问题解决的研究范式及影响因素模型

问题解决的研究范式及影响因素模型[摘要] 问题解决有两种层面的研究范式，即表征式和社会文化范式。

为了研究问题解决过程中内外影响因素，本文将这两种研究范式结合起来，采用量化和质化方法，旨在建立问题解决的影响因素模型。

结果发现外部因素中，教师的教学范式起着主要的影响作用，内部因素中学生的问题解决态度和一般的学习取向对学生的问题解决有着间接的影响作用。

外部因素也会影响内部因素，教师的教学范式越接近建构主义风格，学生的解难态度、学生取向以及对环境的观感越积极。

本研究对问题解决教学活动有着现实的指导意义。

[关键词] 问题解决；研究范式；教学范式；观感问题解决在学校教育中有着重要的意义，不仅是学校教育重要的目标之一（如问题解决能力），更是达成教学目标的重要手段之一（如问题解决教学法）。

本文主要侧重前者，即研究个体的问题解决机制，对问题解决的研究范式进行了梳理，并尝试在实证研究中融合不同范式，探索问题解决的内外因素的影响机制。

鉴于此，教师使用问题解决教学法才能有的放矢，更好地服务于学生的问题解决过程。

一、问题解决的研究范式和具体方法问题的存在是由于个体目前所处状态与想要达到的目标状态之间存在差距，[1]而问题解决的过程就是消弭二者差距的“一系列目标导向的认知活动”。

[2]问题解决的研究范式有两种，一种是表征式水平（Representational Level）的研究，另外一种是社会—文化水平（Social-Cultural Level）的研究，二者互为补充。

（一）表征式水平的问题研究范式在表征式水平的支持者们[3]看来，人们的内部心理过程不是不可分析的，而是可以通过某种方式表征出来，并为人们所研究和分析。

这种表征的方式通常是一些“构件（Construct），如思维模式、图式、概念、规则、理论等”。

在表征式研究范式的背后有两个假设：个体对知识的思维表征是认知的“中介状态（Mediating State）”；另一个假设是，通过分析个体对刺激的反应，如分析个体思维的口语报告，就可能得到他们的内部认知模式。

口语报告反映的往往是人们加工知识的中间状态，如此，人们的认知活动就可以定义为：获得、组织和应用知识[4]的过程。

提高个体的问题解决能力（一种高阶认知活动），就可以转化为获得、组织和应用一定知识。

在这种研究范式下，人们一般用三种研究方法对问题解决进行去背景化（De-Contextualization）的研究，即实验的方法、口语报告分析方法和人工智能模型法。

[5]1. 实验方法研究者通常给被试呈现问题，然后在一旁观察什么事情会发生。

实验者通过很多工具来测量问题解决质量，如正确回答问题的次数、解决问题所花的时间、犯错的次数和类型、被试能够回忆多少知识、问题解决过程中的速度变化等。

早期问题解决的实验任务基本是去内容化的（Content-Free），所有被试对某一问题都无需专门的知识，这样才能保证实验的纯洁性，据此提出一般的问题解决模型，如数学家Polya[6]曾提出一个问题解决模型，包括理解问题、设计计划、实施计划、检查。

实验方法的特点在于被试是在严格控制的实验环境中进行与具体学科内容无关的问题解决，测量工具相对客观，研究者与被试是完全隔绝的。

2. 口语报告分析用口语报告（Verbal Protocols）分析来研究问题解决时，人被看作是一个信息处理系统，这个系统有长时记忆、短时记忆和工作记忆。

长时记忆是被处理过的信息存储的区域，信息以有意义的形式长期保存在长时记忆中；短时记忆是人们从外界接收到信息后临时存储的区域，一次只能存储很少的信息；工作记忆是活动的短时记忆，涉及到选择、控制和解释即时信息。

[7]信息从感受器进入到人的短时记忆中，部分受到特别注意的信息进入工作记忆，加工后经过编码的知识会被存储到长时记忆中。

[8]Ericsson和Simon[9]认为人们能够一边思维，一边报告自己的思维活动，尤其是人们在工作记忆中对信息进行声音和图像的编码时，这个过程可以通过言语再现出来，即出声思维（Think Aloud）。

同样的，Simon 和Kaplan[10]也提出，人们思维活动中即时的言语可以透露他们头脑中正在进行的活动，研究者可以据此了解问题解决过程。

具体的做法是，让被试在问题解决或推理的过程中，将其思路用口语报告出来。

口语报告被质疑的方面在于我们无法确信被试的解释是否总是能如实反映出他们解决问题的思维活动，此外，口语报告本身会影响问题解决过程。

尽管如此，口语报告分析依然是研究个体问题解决的一个重要方法。

3. 人工智能模型随着计算机人工智能技术的发展，信息技术领域的研究者们经常用计算机模拟人类解决问题，来认识人类的认知结构。

这种方法是通过建立专家策略库，借助计算机信息处理系统来模拟出人类处理信息的过程，从而探索人类认知结构不同部分的不同功能（如有些是用来存储信息，另外用来加工外界进入的信息等等），以及这些不同部分如何协同工作来解决问题。

表征式水平的研究范式将问题解决看作是个人化的、去背景的认知过程，因此研究者和被研究者是二元对立的。

无论是实验法、口语报告，还是人工智能模型，都力求保证被研究者在干扰最小的情况下进行认知活动，研究者采用观察、专门的测量工具、被试的自我报告等数据采集工具进行研究，然而这种研究范式受到了来自社会—文化学派学者的批评。

