打開創新人才培養的“黑箱”：創新性問題解決的過程模型與技術賦能

詹澤慧 季瑜 梅虎 李通德 李圓敏

一、問題提出

在新一輪科技革命和產業變革的大背景下，創新成為大國競爭的關鍵。創新在我國現代化建設全局中居于核心地位，黨的二十大報告更是提出要“加快實施創新驅動發展戰略”（新華社，2022）。創新創業教育作為高等教育培養創新人才的重要陣地，既是服務于創新型國家建設的重大戰略舉措，也是培養學生創新精神和實踐能力的重要途徑。一直以來，高校創新創業教育面臨諸如創新人才培養教育理念滯后（褚宏啟，2017）、教學方法單一且教學內容針對性與實效性不強（安國勇等，2022）、課堂教學忽視思維訓練導致教學易陷入低水平的重復（林崇德等，2010）等問題。然而，創新創業教育不同于學科教育，其本質是企業家精神的培養，強調通過問題解決等提升學生的綜合素質，培養學生的創業精神、意識與能力（Mei et al.，2022）。而且學生常面臨的不是固化的知識問答，而是如何運用跨學科的知識與技能解決真實情境中的復雜問題。因此，如何將問題導向的教學融入創新創業課程，探索行之有效的操作模型是當前創新人才培養的重要內容。

近10 年來，國家出臺了多項教育政策以推動技術為創新人才培養賦能增效（黃榮懷等，2021）。人類從感知智能向認知智能邁進過程中對于事物本質的認知大多建立在問題解決的基礎上，而多元技術的嵌入可以為問題解決提供重要支持（許濤等，2016）。但現有研究多集中在創新性問題解決的過程模式構建及其效果驗證上（Harlim et al.，2013），缺少認識論層面上整體性的學理論證，且技術賦能創新性問題解決過程的作用機制仍存在黑箱。因此，本研究嘗試立足于創新創業教育，在充分論證創新性問題解決的學理基礎上，探索技術賦能創新性問題解決的作用機制，以形成智能時代創新型人才培養的有效范式。

二、創新性問題解決的內涵與學理基礎

思維作為一種歷時性活動，在創新性問題解決過程中應時而生，也因時而變。雖然我們經驗性地知道知識與思維必然存在一定關聯，但若將這種關聯置于創新性問題解決過程中，其發生發展的內在機制尚不明晰。因此，下文將首先梳理創新性問題解決的內涵，然后基于信息加工理論、皮亞杰發生認識論、SOLO 分類理論以及創業思維與行動理論等多重視角闡述創新性問題解決的學理基礎。

1.創新性問題解決的內涵

當已有一個指定目標，但是尚未明確應采用何種方法或行為才能實現目標時，問題就產生了。當個體面對定義不明確、解決途徑復雜、預期結果不確定的情況時，如何以新穎、靈活、獨創的方法解決問題就顯得尤為重要。這一過程中思維的發散和收斂是問題得以高質量解決的關鍵（袁維新，2010）：一方面通過發散思考可以尋求更多新創意；另一方面通過收斂思維可對眾多觀點與方案進行比對、整合與決策，從而生成最具實用性、合理可行的優選方案。

在創新創業教育中，創新的核心內涵除了新穎性、實用性、可行性以外，更重要的還有經濟上的價值生成，即“成果效應”（Zhan et al.，2022）。創新性問題解決作為一類特殊的創生性任務，以面向經濟優勢與實用價值為目標導向，以發散性思維和收斂性思維的交替運用為基本認知機制，強調個體創造力在實踐場域中得到充分的發揮，在問題由初始態達到目標態的過程中形成更加務實、高效的問題解決方案與成果。簡言之，創新性問題解決就是在實踐場域中以創新的方式解決不確定性問題的過程。

2.創新性問題解決的學理基礎

（1）信息加工理論：信息到知識的聯結轉換

創新性問題解決旨在將新穎、獨特、有意義的想法承載于思維產品中，其本質是一種基于思維的價值增值活動。問題解決的起點在于外部信息的輸入以及主體對信息的理解和解讀。信息作為高度概括的概念系統，其組成介于意義聯想和概念之間的“結”和“線”（張小喬等，1990）。個體正是通過思維的發散和收斂才形成了新穎且有用的思維產品。信息加工理論指出，在有外部的客觀信息呈現并輸入的情況下，主體可以完成對外部輸入信息的感知、識別、表征或定義。知識則是通過信息的合成、演繹和推理獲得的，并且是已被驗證為準確和具有客觀性的信息（Xu et al.，2021）?？梢?，個體在外部信息獲取的基礎上，經由知識和思維的內在統一，方能促成創新性問題的解決。

