張 博 黎 堅,2 徐 楚 李一茗

(1北京師范大學(xué)心理學(xué)院,北京 100875) (2應(yīng)用實驗心理北京市重點實驗室,北京 100875)

1 引言

盡管傳統(tǒng)心理學(xué)更關(guān)注人類心理加工的普遍模式,但也有一些心理學(xué)分支一直在關(guān)注個體差異和一些非典型群體(Winner,2000)。對這些非典型群體的研究不僅可以揭示該群體自身的特點,為其鑒別和教養(yǎng)提供科學(xué)依據(jù),也可以進(jìn)一步加深我們對典型群體的認(rèn)識。超常兒童研究就屬其中之一。對超常兒童的系統(tǒng)研究始于 1925年(Terman,1925),之后一直經(jīng)久不衰,直到現(xiàn)在也仍是認(rèn)知、發(fā)展和教育心理學(xué)等多個領(lǐng)域的重要議題。早期關(guān)于超常兒童的研究十分關(guān)注對他們的鑒別、教養(yǎng)及其成年后的發(fā)展(Hollingworth,1926; Terman & Chase,1920; Terman & Oden,1959; 查子秀,1990,1994;周林,查子秀,1986)。隨著認(rèn)知心理學(xué)的興起與發(fā)展,研究者開始關(guān)注超常兒童與同齡普通兒童在加工速度、工作記憶、推理能力、創(chuàng)造性思維等基本認(rèn)知能力方面的差異(Cohn,Carlson,& Jensen,1985; Fry & Hale,2000; Geary & Brown,1991;McLean & Hitch,1999; 施建農(nóng),徐凡,1997; 施建農(nóng),2006)。當(dāng)研究進(jìn)一步深入,研究的焦點逐步轉(zhuǎn)向超常兒童更復(fù)雜的能力,其中之一就是問題解決能力(Shore & Kanevsky,1993)。

問題是日常生活的核心要素之一(Davidson &Sternberg,2003),從簡單的價格計算到復(fù)雜的活動策劃、衣食住行,每一方面都有許多問題需要解決。所謂問題,是指一種特殊的情境,在這個情境中個體需要找出達(dá)到某一特定目的的方法,并依據(jù)該方法進(jìn)行實際操作,最終達(dá)到目的(Chi & Glaser,1985)。問題解決能力是人類作為智能物種所具有的代表性的復(fù)雜認(rèn)知技能(Chi & Glaser,1985;Wang & Chiew,2010),是一系列目標(biāo)導(dǎo)向的認(rèn)知操作(Anderson,1980),與個體生活質(zhì)量有著密切的關(guān)系,如問題解決能力高的個體人際壓力更低(Davila,Hammen,Burge,Paley,& Daley,1995),學(xué)業(yè)成就更高(D’Zurilla & Nezu,1990),婚姻滿意度更高(Sullivan,Pasch,Johnson,& Bradbury,2010)。繁殖率低、力量薄弱的人類之所以能在地球上存活并占據(jù)絕對優(yōu)勢,其重要原因之一就是人類能解決面臨的問題(Keen,2011)。

正因為問題解決能力對人類起著舉足輕重的作用,深入探究其發(fā)展變化規(guī)律就尤為重要。而要探究其發(fā)展變化規(guī)律就需要有合適的理論框架作為支撐。在眾多的模型中,斯滕伯格的問題解決七步模型(Pretz,Naples,& Sternberg,2003; Sternberg& Kagan,1986)和三元智力理論(Sternberg,1985)為人們理解問題解決提供了清晰的框架。斯滕伯格認(rèn)為,問題解決過程包括以下七個步驟：問題識別、問題定義和表征、策略構(gòu)建、知識組織、資源分配、過程監(jiān)控和結(jié)果評估。其中第一、二、六、七步屬于元認(rèn)知成分; 第三、四、五步屬于認(rèn)知成分(Davidson & Sternberg,2003)。如果我們將問題解決看作完成一個項目的過程,元認(rèn)知成分就好比一個項目的指揮官,主要包括計劃、監(jiān)測和評估,其中計劃將認(rèn)知、動機和情緒資源整合起來(Friedman &Scholnick,1997),起著決定性作用(Keen,2011;Jonassen,2000; Scholnick,Friedman,& Wallner-Allen,1997); 而認(rèn)知成分則好比一個項目的具體執(zhí)行人員,主要包括加工速度、推理能力、工作記憶等。兩種成分動態(tài)協(xié)調(diào),共同構(gòu)成問題解決過程。隨著研究的深入,人們在評價個體的問題解決能力時,除了關(guān)注其元認(rèn)知能力和認(rèn)知能力之外,也開始關(guān)注認(rèn)知效率(cognitive efficiency)。認(rèn)知效率是指個體能在多大程度上以最少的精力、時間或認(rèn)知資源投入達(dá)到既定目標(biāo)的能力(Hoffman & Schraw,2010;Hoffman,Schraw,& McCrudden,2012)。一個優(yōu)秀的問題解決者,除了具備良好的認(rèn)知能力,并會進(jìn)行事前計劃、事中監(jiān)測和事后評估,還應(yīng)該能在單位投入內(nèi)獲得最大產(chǎn)出。因此,要對個體的問題解決能力進(jìn)行更全面地評估,應(yīng)該從認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率三個方面進(jìn)行。

