摘要：教育的一個(gè)重要目的是要培養(yǎng)學(xué)生解決各種問(wèn)題的能力，本文從解決問(wèn)題的一般過(guò)程與一般方法特殊領(lǐng)域的問(wèn)題與專家—新手的差異分析中得出，如何將學(xué)生培養(yǎng)成有效的問(wèn)題解決者，就是要進(jìn)行有效的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，使學(xué)生形成有組織的知識(shí)結(jié)構(gòu)，促使技能達(dá)到自動(dòng)化水平，教會(huì)學(xué)生運(yùn)用相應(yīng)策略，以提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}問(wèn)題的解決專家—新手的差異
自動(dòng)化思維技能
教育的一個(gè)重要目的是要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)解決各種問(wèn)題的能力，其中包括解決數(shù)學(xué)、物理、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域的問(wèn)題的能力。但何謂問(wèn)題？何謂問(wèn)題解決？所謂問(wèn)題常指一種情境，它通常擁有起始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)。起始狀態(tài)是當(dāng)前的已知條件，而目標(biāo)狀態(tài)則是人們希望的或已規(guī)定好的、要達(dá)到的一種結(jié)果。問(wèn)題解決就是要實(shí)現(xiàn)從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的順利過(guò)渡。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，問(wèn)題解決者通常會(huì)把目標(biāo)狀態(tài)分解成許多子目標(biāo)，然后通過(guò)逐個(gè)實(shí)現(xiàn)這些子目標(biāo)的方式最終達(dá)到目的。
概括地說(shuō)，問(wèn)題解決具有如下三個(gè)基本特征：第一，目標(biāo)指向性。也就是說(shuō)，當(dāng)人們考慮或者著手做某事的時(shí)候，他們的目的是什么？第二，將總目標(biāo)分解成許多子目標(biāo)。人們不能一步到位地實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)，往往要將它分解成許多子目標(biāo)才可能有效地實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)。第三，算子的選擇。問(wèn)題解決者要實(shí)現(xiàn)從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的一步步過(guò)渡，必須選擇算子，以便從一種狀態(tài)順利地過(guò)渡到另一種狀態(tài)。在這里，算子實(shí)質(zhì)上也是一種方法，即問(wèn)題解決者實(shí)現(xiàn)各種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的方法。
一、解決問(wèn)題的一般過(guò)程與一般方法
解決問(wèn)題的過(guò)程一般分為五步：明確問(wèn)題（Identify the problem）、定義和表征問(wèn)題（Define and represent the problem）、探索可行的策略（Explore possibles trategies）、按照策略行事（Acton the stratigies）、復(fù)查和評(píng)價(jià)活動(dòng)效果（Look back and evaluate the effects of your activities），簡(jiǎn)稱為IDEAL過(guò)程（IDEAL是各步驟的首字母組合）。
首先，明確問(wèn)題就是理解當(dāng)前存在的問(wèn)題，它是問(wèn)題解決的起點(diǎn)。例如，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定性，將問(wèn)題歸類等。這一步驟決定了隨后整個(gè)問(wèn)題解決的方向。
其次，將問(wèn)題的任務(wù)要求轉(zhuǎn)換為內(nèi)部的心理結(jié)構(gòu)。對(duì)問(wèn)題的精確表征包括了對(duì)問(wèn)題目標(biāo)進(jìn)行客觀界定，以及對(duì)相關(guān)的已知條件進(jìn)行精神評(píng)估。多數(shù)解題失敗的原因就在于沒(méi)有進(jìn)行有效的問(wèn)題表征；再次，如果問(wèn)題表征中預(yù)示出可能的解題策略或方法，個(gè)體就直接提取該策略來(lái)解題，如果沒(méi)出現(xiàn)預(yù)示正確答案的方法，個(gè)體將不得不進(jìn)行策略的搜索；然后，在表征完問(wèn)題和選擇了方法之后，緊接著就是執(zhí)行這一計(jì)劃。最后，在選擇并運(yùn)用一種解題策略之后，個(gè)體應(yīng)對(duì)這種策略運(yùn)用的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。
