问题解决能力的训练.docx
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问题解决能力的训练
問題解決能力的訓練
台北市光復國小王雅奇
壹、問題解決能力的內涵
認知心理學家通常將問題分成兩種：
已界定清楚的問題（well-defined）與未界定清楚的問題（ill-defined），已界定清楚的問題因不必加以界定，所以有一定的目的、訊息以及解答；未界定清楚的問題則相反。
另外，亦可分為結構性（well-structured）的問題及弱結構性（ill-structured）的問題，結構性的問題具有單一、正確、聚斂的答案（Simon,1978），問題中包含所有解決問題的要素，包括問題的初始狀態（initialstate）、已知的目標、邏輯的陳述與限制（Greeno,1978）；而弱結構性的問題出現在每日生活當中，問題陳述是隱晦不明的，解題的訊息也沒有出現在問題的陳述之中（Chi&Glaser,1985），此類問題可能有多元的解決方案、解決途徑或者甚至沒有解決的方案（Kitchner,1983），在問題策略的評鑑時需建立多元的標準，因為解決問題並沒有一致、標準的答案（Voss,1988），並要求解題者提出解題過程中的想法及信念（Meacham&Emont,1989）。
Greeno（1978）曾針對問題的解法、表徵、應用的策略、需要的能力或認知技巧進行分類（引自李震甄，民91）：
表一Greeno問題類型表
問題類型
問題典型（範例）
採用的策略/步驟
所需能力
歸納性結構
推理、連續推測問題
理解
察覺關係並產生整體性表徵
轉換
規則之歸納
（假設考驗）
河內之塔、水壺問題
理論證明題
概念學習
方法分析
計畫
歷史成因分析
分析跟目標有關的狀況
組合性操作、狀況與操作者之相關
經有先前資訊的使用而學習
排列
算密碼問題
變位字問題
結構研究
產生和評估的解法：
流暢性、解題形式的修正、算則的使用
排列的轉化
火柴問題
西洋棋
方法分析、計畫、結構研究
知識、推理
結構和轉化
（組合）
問題主題
故事性問題（專家與生手的差異）
建構問題空間
理解解法和逆向解題法
瞭解指令
知識的角色
各成分的相關
在整理問題時歸納結構
內省性問題
設計和發明
組合
定義不良問題的發現
理解
結構性研究
新的理解
定義目標、問題、建立問題空間、設計問題
流暢
功能定位
彈性
產生決定的成分
Maker與Schiever（1991）在其Discovery的問題解決模式中，利用五種問題類型供評量與課程設計時使用，內有各類型問題在提問和解決時所需的結構和訊息（Maker,2002）：
表三Maker&Schiever問題類型表
問題
途徑
方法
Type
提問者
解決者
提問者
解決者
提問者
解決者
K
K
K
K
K
U
K
K
K
U
K
U
K
K
R
U
R
U
K
K
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
K=已知（Known）U=未知（Unknown）
R=範圍（Range）（一個問題有多種解決途徑，但提問者只限定其中一種）
然而，由於問題解決的形式很多，「問題解決」此一名詞很難被精確的定義（Gifford&O`Connor,1993），如同Hunt（1994）所說：
「問題解決就像美一樣，我們無法定義它，直到我們親眼所見」。
認知心理學家在教學及評量問題解決上也有同樣的困難（Snow&Lohman,1989），從多位學者所提出的看法，不難發現多朝向問題解決能力的定義多朝內涵、主要元素及問題解決的歷程模式兩面向來看問題解決。
茲以下這兩面向來探討問題解決能力。
茲將問題解決之內涵表列如下：
表四問題解決能力的內涵
提出之學者
定義
Gag`ne（1970）
問題解決可視為是一種過程，結合且運用先前所學的規則去解決新奇的情境，並且在新的過程中產生新的學習。
Krulik&Rudnick（1980）
個體利用已學過的知識、技能去滿足新情境需要以獲致解答的過程。
Mayer（1985）
由已知情境轉移到目標情境的過程就是問題解決。
Gage（1986）
問題解決是一種過程，當學習者無法使用先前的經驗去解決新面臨的情況且在遭遇問題時，學習者會回憶已學習過的經驗，而嘗試去發現解答。
當他無法成功解決問題時再嘗試連結，如果獲得成功的連結則變成高層思考且可再進一步運用於相似的問題上。
而產生的高層次思考則成為一認知策略，它可引導認知行為。
