问题驱动的研究型教学模式探索

问题驱动的研究型教学模式探索[摘要]培养创新精神、鼓励和倡导创新型教育模式是当我国教育体系和方法研究中的重大课题。

问题驱动是科学研究的原动力和推动力，研究态度和研究能力是可以逐步培养的。

本文将问题驱动式教学和研究能力与研究态度培养相结合，提出探索问题驱动的研究型教学新模式，给出了“问题引导”和“问题驱动研究”的设计方法和示例，指出了这种教学模式的特点和发展方向。

[关键词]问题驱动研究型教学 pbl 构建主义一、引言培养创新精神、鼓励和倡导创新型教育模式，是当前我国教育体系和教育方法研究中的重大课题。

教育不仅仅是现有知识的传授，更重要的是培养勇于对未知领域的进行探索的精神，传授对未知领域的探索方法。

创新的第一步，就是质疑权威，质疑书本，质疑现有结论[1]。

无论哪种形式的创新都始于对问题的确定，确定问题有两种方式[2]：一个是识别出已有理论或技术的局限性以及弱点；另一个是对新对象的观察。

问题驱动是通过对所研究的事物或现象的渐次追问和探究，逐步揭示事物或现象的本质，其中的渐次追问就是对所研究的事务或现象提出一系列由浅入深、由表及里，具有启发性的科学问题。

问题驱动是科学研究的原动力和推动力，所谓科学研究，就是对未知领域毫无例外地都要经历提出问题、分析问题、解决问题的过程[3]。

好的科学问题能够启发人们探索去未知的世界。

探索过程就可能产生创新，探索过程也需要创新去推进。

张奠宙教授和张荫南教授早在2004年就提出了所谓新概念教学理念[3，4]。

论文中，他们以数学教学为例，深入浅出地介绍了新概念教育方法，即问题驱动式教育方法，认为新概念教育的目标是：把教科书上的数学学术形态化为学生容易接受的教育形态。

但是，张奠宙教授和张荫南教授的这种研究主要针对的是数学教学这样理论性、逻辑性很强的课程，对于那些工程背景较强的课程如何采用问题驱动式教学，并将工程研究和科学研究态度与方法引入教学实践中，构成一种问题驱动式的研究性教学模式，还需要进一步深入研讨和摸索。

研究型教学是当今教学改革中的另一个研究热点，其中的核心是如何利用各种途径和方法来激发学生的学习和探索的热情，提高教学质量与效果。

所谓研究型教学，是指教师以课程内容和学生的学识积累为基础，建立一种基于研究探索的学习模式。

将学习、研究、实践有机结合起来，充分发挥学生的主体作用，使学生能创造性地运用知识和能力，在主动探索、主动思考、主动实践的研究过程中，自主地发现问题、研究问题和解决问题，体现始于问题、基于发现、凸显创造性特色的一种教学模式[5]。

鉴于我国目前探索创新型教育模式的迫切需要，根据以上论述，结合多年从事教学与科研的实际感受和认识，笔者认为：针对那些工程背景较强的课程，将工程研究和科学研究态度与方法引入教学实践中，将问题驱动式教学与研究型教学相结合，构成一种基于问题驱动的研究型教学模式，是一种行之有效的创新型教育模式。

二、问题驱动式教学模式和研究式教学模式的理论基础1.问题驱动式教学模式的理论基础基于问题式的学习（problem-based- learning，简称pbl）是问题驱动式教学模式的一个理论基础。

pbl强调“以学生为中心”，“以问题解决为主线”，以问题为驱动力、以培养学习者问题意识、批判性的思维技巧以及问题解决的实践能力为主要目标的学习方法。

在pbl实施过程需要注意：“学科知识的构建；问题与学科的平衡点的把握；学生思维能力的训练和情感的培养；师生角色的转变；监控系统和评价体系的建立”[2]。

当然，基于问题驱动的教学离不开对问题系统的设计，因为问题是驱动探究性学习的首要因素。

但是，需要强调的是，问题驱动中的问题并非就是普通的习题或某个简单的实际问题，而是能够学生深入思考，促使学生思维模式发生变化或者产生适当跳跃，帮助学生从新构建知识结构，对原来的问题能够进行从新认识的那些具有启发性、引导性和探究性的问题。