（2）皮亞杰發生認識論：知識與思維的一致性

皮亞杰發生認識論強調知識與思維在問題解決過程中的一致性（馮友梅等，2019）。知識和思維的交替作用使得問題和解的表征具有靈活性、獨創性和價值性。具體來說，思維以知識為基礎且不能脫離知識而存在；知識經思維的作用而顯現且從屬于思維（白倩等，2020）。創新性問題解決的過程充滿著矛盾的外部世界信息，問題與解的匹配和貫通決定了問題解決的達成，而思維則扮演了中間的橋梁作用。根據皮亞杰提出的“態射—范疇”論，對于創新性問題解決可以形成這樣的認識：問題與解的合適表征需要基于已有知識進行創生而成；知識在“轉換”與“對應”中發生，與認識主體的思維過程相互作用進而促進問題解決方案的形成。其中，“轉換”是一個連續性操作，而“對應”是對多個操作的歸納（滿其峰等，2023）。學習主體在創新性問題解決的發散和收斂階段，將原有的知識結構應用到當前需要解釋的具體事物，就會產生新的轉換。個體只有通過歸納多個操作的意義，才能實現思維和知識的雙螺旋提升。

（3）SOLO分類理論：思維結構的層次性

約翰·B.彼格斯等人提出的SOLO 分類理論特別強調思維結構應當是“解決具體問題時表現出來的具體的思維結構”（約翰·B.彼格斯等，2010）。依據SOLO 分類理論可以將學習結果劃分為由低到高的5 個層次：前結構、單點結構、多點結構、關聯結構和抽象拓展結構（陳明選等，2016）。該結構以知識或知識結構為基礎，反映了學生在特定知識點上的概念理解和思維層次。從狀態與過程的立場上看，“知識結構是一種狀態性結構，而思維結構是一種過程性結構”（張沿沿等，2020）。從問題解決的程序來看，主體不斷把自己的現存狀態與目標狀態作比較，以加強問題解決的導向性和驅動性。據此，創新性問題解決過程中知識的發生必然會促使知識結構的抽象概括水平不斷提升，而新的知識結構又會作為前提條件影響認識主體對自身創造問題與解的合理表征，以此不斷促進思維結構的發展。

（4）創業思維與行動理論：實踐性活動的承載

創業思維與行動理論（Entreprenurial Thought& Action）是百森商學院用以促進學生問題發現、機會識別和創新創造的方法體系（Neck et al.，2018）。該方法以“創業教育之父”蒂蒙斯的創業理論模型為基礎，強調思維和行動的一致性，學習發生在實踐過程中，通過激發創業團隊的集體知識，將所思所想付諸于實踐，在行動的基礎上重塑創意，進而生成新的知識和產生新的思維模式，實現問題解決過程的不斷迭代優化，促進理論和實踐形成良好互動（Timmons et al.，2016）。人類的一切實踐活動都是實踐主體使用工具與外在于主體的客觀對象發生相互作用的過程（閻孟偉，2005）。因此，在創新創業教學中，堅持理論和實踐互為補充的原則，知行合一，在實踐場域中促成創新，方能提升問題解決的質量。

三、創新性問題解決的內在層次結構

1.實踐場域中的“知識—思維”螺旋

表征是指外部世界信息在大腦中的呈現方式。創新性問題解決立足于問題表征中的問題情境和問題空間。其中，問題情境承載于實踐場域，強調個體在真實的、充滿挑戰的復雜情境中，通過“轉化”和“對應”實現對構成問題的事實、概念及其相互關系的組織和認知，保證多感官的具身參與。問題空間是指個體在解決問題時，把問題的構成成分（如規定的條件、目標、規則及其他有關情境）編碼成可解釋的內部心理表征，將問題由初始狀態過渡到中間狀態、再發展到目標狀態的過程以空間形態進行可視化。認知心理學派認為，問題解決的本質是為實現目標狀態而采取的一系列有目的指向性的認知活動過程（陳琦等，1997）。當矛盾反映到意識之中時，個體將面向問題目標獲取與加工信息，應用各種認知活動和技能等來設法解決問題?？梢姡瑔栴}情境和問題空間不僅是創新性問題解決的核心要素，也是知識與思維產生作用的載體，決定了問題與解的合理表征。

其次，學習是一個社會性的、實踐性的、以差異資源為中介的參與過程。人類進行實踐活動所處的內在與外在、虛擬與現實的場所和環境構成了實踐場域（皮埃爾·布迪厄，2012）。人的理性和感性總是嵌入具體的實踐場域，且個體對于問題求解的欲望成為誘發、引領和支持學習行為的基點。個體對實踐場域中行為規范的理解與認知不同，將產生不同的創新動力和行為表現。由于人的認知不是一個既定心智對既定世界的靜態表征，而是一種動態的具身參與（葉浩生，2022）。因此，實踐場域的“可見性”將由個體具身投入的狀態來決定，故根據人的具身參與程度可將實踐場域劃分為初始場、邊緣場、漸進場、中心場和全域場5個子場域。

