在知识经济时代,学习者需要学会解决问题以及学会与人沟通,才能应对未来生活和工作中复杂的、协作的和不确定性的问题。为了对此作出回应,如何有效地开展协作问题解决学习以培养适应社会发展的人才,成为当前教育研究领域的重要研究内容。从理论上看,协作问题解决学习是实践建构主义学习理念的适宜学习方式。它能促进学习者对知识形成深度理解,从而形成迁移性地协作解决问题的技能。但是,在协作问题解决学习的实践中,尚存在着诸多实际层面的挑战,比如,协作问题解决学习的任务复杂性会给学习者带来较大的认知负荷；协作问题解决学习对参与者有着更高的学习主动性要求,对此学习者往往准备不足；在协作解决问题过程中协调和交流需要额外成本,对此学习者往往缺乏有效训练和支持。为了解决这些问题,本研究意图在协作问题解决学习中整合教学性与技术性的干预以应对上述挑战,提升协作问题解决学习的过程质量和学习效果。以认知负荷理论作为理论基础,本研究对协作问题解决学习提出了支架学习任务和团体认知过程的教学性干预设计思路,以及整合语义图示工具的技术性干预思路。本研究的假设是：(1)在协作问题解决学习中整合语义图示工具支架学习任务与团体认知过程,能促进个体认知的发展；(2)在协作问题解决学习中整合语义图示工具支架学习任务与团体认知过程,能促使学习者有效地投入到学习过程中；(3)在协作问题解决学习中整合语义图示工具支架学习任务与团体认知过程,能促使学习者有效地协调与交流。为了验证在协作问题解决学习中整合语义图示工具支架学习任务与团体认知过程这一干预设计思路的有效性,本研究设计了对比实验。围绕同一学习主题,将支持协作组问题解决学习的教学性干预设计理念分别整合到控制组和实验组中。不同地是,控制组中整合的技术性干预是基于本文的协作学习工具；实验组中整合的技术性干预是语义图示工具。通过对控制组和实验组中学习者的学习结果数据和学习过程数据的分析,本研究分别对以上研究假设予以回应。对于研究假设一,本研究对控制组和实验组学习者前后测数据进行了分析。研究发现,在协作问题解决学习中支架学习任务和团体认知过程,能促进学习者高级认知的发展。另外,在其中整合语义图示工具,能更好地促进个体高级认知的广度和深度的发展。对于研究假设二,本研究对小组学习总时间、小组投入到不同学习活动中的学习时间、小组在不同学习活动间的投入交替情况等进行了分析。对于研究假设三,本研究对小组对话话语的频数和小组学习制品质量进行了分析。研究发现,在协作间题解决学习中整合语义图示工具支架学习任务和团体认知过程,能促使学习者有效地投入到学习过程中；能促使学习者进行有效地协调与交流。之后,基于对研究假设的验证分析,本研究对协作问题解决学习设计与个体认知发展、语义图示工具与协作问题解决的学习过程以及语义图示工具的技术定位等内容进行了深度讨论。本研究针对协作问题解决学习提出了整合语义图示工具支架学习任务和团体认知过程的干预设计思路。这一干预设计思路能指导教师有效地设计协作问题解决学习,为变革传统知识接受式学习方式提供实践性指导。另外,语义图示工具的提出,为整合学习技术支持协作问题解决学习过程提供了新的技术设计思路。最后,本研究为后续在课堂中开展协作问题解决学习的系统研究奠定了基础。