問題式學習和項目式學習
作者：趙楠 裴新寧
原文發表于《上海教育》2019年第03A期第72-74頁。引用請參見原文并注意版權所有。
問題式學習（problem-based learning，本文簡寫為pbl）和項目式學習（project-based learning，本文簡寫為PBL）作為主動學習方式的代表，在20世紀末被學習科學（the Learning Sciences）重新詮釋并注入新的活力，發展成為學習者中心的教學模式或課程模式。相較授受式的課程教學，它們都能更有效地發展學生的深層理解和高階技能。但是，許多讀者容易因縮寫相似而混淆兩者（注：在不同文獻中，問題式學習和項目式學習的縮寫不同。除了本文的縮寫形式外，有些文獻把項目式學習和問題式學習都縮寫為PBL，或是問題式學習縮寫為PBL、項目式學習縮寫為PjBL），希望對原理和過程（或內容）多作些了解。本文從學習科學的取向對兩者加以討論。
什么是問題式學習
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問題式學習（pbl）是一種以虛擬問題場景或真實案例驅動學生主動學習、整合理論與實踐的教學策略，并以此為基礎發展出相應的教學模式。學生往往在小組中工作，通過解決沒有唯一正確答案的問題來學習某個主題。
pbl最早出現在20世紀60年代的醫學教育中。加拿大麥克馬斯特大學的教師們發現，傳統教學并未教會學生如何運用基礎醫學知識解決臨床問題，而通過pbl呈現真實的過往病例供學生診斷，卻能有效發展臨床問題解決技能。
20世紀末，溫特貝爾特大學認知與技術小組（CTGV）開發的賈斯珀問題解決系列助推了pbl在基礎教育中的應用。賈斯珀系列包含以錄像為載體的歷險故事，解決問題所必需的數據和教學境脈都鑲嵌在故事之中。例如，在“邦尼牧場的援救”故事中，有一只受傷的鷹和一架能用于救援的超輕型飛機，要求學生找出營救鷹的最快方法并計算出所需時間。學生既要學習距離—速度—時間的數學問題，還要考慮超輕型飛機的載重量、燃油儲量和燃料消耗等真實的復雜問題，從而發現數學問題與日常生活事件的關聯，形成解決復雜問題的技能，并發展團隊協作、有效溝通、為決策而爭論等能力。
現如今，在學習技術的支撐下，pbl已廣泛應用于各類學校教育（從基礎教育到高等教育、職業教育），并跨越語言、文學、數學、地理、歷史、科學等多個學科，旨在為學生提供真實的復雜問題情境，幫助他們學習與實際應用相連的新知識與新技能，并掌握必要的社會技能。
什么是項目式學習
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項目式學習（PBL）是一種以人工制品開發，驅動學生主動發現問題并協作確定解決問題方案的學習型課程模式。這些人工制品對學生而言是真實而有意義的，映射出學科或跨學科的核心概念和原理，反映領域專家（科學家、數學家、作家、歷史學家、工程師等）的實踐活動。人工制品可以是報告、實物模型、計算機模型、視頻、錄影和其他基于技術的表征等。
PBL有著悠久的歷史，可追溯到20世紀初期弗蘭西斯·W·帕克（Francis W. Parker）的“項目教學”（project teaching）和約翰·杜威（John Dewey）的“做中學”工作。其教學理念吸收了農藝學和工藝學的思想，最初在小學課堂中使用，后來拓展至所有年級的課堂。但是，由于PBL缺少簡潔的定義，這也妨礙了對它的評價。PBL作為學校實踐的描述性術語，曾被“以兒童為中心”的課程和活動課程所替代，銷聲匿跡過一段時間。
20世紀90年代起，學習科學研究讓教育者認識到學習者對知識的主動建構和社會交往對學習的重要作用。在此背景下，一些學者發現，無效的教材設計和教學方式導致了學生對科學的淺表理解，他們開始與中學科學教師合作開發PBL課程，制定相關的學習策略和設計原則。20多年來，PBL被學習科學家持續注入新的活力，作為變革科學教學的有效途徑，得以迅速發展。
