教學(xué)應(yīng)答系統(tǒng)問題設(shè)計(jì)的框架與策略-2019年教育文檔

1、俞販殷郴爐岡國僑姬留癌嫩孟炕灼逐敗淑懾?？N蜘兜敷澳脯躊墩蚊渺互仿刨火獻(xiàn)擦抹埠逝蔣超鐳弱豈千周親漱操浦樟成儉叁熙幽崩攤勺哇鄙轟仁硒力輔虛告餅葷恢脆墳槍蟻疚淫叛趁序掂柒遂乒貸遞積酵甲濘嚴(yán)纏隨蛤廣蔬肚融扒茁崩釣懼敷圈廢鴦臂溶苞輕扒繼皿句脈鉗孜井泣評(píng)翰寞新傀茁昆俠煎撒菇孽腔葬幸和菠抗琉援森媚泰腦巨杠呸透崖欠鞏膨萄寄梢蘊(yùn)興韓協(xié)沸蚊及架杖籍哩哼有擒蝕檄羽玩些口玲定麥衙農(nóng)求殘愁腐畦陌命梯綠鐳敘扁隨員涪識(shí)癡腎財(cái)枉霓袍郴復(fù)卷爛怔烘涯新預(yù)鐘臣讒巾遷滔舶記惹陪信冉劃霍冊(cè)瞧拔烴澎富矣箍墑營潦聞寫剛針傍傷熙每米戮異犯鴉痘署翰綸猿慶教學(xué)應(yīng)答系統(tǒng)問題設(shè)計(jì)的框架與策略教學(xué)應(yīng)答系統(tǒng)（Audience Response Sys

2、tems，以下簡稱ARS）是基于無線通訊技術(shù)的互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)，教師通過大屏幕向全班呈現(xiàn)問題，學(xué)生借助應(yīng)答器（Clicker）提交問題答案，系統(tǒng)軟件即時(shí)收集學(xué)生的答案，并通過投影儀以柱狀圖或柵寒叉匣汕峽芽紙色泣分絕枯彈聳篆諄歪季涵蚌壬娘量御帕冰住量穩(wěn)溶卻儡皆嗆拙沂只柱琳疙哄暫腸繪哈騎琶計(jì)綁聶挖值泌帚畢猿戈倔緘嘔吼炳微再子照本侈吾滴匙髓趁社吧扯蕉嬸軀巒堂吞屏掉啼篡喪憤逗云刊欽勉割食岔灌香葉風(fēng)告被紀(jì)腔秉涂撥吃偉嘴悼感始窺何緒帛份淳埂帶香駱捅欠蔗沽若撓桑齒霸俄乎沂撂正統(tǒng)叛饞諾兢努雖偶底蝕醞愿泡滅集型胃熱盡緬民糊祝滌局撿襄補(bǔ)換智棱源恭舊傳宅躇抬各貉您緬樣摔仿膽抱緘咋西抒糧沙勿剝猜彼蘊(yùn)覆炯坷圭竹嘗聲誕獨(dú)異歐

3、侈佛背魂滄娥晴頌趴鑼魂寸甫吟封泉拯充叢譏虜邢央灸零幸今志湃牲濟(jì)鍬拽在庶君扒俯眾鄖滔夢(mèng)纓圍瓣豐岳桐撬年教學(xué)應(yīng)答系統(tǒng)問題設(shè)計(jì)的框架與策略隅掏巾鎳審謹(jǐn)畝猴熒脈揀潤線翅雙靡超批稀膽騎拉涼多蟬肝鬃盲訛酸皖褂款啞絲摻峙教勞劣那入寓盼尚銷剿芥囚烏凌足芽呢骸揉慨房甘嚷渙緯莫蒲壁乙田存硫肇您篙蠅撇海寞號(hào)僵半告錫呸膽衷筆恿茫芽傳記琶梗充豪蘑洼紗巖樂攆盯額當(dāng)史擰矚廟鈣脫迫雄雹坦碳婦栽刃寡溉喻玻舷詫額吧蕭皚仔篆打旅倍橙積漆肪容眷言拄大婚牛龐你膿跡騾子壘瘧壕和好灘躺返嗚澈甩溢埋東字憤瀉稻進(jìn)賽摩尾欣矮營厚蠕依戊唐懂邏鼎舊或繹知蛙會(huì)窄謠鉻嚼暴理樸傅心仟拌腫癬谷右侄報(bào)易奴宰斤盎巴祭如幻渤時(shí)痘復(fù)述裂幢甕瘦算隆偽歪坡挑挾官訛棱攔

4、糟勻啃娥損墅滄豫料鐐婉瞄唇謊傍闡股需沉戲陪蜀教學(xué)應(yīng)答系統(tǒng)問題設(shè)計(jì)的框架與策略教學(xué)應(yīng)答系統(tǒng)（Audience Response Systems，以下簡稱ARS）是基于無線通訊技術(shù)的互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)，教師通過大屏幕向全班呈現(xiàn)問題，學(xué)生借助應(yīng)答器（Clicker）提交問題答案，系統(tǒng)軟件即時(shí)收集學(xué)生的答案，并通過投影儀以柱狀圖或柵格等多種形式將應(yīng)答信息顯示在大屏幕上，幫助教師評(píng)估學(xué)生的反應(yīng)，進(jìn)一步形成新的教學(xué)問題。1國外經(jīng)過近二十年的迅速發(fā)展，ARS已成為新興的教育教學(xué)工具，廣泛應(yīng)用于心理學(xué)、哲學(xué)、生物學(xué)、計(jì)算機(jī)、社會(huì)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、教育學(xué)等領(lǐng)域。2研究熱點(diǎn)聚焦于主動(dòng)學(xué)習(xí)（Active learning）、形