綜上所述，本研究基于皮亞杰的發生認識論，從信息加工理論出發，以知識與思維的內在一致性觀點為內核，參考約翰·B.彼格斯等人的SOLO 分類理論以及創業思維與行動理論，提出了如圖1 所示的創新性問題解決五級層次結構圖。其中，實踐場域是個體在具體的時間和情境中與世界互動的情境載體，它不再是外在于人的客觀存在，而是參與到個體創新性問題解決的過程之中。隨著個體具身參與程度的逐漸深入，子場域“灰色塊”的顏色也會隨著知識結構和思維結構的拓展和提升而逐漸走向“明晰化”和“通透化”。知識以狀態樣式規定性呈現，思維以過程樣式規定性呈現。從問題空間的初始狀態到目標狀態，思維從熵態發生，形成由不同水平或結構樣態的節點串聯而成的序列化的脈絡層次；而知識在思維轉換中呈現出一種結構性發生狀態，兩者共同構成螺旋交替的基本樣態。

圖1 創新性問題解決五級層次結構圖

2.創新性問題解決的五級層次結構

在實踐創新的過程中，思維結構將按照個體的需要通過“順應”和“重組”進行修改和拓展；大腦中的零碎知識也將在實踐創新過程中隨著思維結構的完善而變得層次化和系統化。思維與知識的關聯以雙螺旋結構呈現，互為內嵌和支撐，構成了創新性問題解決的內核。對應于前述的實踐場域，從知識與思維的內在統一性來看，創新性問題解決可劃分為前—零散結構、單點—橫向結構、多點—交叉結構、關聯—多向結構以及抽象拓展—綜合結構等5個漸進的層次。

（1）初始場：前—零散結構

在初始場中，個體還未進入創新性問題解決的過程中，實踐場域之于主體是完全二分的，因為它尚未參與到主體的認知和思維過程中。只有在個體的主觀精神作用下，實踐場域才具有屬性和價值（黃英杰，2017）。因此，在面對復雜的、不具有唯一解的問題時，個體在初始場以低于目標方式的反應來認識現象，以求獲得規律性的結論或啟示。然而，個體基于自身以往的主觀經驗進行判斷，思維容易受到先驗知識的干擾而跳到個別細節中去，故與問題合理表征的思維結構以空白的形式呈現。其次，個體已有的各種知識是零散的，與問題情境的匹配程度是弱相關的，不足以支撐個體排除情境中的干擾信息（李佳等，2011）。所以，個體只能根據獲得的某些偶然的不相關信息去判斷和決策，這可能導致對問題的理解和回答呈現出邏輯混亂和同義反復的現象。在前—零散結構中，學習者尚未對問題線索進行挖掘，但零散知識依舊支撐學習者建立了對問題線索的直觀認識。

（2）邊緣場：單點—橫向結構

在邊緣場中，個體較少參與創新性問題解決，而是通過觀察專家的行為，與同伴及專家進行討論，逐步將實踐從現象認知轉向對于問題本質的探索。邊緣場更多的是為合法身份的學習者提供一種合法的邊緣性參與，是一種獲得實踐機會的文化機制（何愛霞等，2018）。個體在經歷了對問題現象的直觀認識后，以求挖掘一個可能的相關問題線索。在單點—橫向結構中，信息的甄別和篩選是問題線索形成的基礎，是在思維和知識的作用下形成的對單一事件的概括。然而，這種概括缺少準確性和全局性，因為學習者的思維是由同種類型知識的橫向遷移形成的束狀單點結構。思維的拓展性和遷移性不足導致學習者易于忽視反應內部可能出現的矛盾，生成的解決方案側重橫向聯系而缺少縱向深入。

（3）漸進場：多點—交叉結構

在漸進場中，隨著個體具身投入的狀態不斷加深，個體將由邊緣性參與轉向漸進性參與。此時，由結構關系構成的雙邊或多邊網絡尚未形成，個體需要更多的實踐性活動來增強自身的主體性地位（中共中央馬克思恩格斯列寧斯大林著作編譯局，2012）。實踐場域中由意向性投射出的幾個束狀單點結構構成了思維結構的基本樣態；而零散的單一或多個知識點又在交叉關聯中構成了多個束狀單點結構（胡航等，2021），但是束狀單點結構之間并未形成有效的關聯。在多點—交叉結構中，知識和思維的不斷進化和發展，也是感性向理性認識持續轉換的過程。換言之，該階段學習者在問題情境中領悟到越來越多與問題相關的正確特征，圍繞若干問題特征挖掘到有限的問題線索，并以問題線索為錨點對周圍的孤立事件進行歸納和概括。但此階段學習者并不能覺察到問題線索與信息資料之間的聯系，給出的一些“可能解”多是支離破碎的。

（4）中心場：關聯—多向結構

在中心場中，個體進行實踐活動的軌跡由邊緣走向中心。個體較少受到外部事件和信息的干擾，在主觀精神的作用下逐步建構起反映概念、事實與問題解決情境之間重要聯系的網絡關系（詹澤慧等，2023a）。這種建構往往是具體的、多向的，具有豐富的外延性和關聯性。進言之，多個束狀單點結構之間形成了關聯，代表思維隨著解的正確表征而得以發展。經驗范圍內的相關隱性或顯性知識彼此之間也構成了多向的聯系，逐漸形成體系化的概念層次?；诟拍羁蚣?，學習者可以從問題情境中挖掘出多個問題線索，并對呈現的信息進行多次加工和剔除，將它們編入總體的聯系框架中。在關聯—多向結構中，由于知識節點間的高度遷移性（朱彩蘭等，2023），使得知識和思維交替的頻率更快，學習者能夠將多個行為事件聯系起來，并通過反向操作和反饋機制實現問題解決的高通路遷移。由此生成的關于問題解決的策略也更為多樣和具有適切性。

