第二節  問題解決的認知過程與條件

一、問題解決的信息加工現點

信息加工觀點認為，問題解決就是搜索問題空間，尋找一條從起始狀態通向目標狀態的通路，或應用算子使起始狀態逐步過渡到目標狀態。問題解決過程可分為問題表征、選擇操作、實施操作和評價當前狀態四個階段。

(一)問題表征

問題表征將任務范圍或作業領域轉化為問題空間，實現對問題的表征和理解。問題空間就是人對問題的內部表征，包含三種狀態，即初始狀態、中間狀態和目標狀態。初始狀態指問題被認識時所處的情境；目標狀態指要尋求的最終結果。問題解決的任務就在于要找出一種能把初始狀態轉變為目標狀態的操作(或稱算子)序列。中間狀態指在實現從初始狀態向目標狀態的轉變過程中，由操作引起的種種狀態。在問題解決中，狀態一詞常常是指認知狀態。中間狀態的數量多少，取決于問題情境的復雜程度和操作系列是否合理。

(二)選擇操作

操作就是問題解決者把一種問題狀態轉變為另一種問題狀態的認知活動，也叫算子。有些算子可隨問題空間的形成而獲得，有些則需進行選擇。當問題空間較小時，正確的算子易于選擇；當問題空間較大時，則難于選擇正確的算子，需應用一定的問題解決策略來進行。問題解決策略就是人們在解決問題過程中所運用的方案、計劃或辦法，它決定著問題解決的具體步驟。選擇操作和確定問題解決策略密不可分，問題解決總是由一定策略來引導搜索的，可以將選擇操作階段同時看作是確定問題解決策略階段。

問題解決策略主要有兩類：一是算法策略，指解題的一套規則，它精確地指明解題的步驟。如果一個問題有算法，那么只要按照其規則進行操作，就能得到問題的解。它往往是在缺乏具體目標的情況下進行的。二是啟發式策略，指憑借個體已有的知識經驗，采取較少的操作來解決問題的方法。啟發式策略應用最為廣泛的有手段一目的分析策略(正向工作法)和目標遞歸策略(逆向工作法)。手段一目的分析指從問題的當前狀態與目標狀態的差距出發，首先將需要達到的問題的總目標分成若干子目標；然后以問題的當前狀態為起點，通過采取一定的手段或方法來逐步實現這一系列的子目標，以最終達到總目標。手段一目的分析是一種有明確方向、通過設置子目標來逐步縮小起始狀態和目標狀態之間差距的策略。目標遞歸策略指從問題的目標狀態出發，按照子目標組成的邏輯順序逐級向初始狀態遞歸。如果從起始狀態達到目標狀態的途徑有多種，手段一目的分析策略能較好地解決問題；如果從起始狀態達到目標狀態只有少數幾條途徑，宜用目標遞歸策略。

(三)實施操作

問題解決者實際運用算子來改變問題的起始狀態或當前的狀態，使之逐步接近并到達目標狀態，也叫執行策略階段。簡單的問題只需少量操作，選定的策略就能順利實施，復雜的問題則需要一系列操作才能完成，有時甚至選定的策略也無法實施。

(四)評價當前狀態

對算子和策略是否合適，當前狀態是否接近目標狀態，問題是否已經得到解決等作出評價。當前狀態被評價為目標狀態，則問題得到解決，否則需進一步選擇算子和改變策略，甚至需重新表征問題空間。

二、問題解決的一般認知過程

(三)提出假設

提出假設就是提出解決問題的可能途徑、方法和策略。提出假設是具有創造性的階段，也是解決問題的關鍵步驟。對同一個問題，往往會提出多種假設，這就需要進行選擇，以確定最佳方案。最佳方案的產出不在于假設的數量，而在于假設的合理性即假設的質量。良好的假設常常是從眾多的假設中挑選出來的。提出假設的數量和質量取決于兩個條件：①個體思維的靈活性。思維越靈活，越能多角度地分析問題，就越能提出眾多的合理的假設。②個體已有的知識經驗。與問題解決相關的知識經驗越豐富，就越有利于擴大假設的數量并提高其質量。

(四)檢驗假設

檢驗假設就是通過一定的方法來確定假設是否合乎實際、是否符合科學原理。檢驗假設的方法有兩種：①直接檢驗，即通過實踐來檢驗。一個假設在付諸實施之后如獲得預期的結果，就是正確的。②間接檢驗，即通過推論來檢驗。有些假設不可能或不允許采取實踐檢驗的策略，需要在頭腦中用推論的方式進行。通過推論，淘汰錯誤的假設，保留合理的假設，選擇最佳的假設，這是解決問題過程中最常用的檢驗方法。間接檢驗的結果是否正確，最終還是要由直接檢驗的結果來證明。