问题解决与创造性思维课件.ppt

第七章 问题解决与创造性思维,1,第七章 问题解决与创造性思维1,第一节 问题解决的性质与过程,一、问题与问题解决（一）问题及其分类 1、问题：给定信息和要达到目标之间有某些障碍需要被克服的刺激情境。2.成分（1）给定信息（给定条件），指有关问题初始状态的一系列描述；（2）达到的目标，指有关问题结果状态的描述；（3）存在的限制或障碍，指在解决问题的过程中会遇到的种种需待解决的因素。,2,第一节 问题解决的性质与过程一、问题与问题解决2,另外的表述： 不管是简单还是复杂，持续的时间长还是短，每一个问题都必然包含四种成分：目的。即在某种情景下想要干什么。一种情景可能有许多目的，也可能只有一种目的；目的可能很明确，也可能很模糊。教学情景中的大多数问题目的是相当明确的。个体已有的知识。这是指个体在问题情景一开始,就已具备的知识技能。已有知识因人因事而异。障碍。指在解决问题的过程中会遇到的种种需解决的因素，障碍是否明确，因人因事而异。方法。指个体可以用来解决问题的程序和步骤。在问题解决的过程中，可以使用的方法常常会受到某些方面的限制，如资金、工具等。,3,另外的表述：3,（二）问题的分类 1.结构良好问题 vs.结构不良问题: 根据给定状态和起始状态的界定结构良好问题（界定清晰）：也就是那些具有明确的初始状态、目标状态以及解决方法的问题。结构不良问题（界定含糊）：指那些没有明确的初始状态、目标状态或者解决方法的问题。,4,（二）问题的分类 4,2.具体问题vs.抽象问题：根据问题的内容具体问题：问题内容的要求比较明确抽象问题：难以用简单的语言回答，概括性高,5,2.具体问题vs.抽象问题：根据问题的内容5,3.归纳结构问题、转化问题vs.排列问题：性质归纳结构问题：给了几个成分，要求问题解决者发现隐含在这些成分中的结构。转化问题：给出一个初始状态，问题解决者必须发展一系列达到目标状态的操作，通过这些操作，使初始状态不断向目标状态转化，最终达到总目标。如河内塔问题。排列问题：给出所有的成分，问题解决者必须以一定的方式排列它们，通过排列达到目标状态。如解密码算术题,6,3.归纳结构问题、转化问题vs.排列问题：性质6,（二）、问题解决及其特点1.问题解决指个人应用一系列的认知操作，从问题的起始状态到达目标状态的过程。另：是指问题解决者面临问题情景而没有现成方法可以利用时，将已知情景转化为目标情景的认知过程。,7,（二）、问题解决及其特点7,2.问题解决的特点：（1）目的性：具有明确的目的性和特定的目的状态（2）认知性：通过内在的心理加工实现的自动化的 操作不属于为解决。（3）序列性：包含一些列的心理活动。另：（1）解决问题是解决新的问题，即所遇到的问题是初次遇到的问题；（2）在解决问题中，要把掌握的简单规则重新组合，以适用于当前问题；（3）问题一旦解决，人的能力或者倾向随之发生变化。,8,2.问题解决的特点：8,三、问题解决的理论,1.试误说代表人物：桑代克主要观点：问题解决是由刺激情境与适当反应之间形成的联结构成的；这种联结是通过尝试错误逐渐形成的。过程：盲目的操作尝试错误发现问题解决的方法。,9,三、问题解决的理论 1.试误说9,2顿悟说代表人物：苛勒主要观点：人遇到问题时，会重组问题情境的当前结构，以弥补问题的缺口，达到新的完形，从而联想起一种可行的解决方案。顿悟：对问题情境的突然领悟,10,2顿悟说10,顿悟与试误的对立统一：认知的不同阶段通过试误达成顿悟,11,顿悟与试误的对立统一：11,3.问题解决的认知观点问题解决的过程就是通过一系列的操作达到目标的过程。问题状态：问题解决者在解决问题的过程中遇到各种问题情景，这些问题情景的总和达成了问题状态。 