关于问题解决能力测试的研究
来源：岁月联盟
时间：2010-08-15
1 对问题解决能力的认识
问题解决的能力可以这样定义：当不知道怎么做一件事情的时候，知道怎么去做才能解决它。具体包括3个方面：内容理解，问题解决策略；自我控制策略。一个好的问题解决者要具有如下特点：
1)很好地理解内容。
2)拥有特定的智力技能。
3)能够计划自己的资源和技能，并且在解决问题朝向最终目标的过程中，能够随时监控、调整自己的策略。
很多时候，“问题解决”就是教师为学生创设实际情境，激励学生独立探索，能在学习过程中提出高质量问题，启发和培养学生多向思维的意识及习惯，使学生认识到解决问题的途径不是单一的，而是开放式的，即问题的答案可能是多样的，甚至是无数的。
从这些描述似乎得出：“问题解决”更多的是一种教法。而如何在考试这样有限的时间内对学生的问题解决能力进行测试，是一个一直以来较难解决的问题。问题解决的测量有一些传统方法：问卷，自我报告，面试、观察。对问题解决能力的第一个方面“内容理解”的测试可以用知识图(knowl edge maps)，知识图是用一种图示的方式来表示概念和概念间的关系。在西方知识图广泛地应用在K-12的教学中，尤其是科学课程的教学中。而且研究表明，知识图有助于教学和测试。
对问题解决能力的第二个方面“自我控制策略”的测试，则是通过对“自我控制策略”的组成部分的测试来实现的。自我控制策略由元认知策略和动机策略组成。对元认知的测试可通过计划和自我检查。测试动机可从自我效能感和自我努力两个方面。计划是第一步：因为，必须有目标并且有计划去实现目标。自我监控和自我检查是在实现目标的过程中，必须具有的一项能力。自我效能感是一个人有充分的自信认为自己一定能完成任务。自我努力，则是一个人在工作时主观的努力程度。自我控制策略的所有方面都可以通过问卷进行测试。
测试问题解决的策略要比测试内容理解和自我控制策略困难。根据研究的结果，人们认为，问题解决策略或者是独立于领域的，或者是依赖领域的。独立于领域的策略，可以应用到许多专业；然而，依赖领域的策略是在某一领域特定的。基于机的搜索策略就是一个独立于领域的策略的例子。
2 对测试问题解决能力的一些新认识
从以上这些可以看出，对问题解决能力的测试是比较复杂的，涉及的有些方面用传统的题目、题型是很难实现的。而目前，世界范围内有一种对新的教育目标的普遍共识：培养学生用数学和科学的方法解决问题的能力。为了评价是否实现了这一目标，将对问题解决能力的测试分解为对以下几方面的测量：元认知的，应用新的表现形式和符号系统，发现规则和关系，在限定条件下做决定，处理复杂的数据，对复杂的过程和问题建模。
元认知是对认知的认识。它包括学生知道自己知道什么、不知道什么；以及在解决问题时怎样调节、控制自己的认知过程。学生在解决不熟悉的问题时会更多地应用到元认知。学生需要计划自己的行动，系统地工作，清楚地知道自己知道什么和不知道什么，监控自己解决问题的过程，并随时修正行为。
应用新的表现形式和符号系统。一个重要的智力技能就是当解决问题时有能力去使用不同的表现形式。这些能力包括用视频图像来表现事件，在某些情况下，用代数的形式来表现一些关系。并且能够流畅地在词语、图标、代数公式之间转换。信息和计算机技术在这方面有着强大的优势，提供了许多新的表达形式。
发现规则和关系。通过细致的探索，将会发现规则和关系，是解决问题的关键步骤。在限定条件下做决定。对一个问题，给出需要限定的几个条件，从中选择最适合的解决方案。
处理复杂的数据。在没有计算机之前，处理复杂数据是十分困难的。有了计算机，配上设计良好的交互界面，基于复杂数据的题目就很容易做出了。
对复杂的过程和问题建模。建模是学生在学习过程中经常要用到的技能。基于计算机的表现任务，可以使学生通过模拟现实易于进入真实的解决环境。
3 基于机的问题解决能力测试的应用实例
计算机在近年的中，大批量数据的计算和处理能力、提供多种表现形式（文字、表格、图表、视频、声音等）的能力、交互能力、模拟真实环境方面都取得了其他工具无法比拟的成果。为了对问题解决能力的各个方面进行测量，人们而然地开始大量借助计算机来进行测试。
英国的World Class
Arena公司（由英国政府及技能部于2001年创办，并与英国课程发展委员会联合主办。）开发的基于计算机测试9岁和13岁学生的问题解决能力的题目就是比较典型的代表。在这些题目中，计算机主要承担了大批量的计算任务、还有变量间的关系的展示、问题情境的提供。