已有的關(guān)于超常兒童問題解決能力的研究主要集中討論了他們與同齡普通兒童在認(rèn)知能力上的差異,且得出的結(jié)論比較一致,即超常兒童在加工速度(Duan,Dan,& Shi,2013; Rindermann &Neubauer,2004; Sheppard & Vernon,2008; 鄒枝玲,施建農(nóng),惲梅,方平,2003)、工作記憶(Alloway &Elsworth,2012; Leikin,Paz-Baruch,& Leikin,2013;Whitaker,Bell,Houskamp,& O’Callaghan,2014)、推理能力(Lohman,2005; Silverman,2009; 查子秀,1984)等方面均優(yōu)于同齡普通兒童。已有的關(guān)于元認(rèn)知的研究主要關(guān)注元認(rèn)知知識和元認(rèn)知監(jiān)測這兩方面(Alexander & Schwanenflugel,1996; Alexander,Carr,& Schwanenflugel,1995; 施建農(nóng),1990),而關(guān)注元認(rèn)知計劃的實證研究很少,且也沒有得出一致的結(jié)論。如Shore和Lazar (1996)發(fā)現(xiàn),相較于普通兒童,超常兒童解決問題前用于計劃的時間更長,但Nellis和Gridley (2000)發(fā)現(xiàn)超常兒童和普通兒童在不同任務(wù)上表現(xiàn)出來的計劃能力沒有顯著差異。當(dāng)然,前者關(guān)注的是 7～8年級兒童,后者關(guān)注的是學(xué)齡前兒童,研究結(jié)果難以直接比較。就認(rèn)知效率而言,有研究者認(rèn)為超常兒童是“學(xué)習(xí)游戲的大師級玩家” (Kanevsky,1992),他們能有效地完成許多復(fù)雜任務(wù)。國內(nèi)學(xué)者施建農(nóng)等為此說法提供了一定證據(jù),他們發(fā)現(xiàn)超常兒童的記憶速度更快(施建農(nóng),1990),且在完成認(rèn)知任務(wù)的過程中,超常兒童的P3波幅更大,潛伏期更短(Zhang,Shi,Luo,Zhao,& Yang,2006)。但總體而言,關(guān)于超常兒童的認(rèn)知效率研究還較少。盡管在神經(jīng)生理學(xué)領(lǐng)域,有不少研究都發(fā)現(xiàn)個體智商越高,其大腦工作效率越高(Deary,Penke,& Johnson,2010; Langer et al.,2012),如智力測驗分?jǐn)?shù)與大腦葡萄糖代謝水平(Haier,White,& Alkire,2003)、腦區(qū)激活程度(Beauchamp & Stelmack,2006)、事件相關(guān)去同步化程度(Neubauer,Grabner,Fink,& Neuper,2005; Neuper &Pfurtscheller,2001)呈顯著負(fù)相關(guān),但是也有研究發(fā)現(xiàn)相反的結(jié)論(Jau?ovec & Jau?ovec,2004; Lefebvre,Marchand,Eskes,& Connolly,2005)。需要指出的是,除 Zhang等(2006),上述幾項研究都是以普通成年人為被試,其結(jié)果并不能為超常兒童的認(rèn)知效率提供直接證據(jù)。為了更有針對性地探討此問題,應(yīng)該選擇更合適的被試群體,并關(guān)注認(rèn)知效率的行為指標(biāo)。

