问题解决概述

第一节　问题解决概述

一、问题与问题解决的含义

(一)问题

在探讨问题解决之前，首先应了解什么是问题。信息加工心理学家把问题定义为:“给定信息和目标之间有某些障碍需要被克服的刺激情境。”学生解决一道算术应用题或证明一条定理，成人谋求一份工作，教师转变一个学生的态度，医生治愈某种疾病，至少在当前缺乏现成方法的条件下，他们都处于问题情境中。由此，我们把问题定义为:给定信息和要达到的目标之间有某些障碍需要被克服的刺激情境。

任何问题都含有三个基本成分:一是给定的条件，这是一组已知的关于问题的条件的描述，即问题的起始状态。二是要达到的目标，即问题要求的答案或目标状态。三是存在的限制或障碍，指那些阻碍实现目标状态的因素，它因人而异。

某一情境或事件是否成为问题，这与个体主观的认知和感受有关。某一情境或事件对缺乏某种知识经验的人可能是问题，而对知识经验丰富的人则未必是问题;对有所追求、有所发现者是问题，对一无所求、熟视无睹者则未必是问题。

1．有结构的问题

无结构问题又称为(结构不良问题)已知条件和要达到的目标都非常明确，个体按一定的思维方式即可获得答案的问题。如一般的数学应用题。

2．无结构的问题

无结构问题又称为结构不良问题，指已知条件与要达到的目标都比较含糊，问题情境不明确、各种影响因素不确定，不易找出解答线索的问题。如:怎样更好地为奥运服务?怎样实现教育公平?

(二)问题解决

早期行为主义心理学家以动物为被试，认为解决问题的过程就是机体获得对新的刺激情境作出适当反应的过程。如桑代克迷箱中的猫学会抓住连结门闩的金属绳，把箱门打开，逃出迷箱，就是解决了问题。行为主义心理学家把斯金纳的操作条件反应看成是一种解决问题的学习形式。格式塔心理学家为了便于与行为主义进行争论，也用动物作被试研究问题解决。黑猩猩面对放在栅栏远处的香蕉，用两根棒中的任何一根都够不着香蕉，这也成了它的问题。格式塔心理学家认为黑猩猩将两根棒子接起来够到远处的香蕉也是解决了问题。

早期的研究者缺乏学习分类观，混淆了人的学习与动物学习的区别，同时，人类低级学习与高级学习的区别，不能给问题与问题解决提供一个科学的定义。20世纪60年代学习分类理论提出以后，把问题解决放到不同学习类型的层次排列之中，问题与问题解决才得到较明确的定义。

学习分类理论认为，问题解决是学习者将原有的概念和规则加以综合，在新情境中应用并得到新的认知成果的过程。这种新的认知成果可能是新的规则(高级规则)，可能是新的解决问题策略，也可能是一篇新的文学作品或一份研究计划等。

根据问题的起点、目标和允许的操作(运算)的不同，可以将问题分为定义不明确的问题和定义明确的问题。前者指问题的三个成分都明确的问题，也称常规性问题;后者指三个成分中有部分不明确的问题，也称非常规性问题。

综合看来，问题解决可以笼统地理解为个人应用一系列的认知操作，从问题的起始状态到达目标状态的过程。问题解决有如下几个基本特点:

1．目的性

问题解决具有明确的目的性，它总是要达到某个特定的目标状态。没有明确目的的指向的心理活动，有如无边的幻想，称不上问题解决。如白日梦则不能称为问题解决。

2．认知性

问题解决是通过内在的心理加工实现的，走路、穿衣这类自动化的操作虽然也具有一定的目的性，但不能称之为问题解决。

3．序列性

问题解决包含一系列的心理活动，即认知操作。它需要运用高级规则进行信息的重组。

二、问题解决的过程

问题解决是一个复杂的心理过程，20世纪60年代之前许多研究者依据个人研究的方法和掌握的资料不同，提出了不同的观点和阶段模式。

行为主义心理学家和格式塔心理学家都是以动物为被试研究问题解决，由于观察到实验中动物行为表现的不同，提出了完全对立的观点。行为主义心理学家如桑代克、斯金纳等以较低级的动物如猫、白鼠为实验对象，认为解决问题是一个尝试与错误的过程。在这一过程中，“学习者将其过去经验中与新问题有关的行为集中起来，或是按照新情境与以前遇到的情境的相似方面作出反应。如果这些反应不能使问题获得解决，学习者便求助于尝试错误，从他们的全部行为中发出一个又一个反应，直至问题解决”。^[1]

