國立臺中教育大學教育資訊與測驗統計研究所
碩士論文
指導教授：郭伯臣博士
一對二人機互動國小中年級學童
合作問題解決能力電腦化評量
研究生：呂瑄瑄 撰
中
華
民
國
一
○
四
年
七
月
謝辭
重返學生的生活真是太幸福了！這一輩子可能和校園都脫離不了關係，能沉 浸在書香氣息的氛圍，體悟到做學問的樂趣，讀書真是一件不錯的事。 雖然寫論文時是焦頭爛額、嘔心瀝血、辛苦萬分，但讀研究所後，開啟了我 的研究精神，發現問題就想研究研究，生活增添許多樂趣，在讀資統所的日子， 首先感謝郭伯臣老師和藹的鼓勵我們繼續努力，許天維老師給了我們很多人生哲 理，曾建銘老師努力的要讓我們聽懂統計，李政軒老師的關心與鼓勵，兩年來每 一位老師都很用心的教導我們，更感謝每次會議給我們協助的白鎧誌學長，總是 不厭其煩的指導我們，解決許多困惑。 此外還要感謝我這一班的好同學，大家互相支持打氣，讓我的研究所生活順 利又充滿樂趣，當然還有學校同事與我親愛的家人體諒與支持，才能順利完成我 的夢想，你們都是我生命中的貴人，謝謝你們！ 瑄瑄 謹誌 中華民國一○四年七月摘要
本研究主要目的是根據 PISA 2015 合作問題解決評量架構，編製適合國小中 年級學生的 1 對 2 人機互動合作問題解決線上評量試題，來研究國小中年級學生 較缺乏哪些合作技能，可提供教師在教學上的參考，研究結果如下： 一、本研究成功建置了適合國小中年級程度之合作問題解決線上評量試題。 二、研究結果顯示學生在合作三大核心能力方面的表現，其中「建立和維持共享 的理解」、「建立和維繫團隊組織」方面，表現較佳，而「採取適當動作解決 問題」則較弱，在遇到問題時，擬訂計畫、執行計畫的能力要加強。 三、研究結果顯示，學生在問題解決四大歷程的表現，其中「表達及陳述」表現 最佳，其次是「探索及理解」， 接著是「計劃及執行」，最差是「監控及反 思」，由此可知在「監控及反思」屬於後設認知能力的部分有待訓練加強。 四、本研究結果顯示都市地區的國小中年級學童，其 CPS 能力優於偏遠地區的國 小中年級學童，且有顯著差異，證實城鄉差距的確存在。 關鍵字：合作問題解決、人機互動、線上評量Abstract
The main purpose of this study is based on PISA 2015 cooperative problem- solving assessment framework, aims to establish interactive and cooperative
problem-solving online assessment questions for one on two, human- agent machine, and find out what collaborative skills that elementary school students are lack of. The results of the research can be provided as a reference in teaching, which are as bellow.
1. This study successfully builds the online cooperative problem-solving assessment for elementary school students.
2. The results have shown that among the three core competencies in cooperation
performance for students, students performed better in “Establishing and maintaining shared understanding” and “Establishing and maintaining team
organization” , but has a relatively poor performance in “Taking appropriate action to solve the problem.” The result indicates that students should strengthen the abilities to set up a plan and act it out when they encounter problems.
3. The results have shown that in the course of the four problem-solving
performance, students performed best in “Represent and articulate”; the second is
“Explore and understand”; the third is “Plan and execute”, and the worst is the part of “Monitor and reflect”. Therefore, it suggests that the training of “Monitor and reflect” needs to be strengthened.
4. The results have shown that the CPS’s ability of elementary school students in the city is much more than“better” than that of the rural areas, but there are significant gap and differences. This research confirms that there is indeed the existence of the Urban-Rural differences.
Keywords：collaborative problem solving, human to agent machine approach, computer-based assessment
目錄
摘要 ... I Abstract ... III 目錄 ... V 表目錄 ... VII 圖目錄 ... IX 第一章 緒論 ... 1 第一節 研究背景與動機 ... 1 第二節 研究目的 ... 2 第三節 名詞解釋 ... 2 第二章 文獻探討 ... 5 第一節 合作問題解決之定義 ... 5 第二節 合作問題解決之相關研究 ... 8 第三節 PISA 之合作問題解決 ... 13 第三章 研究方法 ... 21 第一節 研究流程 ... 22 第二節 研究對象 ... 23 第三節 研究工具 ... 23 第四節 資料處理分析 ... 34 第四章 研究結果 ... 35 第一節 國小三、四年級在 1 對 2 人機互動合作解題能力之答對率分析 ... 35 第二節 國小三、四年級合作解題能力之信度與鑑別度分析 ... 38 第三節 國小三、四年級在 1 對 2 人機互動合作解題能力之差異分析 ... 40 第四節 國小三、四年級在 1 對 2 人機互動合作解題能力之相關分析 ... 48 第五章 結論與建議 ... 53 第一節 結論 ... 53 第二節 建議 ... 55 參考文獻 ... 57 中文部分 ... 57 英文部分 ... 59表目錄
