□王辭曉 王小越

一、問題提出

協(xié)作問題解決能力是應(yīng)對復(fù)雜社會情境、持續(xù)開展學(xué)習(xí)和工作所必備的高階技能，被國際經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）列為核心素養(yǎng)之一（OECD，2005）。為培養(yǎng)具備較強協(xié)作問題解決能力的人才，越來越多的教育實踐者將相應(yīng)活動引入教學(xué)之中（L?ms?，et al.，2021）。協(xié)作問題解決活動有機整合了基于問題的學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)兩者的教學(xué)優(yōu)勢，是培養(yǎng)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)、團隊協(xié)作、問題解決等高階素養(yǎng)的主要教學(xué)策略，也是幫助學(xué)習(xí)者將學(xué)科知識整合、遷移到真實生活情境的重要途徑之一（王鶴瑾，等，2021）。在已有相關(guān)研究中，多數(shù)研究從個體層面測量學(xué)生個人的協(xié)作問題解決能力，少數(shù)研究從群體層面關(guān)注小組的協(xié)作問題解決表現(xiàn)。小組協(xié)作問題解決表現(xiàn)與成員特征、協(xié)作模式、教學(xué)干預(yù)等密切相關(guān)（Krouska，et al.，2020b），具有社會性、復(fù)雜性和不確定性等特點。

為更好地提升問題解決情境中的小組表現(xiàn)，已有研究采用回歸分析等傳統(tǒng)方法對協(xié)作學(xué)習(xí)成效的影響因素進行了探索。然而，傳統(tǒng)分析方法主要關(guān)注各因素的凈效應(yīng)，忽視了協(xié)作問題解決過程中小組內(nèi)外部多種因素之間的交互依賴性，難以解釋復(fù)雜交互情境中小組協(xié)作問題解決表現(xiàn)的內(nèi)在形成機制?；诖耍狙芯恳钥茖W(xué)實驗探究的協(xié)作問題解決為研究情境，采用定性比較分析方法探索小組內(nèi)外部多重因素對其問題解決水平的協(xié)同作用路徑，以期為學(xué)生協(xié)作問題解決能力培養(yǎng)提供策略建議。具體研究問題如下：（1）哪些內(nèi)外部小組特征會顯著影響小組問題解決水平？ 影響小組問題解決水平的小組特征組態(tài)是怎樣的？（2）哪些小組特征在促使小組生成高問題解決水平上發(fā)揮著更重要的作用？ 它們之間存在著怎樣的彌補或替代關(guān)系？

二、文獻綜述

（一）協(xié)作問題解決的內(nèi)涵與學(xué)習(xí)觀

隨著教學(xué)理論與實踐經(jīng)驗的積累與沉淀，協(xié)作問題解決作為一種獨特的教學(xué)方法，受到教育實踐者與研究者的日益重視。協(xié)作問題解決（Collaborative Problem Solving，CPS）包括基于問題的學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)兩大要素?；趩栴}的學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning，PBL）旨在通過創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者借助已有經(jīng)驗和資源解決復(fù)雜的、非良構(gòu)的問題，并在此過程中習(xí)得相關(guān)的學(xué)科知識（Hmelo-Silver，2004）。協(xié)作學(xué)習(xí)則指多個學(xué)習(xí)者通過分享、協(xié)商、論證以實現(xiàn)社會化知識建構(gòu)的過程（Stahl，2000）。開展協(xié)作問題解決的首要前提是：問題解決任務(wù)較為復(fù)雜，難以由個人獨立完成，需要通過協(xié)作匯聚不同個體的信息、經(jīng)驗、技能實現(xiàn)復(fù)雜問題解決（Savery，2006）。協(xié)作學(xué)習(xí)能夠為小組問題解決過程提供社會性的、交互性的學(xué)習(xí)情境，二者的結(jié)合有助于學(xué)生的社會化認知發(fā)展和協(xié)作能力培養(yǎng)（梁云真，等，2017）。

探討協(xié)作問題解決的學(xué)習(xí)觀，有助于理解其教育價值、發(fā)展相應(yīng)的評價工具。協(xié)作問題解決包含個體和群體兩個學(xué)習(xí)層次。對個體而言，協(xié)作問題解決是習(xí)得學(xué)科知識與技能、提升協(xié)作能力與復(fù)雜問題解決能力的過程。評測個體的協(xié)作問題解決能力主要借助自評量表、測試題、行為量規(guī)等工具（Rojas，et al.，2021）。例如，PISA 從協(xié)作技能維度和問題解決維度構(gòu)建能力矩陣，通過分析學(xué)習(xí)者與虛擬代理協(xié)作問題解決的過程性答題數(shù)據(jù)實現(xiàn)個體的能力測評（Tang，et al.，2021）。也有研究者指出這一方法主要關(guān)注問題解決的認知和行為維度，缺乏對人際交互中社會維度的考察，并呼吁在真實的教育情境中評測學(xué)生的協(xié)作問題解決能力（Graesser，et al.，2018）。對群體而言，真實協(xié)作情境中的人際交互質(zhì)量會影響短期問題解決結(jié)果和長期社會化技能。群體學(xué)習(xí)結(jié)果則能夠反映小組當(dāng)前的問題解決水平，通常由設(shè)計作品、解決方案、調(diào)研報告等進行評測（Jonassen，2000）?？偟膩碚f，現(xiàn)有研究多關(guān)注個體協(xié)作問題解決測量，對群體層面的協(xié)作問題解決表現(xiàn)的關(guān)注相對較少。并且，由于生生交互的社會性和復(fù)雜性，協(xié)作問題解決過程與結(jié)果具有不確定性（Jordan，et al.，2014），這種不確定性增加了實證研究的難度，也促使著教育研究者持續(xù)探索如何幫助小組取得更好的學(xué)習(xí)成效。

