基于挑战的学习（Challenge Based Learning，CBL）是一种协作学习体验。在这种学习模式中，教师和学生一起探究一些重要议题，提出方案解决实际问题，并采取行动。这种教学模式要求学生反思自己的学习，自己的行动产生的影响并向全世界发布他们提出来的解决方案。
基于挑战的学习模式是Apple公司于2008年提出来的一种学习模式（点击这里查看）。其框架如下：
分别包括：
- 研究议题（Big Idea）
- 主要问题（Essential Question）
- 挑战（The Challenge）
- 指导性问题（Guiding Questions）
- 指导性活动（Guiding Activities）
- 指导性资源（Guiding Resources)
- 解决方案：执行（Solution: Implementation)
- 评价（Evaluation/Assessment)
- 发布：学生方案（Publishing: Students Solutions）
- 发布：学生反思（Publishing: Students Reflections）
教师角色：
- 活动初期——制定教学目标，设置挑战
- 活动中期——（项目经理）指导学生的活动开展，确保其沿着正常轨道进行
- 活动中后期——开展评价，评估学生是否掌握了相关知识和技能
- 活动后期——（项目经理）指导学生执行解决方案、发布方案和反思
给教师的建议：多学科的教师合作，效果更好（似乎适合STEAM）
强调必须有允许每个人24/7随时工作的技术支持和协作环境
界定学生作品：教师和学生一起商讨最终作品的评估方式和标准。例如：
- 挑战提案：学生以小组为单位制作一个小视频。说明想法、重要问题，说明为什么这个挑战很重要。
- 指导性问题：学生拟出一系列问题来指导他们自己寻得解决方案。注意：注明每位小组成员分别完成哪些内容。
- 研究计划和时间节点：通过研究来回答指导性问题（研究问题），寻得解决方案。这个研究计划方便学生更好地管理整个学习过程。教师充当导师的角色帮忙把关时间节点和时间分配是否合理。
- 执行和评估计划：在提出解决方案之后，学生开始执行和评估自己的研究计划。包括：对解决方案的深度描述、制定思路、执行地点、参与人、评估方法等。如果时间允许的话，可以进行开放测试（beta testing）。
- 解决方案的视频：在执行和评估解决方案之后，每个小组将其解决方案制作成视频。视频内容涵盖：小组成员信息、挑战、解决这个挑战的重要性、执行过程、评估方法、评估结果（是否有效解决了挑战）。学生在整个项目实施过程中需要收集各种形式（视频、音频、图片等）的材料，作为解决方案视频的素材。
- 学生日志（文本/视频）：学生通过文本日志（博客、维基、社交网站）或者视频日志记录他们的个人和小组学习体验。并将这些日志开放给教师查看。
- 反思视频：学生反思他们在教学内容、教学过程和对整个过程的体验并制作成视频。建议教师提供一些框架或者系列提示，以便学生更好地、更系统、更逻辑性地制作他们的反思视频。
评估策略：
主要评估三个方面：
- 内容知识的掌握和理解（content knowledge and understanding）
- 对现实世界的生存/生活技能的掌握（mastery of real-world skills）
- 基于挑战的学习过程（the process of Challenge Based Learning）
两个维度：
- 形成性评价：教师评价、同伴反馈（协作过程中持续获得反馈）
- 终结性评价：对小组提出的解决方案的实际应用效果的评估
教师角色：
- 帮助学生正确诠释和使用各种反馈
- 给予学生一些提示，如：本周学习进展、获得什么新的知识和技能、最大的成功、挑战、小组合作情况如何、下周计划等。
- 同时评估个人和小组
- 为学生提供评价量规（specific expectations and rubric）
来自学校和社区的合作伙伴
School and Community Partnerships
CBL要求学生在家里、学校甚至更大的社区范围内将其解决方案付诸实践。教师可以帮助学生寻求合作伙伴，包括一些利益相关者（stakeholder）。并通过报纸、博客和社区论坛等地方传播学生提出来的解决方案。
