[教育学]第九章问题解决

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问题解决定势——量水实验Luchins（1942）
问题序列
容器的容积
目标
A
B
C
D
1
21
127
3
100
2
14
163
25
99
3
18
43
10
5
4
9
42
6
21
5
20
59
4
31
6
23
49
3
20
7
15
39
3
18
8
28
76
3
25
B-A-2C
A-C A+C A-C
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问题解决定势：水壶问题
▪ 美国心理学家卢钦斯（Luchins,1946）曾曾 做过关于水壶的实验。该实验的设计是： 以设想用桶量水的方式，计算简单的算术 题A，B，C为盛水的工具，而D则代表所求 的水量。
▪ 总共有七题，每题水桶大小不等，但所求 解的目的则一样，都是要受试者自行设法， 如何运用盛水工具，求出D栏各个所需的水 量。
(1+9)92+5=50
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策略有效性
▪ 某些策略比其他一些策略更有效，表现在
• 它们要求的短时记忆的负担 • 保持它们的容易程度 • 它们达到问题解决的速度 • 它们所适用的作业范围
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通用的解决问题的策略
▪ 算法 ▪ 启发式
➢ 手段目的分析 ➢ 逆向搜索 ➢ 简化计划法
▪ 有时按常规方式表征的问题难以求解，但若换一个角度来表 征同一个问题，问题就迎刃而解了（Simon，1991）。
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残缺棋盘问题
▪ 一个棋盘有8×8共64个黑白相间的方格，另 有32个长方块，每个长方块可盖住棋盘上的 两个方格，用这32个长方块正好可以将棋盘 盖满，现从棋盘的对角切掉两个黑方格，剩 下62个方格，问能否用31个长方块恰好盖住 棋盘上剩下的全部62个方格？
《认知心理学》
第九章 问题解决
提纲
▪ 第一节 问题与问题解决 ▪ 第二节 问题解决过程 ▪ 第三节 问题解决策略 ▪ 第四节 问题解决的计算机模拟
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本章重点
▪ 问题解决策略 ▪ 问题解决的步骤及相关理论
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第一节 问题与问题解决
▪ 心理学对问题解决的研究历程
• 尝试错误说 • 顿悟说 • 信息加工说
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3、信息加工说
▪ 认知心理学用信息加工观点来研究人的问题解决 过程。
▪ 代表人物：Newell,Shaw, & Simon ▪ 把人类问题解决的过程和计算机问题解决的过程
进行类比，用计算机模拟人类问题解决行为。 ▪ 问题解决是问题解决者从问题初始状态出发，搜
寻恰当的路径到达目标状态的过程，即在问题空 间进行搜索的过程。
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对格式塔理论及其影响的评价
▪ 弱点
格式塔问题解决理论是基于他们对知觉理论的类比 而产生的。这个类比使该理论更有吸引力和更容易 理解，但这也恰恰使理论的主要弱点。 “顿悟”及“重构”这样的概念是相当吸引人的， 主要是它们易于理解以及与人类创造力的某些神秘 的东西有关。 然而，他们对理论的建构从根本上是没有进行详细 说明的，对顿悟和重构发生的条件也没有清楚说明， 而且该理论实际上没有定义任何一个概念的本质特 征。
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32个
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第三节问题解决策略
▪ 策略是人对信息加以操作的办法、计划、方案，它 使人的认知活动成为有组织的有机的统一体。
▪ 采用什么样的策略解决问题，是影响问题解决效率 的一个很重要的心理因素。
▪ 好的策略，有利于问题的解决。
9+3+2+4+5+6+7+8+1+5=？ (9+1)+(8 +2)+(7+3)+(6+4)+(5+5)=50
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二 问题解决的阶段
▪ 问题表征 ▪ 选择算子 ▪ 应用算子 ▪ 评价当前状态
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三 问题表征对问题解决的影响
▪ 认知心理学家将信息在头脑中的呈现方式统称为表征。 ▪ 问题表征直接影响着问题解决者所考虑的一系列合法、适当
的步。
▪ 如果一个问题得到了正确的表征，可以说它已解决了一半 （Simon，1986）。
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2、启发法
▪ 启发法（heuristic method）是人根据一定 的经验，在问题空间内进行较少的搜索，以 达到问题解决的一种方法。
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问题解百度文库步骤
▪ 问题表征，即识别和理解问题； ▪ 设计或规定解决问题的策略； ▪ 执行策略； ▪ 评价问题解决的进展。
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问题的种类
▪ 界定清晰的问题（well-defined problem） ▪ 界定含混的问题（ill-defined problem）
▪ 对抗性问题（adversary problem） ▪ 非对抗性问题（non-adversary problem）
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1、算法
▪ 是解题的一套规则，它精确地指明解题 的步骤。算法总能保证问题一定得到解 决。
• 把解决问题的方法一一进行尝试，最终找到 解决问题的答案。
▪ 优点：它能够保证问题的解决。
▪ 缺点：需要大量的尝试，因此费时费力。 • 当问题复杂、问题空间很大时，人们很难依靠这种 策略来解决问题。 • 有些问题也许没有现成的算法或尚未发现其算法。
▪ 语义丰富的问题（semantic rich problem） ▪ 语义贫乏的问题（semantic impoverished problem）
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二 问题解决的特征
▪ 目的指向性:冥想 ▪ 操作序列 ▪ 认知操作：分扑克牌？
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第二节 问题解决过程
▪ 一 问题空间与问题解决
• 问题行为图：表明人对某个问题实际形成的问题 空间和实际进行的搜索过程
• 树形图：全部可能的问题空间和搜索路径
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问题行为图
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2 树形图
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问题行为图和树形图的区别
▪ 问题行为图表明人对某个问题实际形成的问 题空间和实际进行的搜索过程
▪ 树形图则表明全部可能的问题空间和搜索路 径
▪ 问题行为图是一种心理空间，而树形图是一 种逻辑空间，逻辑空间可以转化为心理空间
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问题空间（problem space）
▪ 问题空间是指问题解决者对所要解决的 问题的一切可能的认识状态，包括对问 题的初始状态和目标状态的认识，如何 由初始状态转化为目标状态以及有关的 算子的认识等。