鄧 鵬

（云南師范大學(xué) 信息學(xué)院，云南昆明 650092）

一、引言

近年來，隨著“智慧教育”和“STEM 教育”研究的深入開展，如何培養(yǎng)學(xué)習(xí)者綜合應(yīng)用跨學(xué)科知識，解決真實(shí)或復(fù)雜問題的高階認(rèn)知能力， 日益成為教學(xué)設(shè)計(jì)研究的重心。眾多研究表明，主題或問題化的情境認(rèn)知與學(xué)習(xí)， 有利于兒童日常生活經(jīng)驗(yàn)和課堂認(rèn)知概念的積極整合[1]，對高階思維、自我導(dǎo)向的終身學(xué)習(xí)能力具有明顯促進(jìn)作用。 基于上述理念的問題化學(xué)習(xí)PBL①核心訴求在于：面向“新技術(shù)和未來實(shí)踐需求”“以學(xué)生為中心”，實(shí)施跨學(xué)科教育，促進(jìn)學(xué)生實(shí)際問題解決能力的發(fā)展[2]。盡管有大量證據(jù)表明PBL 行之有效，其被認(rèn)為也許是“迄今為止最具創(chuàng)新性的教學(xué)方法”[3]。 然而， 其實(shí)踐情況卻不夠理想，有調(diào)查發(fā)現(xiàn)，甚至在美國認(rèn)真開展PBL 的學(xué)校也不多[4]，應(yīng)用范圍較為狹窄且效果不盡人意[5]。

有鑒于此，我們力圖對PBL 取長補(bǔ)短，在分析其面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇的基礎(chǔ)上， 探討一種源自PBL 且對其進(jìn)行針對性改進(jìn)的， 面向?qū)W習(xí)者高階認(rèn)知能力發(fā)展且又較具操作性的教學(xué)設(shè)計(jì)方法——成長式問題化學(xué)習(xí)（Growing Problem-Based Learning，GPBL）。

二、問題化學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)及機(jī)遇

（一）挑戰(zhàn)

1.角色適應(yīng)和學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變

Hung 和Jonassen 認(rèn)為，當(dāng)從傳統(tǒng)方法轉(zhuǎn)向PBL時(shí)， 因?yàn)殡y以明確界定自己在課程中的角色，“學(xué)習(xí)所涉及的寬泛范圍可能使參與者產(chǎn)生困惑不安的情緒”；無論學(xué)生還是教師，都會受到來自傳統(tǒng)教學(xué)方式的慣性所產(chǎn)生的巨大壓力，面臨本體“對自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)解釋”的巨大挑戰(zhàn)[6]，甚至抵制這種變化，使得轉(zhuǎn)變的最初階段變得更加困難[7]。 正如學(xué)者所感慨的，“PBL 需要一個(gè)適應(yīng)過程， 剛開始學(xué)生可能會缺乏一些研究技能，或者小組合作能力不是很強(qiáng)，做小組任務(wù)或探究、展示時(shí)可能會出現(xiàn)一些問題，如，分工不清、拖延時(shí)間或很難找到合適的內(nèi)容等”[8]。為深刻理解與應(yīng)對PBL 的現(xiàn)實(shí)困境，CrowdSchool 的聯(lián)合創(chuàng)始人Glenn“用了將近2 年的時(shí)間，與老師、學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和教育領(lǐng)導(dǎo)溝通對話， 闡述如何更方便地進(jìn)行PBL 教學(xué)”[9]，但實(shí)施效果似乎仍不盡人意。

2.問題意識及建模設(shè)計(jì)

對教學(xué)而言，問題的價(jià)值在于引導(dǎo)和啟發(fā)，但實(shí)際情況卻常是問題強(qiáng)加于學(xué)生， 學(xué)生對之既不感興趣也看不到意義，卻不忿也被啟、不悱也要發(fā)。 即便不談應(yīng)試層面，PBL 也面臨一種兩難境地： 一方面，如果問題設(shè)計(jì)成情境孤立、界定清楚、答案標(biāo)準(zhǔn)的良構(gòu)問題，學(xué)習(xí)者一旦習(xí)慣于解決這種“現(xiàn)成”問題（其本身可能難度很大），當(dāng)他們再度碰到復(fù)雜性的真實(shí)情況時(shí)，可能連問題都無法界定清晰而遑論解決，這種因“學(xué)做”分離的低階認(rèn)知導(dǎo)致的“高分低能”也就不足為奇了；另一方面，如果一開始就拋出一個(gè)真實(shí)問題，即使其本身難度不大，但由于局面復(fù)雜，問題核心難以界定， 反而會使學(xué)習(xí)者感到難以聯(lián)系已有知識和方法（即學(xué)習(xí)遷移困難），因無從下手而產(chǎn)生某種挫敗感。

因此，“問題本身對PBL 的成功實(shí)施至關(guān)重要”，其“有效性決定了PBL 課程的有效性”，其“質(zhì)量不僅影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的各個(gè)方面， 而且也影響了他們的學(xué)業(yè)成就”[10]。 然而，“選擇和設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)?、有效的PBL 問題，又是非常具有挑戰(zhàn)性和困難的工作”[11]；有學(xué)者在比較各類問題化教學(xué)時(shí)發(fā)現(xiàn)，PBL 存在“關(guān)注單個(gè)問題而非問題集編列”“過于開放難以聚焦，不宜普遍推廣于教學(xué)之中”[12]等問題；Hung 則不無遺憾地指出，“問題的有效性和如何設(shè)計(jì)PBL 問題沒有得到充分研究”[13]。 因此，如不能對PBL 的核心難點(diǎn)——問題設(shè)計(jì)——提供更有效的支持， 這一方法將難免成為鏡花水月。

