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【芥末翻】科学家分析了 40 多项对问题式学习的研究,它真的能够超越传统课堂吗?

作者:芥末翻 发布时间:

【芥末翻】科学家分析了 40 多项对问题式学习的研究,它真的能够超越传统课堂吗?

作者:芥末翻 发布时间:

摘要:新的教学模式需要验证效果。

【芥末翻】是芥末堆全新推出的一档学术栏目,由芥末堆海外翻译社群的小伙伴们助力完成。我们致力于将全球经典或是前沿的教育理念、教育技术、学习理论、实践案例等文献翻译成中文,并希望能够通过引进这类优质教育研究成果,在全球教育科学的推动下,让更好的教育来得更快!

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本文选自Health Professions Education 2 (2016) 75–79 ,作者 Elaine H.J.Yewa, KarenGohb ,标题《Problem-Based Learning: An Overview of its Process and Impact on Learning》, 译者Sheila Yao,胡悦,编辑阿槑。

编者推荐:在教育创新的浪潮下,基于问题的学习(Problem-based learning)成为一种被广泛采用的教学模式。以建构主义为理论基础,它强调为学生提供真实的、有意义的问题情境,通过小组协作,共同提出和解决问题,在这个过程中完成知识建构。该模式把重点放在学生的学习上,老师更多的是辅助者的角色。

那么,作为一种新兴的教学模式,它对提升学习效果真的有效吗?本文梳理了近年来 PBL 方面的研究,试图给出答案。

PS:想跟大家讨论个小问题,同样被称为PBL,问题式学习(Problem Based Learning)和项目制学习(Project Based Learning)有什么区别?

目前,“基于问题的学习”(Problem-based learning,以下简称PBL)这一教学模式在不同领域、不同类型的教学中被广泛采用,通过创设真实的学习情境,培养学生的批判性思维能力和解决问题的能力。鉴于PBL能够促进职场协作与跨学科学习,它的应用范围从传统的临床教育领域迅速拓展到健康科学、商业研究和工程学等应用学科。

随着越来越多的学校和组织看好PBL并将其付诸实践,关于PBL有效性的研究也越来越多,旨在考察PBL在多大程度上能像大家期待的那样帮助学生养成自主学习习惯、提升问题解决能力以及掌握深层学科知识。早期的研究大多关注PBL在教授特定课程内容时的效果,最近的研究则进一步考察了PBL的实施过程与积极的学习效果之间的关系。本文将对若干关于PBL的效果、有效性、对学生学习的影响的研究加以评述。

PBL是什么?

简而言之,PBL是一种教学方法,借助有意义的问题让学生积极主动的学习。学生以协作的方式去解决问题,在此过程中构建关于学习的心智模型,藉由实践和反思,养成自主学习的习惯。不难看出,PBL是建立在这样一种学习观之上,即学习是一种“建构的、自主的、协作的、情境性的”活动。在建构主义的学习理论中,学生扮演着积极寻求并创造知识的角色,他们借助原有的知识经验,将新的经验纳入自己的认知结构中(心理表征或图式)。强调社会互动对于认知发展的重要性的社会学习理论也进一步支持了这一观点。典型的PBL教学设计用一个有待解决的问题来激发学习。杜威曾这样表述认知与学习者投入的关系,他认为由“某种特定情形所触发的”“迷惘、困惑或疑虑”是引发学习者思考的起点。

为了理解那些给他们带来“迷惘、困惑或疑虑”的现象,学生将激活个体和集体的先前知识经验并寻求外部资源;他们在小组讨论中互相学习,通过反思性写作来巩固学习成果。这种学习经验不仅能促进学生理解概念和主题,还能帮助学生“理解自己与所处的环境,了解有助于自己有效学习的方式和情境” 。作为一种教学策略,PBL之所以赢得众多教育工作者的青睐,是因为它提供了一个支持积极学习和小组学习的教学框架。

PBL的理论前提是:有效学习的过程即学生独立及合作建构意义的过程,该过程离不开社会互动和自主学习。在实施层面,PBL的具体形态因院校或专业而异,但概括而言,可以把PBL看作一个三阶段的迭代过程,包括问题分析阶段、自主学习阶段和总结报告阶段。指导教师(又称辅助者)在其中扮演向导的角色,一方面为学生的学习提供支架(特别是在问题分析和总结报告两个阶段),另一方面在学生通过讨论和分享而建构意义、探究发现的过程中提供支持。

PBL对学习有效吗?

