問(wèn)題式教學(xué)有利于增強(qiáng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，被廣泛應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中。認(rèn)知負(fù)荷理論為問(wèn)題式教學(xué)的有效實(shí)施提供了新的理論指導(dǎo)。在分析認(rèn)知負(fù)荷理論的核心觀點(diǎn)與問(wèn)題式教學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)模式。該模式運(yùn)用了一定的教學(xué)策略控制內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷，減少外部認(rèn)知負(fù)荷，提高相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，將問(wèn)題式教學(xué)過(guò)程中可能產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷總量控制在學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷范圍內(nèi)，保證了問(wèn)題式教學(xué)的高效實(shí)施。將該教學(xué)模式應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)認(rèn)知負(fù)荷理論對(duì)問(wèn)題式教學(xué)的實(shí)施確實(shí)有積極的促進(jìn)作用?；趯?shí)踐反思，文章總結(jié)了基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)及建議，以期為開(kāi)展問(wèn)題式教學(xué)提供一些有益的參考。
關(guān)鍵詞：認(rèn)知負(fù)荷理論；問(wèn)題式教學(xué)；模式設(shè)計(jì)
波普爾曾說(shuō)：科學(xué)和知識(shí)的提升始于問(wèn)題，終于問(wèn)題。[1]愛(ài)因斯坦進(jìn)一步指出：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題比解決問(wèn)題更為重要。[2]因?yàn)閷W(xué)生的思維發(fā)展、知識(shí)增長(zhǎng)，往往是從提出問(wèn)題開(kāi)始的，能夠提出問(wèn)題對(duì)于學(xué)生而言是一項(xiàng)終生需要的能力?；诖吮尘?，問(wèn)題式教學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。問(wèn)題式教學(xué)圍繞“問(wèn)題”開(kāi)展，致力于培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)。自1980 年《關(guān)于行動(dòng)的議程》文件中提出應(yīng)將“問(wèn)題解決”作為學(xué)校的一種教學(xué)模式以來(lái)， 問(wèn)題式教學(xué)就被廣泛應(yīng)用于各級(jí)各類教育的教學(xué)實(shí)踐中。[3]既往的大量研究雖然證實(shí)了問(wèn)題式教學(xué)確實(shí)有利于培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，提升教學(xué)成效，但其有效性是以“問(wèn)題”是適切的為前提。不少教師在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境與組織教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中忽略了學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷的情況，“問(wèn)題”的難度超出了學(xué)生的認(rèn)知水平，致使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中出現(xiàn)認(rèn)知超負(fù)荷，從而嚴(yán)重影響教學(xué)成效。鑒于此，本文擬在認(rèn)知負(fù)荷理論的指導(dǎo)下，構(gòu)建基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)模式，將任務(wù)產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷盡量控制在學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷范圍內(nèi)，以期更好地促進(jìn)問(wèn)題式教學(xué)的有效開(kāi)展。
（一）認(rèn)知負(fù)荷理論
美國(guó)心理學(xué)家米勒（Miller）從1956 年開(kāi)始進(jìn)行腦力負(fù)荷和心理負(fù)荷方面的研究，并從信息加工角度提出了工作記憶容量的有限性。[4]之后，隨著布魯納對(duì)人類思維的研究、皮亞杰圖式理論的興起以及奈瑟《認(rèn)知心理學(xué)》的出版等，認(rèn)知心理學(xué)得到了極大的關(guān)注。[5] 澳大利亞心理學(xué)家約翰. 斯威勒（John Sweller）以信息加工理論為背景，以資源有限論和圖式理為基礎(chǔ)較為系統(tǒng)地闡述了認(rèn)知負(fù)荷理論（Cognitive Load Theory，CLT）。認(rèn)知負(fù)荷理論自提出后便得到了廣泛研究，主要包括學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、教學(xué)效應(yīng)以及認(rèn)知負(fù)荷測(cè)量等內(nèi)容。[6]諸多研究證明，認(rèn)知負(fù)荷理論為教學(xué)設(shè)計(jì)提供了新的理論框架，為教學(xué)實(shí)踐提供了積極有效的指導(dǎo)。由此，認(rèn)知負(fù)荷理論逐步成為指導(dǎo)教學(xué)的一種重要的心理學(xué)理論。