（二）影響問題解決水平的小組特征

探究小組問題解決水平的影響因素和作用機制有助于理解協(xié)作規(guī)律、設(shè)計相應(yīng)的干預(yù)策略。已有研究中的影響協(xié)作問題解決水平的小組特征可以概括為三種類型：預(yù)設(shè)型、生成型和促進型。預(yù)設(shè)型特征指協(xié)作開始前小組已具備的成員結(jié)構(gòu)特征。生成型特征指協(xié)作過程中小組內(nèi)部的生生交互情況。促進型特征指協(xié)作過程中小組外部提供的教學(xué)干預(yù)。

預(yù)設(shè)型小組特征主要受成組方式的影響。小組是協(xié)作學(xué)習(xí)的基本單位，成組作為協(xié)作學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一決定了小組成員結(jié)構(gòu)，進而影響協(xié)作學(xué)習(xí)的效率與效果（Moreno，et al.，2012；Rosen，et al.，2020）。在課堂教學(xué)中，性別和學(xué)業(yè)表現(xiàn)是較常應(yīng)用的成組依據(jù)，也是影響小組協(xié)作問題解決水平的重要因素（Krouska，et al.，2020a）。性別的影響可以從個體和群體兩個角度來看。從個體角度來看，不同性別個體的協(xié)作問題解決能力可能存在差異，例如，PISA 2015 測試結(jié)果顯示，一些國家或地區(qū)中女生的協(xié)作問題解決能力顯著高于男生（Tang，et al.，2021）。從群體角度來看，組員性別構(gòu)成可能會影響小組的協(xié)作問題解決水平。已有研究發(fā)現(xiàn)，與混合性別組相比，單一性別組的知識應(yīng)用效果較好，但問題解決思路沒有前者豐富（Lin，et al.，2020）。學(xué)業(yè)表現(xiàn)可分為學(xué)生客觀成績和教師主觀印象兩類。教師可根據(jù)學(xué)生的先前學(xué)業(yè)表現(xiàn)對其進行分組。成組結(jié)果一般分為同質(zhì)小組和異質(zhì)小組，前者指組員學(xué)業(yè)表現(xiàn)相近，后者指組員學(xué)業(yè)表現(xiàn)具有一定差異（Krouska，et al.，2020b）。已有研究表明，異質(zhì)小組的協(xié)作表現(xiàn)和知識習(xí)得均優(yōu)于同質(zhì)小組（Manske，et al.，2015）。此外，組內(nèi)成員的學(xué)業(yè)表現(xiàn)還反映了小組在班級中的競爭優(yōu)勢。組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)的成組方式可使小組之間均有相近的競爭優(yōu)勢，即各小組均具有獲得成功的公平條件（Garshasbi，et al.，2019）。

生成型小組特征與小組成員在實際協(xié)作中的交互情況有關(guān)。組員間的交流（Communication）被認為是協(xié)作問題解決獲得成功的核心影響因素（Rosen，et al.，2020;王兆雪，等，2022）。從個體角度來看，個體與其他小組成員的交互關(guān)系會影響其學(xué)習(xí)投入，進而影響小組學(xué)習(xí)表現(xiàn)（Qureshi，et al.，2021）。從群體角度來看，成員間的積極互賴關(guān)系是協(xié)作學(xué)習(xí)的基本要素之一（Johnson，et al.，1987）。小組成員間具有良好的協(xié)作關(guān)系能夠降低由交互活動引起的外在認知負荷，從而保障特定時間內(nèi)群體信息交互的質(zhì)量（Kirschner，et al.，2018；王辭曉，等，2021）。此外，有研究通過教育準實驗研究發(fā)現(xiàn)，與成員領(lǐng)域知識均較強的小組相比，成員溝通能力均較強的小組問題解決效果更好（Hayama，2014）。

促進型小組特征與來自小組外部教學(xué)的干預(yù)相關(guān)。針對協(xié)作問題解決的學(xué)習(xí)特點，有研究（Gu，et al.，2015）設(shè)計了促進協(xié)作問題解決的干預(yù)框架，具體包括對話規(guī)則建立、任務(wù)計劃制定、論點證據(jù)構(gòu)建三個干預(yù)維度。還有研究（Ferguson-Patrick，2018）將協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)干預(yù)劃分為促進認知、調(diào)節(jié)情感、推動社交和組織管理四個方面。此外，協(xié)作學(xué)習(xí)領(lǐng)域還提出了腳本理論，旨在通過為小組提供關(guān)于協(xié)作策略與任務(wù)支架的外部腳本，促進成員間開展有效交互（Vogel，et al.，2017）。也有研究者指出過度的外部干預(yù)會限制協(xié)作的自然發(fā)生，對學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和高階思維培養(yǎng)具有負面作用（Radkowitsch，et al.，2020）。

