中学教育心理：问题解决与思维活动

第一节　问题解决

一、解决问题概述

人的思维活动主要是为了解决某个问题而展开的高级认识活动。解决问题是人的思维活动的最普遍形式。

1．问题的概念

这里所说的“问题”，与人在现实生活中，所提到的种种问题并不具有相同的含意。问题就是给定的条件与目标之间存在障碍，需要克服。多数心理学家认为，所有的问题都包含三个基本成分:给定，即问题的起始状态，是已知的关于问题条件的描述;目标，即问题要求的答案或目标状态，是关于构成结论的描述;障碍，即问题的正确解决方法不是直接的，必须间接地通过一定的思维活动才能找到答案，达到目标状态。这三部分形成了问题空间。

2．问题的分类

根据问题空间的明确与否，可以把问题分为“结构良好的问题”和“结构不良的问题”这样两种类型。所谓结构良好的问题，是指其初始状态、目标状态和可能的操作是清楚确定了的。比如下象棋，开局是清楚的，每个棋子能走的方式是确定的，目标也很明确，就是将对方的老将“将死”。界定不良的问题一般缺乏这种清晰性。

需要强调指出的是，大多数对问题解决的实验室研究都是采用界定良好的问题，而日常生活中的问题却多为界定不良的问题。适于前者的解题过程和技能可能不适用于后者。因此，应注意这两类问题的区别。

二、问题解决的心理过程

问题解决在心理学中的研究有较长的历史，曾提出过不同的理论观点，如尝试－错误说、顿悟说、杜威的五步骤观点、奥苏伯尔的四阶段观点等，尽管它们在对于问题解决心理过程研究方面取得了一定的成就，但是都未能成功解释整个问题解决过程。至20世纪50年代认知心理学兴起以后，提出了问题解决的周期理论等一系列新的理论观点，该领域的研究才出现新的转机。

(一)杜威的五步骤观点

1910年，杜威提出了问题解决的五步模式:①困惑、挫折感或意识到困难的状态;②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提出问题的各种假设;④如有必要，连续检验这些假设，并对问题重新加以阐述;⑤进行验证，证实、驳斥或改正这个假设。

奥苏伯尔在1978年指出，“对于解决问题的心理过程的描述，六十多年无人超过杜威”。这一方面说明了杜威在问题解决研究中取得的成就，另一方面也说明了在问题解决上取得研究进展的困难性。

(二)奥苏伯尔的四阶段观点

奥苏伯尔和鲁宾逊以几何问题的解决为原型，于1969年提出了一个解决问题的模式，该模式经历以下四个阶段:

1．呈现问题情境命题

奥苏伯尔认为，问题是由有意义的言语命题构成的，其中包含了目标和已知条件。例如，图6－1所示的问题中所提到的几何证明题，已知图中PR=PS，QR=QS，解题目标是求证RT=ST。奥苏伯尔认为，不是任何情境都构成问题。一组命题之所以构成问题情境，是因为从已知条件到问题之间包含了认知空隙，学生已有知识结构中没有现成可以用于达到目标的步骤和方法。

图6－1　几何证明题

2．明确问题目标与已知条件

问题情境命题是客观存在的刺激材料，它们可以激发学生回忆有关的背景命题。学生把这两种命题相联系，从而理解问题的条件和要达到的目标。这是一种有意义的接受学习形式。

3．填补空隙过程

填补空隙过程是解决问题过程的核心，学生看清了“已知条件”(他当时的状况)和目标(他必须达到的地方)之间的空隙或差距。填补空隙涉及下述的知识与加工过程。(www.xing528.com)

背景命题:有关背景命题指学生认知结构中与当前问题的解答有关的事实、概念和原理。学生在各门学科的学习中，系统地积累了许多这样的事实、概念和原理。他遇到新问题时，随之而来的常常是要学习新的命题、定理与法则。但为了解决当前的问题，他必须从已有知识的贮备中取出一组或多或少明确规定的命题。

推理规则:推理规则是作出合理的结论的逻辑规则。在明智的论争或进行逻辑思维的过程中，都存在着各种外显的或内隐的规则。例如，在几何证明题中，必须利用已经被证明了的定理进行推理，这里必须遵守推理的规则。

策略:解决问题的策略通常指选择、组合、改变或者操作背景命题的一系列规则，以便填补问题的固有空隙。策略的功能就在于减少尝试与错误的任意性，节约解决问题所需的时间，提高解答的概率。策略指出一连串步骤，从差距的一端向另一端移动，其方向或是逆向，即从要求达到的终端开始，向后一步一步地倒退，酷似任务分析;或是顺向，即从已知条件开始前进，直到终点。

