问题解决与创造性
本章要点
问题解决概述 问题解决的含义 问题解决的过程 影响问题解决的主要因素 提高问题解决的能力的教学 专家与新手解决问题能力的差异 创造性及其培养 创造性及其特征 影响创造性的因素 创造性思维的培养
第一节 问題解决概述
一、问题解决的含义
学习要求 识记问题的定义及分类 识记问题解决的定义和问题解决的特点
(—)问题
1.问题的定义
“问题”一词在日常生活中经常出现，其英文是problem，也可译成“难题”。
在心理学领域,对于问题的界定都不尽相同，但大多数心理学家认为，任何问题都应含有三个成分:一是给定的信息，指有关问题初始状态的一系列描述;二是要达到的目标， 指有关问题结果状态的描述;三是存在的限制或障碍，指在解决问题的过程中会遇到的种 种需待解决的因素。如此看来，问题就是给定信息和要达到的目标之间有某些障碍需要加以克服的情境。
2.问题的种类
按照不同的标准，可以将问题分为不同的种类。
根据问题的明确程度，可分为有结构问题或界定清晰的问题和无结构问题或界定含 糊的问题。有结构问题或界定清晰的问题是指初始状态、目标状态以及由初始状态如何 达到目标状态的一系列过程都很清楚的问题。例如，A>B，B<C，问A或C哪个大。无 结构问题或界定含糊的问题是指问题的初始状态或目标状态没有清楚的说明，或者两者 都没有明确的说明，这些问题具有很大的不确定性，例如“如何进行环境保护?”这个问题 的初始状态和目标状态都是不清楚的。根据在问题解决时，问题解决者是否有对手，可分为对抗性问题与非对抗性问题。在 解决对抗性问题时，人们不仅要考虑自己的解题活动还要受对手解题活动的影响。例如， 象棋、围棋、桥牌、扑克等游戏都属于对抗性问题;非对抗性问题是指解决问题时没有对手 参与的问题。例如解决代数问题、几何问题等都属于非对抗性问题。
根据在问题解决时，解题者具有相关知识的多少，问题又分为语义丰富的问题和语义 贫乏的问题。如果解题者对所要解决的问题具有很多相关知识，那么这种问题成为语义 丰富的问题。例如，物理学家解决物理学方面问题，这种问题对他们来说为语义丰富的问 题。如果解题者对要解决的问题没有相关的经验，这种问题成为语义贫乏的问题。例如， 初学物理的人解决物理学的问题，这种问题对于他们来说为语义贫乏的问题。
问题种类的划分是相对的，而不是彼此割裂的。例如，下象棋属于对抗性的问题;对于初学者来说，它是语义贫乏的问题;对于象棋专家来讲，它是语义丰富的问题。
(二）问题解决
1.问题解决的定义
根据问题的定义，所谓问题解决(problem solving)，是指问题解决者面临问题情境而 没有现成方法可以利用时，将已知情境转化为目标情境的认知过程。
2.问题解决的特点
问题解决是人类思维活动的方式之一。但并不是所有的思维活动都是问题解决的思 维活动。例如，做梦、学习辨认数码、解决如何去解绳结等都是思维活动，但不属于问题解 决的思维活动。一般认为，问题解决的思维活动必须具备三个特点。
(1)目的性
问题解决的思维活动必须具有明确的目的性。如果缺乏明确的目的，就失去问题解 决的方向。
(2)认知性
问题解决的思维活动必须有思维认知成分的参与。例如走路、穿衣等活动，虽然也属 于有目的、有系统的操作活动,但没有思维的认知成分参与，因此不称之为问题解决。
(3)序列性
问题解决的思维活动必须有一系列操作程序，包括一系列的心理操作程序，如分析、 联想、比较、推论等。如果仅是想象等单一的认知活动，都不能称之为问题解决。
二、问题解决的过程
学习要求 结合自己解决问题的实际，分析问题解决的过程
(一)发现并提出问题
我们生活的世界处处时时都存在着各种各样的矛盾，当某些矛盾反映到意识中时，个体才发现它是个问题，并要求设法解决它。这就是发现问题的阶段。从问题解决的阶段 性看，这是第一阶段，是解决问题的前提。发现问题对学习、生活、创造发明都十分重要， 是思维积极主动性的表现，在促进心理发展上具有重要意义。