總的來說，影響協(xié)作問題解決的小組特征具有多元性和復(fù)雜性，多重內(nèi)外部條件如何作用于小組問題解決還有待深入探究。盡管現(xiàn)有研究關(guān)注了上述預(yù)設(shè)型（性別比例、異質(zhì)程度、競爭優(yōu)勢）、生成型（協(xié)作關(guān)系）和促進型（教學(xué)干預(yù)）小組特征對協(xié)作問題解決水平的影響，但這些研究僅關(guān)注其中一個或部分特征的作用，缺乏對這些復(fù)雜特征的整體性分析?；诖耍狙芯繉⒕C合上述內(nèi)外部小組特征，探究其對小組問題解決水平的協(xié)同作用路徑。

三、研究設(shè)計

（一）研究情境

本研究將協(xié)作問題解決的研究情境聚焦于科學(xué)實驗探究中。基于虛擬實驗的協(xié)作探究活動是當(dāng)前科學(xué)課堂的新型教學(xué)實踐形式。實驗學(xué)校為北京某公立小學(xué)，該校具備專門的科學(xué)探究教室，并提供了充足的平板電腦供學(xué)生開展虛擬實驗探究。實驗對象為五年級四個班級的學(xué)生，年齡為10～12 歲，總?cè)藬?shù)為129 人，各班人數(shù)均大于30，且科學(xué)課程均由同一位科學(xué)教師任教。每班學(xué)生隨機分為6 個小組，小組規(guī)模為5～6 人。本研究共開展了兩輪探究活動，探究主題分別為簡單電路和電磁感應(yīng)，實驗時間相隔一個月。最終共有48 個小組案例納入研究樣本。

在教學(xué)活動設(shè)計方面，本研究創(chuàng)設(shè)了引導(dǎo)型問題解決情境。探究活動通常分為證實型探究、結(jié)構(gòu)型探究、引導(dǎo)型探究、開放型探究四種類型（Banchi，et al.，2008）。其中，引導(dǎo)型探究指學(xué)生根據(jù)教師提出的問題，自主設(shè)計或選擇方法步驟完成探究任務(wù)。這類探究活動具有預(yù)設(shè)的問題情境且對小組探究過程約束性較低，適用于小學(xué)階段對學(xué)生協(xié)作問題解決能力的培養(yǎng)?；诖?，本研究設(shè)計了引導(dǎo)型探究實驗單，將科學(xué)協(xié)作探究的問題解決情境以圖文形式呈現(xiàn)給小組。實驗單包括問題任務(wù)、圖像提示、思路作答三個部分。其中，圖像提示指對問題任務(wù)已知條件、實驗器材的可視化呈現(xiàn)，如電路元件、磁鐵正負極等。具體而言，簡單電路的問題解決任務(wù)為“設(shè)計使2 個小燈泡同時發(fā)光或熄滅的電路圖”；電磁感應(yīng)的問題解決任務(wù)為“探究磁鐵插入線圈時，線圈匝數(shù)和電流大小的關(guān)系”。學(xué)生以小組為單位開展協(xié)作問題解決活動，并將問題解決成果填入所給實驗單中。

（二）研究框架

本研究的條件變量為性別比例、異質(zhì)程度、競爭優(yōu)勢、協(xié)作關(guān)系、教學(xué)干預(yù)，結(jié)果變量為小組問題解決水平。其中，性別比例、異質(zhì)程度、競爭優(yōu)勢為小組協(xié)作前所具備的預(yù)設(shè)型內(nèi)部條件；協(xié)作關(guān)系為小組協(xié)作中的生成型內(nèi)部條件；教學(xué)干預(yù)則為促進型的外部條件。性別比例，指小組內(nèi)男生與女生的分布情況，反映小組的性別均衡程度。異質(zhì)程度，指小組成員學(xué)業(yè)表現(xiàn)的離散程度，反映小組內(nèi)部在知識技能方面的異質(zhì)性水平。競爭優(yōu)勢，指小組成員中優(yōu)秀學(xué)生的占比，反映小組在班級范圍的競爭力。協(xié)作關(guān)系，指小組成員在協(xié)作過程中交互的緊密程度。教學(xué)干預(yù)，指教師對小組實施的任務(wù)推進、協(xié)作策略等方面的引導(dǎo)，干預(yù)形式為面向小組實施外部腳本，具體包括協(xié)作前的書面提示和協(xié)作中的口頭提示。如圖1所示，研究框架假設(shè)這些小組內(nèi)部因素和外部因素會對小組協(xié)作探究的問題解決水平產(chǎn)生影響，且這些因素對結(jié)果變量的影響具有復(fù)雜性、并發(fā)性。基于此，本研究期望探究哪些因素會顯著影響小組問題解決水平，以及哪些因素組合會共同作用于小組的問題解決表現(xiàn)。

