问题解决的认知分析

问题解决是一个组织严密的心理序列，这个序列可构成一个阶梯组织。现在让我们进一步分析这个心理序列的认知过程。现代认知心理学把问题解决看为“输入—加工—输出”的过程，认为人不是被动地接受外界刺激，并对之作出反应，而是主动地寻求信息，对输入的信息以一定的策略进行加工处理，并经过决策过程再输出去。信息加工过程就是寻找操作序列以达到目的的过程。手段—目的分析手段．．—目的分析．．．．的过程就是信息加工中心理序列形成的过程，就是思维中展现的问题解决的过程。为了使提出的问题与要达到的目标相接近，要有一个心理操作的过程和步骤。每一步骤可能是确立的小目标，每达到一个小目标都要与总目标相比较，比较其在达到总目标过程中的作用。直到问题得到解决。这就是手段—目的分析。从提出问题开始，经过中间的步骤，到实现目标，这个过程可分为3种状态。开始阶段称为初始状态．．．．，达到目标时为目标状态．．．．，中间经过的各个步骤为中间状态．．．．。这些状态均为人的认识状态．．．．。在手段—目的分析中，思维的每一步操作就是把当时的认识状态逐一地与目标状态相比较，中间状态每前进一步均推动着问题的解决。
     手段—目的分析在解决问题中的一般图式为：（1）确定问题的初始状态．．．．的目标状态．．．．；（2）把问题的总目标分解为一系列小目标，每个小目标就是一个中间状．．．态．；（3）问题解决的过程是从一个认识状态推进到下一个认识状态，每一个新的认识状态都从所采取的新手段中带来一些新的信息；（4）一个手段获得成功，达到一个小目标，就推进到下一个新的认识状态，继续为达到下一个目标选择手段；（5）如果这个手段行不通，就退回到原来的认识状态，重新选择手段。直到通过一个个小目标，最终达到总目的。下列“河内塔”问题要求把一叠圆盘从A柱移到C柱上，B柱供给过渡使用。规则是：每次只能移动最上面的一个圆盘，大盘不许压在小盘上。搜索策略上述手段一目的分析展示了问题解决思维序列的一般过程。现在让我们进一步解释它所采取的搜索策略。1．正向探索和逆向行动正向探索．．．．是首先试用某种方法，看其是否有所进展，如果得到了某些新的信息，就从这一步骤继续下去。其特点是用简单的、直接的步骤，从开始进行直到问题获得解决。对于简单的问题采用正向探索容易得到解决，然而对于复杂的问题则难以奏效。逆向行动．．．．与正向探索不同，它不是选取问题的某一点顺序而下，而是着眼于寻找所期望的解决办法，或首先寻找解决这个问题的先行步骤。这一步确定之后，再向紧挨着的前面一步进行，最后退到问题指出的起点，逆向行动经常使用手段—目的分析，再确定一个小目标，并尝试去解决，并把小目标与前一个认识状态相比较。
     就像人们在查看地图，比如，从北京到昆明，对一个对中国地理茫然不解的人来说，该如何走呢？他可能先找到武汉—从武汉到广州—不对了，又回到武汉—贵阳—昆明；好，那么，从武汉退行到徐州—郑州—又不对了，从武汉可直抵石家庄—北京。假设的这一行程就是一个逆向行动的例子，决策的每一步都要进行手段—目的分析。2．选择算子在确定问题解决的策略中，重要的是选择解决问题所采用的手段，这就是选择算子．．（operator）。算子亦称操作者．．．，系指在思维中用以指导进行操作的计划和方法。算子可分为两类，一为规则算法，二为启发法或称直接推断法。规则算法．．．．（algorithms）是按照现成的规则去做，问题便能自然而然地导致正确的解决。例如按照数学规则进行演算，无论是正向或逆向探索，问题一定会得到解决。但是由于全部操作必须一步一步地按规则进行，问题的解决往往很慢。例如猜字谜，给出“—c——bi—”，指明为“Sharptongned”的同义词，请猜出这个字。运用规则算法需要把全部字母一个个地尝试填入空格，用字典检验每一次的结果，最终可发现这个词为“acerbic”（苛薄的），但必须经过460，000次尝试才有可能查出。但实际上人不会去这样尝试，而是去推测，这就是启发法。启发法．．．（heuristics）在很大程度上是靠经验去寻找解决问题的方法或原则。所谓经验就是把以前解决某些问题时采用过的有效方法引用到新的场合。
     例如在智力测验中，由于要求解答的速度，人们往往采用启发法而不用规则算法，假设（899×21）-〔（899×7）＋（899×14）〕＝？的题目可一目了然而不需要一步步地计算。医生诊断疾病也并不每一次系统地一步步尝试去检查，而是首先确定一个预期最接近问题的起点，按逆向行动推进诊断的过程。下面举一个采用启发法解决难题的例子，问题是：“如果在你解决这一个之前你所解决的难题，难于在你解决这一个之前你所解决的难题之后你所解决的难题，那么在你解决这一个之前你所解决的难题难于这一个吗？”首先确定这个句子中包含着许多复杂的短语，于是采取了“用字母代替短语”的启发式算子。（1）把“这一个”设定为A；（2）把“在你解决A之前你所解决的难题”设为B。结果问题简化为：“如果难题B难于难题A，那么难题B难于难题A吗”？回称：“是”。现实的问题解决中，正向探索和逆向行动的策略是经常依情境而交替使用的。采用什么算子也依情况而定。启发法在解决难题中显示了规则算法的缺陷，但是启发法的每次操作并不一定保证得到成功。关键在于确定解决问题的方案和选择的解决途径的实际效果。启发法的采用不要求消耗很大的心理能量，但却显示了人类思维所具有的特点，反映了人类的高级智慧。