问题状态分初始状态和目标状态以及从初始状态到目标状态的一系列中间状态。,12,3.问题解决的认知观点12,操作方法：问题解决者把一种问题状态改变成另一种问题状态。问题空间：一系列问题状态和转变问题状态的操作方法就组成了问题空间，这就是对问题构成的表征。 问题解决的首要关键环节是对问题情景建构起一个心理表征，也就是问题空间。,13,操作方法：问题解决者把一种问题状态改变成另一种问题状态。13,第二节 问题解决过程,一、杜威的五阶段理论1.问题解决的阶段（1）意识到问题的存在（2）识别出问题（3）提出假设（4）接受或拒绝试探性的假设（5）形成和评价结论,14,第二节 问题解决过程一、杜威的五阶段理论14,2.教学过程（1）儿童要有一个真实的经验情境，有一个对活动本身感兴趣的连续活动（2）在这个情境内部产生一个真实的问题，作为思维的刺激物（3）儿童要占有资料，从事必要的观察（4）儿童展开自己想出来的解决问题的方法（5）儿童要有机会通过应用来检验其想法,15,2.教学过程15,二、奥苏贝尔和鲁宾逊的观点：四阶段1.呈现问题情境命题把问题以命题的形式呈现给学生，并要求学生掌握这些命题2.明确问题的目标与已知条件3.填补空隙：核心提取与当前问题有关的知识、规则，寻找问题解决的策略4.解答之后的检验检查问题解决的方法是否正确、简捷、合理,16,二、奥苏贝尔和鲁宾逊的观点：四阶段16,三、斯滕伯格的观点：顿悟,顿悟的过程：1.选择性编码：了解某些信息与要解决的问题有关，以及如何相关：分辨有用条件和多余条件，注意表面无关实际重要的条件抽屉里有黑色和灰色两种颜色的袜子，比例为4：5，至少拿几只袜子，才能得到一双颜色相同的袜子？,17,三、斯滕伯格的观点：顿悟顿悟的过程：17,2.选择性组合个体将最初分离的信息组合成一体，尤其要注意将看似无关紧要但是却极有价值的信息组合在一起老张下周打算办几件事：和朋友吃顿饭，到美术馆参观，到图书馆借书，到商店买衣服条件：周三朋友不能见老张，图书馆周六闭馆，美术馆二、四、六不开放，二、五、六商店营业问题：下周内哪一天能把所有的事情完成？,18,2.选择性组合18,3.选择性比较个体将新获得的信息和过去获得的信息联系起来，并能找到新信息和旧信息在某些方面是相似的，以利用旧信息更好的理解新信息贝尔发明电话机吉他声音的启发,19,3.选择性比较19,四、基克的观点(四阶段观) （一）理解和表征问题阶段 解决问题的第一步是确定问题到底是什么，这意味着要理解和表征问题，即从什么角度看待问题，包括问题的条件、目标以及可用的操作。,20,四、基克的观点(四阶段观) 20,在理解问题的过程中，问题解决者需要完成以下几方面工作：1.识别相关信息：相关、无关；表面相关实际无关；表面不相关实际有关2.语义理解：赋值句和关系句3.整体表征：把握问题的全貌，达成对问题的正确理解4.问题归类：归类并激活一个特定的图式使用正确图式,21,在理解问题的过程中，问题解决者需要完成以下几方面工作：21,问题表征的结局1.联想起一个合适的顿悟式解决方案（找到一个可以利用的图式），问题得到解决2.没有现成的图式可以利用，重组问题情境，产生解决问题的方案,22,问题表征的结局22,（二）寻求解答阶段寻找问题解决的方案：重新描述问题建立问题的子目标层级选择问题解决的策略,23,（二）寻求解答阶段23,问题解决的策略算法式策略指将达到目标的各种可能的方法都列出来，具体化，逐一加以尝试。算法式策略费时费力，而且有些算法式策略有时在实际中根本不可能实现。启发式策略指根据目标的指引，试图不断地将问题状态转换成与目标状态相近的状态，从而只试探那些对成功趋向目标状态有价值的算子。,24,问题解决的策略24,1.