PBL 問題本位學習資源網

溯自PBL的起源和研究PBL各學者的觀點，PBL至少奠基於下列幾個交互關聯的哲學與認知心理學的

理論上： 
一、杜威的實用主義（Dewey pragmatism） 
　　 PBL的理論基礎可溯自杜威的實用主義。舉凡開放的探究、以活動為基礎、培養獨立學習、以問題作為學習的起點、使學校的學習與生活經驗產生關聯、透過真實世界的解題來整合教與學、學習需根據學習者的興趣來加以組織、知識只能在其所產生的情境中才能獲得充分的了解等多項主張，均對PBL的發展產生重要影響（Brooks & Brooks, 1993; Delisle, 1997; Fogarty, 1997; Nagel, 1996; Rudolph, 2000; Schmidt, 1993; Trop & Sage, 2002）。
　　 具有教育性的經驗（an experience）是杜威的實用主義哲學與教育思想之核心。依杜威的觀點，經驗發生於世界中，是由學習者及其周遭環境中的事物、情境和事件間不斷互動和參與所組成。教育的中心目標是幫助學生使其生活中充滿有價值的經驗。經驗是一種思考和意義的行動，在解決一個問題時，對解題結果的預期可驅使和維持此一解題經驗的發展。學習者若能了解其所遭遇的問題，與其處理該問題之過程有何關聯，則解題行為與其所處理的問題就會產生意義。知識是解題的工具，知識的獲得與周遭事物和環境密切相關。若以先前經驗作為解決新問題的基礎，則由解題之成敗，學習者便可以之作為改進先前經驗的依據，促進經驗與知識的更新，此即杜威所謂「經驗即實驗」（experience is experimentation）（高廣孚，2000; Dewey, 1916）。
　　 杜威認為教學重在思考的訓練，教學不僅在傳授知識和經驗，更要使學生經歷科學的方法。教師應讓學生有機會主動利用先前經驗來解決問題或適應環境，並藉以增加知識。教育需讓學生涉入感到興趣的真實問題情境中來處理問題、刺激思考、提出解答與應用，方能激發或喚起（evoke）其教育性的經驗（高廣孚，2000; Dewey, 1916; Wong et al., 2001）。科學教育的目標不只在使學生了解科學概念，還要能透過想法來經驗世界。學校的任務在提供學生組織和轉化（transform）經驗的機會。一個真正的科學探究活動本身必須能聯結活動的各個部分，並推動其進行。學生需利用其具學科內容的想法來激發行動以創造有價值的經驗，唯有行動才能使想法具有意義和價值。重視「由想法激發行動」才是杜威所謂「以學生為中心」的學習（高廣孚，2000; Dewey, 1916; Wong et al., 2001）。 
　　 根據杜威所提的解題模式，學生的學習將被其所遭遇的問題所形塑；唯有當解題者處於解題活動的循環之中，使解題的情境成為思考的情境，才會伴隨有意識的思考。學校需藉由他們所參與的研究和活動使之獲得可應用於學校和生活之中的解題程序（Bredo, 1994; Nagel, 1996）。PBL以學生為中心，強調以結構模糊之真實性問題作為學習的開始，透過解題來刺激學生的思考，培養學生具實用價值的解題技能與知識，可謂符合杜威之實用主義的原則。 

