问题解决与创造力精.ppt
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1、问题解决与创造力第1页,本讲稿共59页第一节第一节 问题与问题分类问题与问题分类一一 问题问题 1问题问题:指这样一种情境,个体想做某件事,指这样一种情境,个体想做某件事,但不能马上知道完成这件事所需采取的一系但不能马上知道完成这件事所需采取的一系列行动。列行动。问题包含三种成分:给定信息、目标、障问题包含三种成分:给定信息、目标、障碍。碍。第2页,本讲稿共59页河内塔问题:第3页,本讲稿共59页2 问题分类 (1)按照问题的组织程度,分为结构良好问题和结构不良问题。结构良好问题:具有明确的初始状态、目标状态和解决方法的问题。结构不良问题:没有明确的初始状态、目标状态和解决方法的问题。如:作文
2、,策划一项活动等第4页,本讲稿共59页演员蒋雯丽曾经出演一则广告:幼小的儿子说,长大要娶妈妈。网演员蒋雯丽曾经出演一则广告:幼小的儿子说,长大要娶妈妈。网友提出这是一则友提出这是一则“乱伦广告乱伦广告”。后来媒体将广告撤下。请问,你认。后来媒体将广告撤下。请问,你认为这则广告是为这则广告是“乱伦广告乱伦广告”吗?吗?第5页,本讲稿共59页 (2)常规问题和真实性问题。前者指学校中大量遇到的问题。真实性问题:生活实际相联系的问题。(18人买票,一张20元。20张的话打8折,怎么买合适?)第6页,本讲稿共59页第二节第二节 问题解决的过程问题解决的过程一 问题解决:问题解决者面临问题情境而没有现成
3、方法可以利用时,将已知情境转化为目标情境的认知过程。二 问题解决的模式 (1)传统观点:试误说、顿悟说 (2)信息加工的观点:代表人物:纽厄尔和西蒙。代表人物:纽厄尔和西蒙。第7页,本讲稿共59页 信息加工理论从信息加工转换的角度来分析问题解决信息加工理论从信息加工转换的角度来分析问题解决的过程,将问题解决看成是信息加工系统(即大脑或计算的过程,将问题解决看成是信息加工系统(即大脑或计算机)对信息的加工,把最初的信息经过加工转换成最终的机)对信息的加工,把最初的信息经过加工转换成最终的信息状态的过程。信息状态的过程。他们认为,在解决问题的过程中主体会遇到各种他们认为,在解决问题的过程中主体会遇
4、到各种问题情境,这些问题情境的综合就构成了问题状态,问问题情境,这些问题情境的综合就构成了问题状态,问题状态可以分为题状态可以分为初始状态初始状态、目标状态目标状态以及从初始状态到目以及从初始状态到目标状态的一系列标状态的一系列中间状态中间状态。问题解决的目的就是设法从问。问题解决的目的就是设法从问题的初始状态一步步转变为目标状态。将一种问题状态转题的初始状态一步步转变为目标状态。将一种问题状态转化为另一种状态的操作称为化为另一种状态的操作称为算子算子,问题解决的过程就是问题解决的过程就是利用算子从初始状态转变到目标状态的过程。利用算子从初始状态转变到目标状态的过程。第8页,本讲稿共59页(3
5、)现代认知派模式)现代认知派模式 自皮亚杰的认知理论面世和现代认知心理学产生自皮亚杰的认知理论面世和现代认知心理学产生以后,人们热衷于从认知的角度来解释人类解决问题以后,人们热衷于从认知的角度来解释人类解决问题的过程。他们既不利用动物也不借助于计算机,而是的过程。他们既不利用动物也不借助于计算机,而是研究人类解决某类问题的实际过程,他们在认知的层研究人类解决某类问题的实际过程,他们在认知的层次上次上,在对试误说、顿悟说和信息加工论综合的基础之上,在对试误说、顿悟说和信息加工论综合的基础之上,使用诸如使用诸如“认知结构认知结构”、“图式激活图式激活”、“问题表征问题表征”等术等术语对问题解决的各
