項目式學習支架設計的價值、框架與路徑思考
——以義務教育初中數學“體育運動與心率”為例

●董婷，彭敏

2022 年頒布的《義務教育課程方案》提出推進綜合學習，開展項目式學習等綜合性的教學活動，加強知識的關聯性和結構化， 促進學生綜合能力的培養。[1]項目式學習逐漸成為教育中新的風向標，它在全面發展學生核心素養方面擁有獨特的價值。 學習支架是根據學生學習需要為其提供的臨時性支持和幫助。

通過采用多樣化的課程、 工具和教學策略支持每一個學生達成項目目標， 幫助學生跨越非主干任務中存在的知識和技術障礙， 以便學生進行更深入的探究和問題解決。

學習支架在項目式學習中擁有不可或缺的地位，它有助于項目式學習的實行和完成，是項目式學習中重要的干預手段。因此，充分認識項目式學習中學習支架設計的價值， 明確項目式學習中學習支架設計的框架， 并結合教學實際探索項目式學習中學習支架設計的路徑， 對于提升項目式學習課程質量有重要的現實意義。

一、項目式學習支架設計的價值

（一）賦能和優化項目式學習

項目式學習是一套比較系統完整的教學方法，是學生對真實、 復雜問題進行獨立自主探究和解決的過程，也是精心設計項目、規劃實施項目任務、得到項目成果的過程，過程中學生整合應用所學知識、促進自身思維能力發展。[2]項目式學習作為一種促進深度學習的有效教學方法，需要大量時間和精力，還要用較多課時和活動去完成。 項目式學習涵蓋多個學科，需要綜合運用知識解決問題，需要對知識進行深度理解和遷移。 所以，項目式學習時間長、難度大，具有復雜性高、交互性強的特點。 如果恰當使用學習支架，就能縮短問題探究時間，減少“走彎路”的次數，保證活動順利進行。

學習支架的建立，可以促進認知圖示的建構，解決高交互性的難題，能保證項目式學習走在正確的道路并取得成果和成功。

（二）助力教師角色定位和作用發揮

建構主義早期和比較激進的流派認同“最低限度的指導”即“無指導的探究”。[3]認為教師應該只負責項目式學習的設計，不應該干預或應該很少干預學生在項目式學習中的學習活動， 項目式學習的控制權應該由學生掌握。

但義務教育段學生自身認知特點和項目式學習特點決定了學生將面臨巨大的認知負荷。 缺少教師的監控和干預，項目式學習容易出現學習任務偏離、學習進展受阻、學習成果低下等問題，因此項目式學習需要教師的干預。 學習支架是幫助教師扮演角色和發揮作用的好工具。建構主義認為，學習支架是教與學關系理念最恰當的表現，教是支持和引導，并非傳統意義上的灌輸和教授。據此教師在學生學習、建構知識的過程中應該是支持者和引導者的角色，并非傳統教學中的主講者。項目式學習以學生為中心、小組協作為主要方式， 意味著教師在項目式學習中不可過度干預。 學習支架在保證學生學習主體性的同時，幫助學生突破認知困境完成任務，保證教師在不越位的同時也不缺位。 教師通過學習支架能更好地掌控、監管和調節項目式學習，也能通過學習支架更好地發揮權利和作用。

（三）促進學生圖示建構和能力發展

學生是項目式學習主體，學生自身知識能力水平對項目式學習具有決定性影響。 項目式學習具有高交互性，而參與項目式學習的學生基本是新手，有關知識量較少且沒有結構化，長時記憶中有關圖示數量也很少，尚未形成有關領域比較完善的問題解決認知圖示，這也影響了處理問題時要素的數量和復雜程度。[4]學習支架促進學生問題生成及深層認知發展，進一步促進學生高階思維能力的形成和發展。[5]學習支架是將更有經驗的學習者或前人的智慧進行簡化和優化， 幫助學生打開思路以便學習新知識，幫助學生向潛在水平發展，增強學生獨立學習能力。[6]學習支架可以顯著提升反思水平，批判性思維能力也能得到培養。[7]通過詢證實踐課例研究，發現學習支架能助力學生復雜問題解決能力的發展和提升。[8]綜上，學習支架在項目式學習中不僅能促進認知圖示的構建和完善，還能促進高階思維、獨立自主學習、批判性思維、復雜問題解決等能力的發展。

