第八章-问题解决与创造性思维

第八章问题解决与创造性思维本章寄语•在现实生活中，人总是不断地解决各种各样的问题，以适应环境对自己提出的挑战和要求，发展学生的问题解决能力是高校教学中的重要目标之一。在高等教育过程中，“教学生解决问题”显然具有重要的作用。•同时，创造性思维是人类最高层次的思维活动，也是最为积极、最有价值的思维形式。创造性思维是一切创新活动的基础，处于创造性活动中的核心地位。本章内容•第一节问题解决概述•第二节问题解决的过程及影响因素•第三节创造性思维及其培养第一节问题解决概述•问题•问题解决•问题解决的早期模式•现代问题解决模式一、问题•问题（question），是指疑难或“难题”，即个人不能用已有的知识经验直接加以处理并因而感到疑难的情境。这里强调的是难题（problem），而非简单的问题，难题的解决需进行认知操作，而简单问题的解决可依据已有的知识经验立即做出回答。（一）问题的构成•问题一般包括三个基本成分：（1）给定（givens），即问题的起始状态。（2）目标（goals），关于构成问题结论的描述，即问题要求的答案或目标状态。（3）障碍（obstacles），即在解决问题的过程中会遇到的种种需要解决的因素。障碍是否明确，因人因事而异。（二）问题的类型赖特曼（W.RReitman）根据问题的明确程度将其分为界定清晰的问题和界定含糊的问题。当给定的信息和要达到的目标状态都很明确时，这种问题就是界定清晰的问题；反之，给定条件或目标没有清楚说明或对两者都没有规定的问题，就是界定含糊的问题。一般来说，界定清晰的问题较容易解决，心理学往往采用这类问题研究解决问题的规律和策略；而界定含糊的问题较难解决，解决这类问题往往需要创造性思维。根据问题的结构形式可分为排列问题、结构推导问题和转换问题三类。（1）排列问题给出了所有的成分，要求以一定方式排列它们，以达到规定的目标状态。（2）结构推导问题给出了几个条件，要求发现隐含在条件中的结构形式，以解决问题。（3）转换问题只给出了一个初始状态，要求发现一系列产生目标状态的操作，使初始状态不断向目标状态转化，并最终达到总目标。二、问题解决问题解决（problemsolving）是由一般情境引起的，需要运用一系列的认知操作来解决某种疑难的过程。（一)问题解决的特点1．问题情境性问题解决是由一定问题情境引起的。问题情境，是指出现在人面前并使人感到不了解和无法解决的那种情境。它促使个体积极思考，运用一系列的认知技能去解决疑难。2．目的指向性问题解决是自觉的行为，具有明确的目的性。问题解决必须是有目的指向活动，它总要达到某个特定的目标状态。3．操作序列性问题解决需要运用高级规则进行信息的重组。而不是已有知识、经验简单的再现。只包括一个心理步骤，或仅需要简单记忆提取的活动，虽有明确的目的性，但不能称为问题解决。4．认知操作性问题解决活动必须有认知成分的参与，它的活动依赖于一系列的认知操作来进行。有些活动尽管有目的，而且包括了一系列的操作活动，但没有重要的认知成分的参与，主要是一种身体的活动，也不能称为问题解决。（二）问题解决的类型问题解决有两种类型：常规性问题解决和创造性问题解决。常规性问题解决，指有固定答案的问题，只需要使用现成的方法来解决；创造性问题解决，指没有固定答案的问题，是通过发展新方法、新步骤实现的。常规性问题与创造性问题往往是相对的，有些问题，对新手来说可能是创造性的，但对专家而言，可能只是常规性的。三、问题解决的早期模式•桑代克“尝试—错误”模式•苛勒“顿悟”说•杜威的问题解决模型•瓦拉斯的创造性问题解决模型以动物为对象的实验研究以人为对象的逻辑分析性研究桑代克“尝试—错误”模式桑代克（EdwardL.Thorndike）桑代克是最早经由动物实验建构学习定律的人，也是心理测验的先驱。猫学习解决迷笼问题是桑代克最经典的实验。1898年，桑代克将饥饿的猫关在迷笼内，并给猫设置了可以通过不同动作逃离迷笼获得食物的方法。