6、阶段进行更深入的描述,并且,更加注重语对问题解决的各阶段进行更深入的描述,并且,更加注重各阶段之间的动态联系,更真实地描述了人类解决问题的动各阶段之间的动态联系,更真实地描述了人类解决问题的动态过程。态过程。奥苏贝尔和鲁宾逊以几何问题的解决为原型,干奥苏贝尔和鲁宾逊以几何问题的解决为原型,干1969年提出了个解决问题的模式(见下图)这个模式年提出了个解决问题的模式(见下图)这个模式表明,解决问题一般要经历下述四个阶段。表明,解决问题一般要经历下述四个阶段。第9页,本讲稿共59页 (1)呈现问题情境命题)呈现问题情境命题 (2)明确问题的目标和已知条件)明确问题的目标和已知条件 学生利用有关的知
7、识背景使问题情境命题与他的认知结构联学生利用有关的知识背景使问题情境命题与他的认知结构联系起来,从而理解所面临问题的性质与条件。这样一方面规定解系起来,从而理解所面临问题的性质与条件。这样一方面规定解题过程的目标或终点,另一方面明了问题的最初状况,提供进行题过程的目标或终点,另一方面明了问题的最初状况,提供进行推理的基础。推理的基础。(3)填补空隙)填补空隙 这是解决问题的核心。学生看清了这是解决问题的核心。学生看清了“已知条件已知条件”(他当时的状况)(他当时的状况)和目标(他必须达到的地方)之间的空隙和差距之后,便利用有关背景和目标(他必须达到的地方)之间的空隙和差距之后,便利用有关背景命
8、题,根据一定的推理规则和解题策略来填补问题的固有空隙。命题,根据一定的推理规则和解题策略来填补问题的固有空隙。(4)解答之后的检验)解答之后的检验 问题一旦解决,通常便会出现一定形式的检验,查明推理时有无错误、问题一旦解决,通常便会出现一定形式的检验,查明推理时有无错误、空隙填补的途径是否简捷,以及可否正式写下来供交流之用等。空隙填补的途径是否简捷,以及可否正式写下来供交流之用等。这一模式的特点是不仅描述了解题的一般阶段,而且指出了原有这一模式的特点是不仅描述了解题的一般阶段,而且指出了原有认知结构中各种成分在解决问题过程中的不同作用,为培养解决问认知结构中各种成分在解决问题过程中的不同作用,
9、为培养解决问题的能力指明了方向。但是,这一模式是以数学中的问题解决为原题的能力指明了方向。但是,这一模式是以数学中的问题解决为原型的,并不全适于其他学科的问题解决,因而缺乏一般性。型的,并不全适于其他学科的问题解决,因而缺乏一般性。第10页,本讲稿共59页第11页,本讲稿共59页基克等人的模式基克等人的模式 基克等人根据对解决问题策略的研究,认为一般基克等人根据对解决问题策略的研究,认为一般性的解决问题的策略包括四个阶段:(性的解决问题的策略包括四个阶段:(1)理解和表征)理解和表征问题(问题(2)寻求解答(选择或设计解决方案)()寻求解答(选择或设计解决方案)(3)尝试解)尝试解决方案(实施
10、计划)(决方案(实施计划)(4)评价结果)评价结果第12页,本讲稿共59页三、问题解决的过程三、问题解决的过程 问题解决的过程分为以下四个阶段:问题解决的过程分为以下四个阶段:(一)理解和表征问题阶段。(一)理解和表征问题阶段。了解所要解了解所要解决的问题是什么,从各种信息中忽略问题的决的问题是什么,从各种信息中忽略问题的无关信息,识别出问题的相关信息,在此基无关信息,识别出问题的相关信息,在此基础上,理解问题并形成问题的表征。础上,理解问题并形成问题的表征。第13页,本讲稿共59页1识别有效信息识别有效信息2理解信息含义理解信息含义3整体表征整体表征4问题归类问题归类(琴纳发明牛痘疫苗)(琴