手段-目的分析把总目标划分成许多子目标，将问题划分成许多子问题后，寻找解决每一个子问题的手段。,25,1.手段-目的分析25,操作步骤（1）认清问题的初始状态和目标状态（2）分解问题的总目标为若干个小目标（3）选择手段将初始目标向第一个小目标推进（4）达到第一个小目标后，向第二个小目标推进（5）如果某一手段行不通，就退回到原来状态，重新选择手段,26,操作步骤26,2.爬山法 其基本思想是：先设立一个目标，然后向目标方向走到与起始点邻近的某一节点，逐步逼近目标。9个大人和两个小孩要过河，而渡河用的船每次只能载一个大人或两个小孩，要实现这个目标船要在河中横渡多少次？ （一个来回等于两次横渡）,27,2.爬山法27,3.逆向反推法逆向反推法指从目标开始状态出发倒推到目标所需的前一个中间状态及其算子，直至退至初始状态。从初始状态出发可以有多种走法，但只有一条路能到达目标状态。,28,3.逆向反推法28,4.类比思维 当我们面对某个问题，而对问题的领域知识所知甚少时，类比是有效的方法。一般是先对问题进行表征，然后去获取与当前情景相关或者相似的熟悉领域的知识，加以利用。仿生学,29,4.类比思维29,5.简化策略在问题解决过程中，先抛开问题的细节，直接抓住问题的关键信息，将抽象的问题简化成简单的形式，解决简化了的问题，再解决复杂的问题。,30,5.简化策略30,在一张桌子前，从左到右依次并排坐着ABCD四个人，请根据一下信息，指出谁有小轿车A穿蓝衬衫穿红衬衫的人有自行车D有摩托车C靠着穿绿衬衫的人B靠着有小轿车的人穿白衬衫的人靠着有摩托车的人有三轮车的人距有摩托车的人最远,31,在一张桌子前，从左到右依次并排坐着ABCD四个人，请根据一下,（三）执行计划或者尝试解答阶段 当表征某个问题并选好某种解决方案后，下一步就要执行计划、尝试解答。如果解决方案主要涉及某些算法的使用，那么一定要避免在使用算法的过程中产生一些错误的算式或者系统性的“臭虫”。,32,（三）执行计划或者尝试解答阶段 32,1.什么是传统机械按键设计？,传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功能的一种设计方式。,传统机械按键设计要点：1.合理的选择按键的类型，尽量选择平头类的按键，以防按键下陷。2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议留0.050.1mm，以防按键死键。3.要考虑成型工艺，合理计算累积公差，以防按键手感不良。,传统机械按键结构层图：,按键,开关键,PCBA,1.什么是传统机械按键设计？传统的机械按键设计是需要手动按压,（四）评价结果阶段 当选择并完成某个解决方案之后，还应该对结果进行评价。评价结果的方法之一，就是寻找能够证实或证伪这种解答的证据，对解答进行核查。,34,（四）评价结果阶段34,第三节 问题解决的影响因素,一、影响问题解决的主观因素（一）定势：心理的一种暂时准备状态。思维定势：问题解决的过程中作特定加工方式的准备，它限制着形成假设的范围，并使所尝试的问题解决方法固定化克服思维定势的有效方法是培养学生的求异思维,35,第三节 问题解决的影响因素一、影响问题解决的主观因素35,（二）功能固着人们倾向于将某种功能赋予某个物体而不能认识到物体还有别的功能。功能固着是通过练习 获得的，是后天习得的。,36,（二）功能固着36,（三）知识经验1.知识经验的数量：一般情况下，知识经验越多，越有利于问题的解决2.知识经验的质量：是否是活的知识，专家知识。专家知识的一个重要特征是按照层次分门别类的组织实验：学习两种浮力材料，考察学习效果1组：浮力材料来自传统教科书2组：根据对专家浮力知识的分析，按照层次分门别类的组织结果：回忆成绩：2组比1组高出40% 解决问题成绩： 2组比1组高出25%,37,（三）知识经验37,（四）认知结构作用1.