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学与教的基本理论:解决问题的研究概述

【摘要】:解决问题也就是机体获得对新的刺激情境做出适当反应的过程。格式塔心理学家为了便于与行为主义进行争论,用动物作为被试者研究解决问题。杜威提出的反省思维五个阶段被后人称为解决问题的五个阶段,并被广为引用。

解决问题(problem solving),也译作问题解决。解决问题的研究涉及问题与问题解决的科学定义、问题情境的类型、问题解决的心理过程、影响问题解决的心理因素。

一、关于问题与解决问题的科学含义

(一)问题与解决问题的早期观点

早期的问题解决研究者并未给问题与问题解决下一个令人满意的定义。早期行为主义理学家研究学习的基本课题是条件反射动物走迷宫和打开迷笼等行为。在斯金纳提出操作条件反应概念之前,心理学家把桑代克的猫学习逃出迷箱和动物学会走迷宫等行为称为解决问题。解决问题也就是机体获得对新的刺激情境做出适当反应的过程。例如,桑代克迷箱中的猫学会抓住联结门闩的金属绳,把箱门打开,逃出迷箱,就是解决了问题。行为主义心理学家把斯金纳的操作条件反应看成是一种解决问题的学习形式。

格式塔心理学家为了便于与行为主义进行争论,用动物作为被试者研究解决问题。黑猩猩面对放在栅栏远处的香蕉,用两根棒中的任何一根都够不着香蕉,这也成了它的问题。格式塔心理学家认为黑猩猩将两根棒子接起来够到远处的香蕉也是解决了问题。

早期的研究者缺乏学习分类观,混淆了人的学习与动物学习的区别,人类低级学习与高级学习的区别,自然不能给问题与解决问题提供一个科学的定义。研究得出的结论也很难在学校教学中应用。

(二)问题与解决问题的现代观点

直到20世纪60年代学习分类理论提出以后,把解决问题放到不同学习类型的层次排列之中,问题与解决问题才得到较明确的定义。

在奥苏贝尔的有意义言语学习理论中,学习由低级到高级分为符号表征学习→概念学习→命题学习→概念和命题的应用→解决问题(包括创造性解决问题)。在加涅的学习结果分类中,智慧技能的学习由低级到高级依次为辨别学习→具体概念学习→自定义概念学习→规则学习→高级规则学习。高级规则可以通过接受学习来习得,也可以通过发现学习来习得,高级规则的发现学习也就是解决问题。

根据学习分类理论,应将解决问题与概念和原理的简单应用或在熟悉情境中的应用相区别,因为这种应用的结果未习得新的概念和规则。解决问题是学习者将原有的概念和规则加以综合,在新情境中应用并得到新的认知成果的过程。这种新的认知成果可能是新的规则(高级规则),可能是新的解决问题策略,也可能是一篇新的文学作品或一份研究计划等。

信息加工心理学家把问题定义为:“给定信息和目标之间有某些障碍需要被克服的刺激情境。”学生解决一道算术应用题或证明一条定理,成人谋求一份工作,教师转变一个学生的态度,医生治愈某种疾病,至少在当前缺乏现成方法的条件下,他们都处于问题情境中。

根据问题的起点、目标和允许的操作(运算)的不同,可以将问题分为定义明确的问题(well defined problem)和定义不明确的问题(ill defined problem)。前者指问题的三个成分都明确的问题,也称常规性问题(routine problem);后者指三个成分中有部分不明确的问题,称为非常规性问题。

二、关于解决问题的过程

20世纪60年代前,关于解决问题的心理过程,许多研究者依据个人研究的方法和掌握的资料不同,提出了不同的观点和阶段模式。

行为主义心理学家和格式塔心理学家都是以动物为被试者研究解决问题,由于观察到实验中动物行为表现的不同,提出了完全对立的观点。行为主义心理学家桑代克、斯金纳等,以较低级的动物如猫、白鼠为实验对象,认为解决问题是一个尝试错误的过程。正如鲍尔和希尔加德在《学习论——学习活动规律的探索》(1981)一书中所述:“碰到新的陌生问题时,学习者是怎样解决的呢?刺激—反应理论家认为,学习者将其过去经验中与新问题有关的行为集中起来或是按照新情境与以前遇到的情境的相似方面做出反应。如果这些反应不能使问题获得解决,学习者便求助于尝试错误,从他们的全部行为中发出一个又一个反应,直至问题解决。”(鲍尔,希尔加德著:《学习论——学习活动规律的探索》,邵瑞珍等译,上海教育出版社,1987年,第30页)

