問題導(dǎo)學(xué)在認(rèn)知學(xué)習(xí)中的作用

吳建忠+田金石

摘 要：“問題導(dǎo)學(xué)”是指教師利用系統(tǒng)的步驟和靈活的方法，以問題為主線，以問題為載體組織開展的教學(xué)活動(dòng)。“問題導(dǎo)學(xué)”是尊重學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)方式，它可以有效幫助學(xué)生提取知識背景、架設(shè)思維支點(diǎn)、激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等。

關(guān)鍵詞：問題導(dǎo)學(xué)；知識背景；思維動(dòng)點(diǎn)；學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）9-0019-5

“問題導(dǎo)學(xué)”是融合了古代教育思想和現(xiàn)代教育思想的先進(jìn)教育理念，是建立在問題教學(xué)理論基礎(chǔ)上的一種現(xiàn)代教學(xué)方法，它是指教師利用系統(tǒng)的步驟和靈活的方法，以問題為主線，以問題為載體組織開展的教學(xué)活動(dòng)。

先說一下筆者最近學(xué)習(xí)太極拳的體會，筆者和一位師姐、一位師弟一起學(xué)習(xí)太極拳，年紀(jì)最輕的師弟在部隊(duì)中學(xué)過拳術(shù)，太極拳自然也學(xué)得最快。師傅熱情地教，我們認(rèn)真地學(xué)，在學(xué)習(xí)的過程中，師傅邊講邊演示動(dòng)作，我們也非常認(rèn)真地聆聽，努力地模仿。當(dāng)師傅講解和演示三四遍后，要求我們自己練習(xí)時(shí)，問題就出現(xiàn)了。我們的掌型、拳型不分，肘關(guān)節(jié)不是太高就是太低，注意了手型，就亂了步法，注意了步法就忽略了腰部的旋轉(zhuǎn)。然而，這些問題還僅僅是我們學(xué)習(xí)過程中常見的細(xì)小問題，給我們學(xué)員打擊最大的是：師傅領(lǐng)了幾遍動(dòng)作后停下，我們馬上僵在某一動(dòng)作上無法連貫地繼續(xù)下面的招式，也無法打出該動(dòng)作前面的招式。

為什么會出現(xiàn)這種情況，是師傅教得不認(rèn)真，不懂教學(xué)的方法，還是我們學(xué)員學(xué)習(xí)素質(zhì)太差？學(xué)習(xí)態(tài)度不端正、學(xué)習(xí)方法不正確還是學(xué)習(xí)能力太低導(dǎo)致的呢？

作為教師，不禁感嘆。當(dāng)老師也成為學(xué)生時(shí)，甚至是學(xué)困生時(shí)，才能真正體會到學(xué)困生的學(xué)習(xí)之艱難。

聯(lián)想到我們平時(shí)的教學(xué)情況，我們一直埋怨學(xué)生在老師教了多少遍以后還學(xué)不會，還學(xué)不好。我們還有什么勇氣或資本去批評學(xué)生？我們是否要改變一下教與學(xué)的角色來看待教學(xué)問題。

其實(shí)，這里面還涉及到一個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)理問題。筆者總結(jié)了一下，為什么自己初學(xué)太極拳時(shí)學(xué)得較差，主要原因有以下幾點(diǎn)：

（1）個(gè)人缺乏相關(guān)的運(yùn)動(dòng)知識背景，特別是拳術(shù)的知識背景；

（2）思維的大腦內(nèi)存太小，無法一下子接收連續(xù)的幾個(gè)招式；

（3）自身的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力較差，頭、手、腳、腰等肢體無法在短時(shí)間內(nèi)協(xié)調(diào)到位。

