第九章問題解決1提綱

對(duì)問題解決的幾種理解問題表征問題解決策略問題表征與策略的關(guān)系影響問題解決的其他心理因素2一、對(duì)問題解決的幾種理解

嘗試錯(cuò)誤說頓悟說多階段理論技能說信息加工說31、嘗試錯(cuò)誤說美國心理學(xué)家桑代克（E.L.Thorndike，1874-1949）提出嘗試錯(cuò)誤說桑代克制作了多種迷箱和迷津用貓進(jìn)行迷籠實(shí)驗(yàn)4桑代克認(rèn)為，問題解決是一種嘗試-錯(cuò)誤（trialanderror）的過程，帶有漸進(jìn)的性質(zhì)動(dòng)物，至少低等動(dòng)物并未在問題解決中表現(xiàn)出進(jìn)行推理，其行為完全可用嘗試-錯(cuò)誤加以說明人類在解決問題中也有嘗試-錯(cuò)誤現(xiàn)象52、頓悟說格式塔心理學(xué)提出頓悟說。頓悟說認(rèn)為，問題解決要求看出問題情境中的各種關(guān)系，而對(duì)這種關(guān)系的理解是突然產(chǎn)生的，既出現(xiàn)頓悟（insight），問題解決是通過頓悟而實(shí)現(xiàn)的。德國心理學(xué)家苛勒（WolfgangK?hler，1887-1967)對(duì)黑猩猩的思維進(jìn)行了長達(dá)7年的研究。6黑猩猩突然對(duì)問題情境中的關(guān)系有了理解，由于頓悟而解決了問題。7苛勒不同意嘗試-錯(cuò)誤說，認(rèn)為桑代克安排的實(shí)驗(yàn)使動(dòng)物看不到整個(gè)問題的情境，因而出現(xiàn)嘗試-錯(cuò)誤現(xiàn)象，否則是不會(huì)出現(xiàn)的。苛勒認(rèn)為，動(dòng)物解決問題的過程并不是嘗試錯(cuò)誤的過程，而是對(duì)問題情景的一種頓悟，即通過對(duì)原來知覺情景的改造，突然找到問題解決的方法。格式塔心理學(xué)還認(rèn)為，人也是通過頓悟來解決問題的。83、多階段理論美國實(shí)用主義哲學(xué)家杜威（JohnDewey，1859-1952）將問題解決看作多階段的過程：發(fā)現(xiàn)或認(rèn)出問題，即感受到困難；確定并說明問題，把有關(guān)的東西分出來；形成各種可能的解決辦法；對(duì)各種可供選擇的解決辦法進(jìn)行思索或推理，以確定一個(gè)最合適的辦法；考驗(yàn)所選擇的那個(gè)辦法。9杜威的看法對(duì)后來將問題解決分為四個(gè)階段有很大影響，并延續(xù)至今。問題解決是熟悉問題、孕育、明朗和驗(yàn)證解決方法的過程。準(zhǔn)備（Preparation）孕育（Incubation）明朗（Illumination）或啟示驗(yàn)證（Verification）104、問題解決是一種技能問題解決是一種技能問題解決需要運(yùn)用過去經(jīng)驗(yàn)問題解決能力能通過練習(xí)而發(fā)展提高問題解決需要調(diào)整和排列許多成分和次要技能，并受次要技能發(fā)展程度的影響115、信息加工說認(rèn)知心理學(xué)用信息加工觀點(diǎn)來研究人的問題解決過程代表人物：Newell,Shaw,&Simon把人類問題解決的過程和計(jì)算機(jī)問題解決的過程進(jìn)行類比，用計(jì)算機(jī)模擬人類問題解決行為問題解決是問題解決者從問題初始狀態(tài)出發(fā)，搜尋恰當(dāng)?shù)穆窂降竭_(dá)目標(biāo)狀態(tài)的過程，即在問題空間進(jìn)行搜索的過程。

12問題的心理學(xué)描述問題包含3個(gè)基本成分：給定：一組已知的關(guān)于問題條件的描述，即問題的起始狀態(tài)目標(biāo)：關(guān)于構(gòu)成問題結(jié)論的描述，即問題的答案或目標(biāo)狀態(tài)障礙：正確的解決方法不是直接顯而易見的，必須間接通過一定的思維活動(dòng)才能找到答案，達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。13問題的種類歸納結(jié)構(gòu)問題轉(zhuǎn)換問題排列問題界定清晰的問題（well-definedproblem）界定含混的問題（ill-definedproblem）對(duì)抗性問題（adversaryproblem）非對(duì)抗性問題（non-adversaryproblem）語義豐富的問題（semanticrichproblem）語義貧乏的問題（semanticimpoverishedproblem）14歸納結(jié)構(gòu)問題

