第9章-问题解决与创造性王

•“教育课程的重要的最终目标就是教学生解决问题——数学和物理问题、健康问题、社会问题以及个人适应性问题”。——加涅第九章问题解决与创造性第一节问题解决概述第二节创造性及其培养评价目标•识记：问题、问题解决、功能固着、创造性、发散思维等基本概念。•理解：创造性的基本特征。•运用：结合实例分析培养问题解决能力的有效措施、培养创造性的有效措施。名人观点•爱因斯坦：提出一个问题往往比解决一个问题更重要。•杨振宁：“问题提得好，等于创造完成了一半”。•你认为什么是问题？第一节问题解决概述•一、问题及其分类（一）问题的界定1、含义问题——给定信息和要达到的目标之间有某些障碍需要被克服的刺激情境。2、构成（三个基本成分）•①给定信息（或给定条件）：这是一组有关问题的条件的描述，即问题的起始状态。•②要达到的目标：即问题要求的答案,即问题的目标状态。•③存在的限制或障碍：起始状态到目标状态之间不是直接的（障碍），必须通过一定的认知活动或思维活动才能找到答案。即问题的中间状态。问题构成（图示）给定条件要达到的目标中间状态（从起始状态到目标状态之间的认知操作）障碍（障碍解决依赖认知活动或思维活动）（起始状态）（目标状态）问题空间——问题的起始状态、目标状态、中间状态打一字谜•“明月松间照，清泉石上流”（出自唐代诗人王维的《山居秋暝》）•谜底是一个双音节词。•这是问题吗？•一个刺激情境是否构成问题，与个体的主观认知和感受有关。（因人而异）•对缺乏某种知识经验的人来说可能是问题，而对知识经验丰富的人来说则未必是问题；•对好奇心强、求知欲旺盛、爱探索的人是问题，对一无所求、熟视无睹的人则未必是问题。•举例（二）问题的分类现实生活中的问题各种各样，可按照不同标准分类：•1、关系性问题与过程性问题（关注焦点）•关系性问题：关注事物或现象的结果、事物或现象之间的异同以及相互关联。如学习方法对学生学习成绩的影响。•过程性问题：关注事物或现象发生和发展的动态变化。如探究学习方法是如何影响学生学习过程的。•2、描述性问题、解释性问题和预测性问题（探究深度）•描述性问题：描述事物的现状及其变化过程。如空气的污染状况，大学生的心理健康状况等。•解释性问题：解释事物变化的原因。如高山上煮食物为什么煮不熟？•预测性问题：基于对因果关系的解释而预测事物的未来变化。如未来几天的天气变化，股市的走势分析等。•3、常规问题与真实问题（所涉及的领域）•常规问题：学生在学校中大量遇到的问题。如有人买5根2米的木头，能锯出几根1米长的木头？•真实问题:不直接隶属于某个学科，在生活中所面临的问题。如有人买4根2米5长的木头，他能锯出几根1米长的木头？•4、对抗性问题和非对抗性问题（是否有对手）•对抗性问题：解决问题时既要考虑自己的解题活动又要考虑对手解题活动的影响的问题。如下棋、打扑克牌等•非对抗性问题：解决问题时没有对手参与的问题。如解数学题•5、语义丰富的问题和语义贫乏的问题（具相关知识多少）•语义丰富的问题：解题者对所要解决的问题具有很多相关知识的问题。如物理学家解决物理学方面的问题。•语义贫乏的问题：解题者对所要解决的问题没有相关经验的问题。如初学物理的人解决物理学的问题。•6、有结构的问题和无结构的问题（问题明确程度）•有结构的问题（或界定清晰的问题）：已知条件和要达到的目标都非常明确，个体按一定的思维方式即可获得答案的问题。•无结构的问题（或界定含糊的问题）：已知条件和要达到的目标都比较含糊，问题情境不明确、各种影响因素不确定，不易找出解答线索的问题。含义特点举例有结构的问题（或界定清晰的问题）已知条件和要达到的目标都非常明确，个体按一定的思维方式即可获得答案的问题。问题的明确性321+123=？（教科书上的大多数练习题）解法的确定性答案的唯一性无结构的问题（或界定含糊的问题）已知条件和要达到的目标都比较含糊，问题情境不明确、各种影响因素不确定，不易找出解答线索的问题。问题的不明确性城市中新开通一条公交线路，这条线路要怎么设计？（实际生活中的问题）解法的模糊性和开放性答案的多样性•二、问题解决•（一）含义•问题解决——指个人应用一系列的认知操作，从问题的起始状态到达目标状态的过程。