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PISA는 읽기, 수학, 과학에 대한 평가와 더불어 미래 사회를 살아갈 학생들에게 중요한 ‘역량’ 중 하나인 문제해결력에 대한 평가를 시행해 오고 있다. 문제해결력 평가는 각 주기별로 특징을 달리하였는데, PISA 2003에는 범교과를 바탕으로 문제해결력을 평가했으며, PISA 2012에는 교과와 직접 관련되지 않은 개인적 문제해결력에 중점을 둔 컴퓨터 기반 문제해결력 평가를 시행했다. PISA 2015에는 실생활에 개인보다는 팀을 중심으로 문제를 해결해야 하는 경우가 많음을 반영하여 협력적 문제해결력(Collaborative Problem Solving) 평가를 도입하였다.
또한 PISA는 교과와 관련되지 않은 문제해결에 대한 평가를 실시함으로써 2015년에는 협력적 문제해결력 평가를 도입했다.