教育部2001年颁布的《基础教育课程改革纲要(试行)》指出,基础教育课程改革的目标之一是培养学生的分析问题和解决问题的能力。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》也提出,要“着力提高学生服务国家服务人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力”。2014年3月,教育部在文件《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中再次强调,“提高学生综合分析问题、解决问题能力”。因此,培养学生问题解决能力是基础教育阶段不可推卸的责任。
(一)什么是问题解决
培养学生的问题解决能力,首先要弄清楚什么是“问题”和“问题解决”。
1.什么是问题
(1)对“问题”的认识
问题指“该情境的初始状态,想要达到的目标状态,阻止从初始状态转化为目标状态的障碍”[1]。也就是说,问题是一种情境,是事物的初始状态和想要达到的目标状态之间存在障碍的情境。阅读一篇抒情散文文本时,其当前的初始状态是学生只能理解该散文字面意思,我们的目标状态想要学生能够正确理解文本所传达的主要情感和鉴赏作者传达这种情感的方式方法。但我们要达到这一目标,又不知道该如何来实现。比如,学生该具备关于散文的哪些知识,该如何来解读散文,我们该如何指导学生学会散文的解读方法等。这时,我们面对的这一情境对我们来说,就构成了问题。通常一个问题有三个基本成分:问题的给定、问题的目标和问题的差距。
一是问题的给定。它是关于问题条件的一系列描述,即问题的初始状态。比如,培养学生能够正确理解和鉴赏抒情散文文本时,我们认识到学生只能读懂文本的基本情节、基本事件,了解散文的主要内容。当我们开始从学生目前的状态开始筹划这一问题的解决方案时,我们就处于问题的初始状态。
二是问题的目标。它是指关于构成问题结论的明确描述,即问题需求的结论、答案,或者说问题的目标状态。当学生完全能够运用恰当阅读散文的方法独立地解读出散文传达的主要情感和鉴赏散文传达情感的方式方法时,我们就处于问题的目标状态。
三是问题的差距。它指问题的给定与目标之间直接或间接的距离,问题解决者是要通过一定的心理操作来改变给定(初始)状态,缩小差距,逐步达到目标状态。我们采取给学生讲解散文的基础知识,示范散文的阅读方法,培养学生解读散文的思维技巧等一系列步骤就是为了一步步缩小初始状态与目标状态之间的差距。
介于问题的初始状态和目标状态之间的各种中间状态及算子的组合统称为问题空间。所谓算子是指顺利实现问题中间状态逐次转化的操作,一个问题的中间状态越多,算子越复杂,也就决定了这个问题的难度越大。
(2)问题的类型
以下两种分类是较为常见和常用的类型。
一是清晰的问题与模糊的问题。清晰的问题又叫界定良好的问题,是指问题的初始状态、目标状态及转换状态的方法均已清楚规定的问题。例如,对于高中生来说,解方程3x+1=2(x-3)就是一个清晰的问题,因为学生很清楚地确定问题的初始状态(给出的方程)、目标状态(x=?)以及正确的运算(去括号,在等号两边同时加减或乘除同一个不为零的数等)。模糊的问题又叫界定不良的问题,是对问题的初始状态、目标状态及转换状态的方法中的一项或几项缺乏明确的界定。比如,学生对自己的未来人生做规划就是一个模糊的问题,这里的初始状态(学生对自己现状的正确认识)、目标状态(自己打算过一种什么样的生活)和用于转换状态的方法(通过学习,通过关系,还是借助国家政策等)都不明确。
二是一般领域的问题与专门领域的问题。前者是问题解决者不具有与问题相关的专业知识的问题。后者是指问题解决者具有与问题有关的专业知识的问题。比如,培养学生的写作能力时,对于不懂语文教学的人就属于一般领域的问题,而对于语文教师来说,则是专门领域的问题。
2.什么是问题解决
(1)对“问题解决”的认识
问题解决就是运用一系列认知操作扫除障碍,将初始状态转化为目标状态的过程,在这个过程中,要通过搜索、选择并运用算子来改变问题的状态,最后达到目标状态。问题解决有五个基本特征:情境性、认知性、目标性、操作性、情感性。
一是情境性。问题解决是由一定的情境引发的,通过克服问题空间中的各种障碍,最终进入问题的目标状态。如果问题解决者没有感受到问题情境的存在,任何问题对他不构成问题,也就无从谈问题解决了。