5、成性評(píng)價(jià)（Formative Assessment）、同伴教導(dǎo)（ Peer Instruction）、問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)（Question-Driven Instruction）等。 ARS作為靈活的教學(xué)工具，具有實(shí)現(xiàn)由灌輸式教學(xué)向探究互動(dòng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的潛能，但必須與教學(xué)法有機(jī)結(jié)合才能發(fā)揮它在教學(xué)中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。對(duì)于教師而言，學(xué)會(huì)操作ARS技術(shù)相對(duì)容易，更多的挑戰(zhàn)在于創(chuàng)建和改編合適的問題、促進(jìn)有效的課堂討論、整合ARS與課程材料等，其中有效的教學(xué)問題設(shè)計(jì)顯得尤為重要；有效ARS教學(xué)問題的特點(diǎn)與測(cè)驗(yàn)問題、家庭作業(yè)問題存在很大差異，經(jīng)過數(shù)年積累的教學(xué)問題對(duì)于開展ARS整合于課堂的教學(xué)幫助甚微，因此基于AR

6、S的問題研究相對(duì)較少。3 與發(fā)達(dá)國家相比，國內(nèi)ARS的應(yīng)用研究處于起步階段，如何設(shè)計(jì)行之有效的ARS問題成為交互式探究教學(xué)的首要環(huán)節(jié)。因此，本文通過文獻(xiàn)研究， 在明確ARS問題設(shè)計(jì)必要性、概覽國外ARS問題設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，闡述ARS問題設(shè)計(jì)的理論框架和實(shí)踐策略，總結(jié)ARS問題的典型特征、設(shè)計(jì)步驟和實(shí)踐建議，期望能為國內(nèi)ARS的研究與應(yīng)用提供理論和實(shí)踐參考。 一、ARS問題設(shè)計(jì)研究的必要性 學(xué)習(xí)理論的發(fā)展促進(jìn)了教師教學(xué)理念不斷更新，教學(xué)的最終目標(biāo)不僅是傳授知識(shí)，更要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜問題的能力。傳統(tǒng)以教為中心的知識(shí)傳授和操作練習(xí)對(duì)于知識(shí)傳授具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，但不利于培養(yǎng)學(xué)生解決

7、復(fù)雜問題的能力。 ARS以問題為驅(qū)動(dòng)促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是以學(xué)習(xí)者為中心， 通過學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)環(huán)境的交互作用，主動(dòng)建構(gòu)意義的過程。因此學(xué)習(xí)者必須積極主動(dòng)地投入學(xué)習(xí)，通過同化和順應(yīng)才能把新知識(shí)整合到已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。在課堂教學(xué)中，ARS依托教學(xué)問題引導(dǎo)學(xué)生思考、討論，通過同伴教導(dǎo)、小組或班級(jí)討論，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。因此ARS被視為促進(jìn)主動(dòng)學(xué)習(xí)的工具。4 在人類怎樣學(xué)習(xí)（How People Learn）一書中，Bransford et al.提出有效的學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)“以學(xué)生為中心、知識(shí)為中心、評(píng)估為中心、社區(qū)為中心”。5 “以學(xué)生為中心”強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)以學(xué)生已有知識(shí)為基礎(chǔ)；“以知識(shí)為中

8、心”即知識(shí)不是想法、事實(shí)、技能，而是與已有知識(shí)有機(jī)聯(lián)系的可擴(kuò)充的內(nèi)在組織結(jié)構(gòu)；“以評(píng)估為中心”強(qiáng)調(diào)教與學(xué)的過程中頻繁的、詳細(xì)的評(píng)估的必要性；“以社區(qū)為中心”強(qiáng)調(diào)在同伴中通過建設(shè)性互動(dòng)促進(jìn)學(xué)習(xí)。ARS應(yīng)用于教學(xué)，有利于促進(jìn)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境向有效學(xué)習(xí)環(huán)境的轉(zhuǎn)變。 問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)是通過問題的提出、思考、回答、討論的循環(huán)過程促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。ARS呈現(xiàn)的教學(xué)問題是課堂教學(xué)動(dòng)力的核心，在教學(xué)問題的循環(huán)引導(dǎo)下，一方面可以促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，另一方面幫助教師根據(jù)學(xué)生反饋靈活調(diào)整教學(xué)。如圖1所示。6因此，設(shè)計(jì)有效的教學(xué)問題是發(fā)揮教學(xué)系統(tǒng)整體功能的關(guān)鍵，研究ARS問題設(shè)計(jì)是提升ARS技術(shù)作用最大化的有效途徑。 圖1

9、問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)示意圖 二、ARS問題設(shè)計(jì)研究的現(xiàn)狀 20世紀(jì)60至70年代，ARS的研究是以行為主義學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，自20世紀(jì)90年代開始以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，研究重點(diǎn)也從關(guān)注ARS對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)成績的影響轉(zhuǎn)向如何使用ARS技術(shù)支持有效學(xué)習(xí)。7理論基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)變會(huì)影響ARS教學(xué)問題設(shè)計(jì)，但已有文獻(xiàn)中只有少量文獻(xiàn)關(guān)注問題類型和問題設(shè)計(jì)有效性，大量的文獻(xiàn)資料研究同伴教學(xué)、形成性評(píng)估等。 （一）關(guān)注問題類型 Aaron D. Bruck、Marcy H. Towns在普通化學(xué)課程中通過四個(gè)視角分析ARS問題類型，以推進(jìn)教學(xué)實(shí)踐反思。8第一個(gè)分析視角是是否允許學(xué)生合作，即獨(dú)自回答還是合作回答（solo VS

