信息技術(shù)環(huán)境下培養(yǎng)學生問題解決能力的教學實踐研究-基于項目式學習課題實施方案

信息技術(shù)環(huán)境下培養(yǎng)學生問題解決能力的教學實踐研究一一基于項目式學習二、課題研究論證報告課題提出的背景信息技術(shù)的高速發(fā)展對新時代的學生提出了新的發(fā)展要求，美國高校聯(lián)盟提出21世紀學生能力框架，問題解決能力、批判思維能力、合作能力、創(chuàng)新能力、溝通能力，排在首位的便是問題解決能力。進入21世紀，我國為應對全球化浪潮和知識經(jīng)濟的挑戰(zhàn)，同樣于2016年9月13日發(fā)布了《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》，核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會參與三個方面，逐步重視學生的全面發(fā)展，而問題解決能力便是社會參與的重要組成部分，也是當代學生急需培養(yǎng)的能力之一。問題解決能力是人類作為智能物種所具有的代表性的復雜認知技能，是一系列目標導向的認知操作，與個體生活質(zhì)量有著密切的關(guān)系，例如問題解決能力高的個體人際壓力更低、學業(yè)成就更高、婚姻滿意度更高。隨著社會的發(fā)展與變革，具備良好的問題解決能力是個體有效參與學習、工作以及主導自身生活的基礎(chǔ)，也是學生學習與創(chuàng)新所需要的核心素養(yǎng)之一。本課題在國內(nèi)外同一研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀與趨勢分析一、問題解決能力國內(nèi)外很多學者就問題解決的過程與模式展開了研究，早期具有代表性的如下：國外關(guān)于問題解決的具體過程的研究始于杜威的五階段論：(1)發(fā)現(xiàn)疑難所在(2)問題識別(3)提出假設(4)驗證假設(5)得出結(jié)論。雖然研究者們對問題解決的過程與模式的描述不同，但總的來說，大都將問題解決這個復雜的過程分為五個步驟，即理解題意、分析探究問題、尋求解題策略、實施策略解決問題以及回顧驗證。問題解決能力是學生必備能力，國內(nèi)外學者關(guān)于問題解決能力的研究，主要聚焦在問題解決能力的結(jié)構(gòu)、對問題解決能力的評價、學習者的心理因素對問題解決能力的影響、問題解決能力的評估方法以及問題解決能力的培養(yǎng)與教學五個方面。學者伍遠岳認為學生問題解決能力由理解、分析、推理、實踐、反思和表達等多種要素構(gòu)成，由此形成學生問題解決能力的結(jié)構(gòu)，并將問題解決能力概括為理解問題、描述問題、展示問題、解決問題反思解決方案與交流解決方案六個方面。學者袁建林認為提升學生問題解決能力要注重培養(yǎng)學生問題解決堅持性和開放性的心理品質(zhì)，促進學生復雜認知能力的提升。學者胡藝齡認為問題解決能力評價模型在融合內(nèi)隱認知、思維內(nèi)容等特征的基礎(chǔ)上，整合認知、非認知等因素。學者朱小虎深入分析了PISA學生問題解決能力的評估內(nèi)容和評估方法。20世紀80年代以來，基本上所有的國家都把提高學生的問題解決能力作為數(shù)學教學的重要目的。國外研究者們?yōu)榱颂岣邔W生的問題解決能力，創(chuàng)建了一系列培養(yǎng)一般性問題解決能力的教程。國內(nèi)的專家學者、一線教師通過開展一系列實踐研究，為培養(yǎng)學生的問題解決能力提出了大量的教學建議與措施。二、項目式學習加拿大麥克斯馬斯特大學神經(jīng)學教授Barrows于1969年首創(chuàng)項目式學習，并于多所醫(yī)科學校進行推廣。