才能谈到对概念的深刻理解和情境应用。 例如，在数学概念的学习上，从简单的自然数、整数和加法等概念学起，其来源主要是对现实对象或关系直接抽象而成的概念，这类概念与现实生活密切相关，如从结绳计数发展而来的自然数，从现实原型归纳出来的长方形、正方形以及角等概念。简单的学科概念可以通过教师和学生对话、学生与文本对话等形式，以“问题引导”的方式进行建构学习。为了诱发适于学习者成长阶段的有意义学习，教师最重要的责任并不是直接提供知识，而是在学习活动的规划阶段提出问题。简而言之，在传统课堂中，也可以运用建构主义的理论进行简单情境的预设，进而进行概念教学。 将良构领域学习的知识应用于真实问题解决中时，产生了概念的应用知识。这意味着，良构领域中的同一个概念应用在各具体实例中，其内涵将表现出一定的差异[4]，这也就是斯皮罗所說的“概念的复杂性”。概念的这种复杂性通常体现在社会学、文学等文科性质的学科上，与“看山就是山，看山不是山”的意境是一样的，此“山”非彼“山”。比如“火”这个字，在不同的语境中，如“火势凶猛”“火冒三丈”“红红火火”，是有不同的含义的。但在数理化学科中，一般情况下，概念都有准确的科学含义。比如“小数”“分数”“整数”等都有科学的定义，并且具有确定性，不会因为问题的情境而改变。所以，在项目式学习中，数理化等学科中部分单一的、确定的概念不太适合建构，尤其是像数学中的“公理”等概念，它是人类长期的、反复实践的、依据人类理性的不证自明的基本事实，是推导和证明其他定理或者命题的起点，不需要再加证明的基本命题是没有办法通过项目式学习获知的。这一点在其他国家和学者的研究与实践中也有体现，比如谢尔盖耶夫（Sergeyev）在《如何组织学生的项目活动》一书中谈到“在地理、生物、化学、物理和数学这些科目的课程中，项目方法的效率相当低，世界上很多国家包括俄罗斯的实践都证明了这一点”[5]。PBL作为一种数学教学策略的有效性并没有像在历史或科学等其他学科中那样得到检验[6]。 总而言之，只有具备丰富复杂性的概念，例如“商品”“实践”“能源”“议论文”等，以及一些前沿性的概念，才适用建构主义的教学模式。对于简单概念，尤其是数、理、化等课程中的含义单一、确定的概念，建构主义的教学模式效果不一定是最好的，也不一定是必需的[7]。 2.项目式学习中概念教学呈现弥散式特征 在初级学习中，学生对涵义单一、确定概念的认知和理解，常常借助于反例、类比与比喻等传统教学模式即可获知概念的具体涵义，并且这种学习是基于良性结构、逻辑层层递进的形式展开的。例如数学中的“分数”概念的形成，在小学数学中数是分阶段、分学段认识的。学生在学习“分数”之前已经学习了整数、小数等概念，要研究分数的意义，肯定离不开数的认识。分数概念中的分数的“份数”定义、分数的“除法”定义以及分数的“比”的定义在学习时是循序渐进的掌握，呈螺环上升的发展，但是在项目式学习中对分数只是应用，在应用中理解分数概念的三种含义很难。而对分数与小数的关系、分数与整数的关系则很少涉及。以项目式学习中比较典型的案例“盖房子”为研究目标[8]，具体分析项目中运用到的数学概念。该项目的驱动问题是“我们如何规划和设计一栋新房子？”在数学上需要达到“展示对分数和整数的加减运算的理解，并应用多种计算方法解决整数和小数问题的策略;使用百分比、比率展示对比例关系的理解;通过调查，确定分数、小数、百分比和比率之间的关系;面积计算”等目标，总项目学习需要17课时。在这个项目中，只有两个学时设计了“比例尺”的学习内容，但是对“项目目标”中设定的“分数、小数、百分比以及比率的关系”并没有再深入的探究和学习。涉及到的概念较多，但是深入本质的探究则很少甚至没有，这种离开了“数量关系”的数学概念学习是肤浅的，也是碎片化、弥散式的。所以逻辑比较强的概念则需要循序学习，逐步建构，在需要深入理解阶段或者在应用阶段，引入项目式学习是非常合适的，但是在初级学习阶段还是以思辩性学习为主。 3.教师在设计概念教学时面临挑战 在PBL环境下，教师的教学能力比传统的以教授为中心的课堂更为重要。项目式学习的顺利开展离不开教师的设计和实施，以及过程中的适时指导和支援，教师是实施项目式学习的关键人物。在项目式学习中，不仅强调概念的认知，更强调概念的理解和应用;不仅强调要熟悉学科的概念，同时强调概念的应用;不仅强调单学科育人，更提倡跨学科育人。换而言之，教师仅仅拥有较强的专业知识、会解析知识是远远不够的，还需要能够从现实中提出关键问题、指导实践的概念应用以及不仅知道本学科的概念还需要熟悉其他学科的概念和知识。这对传统教育模式培养出来的单一学科教师来说，挑战巨大。 4.学生在概念的双重建构中容易迷失方向 目前，大多数国家的课堂教学还是以“讲授式”为主，学生在传统的课堂教学中认识概念、接受知识。