第十一章第一节问题和问题解决

第十一章第一节问题和问题解决加涅第一节问题与问题解决问题解决对学生的学习有着重要的作用，加涅（Gagné,1977)认为“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。”本节主要探讨问题的基本概念、问题解决的过程以及问题解决能力的促进。加涅在进入本节学习之前，请大家看下面的一道题目⊙由16根火柴组成的5个正方形（图A），请移动其中3根火柴，使之成为4个正方形。图A一、问题及其分类1.问题的定义：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列行动。每一个问题必然包含的三种成分：①给定信息，指有关问题初始状态的一系列描述；（16根火柴，5个正方形）②目标，指有关问题结果状态的描述；（4个正方形）③障碍，指在解决问题的过程中会遇到的种种有待解决的因素。（只能移动3根火柴）2.问题的分类如表11-1罗列了人们对问题做出的一些分类。一、问题及其分类维度类别描述举例概括水平①概括性问题指向具有某一特征的一群人或物，具有一定普遍意义。适于抽样，定量研究。随着光照时间的增加，植物生长速度呈现什么样的规律？②特殊性问题指向特殊的个体或现象，不具有广泛的概括性。适于个案、质型研究小学生张三的学习积极性如何？表11-1问题的分类维度类别描述举例关注焦点①关系性问题关注事物或现象的结果、事物或现象间的异同以及相互关联。适于定量研究探究学习方法对学生学习成绩是否有积极影响？②过程性问题关注事物或现象发生和发展的动态变化。适于质的研究探究学习方法是如何对学生学习产生影响的？内容特性①概念性问题问题内容涉及学术性概念长方体的表面积与体积之间存在什么关系？②经验性问题问题涉及生活经验在冰面上行走时如何防滑?③价值问题问题涉及伦理道德、是非判断初中生该不该早恋？一、问题及其分类维度类别描述举例探究深度①描述性问题描述事物的现状及其变化过程，适于定量、质的研究某城市的空气污染状况②解释性问题解释事物变化的原因。适于定量、质的研究高山上用水煮事物为什么煮不熟③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。适于定量研究下周的天气变化领域范围①单学科问题可用某一学科知识加以解决数学相遇问题②跨学科问题需综合多学科知识加以解决本地区空气污染问题③生活实际问题不直接隶属于我们的某个学科，是学生在生活中所面临的、感兴趣的电视节目的益处与危害维度类别描述举例组织程度①结构良好问题具有明确的目标、条件和解答的问题野人和书生过河问题②结构不良问题具有不明确的目标、条件和解答的问题如何激发学生学习动机？下面重点介绍两种分类：（1）结构良好和结构不良问题学习者在学科学习中遇到的绝大多数问题都是结构良好问题（well-structuredproblem)。如“求边长为2厘米的正方形的面积”，其初始状态和目标状态，以及问题解决的方法都是明确。结构不良问题（ill-structuredproblem），并不是指这个问题本身有什么错误或是不恰当，而是指它没有明确的结构或解决途径。如：修电脑，其初始状态不明确，因为不知道电脑故障出在哪。表11-2结构良好与不良问题的比较比较维度结构良好结构不良问题条件/数据全部呈现部分呈现或冗余答案标准的、惟一的、确定的/封闭的多余的/开放的或者根没答案解决方案惟一的、规定性的多种方案所涉及的概念、常规的、经过良好组织、不明确的规则和原理及其组织来自结构良好领域学科单一学科跨学科目标界定清晰模糊、不清晰评价标准单一多样化与真实生活联系无联系来自真实生活情境解决方法熟悉的、确定的、惟一的不熟悉的、多样化的(2)常规问题和真实性问题按照问题的领域范围也可以把单学科和跨学科问题合成为常规问题（routineproblem)，如“有人买来5根2米长的木头，他能锯出几根1米长的木头？生活实际问题，也被称为真实性问题（authenticproblem)，如与上面的常规问题相对应的真实性问题为“有人买来4根2米5长的木头，他能锯出几根1米长的木头？”真实性问题也属于结构不良问题二、问题解决的界定1、定义：问题解决（problemsolving)一般是指形成一个新的答案，超越过去所学规则的简单应用而产生一个解决方案。当常规或自动化的反应不适应当前的情境时，问题解决就发生了。这就是说，它需要应用已习得的概念、命题和规则，进行一定的组合，从而达到一定的目的。请看下面的例子：已知这样三个定理：◆如果两个三角形的两条边及其夹角对应想等，那么这两个三角形全等。◆如果两个三角形全等，那么这两个三角形的所有对应的边和角都相等。◆三角形中两边相等，那么它们所对应的角也相等。现在求证这样两题：①从图11-1a条件中能得出什么结论？②根据图中11-1b中的条件求证：BE=CE.ABCDABDCE图11-1a等腰三角形图11-1b三角形求证2、解决问题的一些共同的特点：①解决问题是解决新的问题，即所遇到的问题是初次遇到的问题。如某一教学问题，如果不是第一次试行解答，而是第二次、第三次甚至多次解答，就称不上解决问题，只能说是一种操练（drill)，解决问题与练习不同。②在解决问题中，要把掌握的简单规则（包括概念）重新组合，以适用于当前问题。因此，原先习得的简单规则，是解决问题中的思维的素材。③问题一旦解决，人的能力或倾向随之发生变化。在解决问题中产生的高级规则（已有规则的组合），贮存下来构成学生“知识宝库”（认知结构）中的一个组成部分，以后遇到同类情境时，借助回忆即可做出回答而不再视为问题了。所以解决问题是更为高级的一种学习活动。3、问题解决的基本过程问题解决包含着一系列相互联系着的阶段，可以划分为发现问题、分析问题、提出假设和检验假设四个阶段。（1）发现问题发现问题指认识到问题存在，并产生解决问题的动机。发现问题是问题解决的初始阶段和前提。（2）分析问题分析问题是指明确问题的条件和要求以及它们之间的关系。通过分析问题，人们可以明确问题的关键，决定问题解决的方向。

（3）提出假设提出假设是