小學(xué)生問題解決能力培養(yǎng)的理論思考和實(shí)踐策略

張賀華

問題解決能力不僅是伴隨一生的適應(yīng)生活的重要能力，也是教育的重要目標(biāo)之一。早在2001年6月教育部頒布的《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》指出，基礎(chǔ)教育課程改革的目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。如何培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力也是當(dāng)今國(guó)際上教育改革的重要議題，是世界各國(guó)教育培養(yǎng)學(xué)生的核心能力之一，在問題解決過程中引導(dǎo)學(xué)生掌握隱含于問題背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問題的技能，掌握合作探究、自我指導(dǎo)的能力，培養(yǎng)實(shí)事求是、迎難而上的精神，在生活中遇到問題時(shí)，能真正學(xué)以致用解決問題。2014年，教育部印發(fā)《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》，中國(guó)學(xué)生核心素養(yǎng)一詞出現(xiàn)在這個(gè)國(guó)家文件中，核心素養(yǎng)被作為新一輪課程改革的方向，分為3方面6素養(yǎng)18個(gè)基本要點(diǎn)，其中要點(diǎn)之一明確提出就是問題解決，要求培養(yǎng)的學(xué)生關(guān)鍵能力之一為“有解決問題的興趣和熱情，善于發(fā)現(xiàn)和提出問題”。

專家與新手的比較研究一直以來是學(xué)習(xí)領(lǐng)域研究的重要參考和應(yīng)用，對(duì)專家和新手的比較研究，最早可以追溯到20世紀(jì)40年代至60年代，其以國(guó)際象棋為依托開展的有關(guān)新手與專家的比較研究，不僅破解了國(guó)際象棋大師為什么能夠成為大師的奧秘，而且奠定了認(rèn)知心理學(xué)領(lǐng)域有關(guān)專家與新手比較研究的經(jīng)典范式，了解專家如何記憶、思維和解決問題的，可以為新手提供啟示和參考。德格魯特的開創(chuàng)性工作，國(guó)際象棋大師德格魯特通過棋局復(fù)盤的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)開啟了專家和新手比較研究的先河，其后有關(guān)專家與新手的比較研究發(fā)現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域。

本文基于專家和新手比較研究的視角，對(duì)學(xué)生問題解決的過程以及問題解決能力的培養(yǎng)進(jìn)行了思考和研究，并對(duì)教師的教學(xué)設(shè)計(jì)提出了建議。

一、問題解決的內(nèi)涵和過程

（一）概念內(nèi)涵

“問題”這個(gè)詞語我們都不陌生，是我們的日常用語，如果要給它下個(gè)明確的定義，在心理學(xué)上表述為：“在事物的初始狀態(tài)轉(zhuǎn)化為想要達(dá)到的目標(biāo)狀態(tài)之間存在的障礙的情境?！边@種障礙因人而異，有的障礙對(duì)于兒童來說是個(gè)大障礙，但對(duì)成人來說可能算不上障礙。

“問題解決”是一種高層次的能力，我們把問題定義為障礙的掃除，問題解決的過程是從事物的初始狀態(tài)轉(zhuǎn)化為目標(biāo)狀態(tài)，中間所經(jīng)歷的過程為搜索、選擇、運(yùn)用已有知識(shí)的過程。

（二）問題解決的過程

問題解決都有哪些過程呢？只有了解了學(xué)生問題解決的過程，才能在實(shí)踐中更好地設(shè)計(jì)教學(xué)，提升學(xué)生的問題解決能力。心理學(xué)家對(duì)問題解決進(jìn)行了探索，杜威、加涅、華萊士等認(rèn)為問題解決是一個(gè)過程，是創(chuàng)造的過程。根據(jù)著名心理學(xué)家布蘭斯的五階段，即IDEAL模型，專家與新手的比較研究中也借用了這個(gè)模型進(jìn)行了研究。

1.第一步：發(fā)現(xiàn)問題

愛因斯坦曾經(jīng)說過一句大家耳熟能詳?shù)脑挘础鞍l(fā)現(xiàn)一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要”，道出問題發(fā)現(xiàn)的重要性。的確，問題解決是從問題發(fā)現(xiàn)開始的，也是問題解決的第一步。問題發(fā)現(xiàn)本身蘊(yùn)含著創(chuàng)造力，愛因斯坦也正是因?yàn)樘岢隽私鉀Q牛頓力學(xué)體系中存在的問題而建立了相對(duì)論，牛頓在常見的蘋果落地的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。發(fā)現(xiàn)問題至關(guān)重要，但在現(xiàn)實(shí)的教學(xué)和生活中，教師往往忽視對(duì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題習(xí)慣的培養(yǎng)，一方面是因?yàn)槿狈σ庾R(shí)，而另外一個(gè)方面是缺乏相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。