圖1 研究框架

（三）數(shù)據(jù)分析方法

定性比較分析（Qualitative Comparative Analysis，QCA）區(qū)別于探討線性關(guān)系的傳統(tǒng)定量研究方法，是一種“案例導(dǎo)向”的分析方法（Schneider，et al.，2012）。QCA 方法基于布爾代數(shù)和集合理論以及利用邏輯最小化原則，尋找共享相同結(jié)果案例之間的共性和差異，并以一種簡潔但邏輯上等價的方式構(gòu)建多要素組態(tài)路徑來陳述社會現(xiàn)象中復(fù)雜的因果關(guān)系。該方法能夠處理案例少、變量多的樣本，具有要素之間相互依存性、組態(tài)路徑等效性和因果非對稱性等特征（李文昊，等，2022）。根據(jù)變量的不同，QCA方法可以分為四種類型：基于二分變量的清晰集定性比較分析（crisp-set QCA，csQCA）、基于連續(xù)型變量的模糊集定性比較分析（fuzzy-set QCA，fsQCA）、基于多項分類變量的多值集定性比較分析（multivalue QCA，mvQCA）以及基于變量時間順序的時序性比較分析（temporal QCA，tQCA）。其中，fsQCA 具有更大的靈活性，它突破了將案例強制進行歸類的局限，實現(xiàn)了基于集合隸屬度和程度差異處理連續(xù)變量的功能，增強了方法適用性和可操作性（Schneider，et al.，2012）。本研究具有小樣本、二分變量和連續(xù)型變量共存、多重因素并發(fā)等特點，因而數(shù)據(jù)分析應(yīng)選擇fsQCA 方法。QCA 方法主要分為必要條件分析、條件組態(tài)分析、穩(wěn)健性檢驗三個環(huán)節(jié)，本研究使用fsQCA 3.0 軟件進行數(shù)據(jù)分析。

（四）變量測量與校準

1.變量測量

本研究通過多源數(shù)據(jù)實現(xiàn)對條件變量和結(jié)果變量的測量。條件變量主要通過學(xué)生基本信息、期末成績、教師評價、反思問卷等數(shù)據(jù)計算獲得。初始性別比例為連續(xù)型變量，取值為男生與女生人數(shù)之比。為直接體現(xiàn)小組的性別均衡程度，本研究將初始性別比例轉(zhuǎn)換為二分變量：已知樣本小組規(guī)模為5～6 人，當(dāng)初始性別比例為2/3、3/3、3/2 時，認為性別比例均衡，變量賦值為1；當(dāng)初始性別比例取值為4/1、5/0時，則表明性別比例失衡，變量賦值為0。異質(zhì)程度為連續(xù)型變量，取值為組內(nèi)全部學(xué)生上一學(xué)期科學(xué)課程期末成績的方差。競爭優(yōu)勢為連續(xù)型變量，取值為教師評價為優(yōu)秀學(xué)生的組員占小組總?cè)藬?shù)的比值。協(xié)作關(guān)系為連續(xù)型變量，由社會網(wǎng)絡(luò)分析的網(wǎng)絡(luò)密度指標計算得到。在協(xié)作學(xué)習(xí)后，小組成員填寫協(xié)作反思問卷。反思問卷包括主觀問題“本次任務(wù)中，你與哪幾位組員交流比較多”。根據(jù)小組成員人數(shù)、反思問卷得到的交互信息，可計算出小組的網(wǎng)絡(luò)密度。教學(xué)干預(yù)為二分變量，指是否實施教學(xué)干預(yù)，有教學(xué)干預(yù)賦值為1，無教學(xué)干預(yù)賦值為0。結(jié)果變量小組問題解決水平為連續(xù)型變量，賦值為小組實驗單問題解決任務(wù)分數(shù)（滿分為50 分）。為進行不同探究主題下問題解決成果的比較，需對小組實驗單成績進行標準化處理，先得到正態(tài)化標準分數(shù)Z 分數(shù)（Z-score），再對Z 分數(shù)進行線性變換，得到的T 分數(shù)（T=50+10Z）用于實際數(shù)據(jù)分析。

2.變量校準

在運用fsQCA 對案例進行組態(tài)分析前，需要進行變量校準。變量校準指將變量轉(zhuǎn)化為0～1 之間的集合，以實現(xiàn)集合隸屬度的分配（Schneider，et al.，2012）。對于二分變量，由于fsQCA 延伸了csQCA 方法，二分變量賦值1 和0 即可。例如，本研究中條件變量性別比例（均衡組占比70.83%；失衡組占比29.17%）和教學(xué)干預(yù)（有干預(yù)組占比50%；無干預(yù)組占比50%）均為二分變量。對于連續(xù)型的異質(zhì)程度、競爭優(yōu)勢、協(xié)作關(guān)系三個條件變量以及問題解決水平這一結(jié)果變量，本研究采用直接校準法中的客觀分位數(shù)確定標準錨點，即以95%、50%、5%分位數(shù)作為完全隸屬點、交叉點和完全不隸屬點（Rihoux，et al.，2009）。本研究三個連續(xù)變量和結(jié)果變量的錨點及描述如表1所示。

表1 連續(xù)型變量校準點和描述統(tǒng)計

四、數(shù)據(jù)分析結(jié)果

（一）必要條件分析

必要條件分析指判斷某個條件變量是否是影響結(jié)果變量的必要條件。具體而言，當(dāng)某個條件變量總是在某一結(jié)果發(fā)生時存在，則說明該條件變量是這一結(jié)果的必要條件。通過fsQCA 3.0 軟件對高水平/低水平問題解決的必要條件進行檢驗，結(jié)果如表2所示。其中，條件變量發(fā)生作用的一致性表示其對結(jié)果變量的必要程度，參考閾值應(yīng)為0.9 及以上。覆蓋度表示條件變量對結(jié)果變量的解釋力度，在滿足一致性閾值的條件下，覆蓋度越高越好（陳向東，等，2020）。如表2所示，五個條件變量對結(jié)果變量的一致性水平均低于閾值0.9，表明這五個條件變量均不是影響小組問題解決水平的必要條件，即沒有哪項條件變量一定會引發(fā)高水平或低水平的小組問題解決結(jié)果。換言之，分析小組問題解決水平的成因，應(yīng)綜合考慮小組內(nèi)部和外部多重因素的協(xié)同并發(fā)作用。