給予幾個(gè)成分，而問題解決者必須發(fā)現(xiàn)隱含這些成分中的結(jié)構(gòu)形式。轉(zhuǎn)換問題

給予一個(gè)最初的狀態(tài)，而問題解決者必須發(fā)現(xiàn)一些列達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)的操作。排列問題

給予所需的成分，而問題解決者必須以一定的方式排列它們，以達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)狀態(tài)。15

界定清晰的問題（well-definedproblem）界定清晰的問題是指初始狀態(tài)（initialstate）、目標(biāo)狀態(tài)（goalstate）以及由初始狀態(tài)如何到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)的一系列過程都很清楚的問題。界定含混的問題（ill-definedproblem）界定含混的問題是指對(duì)問題的初始狀態(tài)或目標(biāo)狀態(tài)沒有清楚的說明，或者對(duì)兩者都沒有明確的說明，這些問題具有很大的不確定性。16

對(duì)抗性問題（adversaryproblem）解決對(duì)抗性問題時(shí)，人們不僅要考慮自己的解題活動(dòng)，而且這種活動(dòng)還要受對(duì)手解題活動(dòng)的影響。非對(duì)抗性問題（non-adversaryproblem）非對(duì)抗性是指在解決問題時(shí)沒有對(duì)手參與的問題。17

語義豐富的問題（semanticrichproblem）如果解題者對(duì)所要解決的問題具有很多相關(guān)的知識(shí)，這種問題稱為語義豐富的問題。語義貧乏的問題（semanticimpoverishedproblem）如果解題者對(duì)要解決的問題沒有相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，這種問題稱為語義貧乏的問題。18問題解決的特征1、目的指向性問題解決活動(dòng)必須是目的指向的活動(dòng)，它總要達(dá)到某個(gè)特定的終結(jié)狀態(tài)。2、操作序列問題解決必須包括心理過程的序列3、認(rèn)知操作問題解決的活動(dòng)必須由認(rèn)知操作來進(jìn)行19二、問題解決過程認(rèn)知心理學(xué)家將信息在頭腦中的呈現(xiàn)方式統(tǒng)稱為表征。問題空間是人們對(duì)問題的內(nèi)部表征，將任務(wù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為人的問題空間就實(shí)現(xiàn)了對(duì)問題的表征和理解。20問題空間（problemspace）問題空間是指問題解決者對(duì)所要解決的問題的一切可能的認(rèn)識(shí)狀態(tài)，包括對(duì)問題的初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)的認(rèn)識(shí)，如何由初始狀態(tài)轉(zhuǎn)化為目標(biāo)狀態(tài)以及有關(guān)的算子的認(rèn)識(shí)等。問題表征的四個(gè)因素問題的初始狀態(tài)目標(biāo)狀態(tài)算子對(duì)算子的約束21問題解決問題解決就是應(yīng)用各種算子來改變問題的起始狀態(tài)，使之轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)狀態(tài)，也就是對(duì)問題空間的搜索，以找到一條從問題的起始狀態(tài)達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)的通路。1、問題行為圖問題行為圖將問題解決過程分解為許多操作和認(rèn)識(shí)狀態(tài)，清楚地揭示問題空間和搜索過程。22設(shè)在下列加法算式中，有10個(gè)不同的字母，每個(gè)字母分別代表0至9的一個(gè)數(shù)碼。現(xiàn)已知字母D=5，要求找出每一個(gè)字母所代表的一個(gè)數(shù)碼，運(yùn)用通常的加法規(guī)則，使得下面的算式得以成立：