認(rèn)知負(fù)荷是指外部信息進(jìn)入個(gè)體工作記憶中所需的心理活動(dòng)總量[7]。學(xué)習(xí)者進(jìn)行認(rèn)知加工活動(dòng)要消耗心理活動(dòng)總量和相應(yīng)的認(rèn)知資源，當(dāng)任務(wù)需要消耗的心理活動(dòng)總量超出學(xué)習(xí)者自身的心理活動(dòng)總量時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知超負(fù)荷。超出部分的任務(wù)將不會(huì)被學(xué)習(xí)者有效加工。為避免出現(xiàn)認(rèn)知超負(fù)荷，應(yīng)設(shè)法促使學(xué)習(xí)者頭腦中圖式的構(gòu)建及自動(dòng)化的形成。學(xué)習(xí)者一旦形成了圖式結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后便可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而省去任務(wù)的加工過(guò)程，突破工作記憶有效性的限制，實(shí)現(xiàn)降低認(rèn)知負(fù)荷的效果[8]。
Sweller 將認(rèn)知負(fù)荷分為三類：內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、外部認(rèn)知負(fù)荷和相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷[9]，認(rèn)知負(fù)荷的分類及其主要影響因素如表1 所示：
通過(guò)對(duì)認(rèn)知負(fù)荷分類中內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、外部認(rèn)知負(fù)荷以及相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的內(nèi)涵及影響因素的梳理，可以得出運(yùn)用認(rèn)知負(fù)荷理論指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)踐的核心思想是：通過(guò)控制認(rèn)知負(fù)荷的各影響因素，進(jìn)而控制內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷, 降低外部認(rèn)知負(fù)荷, 提高相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，最終使任務(wù)產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷總量在學(xué)習(xí)者的承受范圍內(nèi)，促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)。
（二）問(wèn)題式教學(xué)
問(wèn)題式教學(xué)起源于20 世紀(jì)50 年代，可追溯至蘇格拉底的“產(chǎn)婆術(shù)”?！爱a(chǎn)婆術(shù)”指出通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生自主探索達(dá)到學(xué)習(xí)的目的，是問(wèn)題式教學(xué)思想的初步體現(xiàn)[12]；杜威的“五步教學(xué)法”是問(wèn)題式教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，包含發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、明確問(wèn)題、提出假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)、得出結(jié)論的完整的問(wèn)題解決過(guò)程[13]。隨著教學(xué)模式和教學(xué)實(shí)踐研究的不斷深入，美國(guó)學(xué)者唐娜. 奧格爾（Donna Ogle）于1986 年提出K-W-L模式。K-W-L 模式的流程是：首先明確學(xué)生頭腦中已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)（what I know），然后通過(guò)小組協(xié)作探究確定解決問(wèn)題所需的其他信息（what Iwant to know），最后學(xué)生對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)和反思（what I learnt）[14]。解決問(wèn)題的過(guò)程都由表格記錄， 因此可以觀察到學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。
問(wèn)題式教學(xué)又可稱為基于問(wèn)題的教學(xué)?，F(xiàn)普遍認(rèn)為，問(wèn)題式教學(xué)是主張學(xué)生在創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題情境中，通過(guò)小組協(xié)作式學(xué)習(xí)方式解決問(wèn)題，掌握既定知識(shí)與技能的教學(xué)模式[15]。問(wèn)題式教學(xué)模式有三個(gè)要素，分別是問(wèn)題情境、學(xué)生和教師[16]。問(wèn)題情境是開(kāi)啟教學(xué)活動(dòng)的鑰匙，也是實(shí)施教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)。問(wèn)題情境是否恰當(dāng)有趣、能否激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將直接影響教學(xué)的成效；學(xué)生是學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，學(xué)生通過(guò)教學(xué)活動(dòng)獲取知識(shí)，同樣問(wèn)題式教學(xué)需要學(xué)生的參與才能發(fā)揮作用，學(xué)生的積極性和主動(dòng)性是教學(xué)活動(dòng)能否成功開(kāi)展的關(guān)鍵；教師是教學(xué)活動(dòng)的組織者和引導(dǎo)者，教師負(fù)責(zé)問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)與統(tǒng)籌，學(xué)生解決問(wèn)題的啟發(fā)、引導(dǎo)及評(píng)價(jià)等活動(dòng)中至關(guān)重要，教師的專業(yè)素質(zhì)將會(huì)對(duì)問(wèn)題式教學(xué)的效果產(chǎn)生直接影響。
二、基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)模式設(shè)計(jì)
（一）經(jīng)典問(wèn)題式教學(xué)模式分析
