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第七章 问题解决能力与创造性的培养
二、问题解决的训练
(一)问题解决的影响因素
1、有关的知识经验
每一个问题的解决都需要以一定的知识为基础，知识经验能促进问题解决者对问题的表征和解答。它是个体解决问题的必要而不充分条件，没有足够的知识经验，是不能有效解决问题的。知识经验应包括某一专业领域中的以命题网络表征的陈述性知识、以产生式表征的程序性知识，以及作为特殊程序性知识的认知策略知识和元认知知识。
它们主要是通过数量(知识总量)和质量(知识结构)两方面来制约问题解决效率的。知识在问题解决中的作用的认识，主要来自于有关专家和新手解决问题的差异研究。专家有大量的陈述性知识，并且这些知识都必须精细加工和组织化。还有大量的程序性知识和策略性知识。专家能熟练地操作陈述性知识去解决问题。但是问题解决不只是一条途径，需要个体对自己的解题操作进行监控，即元认知监控。新手在解决问题时效率不高，不是缺乏知识和策略，而是不知在什么时候，以及怎样使用它们。
2、个体的智能与动机
智力水平是影响问题解决极其重要的因素。智能变量主要通过以下三种中介作用于问题解决①提取以及运用背景性命题(指解决问题所需运用的规律、原理、定理、定义和规则);②突破心理定式;③运用问题解决策略。智力发展水平是影响问题解决的重要因素，它制约着问题解决的方向和效果。一般来讲，智力水平高的学生，解决问题易成功;智力水平较低的学生，问题解决方面较为困难。这是因为智能中的推理能力、理解力、记忆力、信息加工能力以及分析能力等影响问题解决。
人们对解决问题的动机直接影响到问题解决的效果。心理学家表明，在一定限度内动机强度和问题解决的效果成正比，即动机越强，效果越好;但超过一定限度则不利于问题的解决，因为动机过强容易导致人心理紧张，从而降低问题解决的效果。动机过弱则会导致无法集中精力、懒于思考甚至半途而废。所以中等强度的动机对问题的解决具有促进作用。总之，一个简单的任务，比如说搬运石头等，需要一个较高的唤醒水平;一个较为复杂的任务，比如计算机编程，则需要较低的唤醒水平。这就是所谓的耶克斯-多德森定律。因此，在程度不同的学习活动中，要力求使学生保持适度的唤醒水平和动机状态。
3、问题情境与表征方式
有两个或两个以上的可能性可供选择时即形成情境。如果情境与人们过去已经获得的经验不一致而发生冲突时就形成问题情境。问题情境指个体面临的刺激与其已有知识结构之间形成的差异。问题情境中各元素的空间集合方式直接影响问题的解决。实际教学中发现，学生解决抽象而不带具体情节的问题时比较容易，解决具体而接近实际的问题比较困难。表征是指信息在头脑中的呈现方式，它是影响问题解决的重要因素。问题呈现方式主要是通过影响问题解决者形成问题表征从而影响其问题解决过程。问题表征就是对问题呈现的内化，是关于问题呈现的内在心理状态。因此，对问题的表征是否恰当，会直接影响到问题解决的难易和速度。
4、思维定式与功能固着
定式是指以熟悉的方式做出反应的倾向，它影响着问题解决的倾向性。思维定式是指在问题解决的过程中做了特定加工的准备，这一特定加工模式是已知的，事先有所准备的，影响着后继活动的趋势、程度和方式。
定式思维所强调的是事物间的相似性和不变性，构成思维定式的因素主要是认知的固定倾向所以当新问题相对于旧问题是相似性起主导作用时，由旧问题所形成的思维定式利于问题的解决当差异性起主导作用时，往往有碍于新问题的解决。
功能固着是德国心理学家邓克尔提出的，是指一个人看到某个制品有一种惯常的用途后，就很难看出它的其他新用途。它往往影响入们解决问题的灵活性最初看到的功能越重要就越难看出其他功能。
5、原型启发与酝酿效应
启发是指从其他事物上发现解决问题的途径和方法。原型指能够对解决问题起启发作用的事物，原型来源于生活、生产和经验。原型启发就是通过与假设的事物具有相似性的东西，来启发人们解决新问题的途径。原型能起到启发作用的原因在于原型与所要解决的问题之间存在着某些共同点或相似处。某一事物能否充当原型彰显启发作用，既取决于这一事物的特点，也取决于该问题解决者的心理状态。原型启发只有在问题解决者的思维活动处于积极但又不过于紧张的状态时才最容易产生。对学生来讲，知识的原型实质上是包摄性、概括化程度很高的基本知识、基本原理。在面临新的情境时，这些原型使学生产生联想，催化出迁移、类比、假设等思想，使问题得到解决。
