问题解决及教学.ppt

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1、第七章 问题解决,第一节 问题解决的概述,一、问题及其分类（一）问题1.定义：所谓问题，是指这样一种情境：个体想做某件事，但不能马上知道完成这件事所需采取的一系列行动。,2.成分（1）给定信息，指有关问题初始状态的一系列描述；（2）目标，指有关问题结果状态的描述；（3）障碍，指在解决问题的过程中会遇到的种种需待解决的因素。,（二）问题的分类 1.结构良好问题 vs.结构不良问题:根据给定状态和起始状态的界定结构良好问题：也就是那些具有明确的初始状态、目标状态以及解决方法的问题。明确的问题，明确的答案结构不良问题：指那些没有明确的初始状态、目标状态或者解决方法的问题。沙漠治理,二、问题解决,是指

2、问题解决者面临问题情景而没有现成方法可以利用时，将已知情景转化为目标情景的认知过程。当常规或者自动化的反应不适应当前的情景时，问题解决就发生了。,问题解决的特点：（1）解决问题是解决新的问题，即所遇到的问题是初次遇到的问题；（2）在解决问题中，要把掌握的简单规则重新组合，以适用于当前问题；（3）问题一旦解决，人的能力或者倾向随之发生变化。,三、问题解决过程,（一）杜威的五阶段理论1.问题解决的阶段（1）意识到问题的存在（2）识别出问题（3）提出假设（4）接受或拒绝试探性的假设（5）形成和评价结论,2.教学过程（1）儿童要有一个真实的经验情境，有一个对活动本身感兴趣的连续活动（2）在这个情境内部

3、产生一个真实的问题，作为思维的刺激物（3）儿童要占有资料，从事必要的观察（4）儿童展开自己想出来的解决问题的方法（5）儿童要有机会通过应用来检验其想法,数谜游戏：1.每一个英文字母代表一个不同的阿拉伯数字(0 9)。2.请完成下列的运算，其中D=5。DONALD+GERALD-ROBERT,答案,A=4B=3C=1D=5E=9L=8N=6O=2R=7T=0,DONALD+CERALD-ROBERT 526485+197485-723970,（二）奥苏贝尔和鲁宾逊的观点：四阶段1.呈现问题情境命题把问题以命题的形式呈现给学生，并要求学生掌握这些命题2.明确问题的目标与已知条件,3.填补空隙：核心

4、提取与当前问题有关的知识、规则，寻找问题解决的策略4.解答之后的检验检查问题解决的方法是否正确、简捷、合理,发现小船,填图格中藏有5艘小船（船型如下方所绘，长度占三格的小船有1艘、两格的小船有2艘、单元格的小船有2艘），填图格旁的数字，表示在该行或该列中隐藏的小船图形共占几格。小船均呈水平或垂直状态停靠，彼此间不互相接邻（每艘小船周围均被至少一圈的海水围绕）。提示：在例题中，（1,2）已画出提示，由其形状和位置可知是一艘长度两格的小船下半部。将这艘小船完整画上后，再根据行列旁的数字及小船不接邻原则，即可逐步推知答案。正确答案只有一个。,发现小船答案,四、问题解决的策略,（一）算法式策略指将达到

5、目标的各种可能的方法都列出来，具体化，逐一加以尝试。算法式策略费时费力，而且有些算法式策略有时在实际中根本不可能实现。,（二）启发式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，从而只试探那些对成功趋向目标状态有价值的算子。,1.手段-目的分析把总目标划分成许多子目标，将问题划分成许多子问题后，寻找解决每一个子问题的手段。,操作步骤（1）认清问题的初始状态和目标状态（2）将问题的总目标分解为若干个小目标（3）选择方案将初始目标向第一个小目标推进（4）达到第一个小目标后，向第二个小目标推进（5）如果某一方案行不通，就退回到原来状态，重新选择方案,Big-6的方法步骤,2.