PBL的支持者认为,这一教学模式有助于发展学生的反思、批判性思考与合作能力。至于PBL与传统的讲授式课堂相比孰优孰劣,研究者并未达成共识。研究显示,如果以短期内获取的知识为指标来衡量学习效果,PBL与讲授式课堂相比或平分秋色,或稍逊一筹。然而,若论及知识的长时记忆,PBL则体现出明显优势。

其中,Strobel和van Barneveld考察了若干关于PBL有效性的元分析,发现如从知识的长时记忆、表现式或基于技能的评价、混合式的知识和技能的角度去衡量学习效果,PBL比传统的教学法更加出色。但是,如果我们只关注学生短期内获取和记忆知识的情况,PBL就显得不那么有效了。由此可见,在“培养能干和熟练的从业人员,促进他们更长时间地记忆和掌握所学的知识和技能”方面,PBL不失为一种有效而可取的教学策略。

目前关于PBL有效性的研究大多集中在医学领域,那些来源于应用领域和专业教育领域的研究,则从另外的角度揭示了PBL对学习的影响。以护理教育为例,为了培养与不断增长的病患护理需求相适应的专业护理人员,研究人员针对PBL在医疗培训中的有效性开展了大量研究。

一项关于PBL在护理教育中的有效性的元分析显示,PBL在学生对培训的满意度、临床教育和技能发展等方面有积极作用。另一篇旨在考察PBL能否提升护理专业学生的批判性思维能力的文献综述显示,采用PBL教学模式与学生批判性推理能力的提升之间存在正相关关系。

需要指出的是,许多此类研究通常是本地化的,其研究方法和结果未必具有一般性,但在培训框架设计和授课模式等方面可以对护理教育工作者有所借鉴。要评价PBL在学术和职场环境中的有效性,我们需要更为严谨的研究。

最近的一项实证研究为PBL的有效性再添新证。研究人员将学生随机分成三组,分别通过PBL、讲授式课堂和自学小组进行学习,并在课后和课后一周对学生进行概念测试,以评估学生发生概念转变的情况。结果显示,PBL组的学生在两次测验中的表现均优于其他组,也就是说,较之其他两种教学模式,PBL促成概念转变的可能性更大。尽管该研究有助于支持PBL的有效性,但研究人员表示,要进一步理解PBL教学框架中哪些步骤和过程能够促进学习,还有许多工作要做。

在下一章节中,我们将重点探讨那些从过程和机制层面探究PBL有效性的研究。

PBL哪些环节促进了学习?

现今已有很多关于PBL学习过程的自然描述性研究。 例如,其中一项研究分析了学生在PBL过程中问题分析与总结报告两个阶段的协作与互动过程。研究表明,两个阶段均产生了表达(elaborations )与共同建构(co-constructions),但是相较于共同建构,表达出现的频次较少。在后续研究中,作者详细说明了协作对学习的影响,在总结报告阶段,提问、推理和冲突如何引导学生表达与共同建构。然而, 该研究没有描述PBL过程中的自主定向学习阶段,同时也没有评估这种互动(如果有的话)对学生学业成绩的影响。

另一项相似的研究对知识建构过程做了详尽分析,在PBL模式的指导下,学生如何在问题分析和总结阶段完成知识的建构。该研究对学生和老师间的对话进行了评估与描述,用以说明这两个群体在协作建构集体知识中均发挥了重要的作用。 这项研究让我们了解到,在PBL模式下,专业的指导教师(facilitator)通过与学生间的互动式对话,有效地使用开放式元认知问题,促进学生的讨论和集体知识构建。 然而,学生对话的质量与其日后学业成绩间的关系(如果有的话)在研究中并未得到进一步证实。

以上研究主要对PBL模式的应用过程进行了探讨,包括问题分析和总结报告两个阶段。然而,鲜有研究会分析自主定向学习阶段。一项对自主定向学习阶段的研究调查了在问题分析阶段学生产生的问题与在他们自主定向学习阶段实际学习水平的关系,结果表明,在某种程度上,问题分析阶段产生的学习问题仅用于确定接下来的自主学习活动:他们在自学阶段的活动也受到诸如导师指导和可获得的学习资源等因素的影响。

