第八章《问题解决与创造性培养》教案

第八章问题解决与创造性培养第一节问题解决的概述一、问题与问题解决（一）问题1.含义问题是给定信息和目标之间有某些障碍需要被克服的刺激情境。2.问题构成（1）给定信息：指有关问题初始状态的一系列描述；（2）目标：有关问题结果状态的描述；（3）障碍：在解决问题的过程中会遇到的种种需待解决的因素。2.问题分类（1）定义明确的问题和定义不明确的问题（2）结构良好问题和结构不良问题★A.结构良好问题：具有明确的初始状态、目标状态以及解决方法的问题。B.结构不良问题：没有明确初始状态或目标状态或解决方法的问题。比较纬度结构良好问题结构不良问题问题条件/数据答案解决方案涉及概念、规则、原理及组织学科目标界定评价标准与真实生活的联系解决方法全部呈现标准、唯一、确定唯一的、规定性的常规的、经过良好组织单一清晰、确定单一无联系熟悉的、确定的、唯一部分呈现或冗余多样开放，没有答案多种方案不明确的跨学科模糊、不清晰多样化来自真实的生活情境不熟悉的、多样化的（二）问题解决1.问题解决的定义：问题解决的结果是形成一个新的解答，即超越过去所学规则的简单应用而产生一个解决方案。（邵瑞珍，1988）根据问题的定义，所谓问题解决，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。（皮连生，1996）任何受目标指引的认知操作序列。问题解决的三个特征：目标指引性，操作序列，认知性操作。（李伯黍，燕国材）★问题解决：由一定的问题情境引起，经过一系列具有目标指向性的认知操作，使问题得以解决的心理过程。2.问题解决的分类A.创造性问题解决：需要开发出新步骤的问题解决。B.常规性问题解决：使用现成步骤的问题解决。二、问题解决的过程（一）问题解决是试误过程（桑代克）经典实验：桑代克的迷笼实验1.行为主义：刺激情境与适当反应之间的联结2.联结的形成：一系列盲目的操作，不断尝试错误，发现解决问题的办法，形成联结后，不断巩固这种联结，直到出现类似情境立即解决问题3.评价：①重视问题解决的过程和系列操作②但是由于是盲目操作，忽视了认知因素在问题解决中的作用。（二）问题解决是顿悟过程（苛勒）经典实验：黑猩猩取香蕉的实验1.格式塔学派：通过对问题情境的顿悟，发现解决问题的方2.顿悟的发生：通过已有经验，逐渐了解整个问题情境，重新组合问题情境的当前结构，弥补问题缺口，达到新的完形，联想到可行的解决方案。3.评价：①注意到重组问题情境的认知成分，强调对问题的理解和表征。②把认知成分看成是先验的；片面强调顿悟；取消了对问题解决过程的研究。（三）问题解决是信息加工系统对信息的加工（信息加工理论）1.信息加工理论：问题解决是利用操作方法从一种问题状态（初始）转化为另一种问题状态（目标），是一系列趋向目标的认知操作。2.问题状态：在问题解决过程中遇到的各种问题情景的总和3.问题空间：一系列的问题状态和转变问题状态的操作方法--心理表征4.评价：重视问题表征和问题解决的过程，综合了试误说和顿悟说。（四）问题解决五阶段（杜威）1.开始意识到难题的存在出现问题情境2.识别出问题明了真实问题3.收集材料并对之分类整理，提出假设提出问题假设4.接受和拒绝试探性的假设验证解决策略5.形成和评价结论形成评价结论解决问题教学的启发：1．给学生提供有一个真实的经验的情境，提高学习兴趣，保持学习注意力；2.从情境内部产生一个真实的问题，作为对学生思想的刺激和活动目的；3.学生要调用已有知识、查阅新的资料、从事必要的观察来对付这个问题；4.学生必须一步一步地形成、提出解决问题的方法；5.学生要通过实际活动来检验他的解决方法。（五）问题解决四阶段（华莱士，G.Wallance）准备、沉思（酝酿状态）、灵感或启迪、验证。（六）逐渐缩小问题范围模式（邓克尔，K.Denker）确定一般范围；进行功能性解决，缩小问题范围；进行特殊解决。（七）IDEAL问题解决策略（布兰斯福德和斯坦恩，Bransford&Stein）发现问题与机会，界定目标与表征问题，探索可能的问题解决策略，预期结果并实施策略，回顾与学习。（八）基克解决问题模式（基克，Gick）★基克等人认为，一般性的问题解决包括四个阶段：理解和表征问题；制定计划或寻求解答；执行计划或尝试解答；评价结果。各阶段之间存在着动态的相互联系。1.理解和表征问题阶段解决问题的第一步是确定问题到底是什么，这意味要理解和表征问题，即从什么角度看待问题，包括问题的条件、目标以及可用的操作。（1）识别相关信息（2）语义理解（3）整体表征（4）问题归类2.制定计划或寻求解答制定计划或寻求解答是指确定解决问题的一般过程，如重新描述问题，使之与熟悉问题更类似；建立问题的子目标层级；选择解决问题的策略等。