第十一章-问题解决能力与创造性的培养

教学单元第十一章 问题解决能力与创造性的培养 教学章节 第一节问题与问题解决的实质 第二节问题解决的基本过程 第三节影响问题解决的因素 第四节问题解决能力的培养 第五节创造性及其培养 教学要求 1 了解问题和问题解决的实质 2 了解问题解决的基本过程及影响问题解决的因素 3 掌握问题解决能力的培养途径 4 理解并掌握创造性的培养 重点 难点 计划课时 1 问题及问题实质 问题解决能力及创造性的培养途径 2 通过大量举例及课堂内讨论 让学生理解问题及问题解决的实质 并在此基础上提出创造性培养的要点 4 课时 教学方法讲授法 讨论法 案例法 教 学 内 容 第一节第一节 问题和问题解决的实质问题和问题解决的实质 一 问题及其类型一 问题及其类型 一 问题的实质 一 问题的实质 问题就是 难题 或者 疑难 是个人不能用已有的知识经验直接加 以处理并感到疑难的情境 例如 明月松间照 清泉石上流 请打一双 音节词 如果你感到疑惑 这就构成问题 但问题不同于简单的习题 问题 的解决需要复杂的认知操作 而简单的习题依据已有的经验可以立即作出解 答 问题一般包括四种成分 1 起始状态 指用一些已知条件对问题作出的 描述 2 目标状态 指疑难解决后的最终状态 3 障碍 指那些阻碍目标实 现的因素 4 方法 指用来解决问题的程序 步骤和策略 二 问题的类型 二 问题的类型 1 界定清晰的问题和界定含糊的问题 根据问题的明确程度 可以分为界定清晰的问题和界定含糊的问题 2 排列问题 结构推导问题和转换问题 根据问题的结构形式 可以分为排列问题 结构推导问题和转换问题 2 排列问题给出了所有的成分 要求问题解决者以一定方式进行排列 以达成 目标状态 结构推导问题给出了几个条件 要求问题解决者发现隐含在这些 条件中的结构形式 并用来解决问题 转换问题只给出了一个初始状态 要 求问题解决者发现一系列产生目标状态的操作 通过这些操作 使初始状态 不断向目标状态转化 并最终达到总目标 3 结构良好问题和结构不良问题 根据问题的结构特征和复杂程度 可以分为结构良好问题和结构不良问 题 结构良好问题有两个基本特点 1 问题的明确性 2 解法的确定性 例如小学课本中的习题多为这类问题 比如数学中的相遇问题等 结构良好问题在学校情境中具有重要意义 但实际情境中经常是结构不 良问题 这种问题也有两个特点 1 结构上具有不明确性 这类问题的目标 可能是不明确的 例如在城市中心开通一条公交路线 该怎么设计 2 解法 具有模糊性和开放性 这类问题经常没有可以预见的 唯一的标准答案 而 是由多种解法和思路 例如 如何治理空气污染 结构不良问题常常与学习 者的生活密切相关 因而能激发他们的兴趣和探究欲 发展他们的创造性 二 问题解决及其特点二 问题解决及其特点 一 问题解决的实质 问题解决是形成一个新答案 超越以前所学规则的简单应用而产生一个 解决方案的过程 尽管学生遇到的问题各种各样 但从问题解决过程看 存 在一些共同点 1 所要解决的是新的问题 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 以适用于当前的问题 3 问题一旦解 决 学生的某种能力或倾向会随之发生变化 之后可作为其认知结构中的一 个组成部分 二 问题解决的特点 现代认知心理学认为 问题解决指由一定情境引起的 按照一定的目标 运用一系列认知操作使问题得到解决的过程 几何题的证明就是一个典型的 问题解决过程 几何题中 已知条件和求证结果 构成了问题解决的情境 而要证明结果 必须应用已知的条件进行一系列的认知操作 一般问题解决 具有以下四个基本特点 1 问题情境性 问题解决总由一定问题情境引起 