探析數字化測驗環(huán)境中學(xué)生問(wèn)題解決能力影響因素論文
一、引言
隨著(zhù)社會(huì )的變革，具備良好的問(wèn)題解決能力是個(gè)體有效參與學(xué)習、工作以及主導自身生活的基礎，在未來(lái)學(xué)習中，問(wèn)題解決能力是學(xué)習結果所包含的核心元素，是學(xué)生學(xué)習與創(chuàng )新所需的核心素養之一。問(wèn)題解決能力(Problem Solving Competency)是指當面對不具有顯而易見(jiàn)解決方案的問(wèn)題情境時(shí)，個(gè)人經(jīng)過(guò)認知加工以理解和解決問(wèn)題的能力，它還包含個(gè)人面對和處理問(wèn)題的意愿(Willingness)，具有這種意愿意味著(zhù)具備成為一個(gè)建設性的、具有反思精神公民的潛力。近年來(lái)，基礎教育領(lǐng)域越來(lái)越多地利用信息技術(shù)構建復雜任務(wù)情境培養學(xué)生的問(wèn)題解決能力，在教育測評領(lǐng)域，大型國際測驗組織基于計算機測評學(xué)生的問(wèn)題解決能力。國際學(xué)生評價(jià)項目(Program me for International Student Assessment，以下簡(jiǎn)稱(chēng)PISA)于2012年基于計算機的形式測驗了15歲學(xué)生的問(wèn)題解決能力，2013年，國際成人能力評估項目(Program me for the International Assessment of Adult Competencies，PIAAC)測量了成人在豐富技術(shù)環(huán)境下的問(wèn)題解決能力。在這種基于計算機的問(wèn)題解決能力測驗中，利用信息技術(shù)構建的復雜任務(wù)情境可以更加有效、可靠的測量問(wèn)題解決能力，其任務(wù)情境的設計、學(xué)生問(wèn)題解決的交互過(guò)程與信息技術(shù)環(huán)境下的問(wèn)題解決教學(xué)非常相似，ICT(Imformation and Communication Technology)工具的使用是完成任務(wù)不可或缺的技能，但其對問(wèn)題解決表現是否有影響是需要特別重視的問(wèn)題。此外，問(wèn)題解決是一項復雜的認知活動(dòng)，個(gè)體認知表現與動(dòng)機、情感、認知風(fēng)格等心理品質(zhì)緊密相關(guān)，問(wèn)題解決能力的表現需要考慮個(gè)體的動(dòng)機水平(如堅持性)、認知風(fēng)格(如開(kāi)放性)等個(gè)體心理品質(zhì)的影響。本文綜合考慮這兩方因素，將它們置于統一模型中進(jìn)行分析，以全新的視角考察它們對問(wèn)題解決能力測驗表現的影響。
二、問(wèn)題的提出
(一)PISA 2012問(wèn)題解決能力測驗
PISA 2012利用計算機構建的復雜任務(wù)情境測驗了學(xué)生的問(wèn)題解決能力，將問(wèn)題解決的認知過(guò)程分為探究與理解、表征與形成、計劃與執行、監控與反思，構建了動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩類(lèi)問(wèn)題情境，考察學(xué)生在真實(shí)情境下的問(wèn)題解決能力。PISA 2012共設計了16個(gè)測試單元(每個(gè)單元一個(gè)情境)，并被分成4組，每組測試時(shí)間為20分鐘，根據是否參加其他基于計算機的測驗項目，每位學(xué)生完成1~2組問(wèn)題情境的測驗。此外，PISA 2012在背景問(wèn)卷中調查了學(xué)生ICT使用情況、可利用的ICT資源以及問(wèn)題解決的堅持性和開(kāi)放性等，這些調查問(wèn)卷為開(kāi)展各種研究提供了詳實(shí)、豐富的數據。本文不具體討論基于計算機的問(wèn)題解決能力測評設計問(wèn)題，具體的設計框架可以查看“PISA 2012測評與分析框架”中的問(wèn)題解決部分。
(二)ICT的簡(jiǎn)單使用與基于計算機的問(wèn)題解決能力