二、項目式學習支架設計的框架

（一）學習支架的設計原則

1.低負荷原則

低負荷原則主要是指學習支架的設計要做到降低學生的認知負荷。認知負荷分為內部、外部和相關認知負荷。內部認知負荷取決于元素間交互程度，由學習材料和認知圖示決定。 學習支架將高交互性要素分解，降低其復雜程度。外部認知負荷取決于材料的呈現方式和學習活動， 學習支架提供合理的活動和框架，提供解決問題所需工具。相關認知負荷是促進學生認知圖示建構的負荷。 學習支架的設計要堅持降低認知負荷原則。

2.個性化原則

個性化原則主要是指學習支架的設計要做到尊重學生的認知心理和個性特征。 項目式學習以小組協作解決問題為主，但在組內或組間，學生的認知發展、個性特征等存在差異。 進行學習支架設計時，教師要考慮學生的個性化和差異性。 學習支架的設計要結合學生的認知水平和學習特征， 所有學習活動的設計，與學生的知識基礎和認知發展水平保持一致。

3.多元化原則

多元化原則主要是指學習支架的設計要體現角色多元和方式多樣。 角色多元是指提供學習支架的并不是只有教師，而是包括教師、學生，還有很多互聯網技術等的支持，都可以成為學習支架的來源。方式多樣原則是指學習支架的呈現方式多樣化， 不局限于建議、問題等常規方式，還有圖表、范例、向導等多樣的方式。

4.啟發式原則

啟發式原則主要是指學習支架的設計要指向啟發思維和解決問題。 學習支架要對存在問題和疑難的學生進行啟發引導，幫助他們突破認知障礙，順利穿越最近發展區。 學習支架是幫助學生跨越障礙進行更深入探究和問題解決的有效性支架，并不是對學生思考和探究過程的替代，更不是直接獲得答案的工具。學習支架要啟發學生思維，引導學生解決問題，通過啟發引導促進深入探究，培養學生自主探究能力和問題解決能力。

（二）學習支架的設計流程

1.研究外在需求

在項目式學習過程中，教師發現學生已有認知水平和知識能力不能直接解決問題，需要提供外在的支持和幫助。 并且因學生的個體化和差異性以及活動過程的不可控性等，往往會出現意料之外的問題和障礙，也會產生外在幫助的需求。

圖1

2.深入分析學情

產生需求后要對學生學情以及遇到的困難進行深入分析， 對困難進行分析的前提和基礎是掌握學生學情，要知道學生現有的知識基礎、能力水平、認知發展階段等基本的學習情況。只有掌握學生學情，才能明晰困難出現的原因。

3.構思設計聯想

構思設計環節最關鍵的是聯想，針對學生面臨的問題和困難進行聯想。 將新出現的困難和疑惑與已有知識經驗聯系起來，形成新舊知識之間某種關系。聯想哪些已有知識經驗能啟發引導學生，或是哪些方法和策略能幫助學生解決問題。

4.采用支架呈現

通過聯想雖然已知曉破解問題的知識經驗、方法策略等，但不能直接將其傳授給學生，要通過學習支架啟發引導學生。 選擇恰當的素材或資源制作學習支架，制作完成后適時恰當地插入和呈現。學習支架的呈現方式具有多樣性， 要結合實際情況采用較適宜的方式。

5.做好效能測試

支架形成后可以進行測試。 通過前測和后測或是兩組及以上的對比測試，然后觀察、分析、比較所設計支架的效用，或是發現存在的問題。測試環節不僅具有反饋功能，而且是評估與修改的前提。

6.及時評估修改

最后一個環節是評估與修改， 在測試的基礎上已明確學習支架的效用， 可對學習支架進行總結性評估。同時也凸顯了學習支架存在的問題，問題需循因和修改。 如果發現了問題，就必須尋找根源，找到問題發源于支架設計的具體環節， 然后再進行及時整改和修正。

