初探高一生在弱結構問題之協作問題解決能力和其協作互動歷程

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(1)國立臺灣師範大學科學教育研究所碩士論文指導教授：許瑛玿博士. 初探高一生在弱結構問題之協作問題解決能力和其協作互動歷程 An Exploratory Study of 10th Graders' Collaborative Problem Solving Skills and Interaction Processes in Solving Ill-Defined Problems. 研究生：郭佳甄中華民國 105 年 7 月.

(2) 致謝在完成論文之際，我由衷地感謝幫助過我的人，以及親友對我的支持、鼓勵與包容，本論文能夠完成，首先要感謝指導教授許瑛玿老師，因為老師所提供的豐富資源以及細心指導，並且時時的督促，讓我能夠順利完成論文。而論文的修改除了許老師的給的寶貴建議，也要特別感謝吳心楷教授和盧玉玲教授，提供了專業的建議與指正，使本論文的價值能夠更加凸顯，並讓內容更加的充實，在此至上萬分的敬意與謝意。. 此外，在研究的漫漫長路中，我還要感謝一路陪伴及幫助過我的同學和朋友及老師，感謝莛鈺在研究的初期除了幫忙尋找研究方向，還提供了自己所設計的教材內容讓我參考，使我後續的研究能更加順利。感謝逸文老師及為鼎學長借課給我，使我能夠順利地蒐集研究資料。感謝芸慧解決我的疑難雜症，以及帶來研究所生活的歡樂。感謝文馨學姊答我對課業和論文的相關疑問。感謝威凱協助我儀器的搬運及資料的蒐集。感謝立琦、詩雯協助我資料的整理，當我有需要的時候你們願意為了我放下自己手邊的工作，並且在我陷入低潮時給我鼓勵和陪伴，使我能夠順利的撐過來。感謝鎧斳、佳宇幫我修飾文句，並且在我想偷懶的時候督促我。感謝奕尹口試期間的幫忙，以及平時當我的情緒垃圾桶。而家人的包容和資源提供也是支持我一路走來不可或缺的助力，感謝你們從來不給我壓力，讓我能夠按照自己的腳步前進，也在我身後當我的後盾，當我累的時候，提供我溫暖的避風港。. 這兩年的研究生生活，有歡樂也有難過的時候，但我覺得自己很幸運，遇到了很多願意幫助我的人，讓我能夠順利的完成學業，也開闊了視野，而這份喜悅願與你們一同分享。在最後，我要感謝這兩年沒有放棄的自己，或許有時有些挫折，有點孤單，但我努力地走過來了，而我也會帶著在這段期間所學習到的經驗，繼續用心地過生活，並且展開人生的下一階段。. 佳甄民國 105 年 8 月.

(3) 摘要近年來協作問題解決逐漸受到重視，而本研究欲探討學生在解決弱結構問題時，其能力的展現和協作互動歷程的樣貌。因此，本研究的目的在於分析於問題解決教學活動前、後，學生協作問題解決能力、小組成員溝通互動的模式、溝通行為表現情形等的變化，來了解學生在弱問題情境下協作互動樣貌的改變情形。本研究採取個案研究法，以台北市某高中的一班高一選擇專題討論課的學生作為研究對象，總共 13 位，進行為期約一個月的研究。本研究的資料來源包含: 小組討論的錄影、錄音資料、CWISE 的線上作答紀錄以及紙本記錄單等。進行「分析歸納法(analytic induction)」的分析後，研究發現: (1)小組成員在後測時的對話內容多集中在跟任務有關的內容，非離題對話的比例均超過整個歷程的 52%；(2) 問題解決的過程呈現出非線性及非序列的模式，後測時協作問題解決能力展現較前測進步的人較多; (3) 在前、後測時都發現成員能力展現的趨勢呈現類似的樣貌，即能力較高者傾向較快在任務力程中展現出高層次的能力，能力較低者則較慢展現；(4) 在互動模式的部分，前後測均少出現無反應互動（unresponsive），可能與小組人數安排讓互動可持續，整體而言，小組在後測時的互動層次是較前測高的； (5) 溝通行為在後測時都減少了程序性溝通行為而增加了任務性溝通行為，社會性溝通行為增減狀況則各組不同；(6)小組成員間的協作問題解決能力趨於一致時，互動模式為理想型，亦即成員協作問題解決能力都偏低或都偏高時，都會出現理想的互動模式，而小組成員間能力較為不同時易出現破碎型互動模式。本研究結果顯示所研發的協作問題解決教學活動在教師適時引導下，可提升學生的協作問題解決能力。但若教師不熟悉學生協作問題解決能力時，建議先以學生先前知識作為異質性分組的依據來收集學生能力的資訊後，再以能力做同質性分組來以有效促進小組的理想型互動行為。未來研究則可針對協作問題解決的不同面向或不同類型協作互動型式進行分析，並且深入探討學生特質和教學策略如何影響小組成員的協作問題解決能力。. 關鍵字：協作問題解決、弱結構問題、互動歷程、小組互動模式、溝通行為. i.

(4) Abstract Recently, the collaborative problem solving (CPS) has been becoming more and more important. Our research aimed to discuss how students performed their CPS skills and peer-interaction processes when solving an ill-defined problem. Thus, the research purpose was specified as understanding the difference of students' CPS skills, the communication behaviors and the peer-interaction patterns in collaboratively problem-solving processes before and after the teaching activities of CPS. In the research, we selected one class of senior high school students (totally, 13 students) in Taipei as a case when we utilized the methodology of case study. The research period was one month. The data included videotaping and audiorecording of the team discussions, and the log files of CWISE (an e-learning platform called the “Collaborative Web-based Inquiry Science Environment”). After applying the method of analytic induction, we found that more team comminocations focuseed on task-related communications in the posttest (about or more than 52% of total conversation). The students’ solving-problem processes appeared as nonlinear and non-sequence modes. More students performed better CPS skills in the posttest than those in the pretest. In addition, the CPS skills of the teams appeared a similar trend in both prte- and post- tests; that is, those who had better CPS skills preformed the high-level ability in earlier period of their problem-solving process, and those who had poor CPS skills performed the high-level ability in its later period. For the students’ interaction patterns, there was no unresponsive interaction in both pre and post- tests because of the number of the group member. The frequency of the procedural communicatios decreased in both pre- and post- tests and more task-related communications appeared in the posttest, but the frequencies of the social communications were different across groups. When teamates’ CPS skills were similar, the interaction patterns tended as the type of the ideal interaction. When teamates’ CPS skills were different, the interaction patterns tended as the type of the broken interaction. Every group had reduced the frequency of the procedural communication behaviors in the post-test. Therefore, the collaboratively problem-solving instruction designed by this study could promote students’ CPS skills under teachers’ timely guidance. It is suggested to use the heterogeneous grouping according to student prior knowledge ii.

(5) when a teacher is not familiar with students’ CPS skills. In the future, more studies are needed to explore the aspects of problem solving and the types of interaction patterns, and focus more on how CPS skills are influenced by students’ characteristics or teachers’ teaching styles.. Keywords: Collaborative Problem Solving, Ill-Defined Problems, Peer-Interaction Processes, Small-Group Interactions, Communication Behaviors. iii.

(6) 目錄第一章緒論 ......................................................................................................................................... 1 第一節. 研究動機 .............................................................................................................................. 1. 第二節. 研究目的及問題 .................................................................................................................. 3. 第三節. 研究的重要性 ...................................................................................................................... 4. 第四節. 名詞釋義 .............................................................................................................................. 5. 第二章文獻探討 .................................................................................................................................. 9 第一節. 「協作」與「合作」的差異 .............................................................................................. 9. 第二節. 從「問題解決」到「協作問題解決」 ............................................................................ 17. 第三節. 協作互動歷程 .................................................................................................................... 26. 第三章研究方法 ................................................................................................................................ 31 第一節. 研究對象 ............................................................................................................................ 31. 第二節. 研究流程 ............................................................................................................................ 32. 第三節. 研究工具 ............................................................................................................................ 33. 第四節. 研究設計 ............................................................................................................................ 35. 第五節. 資料分析方法 .................................................................................................................... 36. 第六節. 研究信效度 ........................................................................................................................ 46. 第七節. 研究範圍與限制 ................................................................................................................ 47. 第四章研究結果分析 ........................................................................................................................ 49 第一節. 協作問題解決能力的表現- ............................................................................................... 49. 第二節. 互動模式的表現 ................................................................................................................ 84. 第三節. 溝通行為的表現 ................................................................................................................ 96. 第四節. 互動模式與協作問題解決能力 ...................................................................................... 106. 第五章結論與建議 .......................................................................................................................... 111 第一節. 研究發現 .......................................................................................................................... 111. 第二節. 綜合討論 .......................................................................................................................... 114. 第三節. 建議 .................................................................................................................................. 117. 參考文獻 ........................................................................................................................................... 119 附錄 ................................................................................................................................................... 125. iv.