所谓问题情境就是出 现在人的面前并使其感到不了解和无法解决的那种情况 它会引起个体的认 知失衡 从而促使个体积极思考并运用一系列的认知技能去寻求答案 2 目的指向性 问题解决是自觉的行为 具有明确的目的性 它总是要 达到某个特定的目标状态 没有明确目的指向性的心理操作 如白日梦 就 3 不能称为问题解决 3 操作序列性 问题解决包含一系列的心理操作 而不是单一的心理操 作 它需要运用高级规则 进行信息的重组 而不是已有知识经验的简单再 现 那些只包括一个心理步骤 只需要简单的记忆提取的活动 如回忆朋友 的电话号码 虽然具有明确的目的性 但不能成为问题解决 4 认知操作性 问题解决必须要有认知成分的参与 整体活动过程依赖 于一系列认知操作的进行 有些活动 象系鞋带等 尽管它们也是有目的的 也包括了一系列的操作活动 但不能称为问题解决 三 问题解决的两种类型 常规性问题解决和创造性问题解决 前者解决的是有固定答案的问题 只需要用现成的方法来解决 后者解 决的是没有固定答案的问题 是通过发现新方法 采取新步骤而实现的 小 学生遇到的问题是人们已经设计好的 能让他们将原有的知识 技能和策略 迁移到新的课题情境中 这些新课题的情境可以是课本中首次出现的 也可 以是非正规的习题 因此 教师在设计教学活动时 可充分放手 让学生 跳起来摘果子 促进学生问题解决能力的提高 第二节第二节 问题解决的基本过程及影响因素问题解决的基本过程及影响因素 一 问题解决的基本过程一 问题解决的基本过程 教学的目的既是让学生能自如的解决问题 解决问题的过程是如何进行 的 心理学家对此进行了长期探索 提出了不同的模型 现代认知心理学认为 问题解决是一种以目标为定向的搜寻问题空间的 认知过程 其中原有的知识经验和当前问题的组成成分必须重新改组 转换 或联合 才能达到既定目标 并认为 问题解决的过程包括建立问题表征 确定认知操作 实施认知操作 评价解决结果等四个基本阶段 一 建立问题表征 要实现问题解决 首先要把任务转化为问题空间 任务问题 包含三种 状态 初始状态 中间状态和目标状态 实现对问题的表征和理解 具体包 括 1 识别问题的相关信息 要理解和表征问题 首先必须找出该问题的相 关信息 忽略无关的细节 确定问题到底是什么 如 在抽屉里有黑色和棕 色两种短袜 黑袜和棕袜的比例是 4 5 为了得到一双相同颜色的短袜 需 要从抽屉中取出多少只短袜 2 理解问题中语句的含义 除了能识别问题的相关信息外 还必须准确 4 地表征问题 这就要求具有某一问题领域特定的知识 假设处理的是文字或 口头问题 则第一个任务就是语言理解 如 小船在静水中比在流水中每 小时快 64 米 这是一个关系命题 它描述了两种速度之间的关系 再如 糖的价格是每千克 15 元 这是一个指定命题 它只指明了某种东西的价 格 在解决这两种命题的问题时 一定要弄清楚每个句子告诉了我们什么 有些句子可能比另外的句子更难于理解 研究表明 关系命题比指定命题更 难以理解和记住 有些学生容易将关系命题转换为指定命题 如将 小船在 静水中的素素比在流水中每小时快 64 米 记成 小船在静水中的速度为 64 米 这样就很难表征整个问题 3 理解问题的整体情境 表征问题的第二个任务是集中问题的所有句子 以便理解整体问题 有时候 即使你读懂了问题的每一个句子 也可能误解 整体问题 在解决问题过程中 当学生正确理解和表征问题时 就不容易被 无关信息或欺骗性文字所迷惑 一旦错误的表征问题 就会使问题变得困难 而难以解决 二 确定认知操作 当问题被准确表征后 问题解决者就要进行认知操作 所谓认知操作就 是把一种问题状态转变为另一种问题状态的认知活动 这种使问题状态发生 变化的认知活动不是自发进行的 