二、認知（個人）建構主義（cognitive constructivism）
　　與社會建構主義 教室中的科學學習，涉及個人的主動建構並經由與所處環境中其他資源的互動之社會建構兩個層面（Tobin & Tippins, 1993; Trop & Sage, 2002）。Piaget的認知論指出，知識是由學習者以基模（schema）為基礎，不斷地透過同化（assimilation）與調整（accommodation）的認知歷程，主動建構而成。Piaget指出，認知是一種適應的功能，認知的作用不在產生一個與真實世界完全相符的實體，而是在增進學習者對自己建構的經驗之了解。學習者只要衡量新舊經驗間的合適程度，便可採取各種因應步驟，使認知結構得以經由平衡作用（equilibration）而不斷發展。為此，教師在教學時可安排導致學生產生認知衝突的機會，以利認知結構的重建，增進主動建構的經驗（von Glasersfeld, 1989）。 
　　 除了進行個人內在的認知建構，學習環境中的人、事、物等社會層面也會產生影響。Vygotsky（1978）指出，人類心智能力的發展是社會互動與社會經驗的結果。學習者從簡單的心智功能轉化到能表現抽象思考、邏輯推理和自律（self-regulation）等高層心理歷程，都是利用語言與文化中其他人進行溝通、分享等社會性交互作用，再由此互動所習得的訊息來進行思考與學習。因此，學習環境中的文化不僅提供學習者發生學習的環境，社會中由人、事、物交織而成的結構對學習者心理功能的結構，具有決定性的作用（Vygotsky, 1978）。此一社會建構的觀點實已反映出學習社群（learning community）、情境學習（situated learning）、合作學習等在科學學習上的必要性。
　　 Singer等學者（Singer, Marx, Krajcik, & Chambers, 2000）指出，社會建構論之課程設計需包含主動建構、情境認知、社群和對話等四項特徵。一些學者也主張，符合建構主義原則的教學應融入分工合作、個人自主性、生產性、反省性、主動參與、與個人發生關聯和多元性的價值觀，將學習活動定錨於一個較大的真實性任務或問題中，透過認知教練與設計學習環境來挑戰學生的思考，支持學習者發展問題並具有主動探究的主權，使學生能應用多種方式來處理問題，鼓勵分工合作和相互評鑑，透過新舊知識的聯結來建構意義，並能在學習之後對各種可能的結果進行檢測與反省（Brooks & Brooks, 1993; Fogarty, 1997; Trop & Sage, 2002; Savery & Duffy, 1995）。
　　 在PBL的學習歷程中，學生被置於實務的情境中，由問題引起學生對知識的好奇並激發其使用先前知識、建立問題空間、搜尋資料、重建心智模式等認知與對整個過程之後設認知（metacognition）檢測等過程，故其具有讓學習者應用各種訊息資源來建構知識的機會。而因PBL讓學習者處於文化脈絡的社會系統中來從事小組合作與自律學習，顯示PBL同時兼具社會建構論的色彩（Dods, 1997; Hmelo & Evenson, 2000; Schmidt & Moust, 2000; Trop & Sage, 2002）。於是有些學者便將PBL視為最符合建構主義精神的一個教學實例（Fogarty, 1997; Savery & Duffy, 1995）。 

三、訊息處理（information processing）理論 
　　 許多學者均採訊息處理的認知心理學觀來解釋PBL模式所造成的學習成效（Bridges & Hallinger, 1992; Dods, 1997; Hmelo & Lin, 2000; Schmidt, 1993; Trop & Sage, 2002）。根據訊息處理理論，人腦猶如訊息處理器，訊息自外在環境透過接受器（receptors）進入訊息處理器後，在感覺記錄器稍作停留後，被加以注意的訊息會到達工作記憶（working memory）或短期記憶（short-term memory）。經過編碼過程後，短期記憶中的訊息會轉變成適當的形式，送到長期記憶（long-term memory）中做永久的儲存。長期記憶中所存的訊息可供作日後學習的基礎，當需要回憶所需的訊息時，可藉由線索的提示，經檢索（retrieval）過程提取之（Gag?e, Yekovich, & Yekovich, 1993）。知識依性質的不同，可分為敘述性知識（declarative knowledge）和程序性知識（procedural knowledge）兩大類。命題（proposition）是敘述性知識的基本單位，以語意網路（semantic networks）的方式存於長期記憶。藉由學習者將語意網路進行精緻化（elaboration）後，可建立相關命題彼此間的關聯性，藉以增加提取各命題的路徑，促進訊息的儲存、保留和檢索的可能性（Dods, 1996, 1997; Gag?e et al., 1993; Schmidt, 1983, 1993）。
　　 線索對訊息的使用具有重要的影響，故學習者若能把所獲得的訊息與學習情境中所提供的線索相連結，將有助於訊息的檢索和提取，活化存於長期記憶中的相關訊息（Bridges & Hallinger, 1992; Schmidt, 1983, 1993; Willems, 1981），亦使之能遷移至相似的情境（Hmelo & Lin, 2000; Schmidt, 1993）。而由此「學習的情境依賴性」（contextual dependency of learning）也可看出訊息處理與情境學習二理論間的密切關聯（Hmelo & Lin, 2000; Schmidt, 1983, 1993; Willems, 1981）。在進行PBL的學習歷程時，學生需先討論問題，其目的即在幫助學生活化先前知識，促進知識的精緻化（elaboration），甚而導致知識的調整與重建（Schmidt, 1983, 1993）。由此顯示，PBL學習歷程的設計確實建立在訊息處理理論之上。 