教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，重視培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)有價(jià)值問題的能力，這是問題解決能力的前提。

2.第二步：表征問題

表征問題簡(jiǎn)單地說又叫理解問題，這一步至關(guān)重要，問題理解與問題解決之間的關(guān)系非常緊密，如果我們對(duì)問題形成了正確恰當(dāng)?shù)谋碚?，那么這個(gè)問題會(huì)迎刃而解，但如果表征或理解不到位，那就很難將問題解決。下面以小學(xué)二年級(jí)數(shù)學(xué)中的一道問題解決的應(yīng)用題為例：

小丁丁與小胖家相距1420米，兩人約好從家出發(fā)碰頭，相向而行，小丁丁先出門，他的步行速度是每分鐘80米，五分鐘后小胖從家里出來，小胖的速度是90米每分鐘，問：小胖出發(fā)多久后兩人可以相遇？

要解決這個(gè)問題，學(xué)生要對(duì)這個(gè)問題形成心理表征，學(xué)生要具備一些語言知識(shí)來理解題目的意思，如“相向而行”，還要有概念性的知識(shí)，如“距離=速度×?xí)r間”，這些概念性、原理性的知識(shí)在問題的理解過程中起到關(guān)鍵作用。

所以對(duì)問題的表征涉及語言性知識(shí)、概念性知識(shí)、原理性知識(shí)、事實(shí)性知識(shí)的綜合運(yùn)用，學(xué)生需要有一定的語言知識(shí)來理解題目的意思。通過與有經(jīng)驗(yàn)的一線數(shù)學(xué)教師訪談溝通中了解到，在小學(xué)四年級(jí)的問題解決中，“增加幾倍和增加到幾倍”“乘法結(jié)合律和乘法分配律”“單位面積的換算進(jìn)率”等是學(xué)生容易出錯(cuò)的問題，其實(shí)質(zhì)是對(duì)語言性知識(shí)的理解錯(cuò)誤。

3.第三步：探索策略

這一階段為學(xué)生用各種方法來探索解決問題的過程，一般情況下學(xué)生會(huì)選擇兩種方法，一種在心理學(xué)中的專業(yè)屬于叫“算法”，簡(jiǎn)單說就是指出了解決問題的步驟，只要一步一步執(zhí)行問題就可以得到解決。如：乘法結(jié)合律、分配律等。另外一種叫“啟發(fā)式”，這是一種可以運(yùn)用到多種領(lǐng)域的一般性策略，其中有類別法、手段—目的分析、爬山法、頭腦風(fēng)暴法等。其中爬山法日常應(yīng)用較多，形象地表示如同在黑暗中爬山一樣，只要往上走，就會(huì)離山頂越來越近。以小學(xué)二年級(jí)數(shù)學(xué)中常見的一個(gè)問題為例：

根據(jù)下面的算式，求出圓形、三角形和五角星分別代表的數(shù)字是幾？

這道題目的所使用的策略就是爬山式策略，兩位數(shù)加兩位數(shù)，百位數(shù)上最大為1，所以先算出圓形是1，然后一次算出三角形是9，五角星是2，這種一步步解決的辦法就是較為常用的爬山法。

4.第四步：執(zhí)行策略

解決問題的策略確定之后就要開始執(zhí)行相關(guān)的策略進(jìn)行實(shí)際的問題解決，這一階段需要的主要是策略性知識(shí)，同時(shí)也需要學(xué)生掌握良好的程序性知識(shí)。在解決上述的相遇問題時(shí)，學(xué)生要有一定的計(jì)算技能，如最基本的加、減、乘、除的計(jì)算技能，這一個(gè)步驟其實(shí)是上一個(gè)步驟的具體實(shí)施，是問題解決的具體執(zhí)行過程。

5.第五步：回顧反思

通過策略的執(zhí)行后到這個(gè)環(huán)節(jié)，執(zhí)行后得到結(jié)果，但并不意味著問題解決的結(jié)束，接下來要對(duì)結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測(cè)和回顧，這一步是對(duì)問題是否解決的評(píng)價(jià)和確認(rèn)，確認(rèn)結(jié)果是否達(dá)到了目標(biāo)，確認(rèn)解決的過程是否正確，這一步對(duì)問題解決能力的提升十分關(guān)鍵。如果缺乏反思和回顧，即使解決了很多問題，他的額外難題解決能力也不能得到明顯提高，回顧與反思作為問題解決的最后一個(gè)過程，至關(guān)重要。