（5）全域場：抽象拓展—綜合結構

在全域場中，個體全身心地置身于實踐場域，外部世界已與自身認知融為一體，具有較高抽象水平的知識和思維涌現于“大腦—身體—場域”的動力關系過程中（Madsen et al.，2020）?！笆挛铩笔峭ㄟ^知覺獲得的“身體體驗”，知覺所處的“域”作為一種構成性場域，能為“意向性的投射”起到支撐性和塑造性作用，這將促使思維由束狀單點結構向橢圓單點結構變化。在全域場中，學習者將超越已有的信息和資料進入一種新的推理方式，拓展問題本身的意義，解決方案或結論隨之也更具有開放性和抽象性。概念之間的抽象可能導致生成新的屬性，進而產生層級更高的“類”或“領域”（朱彩蘭等，2023）。此種“類”或“領域”是知識的特殊表達，具有明顯的跨學科屬性和結構化特征，且節點間的關系是深層的、本質的、超越表象的。在全場域中，學習者能夠提煉出問題的本質特征，將所學遷移至表面特征看似高度不相似的情境中，由此而實現對創新性問題的解決。

四、創新性問題解決5P珠串模型構建

為了更好地確立創新性問題解決的過程機制，有必要立足于創新創業課程，將實踐場域中知識與思維的雙螺旋演進貫穿其中。在具體操作層面上，已有研究依據從問題解決的初始狀態到目標狀態的進階提出了不同的劃分方法，譬如六階段模型（Dewey，1910）、七階段模型（Bransford et al.，1993）、八階段模型（Bardach et al.，2011）、五階段模型（Aarikka-Stenroos et al.，2012）等。這些經典的問題解決模型為本研究構建創新性問題解決模型提供了基本支撐。然而，區別于一般性的問題解決，創新性問題解決更強調實踐場域中真實問題的復雜性和未知性，解決思路和方案的多向性和人本性，以及產品的價值性和推廣性（詹澤慧等，2019）。作為聯結創造與創新的橋梁，設計思維更適合作為本研究的基礎模型，并在創新創業課程中加以重構。

設計思維是一套關于創新式解決問題的方法論體系（林琳等，2016），其生成性和創造性可促成問題解決過程中個體知識與思維結構的形成與發展。英國設計協會提出的設計思維“雙鉆模型”（Double Diamond Model）以問題為導向，將設計流程劃分為問題定義和問題解決兩部分（Design Council，2005）。其中，問題定義部分包括發散性的問題發現和收斂性的問題定義，問題解決部分包括發散性的開發和收斂性的交付。借鑒這一發散收斂結構，在創新創業課程中，我們以“商業計劃書”作為生成性產品貫穿課程始終，同時也將其作為問題定義和解決的中間樞紐。具體而言，一方面將“問題定義”拆解為基于“現象分析”的發現問題過程和基于“問題探索”的確定痛點過程，讓學生經歷創新過程中的觀察、分析、思考、決策，對問題達到充分的理解后再做“方案設計”；另一方面將“問題解決”拆解為基于“原型迭代”的最簡可行產品（Minimum Viable Product，MVP）的測試評估過程和基于“價值推廣”的展示推廣過程。

據此，我們將創新性問題解決過程演繹為現象分析（Phenomenon）、問題探索（Problem）、方案設計（Plan）、原型迭代（Prototype）、價值推廣（Promotion）5 個階段。再加上創新性問題解決過程具有情境復雜性，需通過分層思想將各階段解構為一系列具體環節，而且各環節要緊緊圍繞創造性與價值性這兩大標準，并在思維發散與收斂的交替作用下展開，由此即可構建出如圖2所示的創新性問題解決5P珠串模型。

圖2 創新性問題解決5P珠串模型

該模型中每個節點均以P作為首字母，且由發散思維與收斂思維交替形成的多個棱形相連，仿佛是多顆鉆石相連的珠串，故而將其命名為“5P 珠串模型”。該模型試圖將抽象的思維發展過程呈現為邏輯清晰、環環相扣的具體步驟，以為創新性問題解決的達成提供生動的方法指引。其中，問題情境表現為一個“連續體”，連接著實踐場域中的表現性任務，個體需要應用基本的知識和技能促成問題的定義和解決。從創新創業課程的操作層面來看，“5P 珠串模型”的每一階段均有三個關鍵點：一是“起始點”，即要實現任務的問題需求點，也是思維發散的目標和出發點。二是“發散結束點”，即經歷較為廣泛全面的探索后，形成的集全體觀點與智慧后達到的思維發散最值。“發散結束點”形成的創意與新觀點越多，越能促成該階段問題解決的創新性。三是“收斂結束點”，即以思維發散結束點為起始，進行思維收斂，對形成的眾多觀點與方案進行考察、整合、優化與決策?！笆諗拷Y束點”形成的方案整體效能越優，則越能提升問題解決的價值性。創新性問題解決的每一階段，經過發散與收斂后得到的最終解決方案，將成為下一階段的初始依據，由此便可逐步推進創新性問題的解決。“5P珠串模型”的詳細釋義如下：