6、爬山法 其基本思想是：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。,“传教士与野人过河”问题,在河的同一边，有三个传教士和三个野人，他们都要过河，大家都会划船；现在只有一条船，一次只能载两人，任何时候野人多于传教士时传教士就会被吃掉，他们将怎样度过河去？,给定：在河的同一边，有三个传教士和三个野人，他们都要过河，大家都会划船；现在只有一条船，一次只能载两人，任何时候野人多于传教士时传教士就会被吃掉；目标：传教士和野人都安全过河；障碍：传教士和野人怎样搭配渡河？,3.逆向反推法逆向反推法指从目标开始状态出发倒推到目标所需的前一个中间状态及其算子，直至退至初始状态。适用

7、的情况：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。,4.类比思维当我们面对某个问题，而对问题的领域知识所知甚少时，类比是有效的方法。一般是先对问题进行表征，然后去获取与当前情景相关或者相似的熟悉领域的知识，加以利用。仿生学,5.简化策略在问题解决过程中，先抛开问题的细节，直接抓住问题的关键信息，将抽象的问题简化成简单的形式，解决简化了的问题，再解决复杂的问题。,在一张桌子前，从左到右依次并排坐着ABCD四个人，请根据一下信息，指出谁有小轿车A穿蓝衬衫穿红衬衫的人有自行车D有摩托车C靠着穿绿衬衫的人B靠着有小轿车的人穿白衬衫的人靠着有摩托车的人有三轮车的人距有摩托车的人最远,第三

8、节 问题解决的影响因素,一、影响问题解决的主观因素（一）定势：心理的一种暂时准备状态。思维定势：问题解决的过程中作特定加工方式的准备，它限制着形成假设的范围，并使所尝试的问题解决方法固定化克服思维定势的有效方法是培养学生的求异思维,（二）功能固着人们倾向于将某种功能赋予某个物体而不能认识到物体还有别的功能。功能固着是通过练习 获得的，是后天习得的。,利用下图所示的材料，将蜡烛象壁灯一样立在墙上,蜡烛问题,psychology,问题答案,psychology,（三）知识经验1.知识经验的数量：一般情况下，知识经验越多，越有利于问题的解决2.知识经验的质量：是否是活的知识，专家知识。专家知识的一个

9、重要特征是按照层次分门别类的组织,（四）认知结构作用1.组织者的作用：架设旧知识和问题解决之间的桥梁2.认知变量的作用：影响问题解决过程中概念和简单规则的重组，进而影响问题解决方法的产生3.良好认知结构的迁移效应问题解决会修改原有的认知结构，新形成的认知结构又会影响以后的问题解决,（五）记忆和理解实验：任务：玩一种扑克游戏实验1组：死记硬背游戏规则实验2组：通过推理学习游戏测验：是否记住了游戏规则 是否能将学会的技巧用于解决同类的问题,结果：实验1组学会玩扑克游戏的时间短于实验2组 实验2组的迁移成绩显著高于实验1组记忆：有助于短时间内学会问题解决理解：有助于长时间应用和迁移,（六）情绪和动机

10、状态在一定限度内，情绪和动机强度与问题解决的效率成正比,二、影响问题解决的客观因素,（一）问题情境问题情境就是指问题的知觉方式问题的知觉方式与人们的知识经验越接近，问题解决就越容易；反之,影响问题解决的情境（1）原因与结果在时间上的分离：蚊子叮咬与疟疾（2）原因的相互依存：佝偻病需要补钙和维生素D（3）无法直接观察或者难以观察导致现象的原因：风对火车速度的影响,（二）噪音噪音影响人的注意力，影响人的思维实验：1.强噪音、弱噪音 2.事先告知、事先不告知有噪音结果：1.预知的噪音，其强度不影响问题解决 2.不可预知的噪音，强度越大，对问题解决的影响越大,第四节 问题解决能力的培养,一、培养主动质疑和解决问题的内在动机二、问题的难度要适当三、帮助学生正确表征问题四、帮助学生养成正确分析问题的习惯五、善于将新旧知识进行连接六、训练学生陈述自己的假设与步骤,