學習者能成功的解決問題乃依賴回憶相關規則、口語知識的廣博和認知策略的運用等能力。
Fisher
（1990）
問題解決是應用性思考，其與批判思考和創造思考三者並立。
批判思考屬分析性質，而創造思考則偏重分歧性，兩者均為探究性質的思考，且為完成問題解決所必須。
Klien
&Crandall
（1995）
問題解決包含四個主要的策略：
匯集行動的步驟、檢視及評估活動的步驟、現象的解釋及發現現象發生的模式。
O`Neil
&Schacter
（1997）
問題解決包括四個要素：
一是特定領域的知識（即內容的知識），二是問題解決策略的運用，三是後設認知的能力（計畫與自我監控的能力），第三則為動機（自我效能與努力）
引自王雅奇（民92）：
六頂思考帽訓練課程對提昇國小資優生問題解決能力成效之研究。
國立台灣師範大學特殊教育學系碩士論文（未出版）。
貳、問題解決的歷程
所有問題解決必須始於辨認某一問題的存在，問題解決者將期望狀態變成目標，並試圖採用一系列心智步驟來達成目標。
而最早嘗試分析問題解決步驟的是Wallas（1926），他將問題解決分成四個步驟。
此後多位學者引述他的概念作了不同的表述，茲將問題解決之歷程表列如下：
表五問題解決的歷程
提出者
問題解決歷程
Wallas
（1926）
準備—收集資訊並獲致初步的構想
潛伏—將問題擺在一邊
豁朗—出現問題解決的構想
驗證—檢視問題解決的方法並確定其確實可用
Dewey
（1933）
發現問題或困難
確定問題的性質
提出可能的解釋方案
假設推理並蒐集資料以獲致結果
驗證而成立結論
Polya
（1957）
瞭解問題
構思解決方案
執行方案
檢視方案執行並類化結果至其他問題中
Bransford
（1986）
有效的問題解決步驟（IDEAL）為：
定義現存的問題
定義問題的本質
找出問題可能的解決方案並決定最佳的策略
行動
檢討策略是否有效
Glass
&Holyoak
（1986）
形成初步的問題表徵
研擬可能的解決方法
重新界定問題
實行計畫及檢討結果
Sternberg
&Davison
（1992）
定義問題
形成內在想法
編碼
計畫
策略選擇
監控解決方案
引自王雅奇（民92）：
六頂思考帽訓練課程對提昇國小資優生問題解決能力成效之研究。
國立台灣師範大學特殊教育學系碩士論文（未出版）。
綜上所述，問題解決的歷程係指當個體知覺到先前經驗無法解決的狀況以致心理上產生壓力時，個體會以一系列的步驟，重組自己的資訊、知識與經驗以達成目標的過程。
參、問題解決能力的教學模式
研究發現，當人們初次遭遇問題之後，必須再經歷5、6次甚至50次以上類似的經驗時才能有效的發展出獨立運用該技巧的能力（Beyer,2001），且人們在類似情境中也並不一定能類化該技巧，因此，教師在教學時應提供不同學科的課程讓學生練習之（Perkins&Salomon,1989）。
當教師利用持續、系統化的教學時，學生才能有效的學習，因此，多位學者紛紛提出問題解決的教學模式，茲將重要的問題解決教學模式表列如下：
表六問題解決的教學模式
提出學者
模式
問題解決的內涵
內容及觀點
Barrows
（1969）
Problem-
basedLearning
（PBL）
實施PBL的主要過程有四：
1.研擬問題情境
2.呈現問題
3.小組討論以建立學習鷹架
4.實際行動解決問題
鼓勵學習者運用批判思考、問題解決技能和內容知識，去解決真實世界的問題。
老師以學生真實生活相關聯、結構性不良的問題為刺激物，讓學生分組對這個結構性不良的問題做一番批判，提出任何可以解決核心問題的大膽假設後，再以實際行動去尋求解答並驗證自己的假設。
其具備以學生為中心的學習、小團體的學習、以問題匯聚焦點刺激學習，及教師是促進者和引導者角色等特徵
DeBono
（1970）
SixThinking
Hats
包括六頂思考帽，象徵六個思考面向：
1.黑色思考帽：
批判性思考
2.黃色思考帽：
尋求優點
3.白色思考帽：
客觀、中立的思考
4.綠色思考帽:
創造性思考
5.紅色思考帽：
情感與直覺的涉入
6.藍色思考帽：
自我監控與後設認知
由於思考最主要的困難在於「混淆不清」，我們往往想要在同一時刻做太多的事情，因此，deBono希望藉由六頂思考帽課程的訓練讓思考者一次只做一次事情，將情感與邏輯分開、將創造力與資訊分開。
六頂思考帽讓我們能夠在思考過程中從事「角色扮演」、操弄自己的思考並指出思考的方向
Torrance
（1974）
