問題解決能力

國內學者張春興（2000）從認知心理學的角度提出，所謂問題是指個人在有 待追求或有目的但還未找到適切的辦法時，所感到的心理困境，就是所謂的問題。

當人面臨某一種情境時，沒辦法馬上找出適切性的答案，且存在著某些障礙，就 是處於一種面臨「問題」的階段，狹義地說是問題是指人們有既定的目標要達成，

但現有的規則和概念都無法利用，需要發現或尋找新的規則，進入一種達到目標 所需的情境（邵瑞珍、皮連生，1989）。而黃茂在、陳文典（2004）認為「問題」

應該是一種心理狀態，是一個人在事情的發展歷程中，有了新的目標、情境不如 意或有新的因素介入而造成情境改變的情形時，心中產生一種期望處理或解決的 心理狀態。

綜合上述，問題無時無刻在發生，當現實與理想有落差時，沒辦法找到合適 的解決辦法，處於一種期待去解決及處理的心理階段，就是問題。

貳、 問題解決的定義

眾多學者對問題解決的定義略有不同，以下就內外學者對問題解決的定義作 整理，如同表 2-3-1 所示。

表 2-3-1 國內外學者對問題解決的定義

學者 對問題解決的定義

D'Zurilla and Goldfried (1971)

問題解決是一種行為的歷程，個體在這一個歷程中找 尋各種可用來處理問題的有效反應，而且在這些反應 中選擇最有效的辦法，朝解決問題的推進。

Hayes (1989) 問題解決是一個適當的方法去跨越一個差距。

Mayer (1992) 從已經了解的敘述到目標的敘述在這中間移動的過 程，問題解決的思考就是朝著某一個目標的系列運作。

Sternberg and Swerling (1996)

個體應用之前已經學過的知識和技能去滿足情境需 要，來獲得解決答案的過程。

張志豪（2000）

認為問題解決是一種複雜的認知活動，需要問題解決 者使用一系列必要認知，而不只是直接應用一般的知 識經驗而已。

張春興（2000） 一個人在面對問題的時候，綜合各種應用知識技能還 期望能達到解決目的的思維活動歷程。

黃茂在與陳文典

（2004） 有步驟、有規則、有條理的處理問題，最後可以合理 又有效的解決問題。

黃家勳（2009） 一種以目標為導向的心智歷程，需要統整本身現有的 知能，來克服在當下所遭遇的情境。

資料來源：（引自張文芬，2005；黃茂在、陳文典，2004；黃家勳，2009)

綜合各家學者的看法，研究者認為問題解決就是個體在遭遇問題的情境時，

會產生心理及身理想要去處理或解決的歷程。

參、 問題解決的步驟

問題解決的歷程是一種很複雜的心智活動，黃茂在與陳文典（2004）指出在 解決問題幾乎使用在所有的思考能力，從問題的性質而有不同的思考歷程，但就 以適應生活中的所要面對的問題而言，基礎的知識認知、過程中的技能（如關聯、

比較、觀察等）及思考智能（如創造、批判、綜合統整等）都是需要使用到的，

缺一不可，而問題解決能力幾乎等於創造力。對學生來說解決問題的歷程就是一 種學習思考的過程，所以教育學者把問題解決當是一種高階思考的學習活動（王 鴻儒，2005）。研究者整理了以下 7 種問題解決歷程，如表 2-3-2 所示。

表 2-3-2「問題解決步驟」比較表

學者 問題解決的歷程

Dewey (1910) 遭遇疑難或挫折確定問題所在提出可能解決之方 法考慮解決方案之結果選擇接受解決之方法。

Wallas (1926) 準備期醞釀期豁朗期驗證期。

D’Zurilla and Goldfried (1971)

問題定向界定問題與說明產生可能的解題途徑

做決策驗證。

Klausmeier (1985) 分析問題回憶或者擬定一個解決問題的方案回憶 以前的訊息獲取新的訊息產生解答驗證解決問 題的過程與解答獲取回饋與協助。

Hayes (1989) 發現問題問題表徵計畫解題方法實行解題計畫

評鑑答案。

Sternberg and Swerling (1996)

確定問題選擇過程整理資料形成策略分配資 源檢視解決方法評估解決方法。

Wei-MingC. and Chi-JuiL. 感知問題界定問題尋找解答綜合判斷與解決問

and Yu-lingL. (2007) 題。

張春興（2000） 發覺問題存在瞭解問題性質蒐集相關訊息問題 解決行動事後檢討評價。

王美芬與熊召弟

（1997）

辨認問題將問題轉化為可以實驗探究的型式設計 與規劃實驗的方法實際執行實驗詮釋數據與訊息 並下結論評鑑及檢討。

資料來源：（引自王鴻儒，2005；黃家勳，2009）

以上各學者分析的問題解決步驟中，有些個步驟有作特別的說明，雖然有些 許的差異，但大致問題解決步驟的方向是相似的。

而本研究使用的學生問題解決能力自我檢核表的六項指標：釐清問題、尋求 資源、產生可能的解決方案、決定最佳解決策略、採取行動、評鑑結果，也和上 述學者分析的問題解決步驟雷同。

