问题解决与创造性思维.ppt
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1、第七章 问题解决与创造性思维,第一节 问题解决的性质与过程,一、问题与问题解决(一)问题及其分类 1、问题:给定信息和要达到目标之间有某些障碍需要被克服的刺激情境。2.成分(1)给定信息(给定条件),指有关问题初始状态的一系列描述;(2)达到的目标,指有关问题结果状态的描述;(3)存在的限制或障碍,指在解决问题的过程中会遇到的种种需待解决的因素。,另外的表述:不管是简单还是复杂,持续的时间长还是短,每一个问题都必然包含四种成分:目的。即在某种情景下想要干什么。一种情景可能有许多目的,也可能只有一种目的;目的可能很明确,也可能很模糊。教学情景中的大多数问题目的是相当明确的。个体已有的知识。这是指
2、个体在问题情景一开始,就已具备的知识技能。已有知识因人因事而异。障碍。指在解决问题的过程中会遇到的种种需解决的因素,障碍是否明确,因人因事而异。方法。指个体可以用来解决问题的程序和步骤。在问题解决的过程中,可以使用的方法常常会受到某些方面的限制,如资金、工具等。,(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(界定清晰):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。结构不良问题(界定含糊):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。,2.具体问题vs.抽象问题:根据问题的内容具体问题:问题内容的要求比较明确抽象问题:难
3、以用简单的语言回答,概括性高,3.归纳结构问题、转化问题vs.排列问题:性质归纳结构问题:给了几个成分,要求问题解决者发现隐含在这些成分中的结构。转化问题:给出一个初始状态,问题解决者必须发展一系列达到目标状态的操作,通过这些操作,使初始状态不断向目标状态转化,最终达到总目标。如河内塔问题。排列问题:给出所有的成分,问题解决者必须以一定的方式排列它们,通过排列达到目标状态。如解密码算术题,(二)、问题解决及其特点1.问题解决指个人应用一系列的认知操作,从问题的起始状态到达目标状态的过程。另:是指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。,2.问题解决的
4、特点:(1)目的性:具有明确的目的性和特定的目的状态(2)认知性:通过内在的心理加工实现的自动化的 操作不属于为解决。(3)序列性:包含一些列的心理活动。另:(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、问题解决的理论,1.试误说代表人物:桑代克主要观点:问题解决是由刺激情境与适当反应之间形成的联结构成的;这种联结是通过尝试错误逐渐形成的。过程:盲目的操作尝试错误发现问题解决的方法。,2顿悟说代表人物:苛勒主要观点:人遇到问题时,会重组问题情境的当前结构,以
5、弥补问题的缺口,达到新的完形,从而联想起一种可行的解决方案。顿悟:对问题情境的突然领悟,顿悟与试误的对立统一:认知的不同阶段通过试误达成顿悟,3.问题解决的认知观点问题解决的过程就是通过一系列的操作达到目标的过程。问题状态:问题解决者在解决问题的过程中遇到各种问题情景,这些问题情景的总和达成了问题状态。问题状态分初始状态和目标状态以及从初始状态到目标状态的一系列中间状态。,操作方法:问题解决者把一种问题状态改变成另一种问题状态。问题空间:一系列问题状态和转变问题状态的操作方法就组成了问题空间,这就是对问题构成的表征。问题解决的首要关键环节是对问题情景建构起一个心理表征,也就是问题空间。,第二节
6、 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,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:核心提取与当前问题有关的知识、规则,寻找问题解
7、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,三、斯滕伯格的观点:顿悟,顿悟的过程:1.选择性编码:了解某些信息与要解决的问题有关,以及如何相关:分辨有用条件和多余条件,注意表面无关实际重要的条件抽屉里有黑色和灰色两种颜色的袜子,比例为4:5,至少拿几只袜子,才能得到一双颜色相同的袜子?,2.选择性组合个体将最初分离的信息组合成一体,尤其要注意将看似无关紧要但是却极有价值的信息组合在一起老张下周打算办几件事:和朋友吃顿饭,到美术馆参观,到图书馆借书,到商店买衣服条件:周三朋友不能见老张,图书馆周六闭馆,美术馆二、四、六不开放,二、五、六商店营业问题:下周内哪一天能把所有的事
8、情完成?,3.选择性比较个体将新获得的信息和过去获得的信息联系起来,并能找到新信息和旧信息在某些方面是相似的,以利用旧信息更好的理解新信息贝尔发明电话机吉他声音的启发,四、基克的观点(四阶段观)(一)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,这意味着要理解和表征问题,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。,在理解问题的过程中,问题解决者需要完成以下几方面工作:1.识别相关信息:相关、无关;表面相关实际无关;表面不相关实际有关2.语义理解:赋值句和关系句3.整体表征:把握问题的全貌,达成对问题的正确理解4.问题归类:归类并激活一个特定的图式使用正确图式,问题表
9、征的结局1.联想起一个合适的顿悟式解决方案(找到一个可以利用的图式),问题得到解决2.没有现成的图式可以利用,重组问题情境,产生解决问题的方案,(二)寻求解答阶段寻找问题解决的方案:重新描述问题建立问题的子目标层级选择问题解决的策略,问题解决的策略算法式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。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。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
10、手段。,操作步骤(1)认清问题的初始状态和目标状态(2)分解问题的总目标为若干个小目标(3)选择手段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)如果某一手段行不通,就退回到原来状态,重新选择手段,2.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。9个大人和两个小孩要过河,而渡河用的船每次只能载一个大人或两个小孩,要实现这个目标船要在河中横渡多少次?(一个来回等于两次横渡),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。从初始状态出发可以有多种走法,但只有一条
11、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,(三)执行计划或者尝试解答阶段 当表征某个问题并选
12、好某种解决方案后,下一步就要执行计划、尝试解答。如果解决方案主要涉及某些算法的使用,那么一定要避免在使用算法的过程中产生一些错误的算式或者系统性的“臭虫”。,(四)评价结果阶段 当选择并完成某个解决方案之后,还应该对结果进行评价。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,对解答进行核查。,第三节 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
13、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。,(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。专家知识的一个重要特征是按照层次分门别类的组织实验:学习两种浮力材料,考察学习效果1组:浮力材料来自传统教科书2组:根据对专家浮力知识的分析,按照层次分门别类的组织结果:回忆成绩:2组比1组高出40%解决问题成绩:2组比1组高出25%,(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
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