拋錨式教學法

温特比爾特認知與技術小組（CTGV）的首要目的是幫助學生提高達到目的能力，這種目的是完整的——從某一問題的一般定義開始，生成為解決問題所必需的子目標，然後達到目標。附加的目標還包括與他人有效地交流思想和展開討論以及為有效地評判他人提供論等。為此，研究人員設計了一系列評價尺度，試圖根據自己設定的目的評價拋錨式教學的全過程。 　在大工業範圍應用不着拋錨式教學中，研究人員不僅採用自己的評估工具，同時，也採用了標準化成績測驗作為評價工具。這樣做是為了表明，在不降低學生在標準化成績測驗中的分數的同時，學生能在有關複雜問題解決的評價中獲得顯著的成就。研究人員曾經擔心，從傳統課程中抽取一部分時間用於傑斯帕系列的教學，有可能降低學生在標準化成績測驗中的分數。不過，實驗進行至今，這種擔心還沒有變為現實，在若干安全中，實驗小組在標準化測驗中甚至於取得了顯著的進步。有趣的是：普通學校的教師還可利用拋錨式教學課程中與某一知識、技能相應的教學時段，去幫助學生在標準化測驗以及其它各種測驗中獲得高分。

為了證實拋錨式教學方式能導致比傳統方式更好的學習和遷移，研究人員設計了若干方法用以測量複雜問題的解決。首先，應確保實驗組和控制組在教學中獲得的是同樣的基礎內容，只是對教學進行支撐的程度各不相同。例如，在夏洛克系列中，實驗組和對照組都獲得有關故事要素的教學，以使更好地發展故事的情節。不過，實驗組的教學是在各種形式多樣的故事背景中進行的。結果表明，在故事寫作、詞彙應用和相關的歷史知識的獲得方面，實驗組的學生都要優於控制組。

又如：在傑斯帕系列的教學研究中，實驗組與控制組同樣得到包括距離、速度、時間計算在內的基礎概念的教學。只是，實驗組的教學貫穿於解決傑斯帕歷險中的一系列問題；而控制組學生解決的是標有不同題目的、一般的一步或二步文字題。數據表明，有機會在解決一個完整的傑斯帕問題的背景中工作的學生，向複雜問題解決的遷移能力大大強於控制組，這是因為，在傑斯帕問題中包括了許多內在相關的子問題，這種教學遠勝於僅僅解決覆蓋同樣內容的彼此不相關的一步或二步問題。

此外，CTGV還進行了大規模的評估研究，對拋錨式教學方式和在各種學校中進行的傳統教學方式作了比較。在最近的研究中，研究人員不對對照組的教學內容進行控制，但實驗組仍優於有許多教師與學生參與的“真實的”對照組。從大規模評估獲得的數據表明，實驗組的學生（不受性別和種族的影響）無論在學習態度還是問題解決能力方面都具有優勢。

曾有人擔心，發生於具體情境地中的拋錨式教學會使學生對所獲得的概念的理解與應用跟具體背景焊接在一起，這樣勢必影響知識的遷移。應該承認，在特定場景中進行情境教學確實存在這種潛在的危險，但對於知識遷移而言，這種危險並不是不可避免的。CTGV在過去三年中進行的實驗表明，經過全盤認真考慮的教學方式將有助於學生在情境性的拋錨式教學中發展各種經驗的表徵，這將促進遷移發生的可能性。以下就是研究人員設計的可由拋錨式教學引發的不同類型的遷移。

向新的類似問題的遷移

遷移的第一個尺度是對新問題的建構，該問題應與先前解決的問題直接相似。例如，學生已經在傑斯帕的第一個與航行有關的歷險的背景中提示了距離、速度、時間概念。教師則要求在類似的新的場景（比如，船型、耗油不同、起訖地點、時間不同等）中，建構問題及其解答。

向部分類似問題的遷移

例如：先讓學生完成一個與制定航行計劃有關的問題，然後要求學生解決第二個問題。第二個問題情境地與第一個情境有部分相似之處（都必須考慮距離、速度和時間問題），但兩個問題也有差異。第二問題要求學生在全面考慮多種可能船型、不同的領航員、運輸工具後，對航行計劃作出優選。結果表明，在部分相似問題的解決中學生表現出較強的遷移能力，但並未發現前一問題的學習對第二個問題解決中的最優化部分的影響。這一發現是預料之中的，因為從第一個問題的解決中獲得的經驗並未幫助學生作好解決最優化問題的準備。需要説明的是：第二個問題僅僅是遷移問題，而不是教學問題。如果教師把第二個問題作為教學問題，讓學生有機會在解決問題的過程中對各種可能的解決方案展開討論，那麼，就有可能出現向新的最優化問題的遷移。