(7) 表目錄表 2-2-1 問題解決歷程 ....................................................................................................................... 18 表 2-2-2 協作問題解決相關理論框架 ................................................................................................ 21 表 2-2-3 協作問題解決能力矩陣 ......................................................................................................... 23 表 2-2-4 本研究問題解決步驟中學生應展現的協作問題解決能力................................................... 24 表 2-3-1 MILSON（1973）提出的溝通模式（COMMUNICATION PATTERN） .................................... 26 表 2-3-2 ROTH（1995）提出的五種互動模式（INTERACTIONAL PATTERNS） ................................... 27 表 2-3-3 小組互動模式 ....................................................................................................................... 28 表 3-1-1 研究對象背景資料 ............................................................................................................... 31 表 3-4-1 本研究的實驗設計與其內容、資料蒐集之對照情況 .......................................................... 35 表 3-4-2 教學活動內容 ....................................................................................................................... 36 表 3-5-1 研究資料分析表 ................................................................................................................... 37 表 3-5-2 討論內容編碼 ....................................................................................................................... 38 表 3-5-3 協作問題解決能力評分標準 ................................................................................................ 40 表 3-5-4 互動模式編碼 – 以三人小組為例的模式圖 ....................................................................... 43 表 3-5-5 溝通行為分析類目表 ........................................................................................................... 45 表 3-5-6 資料分析單位及編碼範例 .................................................................................................... 46 表 3-6-1 編碼者間一致性信度結果 .................................................................................................... 47 表 4-1-1 討論內容在前、後測時的次數及時間 ................................................................................. 50 表 4-1-2 各組前、後測的問題解決流程 ............................................................................................ 53 表 4-1-3 A 組成員前、後測在各步驟中的協作問題解決能力 ............................................................ 58 表 4-1-4 B 組成員前、後測在各步驟中的協作問題解決能力 ............................................................ 63 表 4-1-5 C 組成員前、後測在各步驟中的協作問題解決能力 ............................................................ 68 表 4-1-6 D 組成員前、後測在各步驟中的協作問題解決能力 ............................................................ 72 表 4-1-3 各成員在協作問題解決前、後測歷程中能力表現百分比.................................................... 79 表 4-2-1 A 組前、後測各問題解決步驟所包含的互動模式................................................................ 84 表 4-2-2 B 組前、後測各問題解決步驟所包含的互動模式 ................................................................ 86. v.

(8) 表 4-2-3 C 組前、後測各問題解決步驟所包含的互動模式 ................................................................ 88 表 4-2-4 D 組前、後測各問題解決步驟所包含的互動模式 ............................................................... 91 表 4-2-5 各小組在前後測不同互動模式的次數及時間...................................................................... 93 表 4-3-1 各組在前測不同問題解決步驟中所展現的溝通行為 .......................................................... 96 表 4-3-2 各組在後測不同問題解決步驟中所展現的溝通行為 .......................................................... 98 表 4-4-1 整體前、後測協作問題解決能力與互動模式改變比較 .................................................... 106. vi.

(9) 圖目錄圖 3-2-1 研究流程圖........................................................................................................................... 33 圖 4-1-1 各組前、後測討論內容時間比例 ........................................................................................ 51 圖 4-1-2 C 組前測考量的方面或因素（紙本記錄單） ....................................................................... 56 圖 4-1-3 A 組前測-協作問題解決能力隨時間變化.............................................................................. 59 圖 4-1-4 A 組後測-協作問題解決能力隨時間變化.............................................................................. 60 圖 4-1-5 B 組前測-協作問題解決能力隨時間變化 .............................................................................. 65 圖 4-1-6 B 組後測-協作問題解決能力隨時間變化 .............................................................................. 66 圖 4-1-7 C 組前測-協作問題解決能力隨時間變化 .............................................................................. 69 圖 4-1-8 C 組後測-協作問題解決能力隨時間變化 .............................................................................. 70 圖 4-1-9 D 組前測-協作問題解決能力隨時間變化 ............................................................................. 74 圖 4-1-10 D 組後測-協作問題解決能力隨時間變化............................................................................ 75 圖 4-2-1 A 組前、後測互動模式隨時間變化 ...................................................................................... 85 圖 4-2-2 B 組前、後測互動模式隨時間變化 ...................................................................................... 87 圖 4-2-3 C 組前、後測互動模式隨時間變化....................................................................................... 90 圖 4-2-4 D 組前、後測互動模式隨時間變化 ...................................................................................... 92 圖 4-2-5 各組不同互動模式所占比例 ................................................................................................ 94 圖 4-3-1 A 組溝通行為比例 ............................................................................................................... 102 圖 4-3-2 B 組溝通行為比例 ............................................................................................................... 103 圖 4-3-3 C 組溝通行為比例 ............................................................................................................... 104 圖 4-3-4 D 組溝通行為比例 ............................................................................................................... 105. vii.

(10) 第一章緒論本研究主要想探討學生經歷教學活動的前後，其協作解決弱結構問題時，在協作問題解決能力及協作歷程的展現以及變化情形。本章節總共分成四個章節，分別是「研究動機」、和「研究目的與問題」、「研究重要性」加以說明，及「名詞釋義」。. 第一節研究動機在生活中，常常會面臨到許多的問題需要我們去解決，然而問題的規模有大有小、時而簡單時而複雜，不論是生活上、學校課業或工作上都有可能會碰到問題，小至解答數學題、如何用最快的方式達目的地、馬桶阻塞、如何填飽肚子問題等，而大至攸關群體、社會的複雜問題。複雜問題如災害防治、土地規劃、教育體制等涉及不同面向的考量，使得我們在面對複雜問題不知道該從何處著手，因此感到不知所措。而且當問題越來越複雜，無法憑一己之力來解決時，或許就需要借助他人之力，因此可能會向他人尋求幫助或是多人組織成團隊來共同解決問題。. Griffin 、 McGaw 與 Care （ 2012 ）將協作問題解決能力（ collaborative problem-solving skills）視為現今世界在工作及學業上成功的必要因素。經濟合作發展組織（Organisation for Economic Co-Operation and Development，簡稱 OECD）在 PISA 2015 所認為協作問題解決（collaborative problem-solving，簡稱 CPS）是教育環境到工作都重要且必須具備的能力（OECD, 2013）。台灣教育當局（教育部， 2014）提出的十二年國民基本教育課程綱要草案裡也指出在不同的學習階段學生應具備的核心素養，期能培養學生能夠在自主行動、溝通互動與社會參與等三大面向，尤其在高級中等學校教育中核心素養的具體內涵更強調了發展溝通協調及團隊合作、適當的運用科技、積極面對解決問題等核心素養。協作問題解決被認定為是須應用多種社會、認知及技能，而且這些都是可在課室內進行教學、學習和評測（Griffin & Care, 2015）。Wenglinsky（2000）認為協作學習很重要，相較於教師傳統教學的方式，協作可以提升概念理解及問題解決的技能。相較於過去注 1.

