转发：走进学习科学| 赵楠 裴新宁：问题式学习和项目式学习

问题式学习和项目式学习

问题式学习（problem-based learning，本文简写为pbl）和项目式学习（project-based learning，本文简写为PBL）作为主动学习方式的代表，在20世纪末被学习科学（the Learning Sciences）重新诠释并注入新的活力，发展成为学习者中心的教学模式或课程模式。相较授受式的课程教学，它们都能更有效地发展学生的深层理解和高阶技能。但是，许多读者容易因缩写相似而混淆两者（注：在不同文献中，问题式学习和项目式学习的缩写不同。除了本文的缩写形式外，有些文献把项目式学习和问题式学习都缩写为PBL，或是问题式学习缩写为PBL、项目式学习缩写为PjBL），希望对原理和过程（或内容）多作些了解。本文从学习科学的取向对两者加以讨论。

什么是问题式学习

问题式学习（pbl）是一种以虚拟问题场景或真实案例驱动学生主动学习、整合理论与实践的教学策略，并以此为基础发展出相应的教学模式。学生往往在小组中工作，通过解决没有唯一正确答案的问题来学习某个主题。

pbl最早出现在20世纪60年代的医学教育中。加拿大麦克马斯特大学的教师们发现，传统教学并未教会学生如何运用基础医学知识解决临床问题，而通过pbl呈现真实的过往病例供学生诊断，却能有效发展临床问题解决技能。

20世纪末，温特贝尔特大学认知与技术小组（CTGV）开发的贾斯珀问题解决系列助推了pbl在基础教育中的应用。贾斯珀系列包含以录像为载体的历险故事，解决问题所必需的数据和教学境脉都镶嵌在故事之中。例如，在“邦尼牧场的援救”故事中，有一只受伤的鹰和一架能用于救援的超轻型飞机，要求学生找出营救鹰的最快方法并计算出所需时间。学生既要学习距离—速度—时间的数学问题，还要考虑超轻型飞机的载重量、燃油储量和燃料消耗等真实的复杂问题，从而发现数学问题与日常生活事件的关联，形成解决复杂问题的技能，并发展团队协作、有效沟通、为决策而争论等能力。

现如今，在学习技术的支撑下，pbl已广泛应用于各类学校教育（从基础教育到高等教育、职业教育），并跨越语言、文学、数学、地理、历史、科学等多个学科，旨在为学生提供真实的复杂问题情境，帮助他们学习与实际应用相连的新知识与新技能，并掌握必要的社会技能。

什么是项目式学习

项目式学习（PBL）是一种以人工制品开发，驱动学生主动发现问题并协作确定解决问题方案的学习型课程模式。这些人工制品对学生而言是真实而有意义的，映射出学科或跨学科的核心概念和原理，反映领域专家（科学家、数学家、作家、历史学家、工程师等）的实践活动。人工制品可以是报告、实物模型、计算机模型、视频、录影和其他基于技术的表征等。

PBL有着悠久的历史，可追溯到20世纪初期弗兰西斯·W·帕克（Francis W. Parker）的“项目教学”（project teaching）和约翰·杜威（John Dewey）的“做中学”工作。其教学理念吸收了农艺学和工艺学的思想，最初在小学课堂中使用，后来拓展至所有年级的课堂。但是，由于PBL缺少简洁的定义，这也妨碍了对它的评价。PBL作为学校实践的描述性术语，曾被“以儿童为中心”的课程和活动课程所替代，销声匿迹过一段时间。

20世纪90年代起，学习科学研究让教育者认识到学习者对知识的主动建构和社会交往对学习的重要作用。在此背景下，一些学者发现，无效的教材设计和教学方式导致了学生对科学的浅表理解，他们开始与中学科学教师合作开发PBL课程，制定相关的学习策略和设计原则。20多年来，PBL被学习科学家持续注入新的活力，作为变革科学教学的有效途径，得以迅速发展。