而是需要应用一定的问题解决策略来进行 常见的问题解决策略主要有两类 1 算法式策略 指为了达到目标或解决问题而采取的一步一步的程序 它通常是把解决问题的所有可能方案都列举出来 逐一尝试 直到选择一种 有效的方法解决问题 这种策略实际上是解题的一套规则 在解决某个问题 时 只要选择的算法适合 并且能正确地按照其规则进行操作 就能获得正 确的答案 如大数目除法 11 只要正确地按照乘法和减法的算法 反复 地做下去 就能获得最终的解 2 启发式策略 凭借个体已有的知识经验 在问题空间内进行较少的搜 索 采取较少的操作来解决问题的方法 即依据经验或直觉选择解法 这种 办法容易使用 但不能确保成功 但它省时省力 简便易行 所以称为常用 的问题解决策略 常用的有目的 手段分析和目标递归策略 1 目标 手段分析 从问题的起始状态与目标状态的差距出发 首先将 需要达到的问题的总目标化为若干子目标 然后以问题的当前状态为起点 采取一定的手段或方法来逐步实现这一系列的子目标 并最终达到总目标 2 目标递归策略 从问题的目标状态出发 按照子目标组成的逻辑顺序 5 逐级向初始状态递归 以达到问题解决得策略 一般地 如果从起始状态达到目标状态的途径有多种 手段 目的分析策 略能较好地解决问题 如果从起始状态达到目标状态只有少数几条途径 宜 用目标递归策略 三 实施认知操作 实施认知操作就是问题解决者实际运用策略来改变问题的起始状态 使 之逐步接近并达到目标状态的过程 也叫执行策略阶段 一般来说 简单的 问题只需要少量操作 选定的策略就能顺利实施 复杂的问题则需要一系列 的操作才能完成 有时甚至选定的策略无法实施 四 评价解决结果 在认知操作结束后 需要对问题状态转变的认知活动是否正确 选择的 策略是否合适 当前状态是否接近目标状态 问题是否已经得到解决等做出 评价 如果当前状态被评价为目标状态 则问题得到解决 否则需要进一步 对问题状态的转变过程进行认知和改变策略 甚至需要重新表征问题空间 二 影响问题解决得因素二 影响问题解决得因素 影响问题解决得因素多种多样 但主要有以下几个方面 一 有关的知识经验 任何问题的解决都离不开一定的知识 策略和技能 知识经验的不足常 常是不能有效地解决问题的重要原因 有关的知识经验能促进对问题的表征 只有依据有关的知识经验才能为问题的解决确定方向 选择途径和方法 有些问题的解决需要专门领域的知识 技能和策略 专门的知识经验对 于解决问题非常重要 这方面的研究主要体现在专家和新手差异的研究上 大量研究表明 专家和新手的知识结构特征是不同的 专家记忆中的知识是 经过组织且具有良好的结构 在搜寻解决问题的途径时能充分得到运用 不 过 一方面专家通过自动化使问题解决变得容易 另一方面这也使专家变得 僵化 只能用一种方式看待问题 很难转换角度 二 个体的智能和动机 智力是影响问题解决的极其重要的因素 智力水平越高 越容易解决问 题 而智力水平低的学生解决问题往往遭到失败 个体的认知特征 如灵活性 对问题的敏感性 好奇心等 也明显影响 问题解决 认知方式如场独立性和场依存性 冲动性和沉思性等都与问题解 决的一般策略有密切关系 思维源于问题 但只有具有解决问题的需要和动机时 人们才能以进取 的态度寻求解决问题的方法和步骤 动机过强或过弱 都不利于问题的解决 6 一般地 中等强度的动机 有利于问题的解决 问题解决的效率和动机强度 呈现一种倒 U 型关系 三 问题情境和表征方式 问题情境指问题呈现的知觉方式 是个体面临的刺激模式与其已有知识 结构所形成的差异 一般而言 呈现的刺激模式与学生已有的知识经验越接 近 越能直接提供适合于解决问题的线索 就越有利于找到解决问题的方向 途径和方法 反之 如果刺激模式与学生已有的知识经验相差很远 