合作问题解决的概念建构--基于pisa2015 cps的研究-柏毅.pdf

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1、- 52 -外国中小学教育2016年第3期一、合作问题解决的研究背景PISA2015 首 次 引 入 了 合 作 问 题 解 决（Collaborative Problem Solving 简称 CPS）测验，2013 年公布PISA2015 合作问题解决框架草案为其纲领性文件。1CPS 关注的目标行为是学校项目式学习、工作场所或其他公共场合中的合作技能，涉及沟通、处理冲突、组织团队活动、建立共识、推动合作问题解决的若干子过程。CPS 概念框架涉及众多教育和心理学领域的定义与理论假设，这些概念和理论都是基于 CPS相关技能理论研究和有效的教学实践上逐渐形成的。PISA2012 的问题解决测评框

2、架草案中将问题解决（Problem Solving 简称 PS）界定为：个体在解决方法并不明确的问题情境中独立工作的能力。而 CPS 测评则是团队中的成员，汇聚集体的理解、努力和分工，以便解决问题的过程。2CPS 相比于 PS 有如下几点优势：有效分工；合并来自各种渠道的知识，观点和经验；借助组员意见提升解决方案的创造性和质量。由此可见，CPS涉及到大量合作的概念内涵。PISA2015 CPS测评框架草案中将合作定义为：“小组内由于不断建立和维持对问题情境的共识，所激发的一系列协调一致的行为”。合作发生有特定的前提条件：需要成员间达成共识的目标，适应不同观点、组织实现目标的多种尝试等前提。3各

3、国教育部门愈发强调基于项目式、探究式学习。这类非结构化的教学形式强调围绕着学生批判性思维、问题解决、自我管理、合作技能方面来设计课程和教学指导。CPS 能力并不是以特定学科教学内容为载体，逐一教授的独立技能。因此，在学校中合作能力的培养通常融合到特定学科间的整合课程中。近年来课程和教学改革开始关注外延更加广泛的“21 世纪技能的教学和评价”。其中，沟通、合作技能是其中心概念，大量关于 21 世纪技能的课程和测评都对它进行了论述。美国凤凰大学对现实中的合作给出了定义：“有成效地工作，推动合作过程，具有作为成员的存在感”，并且将合作列为未来劳动力的十大关键技能之一。4Forrester 报告（北美

4、和欧洲企业与 SMB 软件调研，Q42009 Forrester Report）针合作问题解决的概念建构 *基于 PISA2015 CPS 的研究柏 毅 林娉婷摘要： 在国内外科学教育研究领域，CPS 是一个全新的学术概念，融合了传统的问题解决能力，合作能力以及计算机技术。本文选取最新 PISA2015 合作问题解决框架草案为分析脚本，综合大量国际最新 CPS 理论研究，梳理并评价 PISA2015 CPS 的概念内涵。从合作问题解决的研究背景着手，以 CPS 历史沿革为载体，对关键词进行辨析；从 CPS 的构成，测评CPS 的任务类型、影响 CPS 能力的其他因素以及 CPS 等级分类多个方

5、面，全面展开 CPS 的概念建构。关键词： 合作问题解决；PISA2015；测评作者简介： 柏 毅 / 东南大学儿童发展与学习科学教育部重点实验室教授（南京 210096）林娉婷 / 东南大学儿童发展与学习科学教育部重点实验室教育技术硕士（南京 210096）* 本文受“中央高校基本科研业务费专项资金资助”(supported by “the Fundamental Research Funds for the Central Universities”) 和“江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目”资助（项目批准号：SJLX15_0068）。- 53 -柏 毅 林娉婷：合作问题解决的概念建

6、构对 921 个北美及欧洲企业的管理决策者的信息和知识背景进行研究。结果显示 94% 的决策者已经或者准备运用某些形式的合作技术（例如：电子邮件、网络会议、团队工作区，即时信息或是视频会议）。5在科研领域，尤其是工程、软件开发以及交叉学科的研究中，拥有高水平合作、社交技能的科学家会有更出色的表现。科研发表刊物的趋势研究中显示，多位作者或团队合作完成的论文相较于仅有一名作者的论文，拥有更高的引用指数。6二、合作问题解决的定义虽然 CPS 是 PISA2015 提出的新概念，但 CPS产生于 PISA 体系经历了几个阶段的历史沿革，是通过原先PISA问题解决（PS）逐渐发展起来的。2003 年 P