教师角色转变
CBL对学校和教师的要求是与传统教学截然不同的。在CBL中，学校从原先的信息存储库变为了学生的学习场所。在这个场所中，学生获取真实世界的知识、解决真实世界的挑战、提升解决复杂问题的能力。这些能力将让他们终身受益。而教师则除了作为信息专家之外，还要成为学生学习的协作者——发挥学生的力量，与学生一起寻找新知识，塑造积极的思维习惯和新的思维和学习方式。
CBL的课堂应用
第一阶段：从研究议题（big idea）到面临的挑战（challenge）
与学生一起选定研究议题。想法是指全球视野的、且根据学生的年龄特点能够通过参与这个活动加深对跨学科内容知识的掌握和理解的。寻找研究议题的最佳地方是新闻报道。之后生成主要问题，主要问题必须是通过研究能够回答得了的，必须为下一步的挑战的制定提供框架。举例：
- 自然资源（水、食物、能源、空气）的可持续发展：我的用水习惯对我的社区产生了什么影响？
- 气候变化及对地球的影响：我使用石油对地球产生了什么影响？
- 公共健康问题（传染病）：我的个人医疗保健是否会影响全球疾病的传播？
- 经济下滑、复苏和增长：高中毕业或大学毕业分别如何影响经济？
- 冲突和人性：人们对种族、国家的不同观念如何造成各种冲突？
- 个人、群体和名族身份：我属于哪个群体？在这个群体中我扮演什么角色？
- 身心健康：我个人的食品选择任何影响我所在社群的身心健康？
挑战是让学生付诸行动，为全球性问题提出具有地方特色的解决方案。必须是大小适宜、描述清晰、具有可行性、真实且有意义等。
我认为，从研究议题到挑战到解决方案，其实是从全球性问题出发，反思该问题具体在学生所处社区的表现形式，提出优化当地问题的解决方案（为解决全球问题做地方性的贡献）。
第一阶段需要注意的地方：- 头脑风暴：引导学生自由发表意见并用技术记录学生的贡献
- 时间管理：用技术管理时间
- 技术：有些技术需要教会学生如何用，为可能出现的技术困难做好应对方案
- 网络搜索技巧：教学生一些搜索技巧及辨别网络资源质量的方法
- 小组协作：请学生组成4-5人的学习小组，开展协作
- 师生角色：学生在整个过程中扮演多种角色：研究人员、科学家、作家、摄影师等，教师充当导师、随时提供示范和指导
- 团队协作：每个人有明确分工、营造良好的协作氛围
- 时间节点：清楚告知学生他们完成每个任务的时间限制
第二阶段：为问题的解决做好准备
在这个阶段，学生需要确定引导性问题（他们需要知道什么，即，做这个项目需要回答哪些问题？）、确定用于回答指导性问题的资源和活动。
指导性问题：为了解决第一阶段提出的挑战，学生需要找到解决方案。指导性问题将能指引学生去积累与主题相关的知识，最终形成解决方案。教师要鼓励学生提出足够多的指导性问题。以水这个议题为例，学生从中制定出来的指导性问题可能有：
- 我们在什么情况下使用了水？
- 我们每天使用了多少水？
- 在哪些情况下，我们是在浪费水？
- 我们每天浪费了多少水？
- 如何节约用水？
- 水来自哪里？
指导性活动：这些活动可以包括：情景模拟（simulation）、（网络）调研、游戏、计算、专家访谈（如：视频访谈）、调查等。目的是为获取必要的知识回答指导性问题并产出创新的、有效的解决方案。
指导性资源：必须跟学生说指导性资源与他们的指导性问题和活动相关。例如：指导性问题是：某校的用水量是多少？那么活动不妨是采访该校的行政人员，获得学校的用水信息（资源）。对于小学生来说，教师可以帮忙提供一些指导性资源（如：播客、网站、数据库、视频、专家联系方式等）。
第二阶段需要注意的地方：
- 指导性问题：组织学习进行头脑风暴，讨论他们面临的挑战以及解决方案。找到他们感兴趣的问题，和解决问题需要什么数据和实施的支撑，讨论需要向哪些人获取这些资源。教师需要为学生提供示范性的问题。提醒学生避免匆忙得出解决方案。
- 指导性活动：建议学生制作一个三栏的表格，第一栏呈现指导性问题，第二栏呈现活动，第三栏呈现活动的发现和结果。先将他们已经知道的答案写出来—>之后上网搜索其他信息—>之后在当地做现场调研（如：访谈当地社区的重要人员）—>分发调查问卷收集数据—>借助将调查范围扩大到全世界（教师帮助学生联系来自世界上其他地方的专家，借助互联网进行专家访谈）—>将活动与学生自身的情况联系（包括学生的家人和社区成员/邻居）。