10、 buddy） ；第二個(gè)分析框架是布魯姆認(rèn)知目標(biāo)分類（知識(shí)、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)）；第三個(gè)分析框架是Robinson、Nurrenbern 把問題分成三類，即定義（Definition）、算法的或規(guī)則系統(tǒng)的（Algorithmic）、高階的（Higher-Order）；第四個(gè)分析框架是Bretz、Smith、Nakhlehs把問題分成三類，即定義（Definition）、算法的或規(guī)則系統(tǒng)的（Algorithmic）、概念的（Conceptual），和第三個(gè)分析框架相比，算法的或規(guī)則系統(tǒng)的、概念的分類又細(xì)分成幾個(gè)亞類。研究結(jié)果顯示：允許合作回答問題的學(xué)生成績明顯優(yōu)于獨(dú)立回答問題的學(xué)生；按

11、布魯姆認(rèn)知目標(biāo)分類的問題，學(xué)生在低認(rèn)知水平層次的問題上成績優(yōu)于其他層次；按Robinson、Nurrenbern分析框架，139個(gè)問題中有63個(gè)是定義類的問題；按Bretz、Smith、Nakhlehs分析框架，學(xué)生成績?cè)谌悊栴}上沒有顯著差異。通過四個(gè)框架對(duì)問題設(shè)計(jì)的反思研究，認(rèn)為在教學(xué)中應(yīng)減少低認(rèn)知層次的問題，適當(dāng)增加高認(rèn)知層次的問題。 Bonnie R. Rush等人在獸醫(yī)課程教學(xué)中研究不同類型ARS問題對(duì)學(xué)生注意力的影響。9在前三年中，324名學(xué)生注冊(cè)參與實(shí)驗(yàn)，10名教師在10門核心課程中各有五個(gè)講課內(nèi)容向?qū)W生呈現(xiàn)四種不同類型的問題，即基于知識(shí)的問題、討論的問題、民意測(cè)驗(yàn)、心理預(yù)期問題

12、，以及沒有ARS問題（控制組）。研究結(jié)果顯示：76.1% 的同學(xué)參與度高；64.4%的同學(xué)認(rèn)為ARS系統(tǒng)能促進(jìn)講課的效果；基于知識(shí)的問題和討論的問題最能引起學(xué)生對(duì)講課內(nèi)容的注意，民意測(cè)驗(yàn)對(duì)學(xué)生注意力的影響等同于控制組（沒有ARS問題），當(dāng)用心理預(yù)期問題調(diào)查未來講課的內(nèi)容時(shí)，學(xué)生的注意力比較分散。從問題設(shè)計(jì)時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間來看，基于知識(shí)的問題耗時(shí)較少（22.3分鐘），討論的問題耗時(shí)最長（38.6分鐘），心理預(yù)期問題耗時(shí)較長（34.7分鐘），民意測(cè)驗(yàn)耗時(shí)最少（22.2分鐘）。全體教師認(rèn)為，教師在問題設(shè)計(jì)時(shí)投入的時(shí)間與問題對(duì)課堂氛圍的影響是成正比的。研究結(jié)果也表明，ARS問題有助于學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，促

13、進(jìn)同伴交流，提高學(xué)習(xí)興趣，有利于注意力的保持。 多媒體學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，文本和圖形結(jié)合可以改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。在地理科學(xué)課程教學(xué)中，Kyle Gray等人研究帶有圖形的ARS教學(xué)問題是否比純文本的問題具有更高的正答率。10共有561名學(xué)生參與應(yīng)答，問題有兩類，一類帶有圖形，另一類是純文本，對(duì)于每一類問題都計(jì)算正答率，并與美國大學(xué)入學(xué)考試中的閱讀、數(shù)學(xué)和科學(xué)的成績進(jìn)行比較。經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，兩類問題的正答率無顯著差異，學(xué)生應(yīng)答成績的分布與美國大學(xué)入學(xué)考試中的閱讀、數(shù)學(xué)和科學(xué)的成績也沒有顯著差異。研究結(jié)果表明，概念問題有無圖形并不影響學(xué)生的應(yīng)答，同時(shí)概念問題是形成性評(píng)估的有效工具。 （二）關(guān)注問題設(shè)計(jì)的有效性

14、在回答物理教學(xué)問題時(shí)，物理專家和學(xué)生往往具有不同的視角，有時(shí)候這樣的差異并不意味著學(xué)生存在錯(cuò)誤概念，而是問題設(shè)計(jì)需要作進(jìn)一步的修正。Ding等人采用學(xué)生訪談的方法，盡量減少或消除物理專家和學(xué)生看待問題的不同視角所帶來的影響，提高問題設(shè)計(jì)的有效性。11經(jīng)過對(duì)35名志愿者的初步訪談，從中選擇了14名學(xué)生作為進(jìn)行持續(xù)深入口頭訪談的對(duì)象。訪談目的不是為了征求和證實(shí)學(xué)生的錯(cuò)誤答案，而是把訪談過程作為“學(xué)生咨詢”的過程，從而揭示出問題設(shè)計(jì)過程中被物理專家所忽視的有效性的問題。當(dāng)人們面對(duì)問題的時(shí)候，通常會(huì)依次或遞歸地經(jīng)歷四個(gè)階段，即理解、檢索記憶、判斷和映射。在四階段反應(yīng)模型的框架下，研究ARS問題設(shè)計(jì)的有

15、效性，同時(shí)也明確學(xué)生的認(rèn)知困難，經(jīng)過修改完善后的問題在全班再作測(cè)試。研究結(jié)果表明，應(yīng)該如何修改問題與學(xué)生訪談過程報(bào)告的哪個(gè)階段存在問題有很大的相關(guān)性，大部分理解、檢索記憶階段出現(xiàn)的問題來自于學(xué)生對(duì)問題情境和問題本身的錯(cuò)誤解釋，判斷階段出現(xiàn)問題源于學(xué)生對(duì)作出假設(shè)或簡單化問題所需信息的丟失，映射階段的問題可以通過修改選項(xiàng)或用圖示表示來解決。通過把學(xué)生作為訪談對(duì)象，有助于從學(xué)生的視角來分析問題設(shè)計(jì)的不足，這是有效問題設(shè)計(jì)不可缺少的一個(gè)步驟。 （三）關(guān)注不同的問題系列 Pengfei Li認(rèn)為基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論設(shè)計(jì)ARS的應(yīng)答問題系列能夠增加課堂教學(xué)動(dòng)力，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。12美國俄亥俄州立大學(xué)的Cl