DONALD + GERALD ROBERT密碼算題 526485 + 197485 72397023

2、樹形圖

樹形圖指明在所有可能的方向上進(jìn)行搜索所產(chǎn)生的各種中間狀態(tài)，直至目標(biāo)狀態(tài)，故又稱搜索樹。樹形圖既表明問題空間，又表明對(duì)問題空間的搜索過程。24問題行為圖所表明的人的問題空間是從人解決問題的實(shí)際行為得到的，它是心理空間。樹形圖所表示的問題空間是基于對(duì)問題解決的邏輯分析或算法而得到的，它是一種邏輯空間或算法空間。這兩種空間相互聯(lián)系著，邏輯空間可以轉(zhuǎn)化為心理空間。25問題解決步驟問題表征，即識(shí)別和理解問題設(shè)計(jì)或規(guī)定解決問題的策略執(zhí)行策略評(píng)價(jià)問題解決的進(jìn)展26

問題表征對(duì)問題解決的影響

1.如果問題得不到適宜的表征，那么問題就難于解決或無法解決。

2.問題表征依賴于人的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，也受到注意、記憶和思維等心理過程的制約。27問題空間是對(duì)任務(wù)范圍的理解，即形成問題的表征問題本身是課題的領(lǐng)域、范圍對(duì)問題的理解則是人的問題空間問題空間不是現(xiàn)成地隨著問題提供給問題解決者的問題解決者需要利用問題本身的特征和相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)來主動(dòng)地構(gòu)建它28問題解決者需要充分有效地提取問題信息，再根據(jù)問題解決者自身的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)對(duì)信息進(jìn)行組織和分析，發(fā)現(xiàn)問題結(jié)構(gòu)，建構(gòu)問題空間同一問題，不同人可構(gòu)造出不同問題空間同一個(gè)人，其問題空間也可能改變或重構(gòu)不同問題，有不同的問題空間的結(jié)構(gòu)和大小29表征是問題解決的中心環(huán)節(jié)問題表征直接影響著問題解決者所考慮的一系列合法、適當(dāng)?shù)牟饺绻粋€(gè)問題得到了正確的表征，可以說它已解決了一半（Simon，1986）有時(shí)按常規(guī)方式表征的問題難以求解，但若換一個(gè)角度來表征同一個(gè)問題，問題就迎刃而解了（Simon，1991）30適宜的表征問題解決的典型特征即在于生成合理的問題表征，即問題被恰當(dāng)?shù)亟M織起來。一個(gè)適宜的表征應(yīng)該滿足三個(gè)條件表征與問題的真實(shí)結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)表征中的各個(gè)問題成分被適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合在一起表征結(jié)合了問題解決者的其他知識(shí)（Wertheimer,1985）31什么決定問題難度？問題結(jié)構(gòu)上的不同并不能解釋問題難度上的差異，被試想象、構(gòu)造或考慮問題的方式才是決定問題難度的關(guān)鍵。（Kotovky等人，1985）32三、問題解決策略策略是人對(duì)信息加以操作的辦法、計(jì)劃、方案，它使人的認(rèn)知活動(dòng)成為有組織的有機(jī)的統(tǒng)一體采用什么樣的策略解決問題，是影響問題解決效率的一個(gè)很重要的心理因素好的策略，有利于問題的解決9+3+2+4+5+6+7+8+1+5=？(9+1)+(8+2)+(7+3)+(6+4)+(5+5)=50(1+9)92+5=5033策略有效性