在PISA 2012關(guān)于學(xué)生的背景因素調查問(wèn)卷中，ICT的使用是指日常學(xué)習與生活中應用信息技術(shù)工具完成相關(guān)任務(wù)，主要強調對ICT工具的一般應用，如發(fā)送郵件、瀏覽網(wǎng)頁(yè)、在線(xiàn)聊天等，而不牽涉使用ICT工具進(jìn)行復雜認知加工，根據有關(guān)學(xué)者對信息技術(shù)與課程整合的層次劃分，可以將其歸結為ICT工具的簡(jiǎn)單應用(本文所有關(guān)于ICT的使用都特指ICT工具的簡(jiǎn)單應用)�；谟嬎銠C的學(xué)生問(wèn)題解決需要較多的交互，不能排除學(xué)生ICT使用的熟練程度對問(wèn)題解決表現的影響。依據直覺(jué)經(jīng)驗，學(xué)生使用ICT工具越頻繁，則對ICT工具越熟練，其基于計算機的問(wèn)題解決能力表現可能會(huì )更好。目前關(guān)于ICT的使用對問(wèn)題解決能力影響的研究較少，Greiff，Kretzschmar等人的研究表明ICT素養與基于計算機的問(wèn)題解決能力呈現弱或中等程度相關(guān)，認為問(wèn)題解決具有獨特的復雜認知過(guò)程。Liem，Martin，Sudmalis等人基于PISA 2003年問(wèn)題解決能力測驗數據的研究認為ICT的使用頻率對問(wèn)題解決能力有負向預測作用。此外，在關(guān)于“紙筆測驗”和“基于計算機的測驗”比較分析中，Clariana 和Wallace在回顧已有研究的基礎上，依據自己的研究結果認為學(xué)生對計算機的熟練程度與測驗表現差異沒(méi)有相關(guān)，同時(shí)強調隨著(zhù)基于計算機的測驗增多，需要警惕可能的測驗模式效應。
(三)問(wèn)題解決堅持性、開(kāi)放性與問(wèn)題解決能力
Mayer認為問(wèn)題解決的過(guò)程不僅受問(wèn)題解決者的知識、策略等認知因素的影響，同時(shí)受個(gè)人的動(dòng)機和情感因素的影響，特別是在較復雜的問(wèn)題解決過(guò)程中，需要學(xué)生較強意志力、自我調控能力等。PISA 2012首次考慮了動(dòng)機與情感因素對問(wèn)題解決能力的影響，主要關(guān)注問(wèn)題解決的堅持性(Perseverance)和開(kāi)放性(Openness)，并將堅持性和開(kāi)放性歸結為解決問(wèn)題的意愿，認為堅持性和開(kāi)放性與問(wèn)題解決測驗表現強相關(guān)。彭聃齡認為堅持性是指個(gè)體能夠很長(cháng)一段時(shí)間相信其決定是合理的，不逃避困難，不屈服壓力，通過(guò)不懈地努力來(lái)實(shí)現其決策，描述的是個(gè)人相對較穩定的意志品質(zhì)。也有研究將堅持性作為動(dòng)機品質(zhì)來(lái)考量，張林和張向葵認為學(xué)習堅持性是指學(xué)生遇到學(xué)習困難與障礙或外界無(wú)關(guān)刺激影響時(shí)堅持努力的程度，許多研究表明學(xué)習堅持性對學(xué)業(yè)成就之間有顯著(zhù)影響。
開(kāi)放性主要描述的是認知風(fēng)格，有開(kāi)放性人格特質(zhì)的人，其思維常常不同于常規思維，表現出新異、靈動(dòng)、變革的成分，偏愛(ài)抽象思維，興趣愛(ài)好廣泛，與封閉型的人相比，其信息加工廣度、深度、強度表現更好，開(kāi)放性顯著(zhù)與學(xué)業(yè)成績(jì)相關(guān)，也有研究認為開(kāi)放性與發(fā)散思維顯著(zhù)正相關(guān)�？偟膩�(lái)看，現有研究較多考察了堅持性和開(kāi)放性對學(xué)業(yè)成績(jì)等因素的影響，而關(guān)于堅持性、開(kāi)放性對問(wèn)題解決能力影響的研究較少。