当然，这些问题尝尝又具有原始、简单和朴素的特性。

另外，最近发展区理论是问题驱动式教学模式的另一个基础，最近发展区理论是维果茨基在1931年到1932年间提出的，用于阐明教学与发展之间的辨证关系[2]。

维果茨基认为[6]，儿童的发展水平至少要确定两种水平。

第一种水平是现有发展水平，指由于一定的已经完成的发展系统的结果而形成的心理机能的发展水平，表现为儿童能独立自主地完成任务。

第二种水平是指在他人的帮助下，依靠指导所达到的解决问题的水平，也叫潜在发展水平，表现为儿童虽不能独立完成任务，但在他人指导帮助下，经过努力可以完成任务。

最近发展区就是介于以上这两种水平之间的区间，也就是“实际的发展水平与潜在的发展水平之间的差距”。

在最近发展区中，存在着处于成熟过程中而又没有完全成熟的心理机能，先前提到的教学在心理发展过程中的主导作用正是在这里发生——“教学的本质特征不是在于训练和强化已经形成的内部心理机能，而在于激发、形成正处于成熟过程中而又未完全成熟的心理机能”。

在教学的作用下，没有完全成熟的心理机能得以成熟，成为现有发展水平的一部分，而新的未完全成熟的心理机能同时出现，整个最近发展区向前跨越一步[2]。

2.研究式教学模式的理论基础[7]皮亚杰的建构主义为研究型教学模式提供了理论支持，皮亚杰认为“儿童对新知识的理解和接受，以及智力的发展，最终都要依赖于主体的活动”。

儿童的认知结构通过对感知活动的认识与了解，使所学知识与对外部世界的认知在“平衡—不平衡—新的平衡”的循环中得到不断丰富、提高和发展。

建构主义是以“学生”为主体的教学理论，强调在教学中教师仅仅起促进作用，学生才是教学过程的主体，学生在老师的指导和帮助下，借助于必要的学习资料，通过建构主义的方式，即“平衡—不平衡—新的平衡”，也就是“已知—未知—新的已知”模式，来获取知识。

建构主义认为学生是以原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识，强调学生学习的主动性、互动性以及情景性。

研究型教学正是在建构主义认知结构理论框架下，于教学过程中体现研究的本质特点——发现问题、提出问题、研究问题和解决问题，侧重培养学生科学研究精神、意识、态度和能力。

三、研究型教学模式中的问题的设计如何设计出合理和操作性强的研究型教学模式中的问题，是问题驱动的研究型教学模式中的关键。

所设计的问题显然要包含两大特点：其一是所设计的问题能够顺利推进教学内容的继续进行，能够很好地起到知识转承、衔接和导引的作用。

仅具有这一特点的这类问题可能具有一定的研究深度和广度，也可能起研究价值很小。

其二是所设计的“驱动问题”应尽可能具有研究引导作用，即能够引导学习者通过多角度思考或实验验证、理论推导，才能更全面、更深入认识事物的本质的问题。

这类问题通常具有一定的挑战性，往往要多堂课，多种论证、演算和实验，甚至多门课程才能够解决。

将符合第一个特征的问题称为“问题引导”，将符合第二个特征的问题称为“问题驱动研究”。

因此，在具体实施时，我们会分别设计这两类问题。

（1）“问题引导”的设计严格区分“问题引导”和“问题驱动研究”这两类问题比较困难，因为两者存在极大的相关性和渐次过渡性。

一般来说，将那些从学习者了解的知识出发，在一节课之内，或者一个作业、一个实验、一个小型教学段落（如，某一小节或某一段落）可以解决的，能够起到转承和引导作用的问题，归结到“问题引导”类中。