二、專家與新手問題解決研究的啟示

心理學(xué)上對(duì)問題解決能力最早的關(guān)注為簡(jiǎn)單的、知識(shí)含量低的問題如何解決，這類問題，被測(cè)者憑借生活經(jīng)驗(yàn)和一般的問題解決策略就能解決。20世紀(jì)70年代開始，心理學(xué)家們開始研究高知識(shí)含量的、復(fù)雜的問題解決，最為經(jīng)典的方法是對(duì)新手和專家問題解決的比較研究，產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。主要有以下幾點(diǎn)啟示：

（一）問題解決能力要在具體的學(xué)科教學(xué)中培養(yǎng)

有人提出，是否可以通過專門訓(xùn)練或單獨(dú)設(shè)置科目，使學(xué)生獲得一種適合所有領(lǐng)域的問題解決能力的培養(yǎng)？答案是這是不現(xiàn)實(shí)的，歷來有許多研究者試圖開發(fā)一種課程來提升學(xué)生各學(xué)科問題的解決能力，但都以失敗告終。在專家和新手的研究中發(fā)現(xiàn)，專家出色的問題解決能力僅僅表現(xiàn)在他的專業(yè)領(lǐng)域范圍內(nèi)，在其專業(yè)領(lǐng)域之外的解決問題能力的差異性不大，這說明，專家的問題解決能力和他的專業(yè)領(lǐng)域是相連的，不同學(xué)科、不同領(lǐng)域的問題解決能力是不相同的。

問題解決能力是結(jié)合學(xué)科教學(xué)進(jìn)行的，不同的學(xué)科內(nèi)容有著不同的學(xué)科育人價(jià)值和問題解決能力培養(yǎng)，讓語文或數(shù)學(xué)教師去解決化學(xué)學(xué)科中的問題，即使是語文專家也表現(xiàn)得像個(gè)新手。所以專門設(shè)置學(xué)科來培養(yǎng)學(xué)生的解決問題能力是不現(xiàn)實(shí)的。

（二）專家更關(guān)注問題的深層表征

通過大量的練習(xí)，專家對(duì)專業(yè)領(lǐng)域的問題解決已經(jīng)達(dá)到自動(dòng)化的程度，專家解決問題的速度比新手要快，能夠準(zhǔn)確、迅速地解決問題。研究發(fā)現(xiàn)，其特點(diǎn)之一為比新手花費(fèi)更多的時(shí)間在表征問題這個(gè)環(huán)節(jié)，并且相比能夠更深水平地表征問題。有研究表明專家解決問題時(shí)對(duì)初始狀態(tài)思考的內(nèi)容有24%，而新手只有1%，通過對(duì)問題初始狀態(tài)的充分、深入的分析，才能識(shí)別出突破這一問題的關(guān)鍵因素，這提示我們?cè)诮鉀Q問題的過程中需要花更多的精力在問題的深層表征上，教師要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生多投入時(shí)間進(jìn)行問題理解和表征。

（三）專家更好地自我監(jiān)控問題解決的過程

自我監(jiān)控、自我反思和調(diào)節(jié)能力是提升問題解決的關(guān)鍵能力，專家相比新手，更能夠意識(shí)到自己在哪一步出現(xiàn)錯(cuò)誤，什么時(shí)候來檢查他們的解決方法。而新手則通常缺乏監(jiān)控和檢查自己的解決問題過程及結(jié)論，也通常不知道自己是否犯了錯(cuò)誤。正如能力較強(qiáng)的學(xué)生在測(cè)驗(yàn)后大致能對(duì)自己的作答進(jìn)行判斷，而有些學(xué)生則不清楚作答是否正確。

日常教學(xué)中，有經(jīng)驗(yàn)的教師會(huì)經(jīng)常強(qiáng)調(diào)學(xué)生在作答題目時(shí)要進(jìn)行反復(fù)檢查、確認(rèn)，其實(shí)是強(qiáng)化學(xué)生的自我監(jiān)控、自我反思能力，這對(duì)學(xué)生問題解決能力的提升具有促進(jìn)作用。

三、教學(xué)策略與建議

（一）組織有意義練習(xí)，夯實(shí)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)

豐富的專業(yè)知識(shí)是提高學(xué)生問題解決能力的基礎(chǔ)，如何獲得豐富的專業(yè)知識(shí)？埃里克森（K.A.Ericssion）經(jīng)過大量的調(diào)查研究后認(rèn)為專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)的獲得需要進(jìn)行有意義練習(xí)。