具有代表性的問(wèn)題式教學(xué)模式有“陳嚴(yán)模式”。首先教師設(shè)置問(wèn)題，學(xué)生進(jìn)行自主探索，然后在找到解決問(wèn)題的其他信息之后進(jìn)行組內(nèi)討論，發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題繼續(xù)進(jìn)行探究。另一個(gè)具有代表性的問(wèn)題式教學(xué)模式是由杜雪艷提出的，具體流程為：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—整理和歸納問(wèn)題—板書(shū)和梳理問(wèn)題—分析問(wèn)題進(jìn)而解決問(wèn)題—復(fù)習(xí)和鞏固問(wèn)題[17]。
上述問(wèn)題式教學(xué)模式相對(duì)比較典型，也被廣泛應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中，并取得了很好的教學(xué)效果?！瓣悋?yán)模式”不僅包含問(wèn)題式教學(xué)的整個(gè)問(wèn)題解決過(guò)程，還注意引導(dǎo)學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，不將學(xué)生局限于教師設(shè)計(jì)的問(wèn)題情境，不阻礙學(xué)生的積極探索，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中更自由和自主；杜雪艷提出的教學(xué)模式相對(duì)“陳嚴(yán)模式”更加完整和系統(tǒng)，包括了整個(gè)問(wèn)題解決的流程，使問(wèn)題式教學(xué)模式更加完整。但它們具有以下共同特點(diǎn)：教學(xué)活動(dòng)都是以問(wèn)題開(kāi)始，以問(wèn)題解決結(jié)束；都以問(wèn)題為主線，包含提出問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的完整流程；都注重引導(dǎo)學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并逐步形成問(wèn)題意識(shí)；都致力于使學(xué)生經(jīng)過(guò)問(wèn)題解決在頭腦中形成完整的圖式結(jié)構(gòu)。
（二）基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)模式設(shè)計(jì)
根據(jù)上述經(jīng)典問(wèn)題式教學(xué)模式的共同特點(diǎn)以及認(rèn)知負(fù)荷理論的理念，問(wèn)題式教學(xué)模式不僅應(yīng)包含創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、解決問(wèn)題、總結(jié)復(fù)習(xí)在內(nèi)的完整問(wèn)題解決流程，還應(yīng)將學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及認(rèn)知規(guī)律考慮在內(nèi)。因此，本研究以認(rèn)知負(fù)荷理論為指導(dǎo)，構(gòu)建基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)模式如圖1 所示。此模式包含四個(gè)環(huán)節(jié)：創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、解決問(wèn)題、展示成果和總結(jié)匯報(bào)、反思評(píng)價(jià)?；谡J(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)模式增加了反思評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，反思評(píng)價(jià)是問(wèn)題式教學(xué)模式設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分，對(duì)教師調(diào)整問(wèn)題情境、教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)以及學(xué)生進(jìn)行自我反思等都有積極的指導(dǎo)作用。
1. 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境
問(wèn)題情境是指在一定的情境中為實(shí)現(xiàn)某一目標(biāo)所面臨的狀態(tài)。問(wèn)題情境是設(shè)計(jì)和實(shí)施問(wèn)題式教學(xué)的第一步，也是問(wèn)題式教學(xué)是否成功開(kāi)展的關(guān)鍵因素之一。問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)需要完成問(wèn)題的選擇、描述及難度設(shè)置。從認(rèn)知負(fù)荷的角度分析，問(wèn)題的描述如果帶有很多無(wú)關(guān)信息，學(xué)習(xí)者就需要耗費(fèi)有限的工作記憶容量去加工這些無(wú)關(guān)信息，這無(wú)疑增加了學(xué)習(xí)者的外部認(rèn)知負(fù)荷。因此，應(yīng)設(shè)法將問(wèn)題描述清晰，盡可能降低學(xué)習(xí)者的外部認(rèn)知負(fù)荷；由于內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷和問(wèn)題的難易程度有關(guān)，問(wèn)題越復(fù)雜，需要占用的認(rèn)知資源就越多，內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷就會(huì)越大，但是如果學(xué)習(xí)者已有的圖式結(jié)構(gòu)與新信息的交互性越強(qiáng)，工作記憶加工新信息的速度及準(zhǔn)確度就會(huì)越高，解決問(wèn)題的效率也會(huì)隨之提高，內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷相應(yīng)地就會(huì)減少。所以，可從降低問(wèn)題的復(fù)雜程度和完善學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面來(lái)降低內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷。