關(guān)注問題解決能力能幫助我們更加全面地了解超常兒童與普通兒童的群體差異,提高超常兒童鑒別的準(zhǔn)確性,并豐富相應(yīng)理論。但僅關(guān)注群體差異并不夠,研究者更應(yīng)該從發(fā)展的角度來探究這兩類兒童問題解決能力發(fā)展模式差異,為其教育培養(yǎng)提供科學(xué)依據(jù)。目前還沒有專門針對超常兒童問題解決能力發(fā)展模式的理論,但我們可以借鑒Alexander等(1995)提出的針對超常兒童的元認(rèn)知能力發(fā)展模式假設(shè),因為問題解決能力是包含元認(rèn)知能力的一種更綜合的能力,我們有理由相信,兩者的發(fā)展模式至少在一定程度上是相似的。Alexander等人認(rèn)為,超常兒童的元認(rèn)知能力發(fā)展可能有三種模式：天花板模式、加速模式,以及單調(diào)發(fā)展模式。天花板模式假設(shè),元認(rèn)知能力會隨著發(fā)展逐步到達(dá)頂峰,超常兒童只是比普通兒童發(fā)展得快,但隨著年齡增長,普通兒童最終也會追上來,兩者的差異最終會消失。加速模式假設(shè),兩類兒童最開始差異不會太明顯,但是隨著年齡增大,超常兒童的元認(rèn)知能力發(fā)展會逐步超過普通兒童。單調(diào)發(fā)展模式則認(rèn)為,超常兒童的元認(rèn)知能力從出生就優(yōu)于普通兒童,這種優(yōu)越性會持續(xù)一生。那么超常兒童的問題解決能力發(fā)展模式屬于哪一類呢？如果是天花板模式或加速模式,那么快速變化期又在哪兒呢？遺憾的是,目前關(guān)于超常兒童問題解決能力的發(fā)展研究還比較少,而已有的一些發(fā)展研究也都是不同年齡組之間的橫斷比較,極少有研究者通過追蹤研究來關(guān)注這兩類群體問題解決能力的發(fā)展模式差異(Steiner & Carr,2003)。而橫斷比較研究易受到個體差異、時間單位的選取、發(fā)展模式類型等多種因素的影響,得到的結(jié)果需謹(jǐn)慎對待(Kraemer,Yesavage,Taylor,& Kupfer,2000)。因此該領(lǐng)域亟待更多發(fā)展研究,尤其是縱向追蹤研究的出現(xiàn)。

本研究采用推箱子任務(wù)作為問題解決情境,從認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率三個角度全面探討超常兒童與普通兒童的問題解決能力。具體而言,研究首先檢驗了所選取的認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率這三個指標(biāo)的心理測量學(xué)屬性,并驗證了“問題解決能力包含認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率這三個維度”的假設(shè)是否成立。同時,許多研究都表明,11～14歲是兒童體內(nèi)激素水平、大腦結(jié)構(gòu)功能發(fā)生改變的重要時期(D?hler & Wuttke,1975;Evans,2006; Thatcher,1997a,b),而這些改變又與個體的認(rèn)知功能存在密切關(guān)系(Casey,Giedd,&Thomas,2000; Sisk & Zehr,2005)。可以預(yù)期,問題解決能力在此年齡段也會相應(yīng)出現(xiàn)較大的變化。因此本研究結(jié)合橫斷比較和縱向追蹤數(shù)據(jù),深入探討11～14歲超常兒童和普通兒童的問題解決能力及其發(fā)展模式差異。

2 方法

2.1 被試

來自北京某中學(xué)和某小學(xué)共294名學(xué)生參加了橫斷研究,其中男生155名,年齡在11～14歲之間。按照其所在年級分為三個組：11歲組(11.12±0.39歲)包括超常兒童 50人,普通兒童 48人; 12歲組(12.46 ± 0.50歲)包括超常兒童51人,普通兒童38人; 13歲組(13.73 ± 0.24 歲)包括超常兒童 30人,普通兒童77人。上述被試中141人參加了為期一年的縱向追蹤研究,其中超常兒童65人,普通兒童76人。為了匹配兩組被試的年齡,本研究分別從超常兒童和普通兒童中各選一個班。其中超常兒童32人(第一次參加測試年齡：12.76 ± 0.25歲),普通兒童38人(第一次參加測試年齡：12.64 ± 0.38歲),兩者年齡差異不顯著(

t

= 1.49,

p

= 0.14)。其中男生39名。所有超常兒童均來自該中學(xué)的超常兒童實驗班,每一批都是通過多途徑、多方法綜合選拔出來的,錄取率在 2%～3%之間。其中有兩個班的超常兒童在11歲時完成過韋氏兒童智力測驗(第四版),