為什么會出現(xiàn)這種情況，我們先來了解一下學(xué)習(xí)的思維機(jī)制？

1 學(xué)習(xí)的思維機(jī)制

人，只要有生命，就必定處于思維狀態(tài)。只不過有時(shí)思維狀態(tài)非?；钴S，有時(shí)思維比較緩慢、低迷。當(dāng)我們周圍出現(xiàn)新鮮事物、發(fā)生新的事件，當(dāng)我們進(jìn)入一個(gè)新環(huán)境或我們的意識處于“燒腦”的新情境中（如閱讀時(shí)在大腦中產(chǎn)生的虛擬情境）時(shí)，我們的思維就開始興奮活躍起來。

大腦的思維過程需要有記憶區(qū)域、工作區(qū)域及學(xué)習(xí)環(huán)境組成。

記憶區(qū)域儲存了我們平時(shí)有意識學(xué)習(xí)或無意識學(xué)習(xí)中獲得的海量的、各種各樣的信息。當(dāng)我們的大腦進(jìn)入學(xué)習(xí)環(huán)境中時(shí)，就會從記憶區(qū)中提取相關(guān)或相近的知識背景，并在大腦的工作區(qū)域中將提取的知識背景與當(dāng)時(shí)環(huán)境中的信息進(jìn)行有效整合，然后進(jìn)行運(yùn)算、分析，得出正確或不正確的結(jié)果，或者得不出結(jié)果。

記憶區(qū)域相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的硬盤，工作區(qū)域相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的內(nèi)存。計(jì)算機(jī)內(nèi)存的大小主要決定了計(jì)算機(jī)運(yùn)行的速度，為什么多個(gè)人同時(shí)出現(xiàn)在同一個(gè)問題情境中時(shí)，有的人反應(yīng)很快，有的人反應(yīng)較慢呢？主要的原因還是在于不同的人在同一學(xué)習(xí)環(huán)境中思考時(shí)，大腦中提取的知識背景不同而引起的。對于不同的個(gè)體來說，由于學(xué)習(xí)經(jīng)歷、生活經(jīng)驗(yàn)不同，其產(chǎn)生的知識背景也不同。不同的背景知識、工作區(qū)域的性能及學(xué)習(xí)環(huán)境共同決定了思維的快慢和結(jié)果。

2 問題導(dǎo)學(xué)在認(rèn)知學(xué)習(xí)中的作用

2.1 提取知識背景

當(dāng)學(xué)生在思維環(huán)境中開始認(rèn)知學(xué)習(xí)時(shí)，大腦首先要從記憶區(qū)域提取知識背景。所謂知識背景，就是當(dāng)我們進(jìn)行學(xué)習(xí)新事物或新方法時(shí)所需要的相關(guān)的知識或思維方法，其中相關(guān)的知識稱為背景知識。

[問題案例1]

《兩小兒辯日》是出自《列子·湯問》的一篇家喻戶曉的文章，原文中記載了這一段話：

孔子?xùn)|游，見兩小兒辯斗，問其故。

一兒曰：我以日始出時(shí)去人近，而日中時(shí)遠(yuǎn)也。

一兒以日初出遠(yuǎn)，而日中時(shí)近也。

一兒曰：日初出大如車蓋，及日中則如盤盂，此不為遠(yuǎn)者小而近者大乎？

一兒曰：日初出滄滄涼涼，及其日中如探湯，此不為近者熱而遠(yuǎn)者涼乎？

孔子不能決也。

兩小兒笑曰：孰為汝多知乎？

第一個(gè)小孩認(rèn)為太陽早晨剛出來時(shí)距離人近，因?yàn)樘柨瓷先ポ^大，他判斷的背景知識是同樣的物體距離人近時(shí)看上去大，距離人較遠(yuǎn)時(shí)看上去較小。第二個(gè)小孩認(rèn)為太陽正午時(shí)距離人近，因?yàn)檎鐣r(shí)較早晨時(shí)氣溫較高，他判斷的背景知識是同一高溫的物體距離人近時(shí)感覺溫度高，距離人遠(yuǎn)時(shí)溫度低。