二是认知性。问题解决主要是一种综合性的系列认知过程,这不仅受问题解决者的认知结构的制约,还体现出他的认知能力和元认知能力。
三是目标性。问题解决是一种有明确目标定向的、自主性行为。它启动于问题的初始状态,经过问题空间,运用系列的算子,达到问题的目标状态,从而实现对问题生成一个或多个有效的答案。
四是操作性。问题解决是一系列的心理操作过程。它需要问题解决者运用并重组已有的信息、知识、经验,寻找新的策略方法,制订实施新的方案,朝着问题的目标状态进行内隐性操作(思维)和外显性操作(动作)。
五是情感性。问题解决是比较复杂的持久性心理操作过程,它需要多种心理成分的相互作用,有时需要消耗大量的时间和精力,因此为了使问题解决顺利、有效地进行,问题解决者必须有问题解决的意愿、心向和动机,认同、接受问题,并乐于解决问题,对问题的最终解决有信心、决心和恒心。
(2)问题解决的过程
一般来说,问题解决的过程有以下五个环节。
一是发现问题。问题解决的一系列过程始于发现问题。问题的发现不仅引发了后续的系列问题解决,而且其本身也蕴含机遇。比如,在语文教学中,老师从学生的答题“表述烦琐”的现象中,发现学生的概括能力很弱,于是探索概括的方法技巧并训练学生的概括能力。但在实际教学中,许多人并没有养成发现问题的习惯。导致这种状况的原因一方面是人们对教学现状的满足,不去追求现状之外更高的目标状态;另一方面是因为教师缺乏相关的专业知识,因而对一些问题熟视无睹。
二是表征问题。表征问题是在心里将问题中的各相关要素整合成连贯一致的结构,又叫问题的理解。问题表征与问题解决的关系十分密切。如果我们对某个问题形成了适当的表征,则问题可能变得很容易解决;如果表征不当,很可能解决不了问题。请看这样一个问题:
请对这首诗的景物描写进行鉴赏。
很多学生拿到这个题目往往不知道该怎么做,这是因为他们没有形成对这一问题的正确表征。如果把这个问题换一种方式表征:
这首诗的景物描写运用了哪些手法?这些手法在本诗中具体是如何体现的?运用这些手法有什么效果和作用?
这样一来,解决这个问题就容易多了。对问题的表征涉及语言性知识、事实性知识、概念性知识的综合运用。可以这样说,问题的表征就是用相关的概念、原理、图式来理解问题。
三是探索解题策略。在这一阶段,学习者尝试各种方法来寻求解决问题的方法。一般有如下五种办法来寻求解决问题的策略。
①手段—目的分析法。这一方法的基本思想是通过运用算子来缩小问题的当前状态与目标状态之间的差异。运用算子一次就将初始状态转化为目标状态的情况很少见,因而这一方法一般需要将目标状态分解为若干子目标,通过运用不同的算子逐一达成一系列的子目标而最终达成总的目标。而子目标的分解、确定则是在找到算子后比较算子的运用条件与当前状态的差别,找到差别后再确立一个新子目标以消除差别。它的缺点是在解决复杂问题时,由于子目标过多而使问题解决者的工作记忆负担过重,这会导致子目标的遗忘而难以解决问题。
②爬山法。这是指问题解决者从初始状态出发,对它做一些改变,以期待它与要达到的目标状态更接近。就好像爬山,目标是山顶,寻找爬山的路径时,只要选择向上的路行走,就离山顶近了一点。这种策略也称为局部最优选择法。
③逆向法。从目标状态开始,逐步推至初始状态。当初始状态有几条路径可走,但只有一条能达到目标状态时,宜采用逆向法。
④类比法。这是指遇到新问题时,通过将它与我们以前解决过的熟悉问题联系起来而找到解决的方法。成功地运用类比取决于问题解决者发现新的问题与旧有问题在结构上而不是表面特征上存在类似。
⑤头脑风暴法。这种方法基本步骤如下:第一,定义问题;第二,产生尽可能多的解决办法,不管它们多么离奇,都不要做出评论;第三,确定从中选择合适方法的标准;第四,运用这些标准,从中选择最好的方法。
四是执行问题解决策略。经过对问题解决策略的尝试而构建出问题解决的方案后,接下来就要执行这一策略来解决实际问题。在上一阶段,问题解决者需要具备的知识主要是策略性知识,而这一阶段需具备的是良好的程序性知识。
五是回顾与总结。执行问题解决策略,得到一定的结果,并不意味着问题解决过程的结束。接下来的一个重要阶段是对问题解决的回顾与总结,这种回顾的工作主要涉及两个方面:对执行问题解决策略所得到的结果是否达成了目标进行评价;对整个问题解决过程的回顾。通过回顾,可使我们从中得到一些新结果,从中提炼出解决某类问题的方法步骤。一些学生在老师指导下,虽然解决了许多问题,但缺乏对问题解决过程的回顾与反思,其问题解决能力也得不到明显提高。