M

=149.03,

SD

= 10.62。

2.2 實驗材料

采用推箱子游戲作為問題情境。電腦屏幕右側(cè)一直呈現(xiàn)游戲規(guī)則及注意事項,屏幕中部呈現(xiàn)如圖1所示的游戲界面。被試通過鍵盤上的方向鍵控制小人來推動箱子前行。當(dāng)所有箱子都被推到紅色目標(biāo)位置時,即為成功完成一題。一次只能推動一個箱子,且不能悔棋。該游戲一共23題,前3題為練習(xí)題,用于幫助被試熟悉游戲規(guī)則及鍵盤操作,前3個問題必須全部解決后才能進(jìn)入正式實驗部分。第4至23題為正式題目,與練習(xí)題不同的是,如果正式題目失敗,則只能放棄該題,進(jìn)入下一題。所有題目都由研究者編寫,箱子個數(shù)在 1～3個之間,有唯一最優(yōu)解。根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果將題目由易到難排列。后臺自動記錄每個被試在每一題上的作答詳情,具體包括：題目呈現(xiàn)到被試第一次移動箱子(計劃時間),題目呈現(xiàn)到完成該題所用的時間(總時間),完成該題所用的總步數(shù),以及是否成功完成該題。

圖1 游戲任務(wù)截圖

2.3 指標(biāo)

認(rèn)知能力：成功完成的推箱子題目數(shù)量,該指標(biāo)主要反映的是非言語推理能力(Bozoki,Radovanovic,Winn,Hetter,& Anthony,2013; Heeter,Lee,Medler,& Magerko,2013)。認(rèn)知能力得分取值范圍在0～20之間,得分越高表明被試的推理能力越強。

元認(rèn)知能力：每道題的計劃時間與該題總時間的比值 (陳雪楓,張厚粲,1998)。元認(rèn)知能力得分取值范圍在0～1之間,得分越高表示被試的元認(rèn)知能力越強。

認(rèn)知效率：每道題所用的總步數(shù) (Culbertson &Zillmer,1998a,b)。需要注意的是,在該指標(biāo)上得分越高表示被試的認(rèn)知效率越低。

問題解決能力的合成分?jǐn)?shù)：將認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率三個指標(biāo)分別轉(zhuǎn)換為Z分?jǐn)?shù)。由于認(rèn)知效率指標(biāo)得分越高表示被試認(rèn)知效率越低,需要將其反轉(zhuǎn),即用0減去最初的Z分?jǐn)?shù),得到Z。問題解決能力得分 Z= 3 + (Z+ Z+ Z)/3。

2.4 施測程序

兩次施測分別于2012年11月底和2013年12月初集中進(jìn)行。兩次施測程序、地點都完全一致。施測以班為單位在計算機教室進(jìn)行。待被試全部入座并安靜后,主試演示程序基本操作并詳細(xì)講解指導(dǎo)語。書面及口頭指導(dǎo)語均強調(diào)以下三點內(nèi)容：(1)不能悔棋; (2)游戲不限時,得分由答對的題數(shù)和所用的步數(shù)共同構(gòu)成,答對題數(shù)越多,步數(shù)越少,得分越高; (3)游戲過程中,保持安靜,獨立完成。在確認(rèn)所有同學(xué)無任何疑問之后正式開始游戲。

3 結(jié)果

3.1 問題解決能力的測量

通過分析參加橫斷比較的 294名學(xué)生的數(shù)據(jù),檢驗問題解決能力三個指標(biāo)的心理測量學(xué)屬性。首先計算各個指標(biāo)的Cronbach’s α系數(shù),然后通過驗證性因素分析(Confirmatory Factor Analysis,CFA)分別驗證這三個指標(biāo)的單維性。各個指標(biāo)的信度系數(shù)和CFA擬合指標(biāo)如表1所示。結(jié)果表明,本研究所選取的三個指標(biāo)測查的都是單一構(gòu)想,符合預(yù)期。

表1 指標(biāo)心理測量學(xué)屬性驗證結(jié)果

本研究根據(jù)經(jīng)典的問題解決理論和智力理論,結(jié)合問題解決研究新進(jìn)展,提出問題解決能力包含認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率三個維度。在深入探討問題解決的個體差異與發(fā)展趨勢之前,通過探索性因素分析對“問題解決能力三維度假設(shè)”進(jìn)行驗證。結(jié)果表明,這三個指標(biāo)能抽取出一個公共因子,可解釋數(shù)據(jù)76.14%的變異,認(rèn)知能力載荷為0.98,元認(rèn)知能力的載荷為 0.68,認(rèn)知效率的載荷為?0.96。上述結(jié)果說明,問題解決的三維假設(shè)是成立的。

3.2 超常兒童與普通兒童問題解決能力的橫斷比較

兩類兒童在不同年齡組的問題解決能力的描述性統(tǒng)計結(jié)果如表 2所示。以兒童類型(超常,普通)、年齡(11歲,12歲,13歲)為自變量,問題解決能力合成分?jǐn)?shù)、認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率為因變量,分別進(jìn)行兩因素被試間方差分析。