因為項目式學習模式的真實性與學習者的高度參與性等特點，實現(xiàn)了以學習者為中心、以學習活動為主的教學改革，使得項目式學習教學模式不但在高校、職業(yè)學校、甚至在很多公司培訓中、政府培訓中逐漸流行起來，同樣也波及了基礎(chǔ)教育領(lǐng)域。經(jīng)過對國內(nèi)外關(guān)于項目式學習的文獻進行內(nèi)容分析發(fā)現(xiàn)，項目式學習的研究領(lǐng)域較廣，研究對象也從成人、職業(yè)學校學生擴展到普通高校學生、中小學生，甚至是幼兒。通過進一步分析國內(nèi)外項目式學習研究的文獻，發(fā)現(xiàn)已有項目式學習的研究可概括為以下五個主題：（1） 項目式學習模式研究學習模式一直備受研究者的注重，新型教學方式的改革必然引領(lǐng)教學模式的改變。建構(gòu)主義學習理論、多元智能理論、杜威的實用主義教育理論是項目式學習模式的主要理論支撐，項目式學習模式的基本要素包含內(nèi)容、活動、情境和結(jié)果。（2） 項目式學習資源與系統(tǒng)設計研究項目式學習資源的構(gòu)建以及項目式學習教學設計也是項目式學習研究注重的重點問題，特別是博碩士論文中較為全面具體的論述了項目式學習資源建設的方式、過程、原則等，以及關(guān)于項目式學習設計的具體過程。項目式學習實施應用研究項目式學習的應用是項目式學習推廣與發(fā)展的前提條件，主要涉及的是學校教育。國外開展的項目式學習的實踐較為成熟，如布魯斯?坎貝爾的學習中心，學校開展基于項目的學習，每學期初，學生選擇學習主題，教師根據(jù)教學目標與可利用的資源情況，再進一步篩選主題；美國的伊利諾大學卡茨教授與加拿大阿爾伯特大學查德教授共同開發(fā)以學生為本的項目學習活動，在北美管飯使用，頗受教育者與家長的好評。項目式學習評價研究項目式學習的評價研究能夠分為學科知識評價與學生能力培養(yǎng)的評價兩種。學科知識的評價主要通過檢驗學生知識的掌握程度，學生能力培養(yǎng)的研究是項目式學習評價不可忽視的一部分。項目式學習的評價一般屬于過程性評價、表現(xiàn)性評價，評價方式釆取以多元化能力發(fā)展為中心的多元化評價方式，多維度的評價內(nèi)容、多元化的評價主體、以及多樣化的評價方式。三、研究分析綜上所述，學生問題解決能力的內(nèi)涵與構(gòu)成要素研究已較為成熟,而項目式學習在已有研究中也能較好的證明能有效的培養(yǎng)學生的問題解決能力?，F(xiàn)有的研究大多注重對影響學生問題解決能力的因素，培養(yǎng)學生問題解決能力的措施或建議，并沒有較為系統(tǒng)設計培養(yǎng)小學生問題解決能力的教學模式或相關(guān)課程。支撐本課題研究的重要理論一、 建構(gòu)主義學習理論建構(gòu)主義學習理論是認知心理領(lǐng)域的重要分支，提出者是瑞士心理學家皮亞杰；建構(gòu)主義學習理論認為，學習是在一定的情境下，學習者借助他人的幫助，通過意義建構(gòu)方式，實現(xiàn)獲取知識的過程，以學習者為中心的學習，教師是意義建構(gòu)的幫助者和促進者。情境、協(xié)作、會話、意義建構(gòu)是建構(gòu)主義的四個基本要素。二、 多元智能理論多元智能理論由美國哈佛大學學者加德納首次提出，強調(diào)學生是用不同的方式來學習的，是一種“以學習者為中心的學習理論”。多元智能理論倡導彈性的、多因素組合的智力觀；倡導全面、多樣化的人才觀，社會的發(fā)展需要多樣化、層次化和結(jié)構(gòu)化的人才群體；倡導積極、平等的學生觀，要善于發(fā)現(xiàn)每個學生獨特的智力領(lǐng)域，平等對待每個學生；倡導個性化的、因材施教的教學觀，將全面發(fā)展與個性發(fā)展結(jié)合起來，充分發(fā)揮學生的智力；倡導多種多樣的評價觀；倡導“以個人為中心的學?！卑l(fā)展方向。三、 斯滕伯格的問題解決七步模型斯滕伯格的問題解決七步模型和三元智力理論為人們理解問題解決提供了清晰的框架.