(二)影响问题解决的因素
问题解决的思维过程受多种因素的影响,有些因素能促进思维活动对问题的解决,有些因素则妨碍思维活动对问题的解决。影响问题解决的因素可以分为问题自身的客观因素和问题解决的主观因素。[2]
1.问题的特征
问题情境中的信息总是以不同的特征呈现在我们面前,如空间位置、距离、时间以及顺序等。问题情境所呈现的信息特征在很大程度上影响我们对问题的理解和表征。某些呈现方式有助于我们获得解决问题的线索,从而寻找到正确的解决策略、方法和途径。而有些则包含某些多余的信息,或者问题解决所需要的部分条件被隐藏起来,这就增加了问题解决的难度,需要个体能够发现、分离出解决问题所需要的线索,抓住问题的本质特征。
2.已有的知识经验
已有经验的质与量都影响着问题解决。通常情况下,一个人与问题解决有关的经验越多,质量越高,解决该问题的可能性就越大。有研究证明,优等生的认知结构中储存的知识经验显然多于一般学生。也就是说,拥有某一领域的高质、丰富的知识经验是有效地解决问题的基础。知识的质量主要是指已有知识经验在组织上的特征,表现为已有知识的可利用性、可辨别性以及清晰稳定性。
3.反应定势与功能固着
反应定势是指以最熟悉的方式做出反应的倾向。定势有时有助于问题的解决,有时也会妨碍问题的解决。教师要根据定势对迁移的双重影响,注意在教学中应该建立哪一种定势。既要利用定势的积极作用帮助学生迅速解决一类问题的方法,同时又要变化课题,以帮助学生具体问题具体分析,防止定势的干扰。
定势的作用还极明显地表现在“功能固着”上,功能固着是指人们总是倾向于将某一物体的常见功能看成该物体的特定功能,从而妨碍了发现物体的其他功能而影响了问题的解决。一个人如果不熟悉某种物体的常用或典型的功能,就很难看出该物体具有的其他潜在的功能。而且最初看到的功能越重要,就越难看出其他的功能。这种功能固着现象有时会限制人们的思维和解决问题的能力。
4.酝酿效应
有人反复探索一个问题的解答而毫无结果时,把问题暂时搁置一下,然后再回头来解决,这时常常可以很快找到解决办法。这种现象称为酝酿效应。酝酿效应打破了解决问题不恰当思路的定势,从而促进了新思路的产生。当问题陷入困境时,把问题暂时搁置几小时、几天或几个星期,由于某种机遇突然使新思想、新心象浮现了出来,百思不得其解的问题往往一下子便找到了解决办法。“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”正是这一效应的生动写照。
5.动机和情绪状态
在问题解决过程中,问题解决的效率——问题解决的速度、质量、流畅性是受问题解决者成就动机制约的。动机对问题解决效率的制约关系比较复杂。随着问题解决者的动机从零开始增大,问题解决的效率也随之开始增高;在动机强度适中时,会产生最高的效率,而超过一定强度后,解决的效率会随之降低。强烈的动机对于简单问题的解决会产生积极的影响,但对复杂问题的解决则有不利影响;对于一定问题来说,在学习者具有很强的能力这一前提下,动机强烈仍会促进问题解决。
情绪因素对问题解决也有明显影响,这种影响可以是积极的也可以是消极的。问题解决者过去解决问题的成败印象和体验对当前的问题解决将产生影响。这种影响主要表现于问题解决者的问题解决的信心。当前问题与问题解决者以往面临的问题情境越相似,成败的情绪体验对当前的问题解决就越强烈。
总之,影响问题解决的因素是多种多样的,它们不是孤立地起作用,而是互相联系、互相影响,综合地影响问题解决的效率。
(三)问题解决的导与学的实施
1.教师通过“目标、活动、评价”进行指导
(1)目标
教师教学目标的设计要有指向学生的问题解决能力。即要教会学生发现问题、表征问题、研究问题、寻找解决问题策略、执行解决问题策略、回顾和总结问题解决过程等方面的能力。由于一个问题的解决,往往涉及多方面的因素,需要思考的时间较长,可把培养学生某个方面的问题解决能力作为专题的教学目标,这个目标可以是这个专题阶段持续不变的目标,一直作为课堂教学的出发点和最终归宿,以此来统筹教学设计、学生预习、课堂活动、教学评价等。
(2)活动
