一、项目式学习与复杂问题解决能力

　　在社会快速发展的当下，教育领域逐渐将目光聚焦于培养学生的复杂问题解决能力(Complex Problem Solving，CPS)。这种能力被认为是21世纪学生核心素养之一，在科学、技术、工程和数学(STEM)学科中尤为重要。

　　1.复杂问题解决能力

　　复杂问题解决能力被视为学生在未来社会中取得成功的关键能力之一。复杂问题通常定义不明、信息不全、目标模糊，这些特征使得问题解决者需要在探究过程中不断调整思路，进行多次推理和决策。《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》(简称课标)提出了在教学中创设真实问题情境的要求，强调知识在实际情境中的应用，通过多样的学科活动，让学生将知识内化为主动、合理的认识方式，发展核心素养。经济合作与发展组织(OECD)在《PISA2025科学素养评估框架》[1]中指出，学生应当具备构建和评价科学探究的设计，批判性地解释科学数据和证据，研究、评估和利用科学信息进行决策和采取行动的科学能力，不但指向科学中的复杂问题解决能力，更提出了对学生应对复杂社会性科学议题并做出决策的期待。

　　2.项目式学习中的复杂问题解决策略

　　项目式学习(Project-based Learning，PBL)为学生提供了一个模拟真实世界问题的场域，让学生学会在真实问题和复杂情境下处理信息，并在真实任务驱动中不断调整和优化问题解决策略。面对开放性问题，学生需要提取关键信息、构建问题表征，并依托不同“领域任务”类型的解决策略，逐步形成系统化的问题解决路径。同时，多角度调用化学学科的核心知识与方法是支撑问题解决的前提条件，这也为学生在复杂情境中分析问题、选择工具和优化方案提供了科学依据(见图1)。

　　图1 项目式学习与复杂问题解决能力

　　对于教师而言，如何选择问题，并将真实问题改造设计成适合学生的项目式学习课程，引领学生探寻真实问题解决的真过程、真思路，提升学生的问题解决能力，同样是一个“问题解决”的过程。本文通过案例简要阐述了基于项目的化学学科复杂问题解决教学设计的研发流程。

　　二、基于复杂问题确定项目与任务

　　三、教学设计与实施

　　四、教学反思

　　在基于项目的问题解决教学过程中，需要明确“项目中的问题”和“问题中的方法”，其关键在于从真实生活中的“真人真事”中识别出需要解决的实际问题，并对这些问题进行分类。教师要将不同类型的问题按照各自的一般解决路径进行梳理，这种外显化、程序化的过程为学生提供了清晰的框架，能够使他们有条理地理解并解决问题。

　　在教学设计上，要遵循“项目→任务→活动”三级框架，将“原型”问题解决思路转化为适合学生的解决思路。根据问题的复杂性和学生的认知水平，项目活动的设计应保持一定的开放性，从高度自主的任务、到提供部分方法引导、再到完全结构化的任务设置，都应有针对性地适应不同层次学生的需求。

　　在评价设计上，既要针对具体情境中问题解决的关键能力进行评价，也要关注学生是否具有一般的明确问题、寻找思路、形成思路的问题解决流程。这一评价设计有助于培养学生的高阶思维能力，能够促使他们在今后的学习与生活中自主应对更加复杂的问题情境。

　　参考文献

　　[1] OECD. PISA 2025 science framework[EB/OL]. https://pisa-framework.oecd.org/science-2025/.

　　[2] 琳达•达林-哈蒙德等.高效学习:我们所知道的理解性教学[M].上海:华东师范大学出版社,2010.

　　[3] 魏锐,朱叶,党育杰,等.促进学生“学会思考”的项目式课程开发程序[J].基础教育课程,2023(22):4-11.

　　[4] 王澜,郭晓丽,魏锐,等.馆校协同的科学教育项目式课程设计:以“南水如何北调”为例[J].中国现代教育装备,2024(20):23-27.

　　[5] 郭晓丽,刘菲,黄践,等.基于我国古代科技史的馆校协同项目式课程设计:以“我是滴漏科普讲解员”为例[J].中国现代教育装备,2024(22):20-24.

　　[6] 党育杰,康伟,曹文思,等.基于中国科技史成就的馆校协同项目式课程设计:以“探索大庆油田发现之路:我的找油日记”为例[J].中国现代教育装备,2024(24):23-27.

　　[7] 潘红,赵雅萍,郝亮,等.“探秘神奇的液晶”项目式教学设计[J].中国现代教育装备,2024(2):21-25.

　　[8] 徐聪,郁倩,唐珑畅,等.外显真人真事的问题解决思路设计项目式课程:以“运用近代湿法冶金工艺制作一件黄金工艺品”为例[J].中国现代教育装备,2024(12):9-12.

　　[9] 王静波,高丽红,魏锐,等.可持续发展主题馆校协同项目式课程设计:以“低碳房屋的方案设计”为例[J].中国现代教育装备,2025(2):15-18.

　　[10] 耿静,王明召.从钴酸锂锂离子电池中回收钴和铝的一种技术:配合高中化学元素性质内容和原电池内容的教学[J].中国现代教育装备,2012(12):53-54.

　　[11] 江合佩.促进学生核心素养发展的项目式学习研究与实践:以“废旧锂离子电池回收利用”为例[J].教育与装备研究,2019,35(9):60-67.

　　[12] Zhang X, Li L, Fan E, et al. Toward sustainable and systematic recycling of spent rechargeable batteries[J]. Chemical Society Reviews, 2018, 47(19): 7239-7302.

方圆圆1,2 魏锐3

1.北京师范大学未来教育学院　2.北京师范大学第二附属中学　3.国家教材建设重点研究基地(中小学化学教材研究)、北京师范大学化学学院