三、項目式學習支架設計的路徑

將項目式學習的設計實施過程與學習支架設計聯系起來，進行兩者間關系建構，探索項目式學習中學習支架設計的路徑。 《數學課程標準（2022 年版）》列舉了項目式學習案例， 主要集中在小學高段和初中，“體育運動與心率”就是其中之一。它已有教學活動設計參考樣例， 但缺乏項目式學習設計和開展過程，缺乏學習支架的設計和使用。現將本實踐活動作為實例，具體說明項目式學習支架的設計路徑。

（一）依據課程要求明確有引領性和探究性的實踐主題

項目式學習首先要確定有引領性和探究性的主題，并在此基礎上提煉出支撐主題實現的具體目標。項目式學習主題是項目核心， 它是某個待探究解決的真實問題， 每個項目主題都可以延伸出具有挑戰性的活動，能夠引起持續探究，因此在項目準備階段要把握好主題選取。 根據巴克教育研究院的項目式學習黃金標準，主題應具有真實性、能產生具有挑戰性的問題、能引發學生持續探究。主題選取和設計可以從真實性、探究性、開放性、延續性、綜合性、可行性等方面進行考慮。[9]“體育運動與心率”是義務教育數學課程標準確定的以“函數”相關知識應用為主題的跨學科項目式學習。 主題來源于社會真實情境但本質為數學問題，具有真實性又能產生挑戰性的問題。該主題為學生提供開放性探索活動，引導學生研究體育運動與心率問題，綜合運用數學、生物學、體育等學科知識，通過小組協作進行探究并解決問題。

（二）依據教學要求確定有目的性和操作性的實踐目標

主題可以開放、解決問題途徑可以多樣、任務達成水平可以不同，但學習實踐的目標必須明確，并且受具體指標限制。 這也是學生完成任務、成果展示、反思評價的基礎。 高質量的項目式學習要求將素養目標轉化為學習目標，并以目標、成果為導向，作為問題情境、評價反思、學習支架等的設計依據。 項目式學習關注素養培育和高階認知生成， 所以應聚焦核心素養和核心概念確定項目式學習目標層級。“體育運動與心率”核心是探究運動類型、運動時間、性別等因素與心率間的函數關系， 不是漫無目的地探究體育運動和心率。 學生經歷運用數學和其他學科知識綜合解決問題的過程，發展模型觀念；經歷交流協作、實踐探究、批判反思的過程，發展學生的實踐能力和學習能力； 在了解體育運動生理機制的過程中學習科學運動，養成良好的生活態度和習慣。

（三）依據實施階段設計有探究性和交互性的實踐支架

項目實施階段是學生進行探究的主要階段，因學生認知特點和項目式學習特點決定了該階段需要學習支架的支持和幫助。 項目實施階段包括項目啟動、項目支撐、項目展示三個環節，是學生探索和解決問題的主要階段， 也是學習支架發揮功能的重要階段。

項目啟動環節不是簡單的導入， 不僅要通過真實問題吸引學生，更要讓學生進行感知和思考，提出開啟探究的驅動性問題。 項目支撐環節是學生建構知識、 理解與技能以回應驅動性問題并產出作品或解答的環節，需要教師設計一系列微項目、組織一節節課、引導學生完成項目任務分解和解答，還需接收批判性反饋并進行修改。[10]項目展示環節重在公開展示能回應驅動性問題的作品或解答， 項目式學習最終結果要以產品或成果的形式呈現。

現結合“體育運動與心率”這項實踐活動略談項目式學習需要設計的幾種學習支架。

1.利于項目啟動的情境型支架

情境型支架與項目啟動環節密切聯系。 通過情境型學習支架創設情境順利入項， 便于引導學生進行感悟和思考并提出驅動性問題。 建構主義認為學生一定要在真實或趨于真實的學習情境中學習，才能增強學生的實際應用能力[11]。 可通過投放模擬情境、藝術作品、動畫視頻等方式創設學習情境，激發學習興趣，引起積極思考，明確探究問題。

在“體育運動與心率”實踐活動中，可以出示一段視頻或一組對比圖片， 說明成人正常情況下心率一般在每分鐘60 次到100 次，但運動時心率一般在每分鐘110 次到150 次。 以這樣的實際生活情境作為情境型學習支架， 激發學習興趣的同時引導學生思考：影響心率變化的主要因素有哪些？影響程度如何？進而引發分析變量與變量之間的關系的欲望，并思考能否用數學函數建立表達式。這樣，在情境中幫助學生明確研究的主題和問題， 導向學生的探究行為，以便進行與主題相關的實踐研究。