(11) 重個人能力的培養，發展團隊協作問題解能力是未來重要的教育重點，更是值得探討的研究議題。. 協作問題解決在近年是越來越受到重視，但是根據研究者本身的學習經驗以及觀察，台灣社會因為看重成績及結果，教育往往重視的是解決問題時所需的「知識」，而非解決問題的「能力」，教學著重在教導學生解決學科內的問題，讓學生以為學習只是在尋找各個學科的正確答案，而非培養自身的能力，且教師在教學的過程中，因為各種因素，少有機會讓學生們透過和同儕的互動來進行學習，因而只重視個人的成長，而忽略了團體的力量。知識固然是能夠解決問題的基礎，但問題解決以及與人協作的能力也是不可或缺的，如此才能培育具有現今社會關鍵能力的人才，因此也開始出現了促進協作問題解決的相關教學活動，期能夠培養學生擁有與人協作和問題解決之能力。而國內外的對於協作問題解決相關研究大都是開發線上的協作問題解決的測驗系統或是課程，亦或是針對在教學過程中學生的歷程作探討，但是研究者更想關注在真實教育的情境中，小組成員在經歷教學前後的面對面協作問題解決歷程表現，以往的研究多是分析在教學過程中的學習歷程，而較少對於教學前後的小組互動、協作問題解決能力詳細隨時間改變情形進行探討。因此，研究者參考了先前的研究，並研發協作問題解決的教學活動課程，進而想探討學生在經歷教學前後的協作問題解決的情境當中會如何表現能力和達到問題解決的品質，並將協作問題解決的表現分成一些重要元素作分析，包含協作問題解決能力、互動模式及溝通行為，作為協作互動歷程的表現指標。藉此研究的發現來引發更多研究致力於學生協作問題解決的教學活動設計和互動歷程表現分析，期能達成培育自主行動、溝通互動與社會參與人才的教育目標。. 2.

(12) 第二節研究目的及問題一、研究目的. 在有關協作歷程或是問題解決歷程的研究中，大多是呈現在教學的過程中學生們的表現，而在前、後測的過程卻少有質性相關的資料，所以本研究的研究目的為透過用以提升協作問題解決能力的教學活動，來了解學生在經歷了此教學活動的前測及後測的過程中會有怎樣的表現，並利用臺灣在地的弱結構問題，結合科技輔助而形成的協作問題解決任務，探究學生在面對面協作問題解決環境中的「協作問題解決能力隨時間的改變情況」與其「協作互動歷程」的對照。除了想瞭解分別在前測、後測時，小組成員在協作進行解決問題的過程中的表現，也比較前、後測之間的差異，包括針對能力（主要分析採取適當的行動以解決問題的能力）、互動模式和溝通行為的部分作分析及探討，以期能夠將學生在前、後測的過程中所展現的協作歷程詳細呈現，讓讀者能夠更加清楚明瞭學生的改變。. 二、研究問題. 依據本研究的研究目的，待答問題主要有四個，包含：. （一）小組各成員分別在前、後測時，其協作問題解決能力隨時間的變化為何？（二）小組成員分別在前、後測時，彼此之間溝通互動模式的表現及變化為何？（三）小組成員分別在前、後測時，溝通行為的的展現情形，以及差異為何？（四）小組協作問題解決能力與溝通互動模式的關聯為何？. 3.

(13) 第三節研究的重要性本研究的重要性可分為人才需求、教育目標以及學術貢獻等三面向來說明：. 一、人才需求. 多位學者指出了協作問題解決不論在教育環境或是工作上都是不可或缺的能力，而當今社會的工作多半是由群體共同完成的，越複雜的工作更是如此，單打獨鬥並不足以應付，必須要經由互相支援及共同成長的團隊合作來達成。因此，本研究所設計的協作問題解決課程，讓學生們習得如何協作問題解決，以培育社會所需人才，並使之能應用在未來工作上。. 二、教育目標. 從前的教育理念在於讓學生能夠理解所學知識，並應用在未來的職場中，但是對於現今複雜且具挑戰的社會，只具備知識是不夠的。因此受到國際組織重視，開始關注在協作問題解決能力的培養與評量，例如此外，墨爾本大學研究中心主任 Griffin 教授所主持的 ATC21S 計畫（Assessment and Teaching of 21st Century Skills Project）在與世界 60 所機構超過 250 專家學者合作後，提出了現代公民需要的能力核心，整合之後可落實為兩大技能：協作問題解決能力(Collaborative Problem Solving; CPS)及資訊通訊科技素養(ICT literacy)。以及 OECD 也意識到協作問題解決的重要性，因此在 PISA 2015 加測量協作問題解決能力。台灣也將其視為學生應具備的核心素養。因此，協作問題解決能力是目前國際重視的人才關鍵能力之一，也是許多國家的重要課程，因此，本研究可提升對於協作問題解決能力極其協作互動表現的了解，以助於落實於教育現場中。. 三、學術貢獻. 協作問題解決是近年熱門的議題之一，但將協作問題解決能力隨時間改變的情形及協作互動情形以動態方式完整呈現的相關的實徵研究並不多，並將協作問. 4.

(14) 題解決能力與互動情形相互對照的質性研究更是缺少，大多研究著重在評量工具或課程設計的有效性、成員特性如何影響協作情形，或是學生經歷協作問題解決後其知識的改變等面向作探討，而本研究提供了在前、後測的過程中，小組成員協作問題解決能力和其協作互動歷程之對應情況，包含了協作問題解決能力和互動模式之間的關係，以及在問題解決的情境中小組成員所使用的溝通行為有何改變及型式，對先前研究尚未探討的面向及情境提供了更深入的探討。. 第四節名詞釋義本研究擬探討小組在結構不完善問題的問題解決過程中，學生協作問題解決能力和其協作互動情形。故，關於本研究的重要名詞有下列五個，包含「弱結構問題」、「協作問題解決」、「協作問題解決能力」、「互動模式」、「溝通行為」，其解釋與定義如下所示：. 一、弱結構問題（ill-structured problems）. 弱結構問題其實就是在日常生活中實際會碰到的問題，而這種問題通常是較複雜的，通常是跨學科的，因此無法只使用單一領域的概念及原則來解決，其定義和目標較模糊，擁有多條解決路徑，和多種標準來評估解決方案，並沒有唯一的標準答案，所以這種問題會更難以解決，往往需要學習者對該問題表達個人意見及判斷（Jonassen, 2004, 2010）。例如：核電廠蓋或不蓋的問題，同時可能涉及到了政治、能源、建築……等不同面向的問題。本研究採用了（一）「氣候變遷與茶業的未來發展」：除了要考慮氣候災害、地質環境、植物特性等因素，也要考量經濟、社會等層面，（二）後灣漁港未來發展：當漁港的原本功能越來越薄弱時，未來該如何發展，要考慮的因素不能只有經濟的層面，更要考慮經濟與環境、生態之間該如何協調。. 5.

(15) 二、協作問題解決（collaborative problem-solving ,CPS）. 協作問題解決指的是在處理問題的過程中，個人和其他代理人（agents）一起工作、交換彼此的想法、連結彼此的理解及努力來解決此問題情況，而此代理人除了可以是協作學習的小組成員外，也可以是電腦模擬的參與者。舉例來說，在課堂上學生們以小組的形式來回答老師所問的問題，在此過程中他們會彼此互相交流、進行腦力激盪、形成團隊目標並且對組員的想法作出回饋，最後整合各組員的貢獻，討論出一個他們共同認為的最佳解答，而這個歷程就為協作問題解決。雖然台灣 2015PISA 國家研究中心將 collaborative problem-solving 譯為合作問題解決，但研究者認為此命名方式無法有效區分合作（cooperative）及協作（collaborative）的差別，因此本研究將 collaborative problem-solving 譯為協作問題解決。. 三、協作問題解決能力（collaborative problem-solving skills）. 本研究採用 PISA 2015 的定義，將協作問題解決能力定義為個人有效地參與在一個有兩位或多位代理人團體，企圖通過彼此分享理解、凝聚知識、技能和努力以找出解決問題的方案，在此過程中「個人」所展現的能力就為協作問題解決能力（OECD, 2013）。並根據此定義，將協作問題解決能力分成（一）建立及維持共享的理解、（二）採取適當的行動以解決問題、（三）建立及維持團隊合作等三大核心能力。而本研究以採取適當的行動以解決問題核心能力為主要分析的協作問題解決能力。. 四、互動模式（interaction patterns）. 在小組面對面協作問題解決的過程中，成員之間相互來往的言談，會形成不同的溝通互動網絡，而本研究參考 Milson（1973）提出的在團體工作中常出現的七種溝通互動模式，以及 Roth（1995）歸納的五種互動形式，將互動模式由互動情形差到互動情形良好分為五種，依序為無社交互動、無反應互動、破碎型互動、領導型互動以及理想型互動。. 6.

(16) 五、溝通行為（Communication Behavior）. 指的是在協作小組在面對面的互動歷程中，用以來解決問題並達成目標的所做出的溝通互動行為。將其所作出的溝通行為分為不同的類型。本研究參考岳修平、鐘婉麗（2005）的分類方法，將溝通行為分為程序性溝通行為、任務性溝通行為以及社會性溝通行為等三類，並將程序性溝通行為定義為間接與任務相關的溝通行為，包含了小組運作和科技使用方面；任務性溝通行為則是直接與任務相關的溝通行為；社會性溝通行為則是在任務中與人際互動有關的溝通行為。. 7.

