问题解决能力测评研究综述

严蜜斯 邵健谊

摘  要 学生问题解决能力的测评环节作为培养学生问题解决能力的重要环节，对于其终身发展起着至关重要的作用。研究者在为学生的问题解决能力探寻更为科学有效的测评途径的过程中，也在不断革新学生问题解决能力培养方法。因此，结合传统的问题解决能力测评方法中存在的难点，针对性地提出运用教育数据挖掘理念下的Log数据挖掘、在线伴随方式以及借助模型评价这三种方式，优化问题解决能力的测评方法，进而提高学生的问题解决能力。

关键词 问题解决能力;能力测评;在线伴随评价;学习分析技术;数据挖掘;信息技术;Log数据

中图分类号：G449.5    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）15-0007-03

0  引言

问题解决指的是人们有目的指向性的一系列认知操

作[1]。现如今，如何有效培养学生的问题解决能力，已然成为学校教育中的一项重要内容。经济发展与合作组织（OECD）举办的PISA测评对于学生在数字化环境下的问题解决能力尤为关注，借助计算机的测评途径进行测评，结果显示：在数学、科学、阅读等方面，我国学生的成绩名列前茅，但这些学生在计算机模拟情境中解决问题时，其实际成绩与期望成绩存在显著的落差。这就不难说明我国学生在数字化环境下解决问题的能力明显不足。在此环境下，如何客观分析现有的学生问题解决能力的测评方法及其存在的局限性，并且改进测评方式以促进学生问题解决能力的培养，成为研究者尤为关注的问题。

1  问题解决能力的含义

心理学家认为：事物由初始状态到目标状态之间存在的障碍称为问题，而问题解决则是指利用相对应的知识技能来清除这些障碍以抵达目标状态的过程[2]。能力是心理学上的一个重要概念，指的是人们顺利实现某种活动的心理条件，所以一些认知心理学家得出：问题解决能力是人类作为智能物种所具有的代表性的复杂认知技能[3]。问题解决这一能力作为如今PISA的重要测试项目内容，有学者将其看作理解、应用与调控知识技能的认知连接体，并且是可以通过界定、分析、设计、实施与反思的行为连接体反映出来的一系列行为。另外，乔纳森也早已对于这种能力的评估进行研究，他认为应从学生的问题解决表现、认知技能、难题解决方法能力这三种形式进行测评。

基于此，本研究对于问题解决能力的理解是：人们通过分析、理解与执行等一系列行为来实现清除具体情景中的阻碍，从而促进事物达到目标状态的技能。问题解决能力测评则是对这种技能较为全面和客观的评价。

2  文献搜索与筛选

本研究利用中国知网与万方数据库，通过“问题解决”“在线评价”“能力测评”“问题解决能力”“能力评价”这五个关键词进行单个关键词或組合关键词的学术期刊检索，检索年份区间设置为2010—2020年，并且通过对教育技术领域的主要学术期刊进行较为全面的检索，共搜索得出主题相关文献191篇。为了增加文章的可靠性，本研究根据标题和关键词等内容进行第二次筛选，排除与问题解决能力测评主题不符的相关研究，得到最终文献149篇。

3  当前问题解决能力测评方式中存在的挑战

3.1  实验测评方式易受主观因素影响

学生问题解决能力的测评方法中的实验测评是指学生在测评者设计的实验情境当中完成该情境中的一系列任务时，测评者通过过程观察、口头提问、要点记录等方式测评其对具体问题的解决能力。当然，这些针对问题解决能力的评判是依据相关评价标准的。因为这个过程容易受到测评者主观因素与实验情境等多方面的影响，尤其是受限于评价者的个人偏好等，评价结果往往较容易出现以偏概全的“晕轮效应”[4]，所以测评结果会存在较大程度的不确定性。

3.2  纸笔测试方式难以测评测试者的技能应用能力

纸笔测试是受测评者按纸上呈现的标准化试题题意用笔作答的书面形式的测验工具。在测评的过程中，受测评者按要求完成测评者事先设计的任务，包括选择、填空、问答等指向问题解决的题目，测评者按指定的标准评价受测评者利用知识技能进行问题求解的能力。这种测评方式始终没能给予学生与具体问题情境互动的机会，这往往会出现虽然学生能够较好地掌握书面上的知识技能，但是对于实际情境中如何应用相关知识技能解决问题的能力不足等现象。

3.3  传统的测评方式忽视过程性评价

当然，传统的问题解决能力测评方式还有情境模拟方式，这种方式是测评者通过记录处在模拟情境中的学生解决具体问题的整个过程，并依据特定的评价标准对学生相关解决问题的能力进行评判。由于这种方式容易受到计算机系统和评价软件运行故障等因素的影响，情境模拟评价更多地还是被应用到结果性评价中。所以，无论是传统线下的纸笔测试方式，还是使用计算机模拟情境测评学生问题解决能力的评价方式，都没有做到把评价结果通过在线的方式及时呈现出来，以促进教育者指导学习者进一步地学习。

