第十章問題解決提綱

對問題解決的幾種理解問題表征問題解決策略問題表征與策略的關系影響問題解決的其他心理因素一、對問題解決的幾種理解

嘗試錯誤說頓悟說多階段理論技能說信息加工說1、嘗試錯誤說美國心理學家桑代克（E.L.Thorndike，1874-1949）提出嘗試錯誤說桑代克制作了多種迷箱和迷津用貓進行迷籠實驗桑代克認為，問題解決是一種嘗試-錯誤（trialanderror）的過程，帶有漸進的性質動物，至少低等動物并未在問題解決中表現出進行推理，其行為完全可用嘗試-錯誤加以說明人類在解決問題中也有嘗試-錯誤現象2、頓悟說格式塔心理學提出頓悟說。頓悟說認為，問題解決要求看出問題情境中的各種關系，而對這種關系的理解是突然產生的，既出現頓悟（insight），問題解決是通過頓悟而實現的。德國心理學家苛勒（WolfgangK?hler，1887-1967)對黑猩猩的思維進行了長達7年的研究。黑猩猩突然對問題情境中的關系有了理解，由于頓悟而解決了問題?？晾詹煌鈬L試-錯誤說，認為桑代克安排的實驗使動物看不到整個問題的情境，因而出現嘗試-錯誤現象，否則是不會出現的。苛勒認為，動物解決問題的過程并不是嘗試錯誤的過程，而是對問題情景的一種頓悟，即通過對原來知覺情景的改造，突然找到問題解決的方法。格式塔心理學還認為，人也是通過頓悟來解決問題的。3、多階段理論美國實用主義哲學家杜威（JohnDewey，1859-1952）將問題解決看作多階段的過程：發現或認出問題，即感受到困難；確定并說明問題，把有關的東西分出來；形成各種可能的解決辦法；對各種可供選擇的解決辦法進行思索或推理，以確定一個最合適的辦法；考驗所選擇的那個辦法。杜威的看法對后來將問題解決分為四個階段有很大影響，并延續至今。問題解決是熟悉問題、孕育、明朗和驗證解決方法的過程。準備（Preparation）孕育（Incubation）明朗（Illumination）或啟示驗證（Verification）4、問題解決是一種技能問題解決是一種技能問題解決需要運用過去經驗問題解決能力能通過練習而發展提高問題解決需要調整和排列許多成分和次要技能，并受次要技能發展程度的影響5、信息加工說認知心理學用信息加工觀點來研究人的問題解決過程代表人物：Newell,Shaw,&Simon把人類問題解決的過程和計算機問題解決的過程進行類比，用計算機模擬人類問題解決行為問題解決是問題解決者從問題初始狀態出發，搜尋恰當的路徑到達目標狀態的過程，即在問題空間進行搜索的過程。

問題解決步驟問題表征，即識別和理解問題設計或規定解決問題的策略執行策略評價問題解決的進展問題的種類界定清晰的問題（well-definedproblem）界定含混的問題（ill-definedproblem）對抗性問題（adversaryproblem）非對抗性問題（non-adversaryproblem）語義豐富的問題（semanticrichproblem）語義貧乏的問題（semanticimpoverishedproblem）

界定清晰的問題（well-definedproblem）界定清晰的問題是指初始狀態（initialstate）、目標狀態（goalstate）以及由初始狀態如何到達目標狀態的一系列過程都很清楚的問題。界定含混的問題（ill-definedproblem）界定含混的問題是指對問題的初始狀態或目標狀態沒有清楚的說明，或者對兩者都沒有明確的說明，這些問題具有很大的不確定性。

對抗性問題（adversaryproblem）解決對抗性問題時，人們不僅要考慮自己的解題活動，而且這種活動還要受對手解題活動的影響。非對抗性問題（non-adversaryproblem）非對抗性是指在解決問題時沒有對手參與的問題。

語義豐富的問題（semanticrichproblem）如果解題者對所要解決的問題具有很多相關的知識，這種問題稱為語義豐富的問題。語義貧乏的問題（semanticimpoverishedproblem）如果解題者對要解決的問題沒有相關的經驗，這種問題稱為語義貧乏的問題。設在下列加法算式中，有10個不同的字母，每個字母分別代表0至9的一個數碼?，F已知字母D=5，要求找出每一個字母所代表的一個數碼，運用通常的加法規則，使得下面的算式得以成立：