格式塔心理学家以高等黑猩猩为被试，认为解决问题中很少有尝试错误，主要是一个顿悟的过程，而且一旦解题方法被顿悟，便能保持。

哲学家杜威、心理学家华莱士和邓克尔以人为研究对象，对人解决问题的心理过程分别提出了不同的阶段模式。第一个著名的解决问题的过程模式是由哲学家杜威于1910年提出的。他在《我们怎样思维》一书中提出反省思维经过如下五阶段^[2]:

(1)暗示——困惑、挫折或意识到困难的状态;

(2)理智化——确定疑难究竟在什么地方，包括不太具体地指出所追求的目的，需要填补的缺口或要达到的目标;

(3)假设——提出问题的种种假设;

(4)推理——如有必要，连续检验这些假设，并对问题重新加以阐述;

(5)用行动检验这些假设——进行验证，证实、驳斥或改正假设。

杜威提出的反省思维五阶段被后人称为解决问题的五阶段，并被广为引用。

后来，英国心理学家华莱士(G．Wallance)通过对名人传记的研究，提出解决问题的四个阶段:

(1)准备(preparation)——由刺激情境发现问题及寻求解题线索;

(2)孕育(incubation)——因问题复杂程度不同而经过一般或长或短的反复酝酿时间，以进行深入探索和思考;

(3)明朗(illumination)——突然找到问题解答方法，有豁然开朗之感;

(4)验证(verification)——用实践来检验所提出的解决方案。

德国心理学家邓克尔(Kar Danker)于20世纪40年代通过医学治疗研究，提出了范围逐渐缩小的解决问题过程模式:

(1)确定问题的一般范围;

(2)进行功能性解决，即缩小问题范围，寻找符合既定方向的解题途径;

(3)进行特殊解决，进一步缩小功能解决的途径，使功能解决具体化。

20世纪60年代后，由于心理学研究方向从行为观转向了认知观，研究手段也日趋多样化，如计算机模拟、专家与新手解决问题比较研究、口语报告与分析法，心理学家不再只是对解决问题的心理过程的阶段作一般描述，而是更注重于揭示不同类型的知识在解决问题不同阶段的作用。

综合有关研究，可以将问题解决的过程分为发现问题、理解问题、提出假设和检验假设四个阶段。

(一)发现问题

问题是问题解决的源头。从完整的问题解决过程来看，发现问题是其首要环节。只有存在问题时，人们才有可能产生解决问题的认知活动。同一个事件或情境能否成为问题，因人而异。有人善于发现问题、提出问题，有人则对问题熟视无睹。

能否发现问题，取决于三个因素:主体活动的积极性、主体的求知欲望和主体的知识经验。个体的好奇心、求知欲望越强，活动的积极性越高，则越能发现常人所发现不了的问题。个体的知识经验越丰富，视野也越开阔，这就更容易发现问题。

(二)理解问题

理解问题就是把握问题的性质和关键信息，摒弃无关因素，并在头脑中形成有关问题的初步印象，即形成问题的表征。只有认清问题的关键，思维活动才会有明确的目标，才会有条不紊地围绕问题的核心展开。

表征既是个体在头脑中对所面临的事件或情境的表现和记载，也是个体解决问题时所加工的对象。对问题的表征既包括问题的表面特征，也包括其深层特征。其中，深层特征是解决问题的关键。在表征问题时，人们经常借助于外在的具体形式，如画图表、路线图等，使表征更明确、直观。

(三)提出假设

提出假设就是提出解决问题的可能途径与方案，选择恰当的解决问题的操作步骤。常用的方式主要有两种:算法式和启发式。算法式即把解决问题的所有可能的方案都列举出来，逐一尝试。此种方式虽然可以保证解决问题，但效率不高。启发式即依据经验或直觉选择解法。它可以迅速地解决问题，但不排除失败的可能。

