問題解決

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在問題空間中進(jìn)行搜索,以便使問題的初始狀態(tài)達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)的思維過程。個(gè)體對(duì)問題情境的適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)過程。心理學(xué)的解釋是:由一定的情景引起的,按照一定的目標(biāo),應(yīng)用各種認(rèn)知活動(dòng)、技能等,經(jīng)過一系列的思維操作,使問題得以解決的過程。
中文名
問題解決
外文名
problem solving
應(yīng)用學(xué)科
心理學(xué)
應(yīng)用范圍
教育心理學(xué)

問題解決概述

問題解決構(gòu)成

問題解決(problem solving)是由一定的情景引起的,按照一定的目標(biāo),應(yīng)用各種認(rèn)知活動(dòng)、技能等,經(jīng)過一系列的思維操作,使問題得以解決的過程。例如,證明幾何題就是一個(gè)典型的問題解決的過程。幾何題中的已知條件和求證結(jié)果構(gòu)成了問題解決的情境,而要證明結(jié)果,必須應(yīng)用已知的條件進(jìn)行一系列的認(rèn)知操作。操作成功,問題得以解決。

問題解決有效解決問題

心理學(xué)家們認(rèn)為,提出問題是解決問題的先決條件,但僅僅滿足有提出問題是不夠的,提出問題的目的是為了有效解決問題。人生就是解決一系列問題的過程。個(gè)體克服生活、學(xué)習(xí)、實(shí)踐中新的矛盾時(shí)的復(fù)雜心理活動(dòng),其中主要是思維活動(dòng)。教育心理學(xué)著重研究學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)中的問題解決。

問題解決四個(gè)階段

問題解決發(fā)現(xiàn)問題

我們生活的世界處處時(shí)時(shí)都存在著各種各樣的矛盾,當(dāng)某些矛盾反映到意識(shí)中時(shí),個(gè)體才發(fā)現(xiàn)它是個(gè)問題,并要求設(shè)法解決它。這就是發(fā)現(xiàn)問題的階段。從問題解決的階段性看,這是第一階段,是解決問題的前提。發(fā)現(xiàn)問題不論對(duì)學(xué)習(xí)、生活、創(chuàng)造發(fā)明都十分重要,是思維積極主動(dòng)性的表現(xiàn),在促進(jìn)心理發(fā)展上具有重要意義。

問題解決分析問題

要解決所發(fā)現(xiàn)的問題,必須明確問題的性質(zhì),也就是弄清有哪些矛盾、哪些矛盾方面,它們之間有什么關(guān)系,以確定所要解決的問題要達(dá)到什么結(jié)果,所必須具備的條件、其間的關(guān)系和已具有哪些條件,從而找出重要矛盾、關(guān)鍵矛盾之所在。

問題解決提出假設(shè)

在分析問題的基礎(chǔ)上,提出解決該問題的假設(shè),即可采用的解決方案,其中包括采取什么原則和具體的途徑、方法。但所有這些往往不是簡(jiǎn)單現(xiàn)成的,而且有多種多樣的可能。但提出假設(shè)是問題解決的關(guān)鍵階段,正確的假設(shè)引導(dǎo)問題順利得到解決,不正確不恰當(dāng)?shù)募僭O(shè)則使問題的解決走彎路或?qū)蜥尽?/div>

問題解決檢驗(yàn)假設(shè)

假設(shè)只是提出一種可能的解決方案,還不能保證問題必定能獲得解決,所以問題解決的最后一步是對(duì)假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)。通常有兩種檢驗(yàn)方法:一是通過實(shí)踐檢驗(yàn),即按假定方案實(shí)施,如果成功就證明假設(shè)正確,同時(shí)問題也得到解決;二是通過心智活動(dòng)進(jìn)行推理,即在思維中按假設(shè)進(jìn)行推論,如果能合乎邏輯地論證預(yù)期成果,就算問題初步解決。特別是在假設(shè)方案一時(shí)還不能立即實(shí)施時(shí),必須采用后一種檢驗(yàn)。但必須指出,即使后一種檢驗(yàn)證明假設(shè)正確,問題的真正解決仍有待實(shí)踐結(jié)果才能證實(shí)。不論哪種檢驗(yàn)如果未能獲得預(yù)期結(jié)果,必須重新另提假設(shè)再行檢驗(yàn),直至獲得正確結(jié)果,問題才算解決。