第一，現象分析（Phenomenon）。人對于事物的直觀認識構成了創新性問題解決的起點，所以“現象分析”階段強調基于個體或群體的動機和興趣，在現象中產生對問題的初步感知。在該階段，學習者通過用戶調研、競品分析、行業訪談等，廣泛地收集與事件本質相關的資料和信息。小組內部通過發散性思考（如頭腦風暴），形成對問題和現實需求的理解，再通過收斂性思考明確與現象相關的問題。需要強調的是，個體發現的問題可能是多個且存在與事件本質不相關的情形。市場分析過程中獲得的資料和信息更是冗雜的，需要個體進一步甄別和篩選，以獲取對現象的本質理解。

第二，問題探索（Problem）。在分析現象的基礎上，需要進一步界定問題，以確定解決問題的方向。盡管個體已經在“現象分析”階段發現了問題，但仍需要從紛繁變化的信息中辨別梳理出主要信息（劉徽，2022），再依據自身的概念體系對主要信息進行挖掘和解讀，進而深化對問題的理解。由于創新性問題的復雜性和解決問題的潛在多向性，個體需要發散思考多種解決方案，再將思維收斂聚焦于合適的特征線索，以合理確定問題的痛點和難點。

第三，方案設計（Plan）。當基本的問題解決方向確定后，需著手設計并撰寫創新性問題解決的方案。方案的設計和撰寫同樣需要進行思維發散和收斂。將現有觀點、設計或假想進行整合，通過頭腦風暴挖掘潛在的機會和資源，在團隊協商中梳理解決策略，不斷推進商業計劃的設計。必要時還需通過投票等方式收斂思維，優選與問題匹配的解決策略。該階段個體要將多個匹配的解決策略進行組合，使之構成問題解決方案的基本框架，而后運用具體的工具與方法將策略方案撰寫成文。在這一過程中，應利用各種條件和資源細化方案，并根據信息的變化不斷調整已有方案。

第四，原型迭代（Prototype）。在計劃書初步成文的基礎上，把握關鍵特征，設計制作最簡可行產品。首先運用發散思維嘗試用不同的工具與方法實現產品原型的構建，而后通過測試、調研、焦點小組等將創新特征進一步明確細化，細分客戶人群，批判地吸收信息，確認有效特征，確定最優的策略執行方法?？紤]到創新性問題解決的成果是帶有一定經濟價值的作品、方案、策略等產品，因此在對構建的產品原型進行多角度測試評估時要注意“失敗管理”，分析產品存在的最根本、最關鍵的問題，以實現創新性問題解決策略的有效迭代和不斷優化。

第五，價值推廣（Promotion）。在該階段，個體基于已有問題解決方案和增值性產品在創業環境中對其商業價值進行識別和評價，將一個有隱性價值的創業機會變成了一個有實際效益的商業模式。在實踐場域中，個體先通過發散思維從多重角度進行機會識別以確定價值推廣的機會，然后收斂確定最優產品的推廣角度，再進行價值創造。因為創新創業教育課程的本質不止于產品方案的生成，更強調個體將創新方案的變革性和價值性進行充分表達和呈現。風險承擔是企業家精神的重要內涵，在營銷過程中，學生將建立基本的誠信道德，并培養同理心。他們可能也會經歷被拒絕的時刻，但需要有勇氣面對。此外，基于“內在控制”承擔一定的失敗風險也有助于個體增強心理耐受性。

五、技術賦能創新性問題解決的作用機制

技術需要是個體產生技術行為的直接動因，技術服務于教與學的邏輯是師生需要和工具的關系匹配（李芒等，2023）。德國著名社會學家馬克斯·韋伯（1997）將技術理性劃分為兩種類型，即工具理性和價值理性。從工具理性來看，技術應用于問題解決過程需秉持常態化、便捷化、高效化以及實用化的要求或原則；從價值理性來看，技術的應用需結合人的情感偏好與價值追求，強調技術應用的合理性以及和人的本質、真實需求的契合程度。只有具備實用性和針對性的技術，才能在教學中得到常態化的應用。

在創新創業教育中，問題解決始于問題情境，而終于其在實踐場域中成功推廣，在此過程中伴隨知識和思維的雙螺旋發展。然而，由于創新性問題的復雜性，思維方案在實踐層面上的執行并非易事，因此應充分發揮技術在信息獲取與整理、知識呈現與測評、思維發散與收斂、規劃執行與項目管理等方面的“助解”和“助創”作用，支持學生進行問題求解并在實踐過程中提升方案的獨創性、實用性和可行性。

