問題解決與合作的學習

建構論的教學理念強調學習者的主動性，重視主動參與式的學 習。在「問題解決式」（problem solving）的學習活動中，可讓學生透 過對問題情境的思考、資料蒐集與分析、設計解決方案、討論分享等 活動，促使學習者主動參與學習。此外，為使學習者能達成某種預設 的學習成果，建構主義非常強調學習者間的互動，因此主張小組式「合 作的學習」，透過同儕間對問題討論、溝通等社會協調過程，達到有 意義的學習分享，建立較客觀的學習成果（朱則剛，1996）。再者，

就認知心理學的觀點而言，創造力是「解決問題」的關鍵，創造的過 程也是一種解決問題的過程（洪文東，2000）。茲將問題解決的意義 與歷程、問題解決的模式分別敘述如下：

一、問題解決的意義與歷程 (一)問題解決的意義

從認知心理學的觀點而言，用來定義「問題」的一個標準訊 息處理架構（information-processing framework）乃由幾個狀態

（state）所構成：(1)一個目標（goal）或是目的狀態（end state）；

(2)一個初始的或是開始的狀態（starting state），也就是對問題所 做的描述；(3)一些中間狀態（intermediate states），用來描述為達 成該目標之所有可能的解決路徑（solution paths）。而每一個解決 路徑是由一些個別的步驟所組成，這些步驟會將個體由開始的狀 態運作到其目標狀態。這整個包含初始、中間、及目標狀態的過 程即組成了一個「問題空間（problem space）」（如圖 2.5 所示）

圖 2.5 不同型態的問題空間

資料來源：岳修平譯（1998: 288）。

再者，不同學者對「問題」的看法雖是見仁見智，但大多數 的心理學家皆同意一個問題有其一定的特性（Mayer，1992）即 是：

1.指定（givens）：問題開始於一定條件之一種狀態。

2.目標（goals）：問題想要達到的目標，須經由思考將問題由現 況轉化到目標狀態。

3.障礙（obstacles）：思考者以某種方式改變問題的目前狀態或目 標狀態，但其未知正確答案，亦即未能明顯獲得問題解決。

因此，我們可知「問題」的形成要素在於：初始狀態、目 標、以及解決途徑。而「問題解決（problem solving）」的意義，

便是運用個人先前已具備的經驗、知識、技能和了解（初始狀 態），去思索、探究、推理（解決途徑），以滿足未能解決的陌生 情境之需求（目標）。所以，所謂「解決問題」需要將許多已知 的知識與技能加以組織，運用這些知能找出解決方法或途徑，而 順利將所遭遇的問題加以解決。

(二)問題解決的歷程

在認知心理學裡所談論的問題解決著重於問題空間，因此 無論一個問題的「問題空間」之特性為何，其問題解決的歷程卻 是相同的。在初始階段中，問題解決者會對該問題形成一個表徵

（form a representation），其表徵的組成可能包含在工作記憶中活 化的訊息，以及其他外在的表徵。一般而言，這樣的表徵會含有 對該問題的「已知」部分（givens），例如，當面對一道以文字形 式呈現的代數問題時，人們總是先讀懂這道問題，並在工作記憶 中呈現其意義，包括指定變項的數值。或者，他們也可能會在紙 上寫下一些方程式，表示出他們認為該問題的已知部分。這些表 徵便會活化而存於長期記憶中關於文字問題的知識，好比辨識出 該文字題的類型，並且從而形成可用來找出解決該問題方法的線 索。這個活化解決方法的歷程會被應用在所處的情境中。至於知 識的活化歷程與應用，調合在一起即是所謂的問題解決歷程中的

「搜尋問題空間」。最後，人們還會對所使用的解決辦法是否成 功進行評估（evaluation）。

上述的這些歷程序列，在解決一個問題時可能會發生數 次。換句話說，在形成一個問題之初始表徵，及活化該表徵的相 關知識後，問題解決者可能會發現所活化的知識其實並不適用

（如：在評估解決辦法後，結果發現該問題並沒有被解決）。接 著，該問題解決者可能會形成另一個新的表徵，並活化不同的知 識，以形成線索來找出不同的解決歷程，而這個過程的結果會再 被評估。如此，重複的動作或循環的歷程會一直被持續，直到一

由上述內容可知，問題表徵本身對問題解決的成功與否是 最重要的關鍵，因為表徵可以決定長期記憶中的哪類知識會被活 化。人們有各種不同的方式可以用來形成一個好的問題表徵。有 時，一個問題可能是個熟悉的問題，而問題解決者也會辨識出它 是個熟悉的問題。這種情形對於問題解決者而言，要形成一個好 的問題表徵便是件輕而易舉的事了，因為他並不需要在長期記憶 中仔細搜尋該問題的表徵方式，便可輕易的形成某個表徵，如此 長期記憶中自然會有解決辦法、或是與解決辦法有關的概念。換 句話說，解決辦法可能是以生產法則的形式被儲存的。反過來 看，有些問題對問題解決者而言可能是較不清楚的，或是較不熟 悉的，此時他們便要用到推理歷程，幫助自己對本身所有的、或 是可得到的訊息，勾畫出較好的結論。