能否发现问题，这与个体的活动积极性、已有的知识经验等有关。个体的好奇心、求 知欲望越强，活动的积极性越高，则越能发现其他人所不能发现的问题。个体的知识经验 越丰富，视野越开阔，就越容易发现问题。
(二）分析并明确问题
要解决所发现的问题，必须明确问题的性质，也就是弄清有哪些矛盾、矛盾有哪些方 面，它们之间有什么关系，以及确定所要解决的问题要达到什么结果，所必须具备的条件、 其间的关系和已具有哪些条件，从而找出重要矛盾、关键矛盾之所在。即分析并明确问题 主要表现为审题。分析和明确问题依赖于两个条件:第一、依赖于是否全面系统地掌握感 性材料。问题总是在具体事实上表现出来的，只有当具体事实的感性材料十分丰富且符 合实际时，才能通过分析、综合、比较等，使矛盾充分暴露并找出主要矛盾。这是明确问题 的关键;第二、依赖于已有的知识经验。知识经验越丰富，越容易分析问题并抓住主要矛 盾，越容易对问题进行归类，使思考具有指向性，便于有选择地应用原有知识经验来解决 当前的问题。
(三）提出假设
提出假设就是在明确问题的基础上，对问题解决的具体方案提出假定和设想。问题 解决的方案常常是先以假设的方式出现，经过验证逐步完善的。假设是人们推测、假定和 设想问题的结论与问题解决的原则、途径、方法。
假设的提出是从分析问题开始的，在分析问题的基础上，根据问题的性质、问题解决 的一般规律及个人的知识经验，在头脑中进行推测、预想和推论，然后有指向、有选择地提 出解决问题的建议和方案（即假设)。方案是否符合实际，是否有利于问题的解决，还有待 于验证。假设的提出就为问题解决搭起了从已知到未知的桥梁。
假设的提出依赖于许多条件，如已有的知识经验、智力水平、创造想象力、直观的感性 形象、尝试性的实际操作、言语表达和创造性构想等。
(四）检验假设
检验假设是对假设进行验证的过程，它是问题解决的最后步骤。检验假设的方法有 两种。一种是直接检验，即通过实验和实践活动来检验。这是检验假设的最根本、最有效 的手段。例如，机器坏了，我们查找到原因，提出解决方案,进行实际维修，看一看这种维 修方案是否解决问题。另一种是间接检验，即在头脑中根据已掌握的科学原理、原则，利 用思维对假设进行论证。对于那些不能立即通过实践直接检验的复杂的假设常采用间接 检验。例如，我们研制的卫星、导弹、运载火箭等不可能一遍又一遍地进行直接检验，而是 反复地进行间接的理论论证，认为万无一失了再进行直接检验。医生设计的治疗方案、军 事指挥员提出的各种作战方案等，都总是先在头脑中进行反复的推敲、论证，最后付诸实 际。实践是检验真理的唯一标准，任何假设的正确与否最终都要接受实践的检验，其结果 可以有两种情况:一是假设与检验的结果符合，这样的假设是正确的?’ 二是假设与检验的 结果不符合，这样的假设就是错误的，这种情况下就要重新提出假设。正确的新假设的提 出有赖于对以前失败的原因进行充分的了解和分析。检验假设直到结果正确为止。
三、影响问题解决的主要因素
学习要求 结合实践分析影响问题解决的因素
(一)问题情境
问题情境是指问题解决者所要解决的问题的客观情景或者刺激模式。当个体在活动 中遇到某种不清楚、不了解的客观事实或现象，且运用已有的知识和技能不能解决时，就 会出现问题情境。一般来说，问题情境与个体的认知结构的差异越大，问题就越难解决; 反之，问题则容易解决。问题情境对问题解决的影响，大体上可归纳为下述几个方面：
1.问题情境中物体和事件的空间排列不同，能促进或妨碍问题的解决
一般来说，解决问题所必需的物体都在问题解决者的视野中，问题就容易解决，反之 则困难。