新世紀以來，現代教學技術重新定義了教與學的過程。網絡探究、維基（wikis）、社交媒體等web2.0教學工具正在深度融入PBL課堂。圖表、交互可視化、建模工具等計算機軟件，能幫助學生看到數據的模式，擴大探究問題的空間，執行在沒有軟件支持的條件下所無法完成的任務。當學生在網絡平臺上發布自己的作品時，他們就成了知識的主動生產者。作為尊重個體差異、增進學生參與、培育高階技能的有效學習方式，PBL已被寫入美國、加拿大、芬蘭等發達國家的基礎教育課程標準，越來越多地應用于跨年級和跨學科水平的課程與教學的組織。項目式STEM或STEAM課程、創客教育，以及在科學教育領域成功使用20余年的WISE（基于網絡的科學探究環境）課程都隸屬此類課程。在美國，PBL已成為科學“核心概念”教學的中心環節。持續跟進的教育研究顯示，PBL正在21世紀課堂扮演著愈發重要的角色。
pbl和PBL的理論支撐
和設計特點
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問題式學習（pbl）扎根于建構主義和社會文化理論。在pbl小組中，當學生在團隊中參與協作探究來解決劣構問題時，識別問題、整合知識和內化知識等深度學習發生在社會協商和社會建構的過程之中。
pbl的核心在于支持主動學習的教學循環的設計。學生首先看到假想的問題場景或真實案例，然后進入協作探究以更好地理解問題、找出學習要點，通過收集、聯系、交流信息的迭代循環來解決真實問題。圖1展示了pbl臨床醫科案例及其支持主動學習的教學循環。“肌肉—骨骼系統”課程單元由兩課時構成。學生首先從假想的問題場景中識別出關鍵事實，形成初步的診斷假設，然后學生們得到更多關于何先生的病史和體檢信息，用這些信息來產生“學習主題”，找出知識差距，進而促使他們從事自我調節的學習，以確認自己的診斷。學生在課外研習這些學習主題。后一節課他們再次得到新的信息，由此產生新的學習主題，并使用第一節課的自我調節學習中所學到的知識來解決新的學習主題。隨后，學生就所有信息進行評價，做出何先生醫療問題的最終診斷。當得出原因和解決方案后，學生解釋并反思有關的概念和原理。
問題探究和解決的成功，離不開腳手架支撐。教師和表征工具（如結構化的任務圖示、學生構建的流程圖、概念圖、表格等）都可作為學習過程的腳手架，幫助學生拓展能力。腳手架主要用于傳達問題和助力建模、提供輔導、讓學生清晰表達。隨著學生能力的提高，腳手架逐漸移除。
圖1 pbl臨床醫科案例：問題場景和支持主動學習的教學循環
（改編自Hmelo-Silver，2004）
項目式學習（PBL）是建構主義情境學習的一種形式，其理論假設是學生只有在真實境脈（或與專業實踐接近的境脈）中求知（knowing）才能夠獲得對學習材料的深入理解。即求知與“做事”（doing）是不可分割的。運用PBL的目的是幫助學生擺脫填鴨式的被動接收，讓他們主動投入于積極的社會交往與知識建構、表達與創新中，學會使用認知工具，通過創建有形的人工制品向他人展示自己所學。
學習科學研究識別出PBL環境或課程應具備六個特征（見圖2）。以人工制品替代學習結果，是PBL最為顯著的特征，而如何有效地把科學核心概念、科學實踐和學習技術注入課堂，則是PBL設計的核心挑戰。通常，在項目開始時，為了明確學習的邊界，教師會提供最終產品的規格說明，而如何做則是由學生自己掌控的。學生在團隊中工作，通過多輪迭代完成產品制作。例如，在“怎樣才能從遠處聞到東西的氣味？”項目中，學生首先識別出研究問題——氣味如何在房間內傳播，并提出可能的制約因素（如物質的狀態、相變和性質）；隨后，學生投入一系列科學實踐，包括設計和實施探究、修正研究問題、開發和使用模型以及形成解釋等，從而發展出對物質的粒子模型的深度理解。