盡管這是個(gè)寓言故事，但如果沒有現(xiàn)代的物理學(xué)的相關(guān)知識，僅從生活經(jīng)驗(yàn)中的背景知識是無法來解釋的。事實(shí)上，太陽跟地球之間的距離偏差與日地之間的距離相比，完全可以忽略不計(jì)。太陽升起或下落時(shí)，其發(fā)出的光線在大氣層中發(fā)生折射，光線向地面方向發(fā)生彎曲，我們看到較大的太陽是光線發(fā)生折射后的像，而遠(yuǎn)處的景物襯托出太陽看上去較大。中午時(shí)分，太陽穿過的大氣層較薄，折射的影響較小，所以看上去太陽較小。而且午時(shí)地面吸收的熱量要多于散發(fā)的熱量，所以氣溫就較高。

當(dāng)我們有這些物理背景知識后就能輕松地對“兩小兒”的爭論作出正確的判斷。

教學(xué)同樣如此，無論學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識、新方法階段還是在復(fù)習(xí)階段進(jìn)行深化學(xué)習(xí)時(shí)，幫助學(xué)生建立知識背景無疑是一個(gè)極其重要的手段。

創(chuàng)設(shè)問題情境是問題導(dǎo)學(xué)的一個(gè)常用并重要的教學(xué)手段。一個(gè)良好的問題情境可以有效、快速地幫助學(xué)生建立知識背景，并能有效提取相關(guān)的背景信息。問題情境的創(chuàng)設(shè)可以是多種多樣的。問題情景可以是一個(gè)敘述故事，可以是一段影像，可以是一段生活經(jīng)驗(yàn)等等。這類問題情景可以快速地激發(fā)學(xué)生對原有記憶中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行回憶，有效地提取大腦中原有的儲備信息。問題情境可以是一個(gè)實(shí)驗(yàn)，它可以幫助學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提取原有相關(guān)的科學(xué)原理、規(guī)律等背景知識和思維方法。問題情境可以是一個(gè)設(shè)問，可以是一幅照片，也可以是一張表格等。在學(xué)習(xí)新知識或復(fù)習(xí)舊知識時(shí)，可以為學(xué)生即將開展的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)一個(gè)可以有效提取的相關(guān)背景知識和思維方法。

那么，是不是所有的知識背景都是有價(jià)值、有意義的呢？課堂教學(xué)應(yīng)該創(chuàng)設(shè)怎樣的問題情境呢？

對于任何一個(gè)人來說，儲存于大腦記憶區(qū)域中的大量背景知識不一定是科學(xué)的。如平常的生活經(jīng)驗(yàn)讓我們直覺重的物體下落更快，水平路面上的物體受到推力后可以發(fā)生運(yùn)動(dòng)，一旦推力消失，物體則會慢慢停下來，于是我們的直覺是物體受到力后發(fā)生運(yùn)動(dòng)。這些基于生活經(jīng)歷或?qū)W習(xí)形成的經(jīng)驗(yàn)、知識或方法也稱為“前概念”。對于教育而言，幫助學(xué)生建立起科學(xué)的知識背景是非常重要的?？茖W(xué)的知識背景需要從眾多的知識背景中剔除錯(cuò)誤的知識和方法，消除次要知識的干擾，挑選出與當(dāng)前學(xué)習(xí)緊密聯(lián)系的知識和方法，這樣的知識背景才是科學(xué)的。

[問題案例2]

在火星表面，離地高h(yuǎn)處平拋一物體，水平射程為x，若已知火星的半徑為R，則從火星上發(fā)射環(huán)繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星所需的最小速度應(yīng)該為多大？

在這一問題中，求解火星表面的重力加速度的大小是解決問題的關(guān)鍵，我們只要根據(jù)平拋知識先求出重力加速度的大小，再根據(jù)第一宇宙速度公式即可求出結(jié)果。在實(shí)際的教學(xué)中會發(fā)現(xiàn)不少同學(xué)認(rèn)為，離地高h(yuǎn)處的重力加速度應(yīng)該為。