4．解答之后的检验

问题一旦得到解决，通常便会出现一定形式的检验，查明推理时有无错误，空隙填补的途径是否最为简捷以及可否正式写下来供交流之用，等等。

奥苏伯尔曾考察这一解决问题模式在学校其他学科方面的适用性。他发现，有些学科并没有出现与数学及自然科学相同的解决问题过程，它们的内容并未按顺序组织起来，也缺乏有组织的原理。然而，这个解决问题模式对于非自然科学方面的教师分析高层次的任务是有益的。

奥苏伯尔和鲁宾逊解决问题模式强调原有知识结构在解决问题中的作用，而且该项模式把原有知识分解为背景命题、推理规则和策略。从这一点来看，该模式对问题解决能力的实质性分析与信息加工观相接近。

三、影响问题解决的因素

问题解决的思维过程受多种心理因素的影响，除了受上述策略因素的影响外，还受到其他因素的影响。

1．动机状态

需要解决的问题对解决者的意义越大，就越能激发起解决者的解决动机。但是，问题解决的效果与动机强度的关系，并不是直线关系。动机的程度与解决问题效率之间呈倒“U”的曲线关系，即动机过弱，不能激起问题解决者的积极性;随着动机强度的增加，问题解决的效率也会相应提高;但到了一定程度时，动机过分强烈，问题解决的效率反而下降。这种现象在考场和赛场中并不罕见。特别是过分强烈的动机，会使智力活动和动作技能组织不起来，这已是不争的事实。因此，为了有利于问题的解决，问题解决者既要积极主动，又必须沉着从容。

2．问题表征

问题的表征能影响问题解决的效率，有效的表征有利于问题的解决。通过对中学生简单与复杂物理问题解决表征机制的研究，发现简单与复杂物理问题解决表征可分为不同的等级。复杂问题的表征可概括为初步表征和深层表征。初步表征是从形成问题的外部表征转化为内部表征，而进一步的解题则需要形成对问题的深层表征。问题的深层表征已无法依赖于外部表征的快速转换，必须提取已知条件的隐含信息，在更广泛的领域激活专门知识或相关样例，依此完成问题的内部表征。深层表征是以内部表征为主的，即建构相应的心理结构。

3．定势

定势是由心理操作形成的模式所引起的心理活动的准备状态，也就是人们在过去经验的影响下，解决问题时的倾向性。在问题解决中，定势有积极影响，也有消极影响。积极影响表现在解决类似问题时，倾向采取习惯的方式解决，可以提高解题效率;消极的影响表现为它限制形成假设的范围，并使所尝试的问题解决方法固定化。例如，问一个人:“由两个1组成的最大数字是多少?”答:“11。”又问:“由三个l组成的最大数字是多少?”答:“111。”再问:“由四个1组成的最大数字是多少?”答:“1111。”第三个回答是错的，因为11的11次方要比1111大得多。这是由思维定势引起的错误。^[1]

4．功能固着

人们把某种功能赋予某种物体的倾向性称为功能固着，如盒子是装东西的，毛笔是写字的等。在解决问题的过程中，人们能否改变事物固有的功能以适应新的问题情境的需要，常常成为解决问题的关键。在邓克尔的实验中，有三个小纸盒子，一个装火柴，一个装图钉，一个装小蜡烛，要求大学生把蜡烛点燃置于木屏风上。在实验中，当把火柴、图钉和蜡烛分别放在各自的盒子里时，一些大学生感到束手无策，解决问题的成功率是61%。当把火柴、蜡烛、图钉从纸盒里拿出来，把空盒子放在桌子上时，解决问题的成功率超过98%。这是因为纸盒子装了东西后，容易使人的思维固着在“纸盒子是容器”上，影响了对问题的解决。

5．知识经验

解决问题必须具有相应的知识经验，只有依据有关的知识才能为问题的解决确定方向、选择途径和方法。一般来说，知识经验越多，解决问题越容易。这一点明显地体现在专家和新手在问题解决中的不同特点上。一项研究发现，专家比新手在五个方面存在优势:①他们比新手更容易发现大量信息背后所隐含的结构，即比新手更容易看到新的全貌，而新手则关注信息的细节。②他们执行任务的速度更快，而且错误更少。③他们能够在更深的层次上处理问题，因此，他们思考的是问题隐含的深意，而不仅仅是那些由对问题的看或听所提供的表面信息。④他们对本领域的信息的记忆能力比新手更强，因为他们有着丰富的知识背景，而且他们的专业知识是高度组织化的。⑤他们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。在很大程度上，专家在他所擅长的领域里通过处理各种问题从而积累了大量的经验，使得他们能够对相关领域内的问题进行自动化的解决。这种自动化使得专家对问题解决不再需要付出很大的努力，有时候甚至他们都不知道自己在做什么。

除上述各因素外，个体的人格、人际关系、解决问题时所采取的策略等都能影响问题的解决。