[11][12]（二）社会—文化水平的研究范式社会文化水平研究范式的支持者们反对将知识看作是去背景化的单一实体（Entity），问题（复杂知识的表达形式之一）不是仅存在于个体的脑袋中，而是通过利用人造工具，利用表意系统，如语言，在特定的实践共同体中，存在于个人与他人相互作用中。

[13]也就是说，个体的认知活动是在一定的社会环境下发生的，知识作为认识活动的结果，也不能脱离了具体的社会环境，在社会活动中，知识为自身赋予意义。

[14]因此，学习是“合法的边缘参与（Legitimate Peripheral Participation）”。

[15]也就是说，知识的获得过程是学习者参加“有价值的社会实践（Valued Social Practice）”，[16]从而逐渐进入某一社会文化社群的过程，所以不能把学习从所在的社会情境中剥离。

学习总是嵌入复杂的社会环境中，也将应用于这样的环境中。

在这样的范式影响下，诊疗式访谈（Clinical Interview）被人们用来研究问题解决的思维过程。

诊断式访谈起初是由Piaget[17]发展起来的，具体做法是用儿童能听懂的语言和他们对话，巧妙地引导他们在对话过程中暴露自己的思维活动，来揭露出儿童隐藏的认知模式，用认知的“第三只耳朵（Third Ear）”来聆听。

“我要通过安排一些心理诊断的问题，让我的被试参与和投入到对话过程中，目的是了解他们的回答，特别是错误的回答背后，推理过程是如何进行的，我就是要发现这些背后的东西”。

[18]使用诊断式访谈体现出尊重儿童所在社会情境和他们的独特体验，并通过系列巧妙的设问和动态调整的谈话来把握儿童的认知特点，因此Simon[19]将诊断式访谈看作是建构主义范式下的一种研究方法。

除了考虑个体所在情境的独特性和个体认知特点外，诊断式访谈的另外一个考虑是，个体的思维活动是流动的（Fluid），[20]体现在个体的认知会随着时间发展，而且还可能在他人影响下发生变化。

传统的客观测量题只有唯一正确的答案，却未必能保证所有被研究者对题目都有相同的理解，也不能保证有相同答案的被研究者有相同的理解水平。

诊断式访谈可以通过不断变换题目的表述方式达到让被研究者充分理解题目的含义，且深入全面了解学生答案背后的原因和思维特点。

社会文化范式的支持者们主张研究者和被研究者不是二元对立的，而是互相影响的，研究者需要学会站在被研究者的立场和情境中，才能真正把握被研究者的思维特征。

（三）对两种研究范式的评价两种水平的研究范式并非是截然对立的，Greeno[21]提出表征式研究和社会—文化研究的基本区别在于分析的侧重点不同。

表征式水平的研究范式着重于个人的认知过程和结构，希望获得所有人都适用的问题解决规律；社会文化观点从系统观点出发，强调个体与内嵌于其间的社会环境的相互作用以及个体的独特认知特点。

表征式和社会—文化研究是可以互相补充的。

社会文化范式忽略的个人认知过程和结构，可以由表征式范式的个人认知观点来弥补，反之，表征式范式没有考虑进去的社会文化背景，可从社会文化的视角来解释。

另外，表征式研究的支持者没有考虑情感、一般的解难态度以及个体对环境的观感，这是因为他们只是强调获取和应用知识，其侧重点不在于对问题解决作出面面俱到的分析。

从实际操作看，以上的研究方法如出声思考、诊断式访谈都属于定性评价，虽然是很好的研究问题解决思维过程的方法，对研究者的要求却很高，如设计诊断式访谈的问题、跟进学生流动思维的技巧等，理论上虽然极为完美，操作起来却无法保证质量。

因此，近年来人们经常采用更加实用的研究方法。

如分析学生的问题解决作品，在传统考试中增加开放性的问题，首先定性地分析问题解决的特征或者步骤，将评价对象分成几个维度，然后定量地对这些维度赋值，评价问题解决特征或步骤体现的程度，从而让研究者能发展出操作性较强，且相对客观的研究工具。

如Yevdokimov & Passmore[22]做了一项关于资优学生数学解难的研究，将问题解决分成了四个步骤：问题解决的第一步FS（the First Step of Solution of a Problem），从问题抽取出主要信息（MI, Main Information extracted From a Problem），概括知识（G, Generalisation）和完成问题解决（C，Completion of the Solution）。

同时，他们也发展了每一个步骤的量化评量工具。

这个研究证明，量化特征结合定性指标，是一种强有力的诊断工具，可以研究资优学生在问题解决中的概念重构和技能提高。

二、问题解决内外影响因素模型的实证研究问题解决在学校教育中的重要意义自不待言，然而只有厘清问题解决影响因素，才能在课堂教学中应用适当的策略来提高学生问题解决技能。

根据Robertson[23]的理论分析，问题解决受到内外因素的影响。

外部因素包括文化的、社会的以及问题所处的背景等。

内部因素分为两种，一种是认知因素，如信息加工速度、记忆力、工作记忆容量、过去的知识基础、一般的学习方法等；一种是非认知因素，如动机、个性的和生理的条件、解决问题时的情感态度等。

[24]Robertson的分析在实际教学环境中有怎样的体现呢？这些内外因素对问题解决的影响力有多大呢？过往的研究并未解决这个问题。