PISA视域下的合作解决问题能力：内涵、测评及反思

李新

摘 要：PISA2015将“合作解决问题能力”定义为个体有效地参与由两名或以上的成员组成的团队，通过共享理解与达成共识，付出努力尋找解决方案，汇集团队成员的知识、技能和行动以实施问题解决方案，最终解决问题的能力。基于PISA研究视域，文章从研究背景和概念界定角度讨论学生合作解决问题能力的内涵，从测评框架、影响因素及表现水平等方面梳理合作解决问题能力的测评思路，并基于PISA合作解决问题能力测评反思我国能力测评的未来方向：建构能力测评框架，实施基于标准的评价；更新能力测评理念，建立基于测评的反馈；发展能力测评方法，采用能力测评新技术。

关键词：PISA；合作解决问题能力；测评

中国学生发展核心素养及21世纪关键技能发展明确强调培养学生的问题解决能力与合作交流能力，随着问题情境复杂性和不确定性的不断增强，人际互动与合作重要性的日益凸显，合作解决问题（collaborative problem solving）比个人解决问题更为高效。2015年的国际学生评估项目（Program for International Student Assessment，PISA）是世界上首个国际性的合作解决问题能力测评项目，合作解决问题能力是旨在促成问题成功解决的融合认知技能（问题解决）与社会技能（合作）的高阶能力[1]。根据2017年11月经合组织（OECD）发布的《PISA2015结果（第五卷）：合作解决问题》，中国（北上广苏）①学生的合作解决问题能力远不如表现最佳的新加坡学生，甚至低于OECD成员平均水平②，这显示我国课程改革在提高质量上面临的挑战之一是学生低水平的合作解决问题能力。在世界各国教育系统深化学习方式变革，强调项目式学习与探究性学习的背景下，发展学生的合作解决问题能力尤为重要。

一、学生合作解决问题能力的内涵

学生合作解决问题融合了传统概念上的合作能力与问题解决能力，合作能力更是全球共同倡导的跨学科核心素养，合作解决问题能力是学生在复杂情境中投入认知、行为、情感要素与异质群体进行合作所体现的综合素养。在信息化、大数据、人工智能时代，相较于个人层面的解决问题，合作解决问题能达成有效分工，整合不同来源的知识、观点和经验信息，促进团队成员的相互激励，以导向具有高创造性与高质量的解决方案[2]。合作解决问题不仅能有效解决问题，而且能通过丰富学习投入、完善学习过程、规约学习经历，发展学生的关键能力与跨学科核心素养。

（一）学生合作解决问题能力的研究背景

目前，世界各国的课程教学改革都注重培养学生的批判思维能力、认知能力、合作能力、问题解决能力，但很少有教育系统将学生的合作解决问题能力纳入课程体系，缺少合作技能、问题解决技能、合作解决问题能力等高阶能力的测评标准，缺乏基于测评数据与结果促进核心技能和关键能力培养的机制。随着世界教育和学习方式的变革与评价理念的发展，国际大规模教育评价开始转向合作解决问题能力等高阶技能的测评研究。由思科、英特尔、微软等公司资助的“21世纪技能的评价与教学”项目（Assessment & Teaching of 21st Century Skills，ATC21S）指出，作为21世纪技能的合作解决问题能力是由合作、问题解决和塑造21世纪的新技术构成的复合型指标，合作解决问题测评框架包含社会技能（social skills）和认知技能（cognitive skills）两个维度，社会技能维度的下属指标包括参与（participation）、观点获取（perspective taking）和社会调节（social regulation），认知技能维度的下属指标包括任务调节（task regulation）与知识建构（knowledge building）[3]。PISA一直关注学生解决问题的能力：PISA2003采用纸笔测验形式开展个人问题解决能力的测评；PISA2012基于计算机技术实施个人问题解决能力的测评；PISA2015在已有的问题解决能力测评框架基础上，使用计算机技术构建复杂情境以测评学生的合作解决问题能力。