表2 問題解決能力的描述性統(tǒng)計結(jié)果(橫斷)

3.2.1 問題解決能力的群體差異

超常兒童的問題解決能力顯著高于普通兒童,

F

(1,287) = 134.86,

p

< 0.001,偏

η

= 0.32。年齡的主效應(yīng)顯著,

F

(2,287) = 50.61,

p

< 0.001,偏

η

=0.26。Bonferroni事后檢驗表明,隨著年齡增大,被試的問題解決能力顯著提高,每兩個年齡組之間均存在顯著差異,

p

s < 0.001。兒童類型和年齡的交互作用顯著,

F

(2,287) = 8.07,

p

< 0.01,偏

η

= 0.05。簡單效應(yīng)分析結(jié)果表明,在11歲條件下,超常兒童的問題解決能力顯著高于普通兒童,

F

(1,289) =40.10,

p

< 0.001,偏

η

= 0.12; 在12歲條件下,超常兒童的問題解決能力依然顯著高于普通兒童,

F

(1,289) = 60.55,

p

< 0.001,偏

η

= 0.17; 而在 13歲條件下,兩類兒童的問題解決能力不存在顯著差異,

p

= 0.09。表明,隨著年齡的增大,超常兒童和普通兒童的問題解決能力差異逐漸減小。對超常兒童的問題解決能力進(jìn)行以年齡為自變量的單因素方差分析,結(jié)果表明年齡主效應(yīng)顯著,

F

(2,128) = 14.28,

p

< 0.001,偏

η

= 0.18。Bonferroni事后檢驗表明,隨著年齡增大,被試的問題解決能力顯著提高,12歲和13歲組問題解決能力顯著高于11歲組,

p

s < 0.05,但12和13歲組之間不存在顯著差異,

p

> 0.05。對普通兒童的問題解決能力進(jìn)行以年齡為自變量的單因素方差分析,結(jié)果表明年齡的主效應(yīng)顯著,

F

(2,160) = 55.69,

p

< 0.001,偏

η

=0.41。Bonferroni事后檢驗表明,隨著年齡增大,被試的問題解決能力呈上升趨勢,13歲組的問題解決能力顯著高于11歲組和12歲組,

p

s < 0.01,但12歲組和和11歲組之間不存在顯著差異,

p

> 0.05。超常兒童和普通兒童在各個年齡段的發(fā)展如圖2所示。

3.2.2 問題解決能力三個維度的群體差異

以兒童類型、年齡為自變量,問題解決能力的三個維度為因變量,分別進(jìn)行三次兩因素被試間方差分析,得到的結(jié)果與問題解決能力合成分?jǐn)?shù)的模式完全一致：兒童類型、年齡的主效應(yīng)顯著,兩者交互作用也顯著。簡單效應(yīng)分析表明,在 11歲和12歲條件下,超常兒童在問題解決的三個維度上均優(yōu)于普通兒童,但在13歲條件下,兩類兒童無顯著差異。方差分析和簡單效應(yīng)檢驗的詳細(xì)結(jié)果如表3所示。

圖2 問題解決能力發(fā)展(橫斷)

表3 問題解決能力三個維度的群體差異

3.3 超常兒童與普通兒童問題解決能力的縱向比較

兩類兒童的問題解決能力在兩次追蹤點上的描述性統(tǒng)計結(jié)果如表 4所示。以兒童類型(超常、普通) 、測試時間(2012年、2013年)為自變量,以問題解決能力合成分?jǐn)?shù)、認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率為因變量,分別進(jìn)行兩因素混合方差分析。其中,兒童類型是被試間變量,測試時間點是被試內(nèi)變量。

表4 問題解決能力的描述性統(tǒng)計結(jié)果(縱向)

3.3.1 問題解決能力發(fā)展的群體差異

超常兒童的問題解決能力顯著高于普通兒童,

F

(1,68) = 25.06,

p

< 0.001,偏

η

= 0.27。隨著被試年齡增大,其問題解決能力顯著提高,

F

(1,68) =61.97,

p

< 0.001,偏

η

= 0.48。且兒童類型和測試時間的交互作用顯著,

F

(1,68) = 10.74,

p

= 0.002,偏

η

= 0.14。簡單效應(yīng)分析表明,在第一次施測時,超常兒童的問題解決能力顯著高于普通兒童,

F

(1,68) = 18.62,

p

< 0.001,偏

η

= 0.22; 第二次施測時,超常兒童的問題解決能力依然顯著高于普通兒童,

F

(1,68) = 11.30,

p

= 0.001,偏

η

= 0.14,但兩個群體的差異隨年齡增大而減小。

圖3 問題解決能力發(fā)展(縱向)

