基于问题解决的知识建构的基本途径和机制
问题解决活动可以经过三种不同的方式导致经验的发展:
巩固-熟练途径。 问题解决作为对原有知识经验的应用,同时可以巩固相应知识的记忆保持,提高相应技能的熟练化程度。传统教学在新知识习得之后所安排的习题在狠毒程度上就发挥这种作用。建构理论者常常用问题图式来描述问题解决活动。一个问题图式包含两个方面的信息,其一是关于它所对应的某类的特征描述,其二是这类问题的解决方法。学习者面对较常规的、较熟悉的问题时,有基本相应的问题图式,这时问题解决过程基本就是选择和启用合适的问题图式的过程。这样的问题解决练习可以使问题解决技能更完善、更熟练,具体表现为,随着练习的进行,学习者的言语指导逐渐减少,形成的技能更迅速、更准确。其机制可能为:(1)组块。将连续执行以达到某个目的的活动连贯起来,构成大算子。(2)运算的自动化。通过解决问题的练习,加强条件-活动之间的连接强度,减少因意识努力而占用的心理能量,也通过程序性知识的概括和分化,提高运算的精确性和速度。
深化-整合途径。 当所面对的问题与学习者的原有经验有一定的距离时,在问题解决过程中,学习者常常需要同时激活多方面的相关知识,并综合起来作一定的推理和转化,以形成解决当前问题的思路。这一过程可以可以帮助学习者深化对知识的理解,在知识经验之间建立更为丰富的联系,形成更为整合的更为融会贯通的知识结构。有人把问题分为低水平问题和高水平问题。高水平问题要求学生进行更为精细的思维,需要将新旧知识加以联系和综合,并进行推理和概括;而低水平的问题则只要求学生回答一些事实性信息。大体而眼高水平的问题能使学习者投入更高水平的认知加工活动,更能促进学习者对文本中有关信息的深入理解,促进新旧知识的综合和联系,而这并不会干扰简单信息的学习。当然高水平的问题并不能完全保证高水平的学习,这取决于学习者以何种方式来分析和回答问题。对于需要联系运用原有知识的基于图式的问题大多数的同学会采用基于图式的方式来处理,但仍有大约三分之一的学生以基于文本的方式来回答,即倾向于直接从文本中找出现成的答案。
问题解决可以将原理性知识与一定的问题情境联系起来,促进问题图式的深化发展,提高知识的可迁移性。Anderson的ACT模型中有三个主要成分:陈述性记忆,程序性记忆和工作记忆。技能的获得就是陈述性记忆转化为程序性记忆的过程Anderson将这一过程称为知识编辑。知识编辑有两个子过程:一是程序化过程。在问题解决的开始,学习者会通过手段-目的等方法,结合所学的陈述性知识,形成一系列的子目标,经过不断的问题解决活动,某个陈述性知识会在某个子目标背景下反复出现这样新的产生式规则就形成了,陈述性知识成了条件,而所执行的操作称为生产式的活动部分。二是合成。一系列相关的生产式聚合成一个更大的生产式,以更快的速度实现一系列小生产式的操作效果。
以上可以看出,提出和解决高水平的问题可以深化学习者对知识的理解,丰富新旧知识的联系,有利于知识经验的整合和灵活迁移。
三 新知识建构。当学习者面对具有挑战性的问题时,他们只有一些相关的、基本的背景经验,而没有可以直接同化当前情境的图式,这会使学习者感到疑难。为了解决问题,学习者需要运用已有的知识基础,分析当前问题的基本结构,洞察问题中所隐含的基本关系,进行辨别、分析、综合和推论,生成假设并进行检验。在此过程中,学习者可能会对问题中所蕴涵的关系和规律形成新的理解,建立解决这类问题的新图式。根据解决问题的方式不同,新知识的建构可以有以下两种实现途径。
1 主要基于问题活动本身而实现的新知识构建 。在关于学习过程的研究中有两种不同的角度,一种是关注技能获得,包括其编码及其发展,一种是关注理解的形成和发展。首先,通过问题的解决学习者可以获得某类问题图式,形成相应的问题解决技能。当面对较难的问题时,学习者没有覆盖整个问题的图式,但有一些能反映问题的部分侧面的图式,这时学习者可以通过图式的组合来形成解决当前问题的图式。其次,通过问题的解决,学习者还可以基于对问题的分析,构建起相关的原理性知识,形成对某种概念、规律和关系的理解。问题解决意味着由疑惑不解到理解洞悉,由不确定到确定,由含糊到明确,问题解决的结果就在于获得此问题的答案。比如让学生分析浮力是怎样产生的答案本身就是新知识的获得。另外在解决问题的过程中,学习者往往需要将最终目标分解为若干个子目标,为解决最终的问题,首先要解决一系列的子问题,这些子问题的解决也会导致新知识的构建。问题的背后往往隐含着某种关系,以问题解决为基础,学习者可以对其中的基本关系形成一定的理解,而这种理解和合理性和有效性又在问题解决的活动中得以检验。为了帮助学习者通过问题解决获得某种概念或原理,所使用的问题应该是知识丰富领域的问题。另外在问题形式上常常是结构不良的,开放性的问题,而不是有标准答案和解法的定义完好的问题。
2 以问题解决为中心线索,结合其他学习途径而实现新知识的建构。问题式学习只是人类经验建构的一种途径,我们强调他对教学的意义,但并不是以次而反对或摒弃其他学习活动人的不同学习途径需要互相配合,优势互补。在通过问题解决进行学习的同时,学习者可以通过阅读、听课和讨论等其他学习形式,将以不同学习途径建构起来的知识整合起来。在基于问题式学习的过程中,学习者先要理解、分析当前的问题,进行讨论,确定它们已经知道了哪些信息,有什么想法,同时又要确定还需要进一步了解的内容,形成下一步学习的学习要点,这包括那些对问题解决来说很重要的而他们又不太理解的需要进一步学习的概念和原理等。此后学习者要针对这些学习要点分头探索,这可能是查阅有关的课本、手册或其他参考资料,可能是现场考察,测试分析,也可能是访问专家。而后学习者再次集合,交流不同途径得来的信息,综合应用到当前问题的解决活动中。问题解决活动使学习者自己评价自己的知识,确定自己的欠缺之处,而后去主动地获得知识,这使整个学习过程具有自主学习的性质。
综上所述,问题解决可以从不同的途径导致学习的发生,它可以巩固熟练原有的知识技能,可以深化学习者的理解,促进知识经验的整合联系和灵活运用,而且它也可以帮助学习者建构新的问题图式和原理性知识。这些途径的划分是根据问题解决的方式及问题解决对知识建构的不同作用而作出的,应该说这个划分只具有相对意义,而没有绝对的界限,从巩固-熟练到深化-整合,再到新知识建构,这是一个连续体,问题解决活动在知识建构中需要起到什么样的作用,这取决于教学的具体目的和具体环节。
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