某些策略比其他一些策略更有效，表現(xiàn)在它們要求的短時(shí)記憶的負(fù)擔(dān)保持它們的容易程度它們達(dá)到問題解決的速度它們所適用的作業(yè)范圍34通用的解決問題的策略算法啟發(fā)式手段-目的分析逆向搜索爬山法計(jì)劃351、算法算法策略（algorithmstrategy）是在問題空間中隨機(jī)搜索所有可能的解決問題的方法，直至選擇一種有效的方法解決問題把解決問題的方法一一進(jìn)行嘗試，最終找到解決問題的答案優(yōu)點(diǎn)：它能夠保證問題的解決缺點(diǎn)：需要大量的嘗試，因此費(fèi)時(shí)費(fèi)力當(dāng)問題復(fù)雜、問題空間很大時(shí)，人們很難依靠這種策略來解決問題有些問題也許沒有現(xiàn)成的算法或尚未發(fā)現(xiàn)其算法362、啟發(fā)法啟發(fā)法（heuristicmethod）是人根據(jù)一定的經(jīng)驗(yàn)，在問題空間內(nèi)進(jìn)行較少的搜索，以達(dá)到問題解決的一種方法優(yōu)點(diǎn)：較省時(shí)省力缺點(diǎn)：啟發(fā)法不能完全保證問題解決的成功371）手段-目的分析手段-目的分析（mean-endanalysis）是將需要達(dá)到的問題的目標(biāo)狀態(tài)分成若干子目標(biāo)，通過實(shí)現(xiàn)一系列的子目標(biāo)最終達(dá)到總目標(biāo)。基本步驟比較初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)，提出第一個(gè)子目標(biāo)找出完成第一個(gè)子目標(biāo)的方法或操作實(shí)現(xiàn)子目標(biāo)提出新的子目標(biāo)上述步驟循環(huán)往復(fù)，直至問題的解決手段-目的分析是常用策略，對(duì)解決復(fù)雜問題有重要應(yīng)用價(jià)值。38河內(nèi)塔問題目標(biāo)： 將盤從柱1移到柱3，且保持原大小順序。河內(nèi)塔問題規(guī)則： 每次只能移動(dòng)一個(gè)圓盤； 大盤不能放在小盤上； 在移動(dòng)時(shí)可利用柱2。392）逆向搜索逆向搜索（backwardsearch）是從問題的目標(biāo)狀態(tài)開始搜索，直至找到通往初始狀態(tài)的通路或方法。逆向搜索更適合于解決那些從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)只有少數(shù)通路的問題。池塘問題403）爬山法爬山法（hillclimbingmethod）是類似于手段-目的分析法的一種解題策略。人在爬山時(shí)考慮指定的起始點(diǎn)，然后選取與起始點(diǎn)鄰接的未被訪問的任一節(jié)點(diǎn)，向目標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)，并且在爬山過程中對(duì)每一節(jié)點(diǎn)下面的可能路程進(jìn)行排序，逐步逼近目標(biāo)。這種方法稱為爬山法。41爬山法是采用一定的方法逐步降低初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)的距離，以達(dá)到問題解決的一種方法就像登山者為了登上山峰，需要從山腳一步一步登上山峰一樣最麻煩的問題：小丘，山脊，平臺(tái)使用手段-目的分析時(shí)，有時(shí)為了達(dá)到目的，不得不暫時(shí)擴(kuò)大目標(biāo)狀態(tài)與初始狀態(tài)的差異，以有利于最終達(dá)到目標(biāo)。424）計(jì)劃在解決問題時(shí)，還可以先拋開某些方面或部分，而抓住一些主要結(jié)構(gòu)，把問題抽象成簡單的形式，先解決這個(gè)簡單的問題，然后而已得成果去解決更復(fù)雜的問題。

43啟發(fā)式策略的本質(zhì)特征：選擇性選擇性是啟發(fā)式策略的基本特征一般來說，特定的問題解決需要經(jīng)過多次摸索才能完成。在摸索過程中，有些經(jīng)驗(yàn)或嘗試被放棄了，有些則被繼續(xù)使用這種不斷摸索和試探的反復(fù)試驗(yàn)法并不是隨機(jī)的或盲目的，事實(shí)上，它具有很強(qiáng)的選擇性。人們從錯(cuò)誤中吸取教訓(xùn)，從成功中獲得經(jīng)驗(yàn)，在選擇試誤過程中逐步逼近目標(biāo)44啟發(fā)式是人從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得出的能在問題空間中有效地限制搜索量的問題解決策略。選擇，就其本身而言，是問題解決者對(duì)所要解決的特定問題中所包含的各種信息作出區(qū)分、優(yōu)化的過程。啟發(fā)式策略的選擇性基于多種經(jīng)驗(yàn)法則（或直觀推斷法），它們提示問題解決者應(yīng)先行搜索哪些路徑和在已搜索了的路徑中哪些有希望通向目標(biāo)。啟發(fā)式策略的選擇性與外界某種環(huán)境信息的反饋密切相關(guān)。45四、問題表征與策略的關(guān)系鑒于問題表征和策略在人類問題解決過程中的重要作用，我們對(duì)問題表征、問題解決策略和表征與策略間的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)研究。問題表征過程及其對(duì)問題解決的影響策略使用和轉(zhuǎn)換問題表征與策略的關(guān)系46