2. 解決問(wèn)題
解決問(wèn)題是問(wèn)題式教學(xué)實(shí)施的主要環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)學(xué)生歷經(jīng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題的循環(huán)探究過(guò)程。此環(huán)節(jié)可能產(chǎn)生由學(xué)習(xí)資源或問(wèn)題任務(wù)引起的外部認(rèn)知負(fù)荷。問(wèn)題及資源的呈現(xiàn)方式、呈現(xiàn)形式、呈現(xiàn)順序等都有可能產(chǎn)生外部認(rèn)知負(fù)荷。因?qū)W生尋求問(wèn)題答案需要經(jīng)歷對(duì)比、驗(yàn)證等一系列的認(rèn)知活動(dòng)，這些過(guò)程都會(huì)占用學(xué)習(xí)者的認(rèn)知資源，當(dāng)認(rèn)知資源被完全占用時(shí)，就無(wú)法進(jìn)行有效的認(rèn)知活動(dòng)。因此，如果呈現(xiàn)問(wèn)題形式混亂、資源呈現(xiàn)分散，整合分散資源和分析問(wèn)題結(jié)構(gòu)就需要占用一定的認(rèn)知資源，工作記憶總量不變導(dǎo)致加工有用信息的容量就會(huì)減少，從而產(chǎn)生更多的無(wú)意義學(xué)習(xí)。因此，此環(huán)節(jié)要盡可能地降低學(xué)習(xí)任務(wù)帶來(lái)的外部認(rèn)知負(fù)荷，可從優(yōu)化問(wèn)題呈現(xiàn)方式、呈現(xiàn)形式、呈現(xiàn)順序等方面盡可能降低外部認(rèn)知負(fù)荷；教師還可以在學(xué)生解決問(wèn)題的過(guò)程中進(jìn)行積極有效的引導(dǎo)、合理運(yùn)用強(qiáng)化策略來(lái)提高學(xué)習(xí)者的相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。
3. 展示成果和總結(jié)匯報(bào)
展示成果和總結(jié)匯報(bào)是問(wèn)題式教學(xué)的重要部分， 也是學(xué)生形成圖式結(jié)構(gòu)的主要環(huán)節(jié)。在認(rèn)知負(fù)荷理論的指導(dǎo)下，問(wèn)題式教學(xué)模式的匯報(bào)總結(jié)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)是有效控制內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷。學(xué)習(xí)者如果具備與學(xué)習(xí)任務(wù)相關(guān)聯(lián)的圖式結(jié)構(gòu)，內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷就會(huì)相應(yīng)減少[18]。圖式結(jié)構(gòu)由概念圖式（描述問(wèn)題）和問(wèn)題圖式（描述解法）組成，掌握一類問(wèn)題的解答就相當(dāng)于掌握了這類問(wèn)題的解決圖式[19]。而專家和新手的區(qū)別就在于專家掌握了解決一類問(wèn)題的圖式，當(dāng)問(wèn)題包含較多的已知條件或已知條件之間關(guān)系復(fù)雜時(shí)，新手和專家在問(wèn)題解決的過(guò)程及效率方面就會(huì)產(chǎn)生明顯差異，新手需要?dú)v經(jīng)由問(wèn)題目標(biāo)尋找已知條件、整合已有信息的逆向過(guò)程，而專家已經(jīng)具備相應(yīng)的圖式結(jié)構(gòu)，可以直接由已知條件順序解決問(wèn)題。很顯然，與專家解決問(wèn)題相比，新手需要消耗更多的認(rèn)知資源。因此，本環(huán)節(jié)要盡量完善學(xué)生的圖式結(jié)構(gòu)，從而降低內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷。
4. 反思評(píng)價(jià)
反思評(píng)價(jià)不僅可以指導(dǎo)優(yōu)化教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)及實(shí)踐，還可促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行反思，對(duì)問(wèn)題式教學(xué)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都有一定的指導(dǎo)作用。從認(rèn)知負(fù)荷理論出發(fā)，此環(huán)節(jié)可從提高相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷和降低外部認(rèn)知負(fù)荷的角度控制認(rèn)知負(fù)荷總量。從學(xué)生的角度分析，反饋的結(jié)果可以讓學(xué)生查漏補(bǔ)缺，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，使學(xué)生產(chǎn)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)需求，從而提高其相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，對(duì)下一次的學(xué)習(xí)活動(dòng)有很好的奠基和指導(dǎo)作用；從教師的角度分析，評(píng)價(jià)貫穿于問(wèn)題式教學(xué)的整個(gè)過(guò)程， 教師可以根據(jù)學(xué)生課堂協(xié)作探究的情況優(yōu)化調(diào)整學(xué)生分組結(jié)構(gòu)，還可根據(jù)學(xué)生解決問(wèn)題的情況對(duì)問(wèn)題情境進(jìn)一步優(yōu)化等，從而有效降低學(xué)習(xí)者的外部認(rèn)知負(fù)荷。
三、基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)案例