组织者的作用：架设旧知识和问题解决之间的桥梁2.认知变量的作用：影响问题解决过程中概念和简单规则的重组，进而影响问题解决方法的产生3.良好认知结构的迁移效应问题解决会修改原有的认知结构，新形成的认知结构又会影响以后的问题解决,38,（四）认知结构38,（五）记忆和理解实验：任务：玩一种扑克游戏实验1组：死记硬背游戏规则 实验2组：通过推理学习游戏测验：是否记住了游戏规则 是否能将学会的技巧用于解决同类的问题结果：实验1组学会玩扑克游戏的时间短于实验2组 实验2组的迁移成绩显著高于实验1组记忆：有助于短时间内学会问题解决理解：有助于长时间应用和迁移（六）情绪和动机状态在一定限度内，情绪和动机强度与问题解决的效率成正比,39,（五）记忆和理解39,二、影响问题解决的客观因素,（一）问题情境问题情境就是指问题的知觉方式问题的知觉方式与人们的知识经验越接近，问题解决就越容易；反之,40,二、影响问题解决的客观因素（一）问题情境40,影响问题解决的情境（1）原因与结果在时间上的分离：蚊子叮咬与疟疾（2）原因的相互依存：佝偻病需要补钙和维生素D（3）无法直接观察或者难以观察导致现象的原因：风对火车速度的影响,41,影响问题解决的情境41,（二）噪音噪音影响人的注意力，影响人的思维实验：1.强噪音、弱噪音 2.事先告知、事先不告知有噪音结果：1.预知的噪音，其强度不影响问题解决 2.不可预知的噪音，强度越大，对问题解决的影响越大,42,（二）噪音42,第四节 问题解决能力的培养,一、专家和新手（)专家和新手的差异第一，专家不注意中间过程，可以很快地解决问题；新手需要很多中间过程，而且要有意识地加以注意。第二，新手先明确目的，从尾到头地解决问题（逆向推理）；专家或者立即推理，或者搜集信息，从头到尾地解决问题（顺序推理），即是一种再认的过程。第三，专家更多地利用直觉，即根据生活经验的表征来解决问题；新手则更多地依赖正确的方程式来解决问题。专家解决问题所依据的经验中的基本关系是复杂方程式的基础。,43,第四节 问题解决能力的培养 一、专家和新手43,（二）新手的误区 新手有时持有一些错误的直觉观念，他们在解决很多问题的时候都会坚持他们的错误直觉观念。,44,44,（三）专家的优势与隐患 优势：1.专家比新手更容易发现大量信息背后所隐含的结构，而新手则关注于信息的细节；2.专家执行任务的速度更快，错误更少；3.与新手相比，专家能够在更深的层次上处理问题；4.专家对本领域的信息的记忆能力比新手要强，因为他们有丰富的知识背景，而且专业知识是高度组织化的；5.专家在行动之前花更多的时间对问题进行分析，因此，在处理问题的时候比新手更有效率隐患如下：自动化的、固有的图式可能会造成定势，限制专家的创新,45,（三）专家的优势与隐患45,二、一般性问题解决能力的训练,（一）创作式思维教程 提供侦探故事先就某个迷案提供一些线索要求读者回答问题。目的是让读者“用自己的话陈述问题”、“自己提出问题”、“产生能解释迷案的各种想法”。模拟思维训练,46,二、一般性问题解决能力的训练（一）创作式思维教程46,（二）问题解决模式：鲁宾斯坦供大学生使用的训练教程。教程的主要目的是向学生提供许多可使用的问题解决工具。学习表征问题的抽象技术,47,（二）问题解决模式：鲁宾斯坦47,（三）德波诺的CoRT教程 德波诺的CoRT教程教学生如何看待他们可能在校外面临的问题，并对问题进行独特的解答。教程包括广度、组织、交互、创造力、信息和感觉、行动六个单元，每个单元有10课，每一课都集中训练表征或分析某一问题情境的特定策略。