FutureProblemSolving
Program
步驟有六：
1.感受及面臨未來的挑戰
2.確定問題的性質
3.提出各種可能的解決策略
4.提出評鑑各種解題策略的標準
5.評鑑解題的策略
6.發展執行的計畫
方案的目的有五：
1.增加學生書寫及口語的表達能力2.培養學生成為團隊的一員
3.發展學生研究的技巧
4.讓學生整合問題解決的技巧與日常生活的問題
5.增進學生分析及批判性思考
Parnes,
Noller&Biondi
（1977）
CreativeProblemSolving
（CPS）
創造性問題解決歷程有六：
1.感受問題與挑戰
2.發現事實
3.發現問題
4.發現構想
5.發現解決方案
6.接受發現的解決方案
解題過程中，每一個階段都先有發散性思考，再有聚斂性思考。
其教學技術有四項原則：
要延後批判、點子數量越多越好、可以接收新奇、古怪的點子、可以組合或改善他人的點子成新點子等
Feldhusen
（1980）
CreativeProblemSolvingModel
其步驟有六：
1.產生問題
2.澄清問題
3.確定問題
4.發現觀念
5.發現解答
6.執行
用以應用於語文、社會、自然及生涯教育之教學，在過程中可有效的促進學生流暢、變通、獨創、分析、綜合、評鑑等思考能力
Feldhusen
（1980）
SimplifiedCreativeProblemSolvingModel
其步驟如下：
1.小組利用腦力激盪找出問題
2.對提出的問題評鑑，找出最重要的一個
3.腦力激盪找出問題解決的概念
4.綜合解題的概念提出完整的解題策略
5.擬訂計畫去執行解題策略
此模式在小學中被廣泛採用，較不強調問題的澄清與明確陳述的過程，也不強調要融入各科課程之中，學生須從日常生活中發現問題而提出解決之道
Lochhead
（1985）
PairProblem
Solving
其教學歷程有三個重要步驟：
1.研讀專家解題的範例並用放聲思考以助解題的過程
2.兩人一組，互為解題者及聽眾，應用放聲思考進行解題，互相校正
3.瞭解變項間的關係後可自行設計題目練習
思考可以經由長時間的學習而產生，配對教學中聽者及解題者角色間的互相學習有助於示範與模仿，聽者的檢視與提醒有助於解題者的調適作用，使原有的概念結構產生新的變化
Maker
（1987）
TheDiscoverCurriculumModel
問題解決根據問題本身結構、方式及解決之道三向度，分為五個層次以培養學生不同領域的必要能力，並增加真實問題的解決能力
成功的學習來自於複雜問題的解決。
課程模式以多元智慧、問題解決及多元文化為要素，問題解決為模式中評量及課程模式的重要基礎
Carpenter,Fennema,&
Frank
（1994）
TheCognitivelyGuidedInstructionProject
（CGI）
利用七種不同的問題型式指導學生數學解題策略，其策略有：
比較、嘗試錯誤法、加法、減法、推算及事實回憶（factrecall）
讓學生依據既有的經驗及數學知識學習，而教師可從中詮釋及重新建構自己的知識並增進對學生學習數學概念的理解
Baker
（1995）
TheCRESSTModel
問題解決包含四個成分，分別是：
1.知識內容的理解
2.問題解決策略的運用，包含領域獨立與領域依賴兩類
3.後設認知的能力：
計畫、自我檢核、認知策略
4.個人動機：
自我效能、努力、焦慮
由於過去問題解決的評量費力費時，因此本模式運用電腦及網際網路的科技，在工作任務中讓學生從事概念圖的繪製、資料搜尋，電腦直接給予回饋及評分
肆、問題解決策略
單一的問題解決策略，亦可供一般日常生活中進行問題解決時使用，人們必須自行根據情境從事策略的選擇，表為常用的問題解決策略（引自岳修平譯，民87）：
表七問題解決策略表
策略名稱
運用方式
演繹推理
（deductivereasoning）
由特定的、一般所接受為真的一些首要原則來推論，以達成一個必要的結論
歸納推理
（inductivereasoning）
由檢驗某情境以成一個合理的結論
圖表的運用
（diagram）
利用有組織的圖表有助於資訊的蒐集、理解與應用
簡單案例的運用
（simplify）
較常運用在數學問題之中，當解題者面對較複雜的數學問題時，可運用較簡單的數字或較簡單的相關題目進行題目的簡化
找出資料的型式
（pattern）
利用邏輯的分析找到資料中的型式（pattern），之後便可進行預測及類推
猜測-檢核-校正
（guess-check-revise）