但是21世纪对人才的标准为：一是思维方式，包括创造性与革新，批判性思维、问题解决与决策，学习方式的学习、元认知三种技能。二是活动方式，包括沟通和协作两种技能。三是活动工具，包括思辨素养（包括考证、举证、偏见的辨析）和信息素养两种技能。四是生存方式，包括社区与世界的好公民、人生与终身发展、个人责任与社会责任（包括多元文化理解与多元文化适应力）三种技能。这些关键能力与生存能力尽管有所重叠，不过更重视在合作地解决问题之际，运用技术创造知识这一革新的侧面[9]。但在项目式学习中，接受传统教学方法的学生可能会遇到真正的“文化变革”。当教师从“舞台上的圣人”转变为促进者和教练时，学生可能会感到困惑和沮丧。尤其在数理化等学科教学中，传统教学所占比例还是很大的，学生需要在传统教学和项目式学习中不断地转换角色，不断地转换思维角度。在传统概念教学中，教师和学生对“高分”的追求大于对“理解”的追求，学生总是在不断思考该怎样在考试中获取“高分”。而在项目式学习中，学生需要在给定的角色范围内做出贡献，学生被赋予问题的“所有权”，他们更关心如何解决问题，而不是担心老师想要什么[10]。两种角色的转换，两种价值观的追求有可能使学生渐渐迷失在概念的这种双重学习模式中。 三、項目式学习中概念教学的对策 1.选择适宜的教学模式 数理化概念可以分为两类：对于从现实生活中抽象出来的概念，比如化学中元素的名称和性质、数学中的图形、自然数以及物理学科中的声、光、电等概念需要教师和学生在课堂中，通过对话、交流、观察现象等获得。而对复杂的概念则可以通过项目式学习获得深刻理解。比如“我们盖房子吧”这个项目中的“比例尺”概念，可以通过提出三个问题来解决。问题一：“如果一张桌子在现实生活中是100厘米长，在图中是50厘米长，那么使用什么比例尺？比例因子是多少？”问题二：“如果房间尺寸为4米*6米，比例尺为1厘米=2米，那么我们的比例尺图中的房间尺寸应该是多少？”问题三：“如果我们有一个尺寸为5.5cm*4.4cm的房间比例图，比例尺是1cm=3m，房间的实际尺寸是多少？”在“我们盖房子”这个大背景下，教师和学生不能就比例尺进行充分地交流和沟通，这就需要传统的教学模式来对比例尺中涉及的其他更细化的概念进行讲解，比如比例尺的三种表示方法“数字式、线段式和文字式”可以通过教师和同学们一起探讨和交流的方式习得。所以，在数理化等理科的概念教学中，传统教学模式与项目式学习相互补充，概念的学习才能既全面又深化。 2.实施跨学科项目式学习 国内外的研究都表明，项目式学习是一种跨学科领域的学习方式，尤其是对数理化学科的项目式学习来说，跨学科学习更有益于相关领域概念的深刻理解与应用。谢尔盖耶夫（Sergeyev）将项目式学习分为两类：第一类是以“逻辑严谨”著称的数学、物理、化学等理科教学，他认为在这些学科中，项目活动的实现最好以跨学科项目的形式进行。第二类学科是以能力（信息、交际等）形成为重点的教学科目，如信息学、生态学、经济学和其他一些人文学科，这些学科不仅允许而且要求在学校和学生的课外活动中采用基于项目的方法。由此可见，要提高数理化相关概念的深刻理解和学习的深度，必须将某一学科与其他学科，特别是自然科学学科相结合[5]。 首先，项目式学习情境下的教师应该对学科概念有深刻的理解，使他们能够指导学生在各种问题情境中应用知识。学科概念理解不深刻、学科知识少的教师在项目式学习情境下可能会导致学生的失败。没有对学科概念的深入理解，教师既不会选择适当的任务来培养学生解决问题的策略，也不会策划适当的项目开展探究活动。 其次，项目式学习情境下的教师要掌握通识知识。教师的知识阅历越丰富，对项目式学习的开展越有利，对学情的理解越准确，策划出来的项目就会越贴近学生学习需求。学科内项目式学习，要基于学科课程标准、教学内容和学生已有经验来整体规划，要考虑是否涵盖了学科核心知识、承载着学科思想方法，理清内在的逻辑关系。跨学科项目式学习要基于不同阶段学生发展核心素养的目标，链接学生身边的实际问题、社会热点事件，以及工农业生产、经济生活议题等，要求真实、可操作。 最后，项目式学习情境下教师要发展更广泛的教学技能。实施项目教学的教师不仅要向学生提供学科概念和知识，而且要知道如何使学生参与到解决问题和将知识应用于新情况的过程中。 3.采取随机访问教学 项目式学习的终极学习目标是学会概念、知识、技能的迁移。在解决真实问题的过程中，对问题的分析以及解决问题需要运用哪些数学概念、定理或者符号，都需要学习者周密思考、反复考量、分析判断概念的适切性，这样的思维“过滤”历程，如果不对概念的本质和适用的情景深入理解，是不能做出正确判断的。换而言之，即使最初对概念本质和适用情景不熟悉，导致问题研究被迫停止，学习者也会回到问题研究的原点，直面外在的世界，反反复复地折腾着，困惑、犹豫、苦恼、尝试错误，这正是问题学习所隐含的重要的学习精髓[1]。