問題解決過程趨向

20世紀(jì)40年代德國(guó)心理學(xué)家K.敦克爾,以大學(xué)生為對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察他們?nèi)绾谓鉀Q“用射線治療胃腫瘤”問題。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,他認(rèn)為:?jiǎn)栴}解決過程的總趨向,是先確定問題的范圍,指出可能的解決方向,再逐步縮小范圍,提出問題解決的一般方法和具體特殊方法,一步步進(jìn)行推理以逼近問題的解決。這種觀點(diǎn)是把重點(diǎn)放在“提出假設(shè)”與“檢驗(yàn)假設(shè)”兩階段,對(duì)它作更詳細(xì)分析所提出的。人們解決生活實(shí)踐中的問題,及學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識(shí)時(shí),這種情況是最常見的。
信息加工探討問題解決過程 50年代信息論研究的進(jìn)展及電子計(jì)算機(jī)的問世,使許多人嘗試以電子計(jì)算機(jī)的信息加工原理,模擬人的思維活動(dòng),開展人工智能的研究。電子計(jì)算機(jī)的信息加工很像人解決問題過程的思維活動(dòng);心理學(xué)家中也有人利用高速電子計(jì)算機(jī)的信息加工來探討問題解決過程。這方面的研究取得很大進(jìn)展,可以解釋某些問題解決中,一部分過程的情況。但機(jī)器是沒有生命的機(jī)械,至今尚不能窮盡人腦思維的奧秘,更不能解決人在解決問題思維過程中各方面的特點(diǎn)及各種影響人思維效果的因素,只能對(duì)問題解決過程的研究有某些啟發(fā)與促進(jìn)。

問題解決影響因素

問題解決已掌握的知識(shí)

問題解決的任何一個(gè)階段都涉及有關(guān)知識(shí),沒有相應(yīng)的知識(shí)不僅難于發(fā)現(xiàn)問題,而且缺乏分析問題的基礎(chǔ)和提出假設(shè)所必須的依據(jù),即使檢驗(yàn)假設(shè)也必須具有相應(yīng)的知識(shí)。知識(shí)對(duì)解決問題的影響,還涉及到在必要時(shí)是否能及時(shí)憶起已有的有關(guān)知識(shí),并恰當(dāng)?shù)丶右跃C合應(yīng)用。在這方面,為了提高學(xué)生解決問題的能力,在教學(xué)中必須傳授給他們正確、豐富的知識(shí),指導(dǎo)他們有計(jì)劃按規(guī)律復(fù)習(xí)知識(shí),牢固地保持它,并且能靈活地加以組織。

問題解決心智技能水平

心智技能是影響問題解決的極重要因素,因?yàn)榻鉀Q問題主要是通過思維進(jìn)行的,心智技能正是思維能力在解決問題中所表現(xiàn)的技能(見心智技能)。為此,在教學(xué)中不能只重視知識(shí)的灌輸,還必須同時(shí)促進(jìn)心智技能的發(fā)展。

問題解決動(dòng)機(jī)和情緒

它們?cè)趩栴}解決中有積極和消極兩方面的影響。恰當(dāng)?shù)?a target=_blank href="/item/%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E5%8A%A8%E6%9C%BA">學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和求知欲,不僅對(duì)發(fā)現(xiàn)問題有極重要的作用,而且對(duì)深入分析問題、探索各種假設(shè)和反復(fù)檢驗(yàn),都是重要的內(nèi)部動(dòng)力。但只有中等強(qiáng)度的動(dòng)機(jī)和平靜的心境狀態(tài),才有利于問題的解決。動(dòng)機(jī)和情緒的強(qiáng)度不夠,則缺乏動(dòng)力;過于強(qiáng)烈則會(huì)干擾思維而影響問題解決。因此,教師必須重視培養(yǎng)學(xué)生的求知欲及其正確的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),同時(shí)要訓(xùn)練學(xué)生經(jīng)常帶著愉快平靜的情緒進(jìn)行學(xué)習(xí)和解決問題。