桑代克饿猫实验桑代克认为猫是在进行“尝试——错误”的学习，并得出了猫的学习曲线。他认为学习是一个通过尝试——错误的行为动作逐渐减少，正确行为动作逐渐增加的过程。他进而认为问题解决的过程也是一个“尝试——错误”性质的渐进过程。•“尝试——错误说”（trial-and-errorlearningtheory）的基本观点是：1.学习的实质在于一定的联结，即情境与反应之间的联结。2.学习是通过不断地尝试错误而实现的，即学习是一种渐进地、盲目尝试错误的过程。3.情境与反应之间的联结有三个定律：练习律、准备律和效果律。其中又以练习律和效果律为主。•练习律（lawofexercise），是指在试误学习和问题解决过程中，任何刺激与反应的联结，一经练习运用，其联结力量就会逐渐增大。练习时间越近，联结保持的力量越大；如果不运用，则联结的力量会逐渐减少，不用的时间越长，则联结力量减小越甚。•准备律（lawofreadiness），是指在试误学习和问题解决过程中，实现则感到满意，否则感到烦恼；反之，当此联结不准备实现时，实现则感到烦恼。•效果律（lawofeffect），是指在试误学习和问题解决过程中，如果其它条件相等，在学习者对刺激情境做出特定的反应之后，满意的结果会促使个体趋向和维持某一行为，而烦恼的结果则会使个体逃避或放弃某一行为。苛勒“顿悟”说苛勒（W.Kohler）苛勒（1917）提出一种阐明问题解决的性质和过程的模式。他以黑猩猩为实验对象进行长达七年的研究，认为问题解决要求看出问题情境中的各种关系，而对这种关系的理解是突然产生的，是一个顿悟（insight）过程。苛勒的经典实验•实验1：苛勒把黑猩猩置于放有箱子的笼内，笼顶悬挂食物（香蕉）。简单的问题情境只需黑猩猩运用一个箱子便可够到香蕉；复杂的问题情境则需要黑猩猩将几个箱子叠起，方可够到香蕉。在复杂问题情境实验中，有两个可利用的箱子。黑猩猩看到笼顶香蕉，并没有想到利用箱子；后来，黑猩猩使用了箱子1，但仍然够不着；最后，黑猩猩将箱子2叠放在箱子1上，迅速取得了香蕉。3天后，苛勒稍微改变了实验情境，但黑猩猩仍能用旧经验解决新问题。在苛勒的黑猩猩问题解决系列实验中，他认为黑猩猩的问题解决是由于它突然对问题情境中的手段（木箱、木棒）和目的（香蕉）之间的关系有所理解，是由于顿悟而实现的。他还认为，人也是依靠顿悟来解决问题的。一般而言，简单的、主体已有经验可循的问题解决，往往不需要进行反复的“尝试——错误”；而对于复杂的、创造性的问题解决，大多需要经过“尝试——错误”的过程，才能产生顿悟。杜威的问题解决模型杜威（D.Deway）杜威认为问题解决一般包括五个步骤：（1）失调；（2）诊断；（3）假设；（4）推断；（5）验证。这五个步骤是互相联结的。保证解决问题的正确性。（1）失调，问题解决者在主观上意识到所面临的问题，进行初步怀疑、推测，产生认知困惑或对困难的意识状态。（2）诊断，从问题情境中识别问题，考虑与其它问题的各种关系，明确问题解决的已知条件、达到的目标以及填补的问题空间。（3）假设，在分析问题的基础上，将问题情境中的命题与其认知结构相联系，激活有关背景观念和先前获得问题解决的方法，提出问题解决的可行方案。（4）推断，对问题解决的假设进行经验或实际的检验，并对问题再做明确阐述，以检验各种假设，从中选择最佳方案。（5）验证，找出经检验为某一问题最佳解决途径的方法，并把这一成功经验组合到认知结构中，以解决同类或新的问题。杜威实验学校的课堂瓦拉斯的创造性问题解决模型•英国心理学家瓦拉斯（G.Wallas,1926）提出了问题解决的理论模型，又称“创造性思维四阶段论”，依次为：（1）准备期（2）孕育期（3）明朗期（4）验证期四、现代问题解决模式西蒙（H.A.Simon）20世纪60年代以来，比较有影响的是信息加工论的问题解决模式。这种观点最早由纽厄尔（A.Newell）、肖和西蒙（J.C.Shaw&H.A.Simon,1958）在著名的“通用问题解决程序”（generalproblemsolve）中提出。