合作問題解決

前一章節透過數位遊戲式學習的回顧，探討防洪保衛戰本身在教學使用上的優 勢與劣勢。防洪保衛戰以共同存活、解決問題作為設計，可以預期能培訓小組在問題 解決中的溝通能力，但是該遊戲初期的開發理念專注於洪水決策，開發者僅加入「合 作」來讓學生了解利他所帶來的好處，並未從開發時期就明確導入合作問題解決能 力，能否能如實產生相關行為尚不清楚。故在文獻回顧的第三節中，研究者將回顧合 作問題解決，並進一步探討合作問題解決與防洪保衛戰之間的連結。

在研究者查找文獻的過程中，注意到 Collaboration 一詞在臺灣之翻譯會因為研究 領域的不同而具有差異，在公共政策領域中會使用協力（朱鎭明，2005；李長晏、林 煥笙，2009），而在教育、數位學習領域中則常用合作（王岱伊、孫春在，2001；林 秋斌、蘇怡慈、李美萱，2012）或是協同（林碧珍，2000；高淑珍，2012）。由於本 研究欲探究的合作問題解決指標，在臺灣近代的類似研究中皆稱作合作問題解決（林 建佑，2015；教育部，2015；林坤誼，2016），因此以下如提到 Collaborative Problem Solving，本研究仍以「合作問題解決」稱之；若提到 Collaboration 一詞，則採用教育 界常使用的「協同」稱之。

合作問題解決

合作問題解決一詞包含兩個字根，協同(Collaboration)以及問題解決(Problem Solving)。協同(Collaboration)是一種整合性的、同步的活動，對問題持續嘗試建構和 維護共識的結果(Roschelle & Teasley, 1995)，協同一詞著重在人與人之間的協調、共享 及合作的交互歷程，人們透過協同來進行團隊合作，從而解決問題或是達成共識。問 題解決(Problem solving)則是一項行為歷程，歷程中包含定義問題，判定問題的原因，

對解決方案識別、排序、尋找替代方案，以及執行問題解決方案(Beecroft, Duffy, &

Moran, 2003)。

「問題解決」這項能力最初強調個人獨自面對問題，在遭遇困難時，首先須分析 情境，擬定一些可能的解決方法，並蒐集相關資料來進行分析，再透過進一步的驗證

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來接近問題解決的成果(Dewey, 1933)。然而，現今的社會已是人與人以團體方式彼此 互動的時代，無論是在工作上、課程間，甚至是家庭活動等，個人在社會中單打獨鬥 的情形漸漸地變少，取而代之的是在各式各樣的團體中，與他人進行協商、互動，並 且共同面對各式問題(Nelson, 1999)。這也讓多人一起共同解決問題的合作問題解決能 力概念在這樣的脈絡下誕生，Roschelle 與 Teasley(1995)在介紹他們所設計的問題整合 電腦環境中，便曾提及合作問題解決是透過小組間互動及協商的過程來解決問題；

O’neil、Chuang 與 Baker(2010)也持相同看法，但是在學習這項技巧時，需同時顧及到 協同以及問題解決面向的學習。事實上，合作問題解決過去雖然一直被廣泛討論，卻 少有研究對合作問題解決如何在教學使用上評估，以及如何在課堂上教授合作問題解 決能力進行討論，當時學界認為亟需對這塊領域進行探究(Griffin, Care, & McGaw, 2012)。

因此，從 2009 年開始，以澳洲的墨爾本大學(The University of Melbourne)為總號 召，與科技大廠英特爾(Intel)、微軟(Microsoft)以及思科(Cisco)，以及六個參與國家

（澳洲、新加坡、美國、哥斯大黎加、荷蘭、芬蘭）的學者，共同創立了 21 世紀技能 評量與教學計畫團隊(Assessment and Teaching of 21st Century Skill, 以下簡稱

ATC21S)。ATC21S 最主要的目的，是對 21 世紀各項能力如何在課堂上教授與評估進 行探討，這些能力是透過一系列的知識、技能、價值觀及社會規範所建立，並分成思 考方式、工作方法、工作工具以及普世生活四個面向，包含了如批判思考、協同能 力、資訊素養、社會責任等指標能力。而在 ATC21S 計劃擬定的過程中，該研究團隊 發現，在 21 世紀技能當中，批判思考、問題解決、決策和協同的組合可以合併為一組 複雜的任務或技能「合作問題解決」，其同時也包含社交、溝通、以及團隊運作上的 相關能力，可說涵蓋了大半的 21 世紀技能。因此，合作問題解決被看作是一項高程度 的認知學習歷程，也讓 ATC21S 將其列為 21 世紀技能重點教授項目之一(Griffin et al., 2012)。

與此同時，專門發表各國學生能力成果報告(the Programme for International Student Assessment, PISA)的經濟合作暨發展組織(Organisation for Economic Cooperation and

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Development, OECD)，也有感於合作問題解決逐漸受到職場、相關學界與教育界的重 視，於 PISA 2015 當中，除了擬定以科學為主、閱讀和數學能力為輔助的相關測驗 外，也納入了合作問題解決作為施策主題，並擬定了一份線上進行的合作問題解決模 擬情境測驗題，來讓世界各國的學生進行測驗。巧合的是，ATC21S 與 PISA 2015 的合 作問題解決指標幾乎是同步進行，雖然 PISA 2015 在其合作問題解決架構的說明中仍 有提及參考 ACT21S 的成果(OECD, 2013)，但是兩者相比，ATC21S 的關注重點更強調 合作問題解決在課堂上的教授技巧，PISA 則看重合作問題解決的評估與測量(Salas, Vessey, & Landon, 2017)。本研究的目的欲探究防洪保衛戰在應用上，對於學生產生合 作問題解決表現之影響，關注的項目會更傾向於評估學生在遊玩的過程中產生什麼樣 的合作問題解決表現，因此將選定 PISA 2015 合作問題解決框架進行深入探討。