,48,（三）德波诺的CoRT教程48,（四）弗斯坦的思维工具强化教程 以色列教育学家弗斯坦的思维工具强化教程。思维工具强化教程包括一系列专为发展不足或学习无能的青少年设计的练习，分为15种工具，每种工具包含了一种或几种思维策略或者认知技能。,49,（四）弗斯坦的思维工具强化教程49,一般性问题解决能力训练的问题：1、影响问题解决的因素很多，很难决定训练的内容和方法；2、在实验室条件下的短期结果能否推演到学校和日常生活情境中问题解决能力的长期变化上去；3、训练效果的普遍性等。,50,一般性问题解决能力训练的问题：50,三、实际教学中问题解决能力的培养,1.创造适当气氛，鼓励主动质疑；开放的环境，愉快的气氛2.提供难度适当的问题；难度设置照顾大多数人的水平和能力对少数学生进行个别辅导,51,三、实际教学中问题解决能力的培养1.创造适当气氛，鼓励主动质,3.帮助学生正确表征问题；提倡采用形象表征的方法4.帮助学生养成分析问题的习惯；教给学生思考问题、分析问题的方法5.帮助学生从记忆中提取信息；提供回忆线索，鼓励学生从不同角度看问题,52,3.帮助学生正确表征问题；52,6.训练学生陈述自己的假设及其步骤；出声思维训练7.提供结构不良问题，培养解决实际问题的能力；8.训练学生对问题解决过程进行监控和调节解题过程中的监控，解题之后的反思,53,6.训练学生陈述自己的假设及其步骤；53,第四节 创造性,一、创造性的涵义从作品方面看，一项作品具有新颖性，且在一定范围内有用，便可成为具有创造性的产品。,54,第四节 创造性一、创造性的涵义54,个性特质方面看，创造性个体具有七个个性特点：对含糊的容忍性；愿意克服障碍，愿意让自己的观点不断发展；活动受内在动机驱动，有适度的冒险精神；期望被认可；愿意为争取再次被认可而努力。威廉姆斯将创造性个性概括为好奇心、想象力、冒险心和挑战性四个方面。,55,个性特质方面看，创造性个体具有七个个性特点：对含糊的容忍性,过程方面看，创造性是创作者创造产品等技能或活动过程，这一过程总是和创造性思维过程联系在一起，因此，创造性思维是创造性的核心，只有了解了创造过程以及创造者所运用的正确方法和思维活动方式，才能深入了解创造活动，才能有利于我们培养具有创造性的人，产生更多的创造性的作品。,56,过程方面看，创造性是创作者创造产品等技能或活动过程，这一过程,二、创造性思维的特征,流畅性是指在限定时间内产生观念数量的多少。在短时间内产生的观念多，思维流畅性大；反之，思维缺乏流畅性。吉尔福特把思维流杨兴分为四种形式：用词的流畅性，指一定时间内能产生含有规定的字母或字母组合的词汇量的多少；联想的流畅性，指在限定的时间内能够从一个指定的词当中产生同义词数量的多少；表达的流畅性，指按照句子结构要求能够排列词汇的数量的多少；观念的流畅性，亦即能够在限定时间内产生满足一定要求的观念的多少，也就是提出解决问题答案的多少。前三种流畅必须依靠语言，后一种既可借助语言也可借助动作。,57,二、创造性思维的特征流畅性是指在限定时间内产生观念数量的多少,灵活性是指摈弃以往的习惯思维方法而开创不同方向的能力。富有创造力的人比一般人的想法散布的方面广、范围大，而缺乏创造力者通常只想到一个方面而缺乏灵活性。独创性是指产生不寻常的反应和不落常规的能力，此外还有重新定义或者按新的方式对所见所闻加以组织的能力。,58,灵活性是指摈弃以往的习惯思维方法而开创不同方向的能力。富有创,三、影响创造性的因素,（一）家庭环境（二）智力创造性与智力的关系并非简单的线性关系，两者具有独立型又在某些相关条件下具有相关性。（三）个性1、具有幽默感2、有抱负和强烈的动机3、能够容忍模糊与错误4、喜欢幻想5、具有强烈的好奇心6、具有独立性,59,三、影响创造性的因素（一）家庭环境59,四、创造性思维的训练,(一)脑激励法 脑激励法，其核心思想就是把产生想法和评价想法区分开来。