肆、 問題解決能力的培養

在九年一貫教育中「問題解決能力」被列為學生應培養的十大基本能力之一，

可見問題解決能力對學生多重要。再加上科技日益變遷，生活情境改變快速，使 得以往注重「課本的知識與技能的習得」的教育，必須增加「終生學習的能力及 習慣」及「問題解決能力」之養成（黃茂在、陳文典，2004）。

問題解決是一種過程，當學生無法解決問題時，會自行使用既有的先備知識，

試著解決問題，當遇到問題無法解決的時候，會試著尋求新的方式或協助，以便 解決問題，所以要使學生可以有效學習，除了提供特定領域的知識外，也要提供 學習情境讓學生學習、探索、研究與深入思考的成長機會（蘇秀玲、謝秀月，2006）。

在問題解決的教學策略上，簡良平（1999）認為在教學情境中教師可以模擬 適合學習的課程及情境，並且鼓勵學生從問題表徵中尋找答案。而為了使學生在 學習上可以提升問題解決的能力，張清濱（1995）及邱錦昌（1996）建議教師在 教學歷程中應該採取以下的步驟來協助學生解決問題：

1.提出開放性的問題（opened problem）。 2.教導學生思考的步驟。

3.將問題解決融入於課程之中。

4.將問題解決的教學課程與學生的學習興趣相結合。

5.不斷的發問與持續的挑戰。

6.運用操弄（manipulatives）。

讓學生不斷地進行主動地、自主地去解決問題，就是增加問題解決能力的最 好辦法。想培養怎樣的「能力」就讓他去解決「需要那種能力才能夠解決」的問 題（黃茂在、陳文典，2004）。就如本研究想培養學生的「科學問題解決能力」，

就讓他去解決「需要科學問題解決能力的問題」。

黃茂在與陳文典（2004）也提出有其他研究從不同角度來探討「增進問題解 決能力」的教學策略，將「問題解決歷程」應用在教學活動設計上，其中師生互 動的歷程也有助於問題解決能力的提升，例如 Isaksen and Treffinger (1985) 所提出 的創造性問題解決（creative problem solving，簡稱 CPS），提出具有創造性的問題 解決歷程。我們就可以將 CPS 的歷程應用在教學活動上，創造性問題解決分為以 下六大步驟（許順欽，2003）：

1.發現混亂：發覺需要改善的事物或情境。

2.蒐集資料：針對提出的各問題，收集資料來增加對問題的了解。

3.發現問題：將很多的問題做組織及細分。

4.蒐集構想：發想各種點子，列出各種解決問題的構想。

5.尋找對策：篩選構想來決定最佳的。

6.接受構想：接收構想，決定計畫的步驟後開始行動。

也有學者提出要提升學生的問題解決能力，可以設計「問題解決能力形成」

的教學活動，藉由對問題解決過程的了解，在教學上設計適合的教學策略。（張美 玉，2003；郭金美，2003；黃萬居，2003）。

而 Johnson (1987) 針對「問題解決」能力的培養，也提供教學方式上的建議：

（引自邱志忠，2002）

1.設計學生不熟的活動 2.配合學生能力設計活動

3.提供學生不同問題的類型，不只是練習而已。

4.教導學生解決問題的整體計畫及各種解決問題的策略。

5.使用開放式的設備和作業讓學生有界定和解決問題的經驗。

6.學生在產生可行的解決方案之前先腦力激盪各種可能的解決方案。

7.開放和積極的鼓勵革新及創造性的構想和解法。

8.旁觀學生實驗各種技術來解決問題，但需在學生遭遇大挫折前從旁協助。

9.調查可促進學生興趣及參與的引導性問題。

10.偏重較高層次的思考能力教學。（如分析、綜合和評鑑）

由上述可知，以問題解決為中心的教學策略時，藉由設計豐富的學習情境來 引導學生從不同角度來思考解決問題，進而獲得知識且提升問題解決能力。黃茂

在與陳文典（2004）強調「學習者在教學活動中不斷的在發掘問題，解決問題的 過程中，不斷的想出新策略來克服學習上的困難，也因為這樣的過程，學生才可 以不斷地在知識上及能力上有所成長」。

所以本研究的科學積木遊戲教學是具有趣味性、規則性及創造性等特性，所 以很適合來做為引導學生的學習情境。因此研究者以簡單機械及相關科學原理來 設計相關的科學積木遊戲學習的課程，讓學生在學習情境中，可以主動建構知識 並提升科學問題解決的能力。

因此本研究想提升學生的「科學問題解決能力」最好的辦法就是「讓學生透 過科學積木遊戲學習，去自行解決問題」。另外也透過「合作學習」的方式進行教 學，可以藉由同學間彼此相互激勵成長，學習團隊合作的精神，以達學習成效。