問題解決能力

未來的生活充滿許多未知數，會遭遇更多元複雜的問題，需要有創新的方式 來解決，培養學生「問題解決能力」除了是當今教育趨勢，亦是學生必備之技能。

九年一貫「自然與生活科技」領域也冀望培養學生「獨立思考與解決問題」之能 力（教育部，2003），心理學者將問題解決視為複雜且高結構化的心智活動歷程，

各歷程需相互協調，才能順利解決問題(Hemberr,1992)。下列將問題解決能力之相 關研究，分述如下：

一、問題解決的定義

何謂「問題」？最常見的定義是指：目標和現況之間有差異，而不能立即獲 得解答的狀態(Newell & Simon , 1972 ; Hayes , 1989)。當個體有目的之活動受到阻 礙，需求不能獲得滿足，或有疑難需要解答，個體不能以其現成反應來適應或解 決者，便是處於問題情境之中（張春興、楊國樞，1996；Treffinger& Isaksen,1992）。

問題的特性包含：起始狀態、障礙與困難性以及目標狀態，才形成問題的所 在(Mayer,1992)。問題大致分為二大類，一為「界定清楚、定義明確、固定答案 且具有結構性」的問題，例如：學校所教的學科知識，學生可透過觀察、實驗及 操作等程序，依規則找出答案；另一為「界定不清楚、定義模糊、未定答案、無 結構性或具爭議性」的問題，在生活中隨處可見，並沒有固定的規則可依循來找 到答案，解決的方式可能很多種，或可能無法解決，在思考過程中具有較大的彈 性及空間(Simon,1978)。

通常人類的認知活動是具有目的性的，期望能去除障礙達成目標，大部分的 認知活動基本上都可以看成是是問題解決的過程，如概念的形成、推理、決策、

語言及學習等，都是一種「問題解決」(problem solving) (Andrson,1983,1990 ; Mayer,1992；鄭麗玉，1993；Dunbar,1998)。

問題解決亦是一種學習過程，學生遭遇問題時，無法使用先前經驗去解決困

境，學生會回憶舊經驗，嘗試去發現解答，當無法成功解決問題時再嘗試連結，

如果連結成功則變成高層次思考，可運用於相似的問題。學生若要成功解決問 題，則需依賴回憶相關經驗的能力、口語知識的廣博和認知策略的活用(董家莒，

2000)。而有關問題解決之定義，國內外學者皆有其獨到見解，茲整理如下表 2-3-1：

表 2-3-1 問題解決的定義

學者 主要論述

Polya(1981) 有意識的尋找某些恰能達到一項已明確構想，但無法立即達 到的目標之行動，此行動的過程即是「問題解決」。

Mayer(1992) (1995) 問題解決是從已知敘述到目標敘述的移動過程。問題解決的 思考是朝向某種目標的系列運作。

Gagne(1985) 問題解決是一種學習方式，也是學習者的高階智力表現，讓 學習者產生新的洞察力，並重組其思考歷程。將學過的知識 及概念加以規劃組合，來解決無先例問題的過程，是一種高 層次能力的表現。

Laster(1987) 問題解決是一種包含做決定、推理、創思和批判的複雜認知 程序；目的在找出克服困難、破除障礙和達成目標的方法。

Sternberg(1988)(199 6)

問題解決是指個體利用已學知識、技能去滿足新情境需要，

以獲得解答的過程。主要是克服障礙以達到解答的目標。

鄭昭明(1993) 問題解決乃個體利用某些方法與策略，使情境得以由現在狀 態達到目的狀態的一種思維活動歷程，它包含了學習、嘗試 錯誤以及洞察力等混合的複雜體。

張春興(1997) 問題解決是個體在面對問題時，綜合運用知識技能及思考推 理，企圖達到某一目標，以解決目的的思維活動心理歷程。

表 2-3-1 問題解決的定義(續) 唐偉成、江新合

(1998)

問題解決是解題者在進行解題活動的一切歷程。從問題到答 案間，提取舊基模，進行類比、分類、組合、分析，以建立 解題計畫。

張俊彥、翁玉華 (2000)

問題解決為個人運用先前知識、技能和理解能力去滿足新情 境的需要，並重組他所需的資訊、發展出新的方法，並獲得 解答的過程。

黃幸美(2003) 問題解決是認知心理學者視為是包含視覺、關聯、抽象、理 解、操作、推理、分析、綜合與類化等處理歷程，每個歷程 皆須協調運作的一種高層次結構的心智活動。

（資料來源：研究者整理）

由此可知，問題解決是個體面臨問題情境時，無法依過去經驗解決問題，然 後以過去的認知經驗、知識背景及個別技能為基礎，轉化相關資訊，利用創造性 思考規劃整合出新的有效解決方法策略，並搜尋可用來解決問題的資源，包含：

搜集資料、討論或腦力激盪等方法，以滿足問題情境需要，克服障礙獲得解答。

它是一種學習方式，也是一系列複雜且高層次的思維歷程。問題解決對於學習者 而言，將是無時不刻都會面臨的課題，培養學童具備問題解決能力，對適應未來 複雜的社會環境，實有其必要。