通過(guò)對(duì)基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)模式每一個(gè)環(huán)節(jié)認(rèn)知負(fù)荷情況的分析，以及怎樣使問(wèn)題任務(wù)的認(rèn)知負(fù)荷總量在學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷范圍內(nèi)的進(jìn)一步論述，本研究從理論上闡明了在認(rèn)知負(fù)荷理論的指導(dǎo)下，怎樣達(dá)到優(yōu)化問(wèn)題式教學(xué)、實(shí)現(xiàn)學(xué)生高效學(xué)習(xí)的目的。但還需結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐論證，因此，本研究將基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)模式應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐并進(jìn)行效果分析。
（一）實(shí)踐流程
本研究將基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)模式應(yīng)用于四年級(jí)數(shù)學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中，以下將以四年級(jí)數(shù)學(xué)上冊(cè)的課程“神奇的莫比烏斯帶”為例，具體闡述實(shí)踐的過(guò)程。教學(xué)實(shí)踐按上述的創(chuàng)設(shè)問(wèn)題、解決問(wèn)題、展示成果和匯報(bào)總結(jié)、反思評(píng)價(jià)四個(gè)階段展開(kāi)，在每一階段中都會(huì)運(yùn)用一定的教學(xué)策略調(diào)控每一個(gè)階段可能產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷。
1. 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境階段
教師首先進(jìn)行學(xué)習(xí)者分析，了解學(xué)生頭腦中已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，并對(duì)全班同學(xué)進(jìn)行分組；進(jìn)一步分析教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合認(rèn)知負(fù)荷理論，確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)為在學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷范圍內(nèi)，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，了解“莫比烏斯帶”及其特征，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情；然后分析學(xué)生已有的圖式結(jié)構(gòu)與問(wèn)題任務(wù)間的關(guān)聯(lián)程度，在確保完成教學(xué)目標(biāo)的前提下，設(shè)置和學(xué)習(xí)者已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)度最高的問(wèn)題任務(wù)；最后依據(jù)各類認(rèn)知負(fù)荷的影響因素，用最簡(jiǎn)潔明了的語(yǔ)言描述任務(wù)題目， 創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的問(wèn)題情境。
2. 解決問(wèn)題階段
首先將問(wèn)題設(shè)置為由易到難的序列, 上一個(gè)問(wèn)題的答案可以輔助解決下一個(gè)問(wèn)題，并且借助多媒體或是其他工具合理設(shè)置多種問(wèn)題呈現(xiàn)方式，利用視頻或動(dòng)畫(huà)等形式引入問(wèn)題從而有效降低外部認(rèn)知負(fù)荷。例如針對(duì)怎樣將長(zhǎng)方形紙條對(duì)折，實(shí)現(xiàn)只有一個(gè)面的問(wèn)題，教師可安排學(xué)生觀看過(guò)山車的動(dòng)畫(huà)或視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察過(guò)山車運(yùn)行的軌跡，嘗試對(duì)問(wèn)題提出假設(shè)；然后小組通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證假設(shè)，進(jìn)而找到解決問(wèn)題的方法。通過(guò)實(shí)踐將錯(cuò)誤方法排除，通過(guò)討論交流整合信息， 可降低學(xué)習(xí)者的外部認(rèn)知負(fù)荷；教師采取恰當(dāng)適時(shí)的強(qiáng)化措施，合理安排合作和競(jìng)爭(zhēng)，盡可能幫助學(xué)生通過(guò)解決問(wèn)題增強(qiáng)自信心，提高學(xué)習(xí)興趣，從而提高相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。
3. 展示成果和總結(jié)匯報(bào)階段
問(wèn)題解決之后，學(xué)生代表進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)，匯報(bào)展示的小組重新梳理問(wèn)題解決的過(guò)程，通過(guò)復(fù)習(xí)和鞏固問(wèn)題完善解決問(wèn)題的圖式結(jié)構(gòu)，并通過(guò)聽(tīng)取其他小組的匯報(bào)，進(jìn)行組間交流，學(xué)習(xí)解決問(wèn)題的新思路、新方法，進(jìn)一步整合知識(shí)圖式，有效控制內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷，為下一次的學(xué)習(xí)活動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)；教師在匯報(bào)階段注意總結(jié)學(xué)生匯報(bào)過(guò)程中的問(wèn)題并及時(shí)解決、強(qiáng)化重點(diǎn)，幫助學(xué)生梳理知識(shí)結(jié)構(gòu)，完成圖式的構(gòu)建及自動(dòng)化，有效控制內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷，以使下一次的問(wèn)題解決更加高效。
4. 反思評(píng)價(jià)階段