4  问题解决能力测评方式发展趋势

由于实验测评和纸笔测试都无法很好地实现动态环境的模拟，因此，问题解决能力的测评往往需要借助计算机来实现。目前，突破困境，运用计算机进行学生问题解决能力测评数据的获取与管理，以及改进在线问题解决能力测评的方式与过程，已然成为问题解决能力测评方式的发展趋势。

4.1  注重在线测评的方式

4.1.1  借助在线伴随评价情境  在信息技术飞速发展的时代，问题解决能力的评价过程在信息技术的支持下，教育评价手段得到丰富，这有利于将新的评价理念落实到现实的评价实施中。在线伴随评价的测评方式是教师对于学生在线自主学习的一种管理方法，并贯穿于学生学习的整个过程。在这个过程中，受测评者在解决具体问题时所表现出来的能力证据，测评者可以通过多样化的评价方式及时地收集获得，还可以实现实时地呈现伴随评价的结果。例如：在学生解决问题过程中，测评者借助在线追踪技术持续地收集学生在解决问题时的表现数据，并利用可视化的方式呈现具体结果，进而运用数据统计与分析技术按照教育评价特征进行数据分析并作出实时反馈[5]。这种创设在线问题情境，连续记录问题解决过程的测评方式，有助于真实地反映学生解决问题时的思维过程，可作为评判学生问题解决能力的真实可靠的证据，而且对于培养学生问题解决能力产生积极影响。

4.1.2  借助基于计算机的问题解决能力测评  基于计算机的问题解决能力测评不同于模拟情境方式，要求学生在计算机提供的模拟与陌生的环境交互中实现具体问题的解决，需要通过寻找、获取和分析信息等一系列学习程序，进而进行概念、判断、推理等综合认知过程。这种培养方式不仅集合了问题信息化和环境交互化，对于高阶思维的培养也起到一定的促进作用，整个测评过程有效增强了学生问题解决能力测评结果的全面性，其客观性也得以保证。

4.1.3  借助学习分析技术实时呈现评价结果  在新的计算方法和挖掘技术的帮助下，在对大量和相互关联的数据进行分析的过程中，许多研究人员已经获得更具洞察力和决策性的内容信息。在信息技术的支持下，实现在线伴随评价特征的问题解决能力测评方式，不仅可以把问题解决能力的评价嵌入在线学习的各个阶段，从而实现“以评定学”“以评促学”“以评助学”等功能效果，还可以在多样化情境的伴随评价方式下实现实时呈现评价结果。胡艺龄[6]基于内隐认知、信息加工及思维特征，提出并构建反映问题解决心理过程的能力评价模型，通过使用学习分析技术来探索学习者解决问题过程中的认知表示逻辑和行为符号，有助于实现以时间为标记来描述学习者的行为足迹，进而实现实时的评价。

4.2  注重测评者过程思维的可视化

Baker[7]、Romero[8]等研究者认为教育数据挖掘是指为提高教育产出和理解教育现象提供有效的依据，应用数据挖掘技术来找出学生和学习环境等方面的特点，以指导教育决策行为。Log数据过程分为数据预处理、数据挖掘和事后处理三个阶段，包括学习者的静态数据与动态数据，其中学习时间、学习时鼠标和键盘敲击等表现属于静态数据，而学习者从学习开始到结束的整体表现则属于动态数据。教育者可以利用Log数据来探讨教育数据背后的一系列学习行为，并由此精准地发现学习者学习过程与学习结果的因果关系，这样有利于研究者对学习者的学习行为、学习模式和所属学习环境有个客观和全面的理解，可以为改善教学过程提供强有力的依据，也可以为提升中国学生的问题解决能力提供切实可行的建议，促进学生提升问题解决能力[9]。

4.3  强调对问题解决能力的多维评价

认知心理学家安德森认为：问题解决指的是指向有目的的问题解决，同时表现在心理过程的操作序列上与问题解决的认知操作上。此观点认为问题解决过程中的知识技能应用与具体操作过程都至关重要。学生在问题解决的过程中难免会产生相互冲突的多个目标，这就需要应用习得知识时具有明确和平衡目标的操作智力。而这一过程的整体评价不得不考虑从多维度出发，对学生的问题解决的整个过程进行记录，进而实现对问题解决能力的多维评价。

5  结语

随着信息技术的不断发展，如何借助技术的力量突破传统测评学生问题解决能力方式的局限性，是每一位教育工作者需要认真思考的重要问题。首先，针对实验测试与纸笔测试的问题解决能力测评方法中存在的易受主观因素影响和难以呈现情境等问题，未来研究应借鉴现有测评方式中体现的高效与易操作等可取部分，同时考虑从教育大数据的角度，挖掘测试过程中全样本数据，通过可视化的方式精准刻画学生问题解决能力的详細情况，从而提高学生问题解决能力测评结果的可靠性，进而有利于教育工作者有针对性地对学生进行有效提高问题解决能力的指导，促进学生终身发展。

参考文献

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