在計算機(jī)輔助下構(gòu)建問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)情境

1、在計算機(jī)輔助下構(gòu)建問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)情境摘要：目前對于采用問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)模式的研究，大多數(shù)文獻(xiàn)都側(cè)重于對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的論述，而針對中學(xué)生物教學(xué)過程中問題設(shè)計的研究那么少之又少。2021年，Hung為中學(xué)生物教學(xué)中的問題設(shè)計提出了3C3R模式。本文以高中生物課程中人類免疫系統(tǒng)的相關(guān)知識為例，采用3C3R模式在計算機(jī)輔助下構(gòu)建問題導(dǎo)向型的學(xué)習(xí)情境，并對其進(jìn)行詳細(xì)介紹，以期完善中學(xué)生物教學(xué)。關(guān)鍵詞：高中生物；計算機(jī)輔助；問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)；3C3R模式中圖分類號：G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1992-7711202107-0105一、前言生物學(xué)是一門研究人類和其他生物關(guān)系的學(xué)科，對人類生活產(chǎn)生了巨

2、大的影響。然而，生物學(xué)又是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中遇到問題最多的學(xué)科之一。大量研究說明，我國很多中學(xué)依然采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行教學(xué)，這使得學(xué)生無法解決他們所面臨的問題。在這一背景下，中學(xué)生物學(xué)課程開始以學(xué)生為中心，采用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)方法進(jìn)行編寫。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)方法認(rèn)為，學(xué)習(xí)者通過感覺器官從外部世界中構(gòu)造對象、事件和概念，并根據(jù)他們以往經(jīng)驗進(jìn)行解釋的過程即是學(xué)習(xí)。建構(gòu)主義強調(diào)使用各種教學(xué)方法營造出能夠發(fā)揮學(xué)生積極性的學(xué)習(xí)情境。而最能夠反映建構(gòu)主義特點的教學(xué)方法就是使學(xué)生能夠“基于問題進(jìn)行學(xué)習(xí)。Krynock和Robb于1999年指出，問題導(dǎo)向型的學(xué)習(xí)模式是建構(gòu)主義教學(xué)的本質(zhì)。近年來，教育技術(shù)的開展將研究者引向利

3、用技術(shù)進(jìn)行基于問題學(xué)習(xí)的研究，這兩者之間存在著互補關(guān)系。問題導(dǎo)向型的學(xué)習(xí)模式認(rèn)為學(xué)習(xí)發(fā)生在某一特定環(huán)境中，學(xué)習(xí)者在此情境中能夠利用以往的經(jīng)驗構(gòu)建新知識，而技術(shù)恰好為學(xué)習(xí)者營造了這一特定環(huán)境。2021年，Jonassen指出，電腦作為技術(shù)手段之一，可以運用各種方式如圖像、模擬、動畫等，將抽象知識轉(zhuǎn)化為具體的視頻，圖形，聲音和文字，以反映真實情況、問題或情境，因此能夠使學(xué)生在現(xiàn)實世界中獲得真實的經(jīng)驗，從而促進(jìn)學(xué)生理解抽象的概念。大多數(shù)研究說明，計算機(jī)輔助下的問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)模式能夠改善學(xué)生對抽象概念的理解、建立概念間的聯(lián)系。總之，本文在撰寫之際查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，計算機(jī)輔助下的問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)的研究數(shù)量

4、少之又少。在我國，計算機(jī)輔助下的問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)大多運用于大學(xué)教學(xué)以及生物學(xué)以外的各個學(xué)科。雖然影響問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)成功應(yīng)用的因素很多，但由于問題情境的作用相當(dāng)于學(xué)習(xí)背景與新知識之間的橋梁，能夠激發(fā)學(xué)習(xí)者的積極性，促進(jìn)其推理、假設(shè)、思考。因此，構(gòu)建良好的問題情境對問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)的成功應(yīng)用起著關(guān)鍵性作用。通過對中學(xué)生物教學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，多數(shù)研究者通常都將重點放在最終的學(xué)習(xí)效果上，而對于教學(xué)過程中問題設(shè)計的研究那么相當(dāng)有限。由此可見，目前的文獻(xiàn)無法為教育工作者提供一個具有指導(dǎo)意義的問題設(shè)計模型。在這一點上，Hung于2021提出的3C3R問題設(shè)計模型那么能夠為此提供一個系統(tǒng)的概念模型。3C3R模型主要由