（二）機(jī)遇

近年來，人工智能和5G 等新技術(shù)的發(fā)展，對人才需求和培養(yǎng)產(chǎn)生了巨大沖擊， 傳統(tǒng)低階知識領(lǐng)域的工作日益被智能機(jī)器占領(lǐng)， 兼具實(shí)干和創(chuàng)新能力的高級人才卻缺口巨大。在此背景下，面向創(chuàng)新型問題解決和高階認(rèn)知能力培養(yǎng)的“智慧教育”和“STEM教育”應(yīng)時(shí)而生。 2012 年，祝智庭教授提出，教育應(yīng)以“培養(yǎng)具有良好價(jià)值取向、較強(qiáng)行動能力、較好思維品質(zhì)、較深創(chuàng)造潛能”[14]的人才為目標(biāo)，為智慧教育研究正式拉開序幕；2016 年， 美國發(fā)布《STEM 2026 教育創(chuàng)新愿景》， 旨在讓所有學(xué)生都得到優(yōu)質(zhì)STEM 學(xué)習(xí)體驗(yàn)，2018 年底，又公布了《“北極星”戰(zhàn)略計(jì)劃》，敦促教育工作者推出更具有意義和啟發(fā)性的，涵蓋PBL 課程、科學(xué)節(jié)、機(jī)器人俱樂部、發(fā)明挑戰(zhàn)和游學(xué)工作坊等項(xiàng)目的STEM 課程[15]；中國教育科學(xué)研究院則于2017 年6 月發(fā)布了《中國STEM 教育白皮書》， 提出 “2029 創(chuàng)新行動計(jì)劃”， 明確將STEM 教育納入國家戰(zhàn)略發(fā)展政策[16]。

不難看出， 各研究雖側(cè)重點(diǎn)不同， 但皆致力于“打破現(xiàn)有學(xué)校教育中各學(xué)科相對封閉的局面，促進(jìn)學(xué)科交叉與整合，實(shí)現(xiàn)知識的跨界應(yīng)用”[17]，培養(yǎng)學(xué)生批判性思考、推理和設(shè)計(jì)、問題解決、跨界思維、創(chuàng)新思維，以及毅力、適應(yīng)性、團(tuán)隊(duì)合作、組織和責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)让嫦蚪鉀Q真實(shí)問題的綜合性高階認(rèn)知能力。 而這正是PBL 方法的核心目標(biāo)和優(yōu)勢所在， 因此，如何克服其固有不足并發(fā)揚(yáng)其優(yōu)勢， 進(jìn)而探索創(chuàng)新型教育的成功模式，已被時(shí)代賦予新的意義，成為當(dāng)前急需探討的重要問題。

三、成長式問題化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)

（一）核心理念

本研究提出的成長式問題化學(xué)習(xí)（GPBL），正是對上述思考的一種回應(yīng)，其核心理念可簡要概括為：面向?qū)W生高階能力的培養(yǎng)， 以解決復(fù)雜度漸增的真實(shí)問題為核心的教學(xué)設(shè)計(jì)方法。 其概念框架，如圖1所示。

圖1 GPBL 概念框架

1.學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變：從低階認(rèn)知到高階能力

所謂低階認(rèn)知，即“運(yùn)用低階思維（指關(guān)注記憶、計(jì)算、 簡單理解和近遷移應(yīng)用等較低層級的認(rèn)知），學(xué)習(xí)事實(shí)性知識、完成記憶和操練任務(wù)、解決良構(gòu)問題的心理特征”。 從學(xué)習(xí)心理學(xué)角度看，低階思維則緣于學(xué)習(xí)者長期以“去情境化（Decontextualized）”的方式學(xué)習(xí)低階知識[18]。 整體而言，在應(yīng)試教育的大背景下， 學(xué)校教學(xué)模式主要側(cè)重于低階認(rèn)知能力的培養(yǎng)， 教師常秉承傳統(tǒng)樸素的學(xué)習(xí)觀念稱之為 “打基礎(chǔ)”，要學(xué)生反復(fù)進(jìn)行“記念背算”一類練習(xí)，家長出于同樣背景經(jīng)驗(yàn)和望子成龍的沖動， 往往層層加碼布置更多“私家”練習(xí)，以期在后續(xù)學(xué)習(xí)和考試中熟極而流，最終在標(biāo)準(zhǔn)化評價(jià)中取得好成績。

就歷史而言，低階學(xué)習(xí)方式在農(nóng)業(yè)和工業(yè)時(shí)代以選拔為教育目標(biāo)，在學(xué)習(xí)資源有限的低密度技術(shù)環(huán)境中有其現(xiàn)實(shí)合理性。 但與時(shí)俱進(jìn)，傳統(tǒng)低階知識正面臨被邊緣化的命運(yùn)。 所謂邊緣化，并非毫無價(jià)值，而是指其在社會發(fā)展中的領(lǐng)導(dǎo)地位日漸讓位于“以高階思維（問題求解、決策制定、批判性思維和創(chuàng)造性思維）為核心，解決劣構(gòu)問題或復(fù)雜任務(wù)”的高階能力[19]。在低技術(shù)環(huán)境中，學(xué)生被迫投入大量精力去記憶、計(jì)算和重復(fù)低階知識與任務(wù)，只有少量“天才”有可能發(fā)展高階能力；而在以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、 人工智能、5G 和萬物互聯(lián)等新技術(shù)為支撐的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境中，可被清晰表述因而可輕松獲得（或完成）的低階顯性知識（或任務(wù)），對學(xué)生的羈絆度大大降低，學(xué)生有更多精力和可能去發(fā)展高階能力；同時(shí)，物質(zhì)和信息資源的極大豐富也使得人們無須僅關(guān)注“溫飽”，而可以將視野投向更廣闊的生命空間，以更多元的方式肩負(fù)更高的使命而尋求突破、創(chuàng)新和智慧。 參考其他學(xué)者的研究[20-22]，不同層級的知識特性如表1 所示。 需要指出的是，所謂“知識層級”并不非此即彼和絕對分界，而應(yīng)視其為連續(xù)統(tǒng)一體（Continuum），即某個(gè)具體知識總是處于兩極間的某一點(diǎn)上。