問題解決刺激呈現(xiàn)的模式

每一問題中所包含的事件和物體(不論是實(shí)物或是以詞語陳述的),當(dāng)它們呈現(xiàn)在問題解決者面前時(shí),總要涉及特定的空間位置、距離、時(shí)間的先后(或同時(shí))順序,以及它們當(dāng)時(shí)所表現(xiàn)的特定功能,所有這些具體特點(diǎn)及其間關(guān)系就構(gòu)成為特定的刺激模式。如果刺激模式直接提供了適合于問題解決的線索,就便于找出解決的方向、途徑與方法;如果刺激模式掩蔽或干擾了解題線索,就會(huì)使解題增加困難,甚至導(dǎo)向歧途。因此,教師在教學(xué)時(shí)要十分注意對(duì)刺激物的組織處理(如教具安排等),另一方面要經(jīng)常訓(xùn)練學(xué)生從多種角度觀察同一事物,以揭露和認(rèn)識(shí)這一事物在不同情境中所可能具有的多種功能。

問題解決思維定勢(shì)

所謂思維定勢(shì)指連續(xù)解決一系列同類型課題所產(chǎn)生的定型化思路。這種思路對(duì)同類的后繼課題的解決是有利的;如果后繼課題雖可用前法解決,但也可以采用更合理更簡(jiǎn)易的步驟時(shí),思維定勢(shì)就成為障礙,而影響解題的速度與合理化。因此,平時(shí)既要注重訓(xùn)練學(xué)生思維的定向性又要訓(xùn)練其思維的靈活性。

問題解決個(gè)性特點(diǎn)

獨(dú)立性、自信心、堅(jiān)韌性、精密性、敏捷性、靈活性以及興趣等個(gè)人特點(diǎn),均對(duì)解決問題的效率產(chǎn)生一定的影響,教師應(yīng)經(jīng)常關(guān)心和發(fā)揮學(xué)生有利于問題解決的個(gè)性特點(diǎn),糾正其不利的個(gè)性特點(diǎn)。

問題解決特點(diǎn)

問題解決問題情境性

問題總是由問題情境引起的。問題情境就是在生活中出現(xiàn)在我們面前,使我們感到困惑又不能利用經(jīng)驗(yàn)直接解決的情況。正是這種情境性才能促使我們進(jìn)行思考,開動(dòng)腦筋,并采取相應(yīng)的策略去改變這種困境。問題解決的過程就是問題情境消失的過程。當(dāng)一個(gè)問題解決之后再遇到同類情境時(shí)就不會(huì)再感到困惑。

問題解決目標(biāo)指向性

問題解決是有明確目標(biāo)指向的。問題解決的過程就是尋找和達(dá)到目標(biāo)的過程。問題解決的過程可以通過直覺與猜測(cè),也可以通過分析與推理,還可以通過聯(lián)想與想象,但無論通過哪一種途徑都必須受到目標(biāo)的指引。

問題解決操作序列性

問題解決包含一系列心理操作,這種操作是成序列、有系統(tǒng)的。序列出現(xiàn)錯(cuò)誤,問題就無法解決。當(dāng)然采用不同的方法和途徑解決同一問題時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出不同的序列。選擇一種解決問題的方法和途徑,實(shí)際上就是選擇了一種序列和系統(tǒng)。

問題解決認(rèn)知操作性

問題解決的活動(dòng)至少要有認(rèn)知成分的參與,它的活動(dòng)依賴于一系列的認(rèn)知操作來進(jìn)行。解決問題當(dāng)然有情感的伴隨,也常常需要付諸行動(dòng),但是不可缺少的是認(rèn)知操作。認(rèn)知操作是解決問題的最基本成分。

問題解決過程

劃分為問題表征、選擇操作、實(shí)施操作和評(píng)價(jià)當(dāng)前狀態(tài)四個(gè)階段。

問題解決問題表征

問題解表征就是問題解決者問題任務(wù)范圍或問題范圍或作業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)化成問題空間,問題空間就是問題解決者對(duì)客觀問題的主觀陳述,這種陳述過程實(shí)際上是按照自己理解的方式對(duì)問題在頭腦中進(jìn)行重新記載和儲(chǔ)存。一般說來,這種表征包含三種狀態(tài),即初始狀態(tài)、中間狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)。初始狀態(tài)是指問題被認(rèn)識(shí)時(shí),問題解決者所處的情境;目標(biāo)狀態(tài)是指問題解決者所要尋求的最終結(jié)果。問題解決的任務(wù)就在于要找出一種能把初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)狀態(tài)的操作(或稱算子)序列。中間狀態(tài)就是指在實(shí)現(xiàn)從初始狀態(tài)向目標(biāo)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程中,由操作引起的種種狀態(tài)。