此法可用於各種形式的問題。
解題者必須做出適切合理的猜測後，檢驗猜測並在需要時校正。
在不斷重複此過程後可得到一個被重複檢驗的答案
錯誤分析
（error-analysis）
在錯誤中，找出可能類型、原因、比率等以為解題的參考依據
腦力激盪法
（brainstorming）
其步驟如下：
1.定義問題
2.不帶批評的衍生解決方法
3.決定評斷衍生方法的標準
4.使用這些標準來選擇最好的辦法
腦力激盪同時包含「順向運作」與「手段-目標分析」兩種成分，例如：
步驟二牽涉到「順向運作」而步驟三、四則與一些「手段-目標分析」有關
教師在不同的學科得選擇不同的教學模式，以符合學科領域、學生學習、知識基礎的要求。
但一個思考教學課程能否成功，取決於課程的設計內涵與實施方式。
伍、思考教學設計原則
一、課程的設計內涵
Beyer（1988）與Fennimore&Tinzmann（1990）曾經提出任何思考技巧的教學活動應具備以下幾種特性:
1.思考技巧應以直接的指導（directinstruction）教給學生且思考課程應能促進學生更深一層的學習。
2.只有當學生覺得有「需要」時，才會從事思考，因此有目的（proposeful）的思考才能發揮思考最大的效益，因此，內容及歷程的目標應建構於真實生活的議題之上。
3.教師不但指導簡單的技巧，其技巧必須具發展性，才能引導學生將所學運用在更複雜、抽象的事件處理上。
4.思考應是整體的，因此學生應參與整個思考的歷程。
教師不應將思考分成各個次目標進行教學，然後要求學生自行整合。
二、課程實施的方式
教師在問題解決能力的教學過程中，應讓學生愉悅的進行思考，以下說明教師在教學時應注意的幾點（Goffin,1985；Britz,1993；Plooter,1997；Buschman,2003）：
（一）在教學前：
1.清楚界定教學的目標，且應包括溝通、合作學習的技巧、包容不同意見情意的態度等。
2.讓學生解決對他們而言有意義的問題，在問題的選擇上注意：
a.問題需具意義且有趣。
b.問題是否能以不同層次的思考來解決。
c.問題本身應促成學生從事新的決定。
d.學生解決問題的表現是否能被有效的評估。
（二）在教學的過程中：
1.在教室中凝聚問題解決的氣氛並鼓勵學生在班上提出問題。
2.試著在教學的每一段落都用問題情境來引導學生且避免直接給學生答案。
3.失敗或錯誤是問題解決過程中具重要價值之處，教師需重視思考的歷程、相信學生並給予學生應有的讚賞。
4.當學生能力發展遲緩甚至有回歸現象時，給予支援及鼓勵
5.讓學生經驗克服困難的成就感。
6.與同儕分享並討論學生的成果，但需注意以下幾點：
a.試著與學生溝通他們的想法。
b.在與其他同儕分享想法之前，找出一些方式檢查或驗證學生的想法。
c.發展學生批判他人想法的技巧並給予有用的回饋。
d.讓學生學會比較不同的想法，並擴展學生對問題的深層瞭解
（三）在教學後：
結束一概念以轉換到新的概念之前，應利用測驗瞭解學生對概念的瞭解，避免以口頭的方式做簡單的探問。
總之，問題解決能力的教學得以讓學生以解決問題為導向，從解題的過程中獲得知識的增長、思考技能的運用與熟悉及從中感受挑戰並克服問題的喜悅。
教師在教學的過程，從教學目標的擬定、問題情境的選擇，直到教學流程的推演及歷程的評量，均應和學生一同體驗成長的喜悅。
陸、問題解決能力的評量
從建構主義的觀點來看，知識是由學習者主動創造出來的，所以教學評量必須從學生創造知識的歷程來看，也就是從評量學習者解題的歷程著手。
思考是一個複雜的歷程，且結合多種不同的技巧與策略，為了要解決問題，個體必須在事件或現象中從事資料的解釋、分類、比較、推理等工作（Beyer,1987）。
教師若希望學生獲得有效的思考技巧便需在教學過程中不斷的去記錄學生的成長狀況，好的思考評量不但可以提供教師資訊、測得學生的學習成果甚至激發學生的學習動機（Beyer,2001）。
過去的我國評量過於側重紙筆測驗（pencil-papertests）或教師自編隨堂測驗（teacher-madeclassroomtest），雖說適當的運用紙筆測驗可以達到評量部分的目的，但卻無法用來評量所有關鍵的知識、能力及技巧（Stiggins,1996）。
Wiggins（1989）在「真正的評量—邁向更真實、公平的評量」（Atruetest:
Towardmoreauthenticandequitableassessment）一文中把實施標準化測驗作一個醫學的比喻，他認為若把實施標準化測驗的結果當作是學生的表現，就宛如醫生拿心臟脈搏跳動的次數，當作一個人身體是否健康的標準，脈搏跳動異常有問題，但無法指出真正的病因在哪裡。
在標準化評量當中，國內一般性問題解決的測驗是由詹秀美與吳武典（民80）所編製，此測驗係根據Zachman、Jorgensen、Huising與Barrett於一九八四年所編製之「TestofProblemSolving」（簡稱TOPS）修訂而成。
由於問題解決能力的評量涉及其問題解決的歷程、使用的策略、計畫的執行、學生的動機與自我監控等面向，因此，教師在從事問題解決能力的評量時也應利用多元的方式，才能評量出學生真正的能力。
因此，在評量問題解決時，常用的方法尚有面談與學生自陳（interview&studentselfreport），以詢問的方式由學生自省問題解決過程中的經驗；放聲思考法（thinkaloud）是指解題者在解題時，將腦中思考的運作情形，同步的以語言口述出來（劉貞宜，民89）；教師觀察檢核表（checklist），由教師根據教學目標列出欲觀察的思考行為進行等第評定；寫作（writing）或小論文（essay），利用信件、日記、議題、作文等內容，讓學生在一次次的作品中檢視自己的學習狀況；動態評量（dynamicassessment）係由Chapione、Brown及Connell（1988）所發展，根據Vygotsky近側發展區（zoneofproximaldevelopment，簡稱ZPD）理念而來，以學生需要協助的「量」及「型式」來進行評量，目的即是要評量學生的學習潛能；檔案評量（portfilioassessment）則是有目的地蒐集個人在某些領域的作品，作品集以說故事的方式傳達出學生的努力、進步和成就（Arter&Spandel,1992）；而實作評量（performanceassessment）被視為運用各種方式、評量各種能力及技巧，要求學生展示知識的應用，而非僅展示知識本身（Hiebert&Calfee,1988），學生要將所學統整起來，形成個人的認知結構，其特徵為以各領域知識的本質為根基、強調教學與活動的結合，以真實世界的情境呈現問題，教師則應掌握學生推理運作或問題解決的過程。
莊明貞（民88）提出實作評量的評量方式有：
紙筆測驗、問題解決實驗操作、展示、表演、作品集、教師觀察、檢核表、問卷以及團體合作計畫等。
以下提供問題解決評分卡，此檢核表由Burke（1999）提出，用以評量學生在實作評量中問題解決能力的表現及創造產品分析矩陣（CreativeProductAnalysisMatrix,CPAM）由Besemer及Treffinger提出，以新奇、問題解決及精進與統合為三個向度，十四個指標作為評斷作品創造性的指標（林幸台，民89；Besemer&O`Quin,1986）後經修正，指標縮減為十個（Besemer,1998）。
表八創造產品矩陣之向度與指標
向度
指標
新奇
（Novelty）
原創、驚奇、幽默感
問題解決
（Resolution）
價值性、邏輯性、實用性、可瞭解性
精進與統合
（Elaboration&Synthesis）
組織的、雅緻的、巧妙性
參考書目：
略
問題解決評分卡
標準
1分
無法解決問題
2分
問題解決能力尚可
3分
問題解決能力優秀
4分
問題解決能力特別優秀
界定問題
無法辨認問題存在
能辨認出問題的存在但無法找到其原因
確認問題的存在並找出潛藏的原因
確認真實的問題及潛在的因素並能延伸問題的範圍
蒐集資訊
無法蒐集資訊以解決問題
無法蒐集到正確的資訊或資訊蒐集不充分
蒐集到正確且完整的資訊
蒐集到正確、完整且相關性高的資訊
應用策略以解決問題
無法運用任何技巧以解決問題
能利用一個似合理的技巧以解決問題
能應用二至三個適當的技巧以解決問題
能應用四個或以上的有創意的技巧以解決問題
評估問題解決方案的有效性
僅透露出一些有關問題評估問題有效性的推論技巧
能分析一至兩個問題方案的有效性；展現出對問題解決過程的知識
分析並評估所有方案的有效性；展現出對問題解決過程的理解
評估所有方案的有效性並反映在實際運用上；展現出對問題解決的深層體會
創造產品分析矩陣
評分向度
分數
1
3
5
7
新奇性
原創性
驚奇性
幽默感
小計
問題解決
有價值
邏輯性
實用性
可理解性
小計
精進與統合
組織性
雅緻性
巧妙
小計
總分
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