问题引导学习：探究取向 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　本书基于师生均可设计出探究历程之学习机会做为前提，使用探究取向来介绍「问题引导学习」（Problem-Based Learning, PBL）的理论与实际案例，并分析说明如何创造具有吸引力的学习环境。全书在PBL的理论阐述及实际作法上均有清楚具体的说明，对学术及实务界工作者亦都具有极高的参考价值。本书特色有下列四点：

　　清楚说明PBL的定义、重要性、要素、策略及范例。

　　详细介绍三种类型的PBL其作法与教学单元范例，包括「教师导向的探究取向」、「教师与学生共享的探究取向」及「学生导向的探究取向」。

　　具体提供单元范例供读者使用，让教学者思考如何实际运用探究取向来进行问题导向学习。

　　巧妙设计「动动脑(Stop and Think)」让读者停下阅读与反思问题。

　　而在每个章节结束前，则有一页的「单元思考时间(What’s My Thinking Now?)」设计，让读者反思整个章节，并简要记下可能产生的任何评论或问题，以留待后续的进一步探究。

《探寻未知的疆界：现代科学的前沿与挑战》 图书简介 本书旨在全面梳理和深入探讨当代科学研究的前沿领域、核心方法论以及未来发展所面临的重大挑战。我们聚焦于那些正在深刻改变人类对宇宙、生命和自身认知的关键性突破，并以前所未有的广度和深度，解析支撑这些进步的理论基础与实验技术。 第一部分：宇宙的宏大叙事——从量子到宇宙学 本部分将引领读者穿越时空的尺度，探访人类知识所能触及的最远端与最小端。 第一章：量子世界的深层结构与信息 我们首先深入量子场论的腹地，探讨标准模型之外的物理现象，如中微子振荡的精确测量及其对粒子物理学标准模型的修正意义。重点分析量子引力理论的几种主流路径——弦理论、圈量子引力等——在描述黑洞信息悖论和早期宇宙奇点问题上的进展与僵局。 此外，本章将详述量子信息科学的最新进展。这不仅包括对量子纠缠（Entanglement）这一非定域性现象的深入理解，更关注其在构建大规模、容错量子计算原型机中的工程挑战。我们将详细剖析纠错码的最新算法和拓扑量子计算的潜在优势，评估其在解决经典计算无法企及的复杂优化问题上的可行性。量子密码学，特别是后量子密码学（Post-Quantum Cryptography）的研发，作为对未来计算威胁的回应，其基于格理论、哈希函数和多元多项式的方案将被详细比较其安全性与效率。 第二章：宇宙学的新视界与暗物质/暗能量的谜团 宇宙学研究正处于一个数据爆炸的时代。本章围绕“暗扇区”（Dark Sector）展开深入讨论。我们将回顾普朗克卫星、斯隆数字巡天（SDSS）等大型观测项目提供的精确定量数据，评估当前ΛCDM模型面临的若干“张力”（Tensions），例如哈勃常数的$H_0$测量值不一致问题（Hubble Tension）。 对暗物质性质的探寻是本章核心。我们将系统梳理直接探测实验（如XENONnT、LZ）的最新零结果，并分析间接探测（如费米-伽马射线空间望远镜）的潜在信号。同时，对替代性引力理论（Modified Gravity Theories）作为暗物质/暗能量替代品的模型构建与观测检验也将进行细致梳理。本部分特别关注宇宙引力波天文学（如LIGO/Virgo/KAGRA的最新发现），探讨如何利用双黑洞或中子星并合事件来探测早期宇宙的张量模（Tensor Modes）和宇宙早期演化信息。 第二部分：生命系统的复杂性——从基因组到合成生物学 本部分将视线转向地球上最复杂的系统——生命，探讨我们如何利用前沿技术解码其底层机制并进行功能重塑。 第三章：基因组编辑与表观遗传学的动态调控 CRISPR/Cas9技术无疑是革命性的，但本章将关注其“下一代”发展：碱基编辑（Base Editing）、先导编辑（Prime Editing）以及RNA编辑技术。