近年来，我国课程与教学改革坚持能力为重，聚焦于发展学生的核心素养与关键能力，尤其是培养学生的合作能力、问题解决能力，但我国至今尚未有关于学生合作解决问题能力的系统研究，缺乏合作解决问题能力这一高阶技能的评价标准和策略。PISA2015 合作解决问题测评项目建构了成熟的合作解决问题能力的概念体系、评价标准与分析准则，采用了新的测评技术与评价理念，为基于测评数据促成合作解决问题能力培养和课程教学实践的变革提供了可能。

（二）学生合作解决问题能力的概念界定

PISA2015合作解决问题能力的概念建构基于PISA2003与PISA2012问题解决能力领域测评。PISA2003将问题解决能力定义为“个体使用认知过程来面对和解决真实的、跨学科情境的能力，在这种情境中，问题解决方案并不是一目了然的，所适用的内容领域或课程领域并不局限于数学、科学和阅读单一学科”。PISA2012问题解决框架基本沿用了PISA2003的定义，但增加了意志、情感因素，其问题解决能力是指“在没有直接明确解决方法的情况下，个人投入认知过程以理解和处理问题情境的能力，它还包括处理这些问题情境的意愿，以实现学生成为建设性和反思性公民的潜力”[4]。PISA2015将合作解决问题能力定义为“个体有效地参与由两名或以上的成员组成的团队，通过共享理解与达成共识，付出努力寻找解决方案，汇集团队成员的知识、技能和行动以得出问题解决方案，最终解决问题的能力”。由此可见，PISA从问题解决能力到合作解决问题能力的测评，实现了由侧重于认知性素养，到强调情感性素养，逐步发展为社会性素养的转向。[5]

PISA2015合作解决问题能力是由合作技能与问题解决能力动态联系形成的宏观二维能力，其中，合作技能占主导地位。从结构来看，合作解决问题能力并非合作能力与问题解决能力的简单相加，它是在问题解决能力的基础上适切地融入合作能力的核心要素和人机交互新技术的理解力，合作意味着有两位或以上的成员参与互动，以共同解决问题，团队中的一名成员是参与PISA测评的学生，其他成员是计算机虚拟人物；从过程来看，合作解决问题需要学生认知投入、行为投入、情感投入等多个维度的高层级与高水平投入；从目的来看，合作解决问题能力测评的核心强调解决当下问题的合作过程和行为，而不以提出正确的解决方案为根本目标[6]，它更加关注学生在合作问题解决中建立共识、沟通交流、做出反馈、处理冲突、合理分工、组织管理、监控进程、评价成效等；从性质来看，合作解决问题能力是高阶能力、综合性能力，也是学科一般能力，即学生在各学科学习过程中表现出来的普遍存在的基本学科能力[7]，它通常不是作为一种独立于特定内容领域的单一技能来教授的，而是整合在学校特定的学科课程学习中进行培养的；从评价理念来看，PISA对合作解决问题能力的测评必须发生在学生解决问题的过程中，收集学生的动态表现数据，秉承过程性评价、表现性评价与发展性评价理念。

二、学生合作解决问题能力的测评

合作解决问题能力存在复杂的构成机制，其概念起源于问题解决，指向合作性这一社会技能，聚焦问题解决与合作之间的动态交融，借助团队合作的形式将个体问题解决中内隐的认知过程外显化、可观察化与易测量化。PISA2015合作解决问题能力的测量基于成熟的测评框架与指标、系统的影响因素与过程概述以及指向结果表达、阐释与解读的表现水平量表，其为衡量学生合作解决问题能力水平的高低及分析其影响机制提供了参照。