表2 條件變量的必要性分析

（二）條件組態(tài)分析

條件組態(tài)分析旨在分析多種條件變量的不同組合路徑（組態(tài)）引發(fā)某一結(jié)果的充分性。本研究將通過條件組態(tài)分析探究哪些條件組態(tài)會促使小組走向高水平或低水平問題解決。對條件組態(tài)充分性的判斷需按照如下步驟進行fsQCA 3.0 的參數(shù)設(shè)置。第一步，根據(jù)樣本量大小設(shè)置組態(tài)的案例頻數(shù)，以保證75%以上的樣本案例納入后續(xù)分析（何霞，2020）。由于本研究樣本量總數(shù)為48，故案例頻數(shù)設(shè)定為1。第二步，設(shè)置充分性的一致性閾值，其一致性一般應(yīng)大于0.75（Ragin，2006），本研究將一致性閾值設(shè)定為0.8。第三步，設(shè)定PRI（Proportional Reduction in Inconsistency）值為0.7，以降低同因異果矛盾組態(tài)出現(xiàn)的概率，通過以上設(shè)置，獲得簡約解、中間解、復(fù)雜解三種解。并遵循已有研究對結(jié)果的匯報思路（Ragin，et al.，2008），即以中間解為主、簡約解為輔，進行條件組態(tài)的效應(yīng)分析。如表3所示，形成高水平問題解決的小組條件組態(tài)有4 個，這4個組態(tài)總的一致性為0.887，總的覆蓋度為0.522，表明這些條件組態(tài)共能夠解釋52.2%的高水平問題解決小組案例；形成低水平問題解決的小組條件組態(tài)有2 個，總的一致性為0.948，總的覆蓋度為0.313，即這2 個組態(tài)共能夠解釋31.3%的低水平問題解決小組案例。下面分別介紹高水平和低水平問題解決的小組條件組態(tài)。

1.高水平問題解決的條件組態(tài)

根據(jù)條件變量對協(xié)作問題解決水平的組態(tài)效應(yīng)，本研究對組態(tài)1～4 所代表的小組類型進行命名：組態(tài)1 為協(xié)作關(guān)系助力下的性別均衡型，組態(tài)2 為教學(xué)干預(yù)助力下的性別均衡型，組態(tài)3 為教學(xué)干預(yù)主導(dǎo)下的組內(nèi)異質(zhì)型，組態(tài)4 為教學(xué)干預(yù)主導(dǎo)下的關(guān)系緊密型。各條件組態(tài)的典型小組案例及其變量隸屬度如表4所示。

表4 高水平問題解決各條件組態(tài)的典型案例

（1）組態(tài)1：協(xié)作關(guān)系助力下的性別均衡型。組態(tài)1 表明，無論教學(xué)干預(yù)存在與否，只要小組性別均衡作為核心存在條件，且組員協(xié)作關(guān)系緊密作為輔助存在條件，就可以促使小組取得高水平的協(xié)作問題解決結(jié)果。同時，即便小組競爭優(yōu)勢一般、組內(nèi)異質(zhì)程度不高，協(xié)作關(guān)系助力下的性別均衡型小組仍能夠取得較好的問題解決表現(xiàn)。在本研究的樣本案例中，符合該組態(tài)的小組共有5 個。以45 號小組為例，該小組由5 人組成，其中優(yōu)生為2 人，競爭優(yōu)勢處于中等水平，且組內(nèi)成員間在科學(xué)學(xué)業(yè)成績表現(xiàn)上異質(zhì)程度較低；同時，在小組任務(wù)過程中，教師也沒有提供相應(yīng)的教學(xué)干預(yù)支持；但由于小組性別相對均衡（3 男2 女），組內(nèi)協(xié)作關(guān)系密切程度也較高，能夠起到助力作用，使得該組最終取得較好的問題解決成效。

（2）組態(tài)2：教學(xué)干預(yù)助力下的性別均衡型。由表4 可知，組態(tài)2 和組態(tài)1 共享性別比例這一核心存在條件。與組態(tài)1 不同的是，組態(tài)2 將教學(xué)干預(yù)作為輔助存在條件，而非協(xié)作關(guān)系。這說明當(dāng)小組內(nèi)部性別均衡時，教師為小組提供與協(xié)作策略相關(guān)的外部教學(xué)干預(yù)，有助于削弱協(xié)作關(guān)系疏離對小組任務(wù)的負面影響。符合組態(tài)2 的小組共有5 個，以32 號小組為例，小組規(guī)模為6 人，男女比例為1:1，性別比例均衡?？梢姡幢銋f(xié)作過程中組內(nèi)成員間協(xié)作關(guān)系不緊密，性別均衡型小組在教學(xué)干預(yù)的助力下也能夠提高其問題解決水平。