表 2-1 各國學者對合作問題解決的定義 ... 6 表 2-2 PISA 評量主軸科目表 ... 14 表 2-3 PISA 2015 合作問題解決能力矩陣 ... 17 表 3-1 CPS 合作技能評分標準 ... 24 表 3-2「種菜計畫」題組結構 ... 27 表 3-3「種菜計畫」CPS 能力矩陣 ... 28 表 3-4「調製珍珠奶茶」題組結構 ... 31 表 3-5「調製珍珠奶茶」CPS 能力矩陣 ... 32 表 4-1 國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之「合作三大核心能力」的答對率分 析 ... 35 表 4-2 國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之「問題解決行為歷程能力」答對率 分析 ... 36 表 4-3 國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之 12 個合作技能答對率分析 ... 37 表 4-4 國小三、四年級合作解題能力之信度分析 ... 38 表 4-5 種菜計畫題組之各題鑑別度 ... 39 表 4-6 調製珍珠奶茶題組之各題鑑別度 ... 40 表 4-7 同一國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之合作三大核心能力的答對率分 析 ... 41 表 4-8 不同國小三年級(屯區)、四年級(海區)在 1 對 2 人機互動之合作三大核 心能力之答對率分析 ... 42 表 4-9 同一國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之認知理解行為歷程能力之答對 率分析 ... 43 表 4-10 不同國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之認知理解行為歷程能力的答對 率分析 ... 44 表 4-11 同一國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之 11 個合作解題技能的達成率分 析 ... 45 表 4-12 不同國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之合作解題技能的達成率分析47 表 4-13 國小三年級 305 人(左下半)與四年級 162 人(右上半)在 1 對 2 人機互動之 合作的相關係數 ... 49 表 4-14 國小三、四年級之 CPS 總達成率與合作三大能力和問題解決行為歷程四 階之相關係數的差異分析 ... 51 表 5-1 不同國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之合作解題技能的答對率分析55圖目錄
圖 2-1「Rosen 所設計 CPS 線上評量」介面一 ... 10 圖 2-2「Rosen 所設計 CPS 線上評量」介面二 ... 11 圖 2-3「ATC21S之CPS 線上評量 」介面 ... 12 圖 2-4 PISA 定義之合作問題解決所需要的三大核心能力與四個問題解決時所採 取的問題解決行為歷程 ... 16 圖 2-5 PISA 之合作問題解決題組形式 ... 19 圖 2-6 PISA 2015 合作問題解決草案(OECD, 2013)之試題範例 ... 19 圖 3-1 研究流程圖 ... 22 圖 3-2「線上合作問題解決評量網址」畫面... 26 圖 3-3 合作問題解決試題「種菜計畫」試題畫面 ... 30 圖 3-4 合作問題解決試題「調製珍珠奶茶」試題畫面 ... 33第一章 緒論
第一節 研究動機
在現今 3 C 產品充斥的社會，人與人之間的互動越來越疏離，似乎只要有 了手機、平板、電腦，與人互動並非那麼重要，這種現象讓新一代的學子越來越 不懂的人與人之間如何互動，所以與人合作的能力勢必薄弱，這是我們現在最需 要正視的問題。 現在的各行各業中，絕大多數的問題都需要團隊合作，才能達成目標。從很 多計畫失敗的案例中得知，一個團隊計畫的失敗，其原因往往不是方向錯誤或執 行不力，而是因為團隊合作出了問題，導致事倍功半。 如何評價學生的能力，是當今世界的教育熱門議題，歐盟的經濟合作暨發展 組織(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)所主辦的 PISA(國際學生能力評量計畫)，是以數學、閱讀、科學為核心的情境式評量，主 要在檢驗各國已受過基礎教育的 15 歲學生，是否具備參與未來社會所需的基礎 知識與技能，自 2000 年起每 3 年舉辦一次，其主要目的是提供各國反思及檢討 基礎教育質量的問題，改善教育政策。 PISA 評量內容主要包括數學、閱讀、科學三大核心領域，每次評量以其中 一個領域為主軸，臺灣自 2006 年第一次參加 PISA 評量，2015 年將參加第四次 評量，PISA 施測的結果與其他國家比較之後，能夠為國家的教育政策制定、課 程改革、學科教學以及學生的學習方法提供客觀的參考依據。近年來各國的教育 改革越來越重視 21 世紀所需要的能力之教學與評量。這些能力包含了思辨能力、 問題解決、自我管理、資訊科技技巧及溝通合作能力(Binkley at al. 2011；OECD,2011)。PISA 意識到「團隊合作解決問題」是 21 世紀所需要的核心能力，將 2015
年所要施測的素養定為「合作問題解決能力」(collaborative problem solving)，希 望讓大家重視團隊合作的重要，並試著測出學生的合作解題能力，當做各國教育
政策的參考。
Dr. Graesser 是擔任 PISA 2015 合作問題解決評量架構的主席，在PISA 2015 關於合作問題解決評量架構的草案中強調了合作的重要性。將合作問題解 決定義為「個人能否勝任和兩個或兩個以上電腦介面角色，以分享理解來達到解 決問題方案的過程，在此過程中，各參與成員需要共同匯聚知識、技能和努力， 從而解決問題」(OECD, 2013)。 當各國都努力注重在數學、科學與閱讀素養能力時，OECD 提出將在 2015 年的 PISA 施測「合作問題解決能力」時，引起各國注意並正視，原來合作問題 解決能力也是可以測量的，假使能夠測得合作問題解決能力是有辦法測得，其測 驗結果便能做為教育界的參考，讓教師學者們知道需要學生加強哪方面的合作解 題能力，更因為國內並無學者做此類研究，也引起了研究者強烈的研究動機－在 國小端學生合作問題解決能力究竟達到了多少。
第二節 研究目的
本研究之研究目的分述如下： 一、 依 PISA 所提供之合作問題解決架構，開發編製適合國小中年級程度之試 題。 二、 以國小中年級學童為對象，探究三年級學童與四年級學童在 1 對 2 人機互 動合作問題解決能力表現的差異情形。 三、 探討各合作技能間的相關情形。第三節 名詞解釋
一、合作問題解決(Collaborative Problem Solving)簡稱 CPS合作問題解決定義為「個人能否勝任和兩個或兩個以上電腦介面角色，以分享理解 來達到解決問題方案的過程，過程中，各參與成員需要共同匯聚知識、技能和努力，從
而解決問題」。 二、人機互動 在本研究是指施測者可以用電腦和線上評量系統裡的電腦代理人(Agent)以 選擇「對話選項」的方式做溝通。 三、PISA(國際學生能力評量計畫) PISA 是一項大型的國際學生能力評量計畫，每三年測一次，主要施測對象 為 15 歲學生，主要評量科目包含了數學、閱讀、科學，2015 年加測合作問題解 決能力，因參加的國家涵蓋甚廣具代表性，每次施測的結果都會做為各國教育政 策之參考。
第二章 文獻探討
本章共分三節，第一節探討合作問題解決；第二節探討合作問題解決之相關 研究；第三節探討 PISA 之合作問題解決。第一節 合作問題解決之定義
壹、合作問題解決的定義
多元智能之父— Gardner（2015）提出未來人才必備四大關鍵能力：解決重要 問題、問出好問題、創造有趣的作品，以及可以和同儕相互合作的能力。 ATC21S(The Assessment and Teaching of 21st-Century Skills)是澳洲墨爾本大 學經由 Cisco, Intel and Microsoft 等公司贊助所發展的合作問題解決評量計畫，他 們也提出 21 世紀所需具備的能力包含一、思考的訓練方法：包括有創意、能批 判思考、解決問題、做決定、學習如何學習與後設認知；二、工作的方式：與人 溝通和合作的能力；三、操作工具的方法：要懂得運用資訊科技來溝通整合訊息； 四、生活的技能：要有公民的素養、生涯發展規畫、個人與社會責任(ATCS，2014)。 現在各行各業皆要求員工要具有合作問題解決的能力，個人主義已不盛行， 一個人單打獨鬥永遠趕不上團隊合作的成效，這也是大家所熟知的「一加一大於 二」的道理(Goold & Campell ,1998 )。合作問題解決在職場上的重要性日益增加，因為社會和職場變得越來越依賴 於知識。合作解決問題將需要的人結合自己的資源和自己的戰略，以達到共同的 目標，因為不同的人擁有不同的資訊、專業知識和經驗，他們可以分享自己所擁 有的，以共同達成目標(Patrick & Esther,2014)。
現今國際已開始重視合作問題解決的能力，也分別對「合作問題解決」做出 定義，因此歸納如表 2-1：
表 2-1
各國學者對「合作問題解決」的定義 O’Neil, Chuang, &
Baker( 2010); Zhang (1998)
「合作問題解決」是指一群人一起合作來解決問題。