(17) 8.

(18) 第二章文獻探討此章節將承續上一章所提出的研究動機、目的與問題，繼而藉以文獻來探討：一、什麼是協作？與合作有何差異？二、什麼是協作問題解決？跟問題解決又何不同？三、協作互動歷程為何？. 第一節「協作」與「合作」的差異一、協作的定義. 約從 90 年代開始，慢慢地從原本的「合作學習（cooperative learning）」轉而提倡「協作學習（collaborative learning）」。Dillenbourg（1999）將協作學習定義為兩位或更多人企圖一起去學習某種事物，像是共同解決問題。而 OECD（2013）更將協作定義為需要在兩個或多個代理人的交互作用。而代理人則泛指能夠產生協作行為的人或是虛擬角色。在更近期的研究，Krajcik 和 Czerniak（2007）定義協作學習為一種連結同學、同儕、老師和社會成員的智力而共同努力來調查問題或議題。Griffin 與 Care（2015）將協作學習定義為學習者為了要解決特定任務或問題時，共同協調他們的活動。而合作學習跟協作學習的差異究竟在哪？Panitz （1996）指出協作學習可以說是一種個人的處事哲學，是一種在團隊中如何尊重他人及突顯個別能力及貢獻的方法，並著重在團隊活動中的權力共享與責任分擔，以更學生為中心的學習方式。而合作學習是指透過一組結構化的互動來促進人們完成特定目標或開發擁有具體內容產品，主要以教師為中心的學習方式。 Dillenbourg、Baker、Blaye 與 O’Malley（1996）認為合作學習的小組成員常常是在平行的時間分別做自己的事，只需要某些時間點進行協調即可，並不需要太多的社交技巧以及將團體潛力充分發揮，因此合作學習是一種通過分配勞動力來完成的活動。Krajcik 和 Czerniak（2007）說明當小組成員使用分工合作的技巧於學習任務時，將任務分成不同的工作，故每位小組成員因為所負責的項目不同，而其所要完成的目標也不同，較無相互協調的歷程。例如：在小組在準備課堂報告時，他們可能會分工合作，有人負責查找資料、有人負責統整 PPT、而剩下的人負責上台報告，因此當台下同學問問題時，負責報告的人就要負責回答，而負責查找 9.

(19) 資料的人可能因為只提供了某部分資料，而無法回答同學疑問。又或是將需要的資料分成不同面向，因此在同個時間上，小組成員是分別在進行自己的事，而其所要達成的目標也變成完成問題某面向的所有工作，最後再拼湊成完整的問題解決方案。. OECD（2013）認為協作只能發生在小組成員想要通過建立及持續分享對任務及解決方案的理解時才會發生。Griffin 與 Care（2015）指出了協作的三個要素（p.38），分別為：（一）. 溝通：通過知識或意見的交換，使接收者的理解得以提升。. （二）. 合作：同意勞動力的分工。. （三）. 有應答：積極和有見地的參與。. Krajcik 和 Czerniak（2007）整理了協作的特色（p.200-201），包含：（一）. 平等：小組成員擁有不同的知識及能力，但其帶給小組的知識水平. 是相似的，意旨成員貢獻度是差不多的。（二）. 共同性：小組成員必須回答相同的問題、完成同樣的任務，達到相. 同的目標或是對相同的議題尋找解決方案。（三）. 建立意義：對問題有同樣的理解。. 由上述可以發現合作和協作學習的主要差異在於成員的目標一致性，以及社交技巧需求性，在協作學習中的小組是更加平等的，在勞動力分工的情況下也必須建立一致的任務目標，需要更多的溝通協調來幫助理解。. 二、協作的重要性. 協作的重要性相關支持理論可以追溯到 Piaget（1985）提出的社會認知衝突觀點（sociocognitive conflict perspective），指出當人在環境中與人合作時，會產生社會認知上的衝突，因而產生認知不平衡的現象。以及 Vygotsky （1978）所提出的社會文化理論（sociocultural theory）認為社會文化是影響認知發展的因素。而 Vygotsky（1986）近側發展區（zone of proximal development，簡稱 ZPD）觀點， 10.

(20) 當學生與能力水平比自己更高的人合作時，學生所能表現出的問題解決能力也會比單獨時所表現得來的高。Gu、 Chen、 Zhu 與 Lin（2015）提到，在協作過程中，學生需要組織及再組織他們的想法，可以幫助認定彼此在理解上的差距，更可以幫助彼此學習。OECD（2013）也提到，在小組協作過程中，因為成員之間有知識、觀點、能力上的差異，需經由互相辯論、辯護想法及重新擬訂計畫等額外努力來達成共識和解決問題，所以協作比起個人更有效地達成目標。. 而協作學習比起其他的教學策略更能有效地提升成就、增進問題解決能力以及發展理解（Krajcik & Czerniak, 2007）。Kane 與 Harms（2005）更進一步指出了協作學習和傳統教學的差異，在學習的過程中，不僅是老師以及學生也增加對於學習的掌控，而學習的責任逐漸從教師中心轉變為學生中心，因此學生是決策者而老師是促進者，在學習任務中，學生們彼此進行協同合作而不是相互競爭，並且通過共同分享進行內容的建構來掌握知識，而非透過內容的記憶。通常在協作過程，學生和老師共同建構知識，並幫忙設定自己的目標以及評量的方式。而朱碧梅（2001）歸納前人研究，指出協作學習優點有四點：（一）能夠引起學生的動機並維持工作的興趣（二）能增強學生的自尊（三）強化學習者的人際關係（四）促進深層的認知歷程。. 三、影響協作的因素. Kuo、 Hwang、 Chen 與 Chen（2012）指出個體差異在協作學習中扮演重要的角色。例如小組的組成、小組的人數、特定成員的性別或能力、問題的類型、甚至是父母、同儕、學生先有信念、社會文化的支持等也是考慮因素，而這些都是調節協作有效性的重要條件。而綜合先前研究，可以歸納幾個影響協作的因素：（一）. 1.. 個體特性. 性別：Webb（1991）指出，男生比起女生更會提出詳盡的解釋，而且他們的解釋更容易被組員所接受。男生在小組合作中時常擔任領導的角色，女生少有發言的機會，而發言時容易被忽略或是拒絕，在小組的角色分配中時常會被命令作為記錄，或是負責撰寫調查結果（Baker, 1988） 11.

(21) 2.. 能力：Webb（1991）發現高能力的學生傾向於提供更多解釋以及給予資訊，低能力的學生則常常不在任務之中。. 3.. 個性：Krajcik 和 Czerniak（2007）說明極端個性的學生們並無法好好的一起做事，例如外向的學生可能會完全的控制內向的學生，而兩個都盛氣凌人的學生可能會在爭取負責專案時爭吵。. 4.. 先有經驗：Krajcik 和 Czerniak（2007）指出有極端先有經驗的學生會抑制學生完成任務的能力，像是很會使用電腦的學生可能就會選擇同樣也會使用電腦的人作為夥伴，而不選擇不會使用電腦的。. （二）. 1.. 組成方式. 同質性或異質性：Webb（1991）指出在不同的異質性小組中，彼此能力差距較小時，成員傾向主動參與，並且會有提問來引起幫助。而在高能力的同質性小組中，因為成員常認為自己到該如何解決問題，因此少提供解釋，相反的，在低能力的同質性小組中則是缺少能力提供正確的解釋。. 2.. 小組人數：Edward 和 Stout（1990）說明因為小學生是比較自我為中心的，當小組人數越多，就有越多不同個性的人需要處理，因此先從兩人一組開始是比較容易的。Krajcik 和 Czerniak（2007）則指出兩人一組的話不會有學生被忽略，當三人一組時，則在任務有三個部分或三個角色時較有效，四人小組型態比三人小組來的好，較不會有人被忽略的問題，而且在空間安排上也較容易，當人數多於四人時，就有可能會產生問題。. 3.. 組員自選或指定：Krajcik 和 Czerniak（2007）說明當學生不習慣和他人合作時，會傾向選擇自己的朋友作為一組，但這種情況卻很容易出現沒有在進行任務或私黨的行為出現。. 12.