格式塔心理学家以高等动物黑猩猩为被试者,认为解决问题中很少有尝试错误,主要是一个顿悟的过程,而且一旦解题方法被顿悟,便能保持。

哲学家杜威、心理学家华莱士和邓克尔以人为研究对象,对人解决问题的心理过程分别提出了不同的阶段模式。第一个著名的解决问题的过程模式是由哲学家杜威于1910年提出的。他在《我们怎样思维·经验与教育》一书中(杜威著:《我们怎样思维·经验与教育》,姜文闵译,人民教育出版社,1991年,第88~93页),提出反省思维经过如下五个阶段。第一,暗示。困惑、挫折或意识到困难的状态。第二,理智化。确定疑难究竟在什么地方,包括不太具体地指出所追求的目的,需要填补的缺口或要达到的目标。第三,假设。提出问题的种种假设。第四,推理。如有必要连续检验这些假设,并对问题重新加以阐述。第五,用行动检验这些假设。进行验证,证实、驳斥或改正假设。杜威提出的反省思维五个阶段被后人称为解决问题的五个阶段,并被广为引用。

后来,英国心理学家华莱士(G.Wallance)通过对名人传记的研究,提出解决问题的四个阶段。第一,准备(preparation)。由刺激情境发现问题及寻求解题线索。第二,孕育(incubation)。因问题复杂程度不同而经过一般或长或短的反复酝酿时间,以进行深入探索和思考。第三,明朗(illumination)。突然找到问题解答方法,有豁然开朗之感。第四,验证(verification)。用实践来检验所提出的解决方案。(www.chuimin.cn)

20世纪40年代,德国心理学家邓克尔(Kar Danker)通过医学治疗研究,提出了范围逐渐缩小的解决问题过程模式。第一,确定问题的一般范围。第二,进行功能性解决,即缩小问题范围,寻找符合既定方向的解题途径。第三,进行特殊解决,进一步缩小功能解决的途径,使功能解决具体化。

1978年,奥苏贝尔说:“60多年来并没有人对杜威1910年的描述作过明显改进。”(奥苏贝尔等著:《教育心理学——认知观点》,佘星南、宋钧译,人民教育出版社,1989年,第698页)从奥苏贝尔的这一评论可见,解决问题过程问题虽是心理学中研究的一个老问题,长期以来研究进展甚微。

20世纪60年代后,由于心理学研究方向整体转变,即从行为观转向认知观,研究手段也多样化,如计算机模拟、专家与新手解决问题比较研究、口语报告与分析法,心理学家不再只是对解决问题的心理过程的阶段做出一般描述,而是更注重于揭示不同类型的知识在解决问题不同阶段的作用。例如,奥苏贝尔和鲁宾逊提出了解决问题四阶段模式,并分析了问题背景知识、推理规则和策略在解决问题不同阶段的作用。此后信息加工心理学家和持认知建构观的心理学家把这种知识类型分析深入到许多学科问题的解决,这类分析为学科教师培养学生的解决问题能力指明了方向。

三、关于影响解决问题的心理因素

20世纪60年代前,心理学家提出并研究的较多的影响解决问题的心理因素是心理定势、功能固着。

心理定势(mental set)也称心向,是指个体经由学习而积累起来的习惯倾向。它在学习和解决问题中既可能起积极作用,也可能起消极作用。

心理学家卢钦斯(A.S.Luchins)用三个大小不等的杯子盛水注入另一容器的实验演示了心理定势的作用。下面是演示这一现象的另一个例子:

下面是由几根火柴杆排成的等式。请你在一个等式中仅移动一根

火柴杆,以此改变该等式,使之成为如V=V这样的真正的等式。

V=V11  V1=X1  X11=V11  V1=11

资料来源:Raudspp&Haugh,1977

改变第一个“等式”的正确答案是V1=V1,改变第二个和第三个“等式”的正确答案不难找到,但第四个“等式”,你将会按原先的“习惯”(即定势)行事,结果将遇到困难。此时,你必须克服心理定势,改变思考方向才能求得正确答案。

功能固着(functional fixedness)是指个人在解决问题时表现出的思考僵化现象。对问题情境不能多方面考虑,对工具使用缺乏变通能力,认定老虎钳只能拔钉,而不能随机应变作为钉锤之用。

梅尔(N.R.F.Maier)演示了功能固着现象。被试者进入一房间,内有两根绳子从天花板垂下,实验人员要求被试者将两根绳子结起来(两绳长度可以联结)。室内另有一张桌子,桌上有榔头和钳子。被试者可能试着一手握住一根绳,再去抓另一根绳,但是够不着,在此情况下被试者应如何办呢?

研究表明,被试者不易想到用榔头或钳子作为摆锤,通过绳子摆动,以便同时够到两根绳子。这就表明了功能固着现象。

从上述有关影响解决问题的因素及其研究的介绍可见,传统的解决问题研究大多在人为的条件下进行的,这些因素的影响的确存在,但不是最重要的因素。影响解决问题的最重要因素是个人的原有知识及其组织的性质。