DONALD + GERALD ROBERT密碼算題 526485 + 197485 723970二、問題表征認知心理學家將信息在頭腦中的呈現方式統稱為表征。問題空間是人們對問題的內部表征。問題空間（problemspace）問題空間是指問題解決者對所要解決的問題的一切可能的認識狀態，包括對問題的初始狀態和目標狀態的認識，如何由初始狀態轉化為目標狀態以及有關的算子的認識等。問題表征的四個因素問題的初始狀態目標狀態算子對算子的約束表征是問題解決的中心環節問題表征直接影響著問題解決者所考慮的一系列合法、適當的步如果一個問題得到了正確的表征，可以說它已解決了一半（Simon，1986）有時按常規方式表征的問題難以求解，但若換一個角度來表征同一個問題，問題就迎刃而解了（Simon，1991）三、問題解決策略策略是人對信息加以操作的辦法、計劃、方案，它使人的認知活動成為有組織的有機的統一體采用什么樣的策略解決問題，是影響問題解決效率的一個很重要的心理因素好的策略，有利于問題的解決9+3+2+4+5+6+7+8+1+5=？(9+1)+(8+2)+(7+3)+(6+4)+(5+5)=50(1+9)

92+5=50通用的解決問題的策略算法啟發式手段-目的分析逆向搜索爬山法1、算法算法策略（algorithmstrategy）是在問題空間中隨機搜索所有可能的解決問題的方法，直至選擇一種有效的方法解決問題把解決問題的方法一一進行嘗試，最終找到解決問題的答案優點：它能夠保證問題的解決缺點：需要大量的嘗試，因此費時費力當問題復雜、問題空間很大時，人們很難依靠這種策略來解決問題有些問題也許沒有現成的算法或尚未發現其算法2、啟發法啟發法（heuristicmethod）是人根據一定的經驗，在問題空間內進行較少的搜索，以達到問題解決的一種方法優點：較省時省力缺點：啟發法不能完全保證問題解決的成功1）手段-目的分析手段-目的分析（mean-endanalysis）是將需要達到的問題的目標狀態分成若干子目標，通過實現一系列的子目標最終達到總目標。基本步驟比較初始狀態和目標狀態，提出第一個子目標找出完成第一個子目標的方法或操作實現子目標提出新的子目標上述步驟循環往復，直至問題的解決手段-目的分析是常用策略，對解決復雜問題有重要應用價值。河內塔問題目標： 將盤從柱1移到柱3，且保持原大小順序。河內塔問題規則： 每次只能移動一個圓盤； 大盤不能放在小盤上； 在移動時可利用柱2。2）逆向搜索逆向搜索（backwardsearch）是從問題的目標狀態開始搜索，直至找到通往初始狀態的通路或方法。逆向搜索更適合于解決那些從初始狀態到目標狀態只有少數通路的問題。池塘問題3）爬山法爬山法（hillclimbingmethod）是類似于手段-目的分析法的一種解題策略。人在爬山時考慮指定的起始點，然后選取與起始點鄰接的未被訪問的任一節點，向目標方向運動，并且在爬山過程中對每一節點下面的可能路程進行排序，逐步逼近目標。這種方法稱為爬山法。爬山法是采用一定的方法逐步降低初始狀態和目標狀態的距離，以達到問題解決的一種方法就像登山者為了登上山峰，需要從山腳一步一步登上山峰一樣最麻煩的問題：小丘，山脊，平臺使用手段-目的分析時，有時為了達到目的，不得不暫時擴大目標狀態與初始狀態的差異，以有利于最終達到目標。啟發式策略的本質特征：選擇性選擇性是啟發式策略的基本特征一般來說，特定的問題解決需要經過多次摸索才能完成。在摸索過程中，有些經驗或嘗試被放棄了，有些則被繼續使用這種不斷摸索和試探的反復試驗法并不是隨機的或盲目的，事實上，它具有很強的選擇性。人們從錯誤中吸取教訓，從成功中獲得經驗，在選擇試誤過程中逐步逼近目標啟發式是人從實際經驗得出的能在問題空間中有效地限制搜索量的問題解決策略。選擇，就其本身而言，是問題解決者對所要解決的特定問題中所包含的各種信息作出區分、優化的過程。啟發式策略的選擇性基于多種經驗法則（或直觀推斷法），它們提示問題解決者應先行搜索哪些路徑和在已搜索了的路徑中哪些有希望通向目標。啟發式策略的選擇性與外界某種環境信息的反饋密切相關。四、影響問題解決的其他心理因素專業知識定勢功能固著動機情緒人際關系類比1、專業知識專家與新手專家（expert）是具有專門知識的（domain-specificknowledge）人。新手（novice）是專門知識較少的人。專家解決相應的問題要容易得多。專家與新手的區別知識數量上的差異：專家存儲的知識多于新手。知識組織方式上的差異：專家根據問題的深層結構（運用相同定理）進行分類，新手往往根據問題的表面結構特征進行分類。H.A.Simon&D.P.Simon(1978)發現：專家：“很明顯，400米/秒的一半是200米/秒?！毙率郑骸捌骄俣?（初速+末速）/2=（0+400米/秒）/2=200米/秒”。Larkin（1981）專家：如果量v，v0和t是已知的那么，加速度a也是已知的新手：如果目標是計算量x并且有一個物理定律包含有x那么，嘗試用那個定律計算x實驗五目的：通過比較廣告設計專家、新手和生手的問題表征，研究廣告設計專家的問題表征特點及過程。任務：用30分鐘為一種假想的家用機器人設計一張招貼畫形式的廣告方案。被試：專家9人；新手20人；生手20人。材料：廣告設計任務說明；引導式問卷，口語紀錄分析。