我们将深入讨论这些工具在提高精确度的同时，如何管理脱靶效应（Off-target Effects）和镶嵌现象（Mosaicism）。 表观遗传学不再是静态的标记，而是动态的调控网络。本章详细介绍高分辨率染色质相互作用技术（如Hi-C、ChIA-PET）如何揭示基因组三维结构与基因表达的耦合关系。对DNA甲基化、组蛋白修饰的动态监测，特别是单细胞水平的解析，如何帮助我们理解细胞分化、疾病发生（特别是癌症和神经退行性疾病）的分子基础，将是重点讨论内容。 第四章：合成生物学与生命系统的工程化 合成生物学正从“设计-构建-测试”的循环走向大规模集成。本章探讨如何设计全新的生物“部件”和“线路”。我们将分析代谢工程如何优化微生物细胞工厂，以实现高价值化学品、燃料甚至新型生物材料的可持续生产。 在细胞“操作系统”层面，我们关注对复杂信号通路和基因调控网络的精确重编程。这包括构建能够执行逻辑运算甚至记忆功能的“生物计算机”。最后，本书将审视人工生命（Artificial Life）的边界，讨论从头设计（de novo design）的最小细胞系统，及其对生命本质的哲学和技术启示。 第三部分：智能的崛起与计算的范式转移 本部分探讨信息处理的最高形式——智能，以及支撑这一形式的计算架构的根本性变革。 第五章：深度学习的局限与可解释性AI（XAI） 当前的深度学习模型在特定任务上表现卓越，但其“黑箱”特性是其应用到关键决策领域的主要障碍。本章将系统介绍可解释性人工智能（XAI）的框架，包括基于特征归因（如Grad-CAM, SHAP值）和代理模型（Surrogate Models）的方法。 更重要的是，我们探讨当前深度学习在泛化能力、鲁棒性（对抗性攻击）和数据效率（小样本学习）方面的固有缺陷。本书将审视下一代AI架构，如神经符号系统（Neuro-Symbolic AI）如何试图结合深度学习的模式识别能力与符号逻辑推理的精确性，以期构建更接近人类认知的通用智能（AGI）。 第六章：计算材料科学与AI驱动的发现 计算能力的提升正在重塑材料科学的研究范式。本章聚焦于如何利用高通量计算和机器学习加速新材料的发现。我们将讨论密度泛函理论（DFT）与机器学习势能面的结合，如何在原子尺度上精确模拟复杂晶体结构和动态过程。 重点分析AI在预测材料性能（如催化活性、电池电解质稳定性）中的应用，以及如何利用生成模型（如变分自编码器VAE和生成对抗网络GAN）来设计具有特定目标属性的全新材料结构，从而跳过传统试错实验的漫长过程。 第四部分：交叉领域的融合与伦理挑战 科学的进步日益依赖于学科间的深度交叉，这同时也带来了前所未有的社会伦理考量。 第七章：交叉领域的协同创新 本章选取几个最具活力的交叉领域进行分析： 1. 生物电子学（Bioelectronics）： 脑机接口（BCI）的非侵入式与侵入式技术前沿，特别是柔性电子学在长期生物兼容性上的突破。 2. 气候建模与地球系统科学： 结合超级计算、卫星遥感和AI，构建更精细化、更高分辨率的耦合气候模型，以预测极端天气事件和海洋环流的长期变化。 3. 高能物理的计算需求： 大型强子对撞机（LHC）未来升级对数据采集、存储和实时分析提出的PB级计算挑战，以及量子计算在此领域可能扮演的角色。 第八章：科学发现的责任与治理 随着能力的增强，科学研究的社会责任也愈发重要。本书将严肃探讨诸如基因编辑的生殖系干预、强人工智能的潜在风险、以及大规模数据采集和分析所涉及的隐私和偏见问题。我们不仅关注技术本身的突破，更呼吁建立健全的跨国界科学治理框架，确保科学进步能够最大化人类福祉，同时审慎应对“潘多拉魔盒”的开启。 结语：在不确定性中导航 本书最终强调，现代科学的本质在于持续对“已知”进行质疑和拓展。我们正处于知识的快速膨胀期，挑战在于如何有效地管理信息的复杂性，并在快速演进的技术前沿中，保持审慎、批判和负责任的研究态度。本书力求为寻求穿越这些复杂前沿的学者、政策制定者和有抱负的研究人员，提供一个清晰而深刻的路线图。