Griffin, Care, and McGaw(2012) 「合作問題解決」是指在團體中擁有發現別人觀點的能力， 積極主動的貢獻自己的知識與經驗來解決問題。 OECD( 2013) 「合作問題解決能力」指的是個人能與兩位或兩位以上的同 伴，在解決問題的過程中藉由溝通、分享自己所了解的知識 或擁有的技能，大家共同努力以達到解決問題之能力。 Patrick &Esther (2014) 合作問題解決被定義為在一個共同的活動，其中兩個或更多 的人共同努力，各自貢獻知識，技能，所擁有的材料，透過 一系列收集和分析訊息， 來解決問題達成任務。
教育部( 2015) 合作問題解決(Collaborative Problem Solving)簡稱 CPS，是 21 世紀國際所重視人才之必備能力，是指在解決問題的過 程，透過與團隊成員溝通、協商、分享等發揮合作的態度來 達到解決問題的目的。
貳、合作理論之探討
英國當代心理學大師 Argyle (1996) 提出：「合作」(cooperation)是社會行為中 的核心。合作是二個或二個以上的團隊一起工作，以達成目的(Yeatts&Hyten,1998)。Mathieu, Heffner, Goodwin, Salas & Cannon-Bowers (2000)也指出合 作代表團隊成員間互相支援以達成任務。
整合出共識，更重要的是要分享資訊並提出雙方都同意的可行方案。高珮熏(2011) 對合作定義為：在雙方希望達成共同的目標下，透過溝通協調一起進行某項任 務，發展出相互依賴的關係，而且合作的核心也包括彼此信任與互助。 在教育現場，老師們也會設計很多的團體活動或遊戲來引導學生從合作的過 程中學習團隊合作的能力(洪郁婷，2009)。合作的好處何在？最明顯的是很多事 情在別種情況是很難完成的：在工作上－龐大的工作；在朋友間－大多數的休閒 活動。有些個人能完成的事情，合作之後可以被做的更好，在工作上，分工合作 會有更專業的表現，而且團體所做的決定被認為是較佳的決定，在家庭中，兩個 人應付各種狀況比一個人更好(Argyle,1996)。所以合作的好處真是不勝枚舉。
參、問題解決理論之探討
問題解決是一個要讓個體減少困擾並達成既定目標的歷程，包含了思考活動 與實際行動(謝君偉，2010)。國內外有許多有關「問題解決」的研究，Gangne(1980) 認為問題解決是一種心智技能。問題解決是個體在面臨壓力或問題時，所產生的 一種對應方法(Kerns, Rosenberg & Otis,2002)。美國當代教育家 Dewey(1933)提出問題解決的五步驟：一、察覺問題。二、 定義問題。三、發展假設。四、選擇合理假設。五、驗證假設。
Polya(1957)在《How to solve it》一書中告訴我們，問題解決的四個主要階段 是：一、了解問題。二、擬定計畫。三、執行計畫。四、回顧過程。 Wallas(1926)提出問題解決時思考的步驟有四：準備(preparation)→蘊釀 (Incubaton)→豁朗(Illumination)→驗證(Verification)，可以說是最早用內省法 (Introspection，自我觀察)分析解決問題的步驟（Mayer,1992）。 美國著名人格心理學家 Costa (1984)認為在面對問題時，必須要能評估自己 下決定及解決問題的歷程，成功地解決問題，此種個體對問題進行計畫、檢驗、
監督、修正的能力就是後設認知能力。所以後設認知能力也包含在問題解決能力 之中。 國內也有許多研究者編製「問題解決能力」的評量工具，如李曉菁(2003)提 出問題解決能力五種向度：一、釐清問題。二、提出合適的解決策略。三、決定 解決策略。四、按照策略採取行動。五、評鑑行動的效能。 所以中西學者對於「問題解決」的研究大致可分成：一、釐清問題。二、擬 定計畫。三、執行計畫。四、反思過程，也是 PISA2015 合作問題解決架構之雛 形。
第二節 合作問題解決之相關研究
關於合作問題解決之相關研究，在國內陳明雅(2006)於《人類發展與家庭學 報》中提出網路合作式問題解決教學法之研究，探討利用網路合作式問題解決教 學法增進學生的創造力表現，其研究結果顯示： 一、網路合作式問題解決教學法可以促進學生主動學習，強化問題解決能力。 二、網路合作式問題解決教學法可促進知識的建構與經驗之轉換，增加創意思考。 三、網路合作式問題解決教學法幫助學習者反思檢討，建構新的知識。 四、團體內積極主動的人物是網路合作式問題解決教學法成功的關鍵。在國外Greene (2011)於《Phi Delta Kappan》提出合作問題解決可以改變特殊 學生學習落後與問題行為，文中提到藉由老師與學生實施合作問題解決(CPS)的 模式，老師適時在學生學習困難點介入與關注，共同並引導學生順利解決問題， CPS模式大大的提升老師、學生與家長的關係，學生也反映CPS改變了他們與父 母的溝通方式，家長也較了解如何幫助他們的孩子，而不是產生各種問題行為。 Schaubman & Plog (2011) 於《School Social Work Journal》提出學生的行為會
影響教師壓力程度與師生關係，在學校導入老師與學生的 CPS 模式，可以減輕教 師的壓力，使師生關係更融洽。
Engelmann & Hesse (2010)於《International Journal Of Computer-Supported
Collaborative Learning》發表三組學生在不同房間，利用電腦網路分享各組所擁
有的知識概念圖(心智圖)，合作完成一項虛擬的解救「雲杉林」任務，此篇文章 所要闡述的是我們可以用合作成員的知識概念圖，在電腦環境裡與另一組合作成 員藉由分享自己的專業知識，與對方線上溝通並完成任務。
Antonenko, Jahanzad & Greenwood (2014)於《Journal Of College Science
Teaching》提出可以利用「DEEPER」架構來培養學生的 CPS 能力，其中的 D 為 「定義」，E 為「探索」，第二個 E 為「說明」，P 為「表達」，第三個 E 為「評估」， R 為「反思」。經由「DEEPER」架構的訓練流程，實驗組學生的合作解決問題能 力比對照組高且有顯著差異。 關於「合作問題解決」線上評量之相關研究，國內無此類研究報告，但在國 外已有相關研究，其中 Rosen (2013)設計了 CPS 的線上評量，此評量找來美國、 新加坡和以色列的 14 歲學生共 179 位學生，其中 136 位學生參加了 H-A(Human to
Agent)模式，和 43 位參加 H-H(Human to Human)模式，學生被要求與一個合作夥
伴（電腦代理人或同學）合作，找到最佳的條件來照顧動物園裡的動物。學生能 夠選擇不同種類的食物、生活環境，以及額外的功能，且雙方可以在評量介面能 夠看到對方所做的選擇，在設定的條件下，每次試驗完便會顯示所照顧動物的壽 命可以活多久。學生需要與合作夥伴討論選擇何種生長環境，給何種食物與添加 什麼條件，可以使動物壽命更長。 最後提出人與電腦合作問題解決優於人與人的合作問題解決的研究報告，但 結果並沒有顯著差異，這項研究設計了一項線上 CPS 評量系統，是在研究 CPS 領域中第一個有系統的探討合作問題解決，比較人與電腦(Human to Agent)合作和 人與人(Human to Human)合作之結果，來分析其差異。
圖 2-1 是要學生選擇照顧動物所給予的條件
圖 2-1 「Rosen 所設計 CPS 線上評量」介面一 資料來源：出自 Rosen & Tager (2013:14)
圖 2-2 是顯示學生已選擇條件後，他們所照顧的動物會活多久，電腦會再建議學 生是否要更改照顧條件。
圖 2-2 「Rosen 所設計 CPS 線上評量」介面二 資料來源：出自 Rosen & Tager (2013:15)
另一有關合作問題解決評量的研究為 ATC21S(二十一世紀技能評估與教育 行動計畫)，創始國有澳大利亞，芬蘭，新加坡和美國，第二年哥斯達黎加與荷蘭 也加入此計畫。 ATC21S於 2009 年提出 在資訊爆量的時代，現今 的課程並沒有讓學生做好 充分準備可以進入社會，導致現今企業主常無法雇用到他們所需要的人才。為了 讓未來學生能在完成學業後能具備 21 世紀該有的能力，順利進入職場，他們直 接在評量上做改革，並以 思考的訓練方法、工作的方式、操作工具的方法與生活 的技能等 四大能力做核心，設計了一系列有關合作問題解決的評量，以期能轉變 現在國際的教育政策。 ATC21S施測對象 施測對象以小學、中學等青少年為主，參與的國家有 澳大 利亞，芬蘭，新加坡、美國、哥斯達黎加與荷蘭。