5、兩個局部組成，即核心局部和處理局部。核心局部包括內(nèi)容content、情境context和連接connection，用于輔助內(nèi)容或概念的學(xué)習(xí)。處理局部包括研究researching、推理reasoning和思考refection，注重于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知學(xué)習(xí)過程和解決問題的能力。這是一個全新的教學(xué)方法，且尚未有相關(guān)文件研究此方法在中學(xué)生物課程教學(xué)中的應(yīng)用?！叭祟惷庖呦到y(tǒng)這一節(jié)被多數(shù)教師看作是與生活息息相關(guān)卻又是學(xué)生最難掌握的內(nèi)容之一。對于該內(nèi)容的研究發(fā)現(xiàn)，高中生對激素向靶器官傳遞的認(rèn)知根本都是錯誤的，且多數(shù)學(xué)生并不懂得激素在反響機(jī)制中的作用，而教師往往也需要借助相關(guān)的視覺材料進(jìn)行授課。針對這一現(xiàn)象，本

6、文根據(jù)3C3R模型，采用計算機(jī)輔助技術(shù)來構(gòu)建問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)情境，充分調(diào)動學(xué)生研究、提問、思考和解決問題等的各項能力。下文是關(guān)于3C3R模型的介紹。二、3C3R模型3C3R模型主要由兩個局部組成，即核心局部和處理局部。核心局部包括內(nèi)容content、情境context和聯(lián)系connection，用于輔助內(nèi)容或概念的學(xué)習(xí)。處理局部包括研究researching、推理reasoning和思考refection，注重于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知學(xué)習(xí)過程和解決問題的能力。1.內(nèi)容問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)模式可以使學(xué)生在解決問題的過程中獲得知識，它與其他教學(xué)方式一樣，首先需要確定學(xué)生所需掌握的概念。在問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)環(huán)境中，這一步

7、至關(guān)重要。2.情境由于提供給學(xué)生的問題與他們未來從事的職業(yè)和接受的高等教育息息相關(guān)，因此，問題情境的選擇與相關(guān)性決定了學(xué)生對問題的接受程度。但由于中小學(xué)教育包括了太多根底信息，所以問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)中構(gòu)建問題的情境顯得至關(guān)重要。為了提供良好的情境，這一情境要能夠盡可能貼近真實生活。3.聯(lián)系各局部之間的聯(lián)系是將不同內(nèi)容整合到問題情境的關(guān)鍵。換言之，也就是需要設(shè)計者在問題情境與概念中建立聯(lián)系。Hung提出可以使用不同的方式在構(gòu)建問題情境時建立聯(lián)系，如預(yù)處理、重疊操作等等。本文所使用的方法是重疊操作?！叭祟惷庖呦到y(tǒng)中所涉及的概念之間并不存在層次關(guān)系，因此，需要將這些概念分組，使之在不同的問題情境中出現(xiàn)。