问题元素的空间集合方式不同，可能促使或阻碍问题的解决。有一个实验，要求学生 解几何题，两道几何题文字说明完全一样，即已知正方形的内切圆的半径为la，求正方形 的面积。这两题的差别是半径的位置不同。学生分为两组，甲组学生做甲题，乙组学生做 乙题。结果乙组学生做乙题比甲组学生做甲题要快得多而且正确得多。主要原因是乙题 的半径容易看成正方形边长的一半，从而顺利地求出了正方形的面积。
2.问题情境中所包含的物体或事实太少与太多都不利于问题的解决
问题情境中所包含的物体或事实太少可能遗漏事实，太多则会产生干扰。卡茨曾经 研究多余刺激对问题解决所引起的干扰作用。他给被试做一些无名数题目，如10.5 +13.25+6. 89，等等;再有几组被试做一些带有瑞典货币名称的算术题，如10. 50克朗+13.25克朗+6. 89克朗，等等;研究发现有名称的数字在加法上须增加12%的时间。显 然，把一些不相干的或不熟悉的因素加在一项简单和熟悉的工作上(如加法或减法），由于 “心理眩感”作用，致使对问题解决产生干扰作用。
(二）已有的知识经验
解决问题的知识经验越丰富，越有利于问题的解决。善于解决问题的专家与新手的 区别之一是专家具备有关问题的知识经验并善于实际运用这些知识来解决问题。例如， 一位老医生与一名刚参加工作的年轻医生，在面对一名具有很多症状的患者时就采取了 不同的处理方式。年轻医生不确定病人患了什么病，于是便为病人开出了各种各样的医 学检查单，在有了一套几乎完整的症状信息之后，才可能作出正确的诊断。但有经验的老 医生很可能会立即认定这些症状符合某种或少数几种疾病的诊断模式，仅仅对病人做了 有限的检査后便很快作出了相当准确的诊断。
知识经验为什么能促进问题的解决，西蒙等人对这个问题进行过研究。他们把具有 25个棋子的国际象棋盘以5秒的时间向国际象棋大师和棋艺不太好的一般棋手呈现(5 秒的时间，被试完全能看清棋盘，但不能存人长时记忆）。分两种实验条件:第一种是把象 棋好手下到一半的真实棋盘布局呈现给这两组;第二种是在棋盘上随机摆上25个棋子的 布局呈现给这两组。呈现棋盘撤走后，要求被试把刚才看过的棋盘布局在另一棋盘上摆 出来。结果发现:对于真实的棋盘布局，象棋大师能恢复25个棋子中的23个，而一般棋 手则只能恢复6个左右;对于随机排列的棋盘布局，象棋大师和一般棋手能恢复的数量是 相等的，都是6个。研究还表明，专家在看棋盘上的有规律的25个棋子时，并不是看25 个孤立的东西，而是以组块为单元，加上组块之间的关系来看这棋盘的。根据对国际象棋 大师的研究，西蒙认为，任何一个专家必须储存有5万?10万个组块的知识，而要获得这 些知识不得少于10年。由于专家储存有大量的知识以及具有把这些知识运用于各种不 同情况的丰富经验，因而他能熟练地解决本领域所遇到的各种问题。
(三）定势
定势是指心理活动的一种准备状态。这种准备状态有时促进问题的解决，有时会阻 碍问题的解决。最初研究定势在解决问题中的作用的是梅尔(Maier，1930)。在他的实验 中，对部分被试利用指导语给予指向性的暗示，对另一些被试不给予指向性暗示。结果， 前者绝大多数被试能解决问题，而后者则几乎没有一个能解决问题。
心理学家陆钦斯通过“量水实验”证明了思维定势的促进和阻碍作用(见第五章第三节)。
(四）功能固着
功能固着是指个体在解决问题时只看到某种事物的通常功能，而看不到它的其他方 面的功能。例如，钥匙是开锁用的，箱子是盛东西用的，而想不到钥匙和箱子还可能有其 他的功能。在现实问题情境中，事物绝不可能像一把钥匙开一把锁那样简单的关系。铁 锤是打钉子用的，但必要时也可以做御敌的武器;刀子是切割用的，但必要时也可以用来 打开罐头或旋松螺丝。功能固着是一种特殊的思维定势。在解决问题过程中，能否改变 事物固有的功能以适应新的需要，是问题解决的关键。可是这个关键却常因受事物固有 功能观念的限制而不易突破。