这里介绍两个题目。一个题目是为13岁的学生开发的。任务是要求学生给一个靠出租船只给渔民打鱼来赢利的建议，看究竟每年出租多少条船，才能既挣到钱，还不会使鱼的资源枯竭。已知条件是：未来10年船只的数量和鱼的资源的变化的关系图表。学生可以直观地看出，船只多了，收入就会多，但是鱼的资源就会很快枯竭，收入也就相应的少了。如果船。只少，鱼的资源就会减少得慢，但是收入也很少。这里计算机的功能就是迅速地为学生呈现变量关系的图表，并且允许学生动态地变化任意变量，从而为解决任务提供必要的基础。
另一个题目是以测试学生在限定的条件下，选择最佳方案，同时还要求学生对模拟的客户进行书面的解答。题目是这样的，情境是学生此时是代理人，接收到来白客户的邮件，邮件中说明，要旅游的人数和能负担得起的金钱数额，还有他们的一些细节要求。然后，学生根据计算机提供的工具，检索出最符合要求的旅游方案，要拟好邮件反馈给客户。题目已经将变量的数量进行了限定。并且如果选择好了变量的条件，计算机会自动将符合条件的旅游方案列出。而且，至少能检索出两条符合条件的方案，要求学生给客户只提供一个方案，这就要求学生要列举出，为什么只有这个方案最符合客户的要求。这里计算机实际上已经成了问题解决的一个重要工具，它既是一个检索工具，又是一个写作工具。此题目也测试了学生在计算机上的写作能力。
该公司开发出的完整的四套题目（这四套题目在使用前都经过广泛的试测）已经在英国和其他的地方考过。其中有2个值得注意的结果，一个结果是，学生与计算机的交互毫无障碍。这可能反映出学生已经充分地进行了使用计算机的训练，在与计算机交互方面已经有了很多经验。另一个结果是，学生们非常喜欢这种形式的测试，可能是因为题目与他们喜欢的计算机游戏有些相似。
4 基于计算机的问题解决能力测试的新进展
1)许多有关交互界面设计和发送返回测验数据的问题已经解决。学生对这种基于计算机的测验也表现出积极的态度。
2)计算机在其中发挥了很大的作用。首先，计算机可以使表现动态的问题变得更加容易。其次，计算机提供了多种表现形式，而且学生可以很方便地在各种形式间相互切换。计算机的交互特性非常适合于测试过程技能。利用仿真和微世界以及交互游戏很容易测试问题探索、揭示、发现关系、开发高效率的策略。
3)用计算机进行测试，可以给学生基于复杂的数据的题目。这在纸笔测试的条件下，是不可能实现的。并且允许学生在真实的环境下用真实的数据。有利于提高在专业领域的知识。
4)不同学校的学生在成绩上的巨大差距也反映出，很多能力是可以教会的。
5)这种测验就是为了测试解决问题的能力。题目大多数是非常规的。因而，在与教学的关系方面，很难导致应试教育。因为要对付这种，教师必须教会学生解决问题的方法，而不可能采用题海战术。
6)测验的信度是一个令人关注的问题。由于题目要覆盖数学、、技术等广泛领域又加上需要立意新颖，因而测验间的等值就比较困难。
5 对我国基础教育课程改革的启示
新一轮的基础教育课程改革强调：“改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。”“改变课程内容“难、繁、偏、旧”和过于注重书本知识的现状，加强课程内容与学生生活以及社会和科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能。”为了实现这些目标，在教学中也正在尝试各种新方法，但是在如何评价学生是否达到了上述这些完全不同于以前课程标准中提到的预期的教学目标方面，却鲜有针对性很强的方法。
问题解决有以下特点：
1)所遇到的问题是新问题，即第一次遇到的问题。
2)问题解决是一个思维的过程，它将已掌握的概念、原理根据当前问题的要求进行重新转换或组合。
3)问题解决是形成解决问题的原理或规则，并成为认知结构中的一个组成部分，所以问题解决是更为高级的一种学习形式。
从这些特点可以看出：问题解决能力是人在成长中必须具有的最基本的技能，也是基础教育的一个教育目标，所以必须能够开发出合适的测试对其评价。上述将问题解决能力的测量划分成对“元认知的发展，应用新的表现形式和符号系统，发现规则和关系，在限定条件下做决定，处理复杂的数据，对复杂的过程和问题建模”等六个方面的测量对我们有重要的借鉴作用。因为全人类的认知过程应该是相通的。还有现有的信息通讯技术(ICT)的发展已经使对这些方面的测量的实施成为可能。所以，我们也要积极主动地开发基于计算机的问题解决能力测试的试题，试题要符合的特色。目的是为了实现对学习动机、过程和效果的三位一体的新型评价。
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