為什么會產(chǎn)生這種想法呢？主要原因是3個(gè)重力加速度的概念，它們分別是地表面的重力加速度、離地高h(yuǎn)處的重力加速度及近地衛(wèi)星所在軌道處的重力加速度。這3個(gè)重力加速度在本問題情境中是否相同，該如何處理。在高中物理中，我們研究的平拋運(yùn)動(dòng)，其高度通常在幾米或幾十米，較高的也在幾百米以內(nèi)，而一般的星球半徑一般在幾千千米以上，所以該問題中離地高h(yuǎn)處平拋物體的高度大小與火星半徑大小相比完全可以忽略不計(jì)。所以，在離地高h(yuǎn)高度內(nèi)重力加速度可以視為常數(shù)，也就是當(dāng)?shù)氐牡乇砻嬷亓铀俣?。那么，從火星表面上發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度中（v=）的重力加速度g是不是地表面的重力加速度呢？由于近地衛(wèi)星離地有幾百公里的高度，與火星的半徑相比完全可以忽略不計(jì)，所以，衛(wèi)星的軌道處的重力加速度也可以認(rèn)為跟地表面的重力加速度近似相等。但為什么學(xué)生出錯(cuò)呢？這是由于學(xué)生缺少從宇宙中鳥瞰地球的背景知識，而且和我們?nèi)粘５纳罱?jīng)驗(yàn)形成的高度來比，衛(wèi)星是在天上，人在地上，衛(wèi)星的高度已經(jīng)非常高了，所以學(xué)生認(rèn)為重力加速度要用計(jì)算就不足為奇了。

2.架設(shè)思維支點(diǎn)

當(dāng)大腦從記憶區(qū)域提取相關(guān)的知識背景后，就要在工作區(qū)域進(jìn)行思考。美國弗吉尼亞大學(xué)心理學(xué)教授威林厄姆指出，大腦的思考是緩慢的。他主要是基于大量的實(shí)驗(yàn)研究后得出的結(jié)論。如果從思維的機(jī)制角度來分析，當(dāng)大腦開始思考某一問題時(shí)，則要從記憶區(qū)域中調(diào)取大量相關(guān)、相似、相近甚至是相反方面等等的事實(shí)性知識、推理性知識信息，并從中進(jìn)行梳理、分析、計(jì)算出有聯(lián)系、有價(jià)值的信息。這一過程對于大多數(shù)人來說是緩慢的，因?yàn)楸M管大腦記憶區(qū)域中的信息是海量的，但是有聯(lián)系、有價(jià)值的信息往往是有限的，并且要從中找出有聯(lián)系、有價(jià)值的信息過程并在大腦思維的工作區(qū)域進(jìn)行信息處理是比較緩慢的，所以我們感到思考比較困難，常說“這個(gè)問題太難了”，“思考得頭腦發(fā)脹”，“想得我頭疼”等等。在課堂教學(xué)中，如何讓學(xué)生的思維減少難度，少走一些彎路呢？針對學(xué)生的實(shí)際情況，提出適當(dāng)?shù)膯栴}可以幫助學(xué)生架設(shè)思維的支點(diǎn)。

[問題案例3]

（2013年江蘇高考12B題）如圖1所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對地面的速度均為v（v接近光速c）。地面上測得它們相距為L，則A測得兩飛船間的距離__________ （選填“大于”“等于”或“小于”）L。當(dāng)B向A發(fā)出一光信號，A測得該信號的速度為__________。

讀完這一題后，大腦是如何思考的呢？

大腦首先在記憶區(qū)域中搜索相關(guān)知識，主要有經(jīng)典物理理論，經(jīng)典時(shí)空觀讓我們意識到時(shí)間、長度、質(zhì)量是絕對的、不變的。故兩飛船的距離等于L。

在日常的生活和學(xué)習(xí)活動(dòng)中，我們經(jīng)常聽到或了解到光速是宇宙中的最快速度，而光速對于任何參考系是不變，大腦根據(jù)以往形成的知識背景就會意識到A測得B向A發(fā)出一光信號的速度為c。