7、ISA 测试的框架：数学、阅读、科学和问题解决的知识与技巧 (OECD，2003) 中把 PS定义为：“是个人运用认知过程来面对并解决一个真实的、 跨学科情境中问题的能力，在此情境中解决问题的办法并不是一目了然的，而且可能用到的知识和技巧也不局限于数学、科学或阅读等某个单一领域。”7 2012 年 PISA 测试问题解决领域的框架草案中大体上沿袭了2003年的PS定义，但是添加了一个重要意志、情感因素：问题解决能力是个体在问题的解决方案并非一目了然的情境下，通过认知处理，理解和解决问题的能力。这种能力还包括为成为具有建设性和反思力的公民，实现个人潜能，而积极参与问题解决的意愿。8PISA201

8、5 CPS 定义中“合作”一词的增添使得原先 PS 定义发生了拓展。CPS 在它的定义中突出了合作、问题解决以及两者动态的内在联系。合作问题解决能力是个体有效地参与由两名或以上成员组成的团队，通过达成共识，寻求解决方案、汇集组内知识、技能和行动以实现解决方案，最终解决问题的能力。9CPS 是由合作技能和 PS 联合形成的宏观二维能力。其中，合作技能在 CPS 中合作起先导作用。PISA2015的CPS定义中存在以下一些要点：（一）CPS是个体层面的能力根据 Campbell 等的研究，合作技能可在个体、群体或是机构水平上测评。个体层面的参与水平可以表征个体解决问题的成果，但无法充分预示团队合作

9、解决问题的成果。然而，PISA 测评的 CPS 是在合作情境下展现出的与 CPS 相关技能。CPS 能力的有效性受到小组成员的合作能力和将小组成功放在优先于个人利益位置上的信念影响。（二）CPS是一种有效的参与过程CPS 涉及个体层面多种社会、认知技能的参与。合作过程中，个体内部问题解决和交流过程要与组员的认知系统实现互动。虽然 CPS 涉及到的认知过程是内隐的，但在与问题情境、与组员互动过程、从个体行动、与他人互动、问题解决过程、最终成果，开放性问题的回答中能够推断得出。因此，CPS 测评企图利用成员的互动将内隐的认知过程可观测化。（三）CPS涉及到两个或以上的成员成员指的是人或计算机模拟的

10、参与者。无论是哪种类型的成员，他们都同参与测评的学生一样，可以形成目标，参与行动，沟通信息，对信息进行处理、反馈，感知环境，适应环境变化以及学习。（四）CPS最终的目标是解决问题CPS 测评关注学生解决当前问题的合作行为而不以提出正确解决方案为测评根本目标。CPS测评的核心更加关注合作过程而非是解决方案的优劣。在 CPS 任务中离不开两大步骤：达成共识的理解和行动以形成解决方案；汇集组内成员的知识、技能和行动以实现解决方案。三、合作问题解决能力的核心成分CPS 存在复杂的内在机制，除了合作结构外，还包括个人层面 PS 的认知成分。PS 又可以具体化为理解、表征问题，运用问题解决策略、实施自我管

11、理与元认知过程来监控问题解决进程。然而由于引入其他组员的共同参与，合作任务要求更多的认知和社会技能，以达成共同理解、共享知识，创建并理解有效的团队组织形式，采取协调一致的行动来解决问题。根据PISA2015 测评合作问题解决框架草案CPS 的定义中包含三个核心的CPS能力：（一）建立和维持共识学生必须拥有双向知识的鉴别能力，在合作中须鉴别其他成员观点并针对当前问题状态和解决问题的行为建立共识。该能力包含监控自身能- 54 -外国中小学教育2016年第3期力、知识、观念如何与他人认知系统进行互动，以及将双方的能力，知识和观念与任务建立联系的过程。学生在问题解决任务的过程中始终都要不断建立、监控和