我們認(rèn)為，為了正確地解決問題，問題解決者必須從問題的語言表述中充分有效地提取信息，再根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)對(duì)信息進(jìn)行分析和組織，發(fā)現(xiàn)問題的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成自己的問題空間。1、問題表征過程47實(shí)驗(yàn)一目的：探討問題表征的信息加工過程及其對(duì)問題解決結(jié)果的影響被試：34名大學(xué)生實(shí)驗(yàn)作業(yè)：智力數(shù)學(xué)題傅小蘭，何海東

(1995)：問題表征過程的一項(xiàng)研究。《心理學(xué)報(bào)》,27(1),204-210。48智力數(shù)學(xué)應(yīng)用題蘇珊正在翻弄一個(gè)小本子，查找著什么。“這是過去的日記，”她說?！拔蚁肟纯茨衬昴吃伦詈蟮哪且惶於加浟诵┦裁?，那是我們初次相遇的日子?！薄拔艺J(rèn)為那一天在當(dāng)年是獨(dú)一無二的”，薩姆關(guān)掉收音機(jī)對(duì)蘇珊說，“如果你把那個(gè)月份最后一天以前的日數(shù)加到那一年其余月份中大月超過小月的數(shù)值上，你就可以得出我們初次相見以后那個(gè)月份的天數(shù)了?！彼_姆想了一會(huì)兒又說：“而且那天的日期等于那一年年代數(shù)的前兩位數(shù)字與后兩位數(shù)字之和?！碧K珊對(duì)她丈夫的難題是習(xí)以為常。不過，她日記中記載的那個(gè)日子到底是哪年哪月的幾號(hào)呢？49問題的初始條件與隱含條件過去的日記：日記中記載的那一天是在1993年以前。某年某月最后的那一天。那一天在當(dāng)年是獨(dú)一無二的：解是唯一的。關(guān)掉收音機(jī)：對(duì)話發(fā)生在有收音機(jī)的年代，即1912年以后。把那個(gè)月份最后一天以前的日數(shù)加到那一年其余月份中大月超過小月的數(shù)值上，等于初次相見以后那個(gè)月份的天數(shù)。那天的日期等于那一年年代數(shù)的前兩位數(shù)字與后兩位數(shù)字之和。50答案第一步：求月份和日期（滿足條件2、3、5）7月31日閏年2月29日第二步：求年代（滿足條件1、4、6）1912年正確答案：1912年7月31日51結(jié)果34名被試所給答案中包括正確答案的有6人；沒有一人的答案完全滿足6個(gè)初始約束條件。數(shù)據(jù)分析詳細(xì)分析被試的問題表征過程與問題解決結(jié)果52結(jié)論正確的問題表征是解決問題的必要前提，在錯(cuò)誤的或不完整的問題空間中進(jìn)行搜索，不可能求得問題的正確解；問題表征是對(duì)問題信息提取和理解的過程，問題規(guī)則在問題表征中起重要作用；在問題表征過程中，導(dǎo)致建構(gòu)出錯(cuò)誤的或不完整的問題空間的主要因素包括信息遺漏：未能將問題的有關(guān)信息全部提取出來；信息誤解：對(duì)某些問題信息做出錯(cuò)誤的分析和理解；隱喻干擾：問題信息中潛在的歧義性使被試?yán)Щ蠡蛘`導(dǎo)被試的解題思路。53實(shí)驗(yàn)二目的：研究對(duì)問題規(guī)則的表征任務(wù)：結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)則明確的換位棋被試：65名大學(xué)生數(shù)據(jù)：65名大學(xué)生被試問題解決過程的詳細(xì)記錄王東暉，傅小蘭

(1997)：換位棋問題規(guī)則的表征與解題正確率間關(guān)系的研究。《心理科學(xué)通訊》,(6),536-540。54換位棋問題：XXXOOOOOOXXX走棋規(guī)則白子O和黑子X分別向?qū)Ψ角斑M(jìn)，每次只能走一格；可以雙方輪流前進(jìn)，也可以有一方連續(xù)前進(jìn)，不能倒退。遇到對(duì)方棋子可以跳過，但只能跳過一個(gè)棋子。步數(shù)規(guī)則15次行棋內(nèi)將黑白棋子互換位置。55結(jié)論正確表征問題規(guī)則是解決換位棋問題的必要前提；對(duì)問題規(guī)則信息的誤解和遺漏是導(dǎo)致解題錯(cuò)誤的重要原因；發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)是解決換位棋問題的必要條件，應(yīng)用正確的搜索方式（手段-目的分析策略、逆向搜索策略等）有助于發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。562、策略使用和轉(zhuǎn)換在問題解決過程中，問題解決者往往不止使用一種策略。一些心理學(xué)家注意到，人可以從使用一種策略轉(zhuǎn)換到使用另一種策略。那么，策略在什么條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)換？什么因素促使策略進(jìn)行轉(zhuǎn)換呢？57實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)作業(yè)：華容道問題實(shí)驗(yàn)條件：22允許或不允許重走告訴或不告訴最少步數(shù)被試：被試共16人被試組間設(shè)計(jì)。每組4人，男女各半。傅小蘭