時勘，傅小蘭，王輝，張侃，郭素梅.(1998).廣告設計專家的任務理解過程。《心理學動態》,6(1),58-63。結論廣告設計問題表征的思維結構要素主要包括信息提取、先期經驗、算子和算子約束。問題表征過程分四個階段：首先從問題陳述中提取信息。專家的特點是注重提取關鍵信息；然后進入搜索先期經驗階段。專家的特點是注重體現設計對象的具體明確的、可操作性的特征；然后進入確定算子階段。專家的特點是注重以啟發式有效地縮小問題空間，選擇算子時對各種具體約束的考慮已趨于自動化；最后是表征結果的輸出。新生知識先期知識無關知識算子約束知識庫設計任務(輸入)提取任務信息廠家信息產品信息設計要求用戶信息搜索先期經驗形象功能公司要求吸引消費者體現創造性確定算子廣告設計通用算子特定任務專用算子任務表征(輸出)廣告設計專家任務理解過程模式圖專家技能的五條原則Green&Gilhooly,1992專家記憶得更好專家采用不同的問題解決策略專家擁有更好和更為深入、廣泛的表征專家的優勢在于他們的知識，而不在于他們的某些基本能力專家之所以成為專家大量練習的結果如何成為一個專家熟能生巧練習產生組塊從問題解決的嘗試和指導中學習：程序化從錯誤中學習：吃一塹長一智2、定勢定勢（set）是指重復先前的心理操作所引起的對活動的準備狀態。積極的影響消極的影響問題序列容器的容積目標ABCP1211273100214163259931843105494262152059431623493207153931882876325Luchins（1942）量水實驗B-A-2CA-C

A+C

A-C

Luchins（1942）量水實驗結果間接法：B-A-2C實驗組81%控制組0直接法：A-C或A+C實驗組17%控制組100%3、功能固著人們把某種功能賦予某種物體的傾向稱為功能固著（functionalfixation）。在解決問題的過程中，人們能否改變事物固有的功能以適應新的問題情景的需要，常常成為解決問題的關鍵。在功能固著的影響下，人們不易擺脫事物用途的固有觀念，因而直接影響到人們靈活地解決問題。請把點燃的蠟燭固定在墻上。組別工具事先練習工作變更使用、解決新問題人數成績(%)實驗組鉆子鉆洞支撐繩索1471箱子裝物品做墊腳臺743鉗子打開鐵絲結支撐木架944錘稱重量擊釘入木1275區別針夾紙做掛鉤757控制組鉆子支撐繩索10100箱子做墊腳臺7100鉗子支撐木架15100錘擊釘入木12100區別針做掛鉤786功能固著對解決問題的影響功能變通靈活機智地使用已有的工具或材料，使之服務于解決問題的目的。要具有功能變通的能力，需要有豐富的知識，熟悉物體的不同功能要具有思維的靈活性4、動機人們對活動的態度、社會責任感、認識興趣等，都可以成為發現問題的動機，影響到問題解決的效果。動機的強度不同，影響的大小也不同：倒U形曲線關系。在一定的限度內，動機的強度和解決問題的效率成