在解決問(wèn)題中所采用的一般方法，有兩種常用的程序——算法和啟發(fā)式法。所謂算法，是一種逐步達(dá)到目標(biāo)的方法，它通常與特殊領(lǐng)域的知識(shí)相關(guān)聯(lián)。在解決問(wèn)題時(shí)，如果人們能夠選擇正確的算法并恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用它，那么肯定可以得出正確的答案。
而當(dāng)某些問(wèn)題顯得比較模糊，并且沒(méi)有明顯的算法時(shí)，發(fā)展有效的啟發(fā)式法是很重要的。在啟發(fā)式法中，常用的有手段、有目的分析法、后推法、簡(jiǎn)化法和類比法等。
運(yùn)用手段一目的分析策略，首先得明確問(wèn)題解決中的各種困難與障礙所在，然后再設(shè)立各種子目標(biāo)去克服這些困難與障礙。
后推法通常事先對(duì)問(wèn)題解決的目標(biāo)進(jìn)行界定，然后以此目標(biāo)為起點(diǎn)逐步向后推，得出要達(dá)到該目標(biāo)要什么條件，最后把達(dá)一目標(biāo)所需的條件與問(wèn)題提供的已知條件進(jìn)行對(duì)比。如果相吻合，則問(wèn)題解決成功。如果不吻合，則要尋找在推理過(guò)程中出現(xiàn)了什么差錯(cuò)，或者是否推理的方向錯(cuò)了。
當(dāng)人們?cè)噲D解決一些復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，往往會(huì)被問(wèn)題的繁瑣陳述及一些不十分明了的問(wèn)題要求所迷惑，以至于弄不清問(wèn)題中已知什么、需要求什么。這時(shí)候，如果人們學(xué)會(huì)運(yùn)用簡(jiǎn)化法的話，可能會(huì)有助于他們提高問(wèn)題解決的效率。簡(jiǎn)化法要求問(wèn)題解決者著重關(guān)注問(wèn)題中的重要信息而忽略其他一些次要信息，提取問(wèn)題的主干成分之后再對(duì)重點(diǎn)信息進(jìn)行分析，最終實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決的目的。當(dāng)然，這種方法是有冒險(xiǎn)性的。因?yàn)橛行┍徽J(rèn)為不重要的信息可能是很重要的。所以運(yùn)用簡(jiǎn)化法時(shí)要小心謹(jǐn)慎。我們?cè)谙硎芎?jiǎn)化法帶來(lái)的便利時(shí)，也不要忘記其中可能存在的不足之處。
人們?cè)趩?wèn)題解決過(guò)程中陷入困惑時(shí)，需將當(dāng)前的問(wèn)題同一些與之結(jié)構(gòu)相似、內(nèi)容不同的問(wèn)題進(jìn)行類比，或者在兩者之間進(jìn)行某種形式的比喻，揭示這兩種問(wèn)題的相通之處，類比法可能有助于得出問(wèn)題的答案。
二、特殊領(lǐng)域的問(wèn)題與專家一新手的差異
要解決特殊領(lǐng)域的問(wèn)題，僅依賴一般性的問(wèn)題解決策略是不夠的。運(yùn)用一般的問(wèn)題解決策略根據(jù)的是問(wèn)題結(jié)構(gòu)，而非問(wèn)題內(nèi)容。況且，問(wèn)題解決能力的增強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是僅接受一般的問(wèn)題解決策略的訓(xùn)練就能達(dá)到的。美國(guó)教育心理學(xué)家梅耶等人指出，不同領(lǐng)域的問(wèn)題解決專家往往既具有良好的問(wèn)題解決策略，又具有大量該領(lǐng)域的知識(shí)。那么，特殊領(lǐng)域的專家與新手在問(wèn)題解決上有怎樣的差異？其差異的實(shí)質(zhì)是什么呢？如何盡快促進(jìn)新手向?qū)＜医巧霓D(zhuǎn)變？
1、知識(shí)的程序化：由陳述性知識(shí)向程序性知識(shí)的轉(zhuǎn)化安德森指出，相對(duì)的新手在向相對(duì)的專家轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，對(duì)陳述性知識(shí)與程序性知識(shí)的依賴程度有顯著變化。安德森以自己對(duì)幾何學(xué)專長(zhǎng)發(fā)展的研究（1982）闡明了這一觀點(diǎn)。研究中，學(xué)生（新手）學(xué)習(xí)兩條證明三角形全等的定理：邊－邊－邊定理和邊－角－邊定理。他要求學(xué)完這兩條定理的學(xué)生來(lái)解答的相關(guān)的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)相應(yīng)的練習(xí)，強(qiáng)化訓(xùn)練，學(xué)生已將原理的陳述性表征相應(yīng)規(guī)則中的程序性知識(shí)。
