教育心理学之问题解决

第八章 问题解决学习与创造性,问题与问题解决 问题解决的过程 问题解决的训练 创造性思维,人类掌握知识的目的在于解决问题，人类文明史，从火的发明到宇宙飞船上天，就是一部问题解决的历史。问题解决对学生的学习有着重要的作用，加涅认为“教育课程的重要的最终目标就是教学生解决问题数学和物理问题、健康问题、社会问题以及个人适应性问题”。创造性思维作为一种高级的问题解决活动，也越来越受到人们的重视。,第一节 问题与问题解决,一、问题及其分类,（一）问题的界定,1、问题的含义,是指个体想做某件事，但不能马上知道完成这件事所需采取的一系列行动的情境（Newell 涉及到交通车辆用户、车辆制造商以及造成空气污染的工厂等,他们也希望治理污染 ,但又不希望有太多的额外开支;其中也涉及到政府,它既要保护环境 ,又要保证经济发展?,(三)提出可能的解决方法,在确定了各种不同的立场和理解方式之后 ,解决者就可以分别从这些立场和理解方式出发 ,看有哪些相应的解决方法。对问题情境的不同理解会导致不同的解法和思路。,(四)评价各种方法的有效性,结构不良问题通常没有惟一的标准答案，因此需要要寻找一种在各种解法中最为可取的解决方案。问题解决者需要对各种不同的解法思路的有效性进行评价, 形成自己的判断、得出自己最接纳的解法。,(五)对问题表征和解法的反思监控,问题解决的元认知监控 ,包括对解决过程的计划 ,对理解状况的监察 ,对解法的评价等。结构不良问题的解决过程 ,由于问题更为开放、更为复杂 ,监控过程更为重要。 首先,要对自己整个问题解决过程进行监控。 同时 ,又要从自己的思路中跳出来 ,看看其他人从其他角度出发会怎样理解和解决这一问题。 对问题表征和解法的监控贯穿在整个问题解决过程中。,(六)实施、监察解决方案,在实际实施解决方案的过程中,问题解决者需要认真监察问题解决的效果,看它能否达到所期望的目标 ,能否满足不同方面的要求,能否在给定的条件 (如时间、经费、人力等 )下解决问题,以及是否还有更有效、更便捷的解决方案等。,(七)调整解决方案,问题解决往往不是一次性完成的 ,针对问题解决结果的反馈信息 ,解决者常常需要调整解决方案 ,或者改变理解问题的方式和思路。 在问题得到最有效的解决后 ,解决者还需要反思解决问题的思路 ,看这种解决方法对其他问题的解决有什么启示,从这个问题中自己获得了什么新知识、新策略 ,这对于问题图式的获得以及问题解决水平的提高来说具有关键性意义。,第三节 问题解决的训练,一、问题解决的影响因素,（一）问题的刺激特点,当解决一个问题时，这个问题中的事件和物体将以某种特点呈现在个体面前，这些特点以及他们之间的关系将影响个体对问题的理解和表征。某些呈现方式能直接提供解决问题的线索，便于寻找问题解决的方向、途径和方法。某些呈现方式则可能掩蔽或干扰了解决问题的线索，增加解答的难度，甚至导入歧途。,（二）功能固着,是指人们往往只熟悉事物惯常的用途而很难看到该事物的其他的新用途。 整齐摆放的材料更容易产生功能固着。,（三）反应定势,反应定势有时也称作定势，是指以最熟悉的方式作出反应的倾向。虽然定势有时有助于问题的解决，但是有时定势是解决问题的思维活动刻板化啊，妨碍问题的解决。,（四）酝酿效应,有人反复探索一个问题的解答而毫无结果时，把问题暂时搁置几个小时、几天或几星期，然后回过头来解决，这时常常可以很快找到解决办法，即酝酿效应。,实验（西尔维拉，1971 ）：“你面前有四条小链子，每条链子有三个环。打开一个环要花2分钱，封合一个环要花3分钱。开始时所有的环都是封合的。你的任务是要把这12个环全部连接成一个大链子，但花钱不能超过15分钱。” 三组被试都用半小时来解决问题，第一组，半小时中有55的人解决了问题；第二组，在半小时解决问题中间插入半小时做其他事情，结果有64的人解决了问题；第三组，插入4个小时做其他事情，结果有85的人解决了问题。