問題解決選擇操作

操作就是問題解決者把一種問題狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N問題狀態(tài)的認(rèn)知活動(dòng),也叫算子。有些算子可隨問題空間的形成而獲得,有些則需進(jìn)行選擇。當(dāng)問題空間較小時(shí),正確的算子易于選擇;而當(dāng)問題空間較大時(shí),如象棋或圍棋,則難于選擇正確的算子,需應(yīng)用一定的問題解決策略來進(jìn)行。問題解決策略主要有兩類:算法策略和啟發(fā)式策略。所謂算法策略,是解題的一套規(guī)則,它精確地指明解題的步驟。如果一個(gè)問題有算法,那么只要按照其規(guī)則進(jìn)行操作,就能得到問題的解。它往往是在缺乏具體目標(biāo)的情況下進(jìn)行的。例如,為了抓到逃往某山區(qū)的一名逃犯而搜遍那里的每一個(gè)山頭、山洞和鄉(xiāng)村。這種策略雖可以保證問題一定得到解決,但費(fèi)時(shí)費(fèi)力,除非空間很小,否則實(shí)際上是行不通的。
所謂啟發(fā)策略,就是憑借個(gè)體已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),采取較少的操作來解決問題的方法。例如,為了抓獲逃往某山區(qū)去的一名逃犯,首先弄清他逃到那里去的時(shí)間、方向,他在那里的親戚朋友的姓名、住址等,然后再根據(jù)這些線索確定搜索的范圍。這種辦法容易成功,但不能保證成功,因?yàn)橛嘘P(guān)信息和知識(shí)的啟發(fā)可能是不真實(shí)的。但它畢竟省時(shí)省力,簡(jiǎn)便易行,所以成為人們常用的問題解決策略。

問題解決實(shí)施操作

問題解決者實(shí)際運(yùn)用算子來改變問題的起始狀態(tài)或當(dāng)前的狀態(tài),使之逐步接近并到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)。這個(gè)階段也叫執(zhí)行策略階段。一般地,簡(jiǎn)單的問題只需少量操作,選定的策略能順利實(shí)施;而復(fù)雜的問題則需要一系列操作才能完成,有時(shí)葚至選定的策略也無法實(shí)施。

問題解決評(píng)價(jià)當(dāng)前狀態(tài)

問題解決者對(duì)算子和策略是否合適、當(dāng)前狀態(tài)是否接近目標(biāo)狀態(tài)、問題是否已經(jīng)得到解決等作出評(píng)價(jià)。如當(dāng)前狀態(tài)被評(píng)價(jià)為目標(biāo)狀態(tài),則問題得到解決,否則需進(jìn)一步選擇算子和改變策略,甚至需重新表征問題空間。這幾個(gè)階段并不是固定不變的,也可能從后一階段返回到前一階段。據(jù)此編寫的計(jì)算機(jī)程序,成功地模擬了人類解決問題的思維過程,在解決密碼算題、進(jìn)行邏輯證明和下國(guó)際象棋等不同類型的問題上都已取得成功。

問題解決解決模式

問題解決奧蘇伯爾問題

(1)呈現(xiàn)問題情境命題。
奧蘇伯爾認(rèn)為,問題是由有意義的言語命題構(gòu)成。其中包括目標(biāo)和條件,他認(rèn)為,一組命題之所以構(gòu)成問題情境,是因?yàn)閺囊阎獥l件到問題之間包含了認(rèn)知空隙,學(xué)生已有知識(shí)結(jié)構(gòu)中沒有現(xiàn)成可以用于達(dá)到目標(biāo)的步驟和方法。 [1] 
(2)明確問題與已知條件。
問題情境命題是客觀存在的刺激材料,它們可以激發(fā)學(xué)生回憶有關(guān)的背景命題。學(xué)生把這兩種命題相聯(lián)系,從而理解問題的條件和要達(dá)到的目標(biāo)。
(3)填補(bǔ)空隙過程。
這是解決問題的核心。學(xué)生明確已知條件和目標(biāo)之間的空隙或差距,并力圖填補(bǔ)空隙,這需要一系列的知識(shí)和加工:
①提取背景命題。所謂背景命題是學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中與當(dāng)前問題解答有關(guān)的事實(shí)、概念和原理。學(xué)習(xí)者必須根據(jù)當(dāng)前問題的需要提取有關(guān)命題。這些命題都是學(xué)習(xí)者平時(shí)學(xué)習(xí)所積累的。
②運(yùn)用推理規(guī)則。所謂推理規(guī)則是作出合理結(jié)論的邏輯規(guī)則。在系統(tǒng)有序的學(xué)習(xí)中都存在著各種外顯的或內(nèi)隱的規(guī)則。
③采用一定策略。解決問題的策略通常指選擇、組合、改變或操作命題的系列,以便填補(bǔ)問題的固有空隙。策略的功能就在于減少嘗試與錯(cuò)誤的任意性,節(jié)約解決問題所需的時(shí)間,提高解答的概率。策略提出一連串步驟,從差距的一端到另一端,可以是順向的,也可以是逆向的。
④解答之后的檢驗(yàn)。問題一旦得到解決,通常需要一定形式的檢驗(yàn),查明推理進(jìn)程有無錯(cuò)誤,空隙填被的途徑是否最為簡(jiǎn)捷,以及可否正式寫出來供交流之用等等。 [2] 