(22) （三）. 1.. 任務特性. 任務內容：Dillenbourg 等（1996）指出協作學習所需的任務特性取決於工作內容，從 Vygotsky 的觀點來看，任務內容包含了技能的獲取、聯合計畫、分類以及記憶。而從 Piaget 觀點，協調的任務應包含觀點採納、計畫及問題解決。任務的性質會影響結果，例如任務如果只是單純的程序，便無法觀察到觀念的轉變。. 2.. 互動方式：面對面互動的協作方式以及以電腦支援協作學習的方式各有優缺點，在不同情形下，應選擇符合所需的互動方式。. 四、從事協作學習的困難. Blumenfeld、Marx、Soloway 與 Krajcik（1996）指出了老師會面臨到的困難，因為小組一起工作的形式帶入課室其實並不簡單，因為教師必須要有清楚的目的來組成小組，以及需要注意到很多限制與造成成功的條件。而學生大都習慣於獨立作業。並致力於尋求正確答案以及和他人一起作業是為了成績等，導致將學生把學生分組在同一小組內，也不代表他們會進行協作。而先前所討論影響協作的因素，也都有可能成為進行協作時的困難，像是學生缺少協作技能的時候、小組內有遊手好閒的人、小組成員學習狀態差異程度、持有對正確答案的信念或是缺少支持等都有可能造成困難。. 五、協作學習類型. 根據 Krajcik 和 Czerniak（2007）所探討的協作學習類型，分成（一）學生之間的協作：可以是在課堂上面對面的方式或是用郵件等跨越距離的方式，也可以是多個小組之間的協作（二）老師和學生間的協作：在老師和學生同樣都參與的情況下，可以是老師跟一位學生、老師和小組以及老師和全班的方式，而老師的角色為傾聽、鼓勵參與以及判斷如何帶領討論。（三）學生和社會：學生可以和父母、親戚、朋友、專家或是其他社會的成員，通過電話或是郵件以及其它方式來 13.

(23) 進行協作。. 六、協作相關教學策略. 有些研究在於探討學生要如何才能成功訓練他們學會協作。一般性的教學策略中，有許多研究者會提供明確的指導協作能力，像是培養學生整體的人際關係和團隊合作能力，包含協調、溝通、解決衝突、決策、問題解決和談判（Webb， 1995）。而老師也必須要將任務結構化以支持協作學習（Webb，1995；Dillenbourg， 1999）。可利用 T 形圖（T-chart，為 T 形的圖表，將協作技巧或是小組規則寫在 T 形上，並將左右兩側分成行為和語言兩部分，也就是「該怎麼說？」及「該怎麼做？」，讓師生可以共同舉例並具體陳列該項技巧或規則的說法和做法）來教導各種協作的技巧，讓學生知道協作技巧是什麼，以及何時該使用（Johnson & Johnson, 1990）。在 Tudge（1992）的研究中指出，提供回饋於協助學生在確認小組方向是相當重要。Krajcik 和 Czerniak（2007）說明科技工具能夠幫助教師創造協作環境以及提高協作的品質，使用網路瀏覽器，學生可以創造、分享以及評論多媒體文件。教師也可以透過指定互動的規則來協助小組進行協作，例如每個小組成員至少要問一個問題（Dillenbourg，1999）。Dawes 和 Sams（2004）指出由老師和班級所制定出的基本規則（ground rules），減少了個體的自由度，但確保了整個小組都可以從中受益。Grugeon 與 Hubbard（2006）也說明，小孩子不一定會進行討論，需要被直接的教導，而他們指出若整個組在基本規則上達到一致，則討論才能夠繼續進行，並且更容易成功及發展新的思考方式。他們提供一些基本規則例子：（一）每位成員都是被鼓勵貢獻的（二）貢獻應受到尊重（三）對於自己所說的會給予理由（四）每個人都準備好接受挑戰（五）在做決定前針對選項進行討論（六）樂於共享所有相關訊息（七）小組尋求達成共識。. 本研究依據研究需求及教學目標，擬採取將任務解決過程結構化的方式，給予解決步驟使學生能夠較快進入狀況，作為任務進行時的支持，但問題本身仍為弱結構問題，因此各組依然可以發展出不同的解決方案。任務也設定了小組討論規則，而本研究參考歸納先前研究後，所設定討論時的基本規則共有八項：（一）分享資訊及知識（二）發表自己的想法（三）傾聽小組成員的觀點（四）針對小 14.

(24) 組成員的想法作出回饋（五）所提出的論點有理由及證據（六）一起決定問題解決的目標、行動（七）有爭執時互相協商（八）解決方案須獲得所有組員同意，並以 T 形圖來指導，讓學生討論在協作問題解決的過程中，該作什麼以及該說什麼才能夠遵循討論規則並使任務進行更加順利，作為促進學生協作學習的方法。. 七、電腦輔助協作學習. 隨著科技的進步，教學也受到影響，開始融入新興的資訊科技，協作學習教學法也同樣的將科技元素加入其中，因此人們開始針對電腦輔助協作學習（Computer Supported Collaborative Learning，簡稱 CSCL）進行研究。Johnson 與 Johnson（1996）指出當科技及協作學習結合使用時能更有成效。王權興（2008）說明電腦應用在教學中強調的是其主動性和互動性，能促進學習者主動學習、與他人協作、精熟教材、掌控學習過程等，適合用於以學習者為中心的教學環境。而電腦輔助協作學習可以是遠距或面對面的協作，且不是同步即是非同步，且電腦提供了良好的溝通媒介與鷹架，支援學習者能夠有效地進行協作互動（Stahl, Koschmann, & Suthers, 2006）。Resta 和 Laferriere（2007）歸納利用電腦支援協作學習有四項優勢，包含（一）幫助學生準備協作能力和知識創建（二）增加協作學習在時間及空間上的靈活度（三）提升學生的認知能力或促進更深層的理解（四）促使學生的參與度和持續追蹤協作學習工作。. 當電腦支援協作學習活動實施在單一地點，參與者坐在電腦螢幕的後方，則活動並無法用來發展面對面的互動（Johnson & Johnson, 1999），因此，近年開始有研究將行動式的概念融入 CSCL 中，也就是行動式電腦輔助協作學習（Mobile Computer Supported Collaborative Learning，簡稱 MCSCL），使用行動裝置如平板電腦、 PDA（Personal Digital Assistant）做為行動學習輔具，並藉由無線網路的環境，擺脫桌上型電腦環境的限制，因為行動學習輔具有以下五個特性（Klopfer, Squire, & Jenkins, 2002）：（一）便於攜帶：可以攜帶至不同地點，擺脫空間限制（二）社會互動性：可以交換資訊以及與人面對面的協作（三）環境感知：可以收集當下位置、時間真實或是模擬的數據（四）連結性：可以連結資料收集裝置、其他行動輔具以及網路，形成共享的環境（五）個別化：可因不同使用者之不同需求提供特定的鷹架。Johnson, 與. 15.

(25) Johnson（1999）指出手持裝置的特性可以促進互動、正向依賴及協商能力等協作學習活動中所需的社會互動。而 Zurita 與 Nussbaum（2004）也指出利用行動裝置輔助協作學習活動可以透過加強對於資訊的組織、成員協商空間、活動狀態的協調、成員互動及流動性，可以解決在面對面協作學習中產生的問題。李致中、鍾陳威與劉晨鐘（2013）. 說明行動裝置之間還是需要可以整合與創新知識的討論軟體作為小組成員之間的溝通橋樑及共享空間，以協助學生進行協作互動。根據上述文獻，本研究將採用 iPad 作為輔助協作問題解決的工具，用以促進學生面對面的協作問題解決任務中的互動、溝通及協商能力，並以 CWISE 作為小組成員溝通、分享及統整資訊的空間。. 16.