綜合多方面對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行多元評(píng)價(jià)，包括學(xué)生制作莫比烏斯帶的情況、在小組探究活動(dòng)中的表現(xiàn)以及匯報(bào)的情況等。教師根據(jù)小組表現(xiàn)適當(dāng)調(diào)整分組結(jié)構(gòu)，以最大化發(fā)揮小組協(xié)作學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)；根據(jù)學(xué)生在問(wèn)題解決過(guò)程中的認(rèn)知負(fù)荷情況，調(diào)整優(yōu)化問(wèn)題情境，包括問(wèn)題任務(wù)的復(fù)雜程度、呈現(xiàn)方式等多個(gè)方面；根據(jù)學(xué)生在問(wèn)題解決的具體情況優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，控制問(wèn)題任務(wù)產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷在學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷總量范圍內(nèi)，讓問(wèn)題式教學(xué)在認(rèn)知負(fù)荷理論的指導(dǎo)下更高效地實(shí)施。
（二）效果分析
經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索，基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)取得了良好的實(shí)踐效果。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率得到了有效提高，學(xué)生在進(jìn)行符合認(rèn)知規(guī)律的探究活動(dòng)時(shí)，自身的積極投入以及教師及時(shí)有效的指導(dǎo)使學(xué)習(xí)效率得到了有效提高；其次， 學(xué)生通過(guò)積極參與實(shí)踐活動(dòng)，其學(xué)習(xí)質(zhì)量也得到了提高，觀察學(xué)生在問(wèn)題解決過(guò)程中的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生已經(jīng)形成了完整的知識(shí)圖式結(jié)構(gòu)，這就意味著當(dāng)再次遇到同類問(wèn)題時(shí)，學(xué)生可以快速調(diào)取頭腦中已有的圖式結(jié)構(gòu)解決問(wèn)題；最后，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也得到提升，學(xué)生通過(guò)積極參與問(wèn)題解決探究活動(dòng)，在完成與自身認(rèn)知和能力相匹配的學(xué)習(xí)任務(wù)后，自身成就感也得到加強(qiáng)，大多數(shù)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)保持了較高的學(xué)習(xí)熱情。因此，我們認(rèn)為認(rèn)知負(fù)荷理論對(duì)問(wèn)題式教學(xué)的實(shí)施有積極意義。
（一）優(yōu)勢(shì)分析
通過(guò)上述對(duì)基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)理論及實(shí)踐的論述，發(fā)現(xiàn)認(rèn)知負(fù)荷理論為問(wèn)題式教學(xué)的發(fā)展帶來(lái)了新的思路，基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)相比傳統(tǒng)意義的問(wèn)題式教學(xué)存在一定的優(yōu)勢(shì)。
1. 以認(rèn)知負(fù)荷理論作為指導(dǎo)，為問(wèn)題式教學(xué)發(fā)展提供新視角
問(wèn)題式教學(xué)模式的構(gòu)建和實(shí)施都已相對(duì)成熟，現(xiàn)有問(wèn)題式教學(xué)模式都是以建構(gòu)主義為指導(dǎo)，倡導(dǎo)以學(xué)生為學(xué)習(xí)活動(dòng)的中心，通過(guò)解決問(wèn)題來(lái)完成知識(shí)的建構(gòu)。而認(rèn)知負(fù)荷理論的理念是通過(guò)控制認(rèn)知負(fù)荷總量，盡可能使學(xué)生實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)學(xué)習(xí)，不產(chǎn)生額外的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。由此，認(rèn)知負(fù)荷理論從一個(gè)新的視角為問(wèn)題式教學(xué)的發(fā)展提供了指導(dǎo)。
2. 學(xué)生通過(guò)解決問(wèn)題掌握知識(shí)圖式，實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)
問(wèn)題式教學(xué)本身就是圍繞問(wèn)題開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的一種教學(xué)模式，問(wèn)題設(shè)置是問(wèn)題式教學(xué)非常重要的部分。運(yùn)用認(rèn)知負(fù)荷理論指導(dǎo)問(wèn)題情境設(shè)計(jì)，不僅可以使學(xué)習(xí)者獲取知識(shí)技能，還可以使學(xué)習(xí)者掌握一系列問(wèn)題的解決方法，即掌握一類問(wèn)題的解決圖式。學(xué)習(xí)者再次遇到同類問(wèn)題時(shí)，不需要耗費(fèi)認(rèn)知資源來(lái)加工問(wèn)題信息間的關(guān)系，可以直接調(diào)取問(wèn)題解決圖式解決問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)。
3. 課堂活動(dòng)以問(wèn)題為主線，注重培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)
