第二節(jié)  問題解決的認(rèn)知過程與條件

一、問題解決的信息加工現(xiàn)點(diǎn)

信息加工觀點(diǎn)認(rèn)為，問題解決就是搜索問題空間，尋找一條從起始狀態(tài)通向目標(biāo)狀態(tài)的通路，或應(yīng)用算子使起始狀態(tài)逐步過渡到目標(biāo)狀態(tài)。問題解決過程可分為問題表征、選擇操作、實(shí)施操作和評價當(dāng)前狀態(tài)四個階段。

(一)問題表征

問題表征將任務(wù)范圍或作業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為問題空間，實(shí)現(xiàn)對問題的表征和理解。問題空間就是人對問題的內(nèi)部表征，包含三種狀態(tài)，即初始狀態(tài)、中間狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)。初始狀態(tài)指問題被認(rèn)識時所處的情境；目標(biāo)狀態(tài)指要尋求的最終結(jié)果。問題解決的任務(wù)就在于要找出一種能把初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)狀態(tài)的操作(或稱算子)序列。中間狀態(tài)指在實(shí)現(xiàn)從初始狀態(tài)向目標(biāo)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程中，由操作引起的種種狀態(tài)。在問題解決中，狀態(tài)一詞常常是指認(rèn)知狀態(tài)。中間狀態(tài)的數(shù)量多少，取決于問題情境的復(fù)雜程度和操作系列是否合理。

(二)選擇操作

操作就是問題解決者把一種問題狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N問題狀態(tài)的認(rèn)知活動，也叫算子。有些算子可隨問題空間的形成而獲得，有些則需進(jìn)行選擇。當(dāng)問題空間較小時，正確的算子易于選擇；當(dāng)問題空間較大時，則難于選擇正確的算子，需應(yīng)用一定的問題解決策略來進(jìn)行。問題解決策略就是人們在解決問題過程中所運(yùn)用的方案、計(jì)劃或辦法，它決定著問題解決的具體步驟。選擇操作和確定問題解決策略密不可分，問題解決總是由一定策略來引導(dǎo)搜索的，可以將選擇操作階段同時看作是確定問題解決策略階段。

問題解決策略主要有兩類：一是算法策略，指解題的一套規(guī)則，它精確地指明解題的步驟。如果一個問題有算法，那么只要按照其規(guī)則進(jìn)行操作，就能得到問題的解。它往往是在缺乏具體目標(biāo)的情況下進(jìn)行的。二是啟發(fā)式策略，指憑借個體已有的知識經(jīng)驗(yàn)，采取較少的操作來解決問題的方法。啟發(fā)式策略應(yīng)用最為廣泛的有手段一目的分析策略(正向工作法)和目標(biāo)遞歸策略(逆向工作法)。手段一目的分析指從問題的當(dāng)前狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)的差距出發(fā)，首先將需要達(dá)到的問題的總目標(biāo)分成若干子目標(biāo)；然后以問題的當(dāng)前狀態(tài)為起點(diǎn)，通過采取一定的手段或方法來逐步實(shí)現(xiàn)這一系列的子目標(biāo)，以最終達(dá)到總目標(biāo)。手段一目的分析是一種有明確方向、通過設(shè)置子目標(biāo)來逐步縮小起始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)之間差距的策略。目標(biāo)遞歸策略指從問題的目標(biāo)狀態(tài)出發(fā)，按照子目標(biāo)組成的邏輯順序逐級向初始狀態(tài)遞歸。如果從起始狀態(tài)達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)的途徑有多種，手段一目的分析策略能較好地解決問題；如果從起始狀態(tài)達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)只有少數(shù)幾條途徑，宜用目標(biāo)遞歸策略。

(三)實(shí)施操作

問題解決者實(shí)際運(yùn)用算子來改變問題的起始狀態(tài)或當(dāng)前的狀態(tài)，使之逐步接近并到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)，也叫執(zhí)行策略階段。簡單的問題只需少量操作，選定的策略就能順利實(shí)施，復(fù)雜的問題則需要一系列操作才能完成，有時甚至選定的策略也無法實(shí)施。

(四)評價當(dāng)前狀態(tài)

對算子和策略是否合適，當(dāng)前狀態(tài)是否接近目標(biāo)狀態(tài)，問題是否已經(jīng)得到解決等作出評價。當(dāng)前狀態(tài)被評價為目標(biāo)狀態(tài)，則問題得到解決，否則需進(jìn)一步選擇算子和改變策略，甚至需重新表征問題空間。

二、問題解決的一般認(rèn)知過程

(三)提出假設(shè)

提出假設(shè)就是提出解決問題的可能途徑、方法和策略。提出假設(shè)是具有創(chuàng)造性的階段，也是解決問題的關(guān)鍵步驟。對同一個問題，往往會提出多種假設(shè)，這就需要進(jìn)行選擇，以確定最佳方案。最佳方案的產(chǎn)出不在于假設(shè)的數(shù)量，而在于假設(shè)的合理性即假設(shè)的質(zhì)量。良好的假設(shè)常常是從眾多的假設(shè)中挑選出來的。提出假設(shè)的數(shù)量和質(zhì)量取決于兩個條件：①個體思維的靈活性。思維越靈活，越能多角度地分析問題，就越能提出眾多的合理的假設(shè)。②個體已有的知識經(jīng)驗(yàn)。與問題解決相關(guān)的知識經(jīng)驗(yàn)越豐富，就越有利于擴(kuò)大假設(shè)的數(shù)量并提高其質(zhì)量。

(四)檢驗(yàn)假設(shè)

檢驗(yàn)假設(shè)就是通過一定的方法來確定假設(shè)是否合乎實(shí)際、是否符合科學(xué)原理。檢驗(yàn)假設(shè)的方法有兩種：①直接檢驗(yàn)，即通過實(shí)踐來檢驗(yàn)。一個假設(shè)在付諸實(shí)施之后如獲得預(yù)期的結(jié)果，就是正確的。②間接檢驗(yàn)，即通過推論來檢驗(yàn)。有些假設(shè)不可能或不允許采取實(shí)踐檢驗(yàn)的策略，需要在頭腦中用推論的方式進(jìn)行。通過推論，淘汰錯誤的假設(shè)，保留合理的假設(shè)，選擇最佳的假設(shè)，這是解決問題過程中最常用的檢驗(yàn)方法。間接檢驗(yàn)的結(jié)果是否正確，最終還是要由直接檢驗(yàn)的結(jié)果來證明。