新世纪以来，现代教学技术重新定义了教与学的过程。网络探究、维基（wikis）、社交媒体等web2.0教学工具正在深度融入PBL课堂。图表、交互可视化、建模工具等计算机软件，能帮助学生看到数据的模式，扩大探究问题的空间，执行在没有软件支持的条件下所无法完成的任务。当学生在网络平台上发布自己的作品时，他们就成了知识的主动生产者。作为尊重个体差异、增进学生参与、培育高阶技能的有效学习方式，PBL已被写入美国、加拿大、芬兰等发达国家的基础教育课程标准，越来越多地应用于跨年级和跨学科水平的课程与教学的组织。项目式STEM或STEAM课程、创客教育，以及在科学教育领域成功使用20余年的WISE（基于网络的科学探究环境）课程都隶属此类课程。在美国，PBL已成为科学“核心概念”教学的中心环节。持续跟进的教育研究显示，PBL正在21世纪课堂扮演着愈发重要的角色。

pbl和PBL的理论支撑

和设计特点

问题式学习（pbl）扎根于建构主义和社会文化理论。在pbl小组中，当学生在团队中参与协作探究来解决劣构问题时，识别问题、整合知识和内化知识等深度学习发生在社会协商和社会建构的过程之中。

pbl的核心在于支持主动学习的教学循环的设计。学生首先看到假想的问题场景或真实案例，然后进入协作探究以更好地理解问题、找出学习要点，通过收集、联系、交流信息的迭代循环来解决真实问题。图1展示了pbl临床医科案例及其支持主动学习的教学循环。“肌肉—骨骼系统”课程单元由两课时构成。学生首先从假想的问题场景中识别出关键事实，形成初步的诊断假设，然后学生们得到更多关于何先生的病史和体检信息，用这些信息来产生“学习主题”，找出知识差距，进而促使他们从事自我调节的学习，以确认自己的诊断。学生在课外研习这些学习主题。后一节课他们再次得到新的信息，由此产生新的学习主题，并使用第一节课的自我调节学习中所学到的知识来解决新的学习主题。随后，学生就所有信息进行评价，做出何先生医疗问题的最终诊断。当得出原因和解决方案后，学生解释并反思有关的概念和原理。

问题探究和解决的成功，离不开脚手架支撑。教师和表征工具（如结构化的任务图示、学生构建的流程图、概念图、表格等）都可作为学习过程的脚手架，帮助学生拓展能力。脚手架主要用于传达问题和助力建模、提供辅导、让学生清晰表达。随着学生能力的提高，脚手架逐渐移除。

图1  pbl临床医科案例：问题场景和支持主动学习的教学循环

（改编自Hmelo-Silver，2004）

项目式学习（PBL）是建构主义情境学习的一种形式，其理论假设是学生只有在真实境脉（或与专业实践接近的境脉）中求知（knowing）才能够获得对学习材料的深入理解。即求知与“做事”（doing）是不可分割的。运用PBL的目的是帮助学生摆脱填鸭式的被动接收，让他们主动投入于积极的社会交往与知识建构、表达与创新中，学会使用认知工具，通过创建有形的人工制品向他人展示自己所学。

学习科学研究识别出PBL环境或课程应具备六个特征（见图2）。以人工制品替代学习结果，是PBL最为显著的特征，而如何有效地把科学核心概念、科学实践和学习技术注入课堂，则是PBL设计的核心挑战。通常，在项目开始时，为了明确学习的边界，教师会提供最终产品的规格说明，而如何做则是由学生自己掌控的。学生在团队中工作，通过多轮迭代完成产品制作。例如，在“怎样才能从远处闻到东西的气味？”项目中，学生首先识别出研究问题——气味如何在房间内传播，并提出可能的制约因素（如物质的状态、相变和性质）；随后，学生投入一系列科学实践，包括设计和实施探究、修正研究问题、开发和使用模型以及形成解释等，从而发展出对物质的粒子模型的深度理解。