3.3.2 問題解決能力三個維度的縱向發(fā)展

對問題解決能力的三個維度分別進(jìn)行兩因素混合方差分析,其中認(rèn)知能力和元認(rèn)知能力得到的結(jié)果均與問題解決合成分?jǐn)?shù)的結(jié)果模式相同。兒童類型、測試時間的主效應(yīng)及兩者的交互作用均顯著。簡單效應(yīng)分析表明,在第一次施測時,超常兒童在認(rèn)知能力和元認(rèn)知能力上均顯著優(yōu)于普通兒童; 在第二次施測時,雖然超常兒童在上述兩方面的能力還是顯著優(yōu)于普通兒童,但兩者的差異逐漸減小。對于認(rèn)知效率,兒童類型和測試時間的主效應(yīng)均顯著,兩者交互作用不顯著。方差分析和簡單效應(yīng)檢驗的詳細(xì)結(jié)果如表5所示。

表5 問題解決能力三個維度的縱向發(fā)展

4 討論

本研究旨在比較11～14歲超常兒童和普通兒童問題解決能力發(fā)展模式的異同。研究者通過對斯滕伯格等提出的問題解決理論及該領(lǐng)域近年來的新發(fā)展作進(jìn)一步分析,首次明確提出可以從認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率三個維度對個體的問題解決能力進(jìn)行多角度考察。在此基礎(chǔ)上,研究者以電腦游戲為載體,編制問題解決能力的測量任務(wù),并通過三個年齡段的橫斷比較和兩個時間點上的縱向追蹤比較,較為全面地考察了超常兒童和普通兒童的問題解決能力及其發(fā)展模式的差異。結(jié)果不僅發(fā)現(xiàn)超常兒童在認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率三個維度上均顯著優(yōu)于普通兒童,同時也發(fā)現(xiàn)兩類兒童問題解決能力的發(fā)展模式存在差異。具體而言,超常兒童的問題解決能力發(fā)展呈先快后慢的模式,普通兒童的問題解決能力呈先慢后快的模式,兩類兒童的差異隨年齡增大逐漸減小。該研究結(jié)果不僅對相關(guān)領(lǐng)域的理論發(fā)展有一定貢獻(xiàn),也對超常兒童的培養(yǎng)和教育實踐具有一定指導(dǎo)價值。

4.1 問題解決能力的三維度假設(shè)

在傳統(tǒng)的問題解決能力研究中,研究者多采用基于結(jié)果的指標(biāo)來衡量個體的問題解決能力(Jonassen,2011),如成功解決問題的個數(shù)。然而實際上,在許多模型中,問題解決都是一個動態(tài)的過程,其中元認(rèn)知能力,尤其是計劃,也是問題解決能力的重要成分(Bransford & Stein,1984; Gick,1986; Newell & Simon,1972)。只使用基于結(jié)果的單一指標(biāo)并不能全面反映問題解決能力。同時,在現(xiàn)實生活中,我們常常需要在時間或資源有限的條件下解決問題(Barrie & Pace,1997),因此效率也是成功必不可少的因素之一。本研究提出要對個體的問題解決能力進(jìn)行全面的評價,需要從認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力及認(rèn)知效率三個方面進(jìn)行,而實證數(shù)據(jù)結(jié)果也支持了這一假設(shè)。研究所選取的三個問題解決指標(biāo)均達(dá)到了較高的信效度水平,具有良好的心理測量學(xué)屬性。并且研究樣本同時包含了不同年齡段的超常兒童和普通兒童,具有良好的代表性,因此,根據(jù)探索性因素分析得出的問題解決三維度結(jié)構(gòu)的結(jié)果是可靠的(Fabrigar,Wegener,MacCallum,&Strahan,1999),說明兒童的問題解決能力的確可以從認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率這三個方面來進(jìn)行評價。

4.2 超常兒童與普通兒童問題解決能力的異同

本研究首次從認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率三個維度對超常兒童和普通兒童的問題解決能力進(jìn)行了全面的比較,并發(fā)現(xiàn)超常兒童在這三個方面都顯著優(yōu)于普通兒童。這一結(jié)果與前人對問題解決能力與智力關(guān)系的研究結(jié)果一致(Culbertson &Zillmer,1998a; Hussy,1991; Putz-Osterloh,1981;Zook,Davalos,DeLosh,& Davis,2004)。除此之外,研究還從發(fā)展的角度更加深入地探討了兩類兒童問題解決能力的群體差異。