表1 知識層級特性比較

此外，在基于選拔的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中，個(gè)體競爭獲勝是最終目標(biāo)，而“合作”的方式對此貢獻(xiàn)有限，故而難以形成能真正進(jìn)行協(xié)同工作， 從而共同提升高階認(rèn)知能力的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)共同體。 而運(yùn)用GPBL，學(xué)習(xí)將被貫穿于解決一系列復(fù)雜問題的過程之中， 和真實(shí)世界的任務(wù)一樣，沒有誰可以獨(dú)自搞定一切，且并無唯一或特定的解決方法和標(biāo)準(zhǔn)答案， 成功與否取決于每一個(gè)成員的配合和努力，因此，學(xué)習(xí)的結(jié)果是從低階認(rèn)知向高階能力的全面轉(zhuǎn)變。 這既是問題解決能力的提升，也是團(tuán)隊(duì)合作能力的提升，或謂做事與共事的能力共同成長。

2.設(shè)計(jì)重心：難度漸增的真實(shí)問題

如前所述，PBL 的價(jià)值和其困境同樣明顯：首先，問題的質(zhì)量（這是對學(xué)習(xí)者真正的意義所在）總體上缺乏便捷有效的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行保證和評估； 其次，真實(shí)問題雖有利于高階認(rèn)知能力發(fā)展，卻也可能因難度過大而導(dǎo)致新手入門困難。 因此，GPBL 改進(jìn)的重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)某種對學(xué)生有意義的， 且隨其能力發(fā)展的，復(fù)雜度可以適應(yīng)性變化的真實(shí)問題。PBL 中關(guān)于真實(shí)問題對于發(fā)展高階認(rèn)知的意義和作用已有大量研究，無需贅述。 但既能反映真實(shí)問題，又能和學(xué)生能力水平保持某種動態(tài)協(xié)調(diào)的問題空間仍值得考察。

美國心理學(xué)家M. Csikszentmihalyi 的團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，在某些活動中，當(dāng)面臨的挑戰(zhàn)難度和所擁有的應(yīng)對技能處于平衡狀態(tài)時(shí)， 活動者會體驗(yàn)到某種愉快的掌控感；隨著挑戰(zhàn)難度增加，活動者的技能進(jìn)一步增強(qiáng)，專注度和愉悅感會進(jìn)一步上升；當(dāng)人們?nèi)硇耐度胱约合矏鄣幕顒訒r(shí)， 甚至?xí)@得一種巔峰體驗(yàn)（Optimal Experience），即所謂心流（Flow）：“在這種狀態(tài)下動作與動作之間似乎受到一種內(nèi)在邏輯的指引”，意識高度專注于活動本身，挑戰(zhàn)難度和應(yīng)對技能都處于高級水平，“主體與活動間的相互影響達(dá)到最大值”并獲得某種“掌控、有力、積極、創(chuàng)造、幸?！钡膸p峰體驗(yàn)，乃至爆發(fā)出驚人的創(chuàng)造力[23]。

圖2 心流體驗(yàn)概念模型[24]

圖2 大致描述了“挑戰(zhàn)難度和應(yīng)對技能的變化關(guān)系”。 不難看出，這對活動參與者的心理體驗(yàn)具有重要影響，PBL 之所以常給參與者造成困惑進(jìn)而產(chǎn)生畏難情緒， 正是由于開始時(shí)問題難度過大而學(xué)習(xí)者應(yīng)對技能過低（譬如8 區(qū)）。 隨著參與者經(jīng)驗(yàn)和能力的增加，問題難度又依然如故（譬如4 區(qū)）。 所以，即使教學(xué)活動設(shè)計(jì)周詳，卻難免出現(xiàn)“開頭為難，結(jié)果懈怠”這一尷尬局面。 因此，針對人們這種學(xué)習(xí)心理變化，在PBL 強(qiáng)調(diào)真實(shí)性問題的基礎(chǔ)上，GBPL 將針對性地設(shè)計(jì)難度可變的問題空間。

（二）設(shè)計(jì)框架

教師在傳統(tǒng)教學(xué)中的身份是提供正確答案的“智者”，在GPBL 中則轉(zhuǎn)變?yōu)楣餐瑢W(xué)習(xí)的“幫促者”，即提供問題選擇、建模指導(dǎo)、資源支持、團(tuán)隊(duì)建設(shè)和過程性評價(jià)等服務(wù)。 故而以GPBL 方式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，需應(yīng)對這些要素的關(guān)系進(jìn)行梳理和細(xì)化。 那么，根據(jù)前述的核心理念， 基本設(shè)計(jì)框架和各要素之間的關(guān)系，可描述如圖3 所示。

1.選題

問題是GPBL 的靈魂， 既是整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，也是教學(xué)設(shè)計(jì)的重心所在，承載著傳統(tǒng)意義上的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，規(guī)定了做或體驗(yàn)的基本范疇。選題不是一蹴而就的起點(diǎn)， 而是貫穿整個(gè)GPBL 的不斷聚焦和升華的學(xué)習(xí)過程。

（1）問題特征。 用于傳統(tǒng)PBL 的問題應(yīng)具有真實(shí)性、開放性和劣構(gòu)性等特征，為使學(xué)習(xí)能順利展開并不斷深化，GPBL 還要求所選問題具有自源性和可擴(kuò)展性。