（3）組態(tài)3：教學(xué)干預(yù)主導(dǎo)下的組內(nèi)異質(zhì)型。在組態(tài)3 中，在小組性別比例失衡且競爭優(yōu)勢較低的情況下，無論小組成員關(guān)系是否緊密，只要組內(nèi)異質(zhì)和教學(xué)干預(yù)作為核心存在條件，也能夠保障小組問題解決水平。符合組態(tài)3 的小組共有4 個，以31 號小組為例，該小組共6 人，男生2 人，女生4 人，性別比例失衡，且只有1 位優(yōu)生，小組內(nèi)成員交流也不密切；但是組內(nèi)成員間學(xué)業(yè)表現(xiàn)異質(zhì)程度較高，并且在小組任務(wù)過程中教師的教學(xué)干預(yù)起到了主導(dǎo)性作用，最終小組問題解決表現(xiàn)也達到了較高水平。

（4）組態(tài)4：教學(xué)干預(yù)主導(dǎo)下的關(guān)系緊密型。在組態(tài)4 中，在無法保障組內(nèi)成員異質(zhì)性的情況下，無論性別比例是否均衡，只要組內(nèi)協(xié)作關(guān)系緊密以及外部教學(xué)干預(yù)作為核心存在條件，且競爭優(yōu)勢作為輔助存在條件，小組問題解決水平也會較高。符合該組態(tài)的小組共有2 個，以1 號小組為例，該小組共有5 人，男生1 人，女生4 人，性別比例失衡較為嚴重，且組內(nèi)成員學(xué)業(yè)表現(xiàn)異質(zhì)程度較低；但由于組內(nèi)成員之間交流非常密切，且教師的教學(xué)干預(yù)起到了主導(dǎo)性作用，該小組最終獲得較高水平的問題解決成效。

2.低水平問題解決的條件組態(tài)

為了驗證高/低問題解決水平是否具備非對稱性，本研究對導(dǎo)向低水平問題解決的條件組態(tài)進行了分析。由表3 可知，組態(tài)5 中教學(xué)干預(yù)和性別比例為核心不存在條件，優(yōu)生比為輔助不存在條件，組員異質(zhì)程度為輔助存在條件。換言之，即使成員間異質(zhì)程度較高，但性別比例失衡、競爭優(yōu)勢較低且缺少教學(xué)干預(yù)，容易導(dǎo)致較低水平的小組問題解決表現(xiàn)。在組態(tài)6 中，性別均衡和競爭優(yōu)勢為核心存在條件，但異質(zhì)程度、協(xié)作關(guān)系和教學(xué)干預(yù)為核心不存在條件?？梢?，盡管小組性別均衡、競爭優(yōu)勢強，但如果組內(nèi)成員間學(xué)業(yè)表現(xiàn)差異小且協(xié)作關(guān)系疏離，同時沒有教師的教學(xué)干預(yù)輔以支持，也會使整個小組形成低水平問題解決結(jié)果。由此，本研究驗證了影響小組低水平與高水問題解決的條件組態(tài)具有非對稱性觀點，即多重因素并發(fā)作用，使得因果效應(yīng)不再具有一致性，正向與負向結(jié)果受不同組態(tài)路徑的復(fù)雜作用影響。

（三）穩(wěn)健性檢驗

穩(wěn)健性檢驗常用方法包括調(diào)整變量校準標準、改變充分性的一致性閾值和改變案例頻數(shù)三種，本研究應(yīng)用前兩種方法進行檢驗。一是保持其他設(shè)置不變，將校準標準從95%、50%、5%調(diào)整為75%、50%、25%，結(jié)果顯示，導(dǎo)向高水平問題解決的組態(tài)為2 條，且均為表3 中組態(tài)4 的子集，低水平問題解決的組態(tài)與原組態(tài)完全一致。二是保持原校準標準和案例頻數(shù)不變，將充分性的一致性閾值調(diào)整為0.85，組態(tài)結(jié)果無任何變化；進一步將一致性閾值調(diào)整為0.9，僅組態(tài)4 被簡化掉，其余組態(tài)均保持不變，組態(tài)總的一致性和覆蓋度都明顯提升。由此可知，兩種穩(wěn)健性檢驗的組態(tài)結(jié)果均包含于原組態(tài)路徑中，結(jié)果無本質(zhì)變化，這表明本研究揭示的影響小組問題解決水平的條件組態(tài)具有較高穩(wěn)健性。

五、研究發(fā)現(xiàn)與討論

基于上述數(shù)據(jù)分析，本研究得到以下主要結(jié)論：（1）小組的高水平問題解決表現(xiàn)是小組內(nèi)部和外部多重條件共同作用形成的，這些條件彼此間交互產(chǎn)生了不同的作用路徑；（2）小組成員性別比例均衡、組內(nèi)異質(zhì)程度高是影響小組高水平問題解決表現(xiàn)形成的主要預(yù)設(shè)型內(nèi)部條件；（3）以良好協(xié)作關(guān)系為代表的生成型內(nèi)部條件、以教學(xué)干預(yù)為代表的促進型外部條件對小組問題解決水平具有重要影響。