圖 2-3 為一項「裝橄欖油」的評量範例，此任務需要兩位學生在電腦上互相 溝通合作努力想辦法裝出一桶 4 公升的橄欖油。學生A所看到的電腦介面是左 邊，學生B所看到的電腦介面是右邊，上面的紅色管子可以輸送他們所裝的橄欖 油，雙方互相看不到對方的畫面，兩人所擁有的容器容量也不同，他們要必須在 電腦上溝通並合作想辦法裝出一桶 4 公升的橄欖油。 圖 2-3 「ATC21S之CPS 線上評量 」介面 資料來源：出自 Scoular&Awwal (2014:4) 另一相關研究為發表 ATC21S 墨爾本大學的評量研究中心 Patrick&Esther(2014)所提出有關「如何發展學生的合作問題解決能力」之研究報 告，其中提到教師在引導學生學習 CPS 時所面臨的挑戰，是要找出學生的亮點， 並在合適的時間給予適當的支持。教師評量的做法必須參考學生過去的表現，或 與其他同學比較之後，做出整體評估，教師努力以引導的方式，幫助學生學習 CPS 所需要的社交技巧與認知能力。
他們先歸納出 CPS 的本質有五種： 一、 合作者必須訂定每個人都可以監控問題的變因。 二、 有關問題的資訊都必須共享。 三、 合作者需要制定行動計畫，包括資源的管理。 四、 計畫必須執行，這需要合作者有步驟的共同行動與努力溝通。 五、 進度必須監控，若有不同意見，計畫也可重新評估，當面臨正面的或負面 的回饋時，合作者必須能做出決定要如何繼續。 並提出 設計一個CPS任務有下列幾個步驟： 一、定義問題或合作計畫。 二、確認計畫的流程與所需材料。 三、確認哪些資源是計畫不可缺少的，如以下： 1.知識。2.物料。3.策略。4.經驗。5.設備。 四、分配給每個參與者的任務不會重疊，所提供的資源是必須對解決問題有用的。 五、清楚地說明任務或解決問題的目標並在任務中觀察學生。 六、讓參與者明白他們必須找出問題，並想出應對策略，以解決問題或完成任務。 七、學生需要發展保存做決策和討論紀錄的方法。保存 CPS 工作的紀錄，是評量 過程的一項重點。 經由他們的深入研究，讓後續研究者能對「合作問題解決」有更進一步的了 解，也深感合作問題解決之重要，培養學生的合作問題解決之能力是非常需要且 迫切的。
第三節 PISA 之合作問題解決
壹、PISA 簡介
PISA 是一種國際性的評量工具，其中文名稱為「國際學生能力評量計畫」，英文全名為「Program for International Student Assessment」，由歐盟經濟合作發展 組織(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)所主辦，
OECD 為改善各國民生政策而努力，希望未來年輕人能具備職場所需能力(OECD, 2015)，自西元 2000 年舉辦第一次評量，之後每三年進行一次。主要針對各國完 成義務教育的 15 歲學生，了解他們在接受國民教育後，掌握了多少參與社會所 需要的終身學習能力，以協助各國能透過不同面向得知學生的問題與表現(許世 紅、張偉民，2014)。PISA 的評價方式除了認知測驗外，還包括了問卷調查，用 以蒐集經濟、文化、教育因素的各項指標 (譚建川，2014)。 PISA 評量的內容包括了數學、科學、閱讀三大領域。每次的評量以其中一 個領域為主軸進行施測，如表 2-1： 表 2-2 PISA 評量主軸科目表
年代 PISA2000 PISA2003 PISA2006 PISA2009 PISA2012 PISA2015
主軸 閱讀 數學 科學 閱讀 數學 科學 非主軸 數學 科學 閱讀 科學 閱讀 數學 數學 科學 閱讀 科學 閱讀 數學 參與 國家數 43 41 57 65 67 73 資料來源：出自吳正欣(2014：22) 由表 2-1 得知 PISA 第一次舉辦是在 2000 年，有 43 國參與；第二次是在 2003 年，有 41 國參與；第三次於 2006 年，共有 57 國參加，臺灣於 2006 年開始參與 PISA 評量計畫；第四次於 2009 年，共 65 國參與；第五次調查於 2012 年舉行， 共有 67 國參與。2015 年將是第六次，到目前得知將有 73 國參加 2015 年的 PISA
評量計畫。每次的評量會由數學、科學與閱讀領域中選出一個主題作為主軸，對 於另外二個領域則較無深入評量 (臺灣 2015 PISA 國家研究中心，2015)。
貳、PISA 之特色
PISA 是現今國際上著名的大型評量計畫之一，其施測結果之國際排名，不 但可以宣揚政府效能，也可以作為各國制定教育政策之參考(李美慧，2014)。PISA 評量有五個不同於其他評量之特色(OECD,2011a)： 一、提供教育政策之方向 PISA 評量結果可提供與比較各國學生之表現差異，各國可以依表現優異國 家的教育政策來檢討自己國家的課程方向。 二、富創新性的素養概念評量 PISA 評量採用「素養」概念，利用生活中會遇到的情境，進行分析、推論、 合作並解決問題，與國內僵化的評量方式截然不同。 三、強調終身學習之能力 PISA 評量不只測學生的學科能力，同時也關注學生的學習動機、策略與後 設認知。 四、具有週期性的評量 每三年舉行一次，讓持續參與的國家可以了解與掌握教育成果。 五、參與國家眾多，具代表性 至 2015 年簽署參加的國家已達 73 國，範圍涵蓋了亞洲、美洲、歐洲、中東 與非洲。PISA 評量之架構、命題與施測後的資料分析，都是由全部參與國家共 同合作完成。叁、PISA 之合作問題解決
一、PISA 2015 合作問題解決評量架構PISA 將合作問題解決定義為「個人能否勝任和兩個或兩個以上電腦介面角 色，以分享理解來達到解決問題方案的過程，過程中，各參與成員需要共同匯聚 知識、技能和努力，從而解決問題」(OECD,2013)。
臺灣第四次參加國際PISA調查計畫，已於2015年3月中陸續在全國各縣市各 樣本學校，展開為期7週的施測工作，在2015年的PISA評量中，將全面實施電腦 化測驗，也增加了學生「合作問題解決能力 (Collaborative Problem Solving Skills)」的線上測驗，由合作所需要的三種主要核心能力，分別是: (1)建立和維 持共享的理解，(2)採取適當的動作解決問題，以及(3)建立和維繫團隊組織，與 PISA 2012 所提出問題解決所經過的四個階段: (1)探索及理解，(2)表達及陳述， (3)計劃及執行，以及(4)監控及反思(圖2-1)，形成一個 4 × 3 的能力矩陣評量架 構(如表2-2)。矩陣中的 12 個合作問題解決技能，將經由電腦化測驗來評估其 各項能力的能力值。 圖2-4 PISA定義之合作問題解決所需要的三大核心能力與四個問題解 決時所採取的問題解決行為歷程
表2-3 PISA 2015 合作問題解決能力矩陣 資料來源：出自OECD (2013b,p.11) 三大核心能力 問題解決 歷程 (1)建立和維持共 享的理解 (2)採取適當的動 作解決問題 (3)建立和維繫團 隊組織 (A)探索及理 解 (A1)發現團隊成 員的觀點及能力 (A2)伴隨著目標 發現解決問題的 合作互動類型 (A3)理解解決問 題的角色 (B)表達及陳 述 (B1)建立共享的 陳述和協商問題 的意義(共同點) (B2)確認及描述 所要完成的任務 (B3) 敘述角色及 團隊組織( 溝通 協議/約定角色 (C)計畫及執 行 (C1)與團隊成員 溝通所要執行的 行動 (C2) 執行計畫 (C3) 遵守約定的 規則(例如促進其 他團隊成員完成 (D)監控及反 思 (D1)監控及修正 共享的理解 (D2)監控行動的 結果和檢核解決 問題的成果 (D3)檢核、提供回 饋及適應團隊組 織和角色 二、試題情境設計 試題情境設計以 15 歲學生可能會遇到的生活情境為原則。 1. 作業類型：可以分為拼圖式問題、建立共識與協商等三類。 (1) 拼圖式問題：每個團隊成員有不同的資料或知識，且團隊目標無法由單 一成員達成，因此團隊需要能匯集資料並徵召每個成員的專長，以達到 目標。一個不做任何事的團員可能危害到團隊目標的達成。 (2) 建立共識: 團隊在考量成員的看法、意見及爭論後需要作出決定。一個主 導者可能因為妨礙成員進行足夠的觀點分享，而做出並不是最理想的決 定。團隊決定的品質也可能被團隊思考，成員間未能考量到問題的複雜 性，便快速地做出決定所威脅。 (3) 協商: 團隊成員有不同的資料跟不同的個人目標。透過協商，挑選出來
的資料可以傳遞，達到雙贏的理想目標。 2. 領域：在不同學科領域中，學生皆需要具備合作問題解決能力，因此問題情境 可設定與數學、科學、閱讀、環境、社群、或是政治領域相關。 3. 角色組成： (1) 對稱角色或不對稱角色：若每一個團隊成員有一樣的角色，平等的共同參 與解決問題，則為對稱角色設計；每一個成員有不同的角色，例如一個成 員負責計分，另一個負責操作機械，則為不對稱角色設計。 (2) 合作導向或低合作導向的電腦代理人：可設定電腦代理人的行為是以合作 態度為導向，例如先開始想點子，擔任建立共識的角色，支持或讚揚其他 成員。或是低合作態度為導向的電腦代理人，例如會打斷其他成員，或給 予其他成員負面評論。 三、施測方式 採用電腦化施測，學生在線上與一位或二位電腦代理人(agent)組成一個合作 團隊，共同合作完成任務。 四、題型 每個單元為一個題組，單元裡有數個任務，每個任務有幾個試題，每一個單 元預期要測得 5 到 30 個試題(圖 2-2)。每一試題的分數可以測得一個或多個 CPS 技能的能力值，每一個技能可以單獨被計分，之後這些技能的分數將被記成合作 問題解決能力之總分。