首先,橫斷和縱向數(shù)據(jù)都表明兩類兒童的問題解決能力隨年齡增長而呈上升趨勢,說明兩類兒童的問題解決能力都在發(fā)展。但僅僅知道“在發(fā)展”還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,深入探討發(fā)展模式的差異才有助于加深我們對“超?！钡恼J(rèn)識?！俺！钡降字皇前l(fā)展得早,還是終身都具有的優(yōu)越性？本研究對此做出了初步回答。通過橫斷數(shù)據(jù)可以看出,在超常兒童中,12歲組和13歲組的問題解決能力都顯著高于11歲組,但前兩者無顯著差異。這表明,超常兒童問題解決能力的快速變化期在 11.12～12.46歲之間,而此后,其問題解決能力的發(fā)展速度變慢。對于普通兒童,13歲組的問題解決能力顯著高于11歲組和12歲組,而后兩者無顯著差異。這表明,普通兒童問題解決能力的快速變化期在12.46～13.73歲之間。同時我們還可以看到,在11歲組和12歲組,超常兒童的問題解決能力都顯著優(yōu)于普通兒童,而在 13歲組,兩類兒童之間不再存在顯著差異。另一方面,縱向數(shù)據(jù)表明,盡管超常兒童在12.76歲和13.76歲左右問題解決能力都顯著高于普通兒童,但是兩者的差異隨著年齡增加而減小。綜合分析,我們認(rèn)為,在11～14歲之間,超常兒童的問題解決能力起點較高,發(fā)展先快后慢; 普通兒童的問題解決能力發(fā)展起點較低,發(fā)展先慢后快,最終兩類兒童問題解決能力的差異逐漸減小。也就是說,超常兒童問題解決能力的發(fā)展更符合天花板模式(Alexander et al.,1995)。

兩類兒童問題解決能力的這種外顯行為的發(fā)展模式差異,還可以與來自神經(jīng)生理學(xué)的證據(jù)交互驗證。研究者發(fā)現(xiàn)在兒童晚期和成年早期,大腦皮層厚度隨年齡增加而逐漸變薄(O’Donnell,Noseworthy,Levine,& Dennis,2005; Shaw et al.,2006;Sowell et al.,2004; Sowell et al.,2003),同時,大腦皮層厚度的變化速率與一般認(rèn)知功能的變化有顯著相關(guān)(Sowell et al.,2004)。超常兒童大腦皮層的變化速率在11至12.5歲之間最快(Shaw et al.,2006),而普通兒童大腦皮層的變化速率在13至15歲之間最快(?stby et al.,2009)。其中前額葉區(qū)域的變化最大(Shaw et al.,2006),而前額葉區(qū)域又與個體的認(rèn)知能力(Hampshire,Thompson,Duncan,& Owen,2011; Shaw,2007; Sowell,Delis,Stiles,& Jernigan,2001)、元認(rèn)知能力(Schmitz,Kawahara-Baccus,&Johnson,2004; Shimamura,2000)和認(rèn)知效率(Gómez-Pérez,Ostrosky-Solís,& Próspero-García,2003; Spear,2000)有密不可分的關(guān)系。隨著年齡增大,兩類兒童的皮層厚度及其變化速率都趨于一致(Shaw et al.,2006)?？梢?本研究所揭示的問題解決能力的變化模式與大腦皮層厚度的變化模式基本一致。大腦皮層變薄反映的很可能是突觸修剪(synaptic pruning)和神經(jīng)細(xì)胞髓鞘化(myelination),正是這兩種細(xì)胞水平的變化使得大腦能更有效地處理更多信息(Steinberg,2007,2008,2010)。因此可以推斷,超常兒童與普通兒童問題解決能力的發(fā)展模式差異可能與大腦皮層,尤其是前額葉皮層中突觸修剪及神經(jīng)細(xì)胞髓鞘化有關(guān)。

4.3 超常兒童的培養(yǎng)

研究發(fā)現(xiàn),在 11～14歲之間,超常兒童的問題解決能力在整體上優(yōu)于普通兒童,且這種優(yōu)勢在早期尤為明顯。但超常兒童問題解決能力的發(fā)展速度先快后慢,普通兒童卻呈先慢后快的模式,且隨著年齡增長,普通兒童有逐漸趕上來的趨勢。但反觀目前國內(nèi)外的教育環(huán)境,基本的培養(yǎng)模式都是參照普通兒童的發(fā)展特點來設(shè)置的,不少研究已證明這種培養(yǎng)模式并不適合超常兒童(Reis et al.,2004;Reis,Neu,& McGuire,1997; Westberg,Archambault,Dobyns,& Salvin,1993)。為了讓超常兒童的優(yōu)勢得到保持與發(fā)展,應(yīng)該探索更適合超常兒童的教育模式。解決這一問題的關(guān)鍵是如何利用好超常兒童早期發(fā)展起點高、速度快的優(yōu)勢。