8、4.研究問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)模式中，信息的分析研究也是最為重要的環(huán)節(jié)之一。在此過程中，如果未能引導(dǎo)好學(xué)生，他們的關(guān)注度就會從所需學(xué)習(xí)的概念上偏移。因此，研究環(huán)節(jié)的設(shè)計將直接導(dǎo)致能否成功將學(xué)生引向目標(biāo)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。5.推理推理能夠促使學(xué)生運用研究環(huán)節(jié)中所獲得的信息，使其分析數(shù)據(jù)的特征和相互之間的關(guān)系，在新舊信息中搭建橋梁，重組內(nèi)容。事實上，推理環(huán)節(jié)能夠深化解決問題的能力。研究和推理往往同時或反復(fù)進(jìn)行，它們之間是互補的關(guān)系。因此，在設(shè)計問題時，需要將這兩個環(huán)節(jié)組織好。在計算機(jī)輔助下所構(gòu)建的問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)環(huán)境中，問題就是學(xué)生的向?qū)В苁蛊湓谘芯凯h(huán)節(jié)運用其推理能力。6.思考在解決問題的過程中，學(xué)生有時機(jī)通過思

9、考其獲得的知識對其進(jìn)行重組，從而建立更加系統(tǒng)的概念框架。思考環(huán)節(jié)的作用就是一個認(rèn)知向?qū)?，而在學(xué)生解決問題的過程中運用蘇格拉底式反詰法可使學(xué)生思考其獲得的知識。三、計算機(jī)輔助下的問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建本文以“人類免疫系統(tǒng)為例，在計算機(jī)的輔助下構(gòu)建問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)環(huán)境。在此過程中，首先將相關(guān)信息編輯好后傳到網(wǎng)站上，然后學(xué)生按照以下步驟完成相應(yīng)任務(wù)：1.檢查問題情境觀看影片或閱讀；2.檢查任務(wù)；3.采用蘇格拉底反詰法進(jìn)行解釋；4.檢查研究工程如觀察現(xiàn)象、實驗結(jié)果、初步結(jié)論等；5.收集數(shù)據(jù)并做好記錄；6.采用蘇格拉底反詰法進(jìn)行解釋；7.如有需要可重復(fù)上述步驟。在互動界面，學(xué)生可以通過點擊鏈接獲得關(guān)于問

10、題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)的相關(guān)信息?！皢栴}背景鏈接應(yīng)包含關(guān)于“人類免疫系統(tǒng)的問題；“預(yù)期中應(yīng)包含學(xué)生在解決問題過程中所需做的任務(wù)；“學(xué)習(xí)規(guī)劃中包含學(xué)生解決不同問題所需花費的時間。學(xué)生點擊“問題背景時將遇到三個問題。假設(shè)選擇“圖片中的人是真實的嗎？這一問題時，可以觀看視頻資料。點擊“任務(wù)鏈接，學(xué)生可以了解到他們在解決問題過程中所扮演的角色。總之，在計算機(jī)輔助下所構(gòu)建的問題情境，能夠使學(xué)生運用研究問題中所獲得的信息對問題進(jìn)行深度思考。在此過程中，學(xué)生不僅能夠表達(dá)自己對問題的見解，而且還能再度檢驗這些問題。四、總結(jié)目前對于采用問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)模式的研究，大多數(shù)文獻(xiàn)都側(cè)重于對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的論述，而針對中學(xué)生物教學(xué)過

11、程中問題設(shè)計的研究那么顯得少之又少。為了最大化問題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)模式的效果，教學(xué)過程中問題的設(shè)計顯得尤為重要。因此，本文以高中生物課程中“人類免疫系統(tǒng)為例，采用3C3R模式，在計算機(jī)輔助下闡述問題的設(shè)計。最后，希望本文能夠為生物教師提供一些教學(xué)上的參考，從而有助于他們在教學(xué)過程中對問題的設(shè)計。參考文獻(xiàn)：【1】Hung，W.The3C3RModel：AconceptualframeworkfordesigningproblemsinpblJ.TheInterdisciplinaryJournalofProblem-basedLearning，20211.【2】Jonassen，D.Integrationofproblemsolvingintoinstructionaldesign.InR.Reiser&J.DempseyEds.TrendsandissuesininstructionaldesignandtechnologyM.UpperSaddleRiver，NJ：Merrill/P