所谓酝酿效应，在心理学上是指反复探索一个问题而毫无结果时，把问题搁置几个小时、几天甚至几个星期之后，由于某个契机突然产生灵感，使梦寐以求、百思不得其解的问题迎刃而解。
(二)专家与新手的比较研究
专家与新手在解决问题时的差异，可以归纳为以下几点：
1、有意义的知觉模式的差异(观察力)
专家能知觉较大的有意义的刺激模式，新手不具备这样的能力，其中关键的影响因素是专门知识的水平。
2、短时记忆和长时记忆的差异(记忆力)
专家的短时记忆内容比新手更多，并在熟悉的领域具有较优越的长时记忆能力。这是因为专家善于利用原有知识将新信息组成较大组块的记忆策略，来扩充短时记忆的内容;长时记忆决定于对新知识的加工程度，加工程度决定于采取的策略，策略的适当性又与个人的专门领域的基础知识密切相关。
3、技能执行速度的差异
专家解决问题的速度比新手快。这是因为某一领域的专家对基本技能的掌握已达到高度熟练的程度，有的已达到自动化的程度。在解决复杂问题时，由于这些基本技能自动执行，便减轻了他们短时记忆负担，可以把精力集中于运用策略，完成需要高水平思维方面的任务。
4、用于表征问题的时间差异
在解决问题时，专家比新手快，但在解决困难的新问题时，专家用于表征问题的时间比新手要长一些。这是因为专家有更多可以利用的知识，他们需要思考与当前问题最有关的知识是什么，新手则思考较少，用于表征问题的时间少。
5、表征的深度差异(陈述性知识)
当遇到一个新问题时，专家能很快抓住问题的实质，根据问题的内在结构表征问题。
6、自我监控技能的差异(元认知)
专家倾向于更频繁地检查自己对问题的解答，而且这种检查的效果比新手更好。
(三)问题解决能力的培养
1、充分利用已有经验，形成知识结构体系
问题解决需要解决者对原有知识和经验进行重新组合，并从记忆中提取与问题解决有关的信息作为解决问题的背景知识，以帮助学生进一步明确问题情境，理清问题的性质和条件，从而选择有效的问题解决策略。由此可知，问题解决的前提在于学生掌握了足够数量的知识，并在自身内部形成合理的知识结构体系，即知识掌握的高效化。这就要求教师既要督促学生广泛阅读，汲取知识，同时也要注意引导学生按照知识本身的内在逻辑准则塑造知识结构体系。
2、分析问题的构成，把握问题解决规律
分析问题的构成是解决问题的基础，学生通过识别有效信息，理解关键信息，完成问题的表征与分类，以便牢固地把握问题的目的和主要情境，从而高效地解决问题。当分析问题的构成时，需要注意以下几个方面：改变问题表征方式，弄清问题内部的构成因素;厘清问题内部各因素的关系，即因果关系、并列关系、整体和部分关系等;多重视角预测问题的可能性结果。因此，在教学中教师要帮助学生系统地思考问题，养成系统分析的习惯，把问题解决的规律。同时，教师不能让学生盲目尝试错误练习，更不能把结论直接告诉学生。
3、开展研究性学习，发挥学生的主动性
研究性学习是在教师指导下，以课题或项目设计等为学习载体，以学习到的科学研究方法和文化知识为基本内容，以培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力为基本目标的学习方式。研究发现，儿童天生能是探究者，探究是学生了解和认识世界的重要途径，而研究性学习能够极大地激发学生的好奇心和求知欲，促使学生从个人兴趣出发主动积极地去探索未知的世界。
4、教授问题解决策略，灵活变换问题
问题解决的最终目的在于学会解题，解题的关键则在于借助不断变换问题，连续简化问题，将问题解决的过程视作问题的不断转化过程，以学生个人最熟悉的基本问题作为解决问题的核心。因此，在教会学生解题的过程中，需要做到以下几个方面:促进学生对知识的全面掌握;重视知识内部的逻辑联系;注意具体问题与抽象模式的灵活转换;帮助学生养成策略性思维的习惯。
5、允许学生大胆猜想，鼓励实践验证
通过营造放松、愉悦的教学环境，鼓励学生大胆猜想、主动质疑，以观察、猜测、操作、验证等方式培养学生的探究意识和实践能力，使学生能够运用所学知识和方法去解决一般性问题。为此，教师要鼓励学生在课堂上主动提问，减少不必要的限制，形成一种自由探究的气氛。同时，教师要引导学生在实践中检验自己的假设，以科学严谨的态度追求真知。
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