心理学 认知 问题解决

（一）算法和启发法
算法：精确地指明解题的步骤 许多学科中的公式都是算法，有些问题的 算法简便易行，有些需要系统地进行所有 可能的尝试（如解密码锁）。 算法的根本特点：无论用简便的公式还是 所有的尝试，算法总能保证问题一定得到 解决。
启发法：凭借经验的解题方法，也称经验 规则 如：指向性分析策略 算法与启发法的比较：虽然算法能保证问 题得到解决，但不能取代启发法。因为： １、不是所有问题都有算法，２、有算法 的问题应用启发法可能会更迅速地解决问 题，３、如果算法过于复杂，往往在实际 中无法加以应用。 普遍认为：人类解决问题，特别是复杂问 题，主要是应用启发法。
3、计划（简化计划） 在解决问题中，先抛开某些方面或部 分，而抓住一些主要结构，把问题抽象成 简单的形式，先解决这个简单的问题，然 后利用这个解答来帮助或知道更复杂的整 个问题的解决。
四、问题解决的计算机模拟
如果我们想了解被试在解决问题时头脑内发生的情 况，则可以用口语记录分析的方法，即出声思维的 方法。这种方法就是让被试在解决问题时说出头脑 内进行的一切活动，予以记录，然后加以分析。 口语记录分析法是认知心理学进行思维的计算机模 拟收集经验数据的方法。 认知心理学还假定，人是一个信息加工系统，信息 加工系统也叫“符号操作系统”，更常称作“物理 符号系统”。计算机也是一个物理符号系统。 将人脑比喻为计算机，就可以从一个已知的系统去 加深对一个不甚清楚的系统的理解。这样，我们可 以用计算机程序来模心理 学理论编写计算机程序来模拟人解决问题 的行为和内部认知过程，使计算机以类似 于人的方式来解决问题并达到类似的结果， 以证实或证伪该理论。
计算机模拟的贡献
对人工智能的发展有直接的重要价值 证实了一些心理学理论，促进心理学对人 的问题解决的研究 推动了对知识库和策略的研究：知识库的 有关知识越多，则问题解决各阶段的信息 加工也较容易 引出产生式概念：if-then问题解决过程就成 引出产生式概念：if-then问题解决过程就成 为获得与应用一定的产生式系统的过程
（二）问题解决的阶段 问题表征 选择算子 应用算子 评价当前状态
当代认知心理学综合了尝试当代认知心理学综合了尝试-错误理论与顿悟学说 的观点，认为人们解决问题一般经过三个阶段： 一是了解问题空间，找到问题的表征形式；二是 在记忆中搜索有关知识，形成解决问题的动作状 态；三是不断进行反馈式评价，衡量操作过程与 目的状态和始发状态的距离。
二、顿悟学说
德国心理学家苛勒（W.Khler）是这一学说的代 德国心理学家苛勒（W.Khler）是这一学说的代 表人物。 他也进行了一系列的动物实验。 其中最典型的是猩猩取香蕉实验。将猩猩关在 笼内，笼外放着水果，但因距离太远，猩猩靠 前肢无法取得。观察猩猩怎样利用现有条件， 找出解决问题的方法（如拉动一端缚着水果的 绳子、先用短竹竿够取长竹竿再用长竹竿够水 果、把两根短竹竿接起来够着水果等等）。上 述方法，有的猩猩能够马上发现，有的一两年 也发现不了。 这里，猩猩无法进行“尝试-错误” 这里，猩猩无法进行“尝试-错误”。
四、现代认知心理学的研究
一、问题与问题解决 （一）、问题的心理学描述 1、三个基本成分 给定 目标 障碍 2、分类
（二）问题解决的特征 目的指向性 操作序列 认知操作
二、问题解决过程
（一）问题空间与问题解决 问题空间：问题解决者对一个问题所达到的全部认 识状态。 问题空间是由始发状态、操作状态和目的状态组成。 始发状态就是问题没有得到解决前的开始状态； 目的状态就是问题解决后的状态，是努力的目标与 结局； 从问题的始发状态向目的状态过渡便是操作状态。 不同的问题有不同的问题空间，即始发状态和目的 状态是否明确、操作状态中解决问题的途径的复杂 情况不同，都会构成不同的问题空间。了解问题空 间，对问题本身进行明确的表征，是解决问题的关 键所在。
(4)假说的检验。 (4)假说的检验。 由于解决问题通常都可能有几种不同的途径，所 以可能的解决问题的方案或假说也就不止一种。 一方面，要凭借以往的经验从中挑选出可能性最 大的一种或几种假说来予以验证，另一方面还要 借助于一定的技术在实际中证实假说。 (5)最佳途径的选择。 (5)最佳途径的选择。 经过检验，找出解决某一问题的最佳途径，即得 到最好效果的方法。最后，还要把解决某一问题 的经验加以归纳，结合到认识结构之中，用以解 决同类的或新的问题。
（二）几种重要的启发式策略
１、手段——目的分析 １、手段——目的分析 核心将需要达到的问题目标状态分成 核心将需要达到的问题目标状态分成 若干子目标，通过实现一系列子目标而最 终达到总目标。 是一种有明确方向、通过设置子目标 来逐步缩小起始状态和目标状态之间差别 的策略。 可应用于多种问题
