問題解決的認(rèn)知分析
問題解決是一個(gè)組織嚴(yán)密的心理序列,這個(gè)序列可構(gòu)成一個(gè)階梯組織?,F(xiàn)在讓我們進(jìn)一步分析這個(gè)心理序列的認(rèn)知過程?,F(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)把問題解決看為“輸入—加工—輸出”的過程,認(rèn)為人不是被動地接受外界刺激,并對之作出反應(yīng),而是主動地尋求信息,對輸入的信息以一定的策略進(jìn)行加工處理,并經(jīng)過決策過程再輸出去。信息加工過程就是尋找操作序列以達(dá)到目的的過程。
手段—目的分析
手段—目的分析的過程就是信息加工中心理序列形成的過程,就是思維中展現(xiàn)的問題解決的過程。為了使提出的問題與要達(dá)到的目標(biāo)相接近,要有一個(gè)心理操作的過程和步驟。每一步驟可能是確立的小目標(biāo),每達(dá)到一個(gè)小目標(biāo)都要與總目標(biāo)相比較,比較其在達(dá)到總目標(biāo)過程中的作用。直到問題得到解決。這就是手段—目的分析。
從提出問題開始,經(jīng)過中間的步驟,到實(shí)現(xiàn)目標(biāo),這個(gè)過程可分為3種狀態(tài)。開始階段稱為初始狀態(tài),達(dá)到目標(biāo)時(shí)為目標(biāo)狀態(tài),中間經(jīng)過的各個(gè)步驟為中間狀態(tài)。這些狀態(tài)均為人的認(rèn)識狀態(tài)。
在手段—目的分析中,思維的每一步操作就是把當(dāng)時(shí)的認(rèn)識狀態(tài)逐一地與目標(biāo)狀態(tài)相比較,中間狀態(tài)每前進(jìn)一步均推動著問題的解決。手段—目的分析在解決問題中的一般圖式為:
(1)確定問題的初始狀態(tài)的目標(biāo)狀態(tài);
(2)把問題的總目標(biāo)分解為一系列小目標(biāo),每個(gè)小目標(biāo)就是一個(gè)中間狀態(tài);
(3)問題解決的過程是從一個(gè)認(rèn)識狀態(tài)推進(jìn)到下一個(gè)認(rèn)識狀態(tài),每一個(gè)新的認(rèn)識狀態(tài)都從所采取的新手段中帶來一些新的信息;
(4)一個(gè)手段獲得成功,達(dá)到一個(gè)小目標(biāo),就推進(jìn)到下一個(gè)新的認(rèn)識狀態(tài),繼續(xù)為達(dá)到下一個(gè)目標(biāo)選擇手段;
(5)如果這個(gè)手段行不通,就退回到原來的認(rèn)識狀態(tài),重新選擇手段。直到通過一個(gè)個(gè)小目標(biāo),最終達(dá)到總目的。
下列“河內(nèi)塔”問題要求把一疊圓盤從A柱移到C柱上,B柱供給過渡使用。規(guī)則是:每次只能移動最上面的一個(gè)圓盤,大盤不許壓在小盤上。
搜索策略
上述手段一目的分析展示了問題解決思維序列的一般過程?,F(xiàn)在讓我們進(jìn)一步解釋它所采取的搜索策略。
1.正向探索和逆向行動
正向探索是首先試用某種方法,看其是否有所進(jìn)展,如果得到了某些新的信息,就從這一步驟繼續(xù)下去。其特點(diǎn)是用簡單的、直接的步驟,從開始進(jìn)行直到問題獲得解決。對于簡單的問題采用正向探索容易得到解決,然而對于復(fù)雜的問題則難以奏效。