主试要求被试大声说出解决问题的过程，结果发现第二、三组被试回头来解决项链问题时并不是接着已经完成的解法去做，而是像原先那样从头做起。因此，可以认为酝酿效应打破了解决问题不恰当思路的定势，从而促进了新思路的产生。（这个问题的解法是：把一条小链的三个环都打开，用这三个环把剩下的三个小链连接起来。）,问题表征就是对问题信息的搜索、提取和理解、内化的过程，是对觉察到的问题的各种条件和规则的解释。,（五）问题表征方式,德国哥尼斯堡有一条布勒尔河，该河有两条支流，在城中心汇合成一条大河，河中间是岛区。河上有7座桥。哥尼斯堡的一个大学生傍晚散步时，总想一次走过7座桥，而每座桥只准走一次，可是试来试去总是办不到，于是写信给数学家欧拉，请他解决这个问题。 欧拉对这个问题进行了仔细分析，把4处地点缩小为4点，并把7座桥简化为7条线。经过如此这般的抽象，欧拉就把一个有着形象因素干扰的难题转化为“1笔画问题”：能否一笔画出该图而只一次通过每个点。简而言之就是，能否不重复地一笔画出该图。,这个情形是可以这样的看：如果一个图能一笔画成，那么一定有一个起点开始画，也有一个终点。其他图上的点是“过路点”我们要经过它。 现在看“过路点”会有什么性质？它是“能上能下，有进有出”的点，有一条线进这点，那么就要有一条线出去，不可能是有进无出，它就会变成终点，也不可能有出无进，它就会变成起点。因此在“过路点”进出的线的总数应该是偶数，即“过路点”是偶点。如果起点和终点是同一点，那么它也是属于“有进有出”的类型，因此必须是偶点，这样图上全体的点是偶点。如果起点和终点是不一样，那么它们必须是奇点了。因此这图最多只能有二个奇点。现在对应七桥问题的图，所有的顶点都是奇点，共有四个，故这个图肯定不能一笔画成。,二、问题解决能力的训练,（一）一般问题解决能力的训练,1、创新思维教程 该教程持续时间为一个学期，相当多的研究表明，参加这一教程的学生在问题解决技能上明显超过控制组学生，而且所学到的技能能迁移到不同类型的问题中。,由科文顿主持开发，主要由一些小册子组成，小册子中描述了一些侦探故事。故事先就某个谜案提供一些线索，要求读者思考、回答，当读者产生某些想法后，课文中的两个儿童通过对话提出他们的想法，就像真正破案一样，他们开始会产生一些错误想法（实际上是在呈现思维榜样），后来在成人指导下，最终揭示了要侦破的谜案。每个故事中的成人评析都会涉及到问题解决的一些策略，如以系统的方式思考、受阻后从不同的角度考察问题、专心注意重要的因素和事件、提出一些能深化问题解决的问题、避免匆忙下结论等。,2、波诺的CoRT教程 通过大量的日常生活的问题情境，训练学生探讨想法的正反两面、考虑事情的各种因素，分清主次、寻求更多的可能性等多种思维策略，给学生提供解决实际问题所必需的技能。,教程包括60课，每一课都集中训练某一问题情境的特定策略。每一课先由教师简要解释所要学习的技能，然后将学生分组，让他们练习问题的解答，几分钟过后个组汇报自己的进展，进行讨论（如PMI思维方法）。,情境：把公共汽车上的座位都拆掉 有利思维视角P(Plus):这种观点的优点或有利因素你为什么喜欢或赞同这种观点。（1）每辆车上装很多的人；（2）上下车更容易；（3）制造和维修公共汽车的价格会便宜 不利思维视角M(Minus):这种观点的缺点或不利因素你为什么不喜欢或不赞同这种观点。（1）如果公共汽车突然刹车，乘客会摔倒； （2）老人和残疾人乘车时会遇到很多麻烦；（3）上车携带挎包者或小孩会有诸多不便 兴趣思维视角I(Interest):这种观点的兴趣点这种观点让人感兴趣的方面。（1）可产生两种类型的公共汽车，一种有座位，另一种没有座位；（2）同一辆公共汽车可以有更多的用途；（3）公共汽车上的舒适度并不重要。,3、问题解决模式 是由鲁宾斯坦编制的一套供大学生使用的教程。教程的前半段教一般的技术，讲解如何使用一些思维工具，后半部分探讨问题解决的数学基础，包括概率论、决策论，还包含许多问题解决过程的实例，主要涉及工程学或数学领域。 