11、纳发明牛痘疫苗)第14页,本讲稿共59页 策略(strategy)一词来自于希腊字strategos,该词根最初的意思是诡计或欺骗,后来演变为描述军队中用计谋取胜的将军。在问题解决的过程中的策略,不仅指某种问题解决的行为计划,而更侧重干指在问题解决之前所进行的思维活动。第15页,本讲稿共59页(二)寻求解答阶段(二)寻求解答阶段 在寻求解答时,可能存在两种一般的途径:一是算法式,在寻求解答时,可能存在两种一般的途径:一是算法式,另一种启发式。另一种启发式。1 算法式策略算法式策略 算法式策略是指对一个问题解决的所有可能途径都加算法式策略是指对一个问题解决的所有可能途径都加以尝试的一种策略,以尝
12、试的一种策略,例如,要开一个四位数的密码锁例如,要开一个四位数的密码锁(每位数字号(每位数字号0至至9),就要进行),就要进行104次尝试。次尝试。算法式策略的特点是如果解存在的话,就一定能找到算法式策略的特点是如果解存在的话,就一定能找到解,而且能找出所有的解,选出最佳的解。缺点是对解,而且能找出所有的解,选出最佳的解。缺点是对所有的可能都进行尝试,太费时费事,有时简直办不所有的可能都进行尝试,太费时费事,有时简直办不到。到。第16页,本讲稿共59页 2启发式策略启发式策略 启发式策略是凭借经验来解决问题的一种策略。用启发式策略解决问题,并不探索所有可能途径,仅仅对经验中认定的最有可能成功解
13、决问题的途径进行探索。这一策略的优点是能提高问题解决的效率,缺点是,如果受到已有经验的误导,走了错误的途径,往往导致解决问题的失败。主要的启发式策略有如下三种。第17页,本讲稿共59页 手段一目标分析策略手段一目标分析策略。将目标划分成许多子目标,将问题划分成许多子问题,寻找解决每一个子问题的手段。这种策略的核心是发现问题的当前状态与目标状态之间的差别,并采用一定的步骤来缩小这种差别,也就是说,采取一系列措施,逐步缩小给定条件与目标状态之间的差距,最终使问题得到解决。在日常生活中,我们常常采用这种方法来解决问题。例如,如何去火车站?第18页,本讲稿共59页 爬山法策略爬山法策略。这种策略的名称
14、是一个形象的比喻。即在问题这种策略的名称是一个形象的比喻。即在问题解决的过程中,假定的目标是山顶。人们不可能一下解决的过程中,假定的目标是山顶。人们不可能一下子爬到山顶。在探索达到山顶的路径时,只要遇到有子爬到山顶。在探索达到山顶的路径时,只要遇到有岔道,我们就看几条岔道中哪一个是向山上延伸的岔道,我们就看几条岔道中哪一个是向山上延伸的(而不是向山腰或山下延伸)就选择哪一条道路。这(而不是向山腰或山下延伸)就选择哪一条道路。这种策略也称为局部最优选择法。如种策略也称为局部最优选择法。如:找工作找工作,走一步算走一步算一步一步.第19页,本讲稿共59页 反推法策略反推法策略。这种策略适合于解决那
15、些从起始状态出发可以有多种这种策略适合于解决那些从起始状态出发可以有多种走法,但是只有一条路能够达到目标状态的问题。走法,但是只有一条路能够达到目标状态的问题。这种策这种策略常用于解决几何问题。略常用于解决几何问题。第20页,本讲稿共59页 例如,已知矩形ABCD,如图93所示,求证 AD=CB在解决这个问题肘学生会自问:“怎样才能证明 AD=CB呢?如果我能证明三角形 ACD等于三角形 BDC,我就能证明 AD=CB。”这样,学生就会证明线的全等推出要证明三角形全等。他进一步还会推想,如果能够证明两条边和夹角相等,那么,就能证明三角形ACD和三角形BDC全等。这就是利用反推法来解决几杯问题。