(26) 第二節從「問題解決」到「協作問題解決」一、問題解決定義、歷程. Mayer（1992）將問題解決定義為從已知的初始狀態到目標狀態的認知轉變過程。黃茂在與陳文典（2004）認為問題解決是人們用既有的知識、經驗、技能，並藉由各種思維與行動來處理問題，使之能達到預期狀態的心智活動歷程。問題解決定義為學習者在當前狀態和期望狀態之間的感知差異，認知到這種差異並不存在著明顯或常規的解決方案，並試圖在此情況下採取行動來達成目標狀態（OECD，2010；Griffin 與 Care，2015）。而 OECD（2010）也將問題解決能力定義為「當問題的解決方案不是立即顯然易見時，個體投入理解及解決問題的認知運作的能力。包括了個體投入問題情境以成為一位富建設性及反思性公民的意願。（p. 12）」. 關於問題解決的歷程，許多學者會依照不同的觀點進行分析，部分學者依據外顯行動或是內在心理活動來分析問題解決歷程，鄭淑娟（2010）曾經整理不同學者依據不同觀點所形成的問題解決歷程，如表 2-2-1，而 OECD（2012，p.20-21）將問題解決的歷程分為四個步驟，依序為：（一）探索及理解（Exploring and Understanding）：探索問題情境及理解與解體相關的資訊。（二）表徵及系統性闡述（Representing and Formulating）：建構呈現問題情境的圖像、表格、符號或語言表徵，確認相關因素及他們之間的關係，並審慎評估資訊。（三）計畫及執行（Planning and Executing）：設定目標或次目標以形成計畫，並能執行擬定的計畫。（四）監控及反思（Monitoring and Reflecting）：監控在達到目標前的每個程序，並反思不同觀點所得的解決方案，針對解決方案、已知資訊及所採取策略進行省思。. 17.

(27) Kim 與 Hannafin（2006, 2011）所提出的問題解決歷程中的五個步驟，依序為：（一）辨識議題（Identification）：產生或發現問題，具體定義目標及問題。（二）從事探索（Exploration）：使用資源近一步探討問題，計劃調查程序。（三）方案重建（Reconstruction）：建立可能的解決方案以及解釋，當衝突的證據出現時進行修改。（四）展示及交流（Presentation & Communication）：將解決方案用可視化或口語化來進行說明，分享具建設性的回饋。（五）反思及協商（Reflection & Negotiation）：反思用來解決問題的策略及過程，修訂解決方案及解釋。. 表 2-2-1 問題解決歷程觀點外顯行為. 學者 Dewey(1910). 問題解決歷程. Polya(1957). 了解問題、提出行動計畫、執行計畫、回顧. 察覺問題、定義問題、檢驗假設、最佳選擇、構思策略. Hacker & 確認問題、設定目標、發展解決方案、選擇最佳方案、執 Barden(1988) 行最佳方案、評估結果 Bransford & 確認問題、定義問題、建立問題解決的策略、組織跟問題 Stein(1993) 有關的訊息、資源分配、監控問題解決、評估解決結果 Stanish & Fberle(1997). 發現混亂之處、蒐集資料、發現問題、蒐集構想、尋找對策、接受構想. 內在心理活動. Wallas(1926). 準備期、醞釀期、豁朗期、驗證期. Parnes(1966). 發現事實、發現問題、發現點子、發現解答、尋求接納. Mayer(1992). 準備期、潛伏期、啟明期、驗證期. 綜合觀點. Treffinger, Isaksen & Dorval(1994). 外顯行為：發現困惑、發現資料、發現與確定問題、發現點子、找出答案、尋求接納內在心理活動：了解問題、激發點子、計畫行動. Sternberg(19 77). 內在心理活動：編碼、推論、模比（mapping）、應用、反應. Sternberg(20 03). 外顯行為：確認問題、定義問題、提出策略、組織問題的資訊、資源的分配、監控問題解決、評估問題解決. 引自：情境問題解決對八年級學生的理化概念學習與問題解決能力之影響。（鄭淑娟，2010，頁 18）. 18.

(28) Wilson、Fernandez 與 Hadaway（1993）指出 Polya 提出的問題解決各階段並非線性的，而可以是循環的，亦即每個階段是可以來回轉換的，無法由單一方向來解決。OECD（2010）在解決一個特定的問題時，並未假定是所有的步驟是序列的或是都是必要的。而國內外許多學者建議以小組合作來進行解題教學（Gilbertt-Macmillan ＆ Leitz, 1986；Burns, 1987；Galbraith & Clatworthy, 1990； Good, Mulryan & McCaslin, 1992；劉錫麒，1991；張景媛，1994；張靜嚳，1995；引自葉明達，2003）。而綜觀學者們對小組合作學習來幫助解題的看法，則是期待為學生能夠在互動的過程中澄清彼此的想法、有系統的組織知識、分享彼此的發現，並以討論的方式來解決問題（葉明達，2003）。. 二、弱結構問題的解決. 不同的學者依據不同的觀點將問題用不同的方式做分類，其中一種分類方式是根據問題的明確程度，以及解決問題的途徑是否清楚，可以分成結構化問題（well-structured problem）以及弱結構問題（ill-structured problem），而弱結構問題則是經常在生活中所碰到的問題，包含了社會、政治、經濟或科學問題（Simon, 1973）。而 Shin、Jonassen 和 McGee （2003）則認為弱結構問題應符合某些特性，包含了（一）設立問題時所需的條件未呈現（二）沒有明確的條件或是目標需要達成（三）可能含有多個解決方案、解決路徑，甚至有時會沒有解決方案（四）答案的適切性要從多個方面來評估（五）解決方案沒有特定的概念、原則或是組織方式（六）描述或預測大多數的情況下是沒有一般性的規則（七）沒有明確的方法來確定適當的行動（八）要求學習者做出問題的判斷及通過表達個人觀點或是對問題的解釋的信念來辯護。而本研究所設立的任務情境符合了沒有明確的目標需要達成且含有多個解決方案及解決路徑，而解決方案沒有特定的概念或是組織方式，需要從多個方面來評估，且沒有明確的方法來確定接下來該進行的行動，而在過程中小組成員要表達個人想法並為自己的意見作辯護。. Hong（1998）說明結構化問題和弱結構問題所需要的認知並不同，結構化問題所需的認知包括特定領域的知識和結構的知識以及認知方面的知識。而解決弱結構問題時，需要認知的調節，知識相關的認知（epistemic cognition）和非認知性 19.

(29) 的變量以及認知的知識。弱結構問題解決的重要性在於可以提升認知能力、後設認知能力以及論證能力（Shin, Jonassen & McGee, 2003）。解決弱結構問題相較於結構化問題需要考慮到情感、價值、信念、情境、協作和自我監控對問題解決的影響（魯志鯤、申繼亮，2004）。Hmelo-Silver（2004）建議呈現給學生的問題需要是弱結構、複雜、開放性結果，且須提供有效的支持。. 三、協作問題解決的定義及理論框架. 協作問題解決廣義來說，指的是與其他行為者交互作用，並且試圖解決問題的過程。Jeremy 與 Stephanie（1995）將合作問題解決與協作問題解決作區分，合作問題解決為參與者通過勞力分工，每個人負責解決任務中的不同部分的問題，而協作問題解決則為多位參與者相互協調，並一致努力的解決任務中的問題。 OECD（2013）將協作問題解決定義為在處理問題的過程中，個人和其他代理人一起工作、交換彼此的想法、連結彼此的理解及努力來解決此問題情況。並區分了問題解決和協作問題解決的差異在於協作，而協作主要有下列三個特點（p.3）：（一）. 有效的分配勞動力. （二）. 結合了多方來源的知識、觀點和經驗的資訊. （三）. 通過其他小組成員的想法，來提高方案的創造力及品質. 協作問題解決能力可視為協作能力和問題解決能力的集結，OECD（2013）的理論架構中，將協作問解決能力分成三個面向：（一）建立及維持共享的理解：在協作中須識別其他成員對於問題的理解、知識及觀點，以及針對當前問題狀態和解決問題的行為建立共識。此面向的能力包含監控彼此的能力、知識是如何與他人進行互動，以及與任務相互聯繫的過程。（二）採取適當的行動以解決問題：學生需識別任務中所需解決的問題，遵循適當的步驟以形成解決方案。其具體行為包含理解問題的條件、根據解決方案制定多層次目標，根據任務採取行動，監控目標的完成度。（三）建立及維持團隊合作：團隊能否有效運轉取決於組織形式和調整組織結構的能力。學生要基於對成員中誰擅長做什麼的背景知識來理解自身和他人角色及遵循參與規則，監控團隊組織形式，處理溝通中斷、問題中的障礙和優化表現（p.11-12）。不同的面向其所包含的協作能力與問題解決能力也 20.