12、维持共识。（二）采取合适的行动解决问题学生需鉴别 CPS 任务种类，遵循相应步骤才能形成最终解决方案。包含该能力的具体行为有：理解问题的约束条件，根据解决方案制定多层次目标，根据任务采取行动，监控目标的实现程度。测评中可观测行为表现为：解释、证明、商讨、争论，以传达复杂的信息和观点并得到创造性的、最优的解决方案。（三）建立和维持团队组织形式团队能否有效运转离不开组织形式和根据任务调整组织结构的能力。学生要基于对成员中谁擅长做什么的背景知识（交互记忆）来理解自身和他人角色、遵循参与规则，监控团队组织形式，处理沟通中断等诸多障碍，实现最优表现。以上三种CPS核心能力实际上源于合作和个体层面问题解决

13、过程的结合。PISA2015 将三种CPS核心能力和四种个人层面的PS作为矩阵的纵横维度，便构成了12种CPS具体技能（详见表1）。表 1：PISA2015 CPS 矩阵(1) 建立、维持共识 (2) 采取合适的行动解决问题 (3) 建立和维持团队组织形式(A)探究和理解 (A1)发现成员的观点和能力 (A2)发现CPS任务类型和目标 (A3)理解成员角色(B)表征和系统化 (B1) 建立共同表征，商讨问题含义(B2)鉴别和描述任务 (B3) 描述角色和团队组织形式（交流和参与原则）(C)计划和执行 (C1)与成员交流未来或当下活动 (C2)制定计划 (C3)遵守参与原则(D)监控和反思 (D

14、1)监控和修复共识 (D2)监控行为结果和评估问题解决是否成功(D3) 监控、反馈适宜的团队组织形式和成员角色四、合作问题解决的影响因素和任务类型根据PISA2012 PS测试的框架草案中提出的任务特征分类结构，问题情境可以在两个维度进行划分：结构化/非结构化；动态/静态。CPS的任务特点更加倾向于内在交互式、相互联系和动态的维度。这就意味着由于测评过程中对合作进程的控制力较弱，使得测评方法面临更大的挑战。学生随机产生大量的解决方案，追踪学生问题解决的过程也伴随复杂变化。因此，问题在测评设计者的角度上是高度结构化的，但在受测者角度却是非结构化的,相对自由的合作交流过程。表 2 详尽地阐述了影响

15、 CPS 任务难度的背景变量。PISA2015 CPS 测评相较于 PS，更广泛地关注合作技能。在 CPS 测评中，将问题难度和问题解决技能设置为两大变量，来考察与合作技能的关系。表 2：CPS 背景变量背景 变量 变量值问题情境任务类型 拼图任务、建立共识、商讨情境设定 公共&私人场所技术&非技术学校（正式）&非学校（非正式）场合学科领域小组构成小组人数 2名或更多成员地位 对等&非对等成员角色 对等&非对等任务特征开放性 结构化&非结构化信息可得性（是否一开始就获得了全部的必要信息） 静态&动态成员间依存性 低&中&高目标对等性 团体&个人- 55 -媒介任务开始到目标完成的距离 小&中&

16、大语义丰富性 低&中&高外界世界指向性 低&中&高成员相互依存的沟通成本 低&中&高问题空间：能否在媒介中得到其他成员的行动信息 外显&内隐PISA 测评包含了多种 CPS 任务类型，目的是抽取不同类型的互动和问题解决行为。PISA2015中将 CPS 任务分成三大类：团体决策任务（任务要求成员间进行论证、商讨、建立共识以形成团体决策）；团体协同任务（包括合作任务、拼图任务）；团体生产任务（制作某种产品：设计产品或撰写研究报告）。五、合作问题解决能力的等级CPS 分为低、中、高三种水平，学生将以分数划分等级。CPS三种核心能力是由矩阵中（见表一）对应列的具体技能得分加总得到的。表 3 是 CP