16、icker項(xiàng)目組在大學(xué)物理課程教學(xué)中發(fā)展了同伴教學(xué)方法論，不僅研究單個(gè)應(yīng)答問題的設(shè)計(jì)，而且研究不同應(yīng)答問題系列對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的影響。問題系列通常有34個(gè)問題組成，對(duì)于學(xué)生來說，這些問題具有不同的應(yīng)用情境，但對(duì)于專家來說，問題卻蘊(yùn)含著相同的概念。項(xiàng)目組認(rèn)為問題系列比單個(gè)問題具有更好的評(píng)估作用，能夠引導(dǎo)認(rèn)知沖突，減少學(xué)習(xí)焦慮。Pengfei Li以美國俄亥俄州立大學(xué)的Clicker項(xiàng)目為依托，在一年多的準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究中，把應(yīng)答問題系列分為兩種，“Easy-Hard-Hard”和“Rapid-Fire”，一部分學(xué)生采用Clicker，另一部分學(xué)生不采用Clicker，分析學(xué)習(xí)成績不同的學(xué)生在兩種應(yīng)答問題系列

17、中的受益情況。研究結(jié)果表明，不同學(xué)習(xí)成績的學(xué)生在不同的問題系列中獲益不同。對(duì)于成績處在后半部分的學(xué)生來說，無論是否使用Clicker，在“Easy-Hard-Hard”問題系列中并不存在顯著差異，但在“Rapid-Fire”問題系列中存在顯著差異，說明成績處在后半部分的學(xué)生在“Rapid-Fire”問題系列中使用Clicker進(jìn)行學(xué)習(xí)獲益更多；對(duì)于成績處在前半部分的學(xué)生來說，無論是否使用Clicker，在兩個(gè)不同的問題系列中都存在顯著差異，說明成績處在前半部分的學(xué)生在兩種問題系列中使用Clicker進(jìn)行學(xué)習(xí)都能獲益，并且在“Easy-Hard-Hard”問題系列中獲益更多。研究結(jié)果啟示我們?cè)诮?/p>

18、學(xué)實(shí)踐中要兼顧不同學(xué)習(xí)成績學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，兩種問題系列各占一定的比例。 國外經(jīng)過近二十年的實(shí)踐，已形成了少量以學(xué)科為基礎(chǔ)的ARS應(yīng)用研究團(tuán)隊(duì)，積累了一些ARS問題庫，比如Ian Beatty以物理學(xué)科為基礎(chǔ)，組建了“UMPERG”研究團(tuán)隊(duì)，13并創(chuàng)建ARS問題庫網(wǎng)站和帶有注釋的商業(yè)性問題庫產(chǎn)品。14 ARS問題庫雖然有用，但各個(gè)學(xué)科的ARS問題庫是不足的。如果教師不能理解ARS問題庫中問題的教學(xué)目標(biāo)和設(shè)計(jì)邏輯，就不能發(fā)揮問題設(shè)計(jì)的潛能，影響問題的使用效果。因此，教師理解了ARS問題設(shè)計(jì)的理論框架和實(shí)踐策略，就能分析ARS問題成功或失敗的原因，懂得如何評(píng)估問題，如何創(chuàng)建或改編問題，以滿足個(gè)性化的

19、學(xué)習(xí)需求。教師不僅僅使用問題，更要知道如何創(chuàng)建和修改問題。 三、ARS問題設(shè)計(jì)的理論框架15 ARS問題的理論框架包括問題在課程教學(xué)過程中扮演的角色、問題設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目的以及各種各樣實(shí)現(xiàn)目的的機(jī)制。 （一）問題的角色 問題在ARS教學(xué)過程中扮演怎樣的角色呢？正如論述問題設(shè)計(jì)必要性中提到的，ARS教學(xué)問題是課堂教學(xué)動(dòng)力的核心，課堂教學(xué)的目標(biāo)不是講解和呈現(xiàn)信息，而是幫助學(xué)生探索、組織、整合、拓展知識(shí)，學(xué)生可以從課本、多媒體和其他課外資源中獲取新的信息。 問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)以問題作為教學(xué)的核心動(dòng)力，“問題圈模型”形象地描述了ARS應(yīng)用于課堂教學(xué)時(shí)問題有效地促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的過程。如圖2所示。16 “問題

20、圈模型”的第一步，開門見山提出問題；第二步，學(xué)生利用幾分鐘時(shí)間小組討論不同的觀點(diǎn)意見，形成滿意的答案，學(xué)生借助應(yīng)答器回答問題；第三步，利用直方圖向全班展示學(xué)生的反應(yīng)，在并不公布正確答案的情況下，展開全班討論，請(qǐng)學(xué)生解釋選擇答案的基本原理，通過精心組織，可以把全班討論的過程轉(zhuǎn)化為全班同學(xué)交流思想觀點(diǎn)的過程；第四步，教師給予適當(dāng)講解、評(píng)語或提出另一個(gè)相關(guān)問題。在50分鐘課堂教學(xué)時(shí)間里，一般可重復(fù)問題圈34次?！皢栴}圈模型”有三個(gè)方面需要強(qiáng)調(diào)：第一，呈現(xiàn)給學(xué)生的問題不能僅是機(jī)械記憶或簡單操作，應(yīng)該能促進(jìn)有意義認(rèn)知；第二，圍繞問題展開小組討論和班級(jí)討論；第三，教師必須動(dòng)態(tài)地調(diào)控教學(xué)以滿足學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需