2、學(xué)會(huì)使用知識(shí)：由戰(zhàn)術(shù)學(xué)習(xí)向策略學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變通過(guò)練習(xí)，新手將代表某一規(guī)則的言語(yǔ)陳述轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)自己解決某個(gè)局部問(wèn)題的程序。這被安德森稱為“戰(zhàn)術(shù)性的學(xué)習(xí)”，意指它僅是實(shí)現(xiàn)某個(gè)特定目標(biāo)的方法。然而新手在學(xué)習(xí)中會(huì)遇到需要綜合運(yùn)用過(guò)去已把握的若干概念與規(guī)則方能解決的問(wèn)題。這種需對(duì)自己已有的個(gè)別解答方法作出調(diào)配和組織的學(xué)習(xí)，被安德森稱為“策略性學(xué)習(xí)”。
認(rèn)知心理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在向?qū)＜肄D(zhuǎn)變的過(guò)程中，新手對(duì)于如何組織更具綜合性的問(wèn)題解決步驟，經(jīng)歷了決策上的明顯轉(zhuǎn)變。
3、對(duì)問(wèn)題的表征：深層與抽象在有關(guān)專長(zhǎng)的研究中，認(rèn)知心理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了專家的另一個(gè)特征，他們對(duì)問(wèn)題的表征方式能幫助他們采取更有效的問(wèn)題解決辦法。這種情況不僅在物理學(xué)領(lǐng)域，而且在數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)編程以及醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域都得到了證實(shí)。例如齊等人曾對(duì)物理學(xué)專業(yè)的資深者與新手作過(guò)比較研究。他們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于資深者來(lái)說(shuō)，他們掌握的原理就隱含在物理問(wèn)題的表面特征之中。研究者給被試提供了一批問(wèn)題要求分類，并請(qǐng)被試就自己的分類進(jìn)行解釋。結(jié)果顯示，新手以旋轉(zhuǎn)或斜面這些表面特征作為分類依據(jù)，專家則將表面特征完全不同的問(wèn)題歸入同一類別。在專家看來(lái)，這些問(wèn)題或涉及守恒原理，或涉及牛頓第二運(yùn)動(dòng)定理。簡(jiǎn)言之，專家能夠找到問(wèn)題的表面特征與抽象的物理學(xué)原理之間的關(guān)聯(lián)。
4、對(duì)問(wèn)題的記憶：多而大的記憶組塊有關(guān)專長(zhǎng)的另一個(gè)令人驚異的發(fā)現(xiàn)是，專家對(duì)于自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域中的問(wèn)題信息，擁有獨(dú)到的記憶優(yōu)勢(shì)。
心理學(xué)家曾認(rèn)為，專家的記憶優(yōu)勢(shì)依賴于他們擁有能對(duì)問(wèn)題的信息作出編碼的為數(shù)眾從的組塊，但后來(lái)有越來(lái)越多的證據(jù)表明，專家似乎能回憶起更多且更大的組塊。心理學(xué)家蔡斯和西蒙曾做過(guò)這樣的研究，實(shí)驗(yàn)者被試回憶像德格魯特采用過(guò)的那類棋盤，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大師的記憶組塊平均為3.8個(gè)棋子，而新手的記憶組塊平均僅為2.4個(gè)棋子。此外，大師在每一棋盤上平均可回憶出7.7個(gè)大組塊，而新手只能回憶出5.3個(gè)小組塊。由此看來(lái)，大師們的記憶優(yōu)勢(shì)不僅表現(xiàn)為擁有的記憶組塊多，還表現(xiàn)為記憶組塊大。
三、如何培養(yǎng)學(xué)生的思維技能
如何將學(xué)生培養(yǎng)成有效的問(wèn)題解決者？從專長(zhǎng)角度，培養(yǎng)有效問(wèn)題解決者，就是使學(xué)生從不會(huì)解題到會(huì)解題。從前述內(nèi)容已知，專家與新手在問(wèn)題解決差異上的根源在于他們的知識(shí)結(jié)構(gòu)、自動(dòng)化技能和學(xué)習(xí)策略，知道這一點(diǎn)，有助于我們從問(wèn)題解決能力的實(shí)質(zhì)角度，有針對(duì)性地對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，以提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力。
1、形成有組織的知識(shí)結(jié)構(gòu)
形成有組織的知識(shí)結(jié)構(gòu)，首先要豐富學(xué)生的觀念性知識(shí)，這是因?yàn)檫@類知識(shí)可以影響問(wèn)題解決者對(duì)問(wèn)題的表征以及搜索解決方案的過(guò)程。但相對(duì)于某一層次的學(xué)生而言，他們應(yīng)該掌握該學(xué)科哪些具體的觀念性知識(shí)呢？教師可以根據(jù)教學(xué)大綱對(duì)有關(guān)章節(jié)的基本概念、基本事實(shí)進(jìn)行歸納整理。以網(wǎng)絡(luò)的形式串聯(lián)起來(lái)，必要時(shí)還可配以圖片說(shuō)明教師同時(shí)要求學(xué)生自己著手整理有關(guān)的觀念性知識(shí)，通過(guò)自己整理來(lái)以加強(qiáng)他們對(duì)這些知識(shí)的理解。