問題解決信息加工問題

信息加工論者把問題解決看作是信息加工系統(tǒng)對(duì)信息的加工,把最初的信息轉(zhuǎn)換成最終狀態(tài)的信息。問題狀態(tài)可分為初始狀態(tài)、中間狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)。問題解決的過程就是從初始狀態(tài)到中間狀態(tài)再達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)的過程。從一種問題狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種問題狀態(tài)的操作稱之為算子(Operator)。問題解決的過程就是利用算子從初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變到目標(biāo)狀態(tài)的過程。由一系列問題狀態(tài)和轉(zhuǎn)變問題狀態(tài)的算子就組成了問題空間(Problem Space)。要達(dá)到目標(biāo)狀態(tài),就要在問題空間搜索一系列算子。搜索算子的途徑有二:一是算法式(algo-rithm),它將達(dá)到目標(biāo)和各種可能的方案都算出來。這種途徑保證成功但費(fèi)時(shí)費(fèi)力,有時(shí)在實(shí)際中甚至不可能實(shí)現(xiàn)。二是啟發(fā)式(heurisitic),它只根據(jù)目標(biāo)的指引,試圖不斷地將問題狀態(tài)轉(zhuǎn)換成與目標(biāo)狀態(tài)相近的狀態(tài),從而只試探那些對(duì)成功趨向目標(biāo)狀態(tài)有價(jià)值的算子。它簡(jiǎn)單省時(shí),但卻不一定保證成功。 [1] 

問題解決格拉斯問題

格拉斯(Class)1985年把問題解決劃分為相互區(qū)別又相互聯(lián)系的四個(gè)階段。
1.形成問題的初始表征。即問題的理解階段,首先要把問題空間轉(zhuǎn)換到工作記憶中,亦即在工作記憶中對(duì)組成問題空間的種種條件、對(duì)象、目標(biāo)和算子等進(jìn)行編碼,建立表征。
2.制定計(jì)劃。制定計(jì)劃就是從廣闊的問題空間中搜索出能達(dá)到目標(biāo)的解決方法,也就是從長(zhǎng)時(shí)記憶中搜索出與解決問題的方法有關(guān)的信息。如果搜索出過去解決同類問題的辦法,就可以利用這種辦法成功地解決當(dāng)前問題,否則,就要探索其他方法才能解決問題。
3.重構(gòu)問題表征。如果第一階段建構(gòu)的表征對(duì)于執(zhí)行計(jì)劃是不充分的,就必須重構(gòu)問題表征。重構(gòu)的問題表征與建立初始問題表征在許多方面有相似之處,但有時(shí)需要摒棄初始問題表征,而建構(gòu)新的表征。
4.執(zhí)行計(jì)劃和檢驗(yàn)結(jié)果。將解決問題的計(jì)劃、方案在實(shí)際中加以操作、實(shí)施的過程,就是執(zhí)行過程。
問題解決者把問題的答案同初始的問題表征相匹配,如果利用操作使問題的初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變成目標(biāo)狀態(tài),問題解決就成功了。然后將解題程序儲(chǔ)存于長(zhǎng)時(shí)記憶中,以解決其同類問題。如果沒有達(dá)到目標(biāo)狀態(tài),就要返回修訂計(jì)劃,甚至摒棄原計(jì)劃,采用新的解決問題的方法。 [1] 
參考資料
  • 1.    莫雷主編.教育心理學(xué):教育科學(xué)出版社,2007
  • 2.    胡忠光主編.教育心理學(xué):教育科學(xué)出版社,2011
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科學(xué)百科心理學(xué)分類 中國(guó)心理學(xué)會(huì) , 科學(xué) , 社會(huì) 學(xué)科