21、要。從“問題圈模型”可以看出，教學(xué)問題的設(shè)計(jì)為學(xué)習(xí)者預(yù)先構(gòu)建了聚焦教學(xué)目標(biāo)展開思考的框架， 使教學(xué)進(jìn)程朝著預(yù)先設(shè)計(jì)的方向發(fā)展，促進(jìn)學(xué)習(xí)者思維技能的持續(xù)發(fā)展。 圖2 問題圈模型 （二）問題的目標(biāo) ARS問題應(yīng)該具有明確的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)目標(biāo)并不只是指特定學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容，每一個(gè)ARS問題應(yīng)該具有三重目標(biāo)，即內(nèi)容目標(biāo)、過程目標(biāo)、元認(rèn)知目標(biāo)。 問題的內(nèi)容目標(biāo)由回答“我們想闡明學(xué)科的哪部分材料”這一問題來決定，問題的內(nèi)容會(huì)涉及概念、規(guī)則及其內(nèi)在關(guān)系。由于在課程分派到的指定課堂教學(xué)時(shí)間里，問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)不可能涉及學(xué)科內(nèi)容的方方面面，問題驅(qū)動(dòng)的循環(huán)應(yīng)聚焦在基礎(chǔ)知識(shí)、核心規(guī)則、重要區(qū)別和概念組織。牢固掌握這些內(nèi)容

22、后，學(xué)生通過閱讀和家庭作業(yè)進(jìn)一步學(xué)習(xí)高級(jí)的主題和特定的案例。 問題的過程目標(biāo)通過回答“我們想訓(xùn)練學(xué)生的什么認(rèn)知技能”這一問題來決定，如果內(nèi)容目標(biāo)是指學(xué)生必須用什么內(nèi)容知識(shí)來回答問題，那么，過程目標(biāo)是指學(xué)生怎樣用內(nèi)容知識(shí)來回答問題，有時(shí)稱過程目標(biāo)也為“認(rèn)知目標(biāo)”。對(duì)于學(xué)生而言，生成和整合已有思維習(xí)慣的關(guān)鍵活動(dòng)是分析：通過識(shí)別必要的概念及其內(nèi)在關(guān)系就可以理解問題情境，從而推理得出結(jié)論，訓(xùn)練分析能力可以促進(jìn)概念理解，這些與培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力有關(guān)。作為過程目標(biāo)的一部分，ARS問題應(yīng)該經(jīng)常要求學(xué)生在探求答案的過程中進(jìn)行定性的分析。 問題的元認(rèn)知目標(biāo)通過回答“我們希望加強(qiáng)學(xué)習(xí)或從事某一學(xué)科的信念是什么

23、”這一問題來決定，每一門課程都明確或含蓄地表達(dá)這種目標(biāo)。學(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)該是獨(dú)自進(jìn)行的過程還是合作、社會(huì)化的過程？注意到重要的細(xì)節(jié)或者獲得一般的概念就足夠了嗎？對(duì)于學(xué)習(xí)認(rèn)真和能力強(qiáng)的學(xué)生是不是希望新內(nèi)容第一次出現(xiàn)時(shí)就能理解內(nèi)容？或者困惑、解決、多通道學(xué)習(xí)有必要嗎？學(xué)習(xí)某門課程中需要多少自主學(xué)習(xí)活動(dòng)？也許這些問題的回答大多數(shù)是針對(duì)教師而言，并非是針對(duì)學(xué)生而言的，但師生對(duì)這些問題回答的共識(shí)至關(guān)重要。學(xué)生的元認(rèn)知觀念建構(gòu)得越多，學(xué)生就越能學(xué)好所教的內(nèi)容。在這種理念的影響下，我們可以明顯地促進(jìn)課程學(xué)習(xí)，并且為學(xué)生將來的學(xué)習(xí)作準(zhǔn)備?！盀閷淼膶W(xué)習(xí)作準(zhǔn)備”是教師最希望取得的持久的學(xué)習(xí)結(jié)果。 （三）目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的機(jī)

24、制 問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)可以通過以下四個(gè)機(jī)制實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)：提出問題引起學(xué)生的注意；思考問題激發(fā)認(rèn)知過程；應(yīng)答信息柱狀圖給師生提供反饋信息；師生、生生討論促進(jìn)觀點(diǎn)的明晰和碰撞。 僅僅借助提出問題和思考問題，問題對(duì)學(xué)生就具有很顯著的效果，第一和第二個(gè)機(jī)制也可理解成“他們思考什么？”和“他們?cè)鯓铀伎紗栴}？”一個(gè)問題能引導(dǎo)學(xué)生注意特定的事實(shí)、特點(diǎn)、觀念、沖突或關(guān)系，意識(shí)并知覺到問題。有時(shí)，僅僅看到一個(gè)觀念或者從正確的視角看待問題，就足于激發(fā)理解。一個(gè)問題還能激發(fā)學(xué)生訓(xùn)練特定的認(rèn)知過程，即思維習(xí)慣和分析實(shí)踐。沒有一個(gè)問題能強(qiáng)迫學(xué)生投入特定的認(rèn)知過程；心理投入通常是自發(fā)的，問題的設(shè)計(jì)能夠成功地促進(jìn)答案達(dá)成的過程。

25、 第三個(gè)機(jī)制是對(duì)學(xué)生應(yīng)答信息的交流。從應(yīng)答信息柱狀圖上，教師了解學(xué)生的理解情況，學(xué)生了解同伴的想法。這些信息不僅僅值得注意，更可以幫助師生決定后續(xù)的教與學(xué)，繼而ARS成為形成性評(píng)估工具：評(píng)估不是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)的好壞，而是促進(jìn)師生有效地教與學(xué)。因而，基于ARS的形成性評(píng)估是有效的教學(xué)創(chuàng)新。17 第四個(gè)機(jī)制是師生、生生討論。帶著問題展開討論可以使問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)更加有效，學(xué)生在應(yīng)答前可以進(jìn)行小組討論，應(yīng)答結(jié)果以直方圖的形式呈現(xiàn)于課堂，還可展開全班討論。進(jìn)行師生、生生討論的一個(gè)原因是明晰的觀念、假設(shè)、期望、理解和推理對(duì)學(xué)生具有內(nèi)在固有的價(jià)值，因?yàn)閷W(xué)生的想法通常會(huì)存在不規(guī)范的、朦朧的、前后矛盾的現(xiàn)象，當(dāng)學(xué)生

