建構主義與教學

建構主義與教學

作為一種新型的學習理論，建構主義為學習和教育提供了一些解釋。在知識觀上強調知識的動態(tài)性,在學生觀上強調學習者經驗世界的豐富性和差異性,在學習觀上強調學習的建構性。學習不單是知識由外到內的轉移和傳遞,也是學習者主動地建構自己的知識經驗的過程,即通過新經驗與原有知識經驗的相互作用,來充實、豐富和改造自己的知識經驗。以建構主義的基本觀點為基礎,基于對傳統(tǒng)教學的弊端的剖析和判斷,建構主義者們從不同的角度提出了許多改革教學的思路和設想。在這些設想中有一條被廣泛采用的基本思路,就是通過高水平的思維來學習,基于問題解決來建構知識。本文就嘗試對基于問題解決的知識建構活動的途徑和機制做理論分析。一、問題解決corp建構主義者們從不同的角度提出了許多改革教學的思路和設想,比如美國教育心理學家斯皮羅(R.Spiro)等人的認知靈活性理論(CognitiveFlexibilityTheory)、布朗(J.S.Brown)等人的認知學藝模型(CognitiveApprenticeshipModel)、Vanderbilt大學認知與技術課題組的錨式情境教學(AnchoredInstruction)以及課題式教學(Project-BasedInstruction)、基于問題式學習(Problem-BasedLearning)等等。在錨式情境教學中,教師將教學的重點置于一個大情境中(比如用影碟表現的一個事件),引導學生借助情境中的各種資料去發(fā)現問題、形成問題、解決問題,藉此讓學生將數學或其他學科的解題技巧應用到實際問題中。課題式教學主張針對課程內容設計出一個個的學習單元,每個課題圍繞著一個具有啟發(fā)性的問題而展開,學習者通過合作、討論來分析問題、搜集資料、確定方案步驟,直至解決問題。通過問題解決,學習者便可以深刻地理解相應的概念、原理,建立良好的知識結構。赫爾巴特(Hiebert)等提出,要以問題解決為基礎來改革數學教學和課程,為學生提供既能反映所要學的知識,又能與學生現有知識經驗相關聯的問題,通過解決這類問題,學生可以發(fā)現其中的關系,理解其中的新側面。1基于問題式學習是近年來受到廣泛重視的一種教學模式,它強調把學習設置到復雜的、有意義的問題情境中,通過讓學習者合作解決真正的問題,來學習隱含于問題背后的科學知識,形成解決問題的技能,并形成自主學習的能力。2可以看出,在上述教學改革設想當中有一條被廣泛采用的核心思路,就是通過高水平的思維來學習,基于問題解決來建構知識,即就學習內容設計問題,或由學生提出問題,讓學習者通過解決問題來獲得相應的問題圖式(Problemschema)以及相關的觀念性理解(conceptualunderstanding)。問題解決活動有可能使學習者更主動、更廣泛、更深入地激活自己的原有經驗,理解分析當前的問題情境,通過積極的分析、推論活動生成新理解、新假設。而這些觀念的合理性和有效性又在問題解決活動中自然地得以檢驗,其結果可能是對原有知識經驗的豐富、充實,也可能是對原有知識經驗的調整、重構。因此,在問題解決活動中,新舊經驗間的相互作用得以更充分、更有序地進行,這使得學習活動真正切入到學習者的經驗世界中,而不只是按照教學設計者預先確定的框架和路線來生成聯系。問題解決為新、舊經驗的同化和順應提供了理想的平臺。通過問題解決來學習,基于問題解決來建構知識,這是各種探索性學習活動的重要特征。二、知識經驗建構問題解決是最常見的思維活動形式,而學習是個體經驗結構的建構過程,問題解決何以導致學習,其機制和途徑是怎樣的呢?問題解決活動需要個體運用自己原有的知識經驗,將當前的問題情境同化到已有的經驗結構中。