17、S核心能力分量表的等级划分标准：表 3-1：建立、维持共识分量表的等级划分标准低水平 中水平 高水平发起的交流不能围绕当前任务。没有自己的观点或提供不相关的信息。对共识造成误解。提供多余的、重复的或错误的信息。不恰当时机提供信息。根据情境索取或反馈自身、他人的信息。发起或回应他人的要求，能澄清目标、约束条件、任务要求。承认和证实共识中的错误、分歧或缺陷。受到提示后，能修复共识中的缺陷。除了中水平的技能外还需要：共享关于自身、他人的信息。主动发起对成员能力和观点的问询。发起澄清问题目标、共同目标、任务需求和限制条件的行为。发觉共识中的缺陷，分歧或错误。主动采取行动修复缺陷。表 3-2：采取合适的

18、行动解决问题分量表的等级划分标准低水平 中水平 高水平随机尝试错误法，或设计脱离当前问题的解决方案。未根据任务分配采取行动。修改意见不利于当前问题的解决。对有助于问题解决的行为、任务和计划做出回应。表现出与被分配的角色一致的行为。通过搜索问题空间，进行有步骤、有组织的问题解决尝试。受到提示后，确认行为是否完成。不发起但参与计划和任务的修订。除了中水平的技能外还需要：问询小组成员即将进行的任务。问题情境发生变化或过程中出现障碍时，发起鉴别、提议或改变任务的行为。采取适当行动，监控小组成员的行动。鉴别有效的问题解决方案。表 3-3：建立和维持团队组织形式分量表的等级划分标准低水平 中水平 高水平对

19、其他成员角色的不理解。不受分配角色和任务的约束。完成其他成员任务。当需要相互协作时，尝试独自解决。了解、证实成员角色。领会成员需共同解决问题。按计划采取行动。被问询是否完成分配的角色任务时能恰当回应。受到提示时，能够证实和承认障碍。理解、分配成员角色。了解、问询、分配或证实组员的角色、所需资源。问题情境变化或是成员未按计划行事，能鉴别，提出、描述或改变成员角色。敦促成员完成任务。六、结语CPS 定义包含了个体、群体认知理论，借鉴了2012PISA PS的四个过程，创新点在于CPS三个核心能力和十二种具体的 CPS 技能。2015PISA CPS测评的设计意图主要是针对 15 岁学生在课堂内外已

20、经或将会面临的各种问题与合作互动，并测评学生对将来学习和工作的预备性。每个参与者在群体当中的交流、冲突管理，团队组织、共识建柏 毅 林娉婷：合作问题解决的概念建构- 56 -外国中小学教育2016年第3期立和进程控制对小组任务完成的成功至关重要。本文通过系统地总结 CPS 的概念内涵，以期将国际最新的 CPS 测评引入我国中学生核心素养评价体系之中，开拓我国科学素养评价体系新方向。参考文献：39 OECD. The PISA 2015 Draft Collaborative Problem Solving Framework R. 2013.9-17.杨学敬 . 问题解决内涵的重构 J. 教育

21、科学 , 2007，23（2）：32-35.Campbell J. Individual versus group problem solving in an industrial sample J. Journal 124of Applied Psychology, 1968, (52):205-210.Forrester. Enterprise and SMB Software Survey, North America and EuropeR.2009, Q42009.2-5.Dillenbourg P. Collaborative learning: Cognitive and com

22、putational approaches:Advances in Learning and Instruction SeriesM. New York: Elsevier Science, Inc, 1999.117-154.OECD. The PISA 2003 Assessment Framework: Mathematics, Reading, Science and Problem Solving Knowledge and SkillsR. 2003.15-21.OECD. Problem Solving in Technology-Rich Environments: A con

23、ceptual Framework. OECD Education Working PaperR. 2009, (36):9-13.5678The Construction of CPS Concept based on PISA2015 CPS StudiesBAI Yi LIN Pingting Abstract: CPS is a new academic concept in the field of science education at home and abroad, which integrates traditional Problem Solving Competency

24、 with Collaboration skills and computer technique. Based on the PISA 2015 Draft Collaborative Problem Solving Framework (OECD, 2013)and by reviewing lately theoretical studies, this essay systematically evaluated PISA2015 CPS concept. In order to illustrate comprehensive concept of CPS, the essay studies the issues as follows: the Importance of Collaborative Problem Solving; defining the domain; Collaborative Problem Solving processes and factors affecting CPS; and assessing Collaborative Problem Solving Competency.Keywords: CPS; PISA2015; assessment