不同能力学生的问题解决前教学（PS-I）：评估与干预方案

许多学生在需要批判性思维的课程中遇到学习和动机方面的困难。本方案具有重要意义，因为它为教育工作者和研究人员提供了实施“先解决问题后教学”方法的指导方针，以有效应对这一挑战。该方法的核心在于：在教师课堂讲授某个概念之前，先让学生针对该概念尝试提出自己的解决方案。

此外，该方案具有重要意义，因为它使得研究者能够对“先解决问题再进行教学”这一方法的有效性进行可及且可实验的评估，并将这种评估与真实的教育实践相结合，同时关注学生在能力及动机倾向方面的个体差异。该方案以统计学中的变异性课程为背景。具体而言，“先解决问题再进行教学”条件要求学生在学习关于变异性的正式教学内容之前，首先自主构建衡量变异性的方法。

我们认为，将“先解决问题后讲授”这一教学方法引入教育实践具有重要意义，原因之一在于它有助于促进批判性思维的发展。这种方法为学生提供了面对新问题并尝试为其寻找创造性解决方案的机会。另一个原因是，这种教学体验与课堂知识内容的讲授相容。

具体而言，多项研究表明，在这一系列问题中让学生自行设计解决方案，有助于激活其已有知识，增强对知识盲区的认识，提高学习积极性，最终加深对所学内容的理解，并能够将这种理解迁移应用于不同情境。然而，我们仍需进一步研究“先探究后讲授”教学法的有效性，这一点极为重要，尤其因为该方法的实施可能引发部分学生的负面反应。例如，一些学生可能在首次探究任务中面对多种选择时感到挑战过大，甚至产生挫败感。

尤其重要的是，我们需要评估具有不同认知和动机倾向的学生在多大程度上能够从这种方法中受益。该方案仅可作为实施“先解决问题再进行教学”方法的指导。然而，如果使用者在实施该方案前也希望进行实验评估，则应向学生说明相关的伦理考量。

必须通过向学生说明，若其不愿参与本项研究，仍可完成学习活动并提交作业，以此确保其自愿参与。应通过口头说明和书面知情同意书告知伦理相关事项，并允许学生保留一份知情同意书副本。若学生未满法定年龄，应另行取得其家长的知情同意。

为确保数据的匿名性，为学生随机分配一个任意的识别编号。要求学生完成不同的评估工具，以测量其认知和动机倾向。该评估将避免影响研究者的利益。

然而，在该方案中描述了一种用于评估先前学术知识倾向、动机目标、能力感知、发散性思维能力以及元认知调节能力的建议方法。在此评估之后，学生将被分配到两种学习条件下：一种是先解决问题再接受教学的条件，即学生在接触目标概念的教学之前先进行问题求解；另一种是直接教学条件，即学生在接受一定教学指导之后才进行问题求解。

准备好包含材料的任务书，确保两种条件下的任务书均已正确准备。在本方案中，先解决问题再进行指导条件下的任务书包含两项活动。第一项活动是学生自行发明变异性度量方法的问题。

其次，提供一个示例样本，介绍在此问题背景下关于变异度量的使用说明。直接教学条件下的任务手册还包含两项活动：第一项是通过示例进行讲解。

其次，设置一个练习题，让学生应用所学内容。为防止学生在完成第一项活动时看到第二项活动的内容，应将对应第二项活动的纸张装订在一起。将两本任务册随机分发给班级中的学生。

作业的安排不应依赖于学生的座位。在学生完成第一个指定活动15分钟后，再给予他们另外15分钟时间完成第二个指定活动。所有说明均写在任务书中。

建议有教师在场指导学生。然而，在发明阶段，教师不应向学生提供任何关于常规解决方案的提示，以免阻碍他们个人想法的发展。为了帮助学生从自身角度深入探索问题，该问题的设计基于对比案例法。

这意味着程序的数据通过一些精心设计的示例呈现出来，学生可以轻松地并列比较，且每次比较仅在一个或少数几个相关特征上存在差异。如果学生需要帮助，教师可以通过元认知提示引导他们，例如询问他们试图采用何种类型的解决方案。同时，通过向学生提供生成通用步骤的示例，帮助他们明确程序的目标。

为了辅助两种学习条件下的学习效果，通过讲座形式提供指导。针对本实验方案的具体情境，可使用一份包含动画和讲解内容的文档作为本次讲座的材料。在课程结束时，要求学生完成与感兴趣因变量相关的评估。

本方案中提出了一种测量学生好奇心以及三种知识表现的方法，即程序性知识、概念性知识和任务性知识。每项评估的最终得分均有相应的编码。针对本方案中提出的评估方法，数据编码部分提供了相应的指导原则。

识别编号将用于关联每位学生的所有评估数据。进行所需的分析。本方案的数据分析部分针对 SPSS 和 PROCESS 程序提供了不同的指导准则。

这些图像展示了在“先解决问题再进行教学”的条件下，学生针对该发明问题的常见回答。这些解答均未对应到标准差这一目标概念，但它们属于部分正确的解答，反映了学生对重要概念性方面的思考。

相比之下，直接教学条件下的练习题解答更为同质化，并且更符合标准差的经典概念，因为学生是在接受带解题示例的教学后才解决该问题的。本实验方案评估中一个有趣的结果是，针对每个考虑的因变量，对教学前解决问题条件与直接教学条件进行比较。该比较可提供有关教学前解决问题总体有效性的信息。

此外，探讨问题解决对先行教学或学习效果的中介作用，或学生倾向性在其中的调节作用也具有重要意义。例如，一种可能的调节效应是，先行问题解决的有效性取决于学生的元认知能力。根据该图示，元认知能力较高的学生从先行问题解决中获益更多，而元认知能力较低的学生则从直接教学中获益更多。

总之，本方案有助于使“先解决问题后授课”的教学方法及其实验评估对教育工作者和研究人员更加易于实施。本方案具有三个重要优势。首先，其灵活性可适应不同的教育和研究需求。

其次，该方法能够轻松融入常规教学实践；最后，实验评估考虑了具有不同认知和动机特征的学生群体的个体差异。先行问题解决是一种有助于促进批判性思维、学习动机和深度学习的教学策略。研究该方法在不同类型学生中的有效性，可为教育工作者是否在教学实践中广泛采用该策略提供决策依据。