协作问题解决学习被认为是促进学习者核心素养发展的最佳学习方式。然而，在教学实践过程中，教师往往难以突破基于知识本位的教学设计行为惯性，这不利于教师为学习者科学地创设指向核心素养发展的协作问题解决学习体验。为了解决这一教学困境，基于认知负荷理论视角，从教学设计的层面提出了指导教师进行协作问题解决学习设计的行动框架。首先，教师需要通过设计“大概念”建构协作问题解决学习中学习者需要达成的优质知识结构。随后，以“问题图式”为抓手设计学习活动序列，通过预设学习者基于问题解决的学习路径，降低额外认知负荷。最后，通过设计“学习支架”来辅助协作问题解决学习中的团体认知过程，激活群体认知，用以提升相关认知负荷，从而最大化地促进学习者核心素养的发展。
教师进行协作问题解决学习设计的理论基础
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协作问题解决学习的概述
目前，学术界对协作问题解决学习没有形成统一定义，但大家普遍认为：协作问题解决学习是学习者在社会性情境中与同伴进行协作交互，在共同解决问题的过程中建构知识并促进自我认知发展的一种学习方式。研究表明，教师在协作问题解决学习中表现出的这种“不教或少教”的做法会引发学习者在学习过程中产生较高的认知负荷，难以激发协作问题解决学习在促进学习者核心素养上的教育价值。因此，如何帮助教师科学地设计协作问题解决学习，从而助力学习者核心素养的发展是当前需要关注的重要内容。
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指导教师科学设计协作问题解决学习的基本理论：认知负荷理论
在解决某一问题时，学习者进行认知编码和加工的过程会占用工作记忆存储空间的容量，消耗大脑中的认知资源，从而让学习者产生认知上的压力或负担，即“认知负荷”。由于人的工作记忆存储空间的容量有限，因而在单位时间内其能经受的认知负荷的总和是固定的。因此，从认知负荷对学习者产生影响的角度看，为了促进学习者的有效学习，教师在设计学习者的学习历程时需要遵循的基本的原则是：把固有认知负荷控制在合理范围内，降低额外认知负荷，并提升相关认知负荷。
教师进行协作问题解决学习设计的行动框架
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协作问题解决学习模式中大概念的设计
1.设计大概念的必要性
大概念可以被看成是一个强大的智力工具，可以激活学习者进行更具持续性的思考，并帮助学习者分析和解决问题，扩展学习者的认知边界。从教学角度看，基于大概念组织协作问题解决学习过程，可以帮助教师跳出详细讲解琐碎知识的教学习惯，转向关注学习者复杂知识结构的构建和思维技能的发展。这不仅能为教师有效控制学习者的固有认知负荷提供有力的抓手，还可以为教师开展指向素养达成的教学提供靶向指导。
2.设计大概念的基本思路
在设计协作问题解决学习时，教师需要在研读课程标准、教材等重要的教学参考材料的基础上，结合自身对学科教学内容的整体把握和对学习者认知状态的准确分析，为学习者建构基于大概念的知识结构，从而预设协作问题解决学习过程中学习者需要达成的学习目标。
（1）圈定写作问题解决学习中的大概念
（2）建构基于大概念的知识结构
（3）基于大概年撰写表现性的学习目标
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协作问题解决学习模式中基于问题图式的学习活动序列设计
在设计协作问题解决学习时，教师需要在研读课程标准、教材等重要的教学参考材料的基础上，结合自身对学科教学内容的整体把握和对学习者认知状态的准确分析，为学习者建构基于大概念的知识结构，从而预设协作问题解决学习过程中学习者需要达成的学习目标。
构建和优化在线教育的生态系统，是提高在线教育质量的关键。要真正提高在线教育的质量，应着眼于生态系统的建设和优化，发挥四大主体的作用，尤其是企业和高校的深度合作；优化学习终端、学习环境、学习内容、学习网络四项基本要素，鼓励师生接受新变化，引导从传统教学模式向在线教育新模式的平滑过渡，提高学习效率，提升在线教育质量和规模。