能否有效地提出假设，即提出假设的数量和质量取决于两个条件:一是个体思维的灵活性;二是与已有的知识经验有关。思维越灵活，越能多角度地分析问题，就能提出越多的问题。与问题解决相关的知识经验越丰富，就越有利于扩大假设的数量并提高其质量。

(四)检验假设

检验假设就是通过一定的方法来确定假设是否合乎实际、是否符合科学原理。检验假设的方法有两种:一是直接检验，即通过实践来检验，通过问题解决的结果来检验;二是间接检验，即通过推论来淘汰错误的假设，保留并选择合理的、最佳的假设。直接检验虽然可靠，但有些假设不可能或不允许进行直接检验。间接检验的结果是否正确，最终还要由直接检验来证明。

在解决较简单的问题时，上述几个阶段可能并不明显，往往是比较减缩的，可能在理解问题的同时就提出了解决问题的假设。但在解决比较复杂的问题时，它们是明显存在的，并可能出现多次的反复循环。

三、影响问题解决的主要因素

(一)问题的特征

个体解决有关问题时，常常受到问题的类型、呈现的方式等因素的影响。不同的呈现问题的方式常常影响个体对问题的理解。课堂上各种类型的提问、各种类型的课堂和课后练习和作业等，都是学校情景中常见的问题形式。

实际教学与研究发现，问题的类型和呈现的方式影响问题解决具体表现在:首先，学生解决抽象而不带具体情节的问题时比较容易，解决具体而接近实际的问题时比较困难;解决不需通过实际操作的“文字题”时比较容易，解决需要实际操作的“实际题”时比较困难。其次，由于问题的陈述方式或所给图示的不同，也会直接影响问题解决的过程。例如，要求一笔画出四条直线穿过图9－1中九个点的问题，有的人受到问题的陈述方式的限制，总是在九个黑点之内的方形里想办法就解决不了问题。只有突破知觉情境的约束，在正方形外边想办法，才能解决这一问题。

图9－1　问题解决图例

(二)已有的知识经验

一般认为，与问题解决有关的经验越多，解决问题的可能性就越大。已有经验的质与量直接影响着问题解决。例如，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4～5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。类似的实验在许多领域进行了重复。有人还以优秀的儿童棋手与成人新手、儿童新手进行对比实验，结果表明，优秀儿童棋手比成人或儿童新手有更大的棋子的知觉模式。这一研究表明，年龄不是决定棋子的知觉模式的关键因素，关键的因素是专门知识的水平。

(三)心理定势和功能固着

心理定势(mental set)也称心向，是指以前多次运用某一思维程序解决同类问题，从而逐步形成了习惯性反应，在以后的问题解决中仍然沿用习惯程序去解决问题，是个体经由学习而积累起来的习惯倾向。它在学习和解决问题中既起积极作用，也起消极作用。

例如，下面是由几根火柴杆排成的等式，请你在一个等式中仅移动一根火柴杆，以此改变该等式，使之成为如V=V这样的真正的等式。

等式一:V=V11等式二:V1=X1等式三:X11=V11等式四:V1=11

改变第一个“等式”的正确答案是V1=V1，改变第二个和第三个“等式”的正确答案不难找到，但至第4个“等式”，你将会按原先的“习惯”(即定势)行事，结果将遇到困难。此时，你必须克服心理定势，改变思考方向才能求得正确答案。(正确答案是=1)

功能固着(functional fixedness)，指个人在解决问题时表现出的思考僵化现象，也可以看做是一种定势，即只能从物体的正常功能的角度来考虑问题的定势。当在某种情形下需要利用某一物体的潜在功能来解决问题时，功能固着可能起到阻碍的作用。

例如，被试进入一房间，内有两根绳子从天花板垂下，实验人员要求被试将两根绳子结起来(两绳长度可以连结)。室内另有一张桌子，桌上有榔头和钳子。被试可能试着一手握住一根绳，再去抓另一根绳，但是够不着，在此情况下被试应如何办呢?研究表明，被试不易想到用榔头或钳子作为摆锤，通过绳子摆动，以便同时够到两根绳子。这就表明了功能固着现象。