對于學(xué)習(xí)過高中物理3-4教材的學(xué)生來說，相對論告訴我們運(yùn)動(dòng)的物體長度變短，時(shí)間變慢，質(zhì)量變大。地面上觀測A、B兩艘飛船，由于兩艘飛船都在運(yùn)動(dòng)，測得的距離應(yīng)該變短了，所以兩飛船的實(shí)際距離應(yīng)該大于L。但得出這一推理實(shí)際上比較困難。主要問題有：

（1）兩飛船的實(shí)際距離是相對于什么參考系，是不是以地面為參照物，如果是以地面為參照物的話，這與題目提出的問題是不是矛盾了？

（2）運(yùn)動(dòng)的物體長度變短，這個(gè)結(jié)論可以這樣表述：相對于地面運(yùn)動(dòng)的物體的長度小于相對于地面靜止時(shí)同一物體的長度。但現(xiàn)在A、B兩艘飛船都在以高速飛行，飛船的長度應(yīng)該變短了，但問題是要判斷兩飛船之間的距離如何變化？何況以飛船為參照物，兩飛船是相對靜止的，而地面在高速后退，故要判斷A測得兩飛船間的距離就顯得較為困難。

如何越過解決這一問題的思維拐點(diǎn)呢？在教學(xué)中如何給學(xué)生提供一個(gè)思維支點(diǎn)呢？我們可以設(shè)想兩飛船之間有一把長尺，尺的長度即為兩飛船之間的距離，現(xiàn)在把兩飛船和長尺看成一個(gè)整體，當(dāng)這一整體相對地面以速度v（v接近光速c）飛行時(shí)，地面上測得長尺的長度L已經(jīng)變短了，所以兩飛船間的距離大于L。

可見，給學(xué)生架設(shè)一個(gè)思維支點(diǎn)，可以撬動(dòng)思維的地球。

3.激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

前面講了思維的機(jī)制，但人腦畢竟不同于電腦，心理因素對認(rèn)知學(xué)習(xí)也有重要的影響。好奇心是人的天性。從心理學(xué)角度來講，好奇心是人遇到新事物、新事件或處在新的外界條件下所產(chǎn)生的心理傾向。現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)有兩種，一種是內(nèi)在動(dòng)機(jī)，指人們對活動(dòng)本身的興趣所引起的動(dòng)機(jī)；另一種是外在動(dòng)機(jī)，由外部誘因所引起的動(dòng)機(jī)。一個(gè)好的問題可以讓學(xué)生從內(nèi)部產(chǎn)生好奇心，從而產(chǎn)生求知的動(dòng)力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)；一個(gè)問題的解決，可以讓學(xué)生產(chǎn)生愉悅的心理，形成成就動(dòng)機(jī)。因?yàn)椤皢栴}導(dǎo)學(xué)”本質(zhì)上通過“問題”來“誘發(fā)”“加強(qiáng)”和“維持”學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

筆者清楚地記得1993年剛進(jìn)蘇州大學(xué)物理系學(xué)習(xí)普通物理時(shí)，在物理樓實(shí)驗(yàn)室里看到老師演示雙圓錐體沿著兩根傾斜導(dǎo)軌向上滾動(dòng)的現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)筆者非常驚奇。機(jī)械能守恒是科學(xué)真理，對此筆者毫不懷疑，但雙圓錐體會沿著兩根傾斜導(dǎo)軌向上滾動(dòng)這一現(xiàn)象是實(shí)驗(yàn)事實(shí)，筆者無法用學(xué)到的物理知識來解釋眼前發(fā)生的客觀事實(shí)，直至老師引導(dǎo)我們觀察雙圓錐體的重心如何變化時(shí)才恍然大悟。當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)情境強(qiáng)烈地沖擊著筆者的心理，感到物理實(shí)驗(yàn)可以同魔術(shù)一樣讓人產(chǎn)生驚奇，令人著迷。