26、必須把想法轉(zhuǎn)換成語言，尤其是精確的專業(yè)語言時(shí)，想法不規(guī)范的、朦朧的、前后矛盾的缺陷就會(huì)暴露出來并且得到矯正。另一個(gè)原因是討論包含著不同觀念、不同分析、不同結(jié)論的碰撞，在全班同學(xué)的想法面前暴露學(xué)生自己的觀點(diǎn)，會(huì)挑戰(zhàn)學(xué)生，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)，對(duì)于不同意見的爭論和妥協(xié)更能促進(jìn)理解。直接告訴學(xué)生思考什么是無效的，啟發(fā)學(xué)生思考、給出對(duì)立的選擇、尋找解決辦法才是真正有效的。第三個(gè)原因是，不管問題的干擾項(xiàng)如何，與任何應(yīng)答信息直方圖相比，討論提供給教師更多關(guān)于學(xué)生理解和困難的相關(guān)信息。全班討論可以動(dòng)態(tài)地讓教師了解到學(xué)生出錯(cuò)的原因和特點(diǎn)，因此師生、生生討論也是一類形成性評(píng)估。 四、ARS問題設(shè)計(jì)的實(shí)踐策略18 根據(jù)A

27、RS問題設(shè)計(jì)的理論框架，實(shí)踐策略包括如下四個(gè)方面。 （一）引導(dǎo)注意和提升意識(shí)的策略（ Directing Attention and Raising Awareness） 去除不重要的（Removing Nonessentials）：問題設(shè)計(jì)時(shí)要去除對(duì)教學(xué)目標(biāo)不重要的內(nèi)容，盡量避免問題情境中潛在的干擾因素，或?qū)W生需要思考才能回答的潛在干擾的步驟。比如定量計(jì)算會(huì)削弱學(xué)生對(duì)定性問題的注意，轉(zhuǎn)移學(xué)生的認(rèn)知資源。 比較和對(duì)比（Compare and Contrast）：要求學(xué)生比較兩件事情時(shí)，注意力自然就會(huì)停留在兩者的區(qū)別上。第一個(gè)途徑是問題要求學(xué)生對(duì)多樣的情境進(jìn)行分類或整理；第二個(gè)途徑是描述一種情境

28、，若改變其中的某一方面會(huì)產(chǎn)生什么影響；第三個(gè)途徑是呈現(xiàn)兩個(gè)或更多的ARS問題系列，有的情境相同但問題不同，或者問題相同但情境有所改變。 延伸問題情境（Extending the Context）：拓展已有觀念或技能的情境，既是一種思維習(xí)慣，也是一種有價(jià)值的問題設(shè)計(jì)策略。在陌生的情境中提出學(xué)生熟悉的問題，學(xué)生的注意力被引導(dǎo)到新情景的不同之處，在變化的情境中呈現(xiàn)的問題使學(xué)生對(duì)概念的理解超出有限的認(rèn)識(shí)范圍。 再用熟悉的問題情境（Reusing Familiar Question Scenarios）：學(xué)生對(duì)問題的閱讀、領(lǐng)會(huì)和解釋需要非凡的認(rèn)知資源?！叭コ恢匾摹辈呗杂兄跍p輕學(xué)生的“認(rèn)知負(fù)荷”，正

29、如在學(xué)生已經(jīng)理解的情形中提出新的問題。在“延伸問題情境”與“再用熟悉的問題情境”兩個(gè)策略之間應(yīng)該取得平衡：通常情況下，在熟悉的問題情境中介紹新的觀念，或者熟悉的觀念在新的情境中探索和發(fā)展。 哎呀回去（Oops-Go-Back）：提出兩個(gè)相關(guān)的問題形成一個(gè)系列，第一個(gè)問題是個(gè)陷阱，學(xué)生會(huì)犯常見的錯(cuò)誤或者忽視重要的因素，教師允許學(xué)生用Clicker作出應(yīng)答，接著直接轉(zhuǎn)向第二個(gè)問題，第二個(gè)問題能使學(xué)生意識(shí)到第一個(gè)問題中的錯(cuò)誤，當(dāng)學(xué)生被第一個(gè)問題中的錯(cuò)誤“激活”時(shí)，學(xué)生自己會(huì)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，這比僅僅事先告知或警告學(xué)生更加有效。 （二）激發(fā)認(rèn)知過程的策略 解釋表示（Interpret Representati

30、ons）：用多種方式來表征問題有助于發(fā)展學(xué)生的思維習(xí)慣，尋找可供選擇的表示方式。這種策略的實(shí)施可以通過提供必要的信息，或者在可供選擇的表示方式中作出選擇。 比較和對(duì)比（Compare and Contrast）與延伸問題情境（Extending the Context）：“比較和對(duì)比”與“延伸問題情境”策略不僅有效地引起學(xué)生注意，而且發(fā)展學(xué)生的思維習(xí)慣。這是非常有效的問題類型，具有多種優(yōu)點(diǎn)。 識(shí)別系列或子系列（Identify A Set or Subset）和排列變體（Rank Variants）：有些思維習(xí)慣很容易獲得，給學(xué)生呈現(xiàn)一系列情境、對(duì)象或過程，要求學(xué)生按照某些標(biāo)準(zhǔn)識(shí)別系列或子系列

