问题解决——《学习是如何发生的》第15讲

伟伟

问题解决

岳阳市岳阳县荣家湾街道荷花塘小学 陈敏

宠辱不惊，闲阅书卷奥秘；去留无意，慢随书卷人生。大家好！这里是雅荷读书社，我是荷花塘小学教师陈敏，我分享的题目是《问题解决》。

引言

在20世纪70年代初期，人工智能之父纽厄尔和西蒙运用计算机模拟的方法，提出了人们如何解决问题的理论，由此揭开了这类问题的神秘面纱。

直到最近，人类解决问题的过程在很大程度上仍是未解之谜。行为主义者认为，问题解决本质上是复制性的，换言之，人们会复制以前解决某个问题时所用的方法。所以在我们教学过程中，有人信奉“刷题”能解决一切问题。格式塔心理学家则以一种非常不同的方式来看待问题解决，对他们来说，问题解决的过程具有这样的特征，即个体在心理上重新构建或变换问题的元素，直到他们“发现了！”那一刻，突然“明白了”。这种观点类似于禅宗的“顿悟”，也得到了不少人的支持。

研究理论

纽厄尔和西蒙运用计算机程序探讨了问题解决的本质，发现人类解决问题的方式有些出乎意料。他们研究的核心观点是“问题空间”。该理论可以借由以下四个命题来把握：

1.人类信息加工系统中的少量总体特征随任务和问题解决者的不同而保持不变。

2.这些特征被表征为一个问题空间，并确定问题解决发生于问题空间中。

3.任务环境的结构决定了问题空间的可能结构。

4.问题空间的结构决定了可用于解决问题的可能程序。

研究理论对教育实践的启示

1.知道从何处着手解决问题和知道如何解决问题同样重要。

解决问题的一项关键能力是强大的搜索能力，这在很大程度上取决于是否拥有知识---如果你不知道自己在搜寻什么，那么你如何知道要找什么，又如何知道自己何时找到了它？例如下象棋时，专家级棋手对弈时，棋子移动是由他们的工作记忆决定的，他们知道去哪个区域探索，知道评估进一步探索的可能性，这一过程被德·格鲁特称为”渐进深化“。而新手则是漫无目的的摸索，大大加深了解决的难度。所以要求学生去寻找解决方案之前，首先要确保他们拥有足够的知识，知道从何处着手解决问题而不是随机地搜索解决方案，使学生形成充分的问题空间，这才能使他们维持学习的兴趣，着手进行创造性的问题探索。

2.把大问题分解成小步骤

面对一个问题时，问题空间可能非常大，通过可能的问题解决方案索引进行搜索几乎是不可能的。以河内塔问题为例，有几个叠放的圆盘和三个桩子，目标是将所有圆盘按当前叠放次序移动到右边桩子上，但每次只能移动一个圆盘，当圆盘叠放在一起时，不能把一个大圆盘放在一个小圆盘上面。如果有4个叠放的圆盘，大多数人只能通过尝试--错误的方式来解决这个问题。然而，如果有5个或更多的圆盘就不同了，问题空间所包含的变量范围太大，无法搜索，除非你有正确的启发式或找到了可用的“密匙”。然而，成功解决这个问题的一个关键因素不是搜索整个问题空间，而是在一个更小的、预先界定的范围内搜索，这更易于管理、更有可能产生解决方案。

对于学生来说，如果遇到难以解决的问题，同样可以采取化整为零，化大为小的方式，逐步解决各个小的节点，才能更好也更快地掌握知识。

3.示范解决问题的模型并给机会独立解决。

给学生展示如何解决某个特定问题的同时，也让他们有机会独立解决该问题，并将所学到的知识应用到实践中，这是至关重要的。这种方法通常被冠以“操练与扼杀”而饱受诟病，认为它令学生缺失动力。但正如西蒙后来所指出的，这种论点缺乏证据支持。

总之，教师需要监控学生是否掌握了足够的知识，并示范解决问题的方案，给学生机会练习，进而创造性地解决问题。当学生能够有选择地而不是随机地搜索问题空间时，他们就成功了。这也正是我们教育的目的！