立足于創新創業課程，從師生的需求出發，本研究構建了技術賦能創新性問題解決的作用機制（見圖3）。該作用機制以“5P 珠串模型”為依據，從下到上依次呈現每個階段，且整體形狀呈現由大圓到小圓的變化趨勢，表示問題解決方案的逐步聚焦。圓錐左翼表示技術賦能學習過程支持，從學生行為出發關注學生如何使用各類技術促使問題達到目標狀態。圓錐右翼表示技術賦能教學提質增效，從教師行為出發關注教師如何使用各類技術引導學生進行問題解決和提升教學質量。圓錐底座是虛實結合的實踐場域，作為實踐創新的具身場景。由技術構筑的智慧學習環境可以創設高仿真的虛擬實踐場景，聯通虛擬世界和現實世界，一方面可促進學生沉浸式的參與，另一方面也可有效降低問題解決的成本。

圖3 技術賦能創新性問題解決的作用機制圖

1.技術賦能創新性問題解決的過程效用

（1）技術賦能實踐場域構建

實踐場域是發現問題、解決問題、開展迭代、驗證方案的空間。在教學過程中，問題情境的創設、個性化的教學、實時的跟蹤反饋，都離不開智慧學習環境的助力。實踐場域可提供三類智慧學習環境為創新性問題成功解決賦能：一是通過互聯網、云計算、大數據等技術構建自適應導學環境，可滿足不同學生在創新性問題解決過程中的學習需求，從而助力其學習效果提升。二是通過人工智能、虛擬現實、數字孿生等技術構建虛實融合的元宇宙環境，可創設豐富多樣的問題情境，為學生提供真實、生動、有趣的探究體驗，激發其創造力和想象力。三是通過協同計算、社交媒體等技術構建協同互動環境，可促進學生之間的交流和合作，并從他人的反饋和評價中獲得啟發和鼓勵，促成集體智慧的高效生成。

（2）技術賦能學習過程支持

從學生的行為來看，技術對創新性學習的賦能體現在兩個方面：一是借助技術能加速思維的發散和收斂，二是技術能幫助學生將想法轉換成具有一定經濟價值的方案或產品。具體而言，技術對學習過程的支持體現在如下5個方面：

第一，收集信息，解構現象。學生面對不確定性事件會產生直觀認識，只有通過收集大量信息并對其進行抽絲剝繭才能將認識轉換為若干問題線索。而技術的應用可以幫助學生收集豐富的信息和資料，以及獲取多感官的體驗。例如，使用問卷星開展市場調研可以多角度理解用戶需求。又如，將ChatGPT 的API 接入微信群，小組成員可以圍繞某一現象或主題與ChatGPT產生多輪對話，獲得多角度的回答以及綜合的信息材料，吸納智能方案的可取之處，最終通過人機協同形成獨創的見解。

第二，整理信息，聚焦問題。深入分析現象后，對問題的聚焦和表征決定著問題解決的方向。技術的應用可以幫助學生高效地組織和處理信息，對問題線索進行推理，形成解決問題的邏輯和有創見的結論。譬如，學生面對凌亂的信息以及多條復雜的線索，可以借助思維導圖、協作文檔等梳理組內觀點，也可以通過視頻會議尋求專家支持等。生成式人工智能也可以幫助學生快速收斂思維，排除無關信息，并基于學習者的思維框架實現對文本信息的全面整理。比如，ChatGPT可以從第一人稱視角出發，通過蘇格拉底式的對話輔助個體遴選信息，逐漸聚焦問題，以及輔助學生區分痛點和難點等，直至確定要解決的“真問題”。

第三，項目管理，形成方案。有了明確的問題后，學生需要設計針對性的方案，但受時間和空間的限制，項目管理本身就具有挑戰性。因此，技術和工具的合理應用可以高效促進小組成員之間的信息和知識流動、問題解決策略的多維組合以及項目進程管理。譬如，小組成員可使用同理心地圖、在線協作文檔或虛擬會議桌進行協作共建，推進策略構思與梳理等。此外，還可以讓具有一定專家思維的ChatGPT找出初擬設計方案存在的問題并提供修改建議，幫助學生及時調整問題解決方案，降低時間成本。

第四，協同開發，創意物化。設計方案的具體呈現有賴于與之匹配的物化產品，以小組協作的形式開發最簡可行產品是推進項目的基礎。一方面，通過協作管理工具（如騰訊文檔、Asana、BoardMix、Ping-Code 等），激發每個組員出色的技能、知識和想法，打通成員之間靈感、思考、創作、管理、演示、協作鏈路，實現團隊管理高效化和任務協同全程化。另一方面，可借助3D 建模與打印、激光切割、開源硬件等實現產品原型的快速成型，并通過計算機模擬、區塊鏈、智能合約等技術手段輔助完成產品有效性、可信度和安全性檢驗，以實現對產品的迭代優化。