斯滕伯格認為，問題解決過程包括以下七個步驟：問題識別、問題定義和表征、策略構(gòu)建、知識組織、資源分配、過程監(jiān)控和結(jié)果評估。其中第一、二、六、七步屬于元認知成分；第三、四、五步屬于認知成分。如果我們將問題解決看作完成一個項目的過程，元認知成分就好比一個項目的指揮官，主要包括計劃、監(jiān)測和評估，其中計劃將認知、動機和情緒資源整合起來，起著決定性作用；而認知成分則好比一個項目的具體執(zhí)行人員，主要包括加工速度、推理能力、工作記憶等。兩種成分動態(tài)協(xié)調(diào)，共同構(gòu)成問題解決過程。課題核心內(nèi)容的界定一、 問題解決能力近年來，國際社會越來越注重學生問題解決能力的培養(yǎng)與評價，關(guān)于問題解決能力概念的界定也越來越完善。由經(jīng)濟合作與發(fā)展組織實施的國際學生評估項目(PISA)將問題解決能力定義為“個人使用認知過程來面對并解決一個真實的、跨學科情境中問題的能力”，也是當前認可度最高的定義。學生的問題解決能力是一個復雜的能力系統(tǒng)，體現(xiàn)了多種能力要素的共同參與，具有綜合性，具有情境性。理解、分析、推理、實踐、反思、表達為學生問題解決能力的重要構(gòu)成要素，也由此形成了學生問題解決能力的結(jié)構(gòu)，每種能力要素都對應著一個主要的問題解決過程。理解問題、描述問題、展示問題、解決問題、反思解決方案與交流解決方案為問題解決能力的一般過程。二、 項目式學習項目式學習，即project-basedlearning,簡稱“PBL”。關(guān)于“PBL”，國內(nèi)學者有多種不同的譯法，如“基于項目的學習”、“項目式教學”、“項目學習”、“專題式學習”、“課題式學習”等，雖然對的稱呼各有不同，但是實質(zhì)上其理論基礎(chǔ)、教與學的方法、策略等都是基本一致的。項目式學習是一種探究性的學習方式，它強調(diào)以學科的核心概念和原理為中心，學習者在教師的指導下圍繞一個真實的問題，借助多種資源和工具、技術(shù)開展實踐探究活動，并制作出作品展示自己的研究結(jié)果，通過這樣一系列學習任務活動的完成來建構(gòu)所需的知識和技能。項目式學習的主要構(gòu)成要素為驅(qū)動問題、項目目標、項目活動、項目環(huán)境、項目結(jié)果與項目評價六個部分.研究目標（從研究本身所要達到的目標論述，突出創(chuàng)新性與可操作性）本研究的目的是：在梳理國內(nèi)外問題解決能力、項目式學習等發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過實際調(diào)查訪談，結(jié)合成熟的理論依據(jù)，探索能培養(yǎng)學生問題解決能力的項目式學習教學模式，以及設計并實施一門以小學語文、數(shù)學為主的項目式學習課程。在實踐過程中不斷完善培養(yǎng)學生問題解決能力的項目式學習教學模式的環(huán)節(jié)，以期補充培養(yǎng)學生問題解決能力的實踐中的空缺。并在實際課程實施過程中，探索項目式學習中影響學生問題解決能力的因素，以及探索項目式學習中對學生問題解決能力的評價指標，為后續(xù)相關(guān)研究打好基礎(chǔ)。課題研究的主要內(nèi)容及研究思路（研究內(nèi)容的分解與具體化，含子課題設計）（1） 信息技術(shù)環(huán)境下問題解決能力的教學模式理論建構(gòu)（探究不同的培養(yǎng)學生問題解決能力的教學模式）；（2） 構(gòu)建培養(yǎng)學生問題解決能力的信息技術(shù)環(huán)境下項目式學習教學模式；（3）建設以小學語文、數(shù)學為主的項目式學習課程體系，設計項目主題、項目內(nèi)容等；（4） 實施課程，并通過調(diào)查訪談等方法發(fā)現(xiàn)課程存在的問題，并改善；（5） 觀察在項目式學習實施過程中影響學生問題解決能力的重要因素；（6） 制定并測試信息技術(shù)環(huán)境下基于項目式學習培養(yǎng)學生問題解決能力的評價指標體系。