在从事项目的过程中，学生需要考虑同伴的观点，捍卫或改变自己的观点；教师作为“教练”,提供指导、反馈和建议。期间，学生很可能会遇到几个“问题”，从而产生“可教的时刻”。可以说，作为脚手架支撑的迷你授课是依据学生需要提供的，为的是桥接新旧概念，使学生建构对概念的深度理解，以更好地实现最终产品。

pbl和PBL的相似之处

问题式学习和项目式学习都是建构主义取向的教学或课程模式，关联了学校的学习经历与真实的生活情境，凸显了学习的建构性与情境性。《剑桥学习科学手册》分别凝练了它们的设计要素（图2），相似的要素包括：问题或任务是开放性的，存在多种解决路径；（模拟）专业实践情境，为学生提供真实应用知识与技能的机会；以学生为中心，教师作为学习的促进者或教练；强调协作探究，为学习过程搭建多种类型的脚手架；采用基于实作的评价，并为学生提供充足的时间进行反思、自我评价和同伴评价。

图2 pbl和PBL的设计要素

（参见：R. Keith·Sawyer(Ed.)The Cambridge Handbook of the Learning Sciences (2nd )，2014，281-310）

pbl 与 PBL的不同

问题式学习并不等同于项目式学习。问题式学习通常涉及单一学科（跨学科的比较少见），持续较短时间。项目式学习大多是跨学科的，持续较长时间（数周、数月或更长时间）。总体上，项目式学习应用得更为广泛，常常由诸多“问题”组成。它们的主要区别为：

第一，问题的真实程度不同。问题式学习的问题场景或案例通常与学生的当下生活有一定的“距离”，涉及健康及疾病诊断问题、设计问题（如设计保温杯）、战略问题（如管理投资组合）和决策问题（如商业管理、领导力教育、紧急医疗等在高风险条件下做出高风险决策）等问题场景。项目式学习通常是完全真实的任务和情境，涉及的问题如“怎样防止传染病在社区传播？”“如何规划建造市中心城市广场”“为何吊扇顶部能不停旋转，而钟摆运动却随时间推移而减弱？”等。

第二，学习模式不同。问题式学习属于探究模式，遵循特定的学习周期，学习活动始于待解决或学习的问题，以问题驱动信息收集与评估、知识创造和反思。项目式学习属于产品模式，遵循“设计—探究”的一般步骤，在指向产品生成的一系列设问的引领下，学习活动围绕制订计划、开展研究、生产创作、修正改进、展示评价等环节展开，逐步攻克完成这些步骤所需解决的一系列问题。

第三，学生承担责任的程度不同。在问题式学习中，主要由学生承担起知识获取的责任，教师一般不直接提供与学科内容有关的指导。项目式学习倾向于更多的教师指导，教师会在“可教的时刻”提供与项目有关的内容指导。

第四，学习侧重不同。在问题式学习中，知识获取和应用同时发生，侧重于求知过程（knowing）（即知识的社会建构）。项目式学习强调在实践活动（doing）中求知（knowing），侧重于知识在新情境中的应用与创新。

科学项目学习强调的“实践活动”是指让学生从事科学与工程实践和运用技术工具。比如在“监测河流水质”项目中，学生像科学家一样设计和实施探究，修正问题，使用各种传感器和手持设备收集真实数据（pH值、浑浊度、温度、溶氧量等），用移动设备共享和组织数据，用软件（可视化、模拟、视频、动画、增强现实等）表征数据和建构模型，最终形成关于当地河流水质的科学解释。

尽管本文对pbl 和PBL进行了一些区分，但是发展到今天，在教育领域两者实际上已经走向融合，它们共同为发展学生的深层推理、协作、自主学习和问题解决等高阶技能提供了可行方式，极大地丰富了课程与教学设计的模式与案例。