Part I　进入PBL的准备工
第一章 PBL作为一种探究学习历程
第二章 设计邀约参与的环境
第三章 课程概论

Part II　PBL的应用
第四章 教师导向的探究
第五章 教师与学生共享探究
第六章 学生导向的探究
第七章 科际统整取向
第八章 评量、应用与省思

总校阅序

　　国内有关Problem-Based Learning(PBL)书籍或文章特性的论述非常多，而本书书名叫《问题引导学习—探究取向》(Problem-Based Learning: An Inquiry Approach)，系特别突显PBL的探究特性。作者强调因为复杂与有趣问题的发展，以及有时神秘的经验或现象，似乎是日常生活中非常自然就会发生的事情。因此，当人们遭遇陌生事件、困难概念或想法时，会自然而然地产生诸如「发生了什么事？为什么它会发生？它的意义是什么？将会再发生什么？」等等的问题。如果人们决定去回答这些问题，就会引发他们的思考旅程(a journey of thought)，这可能持续数分钟、几小时，也可能达数年之久。本书则在透过问题引导学习的理论与实际的介绍，帮助老师创造一种学习环境，让老师与学生可以一起从事于复杂与有趣的问题，培养探究、研究与获取合理结论的能力。

　　本书共有八章，每一章都提出一个关键问题。首先是「导论」，主要简述全书之概略内容。本书的前提是师生可以设计出基于探究历程的学习机会，全书并使用探究历程来介绍PBL，并分析说明如何创造具有吸引力的学习环境，带领读者探讨全书最主要探讨的三种类型的PBL：教师导向的探究、教师与学生共享探究以及学生导向的探究。

　　第一章「PBL作为一种探究学习历程」，主要说明PBL的基本概念，介绍PBL的定义、重要性、要素、策略及范例。根据本书「问题引导学习」被定义为学习者透过解决生活中复杂现象有关的疑问性、好奇性、争议性与不确定性之问题来获得学习的历程。因此，问题之提出与研究是此历程的关键，而其中有两个重要策略可以用来促进问题的提拟与探究的进行，一为KWHLAQ(Know, Want/Need, How, Learn, Apply, Questions)，一为O-T-Q(Observe, Think, Question)。此外，值得探究的问题情境通常具有复杂性、具有吸引力的、有意义的及真实的特征。

　　第二章「设计邀约参与的环境」，主要在说明如何制造一个可以使用PBL的教学环境，并在这个环境中寻找可以让学生勇于冒险、甚至反驳并提出自己的意见，营造问题引导学习的探究环境。为设计这样的探究环境，本章特别针对如何在教师示范、提问（包括如何使用本书中非常重要的「三层次智力图」来进行思考和提问）、教师优质的回应、同侪互动、发展团体探索和互动的技巧、应用教师与学生之省思日志做进一步清楚的说明。

　　第三章「课程概论」，主要分析课程应教导的重要概念、技能以及特质所包括的基本元素为何。这些元素包括内容、值得探索的复杂情境或问题、目标、内容标准、资源、教学单元、教学与学习策略及评量方式等。一般来论，所有课程无论是问题引导学习式的或是传统式的学习单元，在某个部分皆包含以上这些元素，而透过确认问题引导学习所依据的课程基本元素，将有助于讨论问题引导学习单元计画的相关议题。

　　第四章「教师导向的探究」，主要引介本书三种PBL类型的第一种类型「教师导向的探究」。教师在此类型创造问题引导学习单元计画的过程时，可使用课程概念（参阅第三章），找出值得思考的课程内容概念，予以规划以便了解教学重点，并找出目标、资源、策略以及评量经验。而教师可透过十个步骤来架构PBL单元计画：选择主题、安排所有可能的主题元素、决定包括哪些元素、决定目标、订出一个基本问题或问题情境、决定评量方式、设计长期策略、创造学习经验、师生一起对学习过程进行反思、提供迁移和应用的机会。

　　第五章「教师与学生共享探究」，主要引介本书三种PBL类型的第二种探究类型「教师与学生共享探究」。在此类型的主要策略有二：一为KWHLAQ策略，是整体、长期策略，进而提供整体学习单元的架构；另一为O-T-Q策略，是较具有聚焦性、短期性，较适合成为探究单元的前导活动。至于其他与师生共同探究相关的可使用策略还包括：后设觉知、模组化、图画组织工具、小组探究∕研究、大堂课程讨论：批判思考、使用反思日志、呈现作品简报∕报告探究成果、反思等。本书并对每一个策略都提供具体之教学范例加以说明。

