第九章问题解决与创造性思维优秀课件.ppt
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1、第九章问题解决与创造性思维第九章问题解决与创造性思维第九章问题解决与创造性思维第九章问题解决与创造性思维第1页,本讲稿共51页 请根据已有知识判断:请根据已有知识判断:下列现象是否为问题下列现象是否为问题?为什么?为什么?1.1.你吃早饭了吗?你吃早饭了吗?2.2.两个人要过河,只有一条船且只能坐一两个人要过河,只有一条船且只能坐一人,怎么过?人,怎么过?3.3.证明下图中两个三角形全等。证明下图中两个三角形全等。已知:如果两个三角形的两条边及其已知:如果两个三角形的两条边及其夹角对应相等,则这两个三角形全等。夹角对应相等,则这两个三角形全等。第2页,本讲稿共51页第一节第一节 问题解决问题解
2、决教学目标教学目标掌握问题与问题解决的概念掌握问题与问题解决的概念理解问题解决的过程理解问题解决的过程理解问题解决的一般方法理解问题解决的一般方法掌握影响问题解决的因素掌握影响问题解决的因素掌握提高学生问题解决的能力的教学方法掌握提高学生问题解决的能力的教学方法第3页,本讲稿共51页第一节第一节 问题解决问题解决一、什么是问题和问题解决一、什么是问题和问题解决二、问题解决的过程二、问题解决的过程三、解决问题的一般方法三、解决问题的一般方法四、提高学生问题解决的能力的教学四、提高学生问题解决的能力的教学五、影响问题解决的主要因素五、影响问题解决的主要因素六、问题解决的过程六、问题解决的过程第4页
3、,本讲稿共51页一、什么是问题与问题解决一、什么是问题与问题解决(一)问题(一)问题不能用现成经验直接面对的情景不能用现成经验直接面对的情景构成要素构成要素给定(给定(起始状态起始状态)目标(目标(终极状态终极状态)障碍障碍第5页,本讲稿共51页(二二)问题解决问题解决请思考:我把散开的鞋带系好了,是不是属于请思考:我把散开的鞋带系好了,是不是属于问题解决,为什么?问题解决,为什么?(1)定义)定义应用一系列应用一系列认知操作认知操作,将问题从,将问题从起始起始状态状态转变转变为为目标目标状态。状态。(2)特点)特点目的指向性目的指向性认知性认知性序列性序列性第6页,本讲稿共51页(三)问题的
4、分类(三)问题的分类(1)结构良好的问题)结构良好的问题问题有问题有明确明确性性解法解法确定确定性(只存在性(只存在唯一唯一正确答案)正确答案)(2)结构不良问题)结构不良问题请思考:举例说明结构良好和结构不良问题。请思考:举例说明结构良好和结构不良问题。第7页,本讲稿共51页课堂练习:判断以下问题的类型课堂练习:判断以下问题的类型1.你买了两个你买了两个25美分一个的苹果和一个美分一个的苹果和一个40美分的梨子。美分的梨子。你付了一美元,应该找你多少零钱?你付了一美元,应该找你多少零钱?2.你要建造一个树屋。你需要买一块木板来造一个斜屋你要建造一个树屋。你需要买一块木板来造一个斜屋顶。这些木
5、板要有多长才能从树屋的一边搭到另一边顶。这些木板要有多长才能从树屋的一边搭到另一边?3.你想说明即使金属比水的密度大(因而比水重),但你想说明即使金属比水的密度大(因而比水重),但金属造的战舰还是能漂浮在水面上。你没有任何用金金属造的战舰还是能漂浮在水面上。你没有任何用金属造的玩具船。你能用什么来代替,说明里面是空心属造的玩具船。你能用什么来代替,说明里面是空心的金属物体能够漂浮在水上的原理?的金属物体能够漂浮在水上的原理?4.每天大约有每天大约有75,000公顷的热带雨林消失。应该采取什公顷的热带雨林消失。应该采取什么步骤来遏止这种滥伐森林的惊人速度?么步骤来遏止这种滥伐森林的惊人速度?第8
6、页,本讲稿共51页二、问题解决的一般方法二、问题解决的一般方法帮助学生学习解决问题的一种方法就是教会他帮助学生学习解决问题的一种方法就是教会他们更好的们更好的定义定义不明问题定义定义不明问题的技术。的技术。(一)算法式(一)算法式(二)启发式(二)启发式手段手段-目的分析法目的分析法反推法反推法简化法简化法类比法类比法第9页,本讲稿共51页(1)启发式举例)启发式举例以最快的速度解决下面的加法问题:以最快的速度解决下面的加法问题:你在商店买了三样东西,下面是它们的价格:你在商店买了三样东西,下面是它们的价格:19.9539.9829.97你一共花了多少钱?你一共花了多少钱?解决这个问题最快的方