(1987)：問題解決過程中的策略轉(zhuǎn)換的一項(xiàng)研究?！缎睦韺W(xué)雜志》，2(3)，22-31。58華榮道：橫沖直撞式1曹操324關(guān)羽張飛趙云馬超黃忠59實(shí)驗(yàn)方法要求被試進(jìn)行出聲思維詳細(xì)分析被試的口語記錄60結(jié)論解決華容道問題過程中使用著不止一種策略。知覺指引策略是普遍使用的策略，早期表現(xiàn)是隨機(jī)的知覺指引策略，后來表現(xiàn)為確定一定中間狀態(tài)的有計(jì)劃的知覺指引策略。和有計(jì)劃的知覺指引策略有密切關(guān)系的是近點(diǎn)優(yōu)先策略和遠(yuǎn)點(diǎn)優(yōu)先策略。61結(jié)論（續(xù)）策略轉(zhuǎn)換的總趨勢是從隨機(jī)的知覺指引策略轉(zhuǎn)換為有計(jì)劃的知覺指引策略。近點(diǎn)優(yōu)先策略和遠(yuǎn)點(diǎn)優(yōu)先策略的轉(zhuǎn)換可以是隨機(jī)的；也可以是以一方的連續(xù)失敗而轉(zhuǎn)換的；而以確定的中間狀態(tài)作為即時(shí)目標(biāo)的是有計(jì)劃的轉(zhuǎn)換。被試是否被允許隨時(shí)放棄當(dāng)前狀態(tài)而從頭開始重新嘗試，被試是否被告知解決華容道問題的最少步數(shù)，都是影響策略轉(zhuǎn)換的因素。允許重走和告訴最少步數(shù)都有利于策略間的轉(zhuǎn)換。623、問題表征與策略我們用心理學(xué)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬相結(jié)合的方法研究了問題表征與問題解決策略的關(guān)系。研究選用的獨(dú)粒鉆石棋問題不僅具有特殊的問題結(jié)構(gòu)，而且提供了一個(gè)與象棋和圍棋同樣自然的問題情境。63獨(dú)立鉆石棋問題的結(jié)構(gòu)獨(dú)立鉆石棋是單人玩的游戲，共有32粒棋子它的玩法像跳棋，每次動(dòng)一個(gè)棋子，這個(gè)棋子必須跳過另一個(gè)棋子，而且要跳到空位上，被跳過的那個(gè)棋子就被吃掉了游戲的成績?nèi)Q于最后剩的棋子數(shù)最好成績是只在棋盤中央（44處）剩下一枚棋子64獨(dú)立鉆石棋65四組棋子及其關(guān)系A(chǔ)組：24、42、44、46、64。A組棋子只能靠吃掉34、43、45和54位的棋子而走動(dòng)。B組：13、15、31、33、35、37、51、53、55、57、73、75。B組棋子無法吃掉A組棋子，也不能被A組棋子吃掉，但可以與C組和D組棋子互相對(duì)吃。C組：23、25、41、43、45、47、63、65。D組：14、32、34、36、52、54、56、74。C組棋子與D組棋子互相垂直，不能互吃，也不能換位，但它們不僅能與B組棋子互相吃，而且還能吃掉A組棋子。66顯然，問題解決者需要對(duì)問題結(jié)構(gòu)有明確的認(rèn)識(shí)，還要具有統(tǒng)觀全局的能力，使各組棋子能互相搭橋和配合，才能最終達(dá)到解決目的。67實(shí)驗(yàn)四采用出聲思維方法44名被試解決問題五次