(30) 不同，在「採取適當的行動以解決問題」面向的能力是較偏向問題解決能力，而「建立及維持共享的理解」及「建立及維持團隊合作」兩個面向的能力則偏向協作能力。近幾十年來協作問題解決開始被進行研究，因此整理一些有些現存的理論架構如表 2-2-2：. 表 2-2-2 協作問題解決相關理論框架面向與協力所需能力及面向. 作者. 理論框架. Steven & Campion （1994）. 將協力（teamwork）所需的知識、能力分成五個部分：人與人之間的（一）解決衝突：認識及鼓勵有益的衝突，採用適當的解決策略。（二）協作問題解決：能夠識別需要小組問題解決和決策的情況。（三）溝通：傾聽、且有意願及能力去發展開放且具支持性的溝通。自我管理（四）目標設定及績效管理：設定可接受且合適的標準，並提供回饋。（五）計畫及任務協調：和小組協調的能力。. Zhuang et 協力可分成五個面向： al.（2008）（一）任務相關的過程技能：協作問題解決、決策、計劃及任務協調、. 有關. 用以評量協作學習過程的能力或指. 形成策略、目標設定、表現管理。（二）與其他小組成員合作：適應能力、人際交往能力。（三）通過支持與鼓勵來影響小組成員：建立信任、社會支持。（四）通過協商策略解決成員之間的衝突及分歧：解決衝突、溝通。（五）指導和輔導其他小組成員：領導力、幫助他人。 O’Neil, Chung & Brown （1997, 2003）. 用以測量協作學習過程的能力：（一）適應性：小組監測問題來源與本質及提供適當回饋的能力。（二）協調：處理小組資源、活動和回應以確保成功的小組過程。（三）決策：包含整合資訊、判斷、識別可能的替代方案以及選擇最佳的解決方案並評估其後果的能力。（四）人際交往：促進小組互動品質的能力。（五）領導：指導和協調團隊的活動、評估表現、分配任務、計劃和組織，並建立積極正向氣氛的能力。（六）溝通：成員有效地在小組分享規則下交換、澄清和確認資訊。. Collazos et al. (2007). 用以評估協作學習過程成功與否的指標：（一）使用策略：小組成員生成、交流及一致地使用策略的能力。（二）組內合作：在小組工作過程中運用協作策略。（三）回顧成功的標準：在檢討邊界、指導以及角色在小組活動期間，小組成員參與的程度。（四）監控：小組維持所選定的策略來解決問題，以及著重在目標和 21.

(31) 標. 協作問題解決能力的不同面向或其子能力. 成功標準的程度。（五）小組的表現：協作結果的成效、工作花費的總時間以及工作完成的量。 Fadel & Trilling （2009）. 與協作問題解決能力相關的面向：（一）明確的溝通： 1. 有效的利用口頭、書面及非口頭溝通的技巧等多種形式來清楚表達想法和意見。 2. 有效地聆聽以理解意義，包含知識、價值、態度和意圖。 3. 有多種目的的溝通（例如通知、指導、激勵和說服）。 4. 利用多個媒體和技術，且知道如何去判斷其有效性，及評估他們的影響。 5. 有效地在不同環境溝通，包含多種語言。（二）與他人協作 1. 在不同團隊能展示有效、謙恭的工作的能力。 2. 行為靈活，並且願意在必要時做出妥協，以幫助實現共同目標。 3. 承擔分享協作工作的責任，珍視每位成員所做的個人貢獻。（三）解決問題 1. 運用傳統及創新的方式解決不同種類的不熟悉問題。 2. 識別並要求澄清各種不同的觀點，並帶來更好的解決方案。. Griffin et al., （2011）. 將協作問題解決能力分成兩個面向：（一）社交技能： 1. 參與及合作：以小組其中一個成員的身分參與並貢獻知識的能力。 2. 觀點採納：站在別人的角度看事情的能力，這可能可以調整、修改溝通，將對方的觀點採納進來。 3. 社會規制：協商和解決衝突或誤解。（二）認知技能： 1. 任務調控：問題空間的識別，包含描述、目標、需求以及資源；清楚地理解問題空間，且注意到這個問題空間內提供了結構讓學習者可以定位自己和其他人知識和資源的需求。 2. 知識建立：在資訊、技術、資源組合的貢獻，有助於問題的解決。. OECD （2013）. 將協作問題解決能力分成三個面向：（一）建立及維持共享的理解：在任務中建立、監控及保持分享彼此的理解。（二）採取適當的行動以解決問題：須認定在解決問題時需要怎樣的協作問題解決型態，並依循適當的步驟來達成解決方案。（三）建立及維持團隊合作：需要了解自身在團隊中的角色以及其他成員的角色。 22.

(32) Zou & Micklebor ough （2015）. 將協作問題解決能力分成六個子能力：（一）批判性思考：基於充分條件來評估多個觀點。（二）平衡論點：公開的評論優缺點。（三）對方案持開放態度：尋求替代方案及新的觀點。（四）接受建設性批評：利用建設性衝突使討論向前推進。（五）培育和重視少數人的意見：邀請被動的成員發表意見，並提供建設性的回饋。（六）採取集體所有權：尋求一套所有成員一致認可的假設。. 而 PISA2015 協作問題解決架構是以 PISA 2012 問題解決為基礎，再加入團隊協作的因素，三個能力搭配問題解決四個階段所形成協作問題解決矩陣，主要以協作能力為評量重點，矩陣圖如表 2-2-3 所示。. 表 2-2-3 協作問題解決能力矩陣 (1)建立及維持共享的 (2) 採取適當的動 (3) 建立及維持團理解以解決問題隊合作 (A)探索及理解. (A1)發現團隊成員的 (A2)根據目標發現 (A3)理解在解決問觀點及能力解決問題的協作互題時各自所扮演的動型態角色. (B)表達及系統 (B1)建立共享的表述 (B2)辨認與描述須 (B3)描述角色與團性闡述和協商問題的意義完成的任務隊組織 (C)計畫及執行. (C1)與團隊成員溝通 (C2)制定計畫要執行的動作. (C3)遵守約定的規則. (D)監控及反思. (D1)檢核與修正共享 (D2)檢核行動的結 (D3)檢核、提供回的理解果與評價解決問題饋與適應團隊組織的成功度和角色. 資料來源：Draft PISA 2015 collaborative problem solving framework.（OECD, 2013, p.11）. 但 OECD（2013）在說明評分的比重時，有表明因為「探索及理解」以及「表達及系統性闡述」兩個步驟中的能力表現難以區分，因此合併比重。但本研究為了區分出學生在不同步驟中的表現，以及方便探討學生協作問題解決的歷程，所以選擇將問題解決歷程的步驟更替，採用外顯行為觀點所分出的問題解決歷程， 23.

(33) 本研究參考了單美賢（2015）所提出的 CSCL 中的協作問題解決過程矩陣，將 PISA 2015 對於協作問題解決能力的三個面向搭配 Kim 與 Hannafin（2006，2011）所提出的問題解決過程中的五個步驟，形成新的協作問題解決過程矩陣，而本研究著重討論「採取適當的行動來解決問題」的面向，並針對此面向在不同的問題解決步驟中形成新的定義。如表 2-2-4。. 表 2-2-4 本研究問題解決步驟中學生應展現的協作問題解決能力協作問題解決能力. 採取適當的行動來解決問題. 問題解決步驟辨識議題. 協作互動、發現相關問題及發展團隊目標. 從事探索. 依據相關問題及團隊目標搜尋解決問題所需資料，發展問題解決計劃. 方案重建. 組織所蒐集的資料，並透過協作互動發展問題解決方案. 展示及交流. 提供可能的解決方案，並且對其他成員所提供的資源做出回饋，達成共識. 反思及協商. 自我反思、監控，小組監控. 四、支持協作問題解決的教學設計. 隨著協作問題解決逐漸被重視，也開始出現了相關的教學方法或是教學設計，有些教學設計是給予明確的教學介入訓練活動，Gu 等人（2015）設計了一套教學介入框架，是基於協作學習中的社會互動結合問題解決歷程中的認知及後設認知活動，包含了設定小組討論規則、發展小組問題解決計劃、建立使用證據論述的習慣，針對兩個班級的小學生進行了測試，而其研究結果發現有介入的實驗組在對話討論的過程以及問題解決技能的展現都較好。而 Antonenko、Jahanzad 與 Greenwood（2014）則是設計一個深度介入鷹架教學框架，不僅將問題解決過程的每個步驟再細分任務，還使用多種提問來促進學生發展協作問題解決技能，而其結果也顯示雖在知識獲取及知識遷移的部分有無框架介入都無太大的差別，但都受益於協作問題解決的活動，有顯著的進步，而在問題解決的表現實驗組比控制組的表現來的好。另外有在協作學習類型上做設計者，Zou 與 Mickleborough（2015）是將協作問題解決的過程分成兩個階段，第一階段是兩組小組成員各自在組內進 24.