第五，路演推廣、多維展示。創新性問題解決的最后階段是讓學生進行創業模擬訓練或創業孵化培育。通過構建情景故事化的商業邏輯，識別產品宣傳最有利的場景與機會，讓學生在思維發散和收斂中明確產品推廣的形式、方案與呈現工具。技術的應用可以促進學生對有商業價值信息的主觀搜索、識別、評價和確定，增強個體的機會開發能力。譬如，學生可借助多種平臺和媒介（如抖音、B站、公眾號等）以及大語言模型（如DALL-E 2、Midjourney等）生成跨模態產品海報，宣傳和展示成果并分享創意。又如，可通過文本/數據挖掘技術收集產品反饋，評估創新成果的效果和影響。

（3）技術賦能教學提質增效

創新性教學的復雜性在于教學活動具有明顯的動態生成性、獨特性和不確定性。從教師的行為來看，技術賦能創新性問題解決的關鍵在于簡化“復雜性”。教師應該基于自身的主體性和創造性，利用各種智能技術增強教育教學能力，從整體上把握學生問題解決的進程并引導學生達成目標。

第一，創設情境，具身參與。創新性問題解決的全過程正在從物理空間轉向數字空間，因此構筑虛實融合的創新創業實踐場域至關重要。教師需創設輕松自由、暢所欲言、利于協作、自主探索與思維碰撞的學習情境，以便于學生在具身參與的過程中更好地理解問題。譬如，虛擬現實技術可提供強交互性和沉浸性的學習環境，使學生以不同的角色參與創新性問題解決過程，增強學生的主動性和參與感，促成身體感知、行為控制和意義構建。從問題解決過程來看，技術既能讓問題情境的呈現更加生動，也能讓問題中知識的傳播更加高效。

第二，組織研討，啟發生成。面對復雜零碎的信息，學生需要判斷、篩選并構建出自己的概念網絡。教師需要提供交流研討和概念構建的平臺，促進個體或小組對知識進行管理和共享。譬如，可以搭建虛擬學習社區，使小組內部信息與知識不斷回饋到知識系統內，形成個人知識與組織知識之間的良性循環（秦丹，2016）；還可以使用知識圖譜，幫助學生整理不同學科知識間的關聯，形成有意義的知識轉換機制，加速知識和思維的更迭和優化。教師在此階段還應借助技術工具收集學生的想法，理解創新性問題的由來，提供自己的見解，也可通過ChatGPT啟發學生生成有意義的觀點，促進學生在問題解決過程中凝聚智慧，實現群體知識的再生性積累。

第三，診斷問題，互動引導。問題診斷是指利用多種智能技術對設計方案進行問題挖掘，及時發現學習進度不均衡問題，進而把握教學節奏，靈活調整教學計劃和策略，以達成教學目標。在方案設計階段，自適應學習系統可診斷問題解決進度，向學生推送個性化的參考資料，引導學生發揮個體的最大價值，幫助學生進行“失敗管理”，還可精準給予學生必要的支持和引導。

第四，支架支持，及時反饋。學生在依據設計方案構建原型的過程中，需要綜合運用多學科知識和各類技術工具，因此教師必須及時提供各類支架，以幫助學生應對挑戰。一方面，教師需提供激光切割、開源硬件等技術支持，讓學生熟悉技術工具的使用和操作，進而輔助學生對用戶細分、產品或服務形態、運用效果及市場反應進行驗證，不斷完善產品原型的開發與應用。另一方面，教師應時刻關注學生在原型構建過程中遇到的問題，借助數據挖掘、嵌入式技術、信息追蹤等技術獲取學生問題解決過程中隨機變化的細微行為，并產生以時間為標記的行為足跡（胡藝齡等，2019），及時為學生提供問題反饋，以此幫助學生對原型產品進行迭代優化。

第五，意見收集，總結分析。在價值推廣階段，教師可通過構建情景故事化的商業邏輯，使用元宇宙技術賦予每一位學生不同的身份（如投資人、顧客等角色），分配虛擬貨幣，組織成果發布以及路演推廣。在此過程中，教師要充分利用技術賦能教學評價，對學生生發的創意做出準確評價。例如，利用手機終端的意見收集器等可以大大提高評價的即時性，有助于教師及時收集學生的意見并進行針對性點評和補充講解。還可借助Moodle平臺對學生最終的成果進行一鍵式評分，或者接入ChatGPT自動生成反饋意見。

2.技術賦能創新性問題解決的主要特性

（1）路徑適應性：共性到個性

在創新性問題解決過程中，面對相同的問題情境，個體知識結構與思維結構的不同會導致他們對問題情境理解的偏差，這種“偏差”經過小組間思維的發散與收斂而放大，并在小組內部個性化地發展，這致使小組間問題解決的路徑發展極具差異。技術為個體、小組間的思維發散和收斂提供了適合的場域，使得“關注個體差異”并“動態調整實踐要素”變得更為容易（彭紅超等，2019）。例如，在創新創業教育中，在線交互學習系統既能為學生提供豐富的問題情境，也能幫助學生根據興趣選擇不同的創新性問題，興趣相同的學生還可迅速建立聯結。再如，鑒于學習者從“現象分析”到“價值推廣”的路徑并不是一貫到底而是循環往復的，可以利用大數據和學習分析技術為學習者推薦適合的學習資料輔助其思維的發散與收斂（楊現民等，2022），同時也可提供證據幫助教師及時發現學生的學習障礙和迷思。此外，生成式人工智能也可以根據提供的信息和反饋快速調整回答，從而更好地滿足用戶的個性化需求（詹澤慧等，2023b）。在“現象分析”和“問題確定”階段，這種自適應性允許團隊根據實時反饋迅速識別和調整焦點。

