第七章问题解决与创造性课件

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1、第七章 问题解决与创造性,第一节 问题与问题解决,一、问题及其分类 （一）问题 1.定义： 所谓问题，是指这样一种情境：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。,2.成分 （1）给定信息，指有关问题初始状态的一系列描述； （2）目标，指有关问题结果状态的描述； （3）障碍，指在解决问题的过程中会遇到的种种需待解决的因素。,3.特征： （1）问题是某种情境(指目标状态与当前状态之间的差异)下的一个未知状态。 （2）发现或解决这个未知状态必须具有一定程度的社会、文化或智力上的价值。,（二）问题的分类 1.结构良好问题 vs.结构不良问题: 根据给定状态和起始状态的界定 结构良

2、好问题：也就是那些具有明确的初始状态、目标状态以及解决方法的问题。 结构不良问题：指那些没有明确的初始状态、目标状态或者解决方法的问题。,2.具体问题vs.抽象问题：根据问题的内容 具体问题：问题内容的要求比较明确 抽象问题：难以用简单的语言回答，概括性高,3.归纳结构问题、转化问题vs.排列问题：性质 归纳结构问题：给了几个成分，要求问题解决者发现隐含在这些成分中的结构。 转化问题：给出一个初始状态，问题解决者必须发展一系列达到目标状态的操作，通过这些操作，使初始状态不断向目标状态转化，最终达到总目标。如河内塔问题,排列问题：给出所有的充分，问题解决者必须以一定的方式排列它们，通过排列达到目

3、标状态。 如解密码算术题,二、问题解决,1.问题解决 是指问题解决者面临问题情景而没有现成方法可以利用时，将已知情景转化为目标情景的认知过程。 当常规或者自动化的反应不适应当前的情景时，问题解决就发生了。,2.问题解决的特点： （1）解决问题是解决新的问题，即所遇到的问题是初次遇到的问题； （2）在解决问题中，要把掌握的简单规则重新组合，以适用于当前问题； （3）问题一旦解决，人的能力或者倾向随之发生变化。,三、问题解决的理论,1.试误说 代表人物：桑代克 主要观点：问题解决是由刺激情境与适当反应之间形成的联结构成的；这种联结是通过尝试错误逐渐形成的。 过程：盲目的操作尝试错误发现问题解决的方

4、法。,2顿悟说 代表人物：苛勒 主要观点：人遇到问题时，会重组问题情境的当前结构，以弥补问题的缺口，达到新的完形，从而联想起一种可行的解决方案。 顿悟：对问题情境的突然领悟,顿悟与试误的对立统一： 认知的不同阶段 通过试误达成顿悟,3.问题解决的认知观点 问题解决的过程就是通过一系列的操作达到目标的过程。 问题状态：问题解决者在解决问题的过程中遇到各种问题情景，这些问题情景的总和达成了问题状态。 问题状态分初始状态和目标状态以及从初始状态到目标状态的一系列中间状态。,操作方法：问题解决者把一种问题状态改变成另一种问题状态。 问题空间：一系列问题状态和转变问题状态的操作方法就组成了问题空间，这就

5、是对问题构成的表征。 问题解决的首要关键环节是对问题情景建构起一个心理表征，也就是问题空间。,第二节 问题解决过程,一、杜威的五阶段理论 1.问题解决的阶段 （1）意识到问题的存在 （2）识别出问题 （3）提出假设 （4）接受或拒绝试探性的假设 （5）形成和评价结论,2.教学过程 （1）儿童要有一个真实的经验情境，有一个对活动本身感兴趣的连续活动 （2）在这个情境内部产生一个真实的问题，作为思维的刺激物 （3）儿童要占有资料，从事必要的观察 （4）儿童展开自己想出来的解决问题的方法 （5）儿童要有机会通过应用来检验其想法,二、奥苏贝尔和鲁宾逊的观点：四阶段 1.呈现问题情境命题 把问题以命题的

6、形式呈现给学生，并要求学生掌握这些命题 2.明确问题的目标与已知条件,3.填补空隙：核心 提取与当前问题有关的知识、规则，寻找问题解决的策略 4.解答之后的检验 检查问题解决的方法是否正确、简捷、合理,三、斯滕伯格的观点：顿悟,顿悟的过程： 1.选择性编码：了解某些信息与要解决的问题有关，以及如何相关：分辨有用条件和多余条件，注意表面无关实际重要的条件 抽屉里有黑色和灰色两种颜色的袜子，比例为4：5，至少拿几只袜子，才能得到一双颜色相同的袜子？,2.选择性组合 个体将最初分离的信息组合成一体，尤其要注意将看似无关紧要但是却极有价值的信息组合在一起,老张下周打算办几件事： 和朋友吃顿饭，到美术馆