(34) 行協作，產生解決方案後進入下一階段，第二階段一開始為兩小組互相展示自己的解決方案以及向對方提問，之後兩個小組合併並產出一個共同的解決方案，完成組間協作，而結果顯示學習者認為此方式能夠提升最終解決方案的品質，也能促進協作問題解決能力與過程。Nussbaum 等人（2009）則是利用數位系統來協助面對面協作問題解決的任務，先是個人在組內協作的部分，每位小組成員提出意見，若是無法在組內達成共識則隨機選擇其中一名組員重新發表意見，直到小組成員都達成共識，最後則是由老師帶領整個班級進行協作，因為在每個階段都留有先個人處理的工作時間，而使得不同的類型的問題在這種形式下都能夠被掌握，而此系統模式也能使個體參與討論以及成員有良好的互動。. 研究者將會採取前人研究設計，形成本研究在教學介入活動中的教學流程，在教學設計上，會採用從組內協作到組間協作的形式。在組內協作將會採取的教學策略包含利用 T 型圖來訂定討論規則，並用暖身活動讓學生能夠適應協作的情境。在組間協作的部分會先讓小組之間互相解說及提問，而後一起形成新的解決方案。在整個教學介入的過程中，針對不同問題解決的步驟在細分任務，並使用提問促進協作問題解決。. 25.

(35) 第三節協作互動歷程在協作互動的歷程中，本研究將其分為兩個部分，分別為互動模式以及溝通行為。. 一、小組的溝通及互動模式. Milson（1973）提出在團體工作當中，時常會出現下表中的七個溝通模式：. 表 2-3-1 Milson（1973）提出的溝通模式（communication pattern）模式. 定義. 模式圖. 無反應的溝通（unresponsive）. 領導者發出溝通的訊息給其他成員，但並沒有得到相對的回應。. 無社交的溝通（unsocial）. 成員間彼此沒有任何的溝通。. 控制的領導（dominant leader）. 成員以領導者為中心，聽取命令或上傳想法。. 私下交談（tete-a-tete）. 每位成員僅與相鄰的其中之一成員做交談。. 破碎或結黨的溝通（fragmented, cliquish）. 成員之間的溝通並未充分，因而形成明顯的小團體，而無整體性的互動。. 刻板的溝通（stilted）. 成員只和相鄰的成員交流。. 理想的溝通（ideal）. 成員們均能充分地和其他成員進行溝通，且溝通路徑多元且頻繁，無明顯小團體出現。. 修改自：李建億（2006）. 26.

(36) 另外，Roth（1995）也分析了中學生在開放式物理實驗中的對話結果，從小組成員的參與及貢獻歸納出五種互動模式，如下表：. 表 2-3-2 Roth（1995）提出的五種互動模式（interactional patterns）互動層次. 定義. 模式圖 (英文：參與者底線：發言時間長度). 對稱互動（Symmetric）. A |B |A |C |A |B |C |A |… 小組成員都是平等的參與討論，並非由某位成員主導. A 不對稱互動由某位成員來主（Asymmetric）導、支配組員的談話移動式不對稱互動（Shifting Asymmetric）. A 成員在互動過程中，不是一直保持著平等的對談，但每位成員多少都. |B |A. |B |C |A. |C |A. |…. |B. …. 有貢獻平行偶爾的互動（Parallel occasional）. 沒有參與的互動（None, no particpation）. A |B | 最初小組的互動是屬於對稱的互動型態，但互動持續的時間長短不一，有時會有零星的互動。小組互動中，出現 |. |B |A |B |. |…. …. 某一成員從頭到尾都沒有參與活動的情形。. 修改自：Roth（1995）. 綜合以上兩個研究所提出的互動模式，本研究所定義的互動模式共分為五種類型，分別為無社交互動、無反應互動、破碎型互動、領導型互動以及理想型互動，其定義和理論依據整理在表 2-3-3：. 27.

(37) 表 2-3-3 小組互動模式互動編號互動模式層次. 定義. 低. 理論依據 Milson（1973） Roth（1995）. I-1. 無社交互動. 成員彼此之間並無任何交流行為. 無社交的溝通. I-2. 無反應互動. 成員嘗試與其他成員溝通，但無得到回應. 無反應的溝通. I-3. 破碎型互動. 並非所有成員都有. 沒有參與的. 充分地互動，出現部分成員形成小團體的型態，也會有成員沒有參與的情況出現. 互動. I-4. 領導型互動. 領導者分別與其他成員互. 私下交談破碎或結黨的溝通刻板的溝通. 移動式不對稱的互動平行偶爾的互動. 控制的領導. 不對稱的互動. 理想的溝通. 對稱的互動. 動交流，但其餘成員之間並無互動 I-5. 理想型互動. 高. 成員彼此平等地互動，溝通路徑多元. 二、小組的溝通行為. Bale（1950）提出了「互動歷程分析（Interaction Process Analysis）」理論，嘗試解釋小組成員面對面溝通的互動歷程，從結果中發現，在過程中可分為兩大類的溝通行為，分別為社會情感性行為（Socio-emotional interactions）及任務性行為（Task-oriented interactions）；前者為與人溝通時的人際表現，像是稱讚、表示同意、玩笑等行為，後者則是針對任務而產生的討論行為，例如提供資訊、提供方向或是詢問問題等。而其研究也發現小組在過程中所展現的任務性行為多於社會情感性行為。Jensen 和 Chiberg(1991)也發展了一套分析團體互動的方法，將互動的溝通行為分為三大類，分別為程序導向性的行為（procedural-oriented acts）、任務導向性的行為（task-oriented acts）以及關係導向性行為（relationship-oriented acts）。 28.

(38) 其任務導向性行為及關係導向性行為和 Bale 的分類的任務性行為及社會情感性行為類似，而程序導向性行為則是任務執行時，小組針對小組互動的方式的討論內容，像是討論的時程、報告進度、提出討論建議……等行為。岳修平、鐘婉莉（2005）在歸納前人研究後，將網路專題式學習小組的溝通互動歷程分為三類，分別為任務性溝通、社會性情感以及程序性溝通。任務性溝通為學習者所表現出的溝通行為是直接與學習任務相關的；社會性情感指其表現、討論、對話內容是跟人際互動有關的；程序性溝通則是用來維持、管理學習團體運作有關的溝通，而其研究結果發現在專題式學習的準備階段和完成階段主要是任務性溝通，執行階段則為程序性溝通為主，不同時期會傾向發展不同的溝通行為。. 本研究綜合上述研究，將溝通行為分成三類，分別為程序性溝通行為、任務性溝通行為以及社會性溝通行為，程序性溝通行為定義為間接與任務相關的溝通行為，包含了小組運作和科技使用方面；任務性溝通行為則是直接與任務相關的溝通行為；社會性溝通行為則是在任務中與人際互動有關的溝通行為。. 三、國內相關互動歷程研究. 顏瓊芬與黃世傑（2003）探討學生在開放式的探究實驗的過程中，同儕間的互動模式為何，對象為大學生，研究者將對話的模式分成對稱式、不對稱式以及移動式不對稱互動等三類。發現學生互動與小組內領導者的特性有關，會形成不同的互動模式，進而影響實驗的成果，因此需要重視領導者的特質。李建億（2006）則是探討小學生在網際網路專題學習中的互動歷程，並且比較不同學習成效小組的差異，在溝通行為方面分為了程序性、任務性、干擾性、社交性和其他行為，而研究結果顯示不同學習成效小組並無顯著差異，在溝通網絡的部分分別採用了 Milson 和 Roth 的分類，「高學習成效」小組在溝通網絡上，傾向「私黨或破碎溝通」的型態，而「低學習成效」小組則傾向「近理想的溝通」，但其溝通內容卻是與學習較不相關的，並且也發現人數多寡會影響溝通網絡，當沒有參與的情形出現時多半是因為人數過低，降低了討論熱忱，此發現與 Roth（1995）相同。許喬雯、岳修平與林維真（2010）分析了大學生在專題式學習課程中的成員角色和溝通行為，主要分析網路討論的部分，將溝通行為分為程序性、任務性、社會性等 29.