圖 2-5 PISA 之合作問題解決題組形式 圖 2-6 為 PISA 2015 合作問題解決評量範例，左邊是「水族箱」題組介面， 右邊是「班級標誌」題組介面，其中「水族箱」的任務是受試學生的學校獲得了 一個大型水族箱，而學生的任務即是要和電腦代理人合作找到最合適魚類生存的 條件，讓魚兒舒適的在水族箱生活；「班級標誌」則是受試學生與兩位電腦代理 人合作要設計出一個與眾不同的班級標誌，兩組題目都藉由受試學生與電腦代理 人對話進行討論、溝通、執行計畫和監控反思，進而測得學生的合作問題解決能 力。 圖 2-6 PISA 2015 合作問題解決草案(OECD, 2013)之試題範例
PISA 2015 合作問題解決評量的重點是學生要能與夥伴合作，而且也要有解 決問題的思考能力，這些都是學生未來進入職場所必備的能力，更代表了國家未 來的競爭力，此次施測希望能了解台灣學生與世界其他 70 多個國家（地區）的 評量結果之差異，尋求教學改進策略，以利與國際接軌，對於未來國際化的挑戰 也更有信心。
第三章 研究方法
第一節 研究流程
本研究依 PISA 之 2015 所提供之合作問題解決評量架構(OECD, 2013)， 共有 12 個問題解決技能，依其技能編制適合國小中年級學童程度的二個題 組共 28 小題，經由電腦化測驗來評估其各項能力的能力值。在臺中市 2 所 國小三、四年學生進行電腦施測，針對施測結果進行分析，做出結論和建議 。本研究流程如下：確立研究目的 相關文獻閱讀 分析技能指標意涵 出題、審題、修題 建置試題於網站並測試 正式施測 資料分析 評估成效 撰寫研究報告 圖 3-1 研究流程圖
第二節 研究對象
本研究是採用電腦化測驗，其受試者樣本取自 103 學年度台中市屯區與海區 國小三、四年級學生，共 18 個班級 472 位學生，排除智能障礙、閱讀障礙的學 童，有效樣本共計 467 人。第三節 研究工具
本研究之研究工具採用由臺中教育大學所建置的「合作問題解決數位學習系 統」網站(廖晨惠，2014)，進行施測，題組由研究者根據 PISA 所提供 2015 合 作問題解決能力矩陣之合作技能，編制適合國小中年級程度學童的試題，並依 PISA 2015 合作問題解決架構草稿之評分標準分為 0 分、1 分、2 分。 表 3-1 為 CPS 之 12 個合作技能之評分標準：表 3-1 CPS 合作技能評分標準 0 分 1 分 2 分 建立和 維持共 享的理 解 1.學生與組員的溝通總 是與任務不太相關。 2.學生的回答提供稀少 或不相關的訊息。 3.學生誤解大家的共 識，做出不適宜的行動。 4. 學生提供了過多、重 複或不正確的訊息給其 他組員。 5. 學生提供有關任務的 資訊但在不適當的時間 或情況。 1.學生有給組員適當的 回應但不精確。 2.學生對於大家的共 識並不很清楚。 3.學生需要組員提示才 知道自己哪裡想法錯 誤。 1.學生能積極的與 組員分享資訊並 會詢問組員的觀 點。 2.學生會積極查詢 與任務有關的資 訊並與組員合作。 3.學生能釐清任務 重點。 4.學生遇到困難時 能採取行動解決 問題。 採取適 當的動 作來解 決問題 1.學生在任務過程是不 清楚的，消極的或做錯 的。 2.學生所做的行為並非 任務所需。 3.學生所提的建議，無助 於任務達成。 1.學生有按照任務所分 配的部分行動。 2.學生採取符合自己 角色的行動。 3.學生需要提示才知道 要做什麼。 4.當計畫修改時，學生 會參與計畫修改，但並 不會主動發起。 1.學生會採取行動 協助組員解決問 題。 2.當遇到困難時， 學生會主動找出 問題點並更改設 定來達成任務。 3.學生能主動採取 行動並注意組員 是否有做錯。
0 分 1 分 2 分 建立和 維繫團 隊組織 1.從學生的行動與溝通 中得知學生並不了解其 他組員所需負責的部分。 2.學生所做的行動並非 任務所需要的。 3.學生將自己的任務推 給其他人做。 4.當任務是需要分工合 作時，但學生卻想自己來 做就好。 1.學生的反應讓人感覺 他是團隊的一份子，並 試著解決問題。 2.學生有按照大家分配 的任務採取行動。 3.當學生被問及工作如 何分配時，表現出合理 的反應而並非不配合。 4.學生需要有組員提示 才知道自己做錯。 5 1.學生有分配好任 務並監控團隊其 他成員是否有執 行自己的工作。 2.學生對於團隊每 個成員的角色都 很清楚，也知道組 員需要什麼資源。 3.當任務進行有變 化或是有組員破 壞時，學生能主動 更改組員角色並 提供建議。 4.學生主動幫忙組 員完成他們的任 務。 資料來源：出自 OECD (2013b,p.29) 第一題組「種菜計畫」與第二題組「調製珍珠奶茶」皆是以合作關係中以領 導者的角色，與其他兩位 agents 共同完成任務。以下就施測情境設計分述如下： 一、情境：以國小中年級學童生活中可能會遇到的問題。 二、作業類型：皆屬於「建立共識」與「協商」類型。 三、角色：「種菜計畫」和「調製珍珠奶茶」皆屬於不對稱角色設計，成員是分 工合作一起完成任務。
四、領域：屬於綜合領域。 下圖 3-2 為「線上合作問題解決評量網址」畫面 圖 3-2 「線上合作問題解決評量網址」畫面 資料來源：科技部整合型計畫 (廖晨惠，2014) 表 3-2 為試題「種菜計畫」結構範例，情境是受試學生與 2 位電腦代理人軒 軒和凌凌一起合作種菜，一開始編製題目時會將各題的摘要先列出，並列出想要 測的合作技能，再進行出題。 表 3-3 為試題 CPS 能力矩陣，矩陣包含了 12 個合作技能，此矩陣中除了 C2(執 行計畫)沒有設計到，其他 11 個技能皆有 1~3 題。
表 3-2
「種菜計畫」題組結構
任務 Item 試題簡要描述 Target CPS skill
種 菜 準 備 一 1 TT 與同學討論要種什麼菜 (A1)發現團隊成員的觀點及能力 一 2 TT 與同學討論合適的種菜 地點 (B1)建立共享的陳述和協商問題的 意義 一 3 TT 與同學討論播種方式 (B2)確認及描述所要完成的任務 一 4 TT 與同學討論誰有種菜的 工具 (A2)伴隨著目標發現解決問題的合 作互動類型 種 菜 日 記 一 二 1 TT 與同學討論種菜流程所 需的分工事項 (A3)理解解決問題的角色 二 2 TT 與同學討論如何分工合 作-記錄，澆水，除草 (B3)敘述角色及團隊組織(溝通協議/ 約定角色) 二 3 TT 與同學們討論該用誰的 想法 (B1)建立共享的陳述和協商問題的 意義 二 4 TT 與同學們討論檢查目前 的種菜方式 (D2)檢核行動的結果和評價解決問 題的成果 種 菜 日 記 二 三 1 TT 與同學討論小白菜發育 不良的原因 (D2) 檢核行動的結果和評價解決問 題的成果 三 2 TT 與同學確認執行方式 (C3)遵守約定的規則 三 3 TT 與同學討論還有哪裡要 注意? (D1)檢核與修訂共同理解 三 4 TT 與同學討論葉子上有很 多小洞 (B2)確認及描述所要完成的任務 檢 討 反 思 四 1 對同學的合作提供意見 (D3)檢核、提供回饋及適應團隊組織 和角色 四 2 對同學的合作提供意見 (D3)檢核、提供回饋及適應團隊組織 和角色 四 3 TT 提供較具合作性的方法 以促進任務上更佳的合作 (D3)檢核、提供回饋及適應團隊組織 和角色
表3-3 「種菜計畫」CPS 能力矩陣 技能代號 題號 技能代號 題號 技能代號 題號
A1 1-1
A2 1-4
A3 2-1
B1 1-2 ,2-3
B2 1-3
B3 2-2
C1 3-4
C2
C3 3-2
D1 3-3
D2 2-4,3-1 D3 4-1,4-2,4-3