（2）方案綜合性：單維到多維

解構問題情境，運用發散思維盡可能提出多樣的解決方案，產生多種新穎的點子及解決方法，這是創新的關鍵所在。技術在此過程中為創新性問題解決方案的形成提供了多元視角，使方案從單維度向多維度、綜合化方向發展。例如，利用技術對不同學科和行業的數據、資源進行分析和挖掘，可創設真實的問題情境，實現跨學科建模（董艷等，2019），促進創新創業教育與其他學科的融合；虛擬現實和增強現實技術可以讓學生沉浸在逼真的環境中，幫助學生探索新的思路和解決方案；以大模型為特征的自然語言處理技術可以處理大量的信息，對創新問題進行快速分析，提高問題解決的效率。在“方案設計”和“原型迭代”階段，可以在課堂環境高效實施頭腦風暴、六頂思考帽、同理心地圖等思維工具，加速創新過程。

（3）成果可視性：設想到驗證

創新性問題解決的成果是帶有一定經濟價值的作品、方案、策略等產品。在創新創業教育中，需要對產品是否經濟有效、是否有推廣價值等進行考量。產品制作完成后的檢測以及商業規劃是創新創業教育中的關鍵環節（Lugmayr et al.，2014）。技術可以使產品不僅僅停留在設想中，而是在技術的參與下得以物化和可視化，而且產品模型生成、市場調研量化、產品價值推廣等也會變得更加快速、全面、高效。比如，在“原型迭代”和“價值推廣”階段，需要確定產品的實用性、有效性、價值性、安全性等屬性，而3D 打印、自動化生產等技術可加快產品的實用性檢驗，通過實踐測試可不斷改進產品的原型設計；計算機模擬、方案預實施、SWOT策略分析等技術手段可輔助完成產品有效性和價值性的檢驗，相關產品信息和數據可以可視化文本、圖片、視頻、孿生體等形式呈現。

（4）評價多元性：主觀到客觀

隨著切片技術、實時交互技術、沉浸體驗技術的發展，課堂評價將在技術的支持下超越主觀判斷感知而走向數據實證支撐。創新性問題解決過程中，對成果的單一主觀評價不足以檢驗目標是否達成。在技術的支持下，思維發展的“黑箱”有了被探清的可能，腦成像技術為直接觀察大腦進行高級認知加工時的活動狀況提供了強有力的研究手段，可在一定程度上闡釋創新性問題解決的神經機制（詹澤慧等，2023c）。技術可為獲取創新行為的過程性數據提供支持，例如，圖像識別技術、機器學習算法等可以對學習者的創新行為進行自動化抽取、標注和分析，不僅可以為創新性問題解決五階段的劃分提供證據，也能更全面地呈現創新性問題解決的詳細過程；滯后序列分析、社會網絡分析、事理圖譜等技術可序列化分析創新行為的特征，對學習者創新性問題解決的效果做出全面、立體化的評估。

六、研究總結

創新性問題解決既是一種認知過程，也是思維和能力的生成過程。本研究立足于創新創業教育，基于信息加工理論、皮亞杰發生認識論、SOLO 分類理論以及創業思維與行動理論，提出了實踐場域中創新性問題解決的層次結構（即知識—思維雙螺旋結構），論證了知識、思維和實踐的不斷轉換和生成是創新性問題解決的關鍵?；诖耍狙芯刻岢隽藙撔滦詥栴}解決5P 珠串模型，為創新性問題解決活動的開展提供了課程層面的操作范式。

其次，從技術賦能創新性問題解決過程的“效用”和“特性”兩個層面來看，其作用機制在于契合師生的真實需求，適配相應的技術工具，以實現問題的合理表征與解決。從根本上來講，技術是人類身體的延伸（曹繼東，2013）。技術工具的應用應當秉持工具理性和價值理性的雙重取向，處理好“人—技”雙重關系，致力于技術使用的常態化、高效化、便捷化，進而達成技術在創新性問題解決過程中以“自我遮蔽”方式內化于教師的教和學生的學之中。

最后，技術賦能創新性問題解決過程應堅守時代要求、秉持育人價值，將技術在知識傳授、思維啟發、思政建設、實踐應用等方面的潛在價值發揮到最大。尤其是在生成式人工智能時代，人機協同已然成為未來發展的趨勢，后續研究可進一步聚焦討論人機共創式的問題解決機制。其中，生成式人工智能應用于人類高效解決問題過程中知識、思維、情感、行動等的相互作用關系尤其值得關注。