7、法就是四舍五入得出一解决这个问题最快的方法就是四舍五入得出一个概数。个概数。第10页,本讲稿共51页(2 2)启发式思维步骤)启发式思维步骤1.确定子目标确定子目标2.逆向操作逆向操作3.进行类推进行类推第11页,本讲稿共51页1.确定子目标确定子目标把一个问题把一个问题分解分解成两个或更多的更好定义、更成两个或更多的更好定义、更容易解决的子问题。容易解决的子问题。举例:学生在解决消失的热带雨林的问题的时候可举例:学生在解决消失的热带雨林的问题的时候可以确定几个小问题:以确定几个小问题:当地居民糟糕的经济环境当地居民糟糕的经济环境适宜耕种的农业用地的缺乏适宜耕种的农业用地的缺乏政府缺乏对采伐森
8、林活动的监管政府缺乏对采伐森林活动的监管然后他们就可以讨论解决每一个子问题的可能办法。然后他们就可以讨论解决每一个子问题的可能办法。第12页,本讲稿共51页2.逆向操作逆向操作从问题的从问题的目标目标(如所需的解决方案)开始,逆向操作(如所需的解决方案)开始,逆向操作,一次一步,一次一步,直到问题的最初陈述。直到问题的最初陈述。举例:给学生一个这样的问题:举例:给学生一个这样的问题:证明:如果证明:如果a+b=c,那么直线,那么直线PQ和和RS平行平行为了证明这个结论,学生决定从两条直线是平行的这个事为了证明这个结论,学生决定从两条直线是平行的这个事实开始,然后逆向操作,一步一步的推导出实开始
9、,然后逆向操作,一步一步的推导出a+b必须等于必须等于c。acdPQRS第13页,本讲稿共51页3.进行类推进行类推找到一个与所需解决问题情境相找到一个与所需解决问题情境相类似类似的情境然的情境然后从这种类比中得出解决问题的可能方案。后从这种类比中得出解决问题的可能方案。举例:一个学生想要计算出一个不规则形状物体举例:一个学生想要计算出一个不规则形状物体的体积,她认识到就像她自己走进浴缸以后她的的体积,她认识到就像她自己走进浴缸以后她的体积就会代替掉浴缸里水的体积一样,如果把这体积就会代替掉浴缸里水的体积一样,如果把这个物体浸没在水里面,那么它的体积就是它所代个物体浸没在水里面,那么它的体积就
10、是它所代替的水的体积。替的水的体积。于是她把这个物体放进了一个装满水的容器里面,于是她把这个物体放进了一个装满水的容器里面,把溢出来的水收集起来然后计算这些水的体积。把溢出来的水收集起来然后计算这些水的体积。第14页,本讲稿共51页四、提高学生问题解决的能力的教学四、提高学生问题解决的能力的教学(一)形成有组织的知识结构,以提高学生知(一)形成有组织的知识结构,以提高学生知识储备的数量与质量识储备的数量与质量(二)教授学生运用策略(二)教授学生运用策略(三)提供各种联系的机会以促使能达到自动(三)提供各种联系的机会以促使能达到自动化水平化水平(四)培养思考问题的习惯(四)培养思考问题的习惯主动
11、发现问题主动发现问题多角度提出假设多角度提出假设自我评价与反思自我评价与反思第15页,本讲稿共51页(二)教授学生运用策略(二)教授学生运用策略(1)讲授算法来说:)讲授算法来说:描述并说明特定的算法以及他们能使用这些算法描述并说明特定的算法以及他们能使用这些算法的情境的情境提供成功应用了算法的例子提供成功应用了算法的例子帮助学生理解为什么特定的算法是与特定的情境帮助学生理解为什么特定的算法是与特定的情境相关并且是有效的相关并且是有效的如果学生在应用一个算法的时候得出了错误的结如果学生在应用一个算法的时候得出了错误的结论,仔细检查学生所采取的每一个步骤直到找出论,仔细检查学生所采取的每一个步骤
12、直到找出产生问题的地方产生问题的地方第16页,本讲稿共51页(二)教授学生运用策略(二)教授学生运用策略(2)对于既讲授算法也讲授启发式法来说:)对于既讲授算法也讲授启发式法来说:在某个在某个学科领域学科领域的情境范围之内(而不是把问题与的情境范围之内(而不是把问题与学科内容分离开来)讲授问题解决策略学科内容分离开来)讲授问题解决策略为学生解决困难问题为学生解决困难问题提供帮助提供帮助比如,把困难问题比如,把困难问题分解分解成小的简单的问题,给出可供使用成小的简单的问题,给出可供使用策略的策略的提示提示,或者提供部分的问题解决,或者提供部分的问题解决方案方案要求学生在解决问题的过程中解释他们到
13、底在做什要求学生在解决问题的过程中解释他们到底在做什么么让学生以让学生以小组的形式小组的形式解决问题,分享问题解决策略解决问题,分享问题解决策略的知识,互相模仿不同的解决问题途径,然后讨论的知识,互相模仿不同的解决问题途径,然后讨论每个途径的优缺点。每个途径的优缺点。第17页,本讲稿共51页五、影响问题解决的因素五、影响问题解决的因素(一)问题特征(一)问题特征(二)知识经验(二)知识经验(三)定式与功能固着(三)定式与功能固着第18页,本讲稿共51页(二)知识经验(二)知识经验老马后院里全是猪和鸡。后院里一共有老马后院里全是猪和鸡。后院里一共有21个头个头和和60条腿(不算老马自己的头和腿)