圖3 GPBL 教學(xué)設(shè)計(jì)基本框架

①自源性。指問題由學(xué)生自己提出和界定。無論問題性質(zhì)和呈現(xiàn)方式如何， 傳統(tǒng)問題化學(xué)習(xí)中的問題均由教師提供。這種“現(xiàn)成”問題在學(xué)習(xí)伊始，雖然目標(biāo)和內(nèi)容對教師和學(xué)生來說，都可能更加清晰、適當(dāng)和簡便， 但在個(gè)體經(jīng)驗(yàn)和興趣方面無疑也離學(xué)習(xí)者更遠(yuǎn)。而這種與學(xué)習(xí)問題的疏離感，則可能直接影響其后續(xù)學(xué)習(xí)的投入性和主動性。因此，為在后續(xù)學(xué)習(xí)中最大程度地獲得“真實(shí)意義”，問題必須由學(xué)生自己提出或衷心認(rèn)可。 ②可擴(kuò)展性。 問題化學(xué)習(xí)伊始， 學(xué)生面臨的最大挑戰(zhàn)與其說是能力和經(jīng)驗(yàn)不足，毋寧說是畏難情緒。 但如為了緩解焦慮或更好上手，而人為降低問題難度和復(fù)雜度，則會同時(shí)削弱其真實(shí)性和實(shí)用價(jià)值，基于此問題展開學(xué)習(xí)的價(jià)值也將同步減損。 因此，問題的建模和解決必須容易切入又具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜度、足夠的真實(shí)性和實(shí)用價(jià)值。 這既有利于學(xué)生在初始階段即可初步獲得使用專業(yè)工具和方法，具備聚焦、分析和解決問題的能力、經(jīng)驗(yàn)和信心，又能夠促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)的深度和廣度方面持有可持續(xù)挖掘的潛力。

（2）問題選定。問題選定以師生協(xié)商的方式展開，需確定問題的范疇、基本目標(biāo)和內(nèi)容、所需工具和資源，以及團(tuán)隊(duì)組建。

①首先是選題動員， 教師結(jié)合實(shí)際案例向?qū)W生概述任務(wù)基本要求，包括：GPBL 基本概念介紹、問題特征和范圍、 完成時(shí)間與組隊(duì)要求。 ②根據(jù)上述要求，學(xué)生自行組織團(tuán)隊(duì)，確定角色與職責(zé)，展開充分想象或頭腦風(fēng)暴， 再以民主和集中的方式初步提出問題構(gòu)想或框架，包括：問題目標(biāo)、基本內(nèi)容、大致規(guī)模和解決方案的初步構(gòu)思。 ③而后制作演示文稿在全班做介紹，教師則即時(shí)對此方案進(jìn)行點(diǎn)評、提出修改建議。 ④學(xué)生據(jù)此對問題進(jìn)一步聚焦、 修訂和淬煉，修改方案，教師再次點(diǎn)評，如此數(shù)輪，最終確定問題建模及解決的初始方案——問題腳本。 以上步驟可概括為：教師啟發(fā)，學(xué)生提出，相互協(xié)商和共同確定四個(gè)階段。

2.設(shè)計(jì)

如果說選題需要天馬行空的想象力，設(shè)計(jì)則需要腳踏實(shí)地的執(zhí)行力。 習(xí)慣于應(yīng)試教育“紙上談兵”的學(xué)生在選題時(shí)， 常未意識到將文檔化的問題“腳本或方案”付諸實(shí)現(xiàn)到底有多困難。故即使學(xué)生初期熱情高漲， 當(dāng)真正面對千頭萬緒的劣構(gòu)問題、復(fù)雜陌生的專業(yè)工具時(shí)，卻常會茫然困惑而無從著手，畏難情緒由此悄然滋生蔓延。故設(shè)計(jì)階段應(yīng)著力解決以下問題：

（1）問題建模。 對問題情境、因果關(guān)系和解決條件是否有清晰的界定， 是傳統(tǒng)教學(xué)問題和GPBL 的一個(gè)根本區(qū)別。 前者對此必須具有明白無誤的書面描述，而后者則需學(xué)生自行構(gòu)建。 GPBL 的問題源于學(xué)生，因此研究興趣有所保障。但長期解決良構(gòu)問題所形成的思維定勢， 卻會使之對如何界定真實(shí)問題缺乏經(jīng)驗(yàn)，對這種“結(jié)構(gòu)不良的困境”[25]中的問題建模過程束手無策。 因此， 在設(shè)計(jì)伊始及整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，皆應(yīng)致力于以下兩方面工作：一是通過顧問和支持逐漸完善問題建模，將選題時(shí)“朦朧”的主觀愿景，轉(zhuǎn)化為清晰的需求、具體的目標(biāo)、詳細(xì)的任務(wù)、適用的支持工具及可行的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑。 二是讓學(xué)生逐漸體驗(yàn)并獲得真實(shí)性的理解： 這種新型學(xué)習(xí)方式需要他們產(chǎn)生“新的描述或規(guī)則”“把已知的元素創(chuàng)造性地組織起來”[26]，發(fā)現(xiàn)屬于自己的真實(shí)問題，而非等著教師“出題”和講解；問題與其說是在選題時(shí)界定的，不如說是在設(shè)計(jì)時(shí)逐漸顯現(xiàn)和被賦予意義的。