試題 1-1：施測學生與同學凌凌(電腦代理人)、軒軒(電腦代理人)討論要種什麼菜 (A1)發現團隊成員的觀點及能力 I1：凌凌：我們來種菜吧！ 學生： I1M1 你們想種什麼菜呢？ 2 分 I1M2 我觀察全班都愛吃空心菜，種空心菜吧！ 0 分 I1M3 我都沒種過菜，感覺很有趣耶！ 0 分 I1M1(回應) 軒軒：我覺得小白菜顏色很漂亮，種小白菜好嗎？ 凌凌：可以啊！老師有分配那些種菜的地點給我們呢？到 Item2 I1M2(回應) 軒軒：哪有全班，我就不愛吃空心菜。 I1M21 那你們想種什麼菜呢？ 1 分 I1M22 那我們一起種，收成後你不要吃就好了。0 分 I1M23 不然你們想種什麼就種什麼，我都可以。 0 分 I2M21(回應) 軒軒：我覺得小白菜顏色很漂亮，種小白菜好嗎？ 凌凌：可以啊！老師分配那些種菜的地點給我們呢？ I2M22(回應) 軒軒：喂~我也要吃我種的菜啦！但我喜歡種小白菜。 凌凌：我也是喜歡小白菜，那我們少數服從多數，種小白菜好了，老師有分配那些種菜的地點給我們呢？ I2M23(回應) 軒軒：我覺得小白菜顏色很漂亮，種小白菜好嗎？ 凌凌：可以啊！老師分配那些種菜的地點給我們呢？ I1M3(回應) 軒軒：我也覺得種菜好像很好玩！ I1M21 那你們想要種什麼菜？ 1 分 I1M22 種菜可以玩水還可以挖土，YA! 0 分 I1M23 不然你們想種什麼就種什麼，我都可以。 0 分 I2M21(回應) 軒軒：我覺得小白菜顏色很漂亮，種小白菜好嗎？ 凌凌：可以啊！老師分配那些種菜的地點給我們呢？ I2M22(回應) 軒軒：不要只想著玩，我覺得小白菜顏色很漂亮，種小 白菜好嗎？ 凌凌：可以啊！老師分配那些種菜的地點給我們呢？ I2M23(回應) 軒軒：我覺得小白菜顏色很漂亮，種小白菜好嗎？ 凌凌：可以啊！老師分配那些種菜的地點給我們呢？
「種菜計畫」電腦施測畫面如下： 圖3-3 合作問題解決試題「種菜計畫」試題畫面 表3-4為題組「調製珍珠奶茶」結構範例，一開始的情境是學校要辦園遊會， 受試學生（TT）要和2位電腦代理人小軒和小妮一起合作如何調製珍珠奶茶，相 同的，一開始編製題目時會將各題的摘要先列出，並列出想要測的合作技能，再 進行出題。 表3-5為題組「調製珍珠奶茶」 CPS 能力矩陣，除了(A3)理解解決問題的角 色與(C3)遵守約定的規則等合作技能沒有設計到，其他合作技能皆有1~3題。
表3-4
「調製珍珠奶茶」題組結構
任務 Item 試題簡要描述 Target CPS skill
確認製 作珍珠 奶茶的 材料 一 1 TT 詢問小妮與小軒對於製 作出珍珠奶茶的想法 (A1)發現團隊成員的 觀點及 能力 一 2 TT 與小妮、小軒討論誰的 想法是可用的。 (B1)建立共享的表述和整合 問題的意義(共同點) 一 3 TT 與小妮、小軒溝通所要 執行的行動 (B2)確認及描述所要完成的 任務 確定珍 珠奶茶 的調配 比例 二 1 TT 找出目前需要的資料， 並分配任務。 (B3)敘述角色及團隊組織(溝 通協議/約定角色) 二 2 TT 與小妮、小軒分享調查 結果。 (A2)伴隨著目標發現 解決問 題的合作互動類型 二 3 TT 與小妮、小軒決定粉圓 的量。 (C1)與團隊成員溝通所要執 行的行動 二 4 TT 與小妮、小軒決定的牛 奶紅茶比。 (D2)監控行動的結果 和檢核 解決問題的成果 二 5 TT 與小妮、小軒決定甜 度。 (D1)監控及修正共享的理解 二 6 TT 試著調配出一杯珍珠奶 茶。 (C2) 執行計畫 提供反 思與回 饋 三 1 TT 對小妮關於任務的理解 提供反思回饋。 (D3) 檢核、提供回饋及適應 團隊組織和角色 三 2 TT 對小軒關於任務的理解 提供反思回饋。 (D3) 檢核、提供回饋及適應 團隊組織和角色 三 3 TT 提供較具合作性的方法 以促進任務上更好的合作 (D3) 檢核、提供回饋及適應 團隊組織和角色
表 3-5 「調製珍珠奶茶」CPS 能力矩陣 技能代號 題號 技能代號 題號 技能代號 題號
A1 1-1
A2 2-2
A3
B1 1-2
B2 1-3 B3 2-1
C1 2-3
C2 2-6
C3
D1 2-5
D2 2-4 D3 3-1, 3-2, 3-3
「調製珍珠奶茶」試題範例： Item 2：TT 與小妮、小軒分享調查結果 (A2)伴隨著目標發現解決問題的合作互動類型 小妮:我和小軒已經公開了我們的調查結果。 學生：I2M1 我也調查完了，我決定要開始調配 1/4 杯牛奶 3/4 杯紅茶的全糖奶茶。 0 分 I2M2 所以我們可以先來調配粉圓的量，大約是五分之一吧！0 分 I2M3 換我秀出調查後大家最喜歡的牛奶和紅茶的比例。2 分 I2M1(回應) 小妮：等等，你還沒有給我們看你的調查結果，還不可以決定。 I2M11 聽我的準沒錯，不用看了! 0 分 I2M12 好吧!你們這樣說也有道理，我秀出來。 1 分 I2M13 好吧!我給你們看我調查糖的接受度。0 分 I2M11(回應)小妮:我們要看一下啦!快給我們參考。進入 Item 3 I2M12(回應)小妮:好，讓我們看看吧!進入 Item 3 I2M13(回應)小妮:不對吧!你講錯了，你是調查牛奶紅茶比，快秀出來。進入 Item 3 I2M2(回應) 小妮：等一下，你是調查粉圓的量嗎？ I2M21 不是嗎?粉圓佔全部五分之一是最好的，不用看了! 0 分 I2M22 對不起!我講錯了，我給你們看一下調查牛奶紅茶比例結果。 1 分 I2M23 好吧!我給你們看我調查糖的接受度。0 分 I2M21(回應) 小妮:不對吧！你是調查牛奶紅茶比例，我們看一下有沒有錯。 進入 Item 3 I2M22(回應) 小妮：快秀出來吧! 小軒：我好想知道。進入 Item 3 I2M23(回應) 小妮:不對吧!你講錯了，你是調查牛奶紅茶比。進入 Item 3 I2M3(回應) 小妮：快秀出來吧! 小軒：我好想知道。進入 Item 3 「調製珍珠奶茶」範例電腦施測畫面如下： 圖3-4 合作問題解決試題「調製珍珠奶茶」試題畫面
第四節 資料處理分析
本研究所得資料採用SPSS for Window 軟體進行分析，分述如下： 一、描述性統計分析：針對合作解決問題能力之施測結果、總分、答對率等做分 析。 二、信度與鑑別度分析：使用SPSS for Window分析合作解決問題能力施測結果 之 Cronbach’s α內部一致性係數。 三、獨立樣本 T 檢定：採獨立樣本 T 檢定，看國小三年級與四年級學童在1 對 2 人機互動的合作解決問題能力中的三大合作核心能力、認知理解行為歷程 能力與11個合作技能方面，是否有顯著差異。 四、Pearson 積差相關：針對國小中年級學生的合作三大核心能力、認知理 解行為歷程能力與12個合作技能做 Pearson 相關分析。第四章 研究結果
本章分為二小節，第一節為國小三、四年級合作解題能力之答對率分析，第 二節為本自編評量之信度與鑑別度分析，第三節為國小三、四年級合作能力之差 異分析。第四節為國小三、四年級合作能力之相關分析。
第一節 國小三、四年級合作解題能力之答對率分析
從表 4-1 得知國小中年級在「合作三大核心能力」中之「採取適當動作解決 問題」能力較弱，在表 4-2 中得知在「問題解決行為歷程能力」之「監控及反思」 能力較弱，應是國小課程中較無專門的訓練課程，雖然教育部希望要培養學生帶 著走的能力，但課程分散至各學科，其實有些能力會被忽略掉。 表 4-1 國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之「合作三大核心能力」的答對率分析 答對率平均數 標準差 建立和維持共享的理解 .74 .15 採取適當動作解決問題 .66 .18 建立和維繫團隊組織 .71 .15表 4-2 國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之「問題解決行為歷程能力」答對率分析 解決問題四歷程 答對率平均數 標準差 探索及理解 .74 .17 表達及陳述 .75 .17 計劃及執行 .69 .21 監控及反思 .66 .21 在表 4-3 中國小中年級之「12 個合作技能」方面，(A2)隨著目標發現解決問 題的互動類型、(C2)執行計畫與(C3)遵守約定的規則之達成率較低，因 C2 與 C3 只有設計 1 題，有一半可能是因題數少較容易有誤差，也有可能是(C2)執行計畫 與(C3)遵守約定的規則之能力需要加強。
表 4-3 國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之 12 個合作技能答對率分析 題數 答對率平均數 標準差 A1 發現團隊成員的觀 點及能力 2 .81 .24 B1 建立共享的陳述和 協商問題的意義 3 .69 .17 C1 與團隊成員溝通 所要執行的行動 2 .85 .23 D1 監控及修正共享的 理解 2 .64 .32 A2 隨著目標發現解決 問題的互動類型 2 .57 .29 B2 確認及描述所要完 成的任務 2 .80 .28 C2 執行計畫 1 .51 .41 D2 監控行動的結果和 檢核解題的成果 3 .67 .23 A3 理解解決問題的角 色 1 .94 .21 B3 敘述角色及團隊組 織(約定角色) 2 .77 .25 C3 遵守約定的 規則 1 .54 .46 D3 檢核、提供回饋及 適應團隊組織和色 4 .66 .19 小結：在國小三、四年級合作解題能力之達成率方面，「合作三大核心能力」中 之「採取適當動作解決問題」與「問題解決行為歷程能力」之「監控及反思」能 力較弱，「11 個合作技能」中之(A2)隨著目標發現解決問題的互動類型、(C2)執 行計畫與(C3)遵守約定的規則之答對率較低，這些都反映了國小課程中需要加強 的能力訓練，有的不能只是宣導，需要實際設計課程來訓練與教導。