美国心理学家梅尔(Maier，1931)设计的一项摆荡结绳的实验。该实验设计的问题情 境是在一个房间内，由天花板上垂下两条绳子，要求被试设法将它们连接在一起。房间里 还摆放有一把椅子、一把钳子和其他东西(图9-1)。问题是两条垂绳间距太远，被试无法 同时用手将它们连接。实验设计的目的旨在观察被试能否突破功能固着，利用现场所陈 列的材料，达到问题解决的目的。这一问题的解决办法是将钳子拴在一条垂绳上，使垂绳 摆动，摆动期间有时两绳间的距离缩短，被试就可以同时抓住两条垂绳，即可结在一起^ 实验结果发现，只有39. 3%大学生被试能够想到上述方法解决问题。显然，大多数被试 没想到钳子可以用作摆锤，在他们看来，钳子的功能就是拔钉或剪断铁丝之类。
(五）动机与情绪
人的动机可影响心理活动的各个方面，无疑也会影响问题解决的思维活动。在问题 解决的思维活动过程中，如果没有恰当的动机，人们就不能进行活跃的思维或有始终地坚 持解决一个难题。因此动机是影响问题解决的重要因素。如耶克斯-多德森定律所揭示 的，动机的强弱和问题的性质都影响到整个问题解决的过程。
此外，情绪因素对问题解决也有明显的影响。情绪对问题解决的影响可以是积极的， 有时也会是消极的。良好的情绪状态可以提高思维活动的积极性，推动问题的解决;而消 极的情绪状态则会干扰问题解决的进程。
(六）个性
独立性、自信心、坚韧性、精密性、敏捷性、灵活性以及兴趣等个人特点，均对解决问题 的效率产生一定的影响，教师应经常关心和发挥学生有利于问题解决的个性特点，纠正其 不利的个性特点。
(七）人际关系
人处在一个复杂的社会中，解决问题不仅受个人心理因素的影响，也会受到人们之间 相互关系的影响。例如，人在解决问题时，往往要求与周围的人的方式一致，这种现象称 从众现象。团体内的相互协作和相互帮助，是使问题得以迅速解决的积极因素;相反，互 不信任、人际关系紧张则会妨碍问题的解决。
总之，影响问题解决的心理因素是多方面的。它们不是孤立地起作用，而是互相联 系、互相影响、综合地影响着问题解决的思维过程。
四、提高问题解决的能力的教学
学习要求 识记并能运用提高问题解决的能力敎学的具体方法
在实际教学中，学生解决问题的能力，完全可以结合各门学科的内容来进行训练和提 高。在教学中，教师把重点放在课题的知识上，放在特定学科的问题解决的逻辑推理和策 略上，放在有效解决问题的一般原理和原则上。教师要注意为学生创造适当的气氛，以利 于解决问题。
(一）提高学生知识储备的数量与质量
1.帮助学生牢固地记忆知识
知识记忆的越牢固、越准确，提取得也就越快、越准确，成功地解决问题的可能性也就 越大。教师应该教给学生一些记忆和提取的方法，鼓励学生应用这些方法。
2.提供多种变式，促进知识的概括
只有深刻领会和理解知识才能牢固的记忆和有效的应用，因此，教师要重视概括、抽 象、归纳和总结各种应用问题。应用同质不同形的各种应用题的不同解法来突出应用题 的本质特征,加强对不同类型的应用题的区分与辨别，提高学生对所学内容的理解水平。
3.重视知识的联系，建立网络化结构
问题的解决往往是综合应用各种知识的过程，知识之间的有机联系是保证正确地解 决问题的基础。为此，教师要有意识的沟通课内外、不同学科、不同知识点间的纵横交叉 联系，使学生所获得的知识不只是一个孤立的点，而是能够融会贯通、有机配合的网络化、 一体化的知识结构。
(二）教授与训练解决问题的方法与策略
1.结合具体学科，教授思维方法
有效的思维方法或心智技能可以引导学生正确地解决问题，教师既可以结合具体的 学科内容，教授相应的心智技能，如审题、构思技能等，也可以根据已有的研究成果，开设 专门的思维训练课。教授心智技能或策略的主要目的就是使学生学会学习、学会解决问 题，成为一个自主的、自我调控的有效的学习者。
2.外化思路、进行显性教学?