研究過程設計（階段時間劃分、階段達成目標、階段研究內(nèi)容、階段成果形式、階段負責人）在梳理國內(nèi)外問題解決能力、項目式學習等發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上形成理論依據(jù)：依據(jù)現(xiàn)有理論依據(jù)確立子課題、完成相關(guān)課程設計；依據(jù)課程設計，組織課堂實施、評估課堂完成效果、反思課堂達成度的缺點與不足，制定改進方法與策略；同時評估學生問題解決能力的培養(yǎng)效果，與傳統(tǒng)課堂做比較，分析優(yōu)勢與不足；以文獻形式記錄上述探究過程、目的達成情況、歸納方法并形成理論：整理課題成果，發(fā)表相關(guān)成果，結(jié)題。研究方法設計（對應研究目標、內(nèi)容、過程進行某一方法的具體設計）文獻研究法文獻研究法，是指對已有文獻資料進行搜集、篩選、整理、分析形成結(jié)論的方法，并從研究結(jié)論中找到新視角、發(fā)現(xiàn)新問題。本研究在分析國內(nèi)外問題解決能力、項目式學習、培養(yǎng)學生問題解決能力的項目式學習三方面的文獻基礎(chǔ)上，從文獻分析中發(fā)現(xiàn)項目式學習中協(xié)作學習已有的研究成果，并且找出其研究缺陷與漏洞，為后續(xù)研究打好基礎(chǔ)。調(diào)查研究法本研究釆用問卷調(diào)查法與訪談法兩種調(diào)查方法，課題初，調(diào)查學生問題解決能力的情況，并以此為依據(jù)設計相關(guān)教學模式與課程；在課題的不同實施階段通過問卷與訪談的形式獲取學生問題解決能力的情況。課程結(jié)束后再次問卷、訪談，總結(jié)影響學生問題解決能力培養(yǎng)的相關(guān)因素。行動研究法行動研究需經(jīng)歷計劃、行動、觀察和反思四個基本環(huán)節(jié)，是不斷螺旋上升、深入研究內(nèi)部的研究過程。行動研究主要是研究者與實踐者共同設計、研究解決實際問題的教學模式或教學策略，并通過多輪的教學實踐不斷驗證與修改模式與策略，便于對此進行推廣。觀察法為了使本研究的研究數(shù)據(jù)更加全面客觀，在具體的課堂時間過程中，釆用課堂觀察的方法觀察學生在項目式學習課程中中的參與情況、合作情況、討論情況以及問題解決情況情況，以便更好的改進信息技術(shù)環(huán)境下培養(yǎng)學生項目式學習的課程設計方法。9.可行性分析及完成本課題研究任務的保證措施（1） 該研究課題是在大量文獻研究和對小學項目式學習實踐有著較深理解的基礎(chǔ)上提出的。課題第一負責人有著12年的一線教學經(jīng)驗，教學經(jīng)歷豐富，且參與過市級及以上的課題，研究經(jīng)歷也較為豐富。課題第二負責人，參與過關(guān)于項目式學習的相關(guān)課題中對項目式學習的學習模式、課堂組織方式、教學設計過程等均有了一定的認識，有大量的理論與實踐經(jīng)驗。課題參與者為一線教師，教學經(jīng)驗豐富，為后續(xù)課堂實施提供了保障。（2） 課題的負責人參與者均深入研究了《教育技術(shù)研究方法》、《教育統(tǒng)計學》、《質(zhì)性研究》等相關(guān)書籍與課程，對課題中釆用的研究方法與范式已有較深的認識，有準確、有效的的實施相關(guān)研究。（3） 依托臨沂沂州實驗學校，本研究提出的教學模式與課程能夠在實踐中得到很好的檢驗和改進，并且能夠?qū)嵤┒噍喰袆友芯坑行У耐晟普n程設計。臨沂沂州實驗學校為九年一貫制學校，為持續(xù)觀察學生問題解決能力的情況與影響。（4） 本課題的研究思路清晰。在通過對國內(nèi)外問題解決能力與項目式學習研究有了清晰的認識之后，明確國內(nèi)研究的不足，立足于項目式學習應