第二節 國小三、四年級合作解題能力之信度
與鑑別度分析
壹、信度分析
表 4-4 是國小三、四年級合作解題能力之信度，其中「種菜計畫」題組的信 度 Cronbach's Alpha 值為 0.507，「調製珍珠奶茶」題組的信度 Cronbach's Alpha 值 為 0.634，皆為可接受的範圍(郭生玉，2004)。 表 4-4 國小三、四年級合作解題能力之信度分析 題組 題數 樣本數 Cronbach's Alpha 種菜計畫 12 467 .507 調製珍珠奶茶 9 467 .634
貳、試題鑑別度分析
由表 4-5 得知種菜計畫題組之各題鑑別度，其中一-4、二-2、二-3、三-2、 三-3 等題的鑑別度皆達到 0.4 以上，表示試題非常優良；一-1、一-3、二-4、三-1 等題的鑑別度在 0.218~0.393 之間，表示該試題優良；一-2、二-1、三-4 等題之鑑 別度較低，所以還有改進的空間(Ebel，1979)。表 4-5
種菜計畫題組之各題鑑別度
由表 4-6 得知「調製珍珠奶茶」題組之各題鑑別度，其中一-1、一-2、二-6、 三-1 等題的鑑別度在 0.258~0.373 之間，表示該試題優良；其他題目的鑑別度皆
任務 Item Target CPS skill 鑑別度 試題評鑑
種 菜 準 備 一 1 (A1)發現團隊成員的觀點 及能力
0.218
優良 一 2 (B1)建立共享的陳述和協 商問題的意義0.143
較低 一 3 (B2)確認及描述所要完成 的任務0.393
優良 一 4 (A2)伴隨著目標發現解決 問題的合作互動類型0.425
非常優良 種 菜 日 記 一 二 1 (A3)理解解決問題的角色0.159
尚可 二 2 (B3)敘述角色及團隊組織 (溝通協議/約定角色)0.405
非常優良 二 3 (B1)建立共享的陳述和協 商問題的意義0.417
非常優良 二 4 (D2)檢核行動的結果和評 價解決問題的成果0.298
優良 種 菜 日 記 二 三 1 (D2) 檢核行動的結果和評 價解決問題的成果0.357
優良 三 2 (C3)遵守約定的規則0.492
非常優良 三 3 (D1)檢核與修訂共同理解0.476
非常優良 三 4 (B2)確認及描述所要完成 的任務0.167
尚可 檢 討 反 思 四 1 (D3)檢核、提供回饋及適應 團隊組織和角色0.397
優良 四 2 (D3)檢核、提供回饋及適應 團隊組織和角色0.286
優良達到 0.4 以上，表示試題非常優良。 表 4-6
調製珍珠奶茶題組之各題鑑別度
任務 Item Target CPS skill 鑑別度 試題評鑑
確認製 作珍珠 奶茶的 材料 一 1 (A1)發現團隊成員的觀點 及能力
0.258
優良 一 2 (B1)建立共享的表述和整 合問題的意義(共同點)0.317
非常優良 一 3 (B2)確認及描述所要完成 的任務0.456
非常優良 確定珍 珠奶茶 的調配 比例 二 1 (B3)敘述角色及團隊組織 (溝通協議/約定角色)0.464
非常優良 二 2 (A2)伴隨著目標發現解決 問題的合作互動類型0.456
非常優良 二 3 (C1)與團隊成員溝通所要 執行的行動0.496
非常優良 二 4 (D2)監控行動的結果和檢 核解決問題的成果0.647
非常優良 二 5 (D1)監控及修正共享的理 解0.627
非常優良 二 6 (C2) 執行計畫0.373
優良 提供反 思與回 饋 三 1 (D3)檢核、提供回饋及適 應團隊組織和角色0.389
優良 三 2 (D3)檢核、提供回饋及適 應團隊組織和角色0.187
尚可第三節 國小三、四年級合作能力之差異分析
本小節第一部分針對同一國小三、四年級和不同地區國小三(屯區)、四年級
(海區)之 1 對 2 人機互動之合作三大核心能力，做答對率差異分析。第二部分做 同一國小三、四年級和不同地區國小三(屯區)、四年級(海區)之 1 對 2 人機互動之 認知理解行為歷程能力的答對率差異分析。第三部分則是同一國小三、四年級和 不同地區國小三(屯區)、四年級(海區)之 11 個合作解題技能，做答對率差異分析。
壹、國小三、四年級之合作三大核心能力差異分析
由表 4-7 得知同一國小三、四年級的合作三大核心能力－建立和維持共享的 理解、採取適當動作解決問題、建立和維繫團隊組織的答對率，建立和維持共享 的理解方面四年級優於三年級，。在採取適當動作解決問題、建立和維繫團隊組 織方面則三、四年級相當接近，無顯著差異。顯示在同一個國小中年級學生之合 作三大核心能力並沒有很大差異。 表 4-7 同一國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之合作三大核心能力的答對率分析 合作三大核 心能力 年級 平均數 T 值 顯著性 結論 建立和維持 共享的理解 三年級 .6986 -2.388 .018 四＞三 四年級 .7390 採取適當動 作解決問題 三年級 .6197 -1.793 .074 無顯著差異 四年級 .6552 建立和維繫 團隊組織 三年級 .6750 -1.069 .286 無顯著差異 四年級 .6930 由表 4-8 得知不同國小三、四年級的合作三大核心能力－建立和維持共享的 理解、採取適當動作解決問題、建立和維繫團隊組織的答對率有顯著差異，而且 是三年級(屯區)優於四年級(海區)。推測是不同地區城鄉差距頗大所造成。表 4-8 不同國小三年級(屯區)、四年級(海區)在 1 對 2 人機互動之合作三大核心能力 之答對率分析 合作三大核 心能力 年級 平均數 T 值 顯著性 結論 建立和維持 共享的理解 三年級 .8003 3.928 .000 三＞四 四年級 .7390 採取適當動 作解決問題 三年級 .7063 2.571 .011 三＞四 四年級 .6552 建立和維繫 團隊組織 三年級 .7671 4.376 .000 三＞四 四年級 .6930
貳、國小三、四年級之問題解決行為歷程能力差異分析
由表 4-9 得知同一國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之認知理解行為歷程能 力之答對率，在探索及理解方面四年級優於三年級，在表達及陳述、計劃及執行、 監控及反思方面三、四年級相當接近，無顯著差異。顯示在同一個國小中年級學 生之認知理解行為歷程能力並沒有很大差異。表 4-9 同一國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之問題解決行為歷程能力之 答對率分析 認知理解 行為歷程 年級 平均數 T 值 顯著性 結論 探索及理解 三年級 .7031 -2.254 .025 四＞三 四年級 .7469 表達及陳述 三年級 .7033 -1.433 .153 無顯著差異 四年級 .7312 計劃及執行 三年級 .6563 -.820 .413 無顯著差異 四年級 .6760 監控及反思 三年級 .6187 -1.873 .062 無顯著差異 四年級 .6525 由表 4-10 得知不同國小在問題解決行為歷程四階段－探索及理解、表達及陳 述、計劃及執行、監控及反思等能力的答對率，在「探索及理解」部分，三年級 (屯區)和四年級(海區)無顯著差異，在「表達及陳述」、「計劃及執行」、「監控及 反思」等部分則有顯著差異，而且是三年級(屯區)優於四年級(海區)。推論也是 不同地區城鄉差距頗大所造成。
表 4-10 不同國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之問題解決行為歷程能力的答對率分析 認知理解 行為歷程 年級 平均數 T 值 顯著性 結論 探索及理解 三年級 .7747 1.457 .146 無顯著差異 四年級 .7469 表達及陳述 三年級 .8079 4.215 .000 三＞四 四年級 .7312 計劃及執行 三年級 .7478 3.036 .003 三＞四 四年級 .6760 監控及反思 三年級 .7186 3.626 .000 三＞四 四年級 .6525
參、國小三、四年級之 12 個合作技能的差異分析