在實(shí)際的教學(xué)過程，好的問題情境可以讓人產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心，讓人從內(nèi)心產(chǎn)生探究的欲望、學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)學(xué)手段會產(chǎn)生良好的結(jié)果，取得較好的教學(xué)效果。

如在高一物理“彈力”的教學(xué)過程中，在研究支持力和壓力產(chǎn)生的機(jī)制和方向時(shí)，筆者設(shè)置了以下問題進(jìn)行引導(dǎo)。

[問題案例4]

問題1：水平桌面上書要不要受到支持力？支持力是如何產(chǎn)生的？桌面為什么能給書支持力？支持力的方向如何？

教師邊實(shí)驗(yàn)邊分析：也許是桌子形變產(chǎn)生的，桌子太硬，形變看不出來。如何讓微小形變可以清晰地呈現(xiàn)在學(xué)生的腦海中呢？教師的導(dǎo)學(xué)手段有很多，如教師可以通過光學(xué)實(shí)驗(yàn)來觀察，即讓細(xì)光束照射放置在桌面上的平面鏡上，觀察反射到墻面上光點(diǎn)的移動(dòng)來研究。筆者常常讓學(xué)生通過想象各種學(xué)習(xí)生活的形成背景知識來進(jìn)行分析推理。筆者要求學(xué)生將桌子想象成巨大的海綿，當(dāng)書放在海綿上，海綿會明顯向下彎曲，海綿要恢復(fù)原狀，就會產(chǎn)生向上的彈力。從而得出的結(jié)論是：支持力是彈力，方向與形變方向相反，垂直于支持面而指向被支持的物體。

這個(gè)問題是連續(xù)提問，讓學(xué)生形成思考鏈，教師通過夸張的手段幫助學(xué)生提取彈力產(chǎn)生的知識意義開展思維，這種教學(xué)方法不僅能夠抓住問題的本質(zhì)，而且能調(diào)動(dòng)積極的心理因素來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維。

問題2：書對桌面的壓力如何產(chǎn)生？方向有何特點(diǎn)？

同樣，教師可以邊實(shí)驗(yàn)邊分析：也許壓力是書形變產(chǎn)生的，書太硬，形變看不出來，將書想象成塑膠水袋。當(dāng)塑膠水袋放置在桌面上，圓形變成橢圓形。塑膠水袋要恢復(fù)原狀，就產(chǎn)生向下的壓力。由此得出結(jié)論：壓力是彈力，方向與形變方向相反，垂直于支持面而指向被壓的物體。

上述兩個(gè)問題連續(xù)進(jìn)行，層層深入，可以有效強(qiáng)化思維。讓學(xué)生理解彈力是由于物體自身發(fā)生形變后要恢復(fù)原狀產(chǎn)生的抵抗外界的力。

這種想象活動(dòng)，可以讓學(xué)生在已經(jīng)獲得經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將表象重新加以組合形成想象情境，它雖不像真實(shí)情境那樣可以看得見，摸得著，但它的意象卻比真實(shí)情境更廣遠(yuǎn)，更富有感情色彩。學(xué)生的情緒往往在想象情境中不斷高漲，學(xué)生的想象力也得到鍛煉并隨之發(fā)展。并能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

課堂是學(xué)生最主要、最重要的學(xué)習(xí)陣地?！皢栴}導(dǎo)學(xué)”是教師將教學(xué)內(nèi)容化作問題，以問題為載體，以問題為主線，以問題為手段的教學(xué)方法?！皢栴}導(dǎo)學(xué)”的理念是充分調(diào)動(dòng)每一位學(xué)生的思維，不斷激發(fā)和維持每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和動(dòng)機(jī)。盡最大可能地開發(fā)每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，最大程度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)。從這個(gè)角度來說，“問題導(dǎo)學(xué)”不僅是一種教學(xué)的過程，一種教學(xué)的方式，更體現(xiàn)出一種教學(xué)的理念。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯 劉 榮）