掩蔽或 干扰问题解决的线索 就会增加解决问题的难度 参见教材第 314 页例子 四 思维定势和功能固着 定势是在先前的活动中形成的影响当前问题解决的一种心理准备状态 人在解决一系列相似的问题之后 容易出现用习以为常的方式方法解决问题 的思路 这就是思维定势 在问题情境不变的情况下 定势能使人应用已掌 握的方法迅速解决问题 减少摸索过程 在问题情境变化情况下 则会妨碍 问题的顺利解决或影响问题解决得质量 功能固着是一种从物体正常 通用的功能的角度来考虑问题的定势 也 就是说 当一个人熟悉了一种物体的某种通用功能时 就很难看出该物体的 其他功能了 例子 邓克尔的 蜡烛问题 五 原型启发和酝酿效应 所谓启发指从其他事物上发现解决问题的途径和方法 对解决问题起了 启发作用的事物叫原型 原型启发在创造性问题解决中作用尤其明显 例如 鲁班发明锯子 瓦特发明蒸汽机等 原型之所以能起到启发作用 是因为原型和要解决的问题之间存在某些 共同点或相似处 但只有在问题解决者的思维活动处于积极但又不过于紧张 的状态时 才最容易发生原型启发 所以原型启发往往发生在酝酿时期 当一个人长期致力于某一问题解决而又百思不得其解时 如果暂时停止 对该问题的思考去干别的事情 几小时或几天后 他可能突然想到解决的办 法 这就是酝酿效应 酝酿之所以有利于问题解决 可能与对定势的克服有 关 第三节第三节 问题解决能力的培养问题解决能力的培养 学生学习的目的 归根结底在于运用所获得的知识去解决他们学习中和 生活中的问题 而解决问题又是加深理解和巩固知识的重要途径 在实际教 学中 教师要结合各门学科的具体内容 采取必要的措施培养学生解决问题 的能力 7 一 充分利用已有经验 形成知识结构体系一 充分利用已有经验 形成知识结构体系 充分利用已有经验 对于提高学生的问题解决能力具有很大的作用 已 有的有关经验作为背景知识 不仅能使学生把问题情境与认知结构联系起来 从而正确地理解问题的性质和条件 而且有助于学生在问题解决中选择合适 的推理规则和解题策略 知识准备对问题解决的重要意义提醒教师 必须在 宏观上督促学生博览群书 不断充实和深化宏观的知识背景 二 分析问题的构成 把握问题解决规律二 分析问题的构成 把握问题解决规律 分析问题构成具体从如下几个方面入手 1 从正方两方面对问题进行分 析 2 认真考察各方面的关系 包括因果关系 时空关系 部分和整体的关 系 3 对问题构成的量和质的情况及各部分的分配比例进行分析 4 通过 改变问题的表达形式 查明问题构成的各个因素 解决问题成功的人 善于使自己已掌握的有关知识对问题的解决发挥作 用 他们比较清楚地看到自己的知识对手头问题的含义 在教学中 教师要 帮助学生从多方面和不同角度对问题的构成进行深入细致的分析 把握问题 解决规律 三 开展研究性学习 发挥学生的主动性三 开展研究性学习 发挥学生的主动性 研究性学习指在学校的宏观调控下 学生在教师的指导下 以类似科学 研究的方式 主动选择学习和社会生活中的某些问题加以研究 从而获取知 识 增长见识 发展能力的一种学习方式 心理学研究表明 采用主动的接 受学习方式 辅以有指导的发现学习和主动解决问题的经验 有分析 有批 判地进行特定学科的教学 将会大大提高解决有关该学科问题的能力 四 教授解题策略 灵活变换问题四 教授解题策略 灵活变换问题 问题解决研究的目的是要教会学生解题 解题的核心在于不断地变换问 题 连续简化问题 把解题过程看成是问题的转化过程 将问题转化为最熟 悉的基本问题加以解决 如何教会学生解题 1 要教给学生全面完整的知识 2 要重视知识的融会贯通 3 注意具体问题和抽象模式的灵活转换 4 教 给学生解决学科问题的有效思维策略 五 