主要是设计并组织问题解决活动。一是创设问题解决情境,通过对一些现象的剖析,发现问题,并对问题进行恰当的表征;二是教师示范讲解,教师对问题解决的思维过程和操作过程做示范引路;三是组织学生根据问题条件讨论问题解决的方法步骤;四是引导学生根据讨论结果拟出解决问题的方案;五是督促学生执行这些方案;六是组织学生对执行结果进行评价,看是否完全解决了问题;七是引导学生对解决问题的过程进行回顾与总结,提炼解决这类问题的方法策略。整个活动的设计一定要最大限度地让学生参与,并在学生参与的过程中不断给学生点拨或示范一些操作方法。
(3)评价
主要是教师与学生一道对学生某类问题解决能力是否形成的评价。评价的目的在于反馈学生在问题解决过程中成功的经验或存在着的问题。比如,学生知识储备的数量与质量是否达到要求,学生知识间的联系是否形成了网络化结构,对各种变式能否概括出本质特征,动机和情绪对解决问题产生的是积极还是消极影响等。
2.学生通过“预习、互动、练习”进行参与
(1)预习
问题解决在学生的学习活动中占据着主导地位。在加涅对学习进行的八个层次的划分中,问题解决处于最高水平。所以,只有学生具备一定的基础知识、基本技能和思维水平,才能通过训练顺利形成问题解决能力。所以,在问题解决能力培养之前的预习,重点是为了形成这种能力而做好各方面的准备。
首先是复习巩固解决专业领域内的问题所需要的专业基础知识和基本技能;其次是熟悉常见的一些思维加工方法,如分析、比较、归类、概括、归纳、演绎、类比、综合等;最后是解决复杂问题时要做好长期坚持的心理准备,不要寄希望于“短”“平”“快”的做法。
(2)互动
鼓励学生对平常事物多观察,多讨论,主动发现问题。不要被动地等待教师讲解示范后,才去套用公式或定理去解决问题。在明确问题的基础上,鼓励学生从不同的角度,尽可能多地提出各种假设,而不要对这些想法进行过多的评判,以免过早地局限于某一解决问题的方案中。这时重要的是数量,而不是质量。要求学生反复讨论、分析各种假设、各种方法的优劣,对解决问题的整个过程进行监控与评价。
(3)练习
应避免低水平的、简单的提问或重复的机械练习,防止学生埋没于题海之中,应考虑练习的质量,根据不同的教学目标、教学内容、教学时段等精选、设计例题与习题,充分考虑练什么、什么时候练、练到什么程度、以什么方式练、如何检验练的效果等。比如,既要训练学生解决有结构的问题,又要训练他们面对无结构的问题存在的事实;既要有直接利用领会的知识进行解答的基本问题,又要有灵活、综合利用有关知识进行解答的较复杂的问题;既要有一般的语言文字问题,又要有一定数量的动手操作的问题;既要有促进学生理解所学知识的基本问题,又要有适当结合现实的实际问题;既可以要求学生自己去解决、回答有关问题,又可以要求学生自己去提问题、编问题。多种形式的练习,可以调动学生主动参与学习的积极性,提高学生知识应用的变通性、灵活性与广泛性。
(四)问题解决导学对教师的素养要求
1.具有对问题进行表征的专业能力
由于问题解决能否顺利进行,与问题的表征方式有很大的关系,所以教师要具备用不同的方式表征问题的能力。只有教师具备了这种能力,才可能培养学生具备这种能力。所以教师要在自己所教学科的专业领域内,学会对问题的描述、定义、解释、分类、归类等。
2.具备相应的专业基础知识和基本技能
问题解决是离不开专业的基础知识和基本技能的。这两个方面,不仅学生应该具备,教师更应该提前具备。教师只有具备了这两个方面,才能有方向地、有重点地、有选择地指导学生在这些方面做好准备。
3.具备问题解决能力培养的教学知识
要成功培养学生的问题解决能力,教师必须具备相应的培养这种能力的教学实践知识,即学科教学知识,如问题情境设计知识、课堂管理组织知识、问题解决教学设计知识、学生兴趣激发知识、消极因素排除知识等。这些知识是教师培养学生问题解决能力不可或缺的十分重要的知识,教师必须首先具备。
4.要有热情帮助学生的积极态度
一般来说,学生对于问题解决的难度比较大,是学生进行探究学习的最重要的方式,因此,很多学生常有畏难情绪。当学生消极对待问题时,教师就要以极大的热情与学生进行交流,除了对学生进行点拨外,更重要的是给学生鼓劲,让学生能够静下心来,冷静地分析问题,有条理地表征问题。特别是有些学生反复无常,这时更需要老师有耐心,对学生充满信心,让学生感觉到自己有希望找到解决问题的办法。所以,教师要有热情帮助学生的积极态度,才可能培养学生形成问题解决能力。
双流中学七十年校庆
[1] 王小明.学习心理学[M].北京:中国轻工业出版社,2013:231.
[2] 韦洪涛.学习心理学[M].北京:化学工业出版社,2014:128~131.