还有一个典型的功能固着实验:让被试把一支点燃的蜡烛，沿着与木板墙平行的方向，固定在木板墙上。发给被试的材料是一支蜡烛，一盒火柴，几个图钉。

其结果，不能很快解决问题的人，是因为把“一盒火柴”看成只能使用其一次功能——“点燃蜡烛”，不能想到可以倒出火柴而利用火柴盒订在墙上起到支撑蜡烛的作用。

此类案例还体现在警察破案的过程中，如快速判断杀人凶器等。

除了上述因素外，个体的智力水平、性格特征、情绪状态、认知风格和世界观等个性心理特性也制约着问题解决的方向和效果。

四、提高问题解决能力的教学

在学校情境中，大部分问题解决是通过解决各个学科中的具体问题来体现的，这也意味着结合具体的学科教学来培养解决问题的能力是必要的，也是可行的。教学中提高学生解决问题能力可从以下几个方面着手:

(一)提高学生知识储备的数量与质量

1．帮助学生牢固地记忆知识

知识记忆得越牢固、越准确，提取得也就越快、越准确，成功解决问题的可能性也就越大。教学中教师要通过不断改进教学来促进学生形成合理的知识结构，运用记忆和提取方法从而更容易地解决问题。

2．提供多种变式，促进知识的概括

教师要重视概括、抽象、归纳和总结。应用同质不同形的各种问题的变式来突出本质特征，加强对不同类型的问题的区分与辨别，提高学生对所学内容的理解和分类水平，如鸟类的特征。

3．重视知识间的联系，建立网络化结构

教师要有意识地沟通课内外、不同学科、不同知识点之间的纵横交叉联系，使学生所获得的知识不只是一个孤立的点，而是能够融会贯通、有机配合的网络化、一体化的知识结构，避免知识过早地被“箱隔化”，这也是素质教育背景下尤其要注意的问题。

(二)教授与训练解决问题的方法与策略

1．结合具体学科，教授思维方法

有效的思维方法或心智技能可以引导学生正确地解决问题，教师既可以结合具体的学科内容，教授相应的心智技能，如审题技能、构思技能等，也可以根据已有的研究成果，开设专门的思维训练课。教授心智技能或策略的主要目的就是使学生学会学习、学会解决问题，成为一个自由的、自我调控的有效学习者。

2．外化思路，进行显性教学

教师在教授思维方法时，应遵循由内而外的方式，即把教师头脑中的思维方法或思路提炼出来，明确地、有意识地外化出来，给学生示范，并要求学生模仿、概括和总结。学生通过这种学习，可以逐步掌握各种思维方法，将教师的经验转化为自己的经验，充实或完善自己的内部认知结构。

(三)提供多种练习的机会

提供多种练习的机会有利于提高问题解决能力。但应避免低水平的、简单的提问或重复的机械练习，防止学生埋没于题海之中。教师应考虑练习的质量，根据不同的教学目的、教学内容、教学时段等来精选、设计例题与习题，充分考虑练什么、什么时候练、练到什么程度，以什么方式练、如何检验练的效果等。多种形式的练习，可以调动学生主动参与学习的积极性，提高学生知识应用的变通性、灵活性与广泛性。

(四)培养思考问题的习惯

1．鼓励学生主动发现问题

鼓励学生对平常事物多观察，不要被动地等待教师指定作业后，才去套用公式或定理去解决问题。

2．鼓励学生多角度提出假设

在明确问题的基础上，教师可以鼓励学生从不同的角度，尽可能多地提出各种假设，而不要对这些想法提出过多的干预，促使学生通过自我学习去主动验证假设，从而得出正确的结论。这时，主要的是解决问题假设的数量。

3．鼓励自我评价与反思

要求学生自己反复推敲、分析各种假设、各种方法的优劣，对解决问题的整个过程进行监控与评价。也就是说，应注重培养学生的元认知能力，以有效地调控问题解决的过程。