14、。在后院条腿(不算老马自己的头和腿)。在后院里一共有多少头猪和多少只鸡在跑?里一共有多少头猪和多少只鸡在跑?你能够算出答案吗?如果你觉得有困难的话,试你能够算出答案吗?如果你觉得有困难的话,试着用下面的方面思考这个问题:着用下面的方面思考这个问题:假设所有的猪都用两条后腿直立起来;它们的两假设所有的猪都用两条后腿直立起来;它们的两条前腿举过头顶。那么,所有的动物条前腿举过头顶。那么,所有的动物猪和鸡一猪和鸡一样样都是用两条腿站立。那么你现在能算出有多都是用两条腿站立。那么你现在能算出有多少条腿在地上有多少条腿在空中吗?从这里出发,少条腿在地上有多少条腿在空中吗?从这里出发,你能算出猪和鸡的具体
15、数目吗?你能算出猪和鸡的具体数目吗?第19页,本讲稿共51页(二)知识经验(二)知识经验参考答案参考答案因为一共有因为一共有21个头,所以猪的数量加上鸡的数量等个头,所以猪的数量加上鸡的数量等于于21;因为每只动物有因为每只动物有2条腿在地止,而且在地上的腿的条腿在地止,而且在地上的腿的数量应该是头的数量的两倍,所以一共有数量应该是头的数量的两倍,所以一共有42(21*2)条腿在地上;)条腿在地上;因为有因为有42条腿在地上,所以一共有条腿在地上,所以一共有18(60-42)条)条猪腿在空中;猪腿在空中;因为每头猪有因为每头猪有2条前腿,所以一共有条前腿,所以一共有9(18/2)头猪;)头猪;
16、因为有因为有9头猪,所以有头猪,所以有12(21-9)只鸡。)只鸡。第20页,本讲稿共51页(三)定式与功能固着(三)定式与功能固着(1)蜡烛问题)蜡烛问题你在一间屋子里,一块公告牌很牢固的贴在墙上,距离地面你在一间屋子里,一块公告牌很牢固的贴在墙上,距离地面4英尺高。你的任务就是让一支蜡烛笔直的竖立在公告牌的前英尺高。你的任务就是让一支蜡烛笔直的竖立在公告牌的前面。但你不能让蜡烛与公告牌有任何接触,因为蜡烛的火苗面。但你不能让蜡烛与公告牌有任何接触,因为蜡烛的火苗会烧焦公告牌。相反,你必需把蜡烛放在距离公告牌一厘米会烧焦公告牌。相反,你必需把蜡烛放在距离公告牌一厘米以外的地方。你如何通过使用
17、下面的材料来完成这个任务?以外的地方。你如何通过使用下面的材料来完成这个任务?小蜡烛小蜡烛金属编织针金属编织针火柴火柴一盒图钉一盒图钉12英寸长的塑料尺英寸长的塑料尺第21页,本讲稿共51页(三)定式与功能固着(三)定式与功能固着参考答案参考答案尺子尺子和和编织针编织针在解决这个蜡烛问题的时候是在解决这个蜡烛问题的时候是没有没有用的用的(如果你想用编织针刺穿蜡烛,那么蜡烛可(如果你想用编织针刺穿蜡烛,那么蜡烛可能会碎裂;如果你想让尺子在几颗大头针上保持能会碎裂;如果你想让尺子在几颗大头针上保持平衡,那么尺子可能会掉下来)。平衡,那么尺子可能会掉下来)。最简单的解决办法是用图钉把图钉盒固定在公告
18、最简单的解决办法是用图钉把图钉盒固定在公告牌上,然后用一颗图钉或融化的蜡烛把蜡烛固定牌上,然后用一颗图钉或融化的蜡烛把蜡烛固定在图钉盒的上部。在图钉盒的上部。第22页,本讲稿共51页(三)定式与功能固着(三)定式与功能固着(2 2)如何避免心理定式的影响)如何避免心理定式的影响用一种用一种具体的方式具体的方式呈现问题。呈现问题。如,提供学生能够操作的真实物体,或者一个问题组成部分的示意图如,提供学生能够操作的真实物体,或者一个问题组成部分的示意图(A.S.Luchins&Luchins,1950;Mayer,1992A.S.Luchins&Luchins,1950;Mayer,1992)。)。
19、鼓励学生自己使问题具体化;鼓励学生自己使问题具体化;如,鼓励学生画出一个问题的图示或图表如,鼓励学生画出一个问题的图示或图表(Anzai,1991;Mayer,1986;Prawat,1989;K.Schultz&Lochhead,1991Anzai,1991;Mayer,1986;Prawat,1989;K.Schultz&Lochhead,1991)。)。指出指出学生所能解决问题的任何学生所能解决问题的任何特征特征,当这些特征在不同的问题中出现的时候,提,当这些特征在不同的问题中出现的时候,提示学生能够应用相同的信息或者使用相同的问题解决方案(示学生能够应用相同的信息或者使用相同的问题解决
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