　　第六章「学生导向的探究」，主要引介本书三种PBL类型的第三种探究类型「学生导向的探究」。此类型是指学生探讨自己关注的问题，而非在老师指导下进行特定的单元探讨或是课程的延伸。老师可以把这种探究称为独立研究，因为这是由一位或小组学生订出问题并设定研究的期程，这种探讨是有别于班级课程的规划。当然，此时的学生仍是在教师的督导之下，但全班其他学生则是在进行其他的学习经验。而在进行学生导向的探究时，学生可以自行建立KWHLAQ和O-T-Q策略以执行更多的独立探究。至于第五章曾经提到的使用包含计画、监控，以及评价等历程的整体性后设认知策略，则是能提供学生进行学生导向的探究的执行策略。

　　第七章「科际统整取向」，主要探讨促进科际统整思考的问题引导学习的不同方法。这些方法有的是提供给一个独自在教室工作的老师，有的则是提供给计画共同合作的老师们。因此，即便没有定期地与老师团队开会来规划科际统整单元，一个独自在教室的老师仍有很多方法可以来进行科际统整取向教学。而透过各种策略，老师可以激发学生开创连结，激发学生超越教室有形的限制，去开创他们正在学习学科之间的连结。学生若能成功地连结不同学科的知识、技能与看法，就能使学习变得更有意义、更持久。

　　第八章「评量、应用与省思」，主要讨论问题引导学习结果评量的不同方法。通常在个别或跨学门PBL单元结束时，老师们需要评量的是学生能真正理解、应用与分析评鑑的表现，而不只是零碎资讯的获得、储存、取回。因此，传统的统一答案的纸笔测验比较不适合，而需要用另类评量、真实评量、实作评量或自我评量（如概念图绘制、思考∕探究日志、卷宗∕历程档案记录）。本章除介绍这些评量方式外，也介绍评鑑项目及计分规准设计的实例，以供评量设计者在实际规划问题引导学习结果的参考。

　　本书除清楚介绍问题引导学习的理论与实际作法和范例外，当阅读这本书时，读者会在一些不同的地方看到「动动脑(Stop and Think)」，这是让读者停下阅读与反思问题的地方。此外，本书也都提供了单元范例供读者使用。这是一个帮助读者产生自己想法、与他人想法进行比较的机会，其目的是诱发更广泛的想法，并让教学者思考如何运用探究取向来进行问题引导学习。而在每个章节结束前，读者也会看到一页「单元思考时间(What’s My Thinking Now?)」。这一页则是让读者反思整个章节，并简要记下可能产生的任何评论或问题，以留待后续的进一步探究。

徐超圣
2011年11月30日

评分☆☆☆☆☆

看到《問題引導學習：探究取向》這本書，我腦袋裡立刻浮現出許多關於台灣教育現場的畫面。我一直覺得，我們太過於強調標準答案和考試成績，卻忽略了學習最根本的樂趣，那就是「解謎」的過程。這本書的「問題引導」和「探究取向」，正是我認為台灣教育最需要注入的新鮮空氣。我對「探究取向」特別感興趣，這聽起來就像是讓學習本身變得像一場冒險，讓學生自己去探索未知，去發現新的知識。我很好奇，這本書會不會分享一些實際的案例，展示老師們是如何透過設計巧妙的問題，來引導學生進行深入的探究？例如，在科學課上，如何引導學生從觀察自然現象中提出問題，然後設計實驗來驗證？在語文課上，又該如何引導學生從閱讀中發現矛盾，然後透過分析來理解文本的深層含義？我希望這本書能夠為台灣的教育工作者，特別是第一線的老師們，提供一些具體可行的方法和理論支持，讓他們能夠在課堂上營造一個真正能夠激發學生學習興趣和動力的環境。畢竟，一個能夠自主學習、勇於探索的孩子，才是未來社會最寶貴的人才。我期待這本書能夠真正顛覆傳統的教學模式，讓學習不再是枯燥的任務，而是充滿樂趣的發現之旅。

评分☆☆☆☆☆

噢，我的天！这本书，《问题引导学习：探究取向》，光听名字就覺得好有深度！我最近一直覺得學校裡的教學模式有點固定，學生好像是被動接受知識，缺乏了點自主探索的火花。我在網路上偶然看到這本書的介紹，立刻就被它的「問題導向」和「探究取向」給吸引住了。我一直覺得，學習最有趣的地方，就是從一個問題出發，然後自己去尋找答案、去驗證、去發現。而不是老師把所有東西都打包好，再餵給我們。這本書是不是就是講這個？是不是教我們怎麼把課堂變成一個個引人入勝的實驗室，讓每個學生都能當個小小科學家，自己動手去解開謎題？我真的好期待！尤其是我對那種「探究取向」的描述特別感興趣，這聽起來像是鼓勵我們跳脫課本，從真實生活中的現象去提問，然後用科學的方法去研究。不知道書裡有沒有提供一些實際的案例，像是怎麼引導學生提出好問題，或者是在探究過程中，老師扮演什麼樣的角色？台灣的教育現場，其實很需要這種能激發學生內在動力的教學法。如果這本書真的能為老師和學生帶來一些新的啟發，那真是太棒了！我迫不及待想知道，這本書到底有多「探究」，有多「引導」！

