第八章《问题解决与创造性培养》教案

第八章问题解决与创造性培养

第一节问题解决的概述

一、问题与问题解决

（一）问题

1.含义

问题是给定信息和目标之间有某些障碍需要被克服的刺激情境。

2.问题构成

（1）给定信息：指有关问题初始状态的一系列描述；

（2）目标：有关问题结果状态的描述；

（3）障碍：在解决问题的过程中会遇到的种种需待解决的因素。

2.问题分类

（1）定义明确的问题和定义不明确的问题

（2）结构良好问题和结构不良问题★

A.结构良好问题：具有明确的初始状态、目标状态以及解决方法的问题。

B.结构不良问题：没有明确初始状态或目标状态或解决方法的问题。

比较纬度结构良好问题结构不良问题

问题条件/数据

答案

解决方案

涉及概念、规则、原理及组织学科

目标界定

评价标准

与真实生活的联系全部呈现

标准、唯一、确定

唯一的、规定性的

常规的、经过良好组织

单一

清晰、确定

单一

无联系

部分呈现或冗余

多样开放，没有答案

多种方案

不明确的

跨学科

模糊、不清晰

多样化

来自真实的生活情境

（二）问题解决

1.问题解决的定义：

问题解决的结果是形成一个新的解答，即超越过去所学规则的简单应用而产生一个解决方案。（邵瑞珍，1988）

根据问题的定义，所谓问题解决，是指问题解决者面临问题情境而没有现成方法可以利用时，将已知情境转化为目标情境的认知过程。（皮连生，1996）

任何受目标指引的认知操作序列。问题解决的三个特征：目标指引性，操作序列，认知性操作。（李伯黍，燕国材）

★问题解决：由一定的问题情境引起，经过一系列具有目标指向性的认知操作，使问题得以解决的心理过程。

2.问题解决的分类

A.创造性问题解决：需要开发出新步骤的问题解决。

B.常规性问题解决：使用现成步骤的问题解决。

二、问题解决的过程

（一）问题解决是试误过程（桑代克）

经典实验：桑代克的迷笼实验

1. 行为主义：刺激情境与适当反应之间的联结

2. 联结的形成：一系列盲目的操作，不断尝试错误，发现解决问题的办法，形成联结后，不断巩固这种联结，直到出现类似情境立即解决问题

3. 评价：①重视问题解决的过程和系列操作

②但是由于是盲目操作，忽视了认知因素在问题解决中的作用。

（二）问题解决是顿悟过程（苛勒）

经典实验：黑猩猩取香蕉的实验

1. 格式塔学派：通过对问题情境的顿悟，发现解决问题的方

2. 顿悟的发生：通过已有经验，逐渐了解整个问题情境，重新组合问题情境的当前结构，弥补问题缺口，达到新的完形，联想到可行的解决方案。

3. 评价：①注意到重组问题情境的认知成分，强调对问题的理解和表征。

②把认知成分看成是先验的；片面强调顿悟；取消了对问题解决过程的研究。

（三）问题解决是信息加工系统对信息的加工（信息加工理论）

1. 信息加工理论：问题解决是利用操作方法从一种问题状态（初始）转化为另一种问题状态（目标），是一系列趋向目标的认知操作。

2. 问题状态：在问题解决过程中遇到的各种问题情景的总和

3. 问题空间：一系列的问题状态和转变问题状态的操作方法--心理表征

4. 评价：重视问题表征和问题解决的过程，综合了试误说和顿悟说。

（四）问题解决五阶段（杜威）

1. 开始意识到难题的存在出现问题情境

2. 识别出问题明了真实问题

3. 收集材料并对之分类整理，提出假设提出问题假设

4. 接受和拒绝试探性的假设验证解决策略

5. 形成和评价结论形成评价结论

解决问题教学的启发：

1．给学生提供有一个真实的经验的情境，提高学习兴趣，保持学习注意力；

2. 从情境内部产生一个真实的问题，作为对学生思想的刺激和活动目的；

3. 学生要调用已有知识、查阅新的资料、从事必要的观察来对付这个问题；

4. 学生必须一步一步地形成、提出解决问题的方法；

5. 学生要通过实际活动来检验他的解决方法。

（五）问题解决四阶段（华莱士，G.Wallance）

准备、沉思（酝酿状态）、灵感或启迪、验证。

（六）逐渐缩小问题范围模式（邓克尔，K.Denker）

确定一般范围；进行功能性解决，缩小问题范围；进行特殊解决。

（七）IDEAL问题解决策略（布兰斯福德和斯坦恩，Bransford & Stein）

发现问题与机会，界定目标与表征问题，探索可能的问题解决策略，预期结果并实施策略，回顾与学习。

（八）基克解决问题模式（基克，Gick）★

基克等人认为，一般性的问题解决包括四个阶段：理解和表征问题；制定计划或寻求解答；执行计划或尝试解答；评价结果。各阶段之间存在着动态的相互联系。

1. 理解和表征问题阶段

解决问题的第一步是确定问题到底是什么，这意味要理解和表征问题，即从什么角度看待问题，包括问题的条件、目标以及可用的操作。

（1）识别相关信息

（2）语义理解

（3）整体表征

（4）问题归类

2. 制定计划或寻求解答

制定计划或寻求解答是指确定解决问题的一般过程，如重新描述问题，使之与熟悉问题更类似；建立问题的子目标层级；选择解决问题的策略等。

寻求解答的策略★

（1）算法式策略（algorithm）：又称系列搜索策略，指将达到目标的各种可能的方法都列出来，具体化，逐一加以尝试。尝试错误法就属于典型的算法式策略，例如玩“魔方”，一会儿这么试，一会儿那么试，最终可能完成任务。

（2）启发式（heuristic）策略，又称选择性搜索策略，指根据目标的指引，试图不断地将问题状态转换成与目标状态相近的状态，从而只试探那些只对成功趋向目标状态有价值的算子。

鸡兔同笼的问题：

鸡兔同笼，已知笼子里有5个头，16只脚，问有几只鸡和几只兔子？

①手段——目的分析

特征把总目标分成子目标，运用算子，进行匹配，消灭差别，最终达到总目标。

②爬山法（局部最优选择法）

基本思想是：先设立一个目标，然后向目标方向走到与起始点邻近的某一节点，逐步逼近目标。在探索达到山顶的路径时，只要遇到有岔道，我们就看几条岔道中哪一个是向山上延伸的（而不是向山腰或山下延伸）就选择哪一条道路。这种策略也称为局部最优选择法。

③逆向反推法

在有些问题解决中，从初始状态出发可以有多种走法，但只有一条路能到达目标状态。在这种情况下，用逆向反推法解决问题较为可行。逆向反推法就是从目标开始状态出发倒推到达目标所需的前一个中间状态及其算子，直到退至初始状态。

④类比思维

当我们面对某个问题而对该问题的领域知识所知甚少时，我们常常会使用类比的方法来解决问题。我们一般是先对问题进行表征，然后去获取与当前情景相关或相似的熟悉领域的知识，加以利用。例如仿生学的很多产品。

3. 执行计划或尝试解答

当表征某个问题并选好某种解决方案后，下一步就要执行计划、尝试解答。执行计划是指问题解决者采取一系列行动贯彻计划，如进行运算或其他操作。

4. 评价结果

当我们选择并完成某个解决方案之后，还应该对结果进行评价，检验解答是否正确。评价结果的方法之一，就是寻找能够证实或证伪这种解答的证据。