（一）学生合作解决问题能力的测评框架

合作解决问题能力的测评框架由两个方面构成：个人问题解决精熟度与合作精熟度。个人问题解决维度包括问题解决过程中四个环节的认知投入，并沿用了PISA2012问题解决能力框架，即探究与理解、表征与系统化、计划与执行、监控与反思，探究与理解包括通过观察、交互、搜索信息、发现限制因素或障碍等方式探究问题情境，并在与问题情境交互的过程中论证对已有信息和探索信息的理解；表征与系统化是指运用表格、图形、符号或文字来表达问题情境的各个方面，并就问题中的相关因素及其关系提出假设，以对问题情境建立一个连贯的心理表征；计划与执行包括为了解决问题而修订计划或策略、执行策略并完善总目标和设定的子目标；监控与反思指监控问题解决过程、对反馈做出回应、反思解决方案、反思问题情境所提供的信息及采取的策略。

构成合作解决问题能力核心的合作能力（社会技能）聚焦于三大合作素养：建立和维持共识、采取适当的行动解决问题、建立和维持团队组织。建立和维持共识是指学生必须能够在合作过程中识别团队其他成员的知识和观点，并就问题现状和活动开展建立共识，包括学生能监控自身的能力、知识和观点如何与其他成员和相关任务情境进行互动；采取适当的行动解决问题要求學生必须能够识别解决问题所需要的合作活动类型，并按照合适的行为步骤以达成解决方案，这包括学生为理解问题的限制条件、设立问题解决的团体目标、采取行动执行任务、监测团体与问题目标相关的结果所投入的努力；建立和维持团队组织指学生必须能在了解团队各成员擅长领域的前提下，明晰自身和其他成员的角色定位、遵循自身角色投入的规则、监测团队组织方式、调整团队的解决问题行为以达到最佳能力表现水平以及处理解决问题过程中的交流中断问题或其他障碍[8]。PISA2015合作解决问题测评框架以个人问题解决过程为纬，以合作素养为经，交叉构成了包含12个具体技能指标的测评矩阵，这些指标均体现了合作素养与个人问题解决认知过程的动态交互（见表1）。[9]

（二）学生合作解决问题能力的影响因素

PISA2015拟定了高度结构化的合作解决问题能力的影响因素框架，包括学生背景以及任务背景信息两大部分。图1全面展示了合作解决问题能力的结构框架及主要影响因素。

1.学生背景影响因素

学生的先前知识与经验，如学生在数学、科学、阅读、写作、信息通信技术等领域的知识及日常知识，会影响学生合作解决问题的能力；学生个性特征，如人际交往能力、态度、情绪、人格和动机都会影响个人层面和合作层面上的问题解决的成功性；认知能力，如工作记忆能力、逻辑推理能力和空间能力同样影响合作解决问题能力。

2.任务背景影响因素

该因素有任务特征、问题情境、媒介和团队构成四个维度。在任务特征维度上，开放性是指问题设计的结构化与非结构化；信息的可用性是指学生接受有关问题解决的静态信息和动态信息；相互依赖性是指学生在问题解决中接受其他成员帮助的依赖性水平高低；目标的对称指团体目标与个人目标的对弈。在问题情境维度上，任务类型包括拼图游戏、建立共识和协商等；环境包括个人环境与公共环境、技术与非技术环境、学校（正式化）与学校外（非正式）环境等；领域内容包括数学、科学、阅读、环境、共同体和政治等。在媒介维度上，由低水平向高水平过渡的语义丰富性指问题提供情境的丰富程度，有的情境是模拟现实，有的情境只是提供了小组交流的简单片段；指称意义指问题情境是指向外在世界和真实世界，还是关于抽象世界和抽离外在知识的；问题空间指学生获得关于其他团队成员明确的或潜在的活动行为信息。在团队构成维度上，角色的相称指每位团队成员在问题解决过程中的行动是对等还是非对等的；地位的对等指团队成员只考虑同伴合作关系而不是利益促进的交互关系；团队的规模是由包括学生在内的2名及以上的成员构成。