允许学生大胆猜想 鼓励实践验证五 允许学生大胆猜想 鼓励实践验证 教学要通过观察 操作 猜测等方式 培养学生的探索意识 使学生初 步学会运用所学知识和方法解决一些简单的实际问题 但在实际教学中却经 常发生这样的现象 教师 你这道题为什么这样做 学生 我猜的 老师 怎么能瞎猜呢 这看起来是维护科学的尊严 实际上却在挫伤学生的积极性 8 第四节第四节 创造性及其培养创造性及其培养 创造性是心理学研究中一个热门领域和焦点问题 对创造性的研究 有 助于人们克服种种困难 完成意料之外的任务 增加选择和行为的自由度 对教师而言 有助于理解素质教育的深刻内涵 促进教学改革的深入 一 创造性的基本概念一 创造性的基本概念 一 创造性地涵义 一般认为 创造性是根据一定的目的和任务 运用一切已知信息开展能 动的思维活动 产生某种新颖 独特 有社会或个人价值的新产品的智力品 质 这里的新产品指以某种形式存在的思维成果 如新概念 新设想等 这 一定义是从创造性的结果来判断创造力的 其判定标准有三点 产品的新颖 性 独特性和社会价值或个人价值 强调创造力是一种智力品质 主要是把 创造力看作是一种思维品质 重视思维能力个体差异的智力品质 但不能认为 没有产生出创造产品的个体就一定不具有创造力 有无创 造力和创造力是否表现出来并不是一回事 创造性具有内隐和外显两种形态 二 创造性和智力 经验表明 在艺术 文学和科学方面有创造性的人 比在这方面没有创 造性地人智商高 智商高的人在各门学科中更可能有新发现 但有些智商高 的人也没有什么创造性 反之 许多有创造性的人 其智商并不显著地高于 别人 心理学研究表明 创造力和智力的关系似乎是一种相对独立 在一定条 件下又相关的非线性关系 其关系可以概括为如下几句话 1 低智商不可能 具有创造性 2 高智商可能有高创造性 也可能有低创造性 3 低创造性 的智商水平可能高 也可能低 4 高创造者必然有高于一般水平的智商 这表明 高智商虽然不是搞创造的充分条件 但它是高创造的必要条件 更要重的是它表明 创造性还有一些智力没有测出的智慧品质 三 创造性的主要成分 1 创造意识 包括创造的意图 创造的动机 创造的欲望等 它是创造 活动强有力的推动力 研究表明 内部动机比外部动机能导致更高水平的创 造 2 创造性思维 指有创见的思维 是创造活动的核心成分 创造思维具 有如下几个特点 1 独创性 2 灵活性 3 敏感性 4 多种思维的结晶 5 灵感的闪现 9 3 创造性想象 创造性想象是创造的翅膀 它是创造活动的必要成分 参见书上爱因斯坦和毕加索对创造性想象的评价 4 创造性人格 研究表明 高创造者一般具有显著的人格特点 最常见 的特征有 1 独立性 2 批判性 3 灵活性 4 事业心强 5 性格坚韧 6 具有幽默感等 儿童当中 创造性学习者也具有明显的学习特征 如专心致志地听讲 观察事物和行动 敢于向权威挑战 有寻根究底精神等 二 培养小学生儿童创造性的措施二 培养小学生儿童创造性的措施 一 创设环境 激发潜力 一 创设环境 激发潜力 1 创设宽松的心理环境 教师应创造一个能支持或容忍标新立异者或偏离常规者存在的环境 让 学生感受到 心理安全 和 心理自由 有研究者提出了五条基本原则 1 尊重与众不同的疑问 2 尊重与众不同的观念 3 向学生证明他们的观 念是有价值的 4 给学生以大量的学习机会 5 将评价与前因后果联系起 来 2 给学生留有自由成长的空间 在可能条件下 应给学生一定的权力和 机会 让创造性学生有时间 有机会干自己想干的事 为创造性行为的产生 提供机会 3 改革考试制度与考试内容 使考试真正成为选拔有能力 有创造性人 才的有效工具 在考试的形式和内容上都应考虑如何测评创造性的问题 例 如在学业考试中