16、第21页,本讲稿共59页常见的解决问题的基本策略有:通过制表,分类组织或分析数据;通过试探错误修正,接近问题;画一个简图;寻找一个反例;估计和猜测答案;等第22页,本讲稿共59页(三)执行计划或尝试某种解决阶段。(三)执行计划或尝试某种解决阶段。把解决问题的方法实施到实际中去的过把解决问题的方法实施到实际中去的过程。也就是说,当表征某个问题并确定某种程。也就是说,当表征某个问题并确定某种解决方案后,就要执行计划、尝试解答。解决方案后,就要执行计划、尝试解答。第23页,本讲稿共59页(四)评价结果阶段。(四)评价结果阶段。当选择并完成某个解决方案之后,还应当选择并完成某个解决方案之后,还应该对结
17、果进行检验。该对结果进行检验。第24页,本讲稿共59页四、影响问题解决的因素(一)影响问题解决的客观因素:问题的特征(一)影响问题解决的客观因素:问题的特征 第25页,本讲稿共59页 个体解决有关问题时,常常受到问题的类型、呈现的方式等因素的影响。教师课堂中各种形式的提问、各种类型的课堂和课后练习、习题或作业的呈现问题的方式将影响个体对问题的理解。实际教学与研究发现,学生解决抽象而不带具体情节的问题时比较容易,解决具体而接近实际的问题时比较困难。解决不需通过实际操作的“文字题”时比较容易,解决需要实际操作的“实际题”时比较困难。此外,由于问题的陈述方式或所给图示的不同,也会直接影响问题解决的过
18、程。比如,有些陈述或图示直接提供了问题解决的线索,便于寻找解决问题的方法、方向,而有些则包含某些多余的信息,或者问题解决所需的部分条件被隐含起来,这就增加了问题解决的难度,第26页,本讲稿共59页第27页,本讲稿共59页(二)影响问题解决的主观因素 1 已有的知识经验已有的知识经验 已有经验的质与量都影响着问题解决。量就是数量。在通常情况下,一个人与问题解决有关的经验越多,解决该问题的可能性也就越大。第28页,本讲稿共59页 研究发现,优生头脑中贮存的知识经验显著地多于差生。可以说,拥有某一领域的高质、丰富的知识经验是有效地解决问题的基础。质就是质量。主要是指已有知识经验在组织上的特征,表现为
19、已有知识的可利用性、可辨别性以及清晰稳定性。研究发现,问题解决专家们的知识都是按层次分门别类地组织起来的。对专家与新手的对比研究发现,专家的知识储备既丰富,又都经过精细的加工和组织化,以便需要时很容易从长时记忆中检索和提取,并加以应用。专家不仅拥有丰富、组织合理的陈述性知识,而且也拥有解决问题所必需的、有效的心智技能和认知策略。但若大量的知识经验是以杂乱无章的方式贮存于头脑中的,则对于有效的问题解决毫无帮助。显然,知识经验在头脑中的贮存方式决定了问题能否有效地解决。第29页,本讲稿共59页 2 定势与功能固着定势与功能固着 指以最熟悉的方式作出反应的倾向。定势有助于问题的解决,有时会妨碍问题的
20、解决。定定势的作用还极明显的表现在“功能固着”上,功能固着指人们总是倾向将某一物体的常见功能看成是该物体的特定的功能,从而妨碍了发现物体的其他功能而影响了问题的解决。也就是说,当一个人熟悉了某种物体的常用或典型的功能时,就很难看出该物体所具有的其他潜在的功能。而且最初看到的功能越重要,就越难看出其他的功能。第30页,本讲稿共59页 你走进一间房屋,从天花板上悬着两根绳子,实验者要求你将绳子的两端系在一起。在附近的桌子上有一些工具,包括钳子,螺丝刀等。当你抓住绳子的一端走向另一根绳子时,你就意识到你绝对完不成这个任务,你不可能达到另一根绳子的终端,你用钳子夹住绳子的终端延长这根绳子,也终归无济于
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