（2）問題解決。新手常以知識的表面特征進(jìn)行歸類； 而專家則以原理進(jìn)行分類并據(jù)問題情境組織和提取知識。故對后者而言，建立在深刻理解問題基礎(chǔ)上的策略提取要“順暢”得多[27]；對前者而言，問題解決則是一個(gè)和問題建模交織在一起需不斷試誤的“費(fèi)勁”的過程，二者甚至互為因果并彼此完善，知識建構(gòu)也由此激發(fā)； 而 “知識反過來又被用于解決問題”，形成知識與問題互相轉(zhuǎn)換的關(guān)系[28]，因此，前者的問題解決過程并非線性或特定的， 而是遞歸或混沌的。

正是這種自我導(dǎo)向和負(fù)責(zé)的方式引起了學(xué)生的“困惑或不安”，故為有效支持問題解決，學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)應(yīng)在兩方面同時(shí)發(fā)力： 一是充分而有效地提供包含下列技術(shù)路徑的關(guān)鍵支持，如，引導(dǎo)顧問、溝通協(xié)調(diào)、 資源支持， 以及搭建循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)腳手架等， 使學(xué)生得以逐漸嘗試并評估改進(jìn)其問題解決方案。二是適時(shí)提供激勵(lì)和督促，使學(xué)生在身體力行中不斷調(diào)適心態(tài)并躬身自省：“學(xué)習(xí)的質(zhì)量取決于（自身）在領(lǐng)域中努力的質(zhì)量”[29]，教師并不會給出統(tǒng)一的“標(biāo)準(zhǔn)答案”，和前述問題建模中不斷互動的、復(fù)雜困難的問題解決過程本身就是學(xué)習(xí)。

綜上，這種面向復(fù)雜情境的高階知識，與其說是一個(gè)明確的目標(biāo)或真理， 不如說是一個(gè)連續(xù)的實(shí)踐行動和追求智慧的無止境過程， 即皮亞杰所謂不斷構(gòu)建一系列解決問題的“運(yùn)算圖式”[30]；而改變對學(xué)習(xí)的看法和做法， 并構(gòu)建意義豐富而又循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)環(huán)境，正是GPBL 應(yīng)有的題中之義和價(jià)值所在。

3.展示和品鑒

（1）爭議：孤立與虛擬。Savin-Baden 認(rèn)為，“評價(jià)也許是PBL 中最具爭議性的問題”[31]。 一方面，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式中的知識是“顯性的”，學(xué)習(xí)過程和評價(jià)可以被精確的量化。 教師既是知識提供者又是評價(jià)主體， 評價(jià)過程獨(dú)立于學(xué)習(xí)過程， 重點(diǎn)在于被動性的“測試事實(shí)性知識”，而非主動性的“知識的應(yīng)用”。因此， 更注重非量化隱性知識的PBL 的學(xué)生表現(xiàn)，在顯性知識的傳統(tǒng)精確評價(jià)中常處于劣勢[32]。 另一方面，無論終結(jié)性還是過程性評價(jià)，傳統(tǒng)方式始終將學(xué)習(xí)過程置于一個(gè)虛擬的評價(jià)空間，即無論優(yōu)劣，學(xué)習(xí)成果本身并不和真實(shí)世界發(fā)生互動；或謂，學(xué)習(xí)成果并不實(shí)用也不對現(xiàn)實(shí)負(fù)責(zé)。因此，PBL 若以傳統(tǒng)較為孤立和虛擬化的方式進(jìn)行評價(jià)， 正是棄己所長而學(xué)人之短，困惑在所難免。

（2）原則：整合與真實(shí)。 在梅里爾（Richard E.Mayer）看來，教學(xué)的最高目標(biāo)在于學(xué)生能將新知識融會貫通地整合到真實(shí)生活中[33]。 而大量研究表明，其實(shí)現(xiàn)的“核心在于強(qiáng)調(diào)要支持在豐富境脈體驗(yàn)中的有意義參與”[34]。 因此，GPBL 的“展示和品鑒”，力圖改變這種孤立而過分注重 “識記、 理解和簡單應(yīng)用”等低階知識的“虛擬”評價(jià)方式，從目標(biāo)、過程和主體方面，都更多關(guān)注有意義的高階認(rèn)知，將單純的學(xué)習(xí)結(jié)果評估， 轉(zhuǎn)變?yōu)榕c真實(shí)世界深度整合的有機(jī)部分。 如果說問題建模和設(shè)計(jì)是將內(nèi)在概念實(shí)踐化的過程，“展示和品鑒” 則是一個(gè)將實(shí)踐成果外在表征化， 并和外界互動而最終融入真實(shí)世界的擴(kuò)展過程。“展示”并非單純呈現(xiàn)成果，而須從團(tuán)隊(duì)協(xié)作的角度，整理和再現(xiàn)以下學(xué)習(xí)經(jīng)歷：最初構(gòu)想、腳本設(shè)計(jì)、工具和資源應(yīng)用、直至問題解決；使認(rèn)知在“想象→概念→實(shí)踐→表征→真實(shí)” 這一完整的思考與實(shí)踐歷程中得以深化；“品鑒” 意涵 “品味體驗(yàn)和鑒賞評論”，是基于以上過程，對問題進(jìn)行修訂、擴(kuò)展、深化和完善，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)共同體間的平等互動，包含應(yīng)用體驗(yàn)、互動答辯、評論比較、改進(jìn)建議等活動的綜合性支持，其目標(biāo)是提升問題的真實(shí)感和現(xiàn)實(shí)意義。

4.成長

成長（Growing）是GPBL 針對傳統(tǒng)PBL 入門難度大，可能導(dǎo)致學(xué)生的畏難情緒和學(xué)習(xí)焦慮，妨礙其有效學(xué)習(xí)而進(jìn)行的核心改進(jìn)。它體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是問題難度或復(fù)雜度；二是學(xué)生高階能力，即隨著問題難度的增加， 學(xué)生解決問題的高階能力也隨之增長，二者互為因果。 相應(yīng)設(shè)計(jì)原則是難度漸增，支持漸減。