另一项关注自主定向学习阶段的研究发现,在问题分析的初始阶段,将学习范围扩展到辅导小组探讨话题之外的学生在考试中取得了更好的成绩。

不过,由于这两项研究的结论都基于学生的回顾性自我报告,其实验结果可能有些许偏颇。

以上研究使我们进一步了解了PBL模式的各个具体学习阶段,但几乎没有研究针对PBL完整的学习过程进行调查。

一项研究测试了输入变量、过程变量和学习结果间的因果关系,输入变量包括提问质量、指导表现和学生的前测知识储备;过程变量则是小组效能和自主定向学习的时间。研究者发现,提问质量影响着小组的学习效能,小组效能反过来又对自主定向学习的时间长短有很大的影响。同时,较长的自主定向学习时间也会提升学习成果。

这个模型在另一项研究中得到进一步完善,该研究更详细地评估了在问题分析、自主定向学习和总结报告阶段中学习者的实际情况。研究发现,在问题分析阶段生成的学习问题的质量影响着自主学习中这些问题被使用的程度,在自主定向学习阶段更多地使用这些学习问题也对学生学习的质量产生影响,引导他们更深入的理解,从而影响了总结报告阶段讨论的深度。最后,报告的“深度”对学生的学业成绩有着积极的影响。

上述两个因果模型都有助于我们更好地理解PBL过程中关键变量之间的关系。然而,研究者们指出,两个研究都存在一定的局限性,因为所有数据都来自学生的自我报告。有人认为,要理解PBL过程中各阶段对学生学习的影响,研究者需要着重关注不同阶段内发生的特定学习活动。

一项研究试图关注PBL过程中的学习活动,对整个PBL周期内的互动对话进行了详细分析,也包括自主定向学习阶段。研究者们力求调查哪种由PBL产生的特定学习行为更能导向知识建构、自主学习和协作学习,因为学习理论假定这些学习活动在学习过程中是十分必要的。在研究中,他们观察了PBL周期内的三类学习活动,尽管程度不同,还是可以得出结论:53.3%的活动被归为知识建构;27.2%是自主导向;15.7%可视为协作学习。

另一项研究使用结构方程建模来证实PBL过程中问题分析的有效性,紧接着对自主导向学习以及PBL文献中描述的最终报告阶段进行了检验。尽管缺乏数据模型,研究表明,描述PBL中的学习是不太现实的,不论是在协作学习中还是自主学习中。然而,仅在协作学习方面描述PBL中的学习,也不仅仅在个人自我导向学习方面。然而,PBL 不同阶段之间的连续性影响对学生学习效果有重要作用。

然而,另一项研究揭示了不同的发现。研究者称PBL中真正有效的并不是社会协作,而是参与到问题解决过程中——他们发现,同样在PBL模式下,采用团队学习与个人学习的两组学生学习成绩并没有显著区别。但这两组学生的学习成绩都明显好于接受传统课堂讲授式学习的学生们。作者强调,这并不意味着PBL的社会协作部分不必要,但我们需要更严谨的研究来确定PBL的各环节对学生学习效果的影响程度。

结论

总之,上述研究表明,PBL是一种有效的教学和学习方法,尤其在长时记忆和知识应用方面。早期关于PBL学习效果的研究有一个局限,这些研究倾向于关注医学教育。而现在越来越多针对其他学科的实验研究同样表明,采用PBL模式学习的学生表现优于传统的讲授式课堂。

至于PBL过程中的哪些阶段影响了学生的学习,因果关系研究表明:PBL整个流程对学生的学习起到了重要的作用,即从问题分析开始、到自主导向学习和最后的总结报告,而且仅开展协作学习或自主学习都是不够的。但是,另一项研究结果表明,与传统的教学方法相比,学生参与解决问题的过程足以提升学生的学习效果,而协作环节并没有对学习带来显著差别。

因此,未来我们需要进行更严谨的对照实验研究,以进一步揭秘PBL的运作机制。

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本翻译仅作了解之用,并非用于学术研究或商业决策。芥末堆海外翻译社群的小伙伴们力求将关键理念与思想更广泛地传播至中文区域,故部分表达可能与原文有所差异。如需使用,请查证原文

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