几乎所有的研究都证明，这一教程所教的解决问题的思维策略只能产生特定的迁移，而不能促进一般问题解决活动。,一般性问题解决能力训练研究，往往要注意以下几个问题：（1）影响问题解决的因素很多，很难决定训练的内容和方法；（2）在实验室条件下的短期结果能否推演到学校和日常生活情境中问题解决能力的长期变化上去；（3）训练效果的普遍性等等。,（二）专家和新手,1、专家与新手的差异,（1）庞大的知识储备 在某一领域，专家拥有大量的知识、事实、概念和程序的储备，并且这些知识的存储都是经过精细加工和组织化的，以便需要时很容易从长时记忆中提取出来。 有人以国际象棋专家和新手为被试，给他们呈现一典型的对弈棋盘，看5秒，然后要求他们在空棋盘上复现看到的棋子位置。结果表明，国际象棋大师看一眼能复现20多个棋子及其位置，新手只能复现45个棋子及其位置。这说明专家能知觉较大的有意义的刺激模式，新手不具备这样的能力。大师头脑中存储着月5万个不同的棋盘模式，当某一棋盘出现时便能很快地激活长时记忆中此相似的模式，从而有助于回忆。另有研究结果表明，对于真实棋局，象棋大师只要看几秒钟就能回忆出每一个棋子的位置，复盘率高达90%，而新手的复盘率只有30%。但是，当棋子随机摆放时，大师回忆的成绩还不如一般的人。,（2）独特的知识组织方式 面对一个问题，专家综述围绕中心原理来组织他们的知识，而新手则围绕问题中陈述的细节来组织少量的知识。 （3）问题表征深度不同 当遇到一个新问题时，专家能很快抓住问题的实质，根据问题的内在结构表征问题。根据问题得以解决的原理对问题进行表征被认为是问题的深层表征。 如齐等研究具有博士学位的物理学专家和刚学过一门物理学课程的大学生之间在物理问题表征上的差异。研究者给出20个描述物理学问题的名称。当请新手和专家将问题分类时，新手的典型名称是“斜面上的木块”，专家使用的典型名称是“牛顿第二定律”。,2、新手的误区,新手有时持有一些错误的直觉观念或原理来解决问题，从而对其问题解决产生影响。,3、专家的优势与隐患,（1）优势： 与新手相比，专家，专家有丰富的知识背景，而且他们的专业知识是高度组织化的；因此他们对本领域的信息记忆能力比新手要强， 专家比新手更能够在更深层次上处理问题，更容易发现大量信息背后所隐藏的结构，他们思考的是问题所隐含的深意，而不是表面信息，而新手则关注于信息的细节； 专家在他们所擅长的领域里通过处理各种问题，积累了大量的经验，使得他们对相关领域内的问题自动化地解决；专家执行任务的速度更快，错误更少。 专家在行动前花更多的时间对问题进行分析，因此在处理问题的时候比新手更有效率； （2）隐患： 自动化也可能使专家变得僵化，只以一种固有的、习以为常的方式来看待一类问题，而不能换一个角度进行思考。,（三）教学中问题解决能力的培养,1、鼓励质疑 鼓励学生在课堂上主动提出问题，减少这样那样的限制，形成一种自由探究的气氛。关键是教师要注意营造一种开放的环境和愉快的气氛。 2、设置难度相当的问题 问题要可解，但要有一定难度，难度照顾大多数人的水平和能力，对少数人进行个别辅导。 3、帮助学生正确表征问题 提倡采用形象表征的方法，如画草图、列表，写方程式等。此外，试图将解决问题的计划及选择该计划的理由说出来或写下来（思维外化），更容易导致成功地解决问题。 4、帮助学生养成分析问题的习惯,教给学生一些思考问题、分析问题的方法；要鼓励学生提出多种解法；不能因为让学生自己分析就采取放羊的态度；也不能过分热心，越俎代庖，把结论告诉学生；学生实在有困难时，可适当提供线索。 5、辅助学生从记忆中提取信息 6、训练学生陈述自己的假设及其步骤 7、提供结构不良问题，培养解决实际问题的能力 8、训练学生对问题解决的过程进行监控和调节，包括问题解决后的反思,第三节 创造性思维,一、什么是创造性思维,创造性思维是指运用超常规的方法，重新组织已有的知识经验，产生新方案或形成新成果的心理过程。创造性思维的结果具有新颖性，它提出了