（1）難度漸增。 選題之初對問題特性的“可擴(kuò)展性”要求，是難度可增的基礎(chǔ)。通過展示和品鑒，學(xué)生對階段性成果進(jìn)行的整理和提煉，問題的真實(shí)感、復(fù)雜度和實(shí)用價(jià)值得到進(jìn)一步挖掘； 由于最初的選題和設(shè)計(jì)使學(xué)習(xí)者對綜合應(yīng)用各種能力處理劣構(gòu)問題有了初步的體驗(yàn)和信心，面對問題難度的增加，有了更多經(jīng)驗(yàn)和能力的學(xué)生反而有了更強(qiáng)的信心。于是，問題真實(shí)感和復(fù)雜度在下一階段的改進(jìn)中逐漸演進(jìn)和增加， 相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和高階能力也隨之被持續(xù)性深化和擴(kuò)展，這也正是對心流體驗(yàn)產(chǎn)生條件中“挑戰(zhàn)和技能相平衡”這一關(guān)鍵條件的具體應(yīng)用。

值得指出的是， 復(fù)雜度和真實(shí)感是一個(gè)問題的不同方面。 例如：在小學(xué)STEM 課程中，教師可能會要求學(xué)生設(shè)計(jì)一把椅子， 如果要求作品要真的可以“坐”而不只是觀賞，即實(shí)現(xiàn)椅子的真實(shí)功能，就自然會涉及物理學(xué)中穩(wěn)定性及材料特性等知識的真正理解和應(yīng)用，這就是對真實(shí)感的強(qiáng)調(diào)；顯然，設(shè)計(jì)這把椅子的復(fù)雜度（功能、美觀等）無論如何不可能去和高等教育設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生作品去比。 但前者對小學(xué)生而言，仍然是一個(gè)很好的真實(shí)問題。

（2）支持漸減。自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)環(huán)境面臨的困難和風(fēng)險(xiǎn)，如同其價(jià)值一樣明顯：情緒焦慮、認(rèn)知困難、形式主義和角色定位模糊等，都構(gòu)成了對PBL 的巨大挑戰(zhàn)，因此，教師需要對如何在教學(xué)設(shè)計(jì)中給予學(xué)生適當(dāng)支持進(jìn)行慎重考慮。 一是支持方式： 教師無法“抑制講課的誘惑”而干脆把“支持”還原為直接傳授知識，是對主動性學(xué)習(xí)的首要威脅[35]；二是支持力度：有調(diào)查表明，高達(dá)75%的學(xué)生認(rèn)為，在PBL 中教師投入不足甚至不投入[36]，會導(dǎo)致消極學(xué)習(xí)。 兩類情況貌似不同極端， 但教師對主動性學(xué)習(xí)支持的態(tài)度卻如出一轍：都將支持視為直接干預(yù)，如果不干預(yù)則沒有支持。

對此，有研究者建議，以精心設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)資源，從“促進(jìn)小組活動、角色建模、提供反饋、傳遞信息和專業(yè)發(fā)展”等方面，對學(xué)生予以支持[37]。在GPBL 伊始，這種支持應(yīng)最為充分。 正如前述調(diào)查所表明，學(xué)生認(rèn)為，“如果教師能夠更積極地支持學(xué)生，那么，其學(xué)習(xí)體驗(yàn)將會更加深刻”[38]； 而隨著學(xué)生高階能力的逐漸增強(qiáng)，教師的支持力度則應(yīng)逐漸減弱，以便最終讓學(xué)生最終獲得獨(dú)立解決真實(shí)問題的經(jīng)驗(yàn)和自主學(xué)習(xí)的能力。

5.資源

資源可被簡單理解為支持各種情境學(xué)習(xí)需求的人和物[39]，在實(shí)際教學(xué)中，所謂寬泛的資源（如，簡單提供一些網(wǎng)站或數(shù)據(jù)庫），常因分布于“不斷擴(kuò)張、地域分散的資源庫中，且其質(zhì)量、準(zhǔn)確性和完整性都是未知的”，而通常對緩解PBL 入門難度、消除學(xué)習(xí)者焦慮于事無補(bǔ)，故而基于資源的學(xué)習(xí)雖“潛力無窮卻富有挑戰(zhàn)性”[40]， 其質(zhì)量和有效性往往成為學(xué)習(xí)成敗的關(guān)鍵性因素。Hannafin 和Hill 在梳理了大量相關(guān)研究后，將資源的構(gòu)成要素概括為情境（Context）、支架（Scaffolding）和工具（Tools）[41]；而Jonassen 等則單獨(dú)將情境視作學(xué)習(xí)環(huán)境的整合框架[42]。 筆者認(rèn)為，GPBL中“問題提出及建?！笨梢暈閷W(xué)習(xí)情境的整合框架，故可將支架和工具作為具體的資源支持進(jìn)行研究。

從學(xué)習(xí)環(huán)境角度，Sharma 和Hannafin 將支架看作是一種隨知識和理解的深化，而特意設(shè)計(jì)為“周期性持續(xù)衰減”的學(xué)習(xí)支持，可分為程序、概念、元認(rèn)知和策略四類，它們貫穿于學(xué)習(xí)活動的整個(gè)階段，既可以是某種活動或過程，也可以是某種思想或信息[43]。不難理解， 當(dāng)人們面對陌生或復(fù)雜環(huán)境而又能力有限時(shí)，常會不由自主地產(chǎn)生緊張或畏懼情緒。PBL 學(xué)習(xí)環(huán)境因具有問題的真實(shí)復(fù)雜性， 而對培養(yǎng)學(xué)生的高階能力存在獨(dú)特價(jià)值， 但也不可避免地帶來了對初學(xué)者心理的負(fù)面影響，使之倍感“壓力山大”。故而除上述資源外，還應(yīng)提供某種情感性支架，針對學(xué)習(xí)情緒提供適當(dāng)支持， 從而建立一種更有利于孕育高階能力的、有溫度的人性化學(xué)習(xí)環(huán)境。 綜合Sharma等人的研究， 表2 概括了GPBL 對不同類型支架的具體實(shí)現(xiàn)路徑。