綜觀(guān)以上的分析，在基于計算機的問(wèn)題解決過(guò)程中，學(xué)生ICT的使用情況、問(wèn)題解決堅持性和開(kāi)放性是需要著(zhù)重考慮的因素，但根據現有的研究，還有較多的問(wèn)題需要進(jìn)一步分析：首先，堅持性和開(kāi)放性屬于相對穩定的心理品質(zhì)，ICT的使用是能在較短時(shí)間內習得的操作技能，這兩類(lèi)因素雖然對問(wèn)題解決的表現都有影響，但它們對問(wèn)題解決的影響方式、影響程度是否不同?如何不同?需要將它們置于統一模型中進(jìn)行考察。其次，已有研究關(guān)于學(xué)生ICT的使用情況對問(wèn)題解決能力的影響沒(méi)有一致的結論，特別是較少有關(guān)于堅持性和開(kāi)放性對問(wèn)題解決能力影響的研究。再次，現有研究都是從學(xué)生層面反應了ICT使用、堅持性和開(kāi)放性的部分因素對問(wèn)題解決成績(jì)的影響，而沒(méi)有從學(xué)校層面進(jìn)行分析，也就是需要考察不同學(xué)校之間學(xué)生平均ICT使用情況、平均堅持性、平均開(kāi)放性對學(xué)生問(wèn)題解決能力的影響。最后，已有的研究缺乏不同國家之間的比較分析。因此，本研究采用PISA 2012年新加坡、中國上海、澳大利亞、德國四個(gè)國家(地區)關(guān)于中學(xué)生問(wèn)題解決的測驗數據，使用兩水平線(xiàn)性模型分步考察學(xué)生ICT的使用、問(wèn)題解決堅持性、問(wèn)題解決開(kāi)放性以及相關(guān)背景因素對基于計算機的問(wèn)題解決能力的影響，以期能解決現有研究所存在的問(wèn)題。
三、討論與結論
(一)相關(guān)背景變量對問(wèn)題解決能力的影響
研究顯示男女生在問(wèn)題解決的表現上差異顯著(zhù)，與PISA報告的結果一致，大部分國家男生問(wèn)題解決能力比女生高;學(xué)生ESCS與問(wèn)題解決的表現關(guān)系同樣密切，學(xué)生家庭社會(huì )經(jīng)濟地位越高的學(xué)生，其問(wèn)題解決能力也越高，這在四個(gè)國家(地區)表現高度一致性。學(xué)生在家中和學(xué)�？捎玫男畔⒒O施設備對問(wèn)題解決成績(jì)有顯著(zhù)負向預測作用，即家庭、學(xué)校中學(xué)生可用的信息化設備設施越多，其問(wèn)題解決的成績(jì)反而會(huì )越低，這可能與該階段的學(xué)生自控能力較差，傾向于使用信息化設備設施從事非學(xué)習活動(dòng)有關(guān)。學(xué)校層面，大部分國家的計算機學(xué)生比與ICT資源缺乏程度兩個(gè)變量對問(wèn)題解決沒(méi)有顯著(zhù)影響，說(shuō)明學(xué)校信息化資源的豐富與否對學(xué)生問(wèn)題解決成績(jì)沒(méi)有直接影響。
(二)問(wèn)題解決堅持性和問(wèn)題解決開(kāi)放性對問(wèn)題解決能力的影響
從學(xué)生層面和學(xué)校層面總體來(lái)看，學(xué)生問(wèn)題解決堅持性與問(wèn)題解決開(kāi)放性對問(wèn)題解決能力有積極影響。越具有堅持性和開(kāi)放性認知傾向的學(xué)生，其問(wèn)題解決的表現越好，這與大部分關(guān)于堅持性和開(kāi)放性對學(xué)業(yè)成績(jì)影響的研究結果是一致的。具有堅持性品質(zhì)的學(xué)生，在問(wèn)題解決過(guò)程中更具有持續穩定克服困難的意志，能更好地自我調控、自我管理和應用策略與資源解決問(wèn)題，所以更可能完成問(wèn)題的解決。具有開(kāi)放性認知傾向的學(xué)生，更傾向于發(fā)散思維，能深入加工信息、處理復雜事物，因而更可能解決復雜問(wèn)題，其問(wèn)題解決能力會(huì )更強，問(wèn)題解決成績(jì)表現相對更好。中國上海學(xué)生問(wèn)題解決堅持性對問(wèn)題解決成績(jì)出現負的影響，這是由于中國上海學(xué)生的堅持性與開(kāi)放性相關(guān)較高造成的(r=0.509, p<0.001)，在不加入開(kāi)放性變量的情況下，其堅持性對問(wèn)題解決的影響系數為正，由此說(shuō)明中國上海越傾向于開(kāi)放性的學(xué)生，其堅持性?xún)A向也越明顯，且主要通過(guò)開(kāi)放性影響問(wèn)題的解決。
(三)學(xué)生ICT使用情況對問(wèn)題解決能力的影響