向解決“what if”問題的遷移

向解決“what if”問題的遷移，就是增強對改革某一完整問題結構中的特定要素所產生的影響的想象能力。例如，讓學地傑斯帕一次航行歷險的學生去回答幾個“what if”的問題，如：“如果其它條件不變而將船的航行速度從每小時8公里提高到9公里，那麼結果會怎樣？”；“如果其它條件不變而將油罐的容量從12加侖，變為10加侖，結果會怎樣？”。在解決這些問題時，有關原有計算結果的陳述性知識可以為有效的推理以及尋找思考的捷徑搭台。比如，已知傑斯帕以每小時8公里的速度航行，其返航用了3小時。顯然，在其它條件不變而航行速度提高至每小時9公里時，返航時間肯定不用3小時。現解該問題結構的學生同樣意識到，船速提高至每小時9公里，意味着要減少汽油的燃燒。另一類型的“what if”問題能使學生明白保證解題質量的捷徑。比如，如果傑斯帕將船的航行速度從每小時8公里，提高至每小時16公里，那麼，他返航的時間就是原來的二分之一，即1個半小時。

研究指出，在進行“what if”類型的思維教學以前，參加傑斯帕系列學習的5—6年級學生，也會自發地嘗試應用原有的陳述性知識進行“what if”類型問題的思考。但是，常常難於瞭解，原有知識中的哪些方面應保持原樣，哪些應加以變化。這是因為並不瞭解原始傑斯帕問題中各種變量之間的關係。所以，CTGV認為加強“what if”問題的思考能加深對問題的理解並有助於學生髮展靈活的知識表徵能力。例如，在傑斯帕營救鷹的歷險中，由於受燃料和載重量的限制，只能以迂迴路線營救鷹並返回。但是，如果關鍵參數（如超輕型飛機的燃料容量）發生了變化，那麼營救鷹的路線就有可能成為直線。一個學生如果仍然盲目地將原來的解決方案用於變化了的情境，那就證明他的思維欠靈活，因此在解題中易於產生功能性定勢。為此，他們設計了“what if”問題，對原始問題中的部分參數作了改變。學生在解決這些問題時，必須根據關鍵參數的變化對原來的最佳解決方案進行重新思考，以促進彈性遷移。

向課堂背景之外的遷移

遷移的一個重要方面是學生將某一特定課堂中的活動與其它課堂或校外的活動自發聯繫起來的程度。早期的研究發現，在一些事例中學生自發地將課堂獲得的信息用於日常生活。最引人注目的是：學生在影像提供的情境中學習如何利用標準度量稀奇（印地安娜·瓊斯的高度）後，會自發地將所學知識用於測量其它物體，如飛機的長度、校園裏旗杆、樹木的高度等。同樣，在夏洛克項目中，學生會把學到的詞彙自發地應用到其它的課堂和不同的內容領域。此外，有些學生在書寫活動中，還自發地生成橫貫幾個故事的連貫的情節結構。

使用權用傑斯帕系列的學生分佈在世界各地，研究人員不斷收到家長的報告，反映的孩子將傑斯帕學習與日常生活活動聯繫起來。例如，有的家長注意到，當他們的車子停在加油站時，孩子開始詢問車的燃油容量與功率；還有的家長髮現，孩子對各種度量單位產生興趣，等等。這種將拋錨式教學中學到的知識自沉地應用到生活真實情景中的能力，及有力的表明拋錨式教學有助於提主學生向真實的、高效率學習的移遷能力。

向特定學科領域的遷移

儘管，傑斯帕系列是為用於數學教學而設計的課程，但很多人指出，傑斯帕系列更適用於於問題解決的教學，而不是數學教學。為此，研究人員在傑斯帕教材中嗇了幫助學生深刻思考數學問題的補充材料，即在每一個傑斯帕的影片中加入一套類推和擴展的問題。其中一些問題的設計目的是促進學生對有關原先傑斯帕歷險的“what if”類型問題作進一步思考。另一些問題的設計旨在增強學生對與傑斯帕歷險有關的關鍵的數學概念的理解。

例如，有一個與統計有關的傑斯帕故事，其主人公克瑞斯想對他在學校趣味市場上售出刷子的所得作一個預測，於是他設計了一份問卷，按隨機抽樣的方法分發給班上的同學（即在食堂排隊的學生每相隔5人發一份）。學生必須利用克瑞斯收集的數據創作出自己的商務計劃，在這一過程中，學生初步涉及了具有代表性的有意抽樣概念。為了加深對相關重要概念的理解，CTGV設計了一套類推的和擴展的問題。 這些問題要求學生考慮並權稀奇克瑞斯是否還可以採取其它方法來確保某種具有代表性的有意抽樣。學生在討論各種可能性時，逐漸加深對抽樣的概念性理解，而不僅僅是過程性的理解。另外一些擴展性問題可幫助學生提示概率和風險等概念。他們最初對類推和擴展性問題進行的實驗表明，這些問題可引發有關重要數學概念和假設的討論，這些概念和假設都與傑斯帕故事相關。