而原有知識的運用并不是原封不動地套用,個體需要針對當前的具體問題,對原有的知識做一定的調整改變,即使原有的知識經驗順應于當前的問題情境,因此,知識的應用過程也是一個建構過程。問題解決活動中的同化和順應恰恰是知識經驗建構的機制所在,恰恰在這一點上,問題解決活動和學習活動得以匯通。由于問題及其解決方式的不同,問題解決在知識建構中的作用方式也會不同,問題解決活動可以通過三種不同的方式導致知識經驗的發(fā)展。(一)問題解決練練策略問題解決作為對原有知識、技能的應用,同時可以鞏固相應的知識,提高相應技能的熟練化程度。可以說,傳統(tǒng)教學在新知識習得之后所安排的習題在很大程度上就是發(fā)揮著這樣的作用。研究者常常用問題圖式來描述問題解決活動。一個問題圖式包含兩部分信息:其一是關于它所對應的某類問題的特征描述;其二是這類問題的解決方法。3當面臨較常規(guī)、較熟悉的問題時,學習者有基本相應的問題圖式,這時,問題解決過程基本就是選擇和啟用合適的問題圖式的過程。這樣的問題解決練習可以使問題解決技能更完善、更熟練,隨著練習的進行,學習者的言語指導逐漸減少,所形成的技能更迅速、更準確。為什么練習會導致問題解決技能的完善呢?其機制可能包括:(1)組塊(chunking)。經常連續(xù)執(zhí)行以達到某個目的的活動可以連貫起來,構成大算子(macro-operators)。(2)運算的自動化。通過解決問題的練習,加強條件-活動的聯結強度,減少因意識努力而占用的心理能量,也通過程序性知識的概括與分化,提高運算的精確性和速度。4(二)知識編輯schema-實際當所面對的問題與學習者原有知識經驗有一定的差距時,在問題解決過程中,學習者常常需要同時激活多方面的相關知識,并綜合起來做一定的推理和轉化,以形成解決當前問題的思路。這一過程可以幫助學習者深化對知識的理解,在知識經驗之間建立更為豐富的聯系,形成更具整合性、更為融會貫通的知識結構。參照布盧姆的教育目標分類,研究者們把問題分為高水平問題和低水平問題,高水平問題要求學生進行更為精細的思維,需要將新舊知識加以聯系和綜合,并進行推理和概括;而低水平問題則只是要求學生回答一些事實性信息。5一些研究者研究了回答不同類型的問題對學習的影響,總體而言,高水平的問題更能使學習者投入于更高水平的認知加工活動,更能促進對有關信息的深入理解,促進新舊知識的綜合和聯系,而這并不會干擾簡單信息的學習。當然,高水平的問題并不能完全保證高水平的學習,這取決于學習者以何種方式來分析和回答問題。威克森(Wixson)發(fā)現,對于需要聯系運用自己原有知識的基于圖式的問題(schema-basedquestions),大多數學生會用基于圖式的方式(聯系運用自己的原有知識)來處理,但仍有大約1/3的學生以基于課本的方式來回答,即傾向于直接從課本中找出現成的答案。6與此相關,有人對教師提問的類型做了研究,發(fā)現提出高水平的問題能引發(fā)學生的高水平思維,另外,那些采用探索-發(fā)現法的科學課教師在教學中提問的次數更多,而且更多地在分析、綜合水平上提問。7當然,對此類研究的元分析所得到的結果并不一致。5此外,還有些研究者考察了學生提問對知識建構的影響,即就某些內容讓學生自己提出問題。美國心理學家金(King)將四、五年級的學生兩兩配對分組,在教師講授科學課之后,她讓每組中的兩個人就相關材料互相提問、回答,這些被試被分配到三種條件之下:(1)基于課上內容進行提問。向學生提供一些問題枝干,如“……是什么意思?”“為什么……很重要?”等,引導學生就課上內容提出理解性或聯系性的問題。(2)基于經驗進行提問。除接受上述處理之外,還增加了有關聯系原有經驗的問題枝干,比如“這和我們學習過的……有什么關系?”等。(3)控制組。三組被試都接受有關如何就對方的問題做解釋的訓練。