Fu,X.L.(1995).ProblemrepresentationandsolutionstrategiesinSolitaireChess.EuropeanJournalofCognitivePsychology,7(3),261-281.68（1）被試使用的三種策略知覺指引策略選擇性搜索策略計(jì)劃簡化策略69“知覺指引策略”被試下棋中選擇棋子移動(dòng)無計(jì)劃，主要基于當(dāng)時(shí)對(duì)問題情境的知覺結(jié)果，即看出哪個(gè)棋子能動(dòng)就移動(dòng)哪個(gè)棋子。口語記錄多是：“先試試”、“車到山前必有路”和“走一步看一步”等。70“選擇性搜索策略”被試的口語記錄包括“先把最角上的棋子去掉”，“要往中間走”和“怎么把邊緣的移到中間去？”等?？紤]到問題解決的最佳結(jié)果是剩一枚棋子在棋盤正中心位置，把棋子往棋盤中部集中是有道理的。71“計(jì)劃簡化策略”被試的口語記錄中有這樣的表述，“怎么千方百計(jì)使這4個(gè)角一個(gè)一個(gè)使它空出來”和“上面一個(gè)一個(gè)角消滅掉了，這么消滅的話沒注意中間的”等。被試將棋盤的4個(gè)邊角上的棋子一塊接一塊地清除，表現(xiàn)出明顯的計(jì)劃性，這樣，也就能保證剩下的棋子都集中在中部。72在五次嘗試中，使用“知覺指引策略”的人數(shù)逐次減少，而使用“選擇性搜索策略”和“計(jì)劃簡化策略”的人數(shù)呈上升趨勢。73（2）策略有效性對(duì)使用不同策略解決問題的剩棋子數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，結(jié)果表明，使用“知覺指引策略”、“選擇性搜索策略”和“計(jì)劃簡化策略”解決獨(dú)粒鉆石棋問題的有效性依秩遞增。74（3）表征與策略的計(jì)算機(jī)模擬思維的計(jì)算機(jī)模擬的基礎(chǔ)是對(duì)人加工信息的過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性的分析，再用計(jì)算機(jī)程序再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中觀察到的信息加工過程，從而闡明人的思維規(guī)律。75三種策略形式化我們通過對(duì)棋盤上不同位置的棋子賦予不同權(quán)重的方法，把人類被試使用的上述三種策略形式化（Fu，1995）。權(quán)重的具體值并不重要，實(shí)際起作用的是權(quán)重值的相對(duì)大小，在操作中權(quán)重值大的棋子總是比權(quán)重值小的棋子優(yōu)先處理，即應(yīng)先吃掉。76圖2三種策略對(duì)應(yīng)的棋子權(quán)重賦值77形式化通過對(duì)棋子賦予不同權(quán)重值的方法，我們形象直觀地模擬了使用不同策略的被試對(duì)問題結(jié)構(gòu)的不同認(rèn)識(shí)及對(duì)問題的不同表征。78失敗開始搜索選擇執(zhí)行評(píng)價(jià)終止分析倒退圖3基本認(rèn)知操作過程的計(jì)算機(jī)模型795、問題解決的計(jì)算機(jī)模擬問題解決的計(jì)算機(jī)模擬就是依據(jù)一定的心理學(xué)理論編寫計(jì)算機(jī)程序來模擬人類解決問題的行為和內(nèi)部認(rèn)知過程，使計(jì)算機(jī)類似于人的方式來解決問題并達(dá)到類似的結(jié)果。

80《邏輯理論家》和《通用問題解決者》

1.《邏輯理論家》

1956年由Newell、Shaw和Simon編寫的計(jì)算機(jī)程序，是人類歷史上第一個(gè)模擬人類解決問題的計(jì)算機(jī)程序。它可以模擬人證明符號(hào)邏輯定理的思維活動(dòng)。

2.《通用問題解決者》

1958年開始，Newell、Shaw和Simon繼續(xù)研制模擬人類解決問題的另一計(jì)算機(jī)程序,簡稱GPS。其內(nèi)部知識(shí)是以產(chǎn)生式來表征的。一個(gè)產(chǎn)生式由條件和行動(dòng)兩部分組成。

81計(jì)算機(jī)模擬的貢獻(xiàn)與存在的問題

1.計(jì)算機(jī)模擬的貢獻(xiàn)

◎計(jì)算機(jī)模擬不僅對(duì)人工智能的發(fā)展有著直接的重要價(jià)值，而且證實(shí)了一些心理學(xué)理論，促進(jìn)心理學(xué)對(duì)人的問題解決的研究，提高了對(duì)某些環(huán)節(jié)的認(rèn)識(shí)。