四、情境學習（situated learning）理論
　　 在當前關於情境學習的各理論中，以Lave和Wenger(1991)所提之「合法周邊參與」(legitimate peripheral participation，LPP) 較受到教育界的重視。所謂「合法周邊參與」意指當個人獲得資格正式加入某一實務社群（community of practice）後，便以處於社群的周邊地位之新進成員的身分開始參與社群活動。隨著與社群中其他成員的互動、交談與討論，新進成員逐漸涉入實務社群並獲得責任感和歸屬感，終而達到完全參與，而被賦予社群中更高的權力（Lave & Wenger, 1991）。一個實務社群包括參與其中的人、所進行的社群活動和所處的社群文化等成分。實務社群是發生與進行學習的環境，透過社群文化的塑造，每個實務社群中的成員均扮演不同的角色，同時也賦予社群活動的意義和價值。一個實務社群無法獨立存在社會文化中，而無可避免地會與其他實務社群發生密切的關係。學習發生在一個參與架構（participation framework）而非在個人的心智中，是一個需以各個參與者的觀點為媒介而進行的過程。亦即，學習應分散於各參與者之中而非集中在個人的行動。一個實務社群中的學習資源往往不會完全集中於特定的個人身上，而是分散於整個實務社群的每一位成員或其組成成分之中。此一學習資源「非集中」（decentering）的觀點，即為「分散式認知」（distributed cognition）的基本原理（方吉正，2003; Bredo, 1994; Brown, Collins, & Duguid, 1989; Lave & Wenger, 1991）。
　　 實務社群的存在有利於專家知識的傳遞與學習。依訊息處理的觀點，情境具有索引的（indexical）功能，可幫助學習者在記憶訊息時形成具有線索指引的內在表徵，若學習者能將所獲之訊息與情境所能提供的線索間產生聯結，則在日後回憶時，便可促進訊息的檢索與提取。由於知識所嵌的（embedded）情境能有效提供其結構和意義的必要部分，故不同的活動會產生不同的索引化表徵，故知識的表徵需賴情境而定（Brown et al., 1989; Willems, 1981）。 
　　 根據情境學習的原則，教師應提供以學習者為觀點的「學習課程」（learning curriculum）並透過引導性的參與，使學習者在日常生活的實務中接觸、使用並組織各種學習資源進行學習，獲得處理未來生活中可能面臨之複雜問題的能力。唯有在實務社群中所進行的學習，學習者所習得的知能才具有意義與應用價值；唯有學習者能主動將知識當成工具，方能使之對所具有的知識與獲得這些知識的社群文化有深刻的了解（Brown et al., 1988; Lave & Wenger, 1991）。這些觀點與最近在科學領域的研究所主張，需將科學研究視為一種情境化實務之說法相互呼應，也和杜威所言知識具有情境化的本質之想法相近（Rudolph, 2000）。PBL十分重視以問題情境作為課程組織與學生學習的情境，企盼學生在與未來可能遭遇的問題相似之情境下所習得的知能，可真正地用於實務的情境中。足見PBL模式的背後確有情境學習為其理論基礎。

五、合作學習（cooperative learning）理論 
　　在PBL模式的學習歷程中，小組合作學習是最主要的策略之一（Evensen & Hmelo, 2000）。所謂「合作學習」是一種透過小組分組，以增進個人與小組其他成員學習成效的學習和教學方法，可用於學科內容的教學，強化學習的認知過程，提昇學生的學業成就（Johnson, Johnson, & Holubec, 1994）。依Slavin（1995）的觀點，合作學習是一種有結構、有系統的教學策略，教師在實施合作學習時，需將不同能力、性別等背景不同的學生，以四至六人組成一個異質性的小組，共同學習新知和分享經驗，一起接受合作後所獲得的成果與獎賞。學者指出，合作學習含有（一）讓學生具有相互依賴與為小組學習負責的積極目標、（二）小組成員間共同討論與互助之積極互動、（三）每位學生需各自精熟接受指派的作業或任務並幫助其他成員達到相同的精熟程度、（四）在團體中能進行有效的溝通且彼此敬重和（五）學生需反省自己在團體中的學習過程和表現且提供他人回饋等兼重正向相互依賴（positive independence）、正向互動（positive interaction）、個人績效（individual accountability）、社會技巧（social skills）與小組歷程（group processing）之五項基本要素（Johnson & Johnson, 1989）。 

　　 綜合各文獻所列（簡妙娟，2003; Johnson & Johnson, 1989），合作學習的理論基礎包括（一）民主教育理論—認為合作不僅是民主社會所需，亦為學生內在動機的來源。杜威曾倡言在民主社會中，學校應鼓勵學生在團體中一起學習，以了解與學習參與民主歷程的技能，即與合作學習有密切關係。（二）社會互賴理論（social interdependence theory）—強調社會依賴的組織方式決定人際間的互動及其結果。因此，團體成員雖有差異性，但藉由各成員間積極的參與和互動，仍可造就小組的成功。（三）認知發展理論—依Vygotsky（1978）的社會建構論與訊息處理理論所主張之訊息精緻化的論點，學生可透過彼此互動、討論與反省來學習知識。而當學習者能將所習得的訊息加以精緻化時，便能產生新舊知識的聯結，促進知識的保留。（四）動機理論—據Slavin（1995）的見解，合作學習兼重個人的績效責任與小組獎勵的做法，不但可使每位學生都需為小組而盡心竭力，小組獎勵也可作為小組成員共同完成目標的誘因。除合作的目標可營造個人與小組間休戚關聯、榮辱與共的情境外，為獲得獎勵所進行的努力學習，也可增強小組成員的學習動機，提昇學習成就。