結果發(fā)現,前兩組被試都提出了更多的整合性的問題,而控制組被試則提出了更多的關于事實信息的問題。相應地,前兩組被試在知識的理解、保持上也更為出色。在三組被試中,第二組被試進行了更為復雜的知識建構。8另外,問題解決可以將原理性知識與一定的問題情境聯系起來,促進問題圖式的深化發(fā)展,提高知識的可遷移性。美國著名心理學家安德森(J.Anderson)認為,問題解決技能的獲得是通過陳述性知識向程序性知識的轉化實現的,他將這一過程稱為知識編輯(knowledgecompilation)。知識編輯有兩個子過程:(1)程序化。在問題解決的開始,學習者會通過手段-目的分析等方法,結合所學的陳述性知識,形成一系列的子目標,經過不斷的問題解決活動,某個陳述性知識會在某個子目標背景下反復出現。這樣,新的產生式規(guī)則就形成了,陳述性知識成了“條件”,而所執(zhí)行的操作稱為產生式的“活動”部分。(2)合成。一系列相關的產生式聚合成一個更大的產生式,以更快的速度實現一系列小產生式的操作效果。另外,安德森還提到了通過增強、概括和分化而實現的產生式的調適。910知識編輯使所學的陳述性知識程序化,與某種條件或情境聯系起來,提高了知識靈活遷移的可能性。當然,知識編輯所反映的并不只是知識技能的深化,它的某些側面(如合成)也說明了技能的熟練化問題,程序化也涉及到了新圖式的獲得。由以上相關研究可以看出,提出和解決高水平的問題可以深化學生對知識的理解,豐富新舊知識之間的聯系,有利于知識的整合和靈活遷移。(三)建立問題圖式的方法在前兩種情況下,學習者基本上是先通過聽課、閱讀等獲得一定的知識,而后再通過問題解決促進知識的鞏固、深化、整合或靈活應用。除此之外,問題解決活動還可以幫助學習者建立新圖式,形成新概念,發(fā)現新原理。當學習者面對具有挑戰(zhàn)性的新問題時,他們只有一些相關的、基本的背景經驗,而沒有可以直接同化當前情境的圖式,就會感到困難。而為了解決問題,學習者需要運用已有的知識基礎,分析當前問題的基本結構,洞察問題中所隱含的基本關系,進行辨別、分析、綜合和推理,生成假設并進行檢驗。在此過程中,學習者可能需要查閱必要的信息資料,借助一定的外部支持。通過這樣的問題解決活動,學習者可能會對問題中所蘊含的關系和規(guī)律形成新的理解,建立解決這類問題的新圖式。根據解決問題方式的不同,新知識的建構可以有以下兩種實現途徑。1.關于較佳的策略、能力和問題的解決在關于學習過程的研究中有兩種不同的角度,一種是關注技能獲得,包括其編碼及發(fā)展完善;一種是關注理解的形成和發(fā)展。與此相應,我們也可以從這兩個側面來分析基于問題解決的新知識建構。首先,通過問題解決,學習者可以獲得某類問題圖式,形成相應的問題解決技能。當面對較難的問題時,學習者沒有可以覆蓋整個問題的圖式,但有一些能反映問題的部分側面的圖式,這時,學習者可以通過圖式的組合來形成解決當前問題的圖式。美國認知心理學家西蒙從信息加工的角度對“做中學”做了研究,11他對被試在解決河內塔問題時的策略和技能發(fā)展情況做了口語報告分析,發(fā)現隨著問題解決的進行,學習者使用的策略越來越有效,這是由于被試從前一種問題解決策略中抽取出了有關問題結構的知識。此后,有許多研究者相繼從這一角度對“做中學”或通過問題解決來學習做了研究。此類研究關注的主要是認知技能的獲得和發(fā)展,包括問題解決策略、關鍵線索識別、產生式優(yōu)化以及認知負擔、目的性等因素對技能獲得的影響等。10(14),其中不僅涉及到了新技能的獲得,也涉及到了技能的熟練化問題。其次,通過問題解決,學習者還可以基于對問題的分析,建構起相關的原理性知識,形成對某種概念、規(guī)律和關系的理解。問題解決意味著由疑惑不解到理解洞悉,由不確定到確定,由含糊到明確,問題解決的結果就在于獲得此問題的答案。