與Liem等人的研究結果一樣，在學(xué)生層面，ICT使用頻率對問(wèn)題解決能力表現呈現負向預測作用。學(xué)校層面除了平均校外使用ICT學(xué)習外，其他兩個(gè)變量對問(wèn)題解決同樣呈負向預測作用，這表明ICT使用頻率越高的學(xué)生，其問(wèn)題解決能力成績(jì)并沒(méi)有顯著(zhù)提升。PISA 2012主要測量了學(xué)生對ICT的簡(jiǎn)單使用的熟悉程度，不牽涉到復雜認知的測量，ICT的簡(jiǎn)單使用并不能提升個(gè)人的復雜認知能力，相反，其使用頻率越高，反而減少進(jìn)行復雜認知加工的時(shí)間影響復雜認知能力的提升，因此ICT使用頻率對問(wèn)題解決能力成績(jì)呈現負向預測作用。同時(shí)，我們注意到學(xué)校平均校外使用ICT學(xué)習的頻率越高，學(xué)生問(wèn)題解決的成績(jì)越高，這可能是平均校外使用ICT學(xué)習頻率越高的學(xué)校，其教學(xué)方式、教學(xué)過(guò)程較多的利用信息技術(shù)工具，較注重學(xué)生應用工具自主探究、動(dòng)手實(shí)踐和問(wèn)題解決，學(xué)生的問(wèn)題解決能力在平時(shí)得到了較好的鍛煉。
(四)ICT的使用、堅持性與開(kāi)放性對問(wèn)題解決能力總的影響程度分析
學(xué)生層面，學(xué)生問(wèn)題解決堅持性和開(kāi)放性影響程度要大于ICT的使用，而在學(xué)校層面則相反。由前面表4中模型3和模型4解釋率的結果可以看出，在學(xué)生個(gè)體層面，澳大利亞、德國、中國上海學(xué)生的問(wèn)題解決堅持性和開(kāi)放性對問(wèn)題解決能力的影響程度明顯比ICT使用要大;在學(xué)校層面，新加坡、澳大利亞、德國學(xué)校學(xué)生平均ICT使用情況對問(wèn)題解決能力的影響程度比學(xué)校學(xué)生平均問(wèn)題解決堅持性和開(kāi)放性要大，這說(shuō)明校際之間的差異主要是由ICT的應用引起的。這可能是因為問(wèn)題解決堅持性__和開(kāi)放性描述的是學(xué)生個(gè)體心理品質(zhì)，其表現相對穩定，短期內較難受學(xué)校層面因素的影響，而ICT使用的熟練程度較容易受學(xué)校教學(xué)與管理方式的影響，對于技術(shù)應用豐富、技術(shù)與教學(xué)整合程度高的學(xué)校，其學(xué)生ICT使用越熟練，問(wèn)題解決能力也越高。所以在個(gè)體層面，學(xué)生問(wèn)題解決能力主要受其自身堅持性和開(kāi)放性心理特質(zhì)的影響，而在學(xué)校層面，學(xué)生問(wèn)題解決能力主要與學(xué)校教學(xué)與管理方式的不同而導致的ICT使用熟練程度不同有關(guān)。
四、研究啟示
基于本研究對數字化環(huán)境中的問(wèn)題解決能力測驗表現的影響因素分析，我們對開(kāi)展數字化環(huán)境下的問(wèn)題解決能力培養和測評提出以下建議。
(一)注重提升信息技術(shù)的應用層次
利用信息技術(shù)支撐學(xué)生學(xué)習方式的轉變，是推進(jìn)信息技術(shù)應用的重要途徑。但技術(shù)的應用是否能有效促進(jìn)教學(xué)是需要著(zhù)重研究的問(wèn)題。本研究表明，ICT工具的簡(jiǎn)單使用對提升學(xué)生問(wèn)題解決能力沒(méi)有顯著(zhù)作用，學(xué)校、家庭中的信息化資源豐富程度對學(xué)生問(wèn)題解決能力的直接提升也沒(méi)有明顯作用。鑒于當前教育實(shí)踐的實(shí)際情況，我們認為這一方面是由于信息化資源未得到有效利用，另一方面ICT的簡(jiǎn)單應用難以有效促進(jìn)學(xué)生高級認知能力的發(fā)展，學(xué)生的思維品質(zhì)、思維深度和廣度難以得到有效提升。所以在開(kāi)展信息技術(shù)環(huán)境下的問(wèn)題解決培養活動(dòng)時(shí)，要注重提升技術(shù)工具的應用層次，利用信息技術(shù)工具促進(jìn)合作問(wèn)題解決、協(xié)同知識建構，有效支撐學(xué)生復雜思維活動(dòng)過(guò)程，支持復雜任務(wù)的完成，進(jìn)而促進(jìn)其高階認知能力的發(fā)展。