問(wèn)題式教學(xué)以問(wèn)題序列為主線開(kāi)展課堂活動(dòng)，其目的不僅要培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的技能，還要學(xué)生在不斷解決問(wèn)題的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，逐步培養(yǎng)問(wèn)題意識(shí)，這才是問(wèn)題式教學(xué)的重要意義。在認(rèn)知負(fù)荷理論指導(dǎo)下，在教學(xué)過(guò)程中教師會(huì)通過(guò)不斷引導(dǎo)、合理安排獎(jiǎng)懲以及學(xué)生之間的合作競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，使學(xué)習(xí)者在認(rèn)知負(fù)荷范圍內(nèi)完成一系列學(xué)習(xí)任務(wù)，獲得較良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。因此，以認(rèn)知負(fù)荷理論為基礎(chǔ)構(gòu)建的學(xué)習(xí)活動(dòng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題意識(shí)的目的，還能在一定程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
（二）建議
為使基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)更加完善和成熟，此處從問(wèn)題式教學(xué)的三要素教師、學(xué)生、問(wèn)題情境出發(fā)，對(duì)基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)的實(shí)施提出以下建議：
1. 問(wèn)題情境設(shè)計(jì)要有“方”
問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)的好壞會(huì)直接影響問(wèn)題式教學(xué)的質(zhì)量。因此，設(shè)計(jì)問(wèn)題情境要注意一定的方式方法。比如，問(wèn)題選取要和教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)，問(wèn)題闡述要清晰明了，問(wèn)題設(shè)置難度要適宜，問(wèn)題序列要由簡(jiǎn)單到復(fù)雜循序漸進(jìn)等。以認(rèn)知負(fù)荷理論為指導(dǎo)，探討優(yōu)化問(wèn)題情境的方法和實(shí)施路徑，方能使基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)進(jìn)一步發(fā)展。
2. 強(qiáng)化教師的指導(dǎo)
教師在問(wèn)題式教學(xué)中的作用是不容忽視的，不論是前期問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)，還是教學(xué)活動(dòng)的組織安排、貫穿始終的教學(xué)評(píng)價(jià)都強(qiáng)調(diào)教師的引導(dǎo)作用，尤其是教學(xué)活動(dòng)的組織安排。小組探究過(guò)程中教師適時(shí)引導(dǎo)、恰當(dāng)提示問(wèn)題解決的方向等，可以降低學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷，從而提高學(xué)習(xí)效率。
3. 提高學(xué)生的參與意識(shí)
問(wèn)題式教學(xué)相對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式而言，對(duì)學(xué)生的自主性有更高的要求。學(xué)生也是整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)的中心，提高學(xué)生的參與意識(shí)對(duì)問(wèn)題式教學(xué)的成功實(shí)施是非常關(guān)鍵的，學(xué)生的高度參與會(huì)直接提升其解決問(wèn)題的效率和質(zhì)量，也會(huì)間接提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如果學(xué)生能夠積極認(rèn)真參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，就可以很快掌握知識(shí)結(jié)構(gòu)，從而提高自信心。
基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)模式立足于學(xué)生本身的認(rèn)知過(guò)程，在培養(yǎng)學(xué)生形成問(wèn)題意識(shí)、促進(jìn)學(xué)生形成完整圖式結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣?；谡J(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)符合教育改革及素質(zhì)教育對(duì)人才培養(yǎng)的要求，不僅為問(wèn)題式教學(xué)的變革提供了一個(gè)新的方向，也為教育教學(xué)理論和實(shí)踐的發(fā)展提供了有益的參考和借鑒。在理論方面，基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)模式從學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，從信息加工的角度分析學(xué)生的認(rèn)知加工過(guò)程，通過(guò)調(diào)控各類認(rèn)知負(fù)荷的影響因素，進(jìn)而控制任務(wù)產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷總量在學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷范圍內(nèi)。在實(shí)踐方面，基于認(rèn)知負(fù)荷理論的問(wèn)題式教學(xué)模式為教學(xué)實(shí)踐提供了更具操作性的指導(dǎo)，運(yùn)用一定的教學(xué)策略降低問(wèn)題式教學(xué)實(shí)施的每個(gè)階段中可能出現(xiàn)的內(nèi)、外認(rèn)知負(fù)荷，并提高相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷， 使學(xué)生實(shí)現(xiàn)了認(rèn)知負(fù)荷范圍內(nèi)的高效學(xué)習(xí)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 波普爾. 猜想與反駁：科學(xué)知識(shí)的增長(zhǎng)[M]. 傅季重，譯. 上海：上海譯文出版社，1986:498.