表2 支架內(nèi)涵與實(shí)現(xiàn)

工具的具體含義、 構(gòu)成和使用方法不存在被普遍認(rèn)可的統(tǒng)一定義， 為此，GPBL 采用Hannafin 和Hill 的觀點(diǎn)，視其為“幫助個(gè)體使用資源、處理信息的設(shè)備”[44]，詳見表3。

表3 工具內(nèi)涵與實(shí)現(xiàn)

四、應(yīng)用案例：教育游戲設(shè)計(jì)

（一）概述

《教育游戲設(shè)計(jì)》是筆者在云南師范大學(xué)為教育技術(shù)專業(yè)本科生開設(shè)的新課程，其宗旨“在動手實(shí)踐中學(xué)會設(shè)計(jì)，在解決問題時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)”，這正是GPBL的核心訴求。 教育游戲設(shè)計(jì)是一個(gè)跨學(xué)科的綜合性問題，需整合教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)心理學(xué)、文學(xué)藝術(shù)、故事創(chuàng)編、 多媒體技術(shù)和程序設(shè)計(jì)等多領(lǐng)域知識和素養(yǎng)進(jìn)行創(chuàng)新性應(yīng)用。 另外，設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題“教育性和游戲性”是個(gè)籠統(tǒng)的概念，如何界定這一較為感性的矛盾體并將之有機(jī)結(jié)合， 并以軟件的形式最終呈現(xiàn)，既是教育技術(shù)研究領(lǐng)域的一大難題，對教師和學(xué)生而言更是一次前所未有的挑戰(zhàn)。因此，可以考慮以GPBL 方式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，力圖引導(dǎo)學(xué)生充分調(diào)動現(xiàn)有的知識潛能，在協(xié)同工作中（自由組合、自主分工）進(jìn)行學(xué)習(xí)，由淺入深、從簡至繁地逐漸提出、界定、分析和解決屬于自己的問題。

如前所述，高階能力是一種更為動態(tài)而復(fù)雜的，牽涉更為廣泛的綜合性心理特征。因此，很難以面向行為或績效觀測的傳統(tǒng)方法進(jìn)行測量和界定， 筆者考慮以質(zhì)性為主、定量為輔的方法，將問卷調(diào)查（在每輪課程中進(jìn)行前測、中測和后測）和自我評價(jià)（期末讓學(xué)生自主撰寫半結(jié)構(gòu)化“課程感想”；然后，進(jìn)行關(guān)鍵字提?。┫嘟Y(jié)合，對學(xué)習(xí)者高階認(rèn)知能力的變化特征進(jìn)行探測、提煉和分析。課程以行動研究的方式展開，目前已完成兩輪（第一輪參與學(xué)生31 人，第二輪28 人，獲得有效問卷和課程感想材料共118 份），第三輪正在開展之中。

（二）設(shè)計(jì)

為解決“教育性和游戲性相整合” 這一關(guān)鍵問題，研究考慮從學(xué)習(xí)心理學(xué)的范疇，引入基于心流體驗(yàn)的SS-DA 游戲吸引力概念模型[45]。對教學(xué)問題和游戲目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和游戲方式等核心問題，進(jìn)行界定、整合和設(shè)計(jì)，并使之逐漸實(shí)用化或真實(shí)化的一種嘗試。 其技術(shù)路徑詳見圖4。

圖4 GPBL 教育游戲設(shè)計(jì)流程

根據(jù)上文所述設(shè)計(jì)原則， 筆者設(shè)計(jì)出涵蓋整個(gè)GPBL 周期的關(guān)于 “選題→設(shè)計(jì)→展示和品鑒→成長”的“教育游戲設(shè)計(jì)”課程的過程與資源。 其中“初期、中期和后期”是一個(gè)籠統(tǒng)的劃分，代表“成長”的不同階段及其關(guān)系（見表4）。 不難看出，GPBL 各階段的工作重點(diǎn)和支持力度有較大不同， 如果說初期必須“雪中送炭”，中期歷經(jīng)“千錘百煉”，后期則是逐漸“錦上添花”。

（三）分析

課程伊始，學(xué)生普遍存在極大的畏難情緒（見圖5）。64.28%的學(xué)生對高難度的課程任務(wù)表示擔(dān)憂；而對所面臨的劣構(gòu)問題感到擔(dān)憂的學(xué)生達(dá)71.43%，數(shù)據(jù)顯示了學(xué)生對已在前導(dǎo)課程中學(xué)過的編程技術(shù)普遍缺乏信心。能力、經(jīng)驗(yàn)和信心的缺乏成了啟動學(xué)習(xí)的最大障礙，或互相觀望遲遲不愿著手設(shè)計(jì)，或無法有效提出和界定問題。對此，筆者在教學(xué)設(shè)計(jì)中針對性地加入了“程序性、概念式和情感性”支架，即在豐富深入的“現(xiàn)有案例、理想設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)動員”方面，提供了大量有力的支持， 最終絕大部分學(xué)生或多或少樹立了解決難題的信心，只有極少數(shù)學(xué)生（7.14%）仍信心不足。