（三）学生合作解决问题能力的表现水平

PISA2015构建了合作解决问题能力水平量表，把学生合作解决问题能力水平区分为5个等级，水平1到水平4的学生能成功完成该水平所包含的项目，表现低于水平1的学生被认为缺乏合作解决问题的能力。该量表不仅能反映学生所处的相对位置并比较各国学生的合作解决问题能力水平分布和竞争力，还能通过描述每一级能力水平所对应的题目难度和分数，以及每一级水平所对应的学生合作解决问题能力的表现特点，对常模参照测验作出标准参照的解释，以更好地了解分数背后代表的意义[10]。明晰学生合作解决问题能力表现的水平等级、划定各等级水平的分数范围、描述达到各水平的学生能力特点，将直接指向对抽象测评分数背后能力维度内涵的具体表达与丰富解读（见表2）。

三、学生合作解决问题能力测评的反思

近几年我国课程改革强调培养学生的核心素养与关键能力，倡导项目式学习与跨学科学习，然而科学规范的核心素养与关键能力评价标准和测评研究尚显模糊，基于能力测评以改进课程教学、发展学生关键能力的机制亟待建立。PISA视域下的合作解决问题能力测评明晰了能力的内在结构与关键要素，建构了能力表现标准和层级水平，采用了基于计算机的测评技术和方法，贯彻了“基于数据、基于证据、基于标准、基于表现”的发展性测评理念。体现国际教育测评发展最新理念和方法的合作解决问题能力测评为我国关于关键能力、高阶技能、跨学科能力、社会技能、情感态度的测评发展提供了经验和启示。

（一）建构能力测评框架，实施基于标准的评价

建构能力测评框架是开展能力测评的依据和基础，决定了后续能力测评的信度和效度。像合作解决问题能力这样的高阶技能和关键能力是高度抽象、结构复杂和难以直接观察和测量的，如何测量这些内隐于学生个体的潜在特质是能力测评的关键所在。基于PISA合作解决问题能力测评经验，能力测评的首要步骤是将能力概念化和操作化，解构能力关键要素，建构与能力概念相一致的操作性定义测评框架；然后，依据测评框架利用计算机技术构建复杂的任务情境，在任务情境中设置一系列基于潜在构想而产生的观察指标，每个观察指标对应测评框架中的某一种技能（如合作解决问题测评框架中的12种技能）或某一种元素；最后在学生完成任务的过程中获取学生对系列观察指标的反应，从而对学生的潜在能力进行推论[11]。在整个能力测评中，基于能力内涵的测评框架构建是核心环节，它决定了测评任务的项目设计、评价标准的拟定和结果解读的空间。由于人们对能力的理论研究和构想假设的视角各异，因此所建构的能力测评框架及其维度指标也会有所不同，例如PISA2015和ACT21S的合作解决问题能力的测评框架有很大区别，但这并不会在能力测评结果的科学性和规范性上产生分歧。

因此，我国的能力测评要加强测评框架的研制，建构符合我国学生能力发展实际和需求的测评框架，尤其是在当前核心素养和关键能力的测评有多个国际版本和经验借鉴的背景下。同时，我国能力测评的实施应基于标准，如果说测评框架规定了学生应该能做什么，那么能力表现标准则说明了能做到的程度，即学生的表现水平及其描述。能力标准明晰学生的能力结构要素、划定学生的能力发展水平和指向学生能力发展的未来路径，基于标准的能力评价不同于过去模糊抽象的传统评价，为能力发展的全方位诊断和具体改进培养提供直接依据。