教师在教授思维方法的时候，应遵循由内而外的方式，即把教师头脑中的思维方法或 思路提炼出来，明确地、有意识地外化出来，给学生示范，并要求学生模仿、概括和总结，这 在一定程度上可以避免学生不必要的盲目摸索。学生通过这种学习，可以逐步掌握各种 思维方法，将外在的教师的经验内化为自己的经验，充实或完善自己的内部知识结构。
(三）提供多种练习的机会
应避免低水平的、简单的提问或重复的机械的练习，防止学生埋没在题海中，应考虑 练习的质量，根据不同的教学目的、教学内容、教学时段等来精选、设计例题与练习题，从 而考虑练什么，什么时候练，练到什么程度，以什么方式练，如何检验练的效果等问题。比 如，既要训练学生只有文字的应用题，又要训练他们图文并茂的应用题;既要有直接利用 领会知识进行解答的基础问题，又要有灵活、综合利用有关知识进行解答的较复杂的问 题;既要有促进学生理解所学知识的问题，又要有适当的结合现实的实际问题。多种形式 的练习，可以调动学生主动学习的积极性，提高学生知识应用的变通性、灵活性和广泛性。
(四）培养思考问题的习惯
1.鼓励学生主动发现问题
鼓励学生对日常生活多观察，不要被动地等待教师指定作业后，才去套用公式或定理 去解决问题。
2.鼓励学生多角度提出假设
在明确问题的基础上，教师可以鼓励学生从不同的角度，尽可能多地提出各种假设， 而不要急于对这些想法进行评判，以免过早地局限于某一解决问题的方案中。
3.帮助学生养成分析问题的习惯
学生应该始终注意对问题进行分析、了解，牢牢掌握问题的目的与主要情境，将精力 始终集中于解答的目的及其标准上。教师要帮助学生发展系统考虑问题的方式和系统分 析的习惯。教师要注意两种倾向：一种是不能因让学生自己找出答案，就采取放羊态度， 让学生进行盲目的尝试错误练习;一种是过分热心，越俎代庖，把结论抢先告诉学生。
4.鼓励自我评价与反思
要求学生自己反思推敲、分析各种假设、各种方法的优劣，对解决问题的整个过程进 行监控与评价。
五、专家与新手解决问题能力的差异
学习要求比较专家与新手解决问题的能力差异
格拉泽和齐对有关的研究作了系统的概括。他们认为，专家与新手解决问题的能力 差异表现在六个方面。
(一）有意义的知觉模式的差异
测量知觉模式的典型方法是给被试呈现某个方面的信息，然后请他复现这些信息。 例如，有研究者给国际象棋专家和新手呈现典型的对弈棋盘，看5秒，然后要求他们在空 棋盘上复现看到的棋子位置。结果表明，国际象棋大师看一眼能复现20多个棋子及其位 置,新手只能复现4?5个棋子及其位置。这说明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。类似的实验在许多领域进行了重复。齐还以优秀的儿童棋手与 成人新手、儿童新手进行对比实验，结果表明，优秀儿童棋手比成人或儿童新手有更大的 棋子的知觉模式。这一研究表明，年龄不是决定棋子的知觉模式的关键因素,关键的因素 是专门知识的水平。
(二）短时记忆和长时记忆的差异
人的短时记忆容量(也称短时记忆广度）为7±2个“组块”。研究表明，通过专门训 练，人的短时记忆容量可以扩大。典型的例子是切斯和埃里克森的研究。他们发现一位 跑步运动员记忆数字的能力很强，该运动员记住了大量的跑步比赛成绩的数字纪录。他 的短时记忆可以达到记住80个数字的水平，大大超过常人只能记住约7个数字的水平。 该运动员之所以能有超乎常人的短时记忆力，按现代认知心理学的解释，他利用已有的数 学知识，将要记住的“组块”单位扩大。这样，表面看来，他从短时记忆中回忆出来的具体 数字增加了，但其信息单位未变。由此看来，决定短时记忆的是原有知识和利用原有知识 将新信息组成较大组块的记忆策略。