（一）高水平問題解決表現(xiàn)受多重小組條件共同作用

本研究將影響問題解決水平的小組特征歸納為預(yù)設(shè)型、生成型和促進型，并通過定性比較分析，探究了這些內(nèi)外部條件對小組問題解決水平的復(fù)雜作用路徑。具體而言，研究揭示了導(dǎo)向高水平問題解決的四種條件組態(tài)，并將其分為協(xié)作關(guān)系助力下的性別均衡型、教學(xué)干預(yù)助力下的性別均衡型、教學(xué)干預(yù)主導(dǎo)下的組內(nèi)異質(zhì)型、教學(xué)干預(yù)主導(dǎo)下的關(guān)系緊密型。這些條件組態(tài)的發(fā)現(xiàn)有助于理解復(fù)雜多重因素并發(fā)作用下的群體交互規(guī)律。同時，本研究還發(fā)現(xiàn)了小組高水平與低水問題解決條件組態(tài)的非對稱性，這進一步說明了真實教育情境中協(xié)作問題解決的復(fù)雜性和多樣性（Graesser，et al.，2018）。從短期協(xié)作學(xué)習(xí)來看，教學(xué)實踐者可以通過完善協(xié)作前分組設(shè)計與協(xié)作中教學(xué)干預(yù)來提高小組的問題解決表現(xiàn)。從長期社會化發(fā)展來看，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)對不同內(nèi)外部小組條件的能力，有助于其應(yīng)對未來社會的復(fù)雜協(xié)作情境和問題解決任務(wù)。

（二）性別比例均衡、異質(zhì)程度高是重要預(yù)設(shè)型條件

組態(tài)1、2、3 表明高水平問題解決表現(xiàn)是預(yù)設(shè)型內(nèi)部條件與生成型內(nèi)部條件或促進型外部條件共同作用的結(jié)果。其中，對高水平問題解決具有重要導(dǎo)向作用的預(yù)設(shè)型內(nèi)部條件主要為性別比例和學(xué)業(yè)表現(xiàn)的異質(zhì)程度，這二者也是課堂教學(xué)中最為常見的兩個分組依據(jù)（Krouska，et al.，2020a）。對于小組成員性別，已有研究表明男女混合小組能夠在協(xié)作過程中產(chǎn)生比單一性別組更加豐富的問題解決思路（Lin，et al.，2020）。本研究則進一步發(fā)現(xiàn)性別比例均衡小組比失衡小組有更高的問題解決水平，其中性別比例失衡不僅包括單一性別組，還包括組內(nèi)存在少數(shù)性別個體的情況。例如，2 號小組中有4 名男生和1 名女生，該小組成員的協(xié)作反思數(shù)據(jù)表明，男生相互交流較多，而他們與這位女生的交流則較少；而性別比例均衡的32 號小組中男女生相互交流更加充分，小組問題解決水平也更高?？梢?，性別比例均衡能夠避免少數(shù)性別成員被忽視的情況，促進小組作為有機整體進行有效的信息交互（王辭曉，等，2021），進而加強組內(nèi)成員間協(xié)作關(guān)系緊密這一輔助條件的促進作用，如組態(tài)1。當(dāng)性別比例均衡型小組未能形成緊密協(xié)作關(guān)系時，適當(dāng)?shù)耐獠拷虒W(xué)干預(yù)能夠作為輔助條件保障小組問題解決的成效，如組態(tài)2。對于學(xué)業(yè)表現(xiàn)的異質(zhì)程度，已有研究已表明異質(zhì)程度高的小組更能夠?qū)崿F(xiàn)組內(nèi)優(yōu)勢互補（Krouska，et al.，2020），也更容易對協(xié)作策略和任務(wù)導(dǎo)向建立共識（Wang，et al.，2021）；也有研究認為組內(nèi)異質(zhì)程度高會增加信息交互和觀點整合的難度（Tang，et al.，2022）。本研究發(fā)現(xiàn)的組態(tài)3 進一步表明，異質(zhì)小組能否充分發(fā)揮其作用還需要教學(xué)干預(yù)的協(xié)助，即低學(xué)段學(xué)生的協(xié)作技能尚處于發(fā)展階段，需要教師給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和關(guān)注。

（三）教學(xué)干預(yù)與良好協(xié)作關(guān)系可彌補預(yù)設(shè)條件不足

組態(tài)4、5、6 表明生成型內(nèi)部條件和促進型外部條件的聯(lián)動作用對小組問題解決同樣具有重要影響，能夠彌補性別比例、學(xué)業(yè)表現(xiàn)異質(zhì)程度的不足。從導(dǎo)向高水平問題解決表現(xiàn)的組態(tài)4 可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)組內(nèi)成員異質(zhì)程度較低且性別比例無法保障時，生成型內(nèi)部條件協(xié)作關(guān)系和促進型外部條件教學(xué)干預(yù)共同成為核心條件，聯(lián)動促進問題解決。本研究還發(fā)現(xiàn)小組競爭優(yōu)勢在組態(tài)4 中作為輔助條件發(fā)揮正向作用。小組競爭優(yōu)勢即優(yōu)生占比也是教師?？紤]的分組因素。在協(xié)作學(xué)習(xí)領(lǐng)域，組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)的成組方式被普遍認可（Garshasbi，et al.，2019）：組內(nèi)異質(zhì)，通過聚合小組成員不同的優(yōu)勢特征增強小組自身的競爭力；組間同質(zhì)，能夠保證小組之間均有相近的技能配置，使每個小組都具有獲得成功的公平條件。然而，從導(dǎo)向低水平問題解決表現(xiàn)的組態(tài)6 可以發(fā)現(xiàn)，小組競爭優(yōu)勢并不是影響問題解決水平的重要預(yù)設(shè)型內(nèi)部條件，它也可能會抑制性別比例均衡這一核心條件發(fā)揮出其重要作用。當(dāng)組內(nèi)優(yōu)生占比較高時，如16 號小組，過往表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生大多想成為小組的“領(lǐng)頭羊”，小組因此投入較多精力在分工協(xié)調(diào)上，導(dǎo)致協(xié)作關(guān)系疏離、群體認知投入不足、內(nèi)部未能形成積極的互賴關(guān)系（Johnson，et al.，1987;Qureshi，et al.，2021），使得最終問題解決表現(xiàn)不佳。此外，過于強勢的領(lǐng)導(dǎo)者也會阻礙其他團隊成員發(fā)揮自身才能（Rosen，et al.，2020），對成員協(xié)作關(guān)系和學(xué)習(xí)投入也有負面作用，此時需要借助外部力量進行有效干預(yù)。組態(tài)5 也表明小組協(xié)作關(guān)系和教學(xué)干預(yù)條件的薄弱會導(dǎo)致低水平問題解決表現(xiàn)。因此，在小組協(xié)作過程中，教師應(yīng)通過實施適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)干預(yù)，促進良好小組協(xié)作關(guān)系的生成，協(xié)同助力高水平問題解決成果的產(chǎn)生。