[2] 愛(ài)因斯坦. 愛(ài)因斯坦文集（第一卷）[M]. 北京：商務(wù)印書(shū)館， 1976:228.
[3] 盧萬(wàn)華. 新課改背景下“問(wèn)題解決”教學(xué)法研究與實(shí)踐[D]. 延邊：延邊大學(xué)，2010.
[4] 孫崇勇. 認(rèn)知負(fù)荷的理論與實(shí)證研究[M]. 沈陽(yáng)：遼寧人民出版社， 2014:3-21.
[5] 劉燕. 基于認(rèn)知負(fù)荷理論的化學(xué)課堂教學(xué)研究[D]. 濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2013.
[6] 陳巧芬. 認(rèn)知負(fù)荷理論及其發(fā)展[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù)，2007,17(9):16-19.
[7]SWELLER J.Cognitive Load During Problem Solving:Effects on Learning[J].Cognitive Science(S0364-0213),1988,12(2):257-285.
[8]MAYER R E, MORENO R.Nine Ways to Reduce Cognitive Load in Multimedia Learning[J].Educational Psychologist (S0046-1520),2003,38(1):43-52.
[9]PAAS F,RENKL A,SWELLER J.Cognitive Load Theory and Instructional Design:Recent Developments[J].Educational Psychologist(S0046-1520),2003,38(1):1-4.
[10] 孫天義，許遠(yuǎn)理. 認(rèn)知負(fù)荷的理論及主要模型[J]. 心理研究， 2012,5(2):93-96.
[11] 司國(guó)東，宋鴻陟，趙玉. 認(rèn)知負(fù)荷理論基礎(chǔ)上的移動(dòng)學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)策略研究[J]. 中國(guó)遠(yuǎn)程教育，2013,(9):88-92.
[12] 孔祥萍. 問(wèn)題式教學(xué)模式在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用研究[D]. 日照：曲阜師范大學(xué)，2013.
[13] 李要鵬. 高中思想政治課問(wèn)題式教學(xué)的有效性分析[D]. 武漢：華中師范大學(xué)，2015.
[14] 郭駿聰.K-W-L 教學(xué)模式應(yīng)用于高中數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)證研究[D]. 金華：浙江師范大學(xué)，2014.
[15]SCHMIDT H G.Problem-based Learning:An Introduction [J]. Instructional Science(S0020-4277),1994,(4):247-250.
[16] 馬建民. 初中數(shù)學(xué)問(wèn)題式教學(xué)研究[D]. 成都：四川師范大學(xué)， 2016.
[17] 杜雪艷. 問(wèn)題式教學(xué)五步法的教學(xué)實(shí)踐[J]. 教學(xué)與管理， 2018,(18):60-61.
[18] 宋艷玲，孟昭鵬，閆雅娟. 從認(rèn)知負(fù)荷視角探究翻轉(zhuǎn)課堂：兼及翻轉(zhuǎn)課堂的典型模式分析[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志，2014,(1):105-112.
[19] 羅群英，陳仕品，張劍平. 基于認(rèn)知負(fù)荷理論的網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)：以國(guó)家精品課程“現(xiàn)代教育技術(shù)”的網(wǎng)絡(luò)課程為例[J]. 開(kāi)放教育研究，2009,(4):61-65．
作者簡(jiǎn)介：李迎（1992— ），女，河南安陽(yáng)人，南京師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)與教育應(yīng)用；范文翔（1990—），男， 福建順昌人，杭州師范大學(xué)教育學(xué)院教師，博士，研究方向?yàn)榧夹g(shù)哲學(xué)與新技術(shù)視野下的教育應(yīng)用；張一春（1970— ）， 男， 江蘇常州人，南京師范大學(xué)教授， 博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)與教育應(yīng)用。