(二)注重培養學(xué)生堅持性和開(kāi)放性心理品質(zhì)
多個(gè)國家(地區)的數據分析非常一致的表明：學(xué)生問(wèn)題解決的堅持性和開(kāi)放性對問(wèn)題解決能力有顯著(zhù)的正向影響，這說(shuō)明培養學(xué)生問(wèn)題解決能力不僅要關(guān)注其復雜認知能力的發(fā)展、思維品質(zhì)的提升，還要關(guān)注學(xué)生的動(dòng)機與情感因素。從學(xué)生的實(shí)質(zhì)心理過(guò)程出發(fā)，學(xué)生在數字化環(huán)境中的學(xué)習實(shí)際是一個(gè)問(wèn)題解決過(guò)程，鑒于堅持性和開(kāi)放性對問(wèn)題解決的顯著(zhù)影響，因此數字化環(huán)境中的學(xué)習設計不能忽略動(dòng)機與情感因素對學(xué)習的影響，要求我們在設計任務(wù)情境和問(wèn)題解決過(guò)程時(shí)要充分考慮學(xué)生的堅持性和開(kāi)放性心理規律，促進(jìn)學(xué)生問(wèn)題解決的完成。這對于解決數字化環(huán)境中自主學(xué)習(如慕課)完成率較低的問(wèn)題，有重要的參考價(jià)值。此外，堅持性和開(kāi)放性作為相對穩定的心理品質(zhì)，在短時(shí)間內難以有較大的改變，需要在日常的教育教學(xué)活動(dòng)中采取多方面的策略加以培養。
(三)關(guān)于問(wèn)題解決培養策略方面的建議
本研究發(fā)現男生問(wèn)題解決能力比女生普遍較高，社會(huì )經(jīng)濟地位得分越高的學(xué)生問(wèn)題解決能力表現也越好。因此，在開(kāi)展基于問(wèn)題解決的教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要考慮學(xué)生性別和社會(huì )經(jīng)濟地位的實(shí)際情況，給予女生更多關(guān)注，給予家庭條件較差的學(xué)生更多關(guān)注，促進(jìn)學(xué)生個(gè)體之間問(wèn)題解決能力的均衡發(fā)展。此外，在影響程度分析時(shí)，多個(gè)國家的實(shí)證數據比較一致的表明校際之間的學(xué)生問(wèn)題解決能力差異受由ICT使用的影響更大。我們認為支撐該數據關(guān)系的可能情況是：校際之間的ICT使用的差異反映了學(xué)校之間教學(xué)方式的差異，校際之間學(xué)生問(wèn)題解決能力的差異實(shí)際上受學(xué)校教學(xué)方式差異的影響更大。這說(shuō)明改進(jìn)學(xué)校教育教學(xué)方式重要性，學(xué)校需要加強信息技術(shù)在教育教學(xué)中的應用，基于新的技術(shù)、新的教學(xué)理念才能更有效地促進(jìn)學(xué)生問(wèn)題解決能力的提升。
(四)對基于計算機的測驗開(kāi)發(fā)建議
隨著(zhù)信息技術(shù)的發(fā)展，利用計算機開(kāi)展教育測評是教育測評領(lǐng)域的發(fā)展趨勢�；谟嬎銠C的測驗首先需要明確的是：學(xué)生的ICT操作熟練程度是否會(huì )影響測驗的表現?本研究表明ICT簡(jiǎn)單使用的熟練程度不會(huì )制約學(xué)生在數字化環(huán)境中的問(wèn)題解決能力測驗表現，這為開(kāi)展基于計算機的測驗提供一定參考。但是，我們需要注意的是，PISA 2012基于計算機的問(wèn)題解決測驗假設所有學(xué)生都具有基本的計算機操作技能，滿(mǎn)足其測驗的操作要求，即本文特指的“ICT簡(jiǎn)單使用”。因此，在開(kāi)發(fā)基于計算機的測驗時(shí)，要確保所有被測學(xué)生都具備該測驗所要求的操作技能，對于基于計算機的測驗存在操作復雜的情況，在測驗開(kāi)始之前，要對參與測驗的學(xué)生進(jìn)行培訓、指導，確保測驗對于所有的學(xué)生都公平，以此提升測驗的效度。
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