另外在解決問題的過程中,學習者往往需要將最終目標分解為若干個子目標,為解決最終的問題,首先要解決一系列的子問題,這些子問題的解決也會導致新知識的建構。問題的背后往往隱含著某種關系,以問題解決為基礎,學習者可以對其中的基本關系形成一定的理解,而這種理解的合理性和有效性又在問題解決活動中得以檢驗。為了幫助學習者通過問題解決獲得某種概念或原理,所使用的問題應該是知識豐富領域(knowledge-richdomains)的問題。在問題形式上常常是結構不良的、開放性的問題,而不是有標準答案和解法的定義完好的問題。通過問題解決建構原理性知識,是知識建構的重要方式,它在以發(fā)現和探究為特征的教學中已經得到了一定的采用,但是到目前為止,我們對這種學習活動的過程、機制和制約條件等還缺乏深入的研究。2.整合知識建構方法的必要性問題式學習只是人類經驗建構的一種途徑,我們強調它對教學的意義,但并不因此而反對或摒棄其他學習途徑,不同學習途徑需要相互配合,優(yōu)勢互補。在通過問題解決進行學習的同時,學習者可以結合閱讀、聽課和討論等其他學習形式,將以不同途徑建構起來的知識整合起來。在基于問題式學習的過程中,學習者先要理解、分析當前的問題,進行討論,確定已經知道了哪些信息,有什么想法,同時又要確定還需要進一步了解的內容,形成下一步的學習要點,包括那些對問題解決來說很重要、而他們又不太理解、需要進一步學習的概念和原理等。此后,學習者要針對這些學習要點分頭探索,可能是查閱有關的課本、手冊或其他參考資料,可能是現場考察、測試分析,也可能是訪問專家等。而后,學習者再次集合,交流不同途徑得來的信息,綜合運用到當前的問題解決活動中。問題解決活動使學習者自己評價自己的知識,確定自己的欠缺之處,而后主動地去獲得知識。這使得整個學習過程具有自主學習的性質。研究表明,進行基于問題式學習的學生比傳統(tǒng)教學下的學生更善于將新獲得的信息整合到問題解決活動中。12美國教育家琳(Linn)基于“支架式知識整合”(ScaffoldedKnowledgeIntegration)的思想,試圖利用以計算機為核心的信息技術為學習者創(chuàng)造一個知識整合環(huán)境,讓他們可以很方便地利用計算機進行模擬實驗,收集實驗數據,進行統(tǒng)計分析。這能夠促進學生之間的互動,特別是通過互聯網絡交流彼此的見解,同時結合講解描述,將不同途徑得來的知識聯系起來,并與原有的知識經驗聯系起來,形成融會貫通的理解。13如何在更高的水平上將問題式學習與其他學習途徑結合起來,對教學改革來說是很有意義的問題。綜上所述,問題解決可以從不同的途徑導致知識建構,它可以鞏固、熟練原有的知識技能,可以深化學習者的理解,促進知識經驗的整合聯系和靈活應用,它也可以幫助學習者建構新的問題圖式和原理性知識。這些途徑的劃分是根據問題解決的方式及問題解決對知識建構所起的不同作用而做出的,這種劃分只具有相對意義,而沒有絕對的界限。從鞏固/熟練到深化/整合,再到新知識建構,是一個連續(xù)體,問題解決活動在知識建構中需要起到什么樣的作用,取決于教學的具體目的和具體環(huán)節(jié)。三、知與行的關系和發(fā)現學習的過程是開展問題解決過程和探究應該看到,問題取向的教學并不是最近新出現的,在教育改革的歷史中,它早就出現過,而且以不同的形式反復出現。盧梭曾極力反對脫離兒童經驗的文字說教,主張凡是能夠從經驗中學習的事物,就不要從書本中去學習,要讓兒童運用自己的理智去發(fā)現學問。在前人的基礎上,杜威更明確地提出了經驗性學習的理論,主張以經驗的生長和改造作為教育的基礎。在教育領域中,人們習慣于將獲得知識和應用知識看作是兩種不同的活動,學生首先獲得知識,理解它,記憶它,而后才可能去應用這