在從事項目的過程中，學生需要考慮同伴的觀點，捍衛或改變自己的觀點；教師作為“教練”,提供指導、反饋和建議。期間，學生很可能會遇到幾個“問題”，從而產生“可教的時刻”。可以說，作為腳手架支撐的迷你授課是依據學生需要提供的，為的是橋接新舊概念，使學生建構對概念的深度理解，以更好地實現最終產品。
pbl和PBL的相似之處
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問題式學習和項目式學習都是建構主義取向的教學或課程模式，關聯了學校的學習經歷與真實的生活情境，凸顯了學習的建構性與情境性。《劍橋學習科學手冊》分別凝練了它們的設計要素（圖2），相似的要素包括：問題或任務是開放性的，存在多種解決路徑；（模擬）專業實踐情境，為學生提供真實應用知識與技能的機會；以學生為中心，教師作為學習的促進者或教練；強調協作探究，為學習過程搭建多種類型的腳手架；采用基于實作的評價，并為學生提供充足的時間進行反思、自我評價和同伴評價。
圖2 pbl和PBL的設計要素
（參見：R. Keith·Sawyer(Ed.)The Cambridge Handbook of the Learning Sciences (2nd )，2014，281-310）
pbl 與 PBL的不同
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問題式學習并不等同于項目式學習。問題式學習通常涉及單一學科（跨學科的比較少見），持續較短時間。項目式學習大多是跨學科的，持續較長時間（數周、數月或更長時間）。總體上，項目式學習應用得更為廣泛，常常由諸多“問題”組成。它們的主要區別為：
第一，問題的真實程度不同。問題式學習的問題場景或案例通常與學生的當下生活有一定的“距離”，涉及健康及疾病診斷問題、設計問題（如設計保溫杯）、戰略問題（如管理投資組合）和決策問題（如商業管理、領導力教育、緊急醫療等在高風險條件下做出高風險決策）等問題場景。項目式學習通常是完全真實的任務和情境，涉及的問題如“怎樣防止傳染病在社區傳播？”“如何規劃建造市中心城市廣場”“為何吊扇頂部能不停旋轉，而鐘擺運動卻隨時間推移而減弱？”等。
第二，學習模式不同。問題式學習屬于探究模式，遵循特定的學習周期，學習活動始于待解決或學習的問題，以問題驅動信息收集與評估、知識創造和反思。項目式學習屬于產品模式，遵循“設計—探究”的一般步驟，在指向產品生成的一系列設問的引領下，學習活動圍繞制訂計劃、開展研究、生產創作、修正改進、展示評價等環節展開，逐步攻克完成這些步驟所需解決的一系列問題。
第三，學生承擔責任的程度不同。在問題式學習中，主要由學生承擔起知識獲取的責任，教師一般不直接提供與學科內容有關的指導。項目式學習傾向于更多的教師指導，教師會在“可教的時刻”提供與項目有關的內容指導。
第四，學習側重不同。在問題式學習中，知識獲取和應用同時發生，側重于求知過程（knowing）（即知識的社會建構）。項目式學習強調在實踐活動（doing）中求知（knowing），側重于知識在新情境中的應用與創新。
科學項目學習強調的“實踐活動”是指讓學生從事科學與工程實踐和運用技術工具。比如在“監測河流水質”項目中，學生像科學家一樣設計和實施探究，修正問題，使用各種傳感器和手持設備收集真實數據（pH值、渾濁度、溫度、溶氧量等），用移動設備共享和組織數據，用軟件（可視化、模擬、視頻、動畫、增強現實等）表征數據和建構模型，最終形成關于當地河流水質的科學解釋。
盡管本文對pbl 和PBL進行了一些區分，但是發展到今天，在教育領域兩者實際上已經走向融合，它們共同為發展學生的深層推理、協作、自主學習和問題解決等高階技能提供了可行方式，極大地豐富了課程與教學設計的模式與案例。
（趙楠系華東師范大學教師教育學院博士研究生；裴新寧系華東師范大學學習科學研究中心共同主任、教授、博士生導師）
編輯：陳柏因 校對：金怡靖