六、結(jié)語

（一）實踐建議

基于多元小組特征對協(xié)作問題解決的組態(tài)效應(yīng)，本研究結(jié)合導(dǎo)向高水平問題解決表現(xiàn)的預(yù)設(shè)型、生成型、促進型小組條件，提出協(xié)作問題解決技能培養(yǎng)的實踐建議。

首先，教師可通過分組設(shè)計打造良好的預(yù)設(shè)型小組條件。合理的分組是協(xié)作學(xué)習(xí)獲得成功的前提（Moreno，et al.，2012），本研究指出學(xué)生的性別、先前學(xué)業(yè)表現(xiàn)可作為首要的分組依據(jù)。具體而言，根據(jù)研究結(jié)論，分組結(jié)果應(yīng)使各小組兼具性別比例均衡、學(xué)業(yè)表現(xiàn)異質(zhì)程度高這兩個預(yù)設(shè)型特征，使其具備開展信息交互和觀點整合的基礎(chǔ)條件。

其次，理想的生成型小組條件可通過價值引導(dǎo)、規(guī)則建立來實現(xiàn)。在正式協(xié)作前，教師應(yīng)增加價值觀引導(dǎo)的教學(xué)環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生認識到個體貢獻對群體成就的價值、積極互賴關(guān)系對實現(xiàn)共同目標的重要性、群體交互質(zhì)量與問題解決結(jié)果的相關(guān)性（Rosen，et al.，2020）。在協(xié)作過程中，教師可引導(dǎo)小組在協(xié)作之初建立平等友善的對話規(guī)則，進而在協(xié)作進程中促進積極互賴關(guān)系的形成（Antle，2014），使小組維持導(dǎo)向高水平問題解決的生成型條件。

最后，教學(xué)干預(yù)作為促進型小組條件可從協(xié)作中和協(xié)作后兩個階段開展。在協(xié)作中，教師應(yīng)及時關(guān)注小組在社會、行為、認知、情感方面可能遇到的問題和困難，并給予適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)干預(yù)。在協(xié)作后，協(xié)作反思作為協(xié)作成功的基本要素之一（Johnson，et al.，1987），應(yīng)貫穿至整個學(xué)期或?qū)W年的教學(xué)設(shè)計之中。學(xué)生通過結(jié)構(gòu)化的協(xié)作反思活動，認識和反思自身在協(xié)作過程中的角色分工、職能表現(xiàn)，將有助于其協(xié)作問題解決技能的長期培養(yǎng)。

（二）研究反思

本研究運用定性比較分析方法，探究了小組協(xié)作前所具備的預(yù)設(shè)型內(nèi)部條件、協(xié)作中的生成型內(nèi)部條件以及促進型外部條件對小組問題解決水平的協(xié)同作用，揭示了影響小組問題解決水平的核心影響因素及其之間的交互關(guān)系。研究結(jié)果表明，高水平問題解決表現(xiàn)受多重小組特征共同作用，其中，小組性別比例均衡、異質(zhì)程度高是重要的預(yù)設(shè)型條件，而協(xié)作關(guān)系良好、施加教學(xué)干預(yù)可彌補小組預(yù)設(shè)型條件的不足。本研究尚存在以下不足之處：首先，小組特征的設(shè)計還不夠全面，例如，預(yù)設(shè)型特征未考慮認知風(fēng)格、協(xié)作技能等個體屬性，生成型特征未關(guān)注小組任務(wù)分工、角色結(jié)構(gòu)、行為模式等因素，促進型特征僅考慮通用型教學(xué)干預(yù)，未根據(jù)科學(xué)協(xié)作探究情境細分干預(yù)策略。其次，研究僅關(guān)注群體的協(xié)作問題解決結(jié)果，未對個體技能進行考察；此外，除協(xié)作關(guān)系外，研究較少納入過程性數(shù)據(jù)對協(xié)作表現(xiàn)進行分析。最后，本研究僅關(guān)注了科學(xué)探究情境的協(xié)作規(guī)律，研究結(jié)論的多學(xué)科情境適用性還有待檢驗。未來研究應(yīng)充分考慮個體屬性、協(xié)作過程、干預(yù)策略的多樣性，進一步揭示復(fù)雜教育情境中的協(xié)作問題解決規(guī)律，提出細化到教學(xué)干預(yù)策略和學(xué)校層面學(xué)生素養(yǎng)培養(yǎng)的實踐建議。