（二）更新能力测评理念，建立基于测评的反馈

和静态的独立于情境的传统认知测验和纸笔测验有所不同，合作解决问题能力的测评是基于真实复杂情境，通过学生执行任务、合作交流、问题解决等动态交互过程进行的。核心素养和关键能力的测评基于构建的真实任务情境，记录学生在情境中的动态性和过程性发展数据，以此来推论和评价学生的能力发展，并旨在改进教师的教学和学生的学习。从此意义上说，能力测评比传统学业纸笔测验更加复杂，实施的难度更大，但PISA等国际大规模教育评价项目关于问题解决能力、合作解决问题能力的测评证明了高阶技能的可测性和测量的规范性。我国长期以来由于关键能力和高阶技能的难以测量而很少涉及能力测评的研究与实践，或者将能力测评等同于纸笔测验。因此，我国的能力测评领域需要更新评价理念。一方面，我们要明确情感态度、社会技能、关键能力、核心素养是可以进行科学测评的，为此我们需要加大对能力测评的系统研究；另一方面，我們需要树立科学的能力评价观，高阶技能的测评不能采取像认知能力一样的纸笔测验方式，而应依附于真实情境和过程表现，彰显其实践属性和过程属性，我们需要记录学生在任务情境中的实时动态数据和发展轨迹，基于表现数据和案例来评价学生的能力，秉持发展性的能力测评理念。同时，在更新测评理念的基础上建立反馈机制，让能力测评的过程性数据和结果分析直接为教育教学改进与反馈所用。我国综合素质评价和综合实践能力评价的数据和结果多用于为学生进行等级划分和排名，而这些抽象的等级和排名难以为诊断学生能力发展存在的问题、改进教学过程、培养学生能力提供反馈信息，应基于能力测评的反馈建立起“教-学-评”一致的联动机制。例如，PISA合作解决问题能力的测评结果为各国教育系统提供了在课程教学、教育支持、同伴关系等方面决策的反馈信息，以促进学生合作解决问题能力的发展。

（三）发展能力测评方法，采用能力测评新技术

规范的能力测评不仅要有科学的测评理念支撑，还要有高效的测评方法和测评技术。PISA不仅测评了合作解决问题能力，还基于预先拟定的能力影响因素框架测评了因素中的各个指标，并将学生合作解决问题能力的表现与背景影响因素进行关联。一方面，丰富了对合作解决问题能力测评表现的结果解读，另一方面，揭示合作解决问题能力与背景因素之间的关系，为培养能力、改进课程教学、强化外围环境的支持等方面提供针对性的反馈信息。PISA合作解决问题能力测评采用基于计算机的测评技术（computer-based assessment），一定程度上减轻了大规模能力测评的人力资源和物质资源负担。基于计算机的测评能提供复杂真实的任务情境，支撑问题解决的过程，能动态采集密集型过程数据，经过精心设计的评分算法抽取高阶能力的观察指标并进行赋值，利用项目反应理论测量模型对学生的合作解决问题能力进行推论，估计出合作解决问题能力的量尺分数。学生核心素养和关键能力的测评基于真实生活情境，传统学业成就测验难以提供动态、交互、复杂的情境，基于计算机的测评技术为我国当下核心素养与关键能力的测评提供了探索路径与可行方向，一些高阶技能的测评需要采用国际教育测评领域的新技术和新方法，尤其是国际大规模教育评价项目中经常使用的项目反应理论测评技术。PISA合作解决问题能力测评的创新之举在于构建人机交互模式，利用计算机虚拟成员与参与测评的学生合作解决问题，为学生构建了真实的合作解决问题的任务情境，提高了测评的效度。我国的教育测评领域还处于发展阶段，高阶能力的测评需要借鉴国际教育测评的经验，加强对测评方法和技术的研究，落实测评方法和技术在关键能力测评中的运用。

注释：

①参与PISA2015测评的中国部分地区联合体为北京市-上海市-江苏省-广东省，PISA编码为B-S-J-G（China）。

②新加坡学生的合作解决问题能力表现得分（561分）在所有参评国家和地区中位列第一，而中国（北上广苏）的合作解决问题能力表现得分（496分）位列第26名，低于OECD成员的平均水平（500分）。

③合作解决问题能力表现量表分数以OECD成员的平均成绩为500分、标准差为100分来确定。

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编辑 朱婷婷 校对 许方舟