通过彷徨、徘徊、判断、抉择，经过“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”的艰苦抉择，再次理解概念的内涵，重新预判和制定新的执行方案，反反复复的理解、修正，对概念的内涵与外延得到进一步升华。正如皮瑞-基伦（Pirie & Kieren）提出的“超回归”数学理解模型所述，数学理解分初步了解、产生表象、形成表象、关注性质、形式化、观察评述、组织结构以及发明创造八个水平，学习者在对概念进行理解时，并不是按照线性、递归的序列排列的，而是一个不断折回、不断反复的认知过程。所以数学概念理解也是遵循这样一个动态的、分水平的、非线性发展的、反反复复的建构过程[11]。 4.开展螺旋上升的持续性评价 项目式学习的评价内容、评价方式与常规评价有本质差别。从过程来看，要评价学生学习的投入程度，包括专注度、参与的深度和廣度;从合作来看，要评价学生小组内分工、合作的水平，对团队的贡献程度;从结果来看，要评价学生阶段性收获、成果和继续学习的愿望。学习过程决定实际获得，过程性评价是项目式学习的主要评价方式。项目式学习中，产品的表征、反馈和修改，给予不断的反思机会以及尊重学生的发言权和选择权是其主要特征。对学习者概念理解的评价可以在上述的几个环节充分地表现出来，无论是哪种形式的项目式学习，对学习效果的反馈与修正是必不可少的。反馈可以基于教师或同伴的输入，但大多数PBL项目中同伴反馈比教师的反馈要多一些。当反馈的结果提供给个别学习者或团队时，他们会相应的做出修改，这其实是持续性评价的一个环节。学习者在修改过程中也伴随着自我的反思，通过亲身体验、动手操作、批判建构，提高对概念的自我意识和自我反省，再次修正了教师或者同伴反馈的结果，从而达到对事物间关系的贯通与领悟，实现了第二次的自我评价。 植根于“做中学”的项目式学习，团队的沟通和协作是最重要表征之一，学习者在与同伴交流的过程中，充分暴露自己对概念的心理表征，把个体或者团队对概念的理解通过语言、图式或者其他形式表述出来，这也是概念理解的评价途径之一。而且有关这样的评价方式的研究与开发非常活跃，例如，利用概念图、V形图、思维导图等方式进行评价。学习者通过至少三次的概念表征，获得同伴、教师以及自我的评价，这种螺旋上升的持续评价方式一改传统的考试、测试等刻板的、冷冰冰的评价模式，充分尊重学习者的个性发展差异，赋予他们自主的发言权和选择权，深受学习者的青睐。 参考文献 [1] 钟启泉.“问题学习”：新世纪的学习方式[J].中国教育学刊，2016（09）. [2] 罗宾.项目式学习给学生带来了什么[J].北京教育，2018（08）. [3] William N.Bender.Differentiating Math Instruction，K-8：Common Core Mathematics in the 21st Century Classroom[M].California：Corwin，2013. [4] 刘儒德.一种新建构主义——认知灵活性理论[J].心理科学，1999（02）. [5] Sergeyev，I.S.How to organize school students project-based activity[M].Moscow：ARKTI，2006. [6] Stefan Halverscheid.Features of mathematical activities ininterdisci- plinary，project-based Learning[J].ZDM，2005（37）. [7] 赵蒙成.建构主义的概念教学模式初论[J].苏州大学学报：哲学社会科学版，2005（07）. [8] Samantha Stubbs，B.Sc.，B.Ed.Project-Based Learning in Mathematics：A Middle School Curriculum Unit[D].Faculty of Education，Brock University，2016. [9] 钟启泉.“问题学习”：新世纪的学习方式[J].中国教育学刊，2016（09）. [10] Tutorial on Problem-Based LearningBackground[EB/OL].（1999-09-09）[2020-05-13].https：//ed.fnal.gov/trc_new//tutorial/pb l.html. [11] 鲍建生，周超.数学学习的心理基础与过程[M].上海：上海教育出版社，2016. 【责任编辑? 郭振玲】 |
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