逆向行動與正向探索不同,它不是選取問題的某一點(diǎn)順序而下,而是著眼于尋找所期望的解決辦法,或首先尋找解決這個(gè)問題的先行步驟。這一步確定之后,再向緊挨著的前面一步進(jìn)行,最后退到問題指出的起點(diǎn),逆向行動經(jīng)常使用手段—目的分析,再確定一個(gè)小目標(biāo),并嘗試去解決,并把小目標(biāo)與前一個(gè)認(rèn)識狀態(tài)相比較。就像人們在查看地圖,比如,從北京到昆明,對一個(gè)對中國地理茫然不解的人來說,該如何走呢?他可能先找到武漢—從武漢到廣州—不對了,又回到武漢—貴陽—昆明;好,那么,從武漢退行到徐州—鄭州—又不對了,從武漢可直抵石家莊—北京。假設(shè)的這一行程就是一個(gè)逆向行動的例子,決策的每一步都要進(jìn)行手段—目的分析。
2.選擇算子
在確定問題解決的策略中,重要的是選擇解決問題所采用的手段,這就是選擇算子(operator)。算子亦稱操作者,系指在思維中用以指導(dǎo)進(jìn)行操作的計(jì)劃和方法。
算子可分為兩類,一為規(guī)則算法,二為啟發(fā)法或稱直接推斷法。
規(guī)則算法(algorithms)是按照現(xiàn)成的規(guī)則去做,問題便能自然而然地導(dǎo)致正確的解決。例如按照數(shù)學(xué)規(guī)則進(jìn)行演算,無論是正向或逆向探索,問題一定會得到解決。但是由于全部操作必須一步一步地按規(guī)則進(jìn)行,問題的解決往往很慢。例如猜字謎,給出“—c——bi—”,指明為“Sharptongned”的同義詞,請猜出這個(gè)字。運(yùn)用規(guī)則算法需要把全部字母一個(gè)個(gè)地嘗試填入空格,用字典檢驗(yàn)每一次的結(jié)果,最終可發(fā)現(xiàn)這個(gè)詞為“acerbic”(苛薄的),但必須經(jīng)過460,000次嘗試才有可能查出。但實(shí)際上人不會去這樣嘗試,而是去推測,這就是啟發(fā)法。
啟發(fā)法(heuristics)在很大程度上是靠經(jīng)驗(yàn)去尋找解決問題的方法或原則。所謂經(jīng)驗(yàn)就是把以前解決某些問題時(shí)采用過的有效方法引用到新的場合。例如在智力測驗(yàn)中,由于要求解答的速度,人們往往采用啟發(fā)法而不用規(guī)則算法,假設(shè)(899×21)-〔(899×7)+(899×14)〕=?的題目可一目了然而不需要一步步地計(jì)算。醫(yī)生診斷疾病也并不每一次系統(tǒng)地一步步嘗試去檢查,而是首先確定一個(gè)預(yù)期最接近問題的起點(diǎn),按逆向行動推進(jìn)診斷的過程。
下面舉一個(gè)采用啟發(fā)法解決難題的例子,問題是:“如果在你解決這一個(gè)之前你所解決的難題,難于在你解決這一個(gè)之前你所解決的難題之后你所解決的難題,那么在你解決這一個(gè)之前你所解決的難題難于這一個(gè)嗎?”
首先確定這個(gè)句子中包含著許多復(fù)雜的短語,于是采取了“用字母代替短語”的啟發(fā)式算子。
(1)把“這一個(gè)”設(shè)定為A;
(2)把“在你解決A之前你所解決的難題”設(shè)為B。
結(jié)果問題簡化為:“如果難題B難于難題A,那么難題B難于難題A嗎”?回稱:“是”。
現(xiàn)實(shí)的問題解決中,正向探索和逆向行動的策略是經(jīng)常依情境而交替使用的。采用什么算子也依情況而定。啟發(fā)法在解決難題中顯示了規(guī)則算法的缺陷,但是啟發(fā)法的每次操作并不一定保證得到成功。關(guān)鍵在于確定解決問題的方案和選擇的解決途徑的實(shí)際效果。啟發(fā)法的采用不要求消耗很大的心理能量,但卻顯示了人類思維所具有的特點(diǎn),反映了人類的高級智慧。
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