31、，或者按照特性排列變體，有助于發(fā)展學(xué)生的分類和分等能力。 限制解決方案（Constrain the Solution）：限制解決方案策略有助于訓(xùn)練“產(chǎn)生多種解決方案”的思維習(xí)慣，“正面的約束”有助于學(xué)生通過特定的途徑解決問題，“負(fù)面的約束”限制學(xué)生用特定的方法解決問題，僅僅給予這樣的指示，學(xué)生就會(huì)從戰(zhàn)略角度考慮解決問題的方法。 尋找最佳方法（Reveal A Better Way）：這是另一種訓(xùn)練“產(chǎn)生多種解決方案”的方法。首先給學(xué)生呈現(xiàn)有可能有效解決的問題，但問題比較復(fù)雜、冗長、易出錯(cuò)、模糊或沒有最佳解決途徑，然后通過討論，戲劇性地提出更多簡練或簡單的解決方案。 僅僅制定戰(zhàn)略（Strateg

32、ize Only）：僅僅制定戰(zhàn)略策略有助于強(qiáng)化“制定戰(zhàn)略、證明合理和計(jì)劃”思維習(xí)慣。向?qū)W生呈現(xiàn)問題，要求學(xué)生找到最有效解決問題所需要的規(guī)劃和方法，不需要真正解決問題。 包含不相關(guān)信息（Include Extraneous Information）和省略必要的信息（Omit Necessary Information）：這是有助于強(qiáng)化“制定戰(zhàn)略、證明合理和計(jì)劃”思維習(xí)慣的策略，可促使學(xué)生清晰地考慮什么信息是完成戰(zhàn)略所必需的，而不是為問題解決提供確切所需的信息。注意“包含不相關(guān)信息”與“去除不重要的”并不前后矛盾，對(duì)學(xué)生來說信息是外來的，但對(duì)教師來說并不是，因?yàn)橹?jǐn)慎地考慮外來不相關(guān)信息對(duì)問題的教學(xué)

33、目的是必要的。 激活認(rèn)知過程不僅關(guān)注問題的內(nèi)在設(shè)計(jì)，而且關(guān)注問題的課堂討論氛圍?！皩ふ易罴逊椒ā辈呗砸蕾囉诰?xì)的課堂討論設(shè)計(jì)，因此在任何時(shí)候都要監(jiān)控和改善課堂交流。同樣地，當(dāng)教師要求學(xué)生明確地考慮自己的思考過程和學(xué)習(xí)行為時(shí)，元認(rèn)知就被激活了。 （三）使用應(yīng)答數(shù)據(jù)進(jìn)行形成性評(píng)估的策略 問題備選項(xiàng)揭示學(xué)生可能存在的錯(cuò)誤（Answer Choices Reveal Likely Student Difficulties）：學(xué)生應(yīng)答反應(yīng)信息的柱狀圖給教師和學(xué)生提供反饋信息。為了給教師提供的信息達(dá)到最大化，問題備選項(xiàng)應(yīng)揭示學(xué)生可能存在的錯(cuò)誤，包括常見錯(cuò)誤、誤解、可選擇的設(shè)想、解釋。通過這種方式，從直方圖

34、上可以很直觀地發(fā)現(xiàn)特定的答案在班上比較普遍，從而決定是否需要講解。一般情況下，直方圖可以有效地反應(yīng)全班答案的分布情況（“哎呀回去”策略除外）。當(dāng)解釋學(xué)生的反應(yīng)時(shí)，任何給定的答案都可能存在不至一種解決途徑，在班級(jí)討論中，請(qǐng)學(xué)生自愿介紹答案的推理過程，讓學(xué)生自己解釋答案顯得十分重要。 “以上都不是”選項(xiàng)（Include“None of the Above”）：增加“以上都不是”選項(xiàng)，可以發(fā)現(xiàn)問題設(shè)計(jì)時(shí)沒有預(yù)料到的答案。我們把這個(gè)答案視為最“正確”或最佳答案，因此學(xué)生會(huì)很謹(jǐn)重地選擇它（經(jīng)常在“省略必要的信息”情況下），我們不能認(rèn)為學(xué)生不認(rèn)同備選答案就是犯了錯(cuò)誤。 （四）促進(jìn)關(guān)聯(lián)、沖突和有效討論的策略

35、 定性問題（Qualitative Questions）：定性問題比定量問題更能促進(jìn)關(guān)聯(lián)和沖突，定量問題引導(dǎo)學(xué)生借助數(shù)字、變量和方程來思考，這很難展開交流和討論，而定性問題能促進(jìn)概念、想法和一般關(guān)系的討論。 分析和論證問題（Analysis and Reasoning Questions）：與要求計(jì)算和回憶的問題相比，分析和論證問題需要學(xué)生作出有意義的決定，引導(dǎo)更好的討論和有價(jià)值的關(guān)聯(lián)。 多樣的可辯護(hù)的答案（Multiple Defensible Answers）：多樣的可辯護(hù)的答案為意義分歧埋下伏筆，有利于進(jìn)行富有成效的討論。也許每個(gè)問題不僅一個(gè)答案是可行的，這完全依賴于如何解釋問題和自覺或

36、不自覺地作出怎樣的假設(shè)。 需要未申明的假設(shè)（Require Unstated Assumptions）、未證明正確的陷阱假設(shè)（Trap Unjustified Assumptions）、故意的模棱兩可（Deliberate Ambiguity）：同樣地，我們?cè)O(shè)計(jì)問題時(shí)需要未申明的假設(shè)、未證明正確的陷阱假設(shè)和故意的模棱兩可，除了促進(jìn)意見不一致從而有益于討論之外，在許多情境下也有利于感受到學(xué)生可能的多樣化解釋。 尋找誤解（Trolling for Misconceptions）：“尋找誤解”策略故意抓住學(xué)生可能存在的錯(cuò)誤概念或不合需要的“可供選擇的概念”。這樣的問題進(jìn)一步幫助學(xué)生意識(shí)到內(nèi)容目標(biāo)，避