PISA 2015 合作問題解決能力指標

OECD 於 2000 年開始，每三年會進行一次 PISA，施測對象為各個國家將完成基 礎教育的 15 歲學生，以數學、科學及閱讀三大科目其中一項為主科目，另外兩項為輔 作為測驗內容，題目設計通常關注學生在日常生活中可能面對到的生活情境，以及他 們必須擁有多少必備的知識、素養能力和技能。從 2012 年開始，測驗的內容除了數 學、科學及閱讀三個科目外，也加測一項特殊科目，並採用線上的方式實施，來觀測 學生的相關能力，如 PISA 2012 即關注在數位時代中的個人問題解決能力；PISA 2015 則將問題解決加入團隊合作核心能力，成為合作問題解決能力進行加測；PISA 2018 則 採用分析與理解當地、全球和跨文化的問題之全球素養(Global Competence)進行測驗。

PISA 2015 關注的主題在本節所關注的合作問題解決能力，其評量架構是以 PISA 2012 的問題解決能力評量作為基礎。在問題解決能力評量架構中，問題解決被分成了 四個認知歷程(OECD, 2010)：

（一） 探究及理解：學生將問題中所呈現的各項訊息建立心理表徵。探究與理 解分成兩個部分，探究問題包含觀察、互動、搜尋問題，以及尋找問題的阻

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礙；理解訊息則包含學生了解所給予的訊息、理解與問題進行互動時產生的訊 息，以及對重要概念的理解。

（二） 表達及系統性闡述：建立對問題情境的連續心理表述，像是建立一個情 境模型或是問題模型等，為了達到這項目的，必須選擇重要訊息，組織這些訊 息並整合相關先備知識。表達與系統性闡述分成兩部分，表達問題包含使用 圖、表、符號或是口頭闡述問題，並反覆或交叉使用這些方式；系統性提出假 設則包含辨識問題的相關因子，找出這些因子的相互關係，整理與嚴格評估訊 息。

（三） 計畫並執行：計畫並執行分成兩部分，計畫同時由目標設定所組成，包 含總體目標確立，並在必要時設定次要目標，以及制定策略（包括須執行的步 驟）以達成目標。執行則是執行擬定好的計劃。

（四） 監控及反思：監控及反思分成兩個部分，監控意味著監控達成目標前的 所有階段，包括中間確認及最終確認、檢測意外事件，以及必要時採取補救措 施；反思則包含從不同角度思考解決方案、嚴格評估假設以及替代方案，以及 尋找及確立附加訊息。

而 PISA 2015 則在問題解決評量架構上，再導入了三項觸及社會歷程的團隊核心 能力，來形成完整的合作問題解決的評量架構(OECD, 2013)：

（一） 建立及維持共享的理解：學生能夠了解彼此對問題的觀點與熟悉度，並 在問題如何陳述、如何行動以解決問題上建立共識。

（二） 採取解決問題的適當行動：學生須想辦法了解問題，辨識欲解決問題所 須採取的行動，並依照合適的步驟，以適當的行動來解決問題。

（三） 建立及維持團隊合作：學生能透過交互記憶(Transcent memory)，回想團 隊成員各自擅長什麼能力，瞭解自己及其他成員在團隊中所扮演的角色，並藉 由成功的團隊成員角色扮演，使團隊的運行成效最佳化。

21 資料來源：翻譯自 OECD. (2013). PISA 2015 collaborative problem‑solving framework.

Paris.

使用合作問題解決評量的實證研究

在 OECD 公布了其合作問題解決評量架構後，國內外相關的學術研究開始使用這 項架構，用以設計不同的評估方式或不同的教學策略，讓學習者經歷合作問題解決的 歷程。Hao 等人(2016)為了探究哪些合作問題解決技能能產生更好的成果，考量電腦模 擬情境適合評估學生在複雜的互動環境中的表現，開發了一個火山有關的協同仿真任 務，學生兩兩一組來回答系統中的 7 個選擇題，並可以在這個系統中用打字聊天的方 式進行協同；同時，這個系統也會透過畫面題示一些小組協同的步驟，例如提示參與

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者要先分別回答對某問題的看法後再討論，或是有需要的話也會提示小組修改初始的 回答等。該研究的分析方式採質量混和，分析參與者在系統中的對話，用自行開發的 合作問題解決能力表進行編碼並評分；量化學生合作最終產出的結果並進行分析；以 及將句子切割，以 n 元語法(ngram)模型來計算合作問題解決能力個人出現頻率，研究 對象則是至少受過一年大學教育的網路隨機受試者。研究發現，在該研究的合作問題

者要先分別回答對某問題的看法後再討論，或是有需要的話也會提示小組修改初始的 回答等。該研究的分析方式採質量混和，分析參與者在系統中的對話，用自行開發的 合作問題解決能力表進行編碼並評分；量化學生合作最終產出的結果並進行分析；以 及將句子切割，以 n 元語法(ngram)模型來計算合作問題解決能力個人出現頻率，研究 對象則是至少受過一年大學教育的網路隨機受試者。研究發現，在該研究的合作問題