评分☆☆☆☆☆

最近讀到《問題引導學習：探究取向》這本書，真是讓我對學習這件事有了全新的體悟！我一直以為，學習就是乖乖地聽講、做筆記、考試，然後把分數考好。但這本書完全顛覆了我對學習的刻板印象。它強調「問題」是學習的起點，而且是那種引人入勝、讓人忍不住想去一探究竟的問題。想想看，如果我們在課堂上不是被動地聽老師講課，而是自己提出疑問，然後老師引導我們去尋找答案，那學習的過程該有多麼生動有趣！「探究取向」這個詞聽起來就好有意思，它是不是鼓勵我們像偵探一樣，一步一步地去發現真相？我對書中可能探討的，如何培養學生的好奇心和批判性思考能力特別感興趣。畢竟，在這個資訊爆炸的時代，光是記住知識已經不夠了，更重要的是要有能力去分析、去判斷、去創造。這本書是不是能教我們，如何在學術的領域中，培養出這樣一種「質疑精神」和「探索動力」？我個人覺得，台灣的學生普遍比較循規蹈矩，如果能透過這樣的方式，激發他們的主動學習意願，讓他們從「為什麼」變成「我來試試看」，那將會是一大福音。不知道書裡會不會提供一些實際的教學策略，像是怎麼設計一個引導性的問題，或者是在學生遇到困難時，老師該如何適時地給予支持？

评分☆☆☆☆☆

拿到《問題引導學習：探究取向》這本書，我立刻就翻開了！我一直覺得，台灣的教育體系，有時候太過於注重「標準答案」，學生們習慣了尋找課本上的正確解答，卻忽略了學習本身是一個充滿驚奇與發現的過程。這本書的「問題引導」和「探究取向」的概念，正是我一直在尋找的。我對「探究取向」這個詞特別有感覺，它不像傳統的教學方法那樣，老師是知識的傳遞者，學生是知識的接收者。而是老師扮演一個引導者的角色，引導學生去發現問題、提出問題，然後透過自己的探索去尋找答案。這種學習方式，聽起來是不是能讓學習變得更加個人化、更加有意義？我非常好奇書中會如何闡述「問題」在學習中的重要性，以及如何設計出能激發學生探究慾望的問題。我一直認為，台灣的學生普遍有很強的學習意願，但如果沒有好的引導，這種意願很容易在制式的教育中被消磨。這本書會不會提供一些具體的教學方法，讓老師們能夠在課堂上創造一個充滿活力的探究環境？例如，如何引導學生進行小組討論，如何鼓勵他們嘗試不同的解決方案，甚至是如何處理學習過程中的失敗？這些都是我非常想知道的！

评分☆☆☆☆☆

手邊這本《問題引導學習：探究取向》，光是書名就讓我產生了濃厚的興趣。我在台灣的教育環境中長大，深知傳統教學模式下，學生常常處於一種被動接受的狀態。我一直渴望看到一種更能夠激發學生內在學習動力的教學法，而這本書的「問題引導」和「探究取向」聽起來正是我一直在尋找的。特別是「探究取向」，它給我一種感覺，就是鼓勵學生不只是死記硬背，而是要主動去挖掘、去發現、去建構知識。這跟我認為的「學習的真諦」非常契合。我很好奇，這本書會不會深入探討如何設計一個能夠有效引導學生探究的學習流程？例如，從一個具體的問題情境出發，如何引導學生提出假設、進行實驗、收集數據，最後得出結論？我希望這本書能夠提供一些實用的教學策略，幫助老師們在課堂上創造一個充滿啟發性的學習氛圍。因為我知道，台灣有很多優秀的老師，他們也渴望為學生帶來不一樣的學習體驗。如果這本書能夠為他們提供一些創新的方法和思路，那將會對台灣的教育產生積極的影響。我想知道，這本書的「探究」究竟能有多深入，它能不能真正培養出一個個具備獨立思考和解決問題能力的未來人才？