何為有意義練習(xí)？首先，學(xué)生要在練習(xí)中明確目標(biāo)，并且通過教師或自己監(jiān)控練習(xí)的結(jié)果是否達(dá)到目標(biāo)。其次，教師要在學(xué)生練習(xí)過程中給予指導(dǎo)，讓學(xué)生獲得練習(xí)的反饋。再次，要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，不斷挑戰(zhàn)更難的任務(wù)。

除了天賦、遺傳等不可控因素外，教師要有意識(shí)地提高學(xué)生有意義練習(xí)的時(shí)間和頻次，這是夯實(shí)專業(yè)知識(shí)、提升學(xué)生問題解決能力的基礎(chǔ)。

（二）強(qiáng)化自我反思，培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力

自我監(jiān)控能力是問題解決的重要環(huán)節(jié)，教師要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的自我意識(shí)和自我調(diào)節(jié)能力，即元認(rèn)知能力，在這種能力的作用下，學(xué)生自我啟發(fā)，便較容易審清題意，它是培養(yǎng)學(xué)生良好思維品質(zhì)，提升學(xué)生問題解決能力的重要保障。

日常的練習(xí)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我觀察、自我監(jiān)控、自我評(píng)價(jià)、自我反思，強(qiáng)化學(xué)生要經(jīng)常自我提問這些問題，如：我讀懂題目要求了嗎？這個(gè)問題的已知條件是什么？未知條件是什么？解決這個(gè)問題，我該怎么做？我應(yīng)該選擇如何突破？我的答案正確嗎？如果不正確，錯(cuò)在哪里？等等。對(duì)學(xué)生有意識(shí)地進(jìn)行思維策略的培養(yǎng)和訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生自我監(jiān)控的能力，這是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)的過程。

（三）關(guān)注問題解決過程，讓不同學(xué)生的思維發(fā)聲

基于專家和新手的研究，布盧姆提出了一種叫做“參與性示范”的教學(xué)方法，并對(duì)實(shí)際效果做了檢驗(yàn)。教師先描述說出自己的思維過程，隨后讓學(xué)生也描述自己的解決過程，把內(nèi)在的解決問題的過程都通過語言說出來，接著，引導(dǎo)學(xué)生將自己描述的思維過程和教師的對(duì)比，找到差距，師生全部參與，使得學(xué)生的解決問題的過程逐漸接近教師的思維過程，這種教學(xué)方法也廣泛地運(yùn)用到現(xiàn)代課堂教學(xué)中。

這種方法還可以用在同伴之間的學(xué)習(xí)，問題解決能力較強(qiáng)的學(xué)生和學(xué)習(xí)困難的學(xué)生在解決統(tǒng)一個(gè)問題時(shí)，以發(fā)生思維的方式描述自己的思維過程，然后要求學(xué)習(xí)困難的學(xué)生將自己的問題解決過程和問題解決能力較強(qiáng)的進(jìn)行比較，找到區(qū)別和差異，這種方式可以提升學(xué)習(xí)困難學(xué)生的問題解決能力和自信心。

（四）改變教學(xué)方式，開展基于問題解決的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)

既然問題解決能力是可以通過專門的途徑培養(yǎng)的，那么可以開展基于問題解決的學(xué)習(xí)方法。近年來，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)這個(gè)名稱逐漸進(jìn)入人們視野，并成為一項(xiàng)受到廣泛關(guān)注和推崇的學(xué)習(xí)方式，PBL是“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”的簡(jiǎn)稱，作為一種對(duì)傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的變革，引起教育者的普遍關(guān)注和廣泛應(yīng)用，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)理論核心“項(xiàng)目”最早可以追溯到杜威的“做中學(xué)”思想，是由20世紀(jì)50年代中期在美國(guó)醫(yī)學(xué)教育中發(fā)展而來。

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的實(shí)施促進(jìn)了基礎(chǔ)教育學(xué)校教與學(xué)的方式變革，它的特點(diǎn)是以創(chuàng)造性問題解決能力為導(dǎo)向，通過實(shí)踐和研究，發(fā)現(xiàn)問題、找到解決問題的方法，以三類項(xiàng)目，即活動(dòng)項(xiàng)目、學(xué)科項(xiàng)目、跨學(xué)科項(xiàng)目為主要形式和載體，創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)計(jì)真實(shí)并富有挑戰(zhàn)的任務(wù)，引導(dǎo)和指導(dǎo)學(xué)生在一定周期內(nèi)運(yùn)用策略、持續(xù)探究創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題，從而提升學(xué)生問題解決能力。