1.基于问题图式设计学习活动序列的必要性
在设计协作问题解决学习时，教师需要在研读课程标准、教材等重要的教学参考材料的基础上，结合自身对学科教学内容的整体把握和对学习者认知状态的准确分析，为学习者建构基于大概念的知识结构，从而预设协作问题解决学习过程中学习者需要达成的学习目标。如下图所示。
目前，对问题解决认知过程的研究包括两种取向。一种是问题解决的过程论。研究者大多认为，在解决问题时，问题解决者一般会经历发现与确认问题、表征问题、寻找解决方案、实施策略并行动、评估与反思等五个认知阶段，具体含义如表 1 所示。
另一种是问题解决的图式论。世界著名的教育技术学研究者戴维·乔纳森（D. Jonassen）教授认为，问题解决是一个基于图式的活动。当新手学习者对某一特定问题图式的问题经历了足够的训练和反思后，学习者就可以熟能生巧地运用对应的问题图式，具备解决不同类型问题的技能，快速并创造性地解决类似的新问题，从而达到专家学习者的认知水平。
另外，乔纳森教授认为，不同类型的问题空间中蕴含了不同的问题图式，因此，学习者在解决不同类型的问题时所要经历的认知操作序列也是不同的。
2.基于问题图式设计学习活动序列的基本思路
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协作问题解决学习模式中学习支架的设计
为了提升相关认知负荷，在设计协作问题解决学习时，教师需要以“学习支架”作为干预手段，激活有效的团体认知，促进学习者投入有效的协作问题解决的学习过程中，从而促进学习者高阶认知的发展。
1.设计学习支架的必要性
学习科学中大量研究表明，当把学习者放 置在精心设计的基于协作问题解决的学习活动序列中时，学习者并不能自发地主动完成学习活动，从而取得预期的学习效果。因此，为了促使学习者在复杂学习环境中取得高效的学习效果，学习科学研究者倡导教师在教学过程中整合学习支架这一有效的教学干预手段。“支架”概念最早出现在建筑领域，是指为了保证施工项目顺利进行而搭设的工作平台。后来，伍德（Wood）等人将“支架”概念引入教育领域，特指在复杂学习活动中为学习者提供支持和帮助的一系列学习干预手段。从作用的认知维度看，学习支架可以分为宏观学习支架和微观学习支架两种。
2.设计学习支架的基本思路
不同类别形式的学习支架在不同的学习环节会具有独特的教育价值。因此，在设计协作问题解决学习时，教师需要在熟悉不同类别的学习支架的功效和表现形式的基础上，选择恰当的学习支架并将其整合到学习活动的某一个环节中。
第一，教师需要为特定的学习活动挑选适宜的学习支架。在设计协作问题解决学习时，教师需要熟悉不同类别的学习支架及其教育功能，结合当前的教学情境和学习者状态，为学习者挑选适宜的学习支架，量身定制，将其整合到对应的学习活动中。
第二，教师需要根据学习者的学习状态及时调整学习支架。在实施协作问题解决学习时，教师需要根据学习过程的动态变化，及时调整或者逐渐撤销相应的学习支架，助力学习者个体认知的有效发展。
为了帮助教师科学地开展指向学习者核心素养发展的教学实践，本文通过设计“大概念”建构协作问题解决学习中学习者需要达成的优质知识结构，把学习者的固有认知负荷控制在合理范围内。随后，以“问题图式”为抓手设计学习活动序列，通过预设学习者基于问题解决的学习路径，用以降低额外认知负荷。最后，通过设计“学习支架”来辅助协作问题解决学习中的团体认知过程，激活群体认知，用以提升相关认知负荷，从而最大化地促进学习者核心素养的发展。在未来，为了引导教师更好地理解和应用这一行动框架，我们将与中小学教师协同，在课例设计、实施和研讨的过程中帮助教师培养指向核心素养发展的教学设计能力，并积累优质的课例资源，在助力教师教学设计能力发展上产生引领和示范效应。
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