•（二）基本特点•(1)目的性•问题解决具有明确的目的性。它总是要达到某个特定的目标状态。如：“白日梦”则不能称为问题解决。•(2)认知性•问题解决是通过内在心理加工实现的，整个活动过程依赖于思维操作。自动化的操作，如走路、穿衣等虽然也有一定的目的，但不能称为问题解决。•(3)序列性•问题解决包含一系列的心理活动，即认知操作，如：分析、理解、联想、比较、推论等，仅是简单的记忆提取或仅是想象等单一的认知活动，不能称为问题解决。判断下面哪一种属于问题解决？•做梦•晒太阳•系鞋带•学习辨认数码•骑车•做数学题•（三）类型•（1）常规性问题解决•使用常规方法来解决有结构的、有固定答案的问题。•（2）创造性问题解决•综合应用各种方法或通过发展新方法、新程序等来解决无结构的、无固定答案的问题。•三、问题解决的过程•问题解决是一个非常复杂的过程，研究者曾提出许多理论：•桑代克：试误说•苛勒：顿悟说•杜威：问题解决是一个循序渐进、分阶段的过程•（五步：失调诊断假设推断验证）•中国心理学家：四阶段说•（发现问题理解问题提出假设检验假设）含义条件（主观）发现问题对问题笼统发现①个体活动的积极性；②知识经验；③好奇心、求知欲；④观察力理解问题把握问题的性质和关键信息，摒弃无关信息，形成问题表征①知识经验②认知能力提出假设提出解决问题的可能途径与方案，选择恰当的解决问题的操作步骤算法式和启发式①个体思维的灵活性；②知识经验检验假设验证假设的可行性直接检验和间接检验•袜子问题（理解问题）•抽屉里有黑色和棕色两种短袜，黑袜和棕袜数量之比是4:5，为了得到一双相同颜色的袜子，需要从抽屉里取出多少只袜子？•——什么信息与解决这个问题有关？•——什么信息与解决这个问题无关？提出假设•常用的方式主要有两种：算法式和启发式。•算法式——把解决问题的所有可能的方案都列举出来，逐一尝试。此种方式虽然可以保证解决问题。但效率不高。（风险小，效率低）•启发式——依据经验或直觉选择解法。它可以迅速地解决问题，但不排除失败可能。（风险大，效率高）•四、影响问题解决的主要因素•(一)问题的特征•问题的类型和呈现的方式影响问题的解决。•1、问题类型•①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。•②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。•2、呈现方式•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程。想一想•某布贩子用60元钱购进一匹布，以70元钱卖出，不久布匹涨价，他又以80元钱买回这匹布，最后以90元钱卖出。问该布贩子在这一买卖过程中，是赚还是赔，其数量是多少?A图与B图比较，B图表征方式下的问题解决易于A图表征方式下的问题解决。2cm已知正方形的内切圆的半径为2cm，求正方形的面积。AB用连续四笔划过下列9个点想一想•一只熊从P点出发，向南走一里，然后转向东走一里，再转向北走一里，便回到了它出发时的P点。问：这只熊是什么颜色？•(二)已有的知识经验•已有经验的质与量都影响着问题解决。•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。•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。•专家与新手的对比研究发现：•①知识经验的数量大小有差异。专家拥有某一领域大量的知识经验。•②知识经验的组织有差异。专家知识经验组织得非常合理。•③知识经验的提取速度有差异。专家在知识需要的时候能快速提取并加以应用。•可见专家和新手解决问题的差异体现在专家不仅拥有丰富、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。