其次，可以采用一些學(xué)習(xí)方法。例如，運(yùn)用“出聲思維法”來(lái)幫助學(xué)生理解問(wèn)題。當(dāng)問(wèn)題比較抽象時(shí)，讓學(xué)生報(bào)告出正在思考的東西，或?qū)?wèn)題以自己所理解的方式敘述出來(lái)。這一過(guò)程有助于學(xué)生理解問(wèn)題。同時(shí)教師可以向?qū)W生示范如何解決那些含有無(wú)關(guān)信息的問(wèn)題，這能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到關(guān)注相關(guān)信息的必要性和有效性。另外，教師還可以讓小組學(xué)生一起從事問(wèn)題解決，學(xué)生可以從小組的其他成員那里了解一些有關(guān)問(wèn)題解決的事宜，這種小組合作可以使問(wèn)題解決變得更加有趣，有利于激發(fā)學(xué)生的動(dòng)機(jī)。
2、促使技能達(dá)到自動(dòng)化水平
學(xué)生要想快捷地解答學(xué)科問(wèn)題，就必須對(duì)一些基本技能的操作得心應(yīng)手。這樣才可能騰出更多的精力去解答更難的問(wèn)題。對(duì)于解答一道應(yīng)用題而言，簡(jiǎn)單的加減乘除運(yùn)算就屬于基本技能的范疇。從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，作為教師我們不可忽視本專業(yè)內(nèi)的一些基本技能的訓(xùn)練。
在具體加強(qiáng)學(xué)生基本技能訓(xùn)練方面，教師可從兩方面著手：一方面，確定哪些技能是解決該領(lǐng)域的一般問(wèn)題所必需掌握的基本技能。這可通過(guò)查看教學(xué)大綱以及與專家教師進(jìn)行訪談而得知。另一方面，促進(jìn)這些基本技能的自動(dòng)化，可以按如下步驟展開(kāi)：首先，將較復(fù)雜的技能分解成許多技能或前提技能，并分別掌握它們；其次，促進(jìn)各子技能或前提技能之間的組合。在這一過(guò)程中，練習(xí)和反饋是兩個(gè)非常重要的因素；最后，多次綜合訓(xùn)練，使其達(dá)到自動(dòng)化水平。
3、教授學(xué)生運(yùn)用策略
一般來(lái)說(shuō)，課堂教學(xué)目標(biāo)不僅要求學(xué)生獲得知識(shí)和形成技能，還要求教師能教會(huì)學(xué)生如何運(yùn)用一些學(xué)習(xí)策略。而在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生也必須學(xué)會(huì)對(duì)自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和過(guò)程進(jìn)行管理。學(xué)習(xí)策略，不僅包括影響知識(shí)和技能的已有觀念、情緒和行為，還涉及對(duì)知識(shí)的重新組織。在課堂教學(xué)中，教師教授學(xué)生一些學(xué)習(xí)策略，其目標(biāo)是為了使學(xué)生成為策略性學(xué)習(xí)者，也就是培養(yǎng)愿學(xué)、想學(xué)、知道如何學(xué)的學(xué)生。
在具體學(xué)科中，要培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用不同策略的能力，通常的做法是：對(duì)該領(lǐng)域中經(jīng)常碰到的情況及一些常用的問(wèn)題解決策略進(jìn)行歸納總結(jié)，找出不同策略各自適應(yīng)的一般性情境。這樣，當(dāng)碰到類似問(wèn)題時(shí)，學(xué)生就可做到心中有數(shù)了。
當(dāng)然，學(xué)生有時(shí)難以對(duì)這些情境與策略進(jìn)行有效地分析與匹配，或者說(shuō)，他們對(duì)有關(guān)策略的總結(jié)不能做到面面俱到。這時(shí)，運(yùn)用元認(rèn)知法能有效地提高學(xué)生靈活運(yùn)用不同策略的能力。元認(rèn)知法要求學(xué)生對(duì)實(shí)際生活中所碰到的各種問(wèn)題不斷進(jìn)行總結(jié)，并探討可行的解決辦法。學(xué)生可以自己提出問(wèn)題，然后思索，尋求問(wèn)題解決的方法，并以日記或筆記的形式記錄下來(lái)。學(xué)生還可以通過(guò)觀摩其他有經(jīng)驗(yàn)教師的授課，結(jié)合自己對(duì)問(wèn)題的思考，形成對(duì)某些問(wèn)題解決的獨(dú)特看法。在這種元認(rèn)知中，由地學(xué)生要對(duì)自己和他人運(yùn)用不同策略解決不同問(wèn)題的成敗經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反省總結(jié)，因而可以有效地提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力。
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