寻求解答的策略★（1）算法式策略（algorithm）：又称系列搜索策略，指将达到目标的各种可能的方法都列出来，具体化，逐一加以尝试。尝试错误法就属于典型的算法式策略，例如玩“魔方”，一会儿这么试，一会儿那么试，最终可能完成任务。（2）启发式（heuristic）策略，又称选择性搜索策略，指根据目标的指引，试图不断地将问题状态转换成与目标状态相近的状态，从而只试探那些只对成功趋向目标状态有价值的算子。鸡兔同笼的问题：鸡兔同笼，已知笼子里有5个头，16只脚，问有几只鸡和几只兔子？①手段——目的分析特征把总目标分成子目标，运用算子，进行匹配，消灭差别，最终达到总目标。②爬山法（局部最优选择法）基本思想是：先设立一个目标，然后向目标方向走到与起始点邻近的某一节点，逐步逼近目标。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（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。③逆向反推法在有些问题解决中，从初始状态出发可以有多种走法，但只有一条路能到达目标状态。在这种情况下，用逆向反推法解决问题较为可行。逆向反推法就是从目标开始状态出发倒推到达目标所需的前一个中间状态及其算子，直到退至初始状态。④类比思维当我们面对某个问题而对该问题的领域知识所知甚少时，我们常常会使用类比的方法来解决问题。我们一般是先对问题进行表征，然后去获取与当前情景相关或相似的熟悉领域的知识，加以利用。例如仿生学的很多产品。3.执行计划或尝试解答当表征某个问题并选好某种解决方案后，下一步就要执行计划、尝试解答。执行计划是指问题解决者采取一系列行动贯彻计划，如进行运算或其他操作。4.评价结果当我们选择并完成某个解决方案之后，还应该对结果进行评价，检验解答是否正确。评价结果的方法之一，就是寻找能够证实或证伪这种解答的证据。除了对结果进行评价外，更为重要的是进行反思，总结解决问题的思路。回忆自己解决问题的过程，找出其中的问题。例如，自己在哪些地方走了弯路？什么地方是思维的关键？有没有更为简捷更为有效的解决方法？目前的问题与过去的问题有何异同之处？等等。这种反思不仅在解答之后进行，而且要贯穿在整个解决问题的过程中，也就是说，要在问题解决的各个阶段都要进行实时监控，不断描述和分析解决问题的过程，确定所采取的行动是否适合解决问题的计划。第二节问题解决能力的培养了解问题解决的影响因素，有针对性地在生活、学习过程中提高问题解决能力。一、问题解决的影响因素★问题解决的影响因素有：问题的刺激特点、功能固着、定势、个人背景知识、表征方式、酝酿效应等。1.问题的刺激特点2.问题的表征方式3.功能固着与反应定势功能固着：桌上放3支短蜡烛，3只火柴盒，几根火柴，几枚图钉，一块竖直放置的木板（术质较软）。要求运用桌上的任何物品，将3支蜡烛固定在软术板上，而且要与木板平面平行，与桌面垂直。两种设置方式是，设置方式（1）：蜡烛、火柴和图钉分别装在3个火柴盒里。设置方式（2）：蜡烛、火柴、图钉和火柴盒分开放置，火柴盒里不放任何东西。可见，两种设置方式的唯一区别是，火柴盒里是否装了东西（图略）。第一组被试者的成绩远远不如第二组。第一组只有40%的被试者在规定时间内解决问题，而第二组却有86%的被试者解决了问题。笔除了写字还可以用来做什么？反应定势：卢钦斯的量水实验4.原型启发和酝酿效应原型启发：鲁班发明锯（仿生学）北京一个四年级小学生发明了一种充气雨衣，雨衣下面是一个气圈，充气后雨衣张开，雨水便不会灌进鞋子了。他的充气雨衣的构想，便是从芭蕾舞旋转长裙和游泳圈这两个原型得来的。酝酿效应：把难题放在一边，放上一段时间，才能得到满意的答案，这一现象被心理学家称为“酝酿效应”。阿基米德发现浮力定律。5.已有的知识经验专家与新手的差异：①问题解决的速度：象棋大师能很快回忆5万个不同的定势，一个定势只需要看几秒就能回忆出每个棋子的位置。（专家7.7组块vs新手5.3记忆组块）真假棋局：1965年丹麦心理学家和象棋大师迪古特览胜真假棋局实验。研究者要求象棋大师和新手都看棋局5秒，然后将棋子移开，并要求他们复盘。你可能会认为新手怎么都不会是大师的对手，可是结果却不全是这样。当象棋大师和新手都看一个真实的棋局时，象棋大师意料之中地在第一次复盘时，就可以达到90%的正确率，新手仅能达到40%。可如果是任意放置的棋子时，他们的复盘的正确率就没有什么差异了。②问题加工的深度：物理学专家与物理专业大学生的问题归类（深层结构vs表面特征）③问题解决的准确度：初学者通常会使用错误的原理来解决问题。