他们主要从认知心理学和信息加工的角度认识问题解决，从信息加工的角度审视人类解决问题的心理过程。（一）问题表征•问题表征（problemrepresentation）指问题解决者将任务范围或作业领域转化为问题空间，实现对问题的表征和理解。•问题空间就是人对问题的内部表征，包含三种状态：初始状态、中间状态和目标状态。初始状态指问题被认识时，问题解决者所处的情境；目标状态是问题解决者所要寻求的最终目标。•问题解决的任务在于要找出一种能够把初始状态引向目标状态的操作序列；中间状态是指在实现从初始状态向目标状态的转变过程中，由操作引起的种种状态。河内塔问题•“河内塔问题”是一个非常典型的问题解决实例。•在三圆盘的“河内塔问题”中，有1、2、3三根木柱和A、B、C三个大小不同的圆盘，圆盘中间有洞，可以套在木柱上。“河内塔问题”就是要求问题解决者把1柱上的一叠圆盘移到3柱上。规则是每次只能移动最上面的一个，大的圆盘不许压在小的圆盘上面。要将初始状态转变为目标状态，就必须移动圆盘，这就是操作。每移动一次，就会改变当时的问题状态而出现新的状态。在移动过程中出现的介于初始状态和目标状态之间的新的问题状态，就是中间状态。中间状态的数量多少，取决于问题解决情境的复杂程度和操作系列是否合理。•在上述三个圆盘的“河内塔问题”中，至少会有6个中间状态；如果圆盘增加到6个，那中间状态就会随之增多。123123ABCABC（二）选择操作•操作就是问题解决者把一种问题状态转化为另一种问题状态的认知活动，也叫算子（operator）。当问题空间较大时，则难于选择正确的算子，需要应用一定的问题解决策略。•问题解决策略（problemsolvingstrategies）指人们在解决问题过程中所运用的方案、计划或办法。它决定着问题解决的具体步骤。•问题解决策略主要有两类：算法策略和启发式策略。算法式策略（algorithmstrategies），即解题的一套规则，它精确地指明解题的步骤。如果一个问题有算法，那么只要按照其规则进行操作，就能得到问题的解。启发策略（heurisiticstrategies），即凭借个体已有的知识经验，采取较少的操作来解决问题的办法。在解决问题时多用启发式策略，能够运用自己已有的知识，用较少的操作解决问题。•问题解决启发式策略应用最为广泛的是手段—目的分析策略和目标递归策略。•手段—目的分析策略（means-endsanalysisstrategies），也叫正向工作法，即首先将需要达到的问题的总目标分成若干子目标；然后以问题的当前状态为起点，采取一定的手段或方法逐步实现一系列的子目标，最终达到总目标。这是通过设置子目标逐步缩小起始和目标状态间差距的策略。•目标递归策略（ends-startsstrategies），也叫逆向工作法，是从问题的目标状态出发，按照子目标组成的逻辑顺序逐级向初始状态递归。（三）实施操作•问题解决者实际运用算子来改变问题的起始状态或当前状态，使之逐步接近并达到目标状态。这个阶段也叫执行策略阶段（performstrategiesphase）。•一般而言，简单问题只需少量操作，选定的策略能顺利实施；复杂的问题则需要一系列操作才能完成，有时甚至选定的策略也无法实施。（四）评价当前状态•问题解决者对算子和策略是否合适、当前状态是否接近目标状态、问题是否已经得到解决等做出评价。如果当前状态被评价为目标状态，则问题得以解决；否则需要进一步选择算子和改变策略，甚至需要重新表征问题空间。•这几个阶段并非固定不变，也可能从后一阶段返回到前一阶段。人们据此编写计算机程序，成功模拟了人类解决问题的思维过程，在解决密码算题、进行逻辑证明和下国际象棋等不同类型的问题上都已取得成功。奥苏伯尔等人的问题解决模式奥苏伯尔和鲁宾逊（F.G.Robimson）以几何问题为解决问题的原型，于1969年提出了一个问题解决模型（图8-4）。图8-4奥苏伯尔等人的问题解决模式呈现问题情境命