二、問題解決能力

問題解決能力不只是生活工作上不可或缺及要成功適應環境的技能，也是許 多學科領域廣泛討論的主題，更被視為了解人類心智歷程的重要形式(Mayer, 1992)。詹秀美(1989)認為問題解決能力是「個體以既有知識經驗為基礎，運用邏 輯思考和擴散推理能力，解決日常生活或現實情境中面臨問題的能力。」李登隆 (2003)則認為問題解決能力是「運用學生舊有經驗和先備知識，去察覺問題、蒐 集及思考相關資訊，經由探究推理及創造思考而發展出新方法，分析判斷合適的

解決方法，再經過嘗試錯誤和修正，以獲得解答的能力」。

而問題解決能力必須包含哪些能力，洪榮昭(1997)從問題解決的歷程加以分 析，認為問題解決能力應包括：

（一）問題發現力：判斷或感覺事物有不正常時，比較、分類事物特點的異 同，再測試及求證異同是否有問題。

（二）原因分析力：以各種聯想方式來判斷、比較、分類異同事物發生的特 性或路徑後，再測試及求證可能的路徑是否為真正的原因。

（三）問題對策的假設力：以各種聯想來判斷假設對策的特性或路徑後，再 經測試及求證其特性或路徑是否適合解決問題。

（四）對策假設的驗證力：在假設對策提出後，進行驗證、判斷方法的特性 或路徑，再分類、選擇、測試及求證。

（五）解決問題的概念理解力：在多次驗證對策後，進行概念綜合，首先判 斷綜合的方法或方式之特性或路徑。

國內外學者對問題解決能力的內涵研究很多，也各有其不同的觀點，茲分述 如下表2-3-2：

表 2-3-2 問題解決能力的內涵

學者 主要論述

Sternberg (1987)

認為問題解決應包括六項能力：

1.界定問題本質的能力。

2.選擇解題步驟的能力。

3.選擇解題策略的能力。

4.選擇訊息表徵的能力。

5.調配資源的能力。

6.監控解題過程的能力。

表 2-3-2 問題解決能力的內涵(續) 陳美芳 (1994) 指出問題解決能力應該包含以下幾種能力：

1.問題的辨識：能辨認出真正問題的所在。

2.將問題解析為較小問題：將問題細分數個問題，以便逐一解決。

3.尋求解題方法：發展適當方法並評選出最佳解決方法的能力。

4.執行解題計畫：執行自己所選擇之解決方法的能力。

5.評鑑成效並加以延伸：審視解題成效後並加以擴展，防範問題 再生的能力。

詹秀美、吳武 典 (2000)

考量到「創造思考」的因素，問題解決能力具備以下能力：

1.界定原因：設想問題成因的能力。

2.解決方法：提供解決問題方法的能力。

3.預防問題：預防問題再次發生的能力。

4.變通性：提出具變通性、彈性和獨創性之解決問題的能力。

5.有效性：提出有效解決問題的能力。

張文芬 (2004) 對不同階段的問題解決所需的心智活動：

1.發現問題：批判思考、想像力。

2.確定問題：推理能力、想像力、分類、比較。

3.形成策略：推理能力、想像力。

4.執行實現：創造力、耐心。

5.整合成果：統整能力、推理能力、想像力。

6.推廣運用：邏輯推理、創造力、想像力、耐心、執行能力。

（資料來源：研究者整理）

因此，研究者以國小學童能力之基礎，將問題解決能力歸納為以下幾項能力：

（一）察覺確認問題的能力。

（二）辨認定義問題的能力。

（三）設想解決方法的能力

（四）選擇解決策略的能力。

（五）行動執行的能力。

（六）調配資源的能力。

（七）監控解決過程的能力。

其中，行動執行的能力、調配資源的能力及監控解決過程的能力，學童必須 具備更高層次的認知及技能，才有辦法去達成，故本研究所定義的學童問題解決 能力，主要以察覺確認問題、辨認定義問題、設想解決方法及選擇解決策略的能 力為主，並以日常生活中的問題情境為實例，探討學童各項能力的綜合表現。

三、問題解決的步驟

問題解決能力是一種綜合性、高層次及思考性的心智及認知活動，人類需要 具備敏銳的觀察力及應變的能力，當個體目前狀態和需求狀態產生差異，即產生 問題解決的需求。如何訓練學生應用所學解決問題，就要發展出一套訓練模式。

問題解決可以視為一個歷程，發展出一套具體可行的步驟，將問題加以解決。好 的問題解決步驟可以幫助學習者更快解決問題。對於學童而言，問題解決需要耗 費大量複雜的認知思考，如何降低其認知思考的負擔，依循一套良好的問題解決 步驟顯得相當重要。

國內外學者針對問題解決的步驟，提出不同的見解，許多研究者仍然想更進 一步了解問題解決是如何進行的，因此一直持續被提出來討論分析。茲分述如下 表 2-3-3：

表 2-3-3 問題解決的步驟

學者 主要論述

Gagne(1985) 問題解決的歷程如下：

1.發現問題。

2.瞭解問題。

3.蒐集相關資訊。

4.問題解決行動。

5.事後評鑑與檢討。

Greenfield (1987)

問題解決的步驟為：

1.界定問題。

2.分析問題。

3.蒐集資料。

3.蒐集資料。