7、参观，到图书馆借书，到商店买衣服 条件：周三朋友不能见老张，图书馆周六闭馆，美术馆二、四、六不开放，二、五、六商店营业 问题：下周内哪一天能把所有的事情完成？,3.选择性比较 个体将新获得的信息和过去获得的信息联系起来，并能找到新信息和旧信息在某些方面是相似的，以利用旧信息更好的理解新信息 贝尔发明电话机吉他声音的启发,四、基克的观点(四阶段观) （一）理解和表征问题阶段 解决问题的第一步是确定问题到底是什么，这意味着要理解和表征问题，即从什么角度看待问题，包括问题的条件、目标以及可用的操作。,在理解问题的过程中，问题解决者需要完成以下几方面工作： 1.识别相关信息：相关、无关；表面相关实际无

8、关；表面不相关实际有关 2.语义理解：赋值句和关系句,3.整体表征：把握问题的全貌，达成对问题的正确理解 4.问题归类：归类并激活一个特定的图式 使用正确图式,问题表征的结局 1.联想起一个合适的顿悟式解决方案（找到一个可以利用的图式），问题得到解决 2.没有现成的图式可以利用，重组问题情境，产生解决问题的方案,（二）寻求解答阶段 寻找问题解决的方案： 重新描述问题 建立问题的子目标层级 选择问题解决的策略,问题解决的策略 算法式策略指将达到目标的各种可能的方法都列出来，具体化，逐一加以尝试。 算法式策略费时费力，而且有些算法式策略有时在实际中根本不可能实现。,启发式策略指根据目标的指引，试图

9、不断地将问题状态转换成与目标状态相近的状态，从而只试探那些对成功趋向目标状态有价值的算子。,1.手段-目的分析 把总目标划分成许多子目标，将问题划分成许多子问题后，寻找解决每一个子问题的手段。,操作步骤 （1）认清问题的初始状态和目标状态 （2）分解问题的总目标为若干个小目标 （3）选择手段将初始目标向第一个小目标推进 （4）达到第一个小目标后，向第二个小目标推进 （5）如果某一手段行不通，就退回到原来状态，重新选择手段,2.爬山法 其基本思想是：先设立一个目标，然后向目标方向走到与起始点邻近的某一节点，逐步逼近目标。,9个大人和两个小孩要过河，而渡河用的船每次只能载一个大人或两个小孩，要实现

10、这个目标船要在河中横渡多少次？ （一个来回等于两次横渡）,3.逆向反推法 逆向反推法指从目标开始状态出发倒推到目标所需的前一个中间状态及其算子，直至退至初始状态。 从初始状态出发可以有多种走法，但只有一条路能到达目标状态。,4.类比思维 当我们面对某个问题，而对问题的领域知识所知甚少时，类比是有效的方法。 一般是先对问题进行表征，然后去获取与当前情景相关或者相似的熟悉领域的知识，加以利用。 仿生学,5.简化策略 在问题解决过程中，先抛开问题的细节，直接抓住问题的关键信息，将抽象的问题简化成简单的形式，解决简化了的问题，再解决复杂的问题。,在一张桌子前，从左到右依次并排坐着ABCD四个人，请根据

11、一下信息，指出谁有小轿车 A穿蓝衬衫 穿红衬衫的人有自行车 D有摩托车 C靠着穿绿衬衫的人 B靠着有小轿车的人 穿白衬衫的人靠着有摩托车的人 有三轮车的人距有摩托车的人最远,（三）执行计划或者尝试解答阶段 当表征某个问题并选好某种解决方案后，下一步就要执行计划、尝试解答。 如果解决方案主要涉及某些算法的使用，那么一定要避免在使用算法的过程中产生一些错误的算式或者系统性的“臭虫”。,（四）评价结果阶段 当选择并完成某个解决方案之后，还应该对结果进行评价。 评价结果的方法之一，就是寻找能够证实或证伪这种解答的证据，对解答进行核查。,第三节 问题解决的影响因素,一、影响问题解决的主观因素 （一）定势