◎計(jì)算機(jī)模擬推動(dòng)了知識(shí)庫和策略的研究。

◎計(jì)算機(jī)模擬引出了產(chǎn)生式概念，將問題解決中的一些認(rèn)知活動(dòng)加以形式化。

822.計(jì)算機(jī)模擬存在的問題

如何評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)完成任務(wù)的方式與人的方式是相似的？

人與計(jì)算機(jī)在問題中的思維方式差別

情感等因素對(duì)二者在問題解決中的作用如何體現(xiàn)？83五、影響問題解決的其他心理因素專業(yè)知識(shí)定勢功能固著動(dòng)機(jī)情緒人際關(guān)系841、專業(yè)知識(shí)專家與新手專家（expert）是具有專門知識(shí)的（domain-specificknowledge）人。新手（novice）是專門知識(shí)較少的人。專家解決相應(yīng)的問題要容易得多。專家與新手的區(qū)別知識(shí)數(shù)量上的差異：專家存儲(chǔ)的知識(shí)多于新手。知識(shí)組織方式上的差異：專家根據(jù)問題的深層結(jié)構(gòu)（運(yùn)用相同定理）進(jìn)行分類，新手往往根據(jù)問題的表面結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分類。8586H.A.Simon&D.P.Simon(1978)發(fā)現(xiàn)：專家：“很明顯，400米/秒的一半是200米/秒。”新手：“平均速度=（初速+末速）/2=（0+400米/秒）/2=200米/秒”。Larkin（1981）專家：如果量v，v0和t是已知的那么，加速度a也是已知的新手：如果目標(biāo)是計(jì)算量x并且有一個(gè)物理定律包含有x那么，嘗試用那個(gè)定律計(jì)算x87實(shí)驗(yàn)五目的：通過比較廣告設(shè)計(jì)專家、新手和生手的問題表征，研究廣告設(shè)計(jì)專家的問題表征特點(diǎn)及過程。任務(wù)：用30分鐘為一種假想的家用機(jī)器人設(shè)計(jì)一張招貼畫形式的廣告方案。被試：專家9人；新手20人；生手20人。材料：廣告設(shè)計(jì)任務(wù)說明；引導(dǎo)式問卷，口語紀(jì)錄分析。

時(shí)勘，傅小蘭，王輝，張侃，郭素梅.(1998).廣告設(shè)計(jì)專家的任務(wù)理解過程。《心理學(xué)動(dòng)態(tài)》,6(1),58-63。88結(jié)論廣告設(shè)計(jì)問題表征的思維結(jié)構(gòu)要素主要包括信息提取、先期經(jīng)驗(yàn)、算子和算子約束。問題表征過程分四個(gè)階段：首先從問題陳述中提取信息。專家的特點(diǎn)是注重提取關(guān)鍵信息；然后進(jìn)入搜索先期經(jīng)驗(yàn)階段。專家的特點(diǎn)是注重體現(xiàn)設(shè)計(jì)對(duì)象的具體明確的、可操作性的特征；然后進(jìn)入確定算子階段。專家的特點(diǎn)是注重以啟發(fā)式有效地縮小問題空間，選擇算子時(shí)對(duì)各種具體約束的考慮已趨于自動(dòng)化；最后是表征結(jié)果的輸出。89新生知識(shí)先期知識(shí)無關(guān)知識(shí)算子約束知識(shí)庫設(shè)計(jì)任務(wù)(輸入)提取任務(wù)信息廠家信息產(chǎn)品信息設(shè)計(jì)要求用戶信息搜索先期經(jīng)驗(yàn)形象功能公司要求吸引消費(fèi)者體現(xiàn)創(chuàng)造性確定算子廣告設(shè)計(jì)通用算子特定任務(wù)專用算子任務(wù)表征(輸出)廣告設(shè)計(jì)專家任務(wù)理解過程模式圖90專家技能的五條原則Green&Gilhooly,1992專家記憶得更好專家采用不同的問題解決策略專家擁有更好和更為深入、廣泛的表征專家的優(yōu)勢在于他們的知識(shí)，而不在于他們的某些基本能力專家之所以成為專家大量練習(xí)的結(jié)果91如何成為一個(gè)專家熟能生巧練習(xí)產(chǎn)生組塊