一列火车在穿过一座横跨山谷的大桥时，火车上的一个旅客从窗口丢下一块石头，问这块石头落点在哪里？（1/3的学生回答垂直下落）6.个体智能与动机7.认知特点和个性特征二、实际教学中问题解决能力的培养（一）从问题解决的阶段角度讨论1.创造适当气氛（问题情境），鼓励主动质疑2.提供难度适当的问题3.帮助学生正确表征问题4.帮助学生养成分析问题的习惯5.帮助学生从记忆中提取信息6.训练学生陈述自己的假设及其步骤7.提供结构不良问题，培养解决实际问题的能力8.训练学生对问题解决过程进行监控和调节（二）从问题解决的影响因素角度讨论1.提高学生知识储备的数量与质量（1）帮助学生牢固地掌握和记忆大量的知识（2）提供多种变式，促进知识的概括（3）重视知识间的联系，建立网络化结构2.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（2）外化思路，进行显性教学3.尊重学生的个体差异，提供多种练习的机会4.培养思考问题的习惯（1）鼓励学生主动发现问题（2）鼓励学生多角度提出假设（3）鼓励自我评价与反思第三节创造性及其培养一、创造性（一）定义培养学生创造性思维能力，目前已是一个全球性的问题。“为创造性而教”已经成为学校的主要目标之一。在我们讨论创造性思维时，首先要明白什么是创造性。所谓创造，是指一种最终产生独特而有价值产品的活动或过程。创造性是指个体产生新奇独特的、有社会价值的产品的能力或特性。故也称为创造力。（二）特征1.创造性作品（1）新奇性：一项作品首先必须是新奇的，然后才能被称为是创造性的。（2）适当性：创造性的作品不仅要具有新奇性，而且在与其相关的范围内，作品是合适的且有用的。才算得上有价值、有创造性。（3）改造性：任何杰作都是基于对某一现有观念或材料的重大改造而产生的。2．有创造性的个体具有创造性的个体具有这样3种能力：①敏锐的感知能力，对外界的感知非常敏锐，善于发现问题；②协同能力，能将看似分离的各个部分组织在一起，使之成为有用的整体；③捕捉机遇的能力，能捕捉意外收获。3.创造过程从过程方面看，创造性是创作者创造产品如画画、发明、编写计算机程序、解决问题等的技能或活动过程，这一过程总是和创造性思维过程联系在一起，因此，创造性思维是创造性的核心，只有了解了创造过程以及创造者所运用的正确方法和思维活动方式，才能深入了解创造活动，才能有利于我们培养具有创造性的人，产生更多的创造性的作品。二、创造性思维（一）特点★1.思维的流畅性在限定时间内产生观念数量的多少。在短时间内产生的观念多，思维流畅性大；反之，思维缺乏流畅性。吉尔福特把思维流畅性分为四种形式：①用词的流畅性；②联想的流畅性；③表达的流畅性；④观念的流畅性。2.思维的灵活性摒弃以往的习惯思维方法而开创不同方向的能力。如，让被试尽可能举出报纸的用途，他会产生“学习”、“包东西”、“当坐垫”“折玩具”、“剪成碎片扬着玩”、“裹在身上取暖”、“用来引火”等各种各样的答案。富有创造力的人思维比一般人的思维出现的想法散布的方面广，范围大，而缺乏创造力者通常只想到一个方面而缺乏灵活性。3.思维的独特性产生不寻常的反应和不落常规的能力，此外还有重新定义或按新的方式对我们的所见所闻加以组织的能力。例如，在吉尔福特的“命题测验”中，向被试提出一般的故事情节，要求他们按照自己的意思给出一个适当的题目，富有创造力的人给出的题目较为独特。而缺乏创造力的人常常被禁锢在常规思维之中。冬天到了，一个百货商店的新售货员忙着销售手套，但他忘记了手套应该配对出售，结果商店最剩下100只左手手套。答案可能有：新售货员、100只左手手套、左撇子的福音4.思维的精密性创造性思维者还要对新颖独特的观念具有高度的敏感性，具有及时把握它们的能力。托伦斯(Torrance)承袭了吉尔福特的观点，又增加了一个特性(Dembo,1994)，就是精密性(elaboration)。他认为，创造性思维必须善于考虑事物的精密细节。（二）创造性的培养1.创设有利于创造性产生的适宜环境（1）创设宽松的心理环境（2）给学生留有充分选择的余地（3）改革考试制度与考试内容2.注重创造性个性的塑造（1）保护好奇心（2）解除个体对答错问题的恐惧心理（3）鼓励独立性和创新精神（4）重视非逻辑思维能力（5）给学生提供具有创造性的榜样3.开设培养创造性的课程，教授创造性思维策略（1）头脑风暴训练又称智力激励法，由现代创造学奠基人美国奥斯本提出。基本的做法是：教师先提出问题，然后鼓励学生快速联想，寻找尽可能多的答案，不必考虑该答案是否正确，教师也不作评论，一直到所有可能想到的答案都提出来了为止。这种做法在我国有时被人们称为“诸葛亮会”。（2）分合法戈登在1961年提出的