12、：心理的一种暂时准备状态。 思维定势：问题解决的过程中作特定加工方式的准备，它限制着形成假设的范围，并使所尝试的问题解决方法固定化 克服思维定势的有效方法是培养学生的求异思维,（二）功能固着 人们倾向于将某种功能赋予某个物体而不能认识到物体还有别的功能。 功能固着是通过练习 获得的，是后天习得的。,（三）知识经验 1.知识经验的数量：一般情况下，知识经验越多，越有利于问题的解决 2.知识经验的质量：是否是活的知识，专家知识。 专家知识的一个重要特征是按照层次分门别类的组织,实验：学习两种浮力材料，考察学习效果 1组：浮力材料来自传统教科书 2组：根据对专家浮力知识的分析，按照层次分门别类的组织

13、 结果：回忆成绩：2组比1组高出40% 解决问题成绩： 2组比1组高出25%,（四）认知结构 作用 1.组织者的作用：架设旧知识和问题解决之间的桥梁 2.认知变量的作用：影响问题解决过程中概念和简单规则的重组，进而影响问题解决方法的产生,3.良好认知结构的迁移效应 问题解决会修改原有的认知结构，新形成的认知结构又会影响以后的问题解决,（五）记忆和理解 实验： 任务：玩一种扑克游戏 实验1组：死记硬背游戏规则 实验2组：通过推理学习游戏 测验：是否记住了游戏规则 是否能将学会的技巧用于解决同类的问题,结果：实验1组学会玩扑克游戏的时间短于实验2组 实验2组的迁移成绩显著高于实验1组 记忆：有助于

14、短时间内学会问题解决 理解：有助于长时间应用和迁移,（六）情绪和动机状态 在一定限度内，情绪和动机强度与问题解决的效率成正比,二、影响问题解决的客观因素,（一）问题情境 问题情境就是指问题的知觉方式 问题的知觉方式与人们的知识经验越接近，问题解决就越容易；反之,影响问题解决的情境 （1）原因与结果在时间上的分离：蚊子叮咬与疟疾 （2）原因的相互依存：佝偻病需要补钙和维生素D （3）无法直接观察或者难以观察导致现象的原因：风对火车速度的影响,（二）噪音 噪音影响人的注意力，影响人的思维 实验： 1.强噪音、弱噪音 2.事先告知、事先不告知有噪音 结果：1.预知的噪音，其强度不影响问题解决 2.不

15、可预知的噪音，强度越大，对问题解决的影响越大,第四节 问题解决能力的培养,一、专家和新手 （)专家和新手的差异 第一，专家不注意中间过程，可以很快地解决问题；新手需要很多中间过程，而且要有意识地加以注意。,第二，新手先明确目的，从尾到头地解决问题（逆向推理）；专家或者立即推理，或者搜集信息，从头到尾地解决问题（顺序推理），即是一种再认的过程。,第三，专家更多地利用直觉，即根据生活经验的表征来解决问题；新手则更多地依赖正确的方程式来解决问题。 专家解决问题所依据的经验中的基本关系是复杂方程式的基础。,（二）新手的误区 新手有时持有一些错误的直觉观念，他们在解决很多问题的时候都会坚持他们的错误直觉

16、观念。,（三）专家的优势与隐患 优势： 1.专家比新手更容易发现大量信息背后所隐含的结构，而新手则关注于信息的细节； 2.专家执行任务的速度更快，错误更少； 3.与新手相比，专家能够在更深的层次上处理问题；,4.专家对本领域的信息的记忆能力比新手要强，因为他们有丰富的知识背景，而且专业知识是高度组织化的； 5.专家在行动之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,隐患如下： 自动化的、固有的图式可能会造成定势，限制专家的创新,二、一般性问题解决能力的训练,（一）创作式思维教程 提供侦探故事先就某个迷案提供一些线索要求读者回答问题。 目的是让读者“用自己的话陈述问题”、“自己提出问题”、“产生能解释迷案的各种想法”。 模拟思维训练,（二）问题解决模式：鲁宾斯坦 供大学生使用的训练教程。 教程的主要目的是向学生提供许多可使用的问题解决工具。 学习表征问题的抽象技术,（三）德波诺的CoRT教程 德波诺的CoRT教程教学生如何看待他们可能在校外面临的问题，并对问题进行独特的解答。 教程包括广度、组织、交互、创造力、信息