第三阶段：制定解决方案
在经过全面的调研之后，学生能够制提出各种可能性的解决方案。但是鼓励他们从各种可能性方案中优中选优，只提出一个解决方案，并通过原型制作（prototyping）、实验等方法来制定这个解决方案。之后通过进一步研究制定这个解决方案的实施计划（含详细步骤）和计划实施过程所需要的材料，这些材料的获取途径，计划实施效果的验收方式、受众等。
第三阶段需要注意的地方：
- 头脑风暴、选择并筹划解决方案。通过头脑风暴列出多种可能性的解决方案并从中选出一个最佳方案。
- 解决方案。学生最终选出来的解决方案必须包含一系列有计划的活动（campaign）来告知/说服家庭成员、同伴、甚至社区成员（邻居）来作出改变。方案中的实施步骤需要清晰。鼓励学生创造性地实施其方案，并记录（document）他们的活动过程（如：通过博客、播客、视频拍摄等）。
- 发布。学生可能要拍摄访谈视频或者最终产出一个视频作品（如：宣传片）。
第四阶段：实施解决方案并评估其应用效果
在这一个环节中，学生将他们提出来的解决方案付诸实施并且评估其效果。反思哪些行动产生了效果，哪些需要改进。思考他们是否为解决本项目的挑战作出了自己的贡献。
对于评估方案的制定，需要确定评估的内容和时间点。例如：如果本项目的挑战是：降低某所学校的用纸足迹（paper footprint）。那么学生需要跟踪该校每天使用的纸张的数量，并持续追踪几天或者一个星期。在方法层面上，可能可以做问卷调查、访谈、拍摄视频等。
学生需要通过纸笔或者在线的方式，及时记录项目开展过程的每个细节。如果要做调查问卷，那么学生需要设置问卷。如果要做访谈，学生则需要写好访谈提纲。
评估：在实施完之后，学生需要通过观察、调查、访谈等方法收集数据，对比实施前和实施后的数据，得出人们的行为是否发生了改变。（如：人们是否变得更加节约用水？用纸？）是否按照他们期望的方向发生了改变？在实验过程中，什么时候发生的变化最大？
第四阶段需要注意的地方：
- 让大家都对知道CBL的开展。让家长知道学生正在开展CBL，以免当学生需要采访社区人员时，需要家长帮忙时，家长还没有心理准备。可以请家长充当CBL项目的志愿者。
- 向学生提供示范性数据。让学生知道他们如何去收集和分析不同类型的数据（包括：定性数据和定量数据），必要时还可以请数学老师来帮忙解释。
- 数据收集工具。指导学生借助iWork（含Pages和Numbers）等工具来收集和分析数据。
- 借助工具。借助相关工具在深度和广度上进一步分析数据，且将结果和研究发现可视化。
第五阶段：发布结果和反思
学生在整个项目实施过程中一直通过照片、视频和音频等方式记录他们的点点滴滴，并且在项目结束前制作了一个3-5分钟的视频讲解他们提出来的解决方案（包括：想要解决的问题、数据的获取方法和过程、解决方案和应用效果），以及项目反思（建议教师提供一些需要学生反思的地方作为提示）。
所有最终作品都应该在网上发布（在当地乃至全世界推广项目成果），甚至可以举办相关活动庆祝项目的圆满成功并向相关人员致谢。
第五阶段需要注意的地方：
- 提供资源和范例。建议教师向学生提供其他人发布在网上的作品，让学生知道自己的作品需要做成什么样子。指导学生在制作视频之前先写提纲或者故事情节。
- 提前规划。建议教师指导学生在项目开展过程中收集和积累相关媒体素材，以便在制作最终的视频作品时可以使用。
- 素材管理。建议教师指导学生将项目开展过程中生成和收集到的素材整理归档，方便后期制作视频时寻找和调用。
我发现：这其实是一个学生版本的学术研究流程，我将二者梳理了一下，结果见表1：
表1 基于挑战的学习和学术研究流程对比
如此一来，我认为，CBL能够用于培养学生的科学探究精神和能力，也能够培养他们开展学术研究的能力，为未来成长为研究型人才和复合型人才做好准备。教师可以使用这个框架来设计教学活动，遵循CBL的步骤设计活动的话，相信各个环节将是承上启下的、是紧密联系的、是符合逻辑的。