手段-目的分析方法为基础。这一方法包括5 手段-目的分析方法为基础。这一方法包括5个 主要步骤：①确定目标；②审视现状与目标之 间的差距；③寻找缩短差距的方法；④建立接 近问题目标的子目标；⑤通过操作，实现从子 目标向总目标的过渡。解决问题过程中的每一 次操作，都是一个“条件-行动” 次操作，都是一个“条件-行动”的组合，即 一种包含了识别过程和动作过程的组合。每当 识别到所需要的条件得到满足时，就会激起某 种动作；当几组条件同时得到满足时，就需要 选择一种最佳的行为后果。人们解决问题的一 般途径是把总目的分成许多小的步骤，通过寻 找新的信息，满足达到各种目的状态的条件， 通过不断认识和操作来实现总的目标。
三 、五阶段理论
这一理论是美国实用主义教育学家杜威（J.Dewey）提 这一理论是美国实用主义教育学家杜威（J.Dewey）提 出的。解决问题的5 出的。解决问题的5个阶段是： (1)问题的意识与提出。 (1)问题的意识与提出。 要解决问题，首先要发现和提出问题。问题的解决者必 须意识到问题的存在，并进行初步怀疑、推测。在日常 教学中帮助学生发现和提出问题，增加对问题的敏锐程 度，是十分必要的。 (2)问题的确定。 (2)问题的确定。 明确问题的空间，认识到它与其他问题之间的各种关系， 确定问题解决所要达到的目标。这种对问题空间的分析 常常是解决问题的关键。 (3)形成假说。 (3)形成假说。 在分析问题空间的基础上，拟定各种解决问题的可行方 案，这便是形成假说的阶段。为了提高方案的可行性， 在考虑到各种各样的可能性时，不仅要越周密越好，同 时还要考虑到测试或验证这些假说的具体途径。
问题解决（1） 问题解决（
思维的普遍形式是问题 解决。当我们提出“这 是什么？”“为什么” 这些问题时，我们就开 始了思维活动。 问题解决的研究在心理 学中有较长的历史。
问题解决（2） 问题解决（
当一个人埋头思考时，其过程是十分隐蔽的。 今天的心理学不仅研究问题解决的外部行为， 而且还注意内部心理机制的研究。 问题的任务是用从0 问题的任务是用从0到9的数字分别代替这些字 母并要求算式计算正确，作为提示，D=5。 母并要求算式计算正确，作为提示，D=5。
问题解决（3） 问题解决（
两个火车站相距100km，某天下午2 两个火车站相距100km，某天下午2点，两个火车头相 向开出。一个火车的速度为60km/h，另一个火车的速 向开出。一个火车的速度为60km/h，另一个火车的速 度为40km/h，当火车头开始行走时，一只鸟突然出现 度为40km/h，当火车头开始行走时，一只鸟突然出现 在第一个火车头前面而向第二个火车头飞去，当鸟到 达第二个火车头时，它又立即以原来的速度向第一个 火车头飞去，鸟以80km/h的 火车头飞去，鸟以80km/h的速度在两个火车头之间来 回飞。问：在两火车头相遇时鸟飞了多少公里？
苛勒认为，猩猩是通过“顿悟” 苛勒认为，猩猩是通过“顿悟”来 发现解决问题的方法的。问题的解 决是由于理解了部分与整体的关系， 是整个情境的新综合，组成新的整 体，而不是已知动作的重组。盲目 的“尝试-错误”并不是解决问题 尝试-错误” 的主要方法。顿悟学说重视整体的 作用，强调对材料的组织，但又忽 视量变，轻视经验的积累。
（三）问题表征对问题解决的影响
对问题的表征是否适宜，对问题解 决有重大的直接影响 问题的表征依赖于人的知识经验， 也受到注意、记忆和思维等心理过 程的制约 对问题的表征也受到问题本身的表 述方式的影响
三、问题解决的策略
任何一个问题要得到解决，总要应用某个 策略，策略是否适宜常决定问题解决的成 败。 创造性问题解决和常规性问题解决的分野 在于策略的区别。 人在解决问题时，常常从长时记忆中提取 以前解决类似问题所用的策略，或者形成 一个新的策略，并会出现策略的转换。
算子：操作和操作规则 问题解决：应用各种算子来改变问题的起始状态， 使之转变为目标状态。就是对问题空间的搜索， 以找到一条从问题的起始状态达到目标状态的通 路 可以用问题行为图、树形图来表示；问题行为图 表明人对某个问题实际形成的问题空间和实际的 操作，是心理空间，而树形图则表明全部可能的 问题空间和搜索路径，是逻辑空间 问题解决过程不是直线式的，而是曲折的；受人 的知识经验和各种心理过程的制约；
从这类实验桑代克得出结论：解决问 题的过程就是尝试题的过程就是尝试-错误的过程，其进 程为：错误反应逐渐减少，正确反应 逐渐增多；各种正确的反应组合后， 产生一系列成功反应的动作。在解决 问题的过程中，并不存在什么神秘的 思维和推理。他将这一结论推广到人 类解决问题的过程。 尝试尝试-错误理论没有看到思维、推理在 问题解决中的作用；实际上，并不是 事事都需要千百次的尝试错误。
思维的计算机模拟的局限性
思维的计算机模拟有其局限性。 首先，人脑的工作方式与计算机的工作方式是 不同的，人脑是千百万年进化的产物，而计算 机只是人脑的产物 其次，仅在计算机输出的结果方面模拟人的思 维结果是不够的。 第三，计算机无法对人的形象思维（不使用符 号的思维）进行模拟，而形象思维则是人解决 问题，在科学、艺术、运动等领域进行创造性 活动常常使用的思维形式。
当前状态和目标状态之间可能存在多种差 异，而发现其中最重要的差异是关键的； 在手段目的分析过程中，记忆的参与是必 要的：实现了一个子目标时，又会产生其 它一些子目标，在记忆中保持这些子目标 及其联系，也是非常重要的。