目前世界上主流的超常兒童培養(yǎng)模式有兩種,其一是加速教育模式(accelerated education),是通過特殊學(xué)?；蚱胀▽W(xué)校中的特殊班級為智力超常兒童提供教育,使其在短于普通學(xué)制的時間內(nèi)完成學(xué)業(yè)任務(wù),比如提早入學(xué)、跳級、縮短學(xué)制等形式;其二是豐富教育模式(enrichment education),是讓超常兒童留在普通班與同齡兒童一起學(xué)習(xí),但是在課內(nèi)或課外,同時接受特別指導(dǎo)或服務(wù)(Jolly,2009)。加速教育模式實際只是在幫助超常兒童更快達(dá)到較高的學(xué)業(yè)成就水平,并沒有解決超常兒童的優(yōu)勢隨年齡增大可能減弱這一問題。同時,它還會降低超常兒童的學(xué)業(yè)自我概念(Liem,Marsh,Martin,McInerney,& Yeung,2013; Marsh,1987),學(xué)業(yè)自我概念又與學(xué)習(xí)動機、出勤率和學(xué)業(yè)成就等密切相關(guān)(Seaton,Marsh,& Craven,2009; Marsh,2007)。而通過豐富式教育,超常兒童除了可以正常發(fā)展學(xué)業(yè)相關(guān)的能力之外,還可以接受到非學(xué)業(yè)領(lǐng)域的訓(xùn)練,如創(chuàng)造性、注意品質(zhì)、領(lǐng)導(dǎo)力、情緒智力等,這些特質(zhì)與學(xué)業(yè)成就、職業(yè)發(fā)展和生活質(zhì)量有密切關(guān)系(Durlak,Weissberg,Dymnicki,Taylor,&Schellinger,2011),并且這恰好又是傳統(tǒng)課堂和加速教育模式所缺乏的。而且在豐富教育模式中,超常兒童有部分時間與同齡兒童處于同一班級中,可以避免他們產(chǎn)生社會適應(yīng)性問題,讓其情感和社會性方面得到正常發(fā)展。豐富教育充分利用了超常兒童早期發(fā)展起點高、發(fā)展速度快的優(yōu)勢,使其將更多的精力投入其他重要方面,更早進(jìn)入全面發(fā)展模式。不少研究都表明接受豐富式教育的超常兒童在認(rèn)知、情感、社會等方面的發(fā)展都更成熟(Field,2009; Moon,Feldhusen,& Dillon,1994; Park,Lubinski,& Benbow,2007; Shi et al.,2013)。

本研究結(jié)合橫斷和縱向數(shù)據(jù),初步探討了11～14歲超常兒童和普通兒童的問題解決能力發(fā)展的異同。但由于實際條件限制,縱向研究以一年時間為限,只采集到兩個時間點的數(shù)據(jù)?？紤]到在此期間,其生理、心理發(fā)展速度較快,為了更精確地勾勒出兩類兒童問題解決能力的發(fā)展趨勢,后續(xù)研究應(yīng)該在更大的年齡范圍內(nèi),以較小的取樣時間跨度(3～6個月),在更多時間點上采集數(shù)據(jù)。同時,為了探究兩類兒童問題解決能力的不同發(fā)展模式的成因,應(yīng)該結(jié)合 ERP、fMRI等神經(jīng)生理技術(shù)。最后,相較于絕大多數(shù)研究設(shè)計中的結(jié)構(gòu)良好問題,我們在日常生活中面臨的更多是目標(biāo)不清晰、無固定解法的結(jié)構(gòu)不良問題(Wenke & Frensch,2003),因此今后的研究還應(yīng)該更多關(guān)注兩類兒童解決結(jié)構(gòu)不良問題的能力的發(fā)展特點和規(guī)律。

5 結(jié)論

(1) 可以從認(rèn)知能力、元認(rèn)知能力和認(rèn)知效率三個方面對兒童的問題解決能力進(jìn)行評價。

(2) 11～14歲超常兒童在問題解決能力的三個維度上都顯著優(yōu)于同齡普通兒童。

(3) 11～14歲超常兒童與普通兒童的問題解決能力都隨年齡增長而呈顯著上升趨勢。其中超常兒童問題解決能力的發(fā)展先快后慢,發(fā)展的快速變化期在11～12歲半之間。普通兒童發(fā)展先慢后快,發(fā)展的快速變化期在12歲半～14歲之間。隨年齡增大,兩類兒童的問題解決能力差異逐漸減小。

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