专家与新手解决问题能力的差异格拉泽和齐（Glaser&Chi,1988）六方面差异专家新手有意义的知觉模式的差异能力强不具备短时记忆和长时记忆的差异较优越较差技能执行速度的差异快慢用于表征问题的时间差异快（常规问题）慢表征的深度差异深层表征不能自我监控技能的差异好差•(三)定势与功能固着•定势对问题解决有促进和阻碍作用。•功能固着也可以看做是一种定势，即从物体通常的功能的角度来考虑问题的定势。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。当在某种情形下需要利用某一物体的潜在功能来解决问题时，功能固着可能起到阻碍的作用。•如：梅尔的摆荡结绳实验•功能固着由德国心理学家邓克（1935年）最先提出。功能固着实验•让被试把一支点燃的蜡烛，沿着与木板墙平行的方向，固定在木板墙上。•材料：一盒蜡烛、一盒火柴，一些图钉。•实验分甲乙两组。把发给甲组的所有材料装进一个纸盒里；发给乙组的所有材料放在纸盒外。结果是乙组有86%的被试按时解决了问题，而甲组却只有41%的被试按时解决了问题。•你认为原因是什么？•（四）原型启发•原型启发是指从某种事物或现象中受到启发，找到解决问题的办法。原型启发会促进问题的解决。•如：牛顿从苹果落地现象中受到启发，发明了万有引力定律；鲁班受丝茅草割手的启发发明了锯子；瓦特从壶盖被蒸汽顶起的现象中受到启发发明了蒸汽机；阿基米德从水溢出澡缸的现象中受到启发发明了浮力定律。•原型就是指对问题解决有启发作用的事物或现象。原型启发会使人们在问题解决过程中豁然开朗，找到解决问题的方法。原型之所以具有启发作用，就是因为人们面临的问题与原型有某种相似性。人们可以将原型的某些特点类推到所遇到的问题上，从而导致问题的解决。•总之，影响问题解决的主要因素有：（一）问题的特征（二）已有的知识经验（三）定势与功能固着（四）原型启发•除了上述因素外，个体的智力水平、性格特征、动机、情绪状态、人际关系、认知风格和世界观等因素也制约着问题解决的方向和效果。五、提高问题解决能力的教学（一）提高学生知识储备的数量与质量（二）教授与训练解决问题的方法与策略（三）提供多种练习的机会（四）培养思考问题的习惯•(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•知识记忆得越牢固、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。教学中教师要通过不断改进教学来促进学生形成合理的知识结构，运用记忆和提取方法从而更容易地解决问题。•2、提供多种变式，促进知识的概括•教师要重视概括、抽象、归纳和总结。应用同质不同形的各种问题的变式来突出本质特征，加强对不同类型的问题的区分与辨别，提高学生对所学内容的理解水平。•3、重视知识间的联系，建立网络化结构•教师要有意识地沟通课内外、不同学科、不同知识点之间的纵横交叉联系，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•教师既可以结合具体的学科内容，教授相应的心智技能，也可以根据已有的研究成果，开设专门的思维训练课。•2、外化思路，进行显性教学•教师在教授思维方法时，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。•(三)提供多种练习的机会•教师应考虑练习的质量，根据不同的教学目的、教学内容、教学时段等来精选、设计例题与习题；充分考虑练什么、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。•如：既练习有结构的问题，又练习无结构的问题；既练习基本问题，又练习复杂问题、实际问题；既练习语言文字问题，又练习动手操作问题；既要求学生解决、回答有关问题，又要求学生提问题、编问题。•多种形式的练习，可以调动学生主动参与学习的积极性，提高学生知识应用的变通性、灵活性与广泛性。•(四)培养思考问题的习惯•1、鼓励学生主动发现问题•鼓励学生对平常事物多观察，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