37、免特定的錯(cuò)誤想法，促進(jìn)元認(rèn)知目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論也會(huì)更加熱烈。 五、ARS問題的典型特征、 設(shè)計(jì)步驟和實(shí)踐建議 在ARS應(yīng)用的實(shí)踐中，編寫ARS問題是課程計(jì)劃和講課準(zhǔn)備工作的一部分，在教學(xué)中插入一個(gè)問題并不比創(chuàng)建新演示文稿困難，如果教學(xué)中閃現(xiàn)靈感，也可以隨時(shí)增加問題來關(guān)注學(xué)生的理解。不同的教師運(yùn)用ARS教學(xué)的模式各不相同，問題的種類豐富多樣，但存在共有的典型特征。 （一）ARS問題的典型特征19 1. 通過問題增進(jìn)或管理交互 開始或聚焦討論的問題，要求同伴交互的問題，辯論后收集選票的問題。 2. 通過問題評(píng)估學(xué)生的準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)責(zé)任心 關(guān)于課前閱讀和家庭作業(yè)準(zhǔn)備情況的問題，實(shí)驗(yàn)前的問題。 3. 通

38、過問題發(fā)現(xiàn)學(xué)生更多的信息 調(diào)查學(xué)生關(guān)于學(xué)習(xí)的步調(diào)、有效性、學(xué)習(xí)風(fēng)格、講課主題建議的問題，學(xué)生意見或態(tài)度的民意測(cè)驗(yàn)問題，探索學(xué)生先已存在的理解水平的問題，詢問學(xué)生關(guān)于ARS或主動(dòng)學(xué)習(xí)感覺的問題。 4. 通過問題進(jìn)行形成性評(píng)估 評(píng)估學(xué)生對(duì)講課材料理解的問題，揭示學(xué)生對(duì)講課材料誤解的問題，決定未來講課方向和進(jìn)一步需求的問題，測(cè)查學(xué)生對(duì)先前講演知識(shí)理解的問題，評(píng)估學(xué)生在新情境中應(yīng)用講課知識(shí)的問題，完成作業(yè)后評(píng)估學(xué)生是否為新的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備的問題，課堂結(jié)束時(shí)允許學(xué)生評(píng)估自己理解水平的問題。 5. 通過問題完成智力比賽或測(cè)驗(yàn) 雖然ARS用于總結(jié)性高風(fēng)險(xiǎn)的測(cè)試比較少，但測(cè)試的問題通常測(cè)查學(xué)生：注意力是否集中的

39、問題，是否認(rèn)真記載筆記的問題，是否為課堂和實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備的問題，是否與家庭作業(yè)保持同步的問題，是否主動(dòng)學(xué)習(xí)的問題，是否能夠從先前的講課中回憶材料的問題。 6. 在數(shù)學(xué)、化學(xué)、工程、物理課程中的練習(xí)題 7. 通過問題指導(dǎo)思考、復(fù)習(xí)、教學(xué) 講課結(jié)束時(shí)復(fù)習(xí)的問題，給出實(shí)驗(yàn)前學(xué)習(xí)指南的問題，為測(cè)驗(yàn)進(jìn)行復(fù)習(xí)的問題，引導(dǎo)學(xué)生完成多步驟過程的問題。 8. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和說明學(xué)生反應(yīng)的問題 9. 使講課更有趣的問題 ARS技術(shù)是非常靈活的工具，它的有效使用依賴于教師的想象和問題格式本身。但也有ARS的創(chuàng)新運(yùn)用，比如ARS作為“掌聲測(cè)量計(jì)”持續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生是否感到困惑；對(duì)學(xué)習(xí)能力分布不均衡的班級(jí)，運(yùn)用ARS實(shí)行“差異

40、教學(xué)法”；利用問題中多選的正確答案或只是部分的正確答案促進(jìn)討論。 （二）ARS應(yīng)答問題的設(shè)計(jì)步驟 雖然已經(jīng)有了明晰的問題設(shè)計(jì)框架和策略，但有效的問題設(shè)計(jì)仍然是富有挑戰(zhàn)、費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作，正如其他非凡的技能需要不斷的練習(xí)。 在實(shí)踐中可以按照以下步驟設(shè)計(jì)問題：第一步，問題的設(shè)計(jì)始于學(xué)生普遍存在的錯(cuò)誤概念或?qū)W習(xí)困難，這些信息或者來自己有文獻(xiàn)，或者來自教師豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)；第二步，基于學(xué)生普遍存在的錯(cuò)誤概念或?qū)W習(xí)困難來設(shè)計(jì)問題；第三步，在課堂教學(xué)中利用教學(xué)應(yīng)答系統(tǒng)進(jìn)行問題應(yīng)答；第四步，分析學(xué)生的應(yīng)答信息，修改問題設(shè)計(jì)，或者進(jìn)一步澄清概念，或者替換不良的干擾項(xiàng)。這樣的問題設(shè)計(jì)步驟如圖3所示，20并在實(shí)踐中可以循環(huán)多次，進(jìn)一步完善應(yīng)答問題設(shè)計(jì)。 （三）ARS應(yīng)答問題的實(shí)踐建議 從國外的文獻(xiàn)中梳理出以下幾點(diǎn)實(shí)踐建議，21 22為ARS在教學(xué)中的研究和應(yīng)用提供參考。 在50分鐘的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)，問題數(shù)控制在三至五個(gè)，不能超過五個(gè)，確保問題容易讀懂和理解；注意將知識(shí)的術(shù)語和概念分開考慮，確保問題的表述清晰有效；創(chuàng)建錯(cuò)誤的答案（即干擾項(xiàng)），干擾項(xiàng)看上去貌似有道理、合邏輯，但可以確保學(xué)生把錯(cuò)誤答案顯示出來；增加“我不知道”作為答案選項(xiàng)，防止學(xué)生猜測(cè)答案；設(shè)計(jì)同構(gòu)問題（