同样，专家在他熟悉的领域有较优越的长时记忆能力。这种优越的长时记忆能力是 用记忆品质说来解释，还是用知识来解释呢？现代认知心理学的研究表明，人的长时记忆 能力决定于他的知识的加工程度。知识加工程度越深，记忆效果越好。而加工程度又决 定于他采用的策略。策略的适当性又与个人的专门领域的知识基础密切相关。
(三）技能执行速度的差异
某一领域的专家，如物理学家、数学家、文学家等解决问题的速度高于新手，这是因为 他们对基本技能的掌握已达到高度熟练的程度,有的巳达到自动化的程度。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。例如，不熟练的阅读者一字一句出声读出句 子，而熟练的阅读者能做到所谓的“一目十行”。这固然是一种夸张的说法，但熟练的读者 阅读时不出声，且不必仔细分辨句中的每一个词，或者识字时也不必看清字的每一笔画， 这样，他们的阅读速度比初学者快得多。
除了基本技能熟练之外，专家有时解决问题速度快的另一个原因是，他们不必一步一 步地进行推理。格拉泽提出了机遇推理概念。这种推理是专家在收集信息到一定程度之 后偶然抓住的。例如，电子工程专家在检测机器故障时，不必预先计划每一步，在检测过 程中，他们可能偶然出现某种想法，而这种想法与巳经收集的信息相一致，由此导致问题 迅速解决。
(四）用于表征问题的时间差异
在解决常规问题时，专家比新手快得多?’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。原因是，他们有更多可供利用的知识，他们需要思考与当前问 题最有关的是什么知识。例如，有人曾给苏联问题专家与新手这样一个问题为苏联企 业提出一项政策以增加企业的产量。”对专家的解题过程的原始记录分析表明，他们解题 时间的1/4用于表征问题。例如，他们利用自己有关苏联政策的知识，对解答的结果可能 是什么加上一些限制条件。而新手仅用解题时间的1%表征问题。许多数学教师发现， 代数学得好的学生在解题前常常给问题创造有意义的表征，而代数学得差的学生通常不 思考问题的意义就开始把数字代人公式。
(五）表征的深度差异
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， 如齐等研究具有博士学位的物理学专家和刚学过一门物理学课程的大学生之间在物理问 题表征上的差异。研究者给出20个描述物理学问题的名称。当请新手和专家将问题分 类时，新手的典型名称是“斜面上的木块”，专家使用的典型名称是“牛顿第二定律”。在研 究计算机程序专家和新手表征问题时，也发现同样的差异。程序专家按用于解决问题的 算法将问题分类，而新手则根据该程序能做什么，如产生一系列英文字母表上的字母来将 问题分类。因此，根据问题得以解决的 原理对问题进行表征被认为是问题的 深层表征。
(六）自我监控技能的差异
E. D.加捏用图像形象地描绘了专门领域的专家解决问题能力的知识成分 及其在记忆系统中的定位(图9-2)。
E.D.加涅的图可作如下解释:夕卜 界问题的输人，激活了长时记忆中与问 题陈述相关的概念性知识(包括图式、命题或表象）。对于某领域的专家来 说，这些概念性知识总是与相应的程序 性知识和解题策略一起It存的，因而后 两者也被相应激活，从而形成了问题的 正确表征。整个问题解决过程在工作 记忆中完成。反应的输出既可能从工 作记忆(意识控制的冲产生，也可从长 时记忆（自动化的）中产生。
该研究表明，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，即专家比新手有更好的自我监控技能。如上述代数问题解决例子中，以有意义的方式表征问题的学生，在解题过程中， 会反复思考这样解题是否有意义，而只顾代人数字的学生不可能有效地检査自己的解题 结果。
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