而“问题驱动”中的问题往往比“问题引导”中的问题要复杂和深入，是使研究向深度和广度推广的原动力。

这类问题往往具有如下某一个或几个特征：①是学习者已有的某个知识点在某个方面的反问题；②是学习者已有的某个知识点的简单扩展性问题；③是一理想工程问题的数学描述或解释的相关问题；④是某直观现象的理想化描述和解释的相关问题；⑤是学习者已有的某项知识在某个特定或特殊情况下的描述和分析的问题；⑥通常是为单目标和单参数研究设计的一个或一系列问题等等。

下面以自动控制原理课堂教学为例来说明。

例1：在讲解了控制系统的稳态误差、静态误差系数和系统类型的概念以后，为拓展学习者的知识面和工程意识，可以设计提出这样的反问题：可以采用什么方法减少控制系统的稳态误差？为促进学习者的反思能力，还可以追加“为什么？”等问题。

例2：在学生了解并掌握了一般情况下的劳斯判据（没有出现第一列有元素为零，以及某一行元素全为零）以后，针对劳斯表计算过程中需要将上一行第一个元素作为分母的情况，提出需要面对的两个特殊情况的问题：如果这个元素为零怎么办？如果某一很元素全为零又怎么办？这两个问题都是针对一般情况不包括的特殊情况，所提出的问题也比较容易解决并容易理解。

但是一问题的形式提出来，就能够促使学生们积极思考，加强对劳斯判据的全面把握。

例3：在清楚交代幅值条件、相角条件以及1800根轨迹绘制规则的基础上，先提出一个简单的扩展性问题——有没有其他角度条件的根轨迹绘制规则？然后再给出一系列带有启发性和引导性的询问，是什么角度条件？这个角度条件代表了什么含义？这个角度条件代表的含义与1800根轨迹代表的含义有什么不同？这种含义的不同在数学上的表现是怎样的？在实际工程上的含义是怎样的？从这些不同以及1800根轨迹绘制规则中可以总结出这种根轨迹的绘制规则吗？这个角度的根轨迹绘制规则与1800根轨迹绘制规则有什么异同？看起来问题有些多，但实际上这些问题都是引导性和启发性的，基本上都是数句话之内就可以解释清楚的。

例如，在例3中所有的问题都是围绕00根轨迹的概念和绘制规则提出的。

以这样的方式讲授00根轨迹的绘制规则只需要半节课，而且学生们接受起来很快，还能够加深对1800根轨迹的绘制规则和根轨迹幅值条件和相角条件概念的理解。

一般情况下，是在教学大纲范围之内设计这类引导问题，通常所提出的引导问题在一节课或一道题之内就可以解决。

（2）“问题驱动研究”的设计相比较而言，在教学过程中设计出好的驱动研究的问题是一个更难的课题。

问题设计的太深太难，学生难于在较短的一段时间内自我解答或得到解答，就可能打击他们的学习热情，对课程失去学习信心。

太简单了，则退化为“问题引导”。

通常在设计“问题驱动研究”的问题时要注意以下几点：①是一个包含了一系列的简单问题的综合研究问题。

例如上面例3，可以设计成这样的研究型问题——有没有00根轨迹？它的绘制规则和工程应用是怎样的？②是一个涵盖了某个方面，需要学生通过实验、理论推导或者反复计算比较才能获得结果的综合研究问题。

例如，能否总结归纳出最小相位系统的bode图绘制的大致规则？③是一个有工程实际应用背景的研究型问题。

例如，请研究并总结出pid参数对控制系统稳定性、稳态误差和动态特性的影响。

④类似于一个专题的问题。

例如，“如何利用根轨迹对控制系统性能进行分析与设计？”和“如何利用bode图对控制系统性能进行分析与设计？”等等。