2.利于項目探究的策略型支架

項目式學習是一個持續探究不斷深入的過程，肯定會遇到超越學生現有認知水平的難題。 這時就需要策略型學習支架激活思維、優化認知圖示、幫助學生解決問題。常見的策略型學習支架有圖表、角色扮演、教學解釋等。

“體育運動與心率”的項目啟動環節可以先使用“看見—思考—發問”策略型支架。 在觀看完視頻或對比圖片后，學生需要描述看見的內容及其蘊含的意義，思考并提出問題。通過策略型學習支架使學生的思維可視化，幫助學生提出驅動問題，開啟探究過程。 項目支撐環節的策略型支架有“GROW 模型”。通過提問幫助學生明確目標及現狀，思考各種解決方案以及具體行動，幫助學生理清解決問題的思路。[12]項目展示環節可以運用進度表、魚骨圖、知識圖譜等策略型支架，幫助學生對整個項目及知識進行整理與回顧，以便形成結構化的認知。

3.利于項目生成的資源型支架

核心素養時代背景下，學習資源的價值日益凸顯。 資源型支架是為學生提供各種學習資源或獲取學習資源的平臺和方法，確保學生在學習時能獲得相關資源，提高學生獲取、加工信息的能力。 資源型學習支架包括文本性資料、范例、圖片等。 運用提供的資源型學習支架能讓學生拓寬視野、開拓思維，能促進實踐項目更快更好地生成。

在“體育運動與心率”項目式學習中可以適時、恰當地為學生提供資源型學習支架，助力項目式學習成功。 資源型學習支架包括測量心率的微課或視頻、函數圖像設計和建立的范例、體育和生物學有關知識等。 教師可以設計一個資源指南作為資源型學習支架，它是由教師篩選、審查的，帶有鏈接、視頻、網站和文章的數字空間，避免學生在獲取信息過程中浪費大量時間。

4.利于項目對話的交互型支架

項目式學習以協作學習為主要方式，因此交互型支架在項目式學習中具有獨特地位。 交互型支架為學生提供了交流互動的對話機會，指導學生交流互動的方法、技巧、過程等，使學生認識到交流互動的重要性，促進學生之間的交流互動。[13]通過交流對話引發學生思考，進行頭腦風暴，通過師生、生生之間的對話行為互相啟發。 交互型支架有對話、問題、建議、示范等表現形式。

“體育運動與心率”中交互型支架包括咨詢臺、站會、 哈克尼斯圓桌教學法等。 設置咨詢臺和辦公時間為師生間的交流對話提供機會，教師作為支持者和引導者能為遇到困難、停滯不前的學生或小組提供幫助。 小組內可以設置站會，每天每位小組成員用一分鐘時間分享昨日成果、今日目標以及可能的阻礙。會議雖然簡短但有助于小組間交流合作，避免產生拖后腿的現象。 哈克尼斯圓桌教學法以學生為主體，教師輔助學習。學生圍坐在圓桌邊開放自由地進行交流討論，教師進行輔助性教學。

5.利于項目鑒定的評價型支架

評價型支架為學生提供評價的機會和方法，明確目標是否達成，反映學生的成長與進步，具有學習反饋和成果鑒定功能。 評價型支架不僅能反饋學生表現和項目成果，而且能促進學生在項目準備、小組討論、產品制作等環節的積極參與、協作解決等。 項目式學習提倡成果導向、評價先行，意味著項目式學習開始前就要預想出能體現目標達成的學習成果，包括階段性成果和終結性成果， 要想有好成果就要讓學生在項目開始前明白好成果的評價標準。[14]所以教師要為學生形成性和終結性評價提供支架，如成長記錄袋、測試量表等。

在“體育運動與心率”項目式學習中可以搭建下課通行證、項目里程碑等形成性的評價型支架，也可以針對項目產品或成果即實驗方案搭建終結性的評價型支架（如表1）。

表1 “體育運動與心率”實驗方案評價量表