無論要解決的問題為何，都可以應用相同的問題解決歷 程，即：形成表徵、搜尋問題空間、以及評估解決方法。其詳細 說明如下：

1.形成表徵：在問題出現後，解題者必須以其具備的知識先對問 題加以表徵，找出解決問題的線索；

2.搜尋問題空間：在問題表徵形成後，解決者必須依問題狀況的 變化，隨時修正其對問題狀態的表徵；選擇適合的解題策略 以克服障礙，完成目標；

3.評估解決方法：在獲得解決方法後，解題者必須對所得的答案 作檢核以確定答案能成功解決問題。

(三)問題解決的步驟

人們在解決問題的過程中，通常會經歷杜威所提的問題解 決五個步驟即：(1)瞭解與思考；(2)探究與計畫；(3)選擇策略；

(4)尋找答案；(5)省思與擴展問題。這五個步驟雖說是解決問題 的關鍵歷程，但各個階段都必須運用到諸多高層次的創造思考、

批判思考的能力，方能順利尋得適當的解決方案，這也就是說解 題的「方法（過程）」至少和「答案（產品）」是同樣重要的。

再者，解決問題是思考的心理活動歷程，顯然杜威所提的 五步驟觀點是最有系統的解決方法，而 Wallas（1926）分析解決 問題時個人思考的步驟有四：準備（preparation）→蘊釀

（incubation）→豁朗（illumination）→驗證（verification），可 說是最早利用內省法（introspection）分析解決問題的步驟

（Mayer，1992）。後來的學者研究創造力時，常常引用 Walas 的看法，將此解決問題四個步驟視為一種「創造」的歷程（Wiles

& Bodi，1981；陳龍安，1995，張玉成，1993）。同時，Treffinger 和 Isaksen（1992）提出創造性問題解決的 6 個步驟，其內容敘 述如下：

1.發現混亂（mess-finding）； 2.發現資料（data-finding）； 3.發現問題（problem-finding）； 4.發現主意（idea-finding）；

5.發現解決方案（solution-finding）； 6.接受發現（acceptance-finding）。

題解決方法。框架法（frames）被認為是應用學生認知的空間思 考能力以促進問題解決的策略。框架是一種呈現知識的格子、

矩陣或基礎架構，當框架作為一種問題解決策略時，是由教師 或學生將其主要觀念分配於縱軸和橫軸兩個層面所形的組織。

問題解決的相關資訊皆可填入細格中，在細格中可見到事實、

例子、概念、描述、解釋、經過、程序等不同訊息。

框架法在外型上看似二維空間的表格，但因知識內容和教 學目標的特性，而有三種類型：矩陣（matrix）框架、問題／解 決（problem/solution）框架、目標／行動（goals/action）框架（West, Farmer & Wolff，1991）。問題解決框架法是由使用者在欄位的 最左側縱軸列出問題或事件的項目，再隨之描述問題的行動和 結果。

問題 行動 可能結果

＃1

＃2

＃3

目的／行動框架法與問題／解決框架法頗為類似，只是最 左側縱軸欄在導引學生思考事物的目的或目標，以及可能解決 問的計畫（方案），如此學生可以更具體羅列出各問題的目的與 預期達成的結果。

目標 計畫 行動 結果

＃1

＃2

＃3

二、問題解決的模式

(一)創造性問題解決模式

創造性問題解決（creative problem solving，CPS）模式常被 使用來提升創造力，當個人或群體想要把創意用在解決問題時，

就會想到運用創造性問題解決方法（董愉斐、伍瑞瑜，2005）。

創造性問題解決模式是由美國學者 Parnes（1967）所發展出 來的，此模式係以系統的方法來解決問題，它特別強調問題解決

提出可使用腦力激盪術（brain storming），利用集體思考的方式，

使創意可以相互激盪，發生連鎖反應，以引導出擴散性的思考。

在聚斂性思考的實施，可依小組成員對事物所提出的廣泛構想，

進一步評估其合理性與可行性，以決定是否暫時保留、修改、放 棄或決定採用，讓創意可以聚斂（陳龍安，1998）。

在創造性問題解決的教學過程中，可運用下列各種啟發創造 思考的策略，使教學更生動活潑，以便提升學生的創造性思考的 能力（陳龍安，1998）：

1.解凍或暖身。

2.提供創造的線索。

3.鼓勵與讚美。

4.腦力激盪。

5.屬性列舉法。

6.形態分析法。

7.六 W 檢討法。

8.單字詞聯想。

9.分合法。

10.目錄檢查法。

11.自由聯想技術。

12.檢核表技術。

13.六六討論法。

14.六三五默寫式激盪法。

15.創造十二談。

(二)Glass 問題解決歷程模式

Glass 和 Hoyoak（1986）將問題解決分成四個階段：1.形成 初期問題表徵；2.計畫解題方法；3.重思問題；4.執行並檢討結 果，如圖 2.7 所示。

圖 2.7 Glass 與 Holyoak(1986)問題解決的四個階段 資料來源：賴羿容（2001: 39）。

有關 Glass 問題解決歷程模式的 4 個階段的說明敘述如下：

1.形成初期問題表徴：在問題解決的第一階段，解題者首先要建 構出問題的心智表徵，例如：目前的問題是什麼？在怎麼的 情境下發生此類問題？它是屬於那一類問題？這個過程涉及 對問題的解析與分類。

2.計畫解決方式：根據經驗及相關知識中找尋可能的解題方案，

2.計畫解決方式：根據經驗及相關知識中找尋可能的解題方案，