其基本做法是：教师先提出问题，然后鼓励学生快速联想，寻找尽可能多的答案，不必考虑该答案是正确，教师也不作评论，一直到所有可能想到的答案都提出来了为止。,60,四、创造性思维的训练(一)脑激励法60,(二)分合法 分合法是戈登1961年提出的一套团体问题解决的方法，其核心思想是“把原本不相同、不相关的元素加以整合”，即“使熟悉的事物变得新奇”和“使新奇的事物变得熟悉”。熟悉的事物陌生化的过程要求学生用新颖而富有创意的观点去重新了解旧问题、旧事物、旧观念，从另一个新奇的角度来解释一些熟悉的概念。而熟悉陌生事物的目的在于增进学生对不同新奇事物的理解，是不同的材料主观化。面对陌生事物或新观念时，可以先从学生熟悉的概念人手，通过分析法和类比法来尽快熟悉陌生事物。,61,(二)分合法61,1.狂想类比该方法是让学生考虑解决问题的途径，尽可能以不寻常的思路去思考或尽可能牵强附会。在学生产生各种不同的狂想观念之后，教师再带领学生进行观点的实际分析与评价，然后决定何种方式为最有效的途径。2直接类比该方法是将两种不同的事物，彼此加以隐喻或类比，借以触类旁通，举一反三。运用这种策略，要求学生找出与实际生活情境相类似的问题情境，或直接比较类似的事实、知识或技术。3拟人类比即将事物“拟人化”或“人性化”，4符号类比这是运用符号象征化的类比，符号的类比是一种“直指人心，立即感悟”的作用方式。,62,1.狂想类比62,(三)自由联想技术自由联想技术，即教师提供一个刺激，让学生以不同的方式自由反应。学生可以通过已学过的知识，从已有的经验出发，运用联想技巧，去寻找并建立事物间新奇而富有意义的联结关系。,63,(三)自由联想技术63,五、创造性的培养,（一）创设有利于创造性产生的适宜环境l、创设宽松的心理环境2、给学生留有充分选择的余地3、改革考试制度与考试内容（二）注重创造性个性的塑造1、保护好奇心2、解除个体对答错问题的恐惧心理3、鼓励独立性和创新精神4、重视非逻辑思维能力5、给学生提供具有创造性的榜样,64,五、创造性的培养（一）创设有利于创造性产生的适宜环境64,（三）开设培养创造性的课程，教授创造性思维策略1、发散思维训练2、推测与假设训练3、自我设计训练4、头脑风暴训练:通过集体讨论，使思维相互撞击，进发火花，达到集思广益的效果。具体应用此方法时，应遵循四条基本原则：一是让参与者畅所欲言，对所提出的方案暂不作评价或判断；二是鼓励标新立异、与众不同的观点；三是以获得方案的数量而非质量为目的，即鼓励多种想法，多多益善；四是鼓励提出改进意见或补充意见。,65,（三）开设培养创造性的课程，教授创造性思维策略65,吉尔福特的多重策略,吉尔福特在总结了大量的有关创造性思维培养和训练研究的基础上，提出了一整套多重形式训练创造性思维的策略。1、拓展问题使需解决的问题以更扩展的形式提出。比如，我们不问“如何改进灭蚊器？”而间：“我们怎样才能消灭蚊子？”提问题本身对回答起到开启思路的作用。2、分解问题使问题变得具体和明确，便于思维更易集中，以增加问题解决的可能性。3、常打问号创造性解决问题的前提是创造性提出问题，先有问题才能解决问题。发现问题是一种能力，也是一种思维习惯，因此应通过训练，培养学生善于不断发问的习惯。4、快速联想和中止评判 基本做法同奥斯本的脑力激励法，快速地产生大量的联想而先不评判联想的质量。此训练既可在课堂团体中进行，也可实施于个人。个人进行此训练时，不妨放开思路，尽量地把所有想起来的东西全部列出来，先不去管它正确与否，然后再整理和选择。,66,吉尔福特的多重策略吉尔福特在总结了大量的有关创造性思维培养,