由表 4-11 得知，在同一國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之 12 個合作解題 技能之(B1)建立共享的陳述和協商問題的意義(共同點)與(A2)伴隨著目標發現解 決問題的合作互動類型等合作技能，三年級與四年級是有顯著差異，四年級大於 三年級。在其他技能方面，三年級與四年級無顯著差異。表 4-11 同一國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之 12 個合作解題技能的答對率分析 合作技能 年級 平均數 T 值 顯著性 結論 A1 發現團隊成員的 觀點及能力 三年級 .7673 -1.528 .128 無顯著差異 四年級 .8117 B1 建立共享的陳述 和協商問題的意義 三年級 .6575 -2.332 .020 四＞三 四年級 .7028 C1 與團隊成員溝通 所要執行的行動 三年級 .8019 -1.452 .148 無顯著差異 四年級 .8426 D1 監控及修正共享 的理解 三年級 .5881 -.852 .395 無顯著差異 四年級 .6188 A2 隨著目標發現解 決問題的互動類型 三年級 .5236 -2.315 .021 四＞三 四年級 .5972 B2 確認及描述所要 完成的任務 三年級 .7594 .051 .959 無顯著差異 四年級 .7577 C2 執行計畫 三年級 .4780 -1.011 .313 無顯著差異 四年級 .5247 D2 監控行動的結果 和檢核解決問題的成 果 三年級 .6357 -1.126 .261 無顯著差異 四年級 .6644 A3 理解解決問題的 角色 三年級 .9340 .668 .505 無顯著差異 四年級 .9167 B3 敘述角色及團隊 組織(約定角色) 三年級 .7154 -1.040 .299 無顯著差異 四年級 .7454 C3 遵守約定的規則 三年級 .5346 .986 .325 無顯著差異 四年級 .4846 (D3)檢核、提供回饋 及適應團隊組織和角 色 三年級 .6226 -1.776 .077 無顯著差異 四年級 .6605
由表 4-12 得知，在(A1)發現團隊成員的觀點及能力、(C1)與團隊成員溝通所 要執行的行動、(D1)監控及修正共享的理解、(B2)確認及描述所要完成的任務、 (A3)理解解決問題的角色、(B3) 敘述角色及團隊組織( 溝通協議/約定角色)、(C3) 遵守約定的規則(例如促進其他團隊成員完成他們的任務)等技能方面，三年級與 四年級是有顯著差異，而且三年級大於四年級。在(B1)建立共享的陳述和協商問 題的意義(共同點)、(A2)伴隨著目標發現解決問題的合作互動類型、(C2) 執行計 畫、(D2)監控行動的結果和檢核解決問題的成果、(D3)檢核、提供回饋及適應團隊 組織和角色技能方面，三年級與四年級無顯著差異。
表 4-12 不同國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之合作解題技能的答對率分析 合作技能 年級 平均數 T 值 顯著性 結論 A1 發現團隊成員的 觀點及能力 三年級 .8630 2.045 .042 三＞四 四年級 .8117 B1 建立共享的陳述 和協商問題的意義 三年級 .7223 1.052 .293 無顯著差異 四年級 .7028 C1 與團隊成員溝通 所要執行的行動 三年級 .9229 3.277 .001 三＞四 四年級 .8426 D1 監控及修正 共享的理解 三年級 .7346 3.406 .001 三＞四 四年級 .6188 A2 隨著目標發現解 決問題的互動類型 三年級 .5873 -.295 .768 無顯著差異 四年級 .5972 B2 確認及描述所要 完成的任務 三年級 .8870 4.439 .000 三＞四 四年級 .7577 C2 執行計畫 三年級 .5377 .280 .780 無顯著差異 四年級 .5247 D2 監控行動的結果 和檢核解決問題的成 果 三年級 .7172 1.935 .054 無顯著差異 四年級 .6644 A3 理解解決問題的 角色 三年級 .9726 2.499 .013 三＞四 四年級 .9167 B3 敘述角色及團隊 組織(約定角色) 三年級 .8527 3.862 .000 三＞四 四年級 .7454 C3 遵守約定的規則 三年級 .5993 2.252 .025 三＞四 四年級 .4846 (D3)檢核、提供回饋 及適應團隊組織和角 色 三年級 .7123 2.424 .016 三＞四 四年級 .6605
肆、結語
由前三小節所做國小三、四年級在 1 對 2 人機互動之合作三大核心能力、問 題解決行為歷程四大能力與 11 個合作技能之答對率 T 檢定得知，同一國小中年 級大部分都無差異，顯示 CPS 能力是差不多；而不同國小中年級-三年級(屯區)、 四年級(海區)所呈現的結果卻有很大差距，而且是三年級(屯區)大於四年級(海 區)，推測是城鄉差距造成。第四節 國小三、四年級合作能力之相關分析
本節要探討國小三、四年級學童在合作三大核心能力、認知理解行為歷程能 力與 11 個合作技能各自能力間的相關度及相關係數是否有顯著差異。壹、國小三、四年級之合作三大核心能力相關分析
由表 4-13 可得知國小三、四年級在 CPS 總達成率與合作三大核心能力和問 題解決行為歷程四階段之相關情形。國小三年級部分除了「建立和維繫團隊組織 &探索及理解」、「探索及理解&表達及陳述」、「探索及理解&計劃及執行」、「探索 及理解&監控及反思」、「監控及反思&計劃及執行」的相關係數 r 介於 0.133~0.393 呈現低相關外，其他部分相關係數 r 皆 0.4 以上，呈現中高相關(張芳全，2007)。 國小四年級部分除了「建立和維繫團隊組織&探索及理解」「探索及理解&表達及 陳述」、「探索及理解&計畫及執行」、「探索及理解&監控及反思」的相關係數 r 介於 0.317~0.397 呈現低相關外，其他部分相關係數 r 皆 0.4 以上，呈現中高相關。 所以國小三、四年級在「探索及理解&表達及陳述」、「探索及理解&計畫及 執行」、「探索及理解&監控及反思」等三組能力皆呈現低相關之情形。表 4-13 國小三年級 305 人(左下半)與四年級 162 人(右上半)在 1 對 2 人機互動之合作的 相關係數 1 2 3 4 5 6 7 8 1 合作問題解 決能力 － .820 ** .848** .819** .637** .808** .695** .828** 2 建立和維持 共享的理解 .800 ** － .512** .516** .610** .627** .649** .612** 3 採取適當動 作解決問題 .816 ** .454** － .570** .560** .683** .533** .726** 4 建立和維繫 團隊組織 .801 ** .484** .489** － .397** .707** .545** .728** 5 探索及理解 .569** .533** .526** .300** － .385** .317** .356** 6 表達及陳述 .802** .676** .640** .623** .391** － .456** .510** 7 計劃及執行 .640** .520** .474** .562** .133* .409** － .444** 8 監控及反思 .824** .585** .677** .735** .270** .489** .393** － **p＜.005 *p＜.05
貳、國小三、四年級之 CPS 相關係數之差異分析
由表 4-14 可得之國小三、四年級之 CPS 相關係數之差異，其中「CPS 總達成 率」與「合作三大能力」與「問題解決行為歷程能力」之間的相關係數皆有顯著 差異，在建立和維持共享的理解&計劃及執行、建立和維繫團隊組織&探索及理 解、探索及理解&計劃及執行方面，亦有顯著差異，其他能力之相關係數則無明 顯差異，整體來說國小三、四年級之 CPS 能力間之相關係數的差異並不大。 其中「合作問題解決能力&探索及理解」之相關係數，此組三年級與四年級 有顯著差異，四年級明顯提高。原本其他各組(代號 2~8，5 除外)與代號 1(合作問題解決能力)之相關皆很高，而代號 5(探索及理解)與代號 1(合作問題解決能力) 之相關係數為 0.569 並不高，但到四年級時相關係數變為 0.637，推論是因四年級 比三年級多接受一年知識，心智也成熟許多，所以在「探索與理解」部分的答對 率提高許多，因此與「合作問題解決能力」的相關提高，其他兩組在相關係數方 面有顯著差異的是「建立和維持共享的理解&計畫及執行」與「探索及理解& 計畫及執行」，同樣是四年級的相關係數大於三年級，推論也是相同原因。