表4 GPBL“教育游戲設(shè)計(jì)”過程與資源

圖5 學(xué)生的情緒變化

時(shí)至中期，作品初露雛形，學(xué)生的信心和能力漸增，感到編程和多媒體設(shè)計(jì)能力都得到極大提高，尤其是在后期的測試中， 選擇中立的人數(shù)大幅度減少（見圖6）。 其中， 表示多媒體制作能力提高的有82.14%；編程能力提高的高達(dá)89.29%。 但在主題深化和內(nèi)容充實(shí)方面， 卻不同程度遇到增長瓶頸。 比如，在“作品展示”環(huán)節(jié)或顧此失彼或詞不達(dá)意，甚至在團(tuán)隊(duì)內(nèi)部出現(xiàn)“摩擦”（這正是真實(shí)合作會產(chǎn)生的情況）。 為使學(xué)生的高階能力有足夠的生長空間，獲得處理復(fù)雜局面的足夠體驗(yàn)， 教學(xué)支架開始逐漸克制，以漸減的方式著重在“程序性、概念式、元認(rèn)知和策略性”支架方面，提供必要而適當(dāng)支持。

圖6 學(xué)生的能力與信心變化

臨近結(jié)束，學(xué)生普遍信心充分，對自己提出的問題與設(shè)計(jì)方案已有較深認(rèn)識與把控能力， 對團(tuán)隊(duì)合作的意義和方法也有了自己的理解， 此時(shí)只應(yīng)提供必要的資源與支架，直至逐漸淡出。為直觀地觀測學(xué)生能力變化情況， 筆者以中期評價(jià)中對自身某項(xiàng)能力持“非常贊同”“贊同”觀點(diǎn)的人數(shù)比例為基礎(chǔ)（見圖7），進(jìn)行中、后階段對比，將兩者之差記為增長率，得到后期各項(xiàng)能力變化情況（見圖8）。

圖7 學(xué)生的中期各項(xiàng)能力發(fā)展情況

圖8 學(xué)生的后期各項(xiàng)能力增長情況

不難看出，學(xué)生不同維度的高階能力發(fā)展?fàn)顩r，在不同階段的反映并不一致。例如：問題解決能力在中期的發(fā)展尚不明顯， 能 “明確問題重點(diǎn)” 的只有35.71%，而后期則增長了46.44%；認(rèn)為“問題解決方式越來越多” 的在中期只占25%， 后期增長了57.15%。協(xié)作能力的發(fā)展則明顯呈現(xiàn)不同特征，在中期認(rèn)同“組內(nèi)分工明確”的比例已達(dá)67.86%，后期則沒有什么變化；在中期認(rèn)為團(tuán)隊(duì)“合作越發(fā)默契”的有71.43%，后期只增長了3.57；在中期“保持較高參與度”的比例高達(dá)89.28%，到后期只提高了7.15%。

由此可以認(rèn)為，在任務(wù)初期和中期，小組成員的相互適應(yīng)和磨合等團(tuán)隊(duì)建設(shè)工作， 是學(xué)生面臨的巨大挑戰(zhàn)，其能力因而得到最大的鍛煉和進(jìn)步，這的確和傳統(tǒng)學(xué)習(xí)任務(wù)中以競爭為主的情形大相徑庭。 而正是有了越來越默契的合作，進(jìn)入后期，問題解決、遠(yuǎn)遷移、創(chuàng)造能力等方面的發(fā)展開始加速，進(jìn)而“形成自己的學(xué)習(xí)方式”者竟增長了60.72%，自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展可見一斑。

在本研究案例中， 所有小組最終都設(shè)計(jì)出了較為完整的腳本和軟件，在學(xué)習(xí)心態(tài)、復(fù)雜問題的分析界定、合作解決等高階認(rèn)識能力方面，均有不同程度的提高。當(dāng)然，限于初始能力、學(xué)習(xí)資源和時(shí)間，這些作品離真實(shí)項(xiàng)目還有很大距離， 但在GPBL 中經(jīng)歷的困惑、試錯(cuò)、失敗、合作等過程，卻使學(xué)生逐漸獲得了解決實(shí)際問題的真實(shí)體驗(yàn)和信心， 對于學(xué)習(xí)的看法也從傳統(tǒng)的知識“獲得觀”，逐漸轉(zhuǎn)向知行合一的“體驗(yàn)觀”。

五、結(jié)語

GPBL 繼承了PBL“做中學(xué)”特性中的有益成分，關(guān)注學(xué)生綜合應(yīng)用跨學(xué)科知識來分析和解決復(fù)雜問題的能力，并對之進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)。既考慮復(fù)雜真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境營造， 又考慮與之相匹配的學(xué)生高階能力的漸進(jìn)式增長， 是開展STEM 和智慧教育實(shí)踐的一個(gè)具體嘗試， 也為探索如何培養(yǎng)面向未來高技術(shù)密集時(shí)代，會動腦能動手、會合作抗挫折、會批判能創(chuàng)造的并具有完善人格的創(chuàng)新型人才， 提供了一種可行思路。

值得指出的是，現(xiàn)有研究處于起步階段，參與者少且主題單一。 更重要的是由于高階能力并非某種可被觀測的具體行為， 而是人們面對復(fù)雜局面或問題情境時(shí)，所表現(xiàn)或具有的整體性的經(jīng)驗(yàn)、態(tài)度和方法論，它很難像“記憶或運(yùn)算”等低階能力一樣被嚴(yán)格定義，并以某種指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)測量。 因此，如何分析和評估高階能力的變化和發(fā)展， 也是本研究乃至整個(gè)創(chuàng)新型教學(xué)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，急需探索的新問題。不難理解， 對于面向量化考試的學(xué)科孤立的傳統(tǒng)課堂教學(xué)而言，GPBL 雖提供了某種突破的暗示或可能，卻并不見得能成為一種立竿見影式的促進(jìn)績效增長的教學(xué)方法。