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冯忠良（1998）指出心智技能是问题解决的重要调节机制。张大均等（1998）提出了问题解决要经历认知课题、表征课题、联想与匹配和反思结果的心理历程。现代信息加工心理学将问题解决分为客观和主观两个层面，即问题的客观陈述和解题者对问题客观陈述的理解。目前，问题解决心理机制的实证研究主要是结合学科特征进行的，集中在问题的表征、解决问题、迁移和元认知等方面，取得了一些有价值的研究成果。
（一）问题表征
问题表征指对问题的初始条件、目标任务及其构成要素的觉察和理解，在问题解决中具有关键作用。王磊、胡久华采用活动任务分析法和心理模拟法探讨了中学化学实验问题解决的心理机制，得出初步结果：中学化学实验问题解决的心理机制分为问题表征、问题解析、设计实验方案、实施实验方案及检验、反思与调整五个相互联系的环节，问题表征影响问题解决的成效。
现在问题表征的研究从外部的理解逐步转向了内部的表征，有研究者将问题表征分为外部表征和内部表征。外部表征指问题情境的成分和结构，其信息只能被知觉系统觉察、分析和加工，对问题的内部表征起引导和定向的作用；内部表征是问题解决者构建的有关问题的认知结构，是对觉察到的初始条件、约束条件的解释。大量的专家与新手对比研究证明，专家的问题图式包含了有关领域的陈述性知识和程序性知识，可以较好地在问题解决中形成基于问题结构相似性的复杂的问题表征，而新手由于缺乏相关领域的陈述性知识和程序性知识，只能形成对于问题表面相似性的简单的问题表征。有人研究了专家和新手在解决苏联农业问题的差异，发现不同专业专家对问题的理解和表征是不一致的，即专家对自己专业领域的问题都能在较为抽象的水平上进行理解和表征，而新手对问题的理解和表征更为具体和表面化，专家和新手在陌生的领域都只能够形成问题的外部表征，证明从外部问题表征向深层结构内部问题表征的转化与领域专长同步生成。朱新明通过对解决几何问题的思维过程的研究发现：（1）问题解决者解决几何问题先要对问题进行识别和归类，这些识别和归类包含假设、验证的思维过程；（2）问题解决者如果能从问题的情境中正确辨认出符合解题目标的几何图形模式，就能够唤起与解题相关的几何知识。可见，快速对问题形成正确的内部表征有赖于问题解决者已具有的知识图式（问题图式），知识的组织性质是问题表征的基础，决定着问题表征的质量，进一步决定问题解决的成效。
研究表明，问题图式对问题表征具有重要作用，不同的问题图式对问题表征产生不同的影响。研究者通过访谈法对330名数学学习不良儿童和许多一般儿童的数学问题解决、视觉—空间表征和空间视觉能力进行了对比研究，发现图式表征能促进数学问题的解决，图像表征则起妨碍作用；空间视觉化能力与解题正确率及图式表征策略有显著正相关，与图像表征策略有显著负相关。有人（Gick&Holyoak,1990）认为形成问题图式需要在具体的问题解决过程中从问题表层向深层不断排除、概括和建构。排除表层描述中不重要的细节，使存储的信息量降低；概括是是对信息的精制和改造，也会减少存储的信息量；建构是增加信息，包含对未直接表述的蕴含信息的推断。李晓文、王莹的研究表明，图式是通过样例学习建立起来，结合了大量的专门领域知识、一般的问题解决的策略方法和大量的程序性知识，有利于对问题的理解和表征类型化。所以在问题解决教学中就要通过大量样例（即例题或实际例子）的学习把基本概念、基本原理或定理、相关事件以及相应的表示符号有机联系起来，构成问题图式。加强专门知识的学习，并且在知识学习中促进问题图式的形成和发展。西蒙在研究河内塔问题解决时发现随着问题解决的进行，问题解决者使用的策略越来越有效，这就是问题解决者从前一种问题解决策略中抽取了有关问题结构的知识，通过图式的组合形成解决当前复杂问题的大图式，形成了问题的外部表征到内部表征的连续表征体，建构了一个连贯的心理表征或结构。
张大均认为，具有一定数量的正确知识是形成良好问题表征的前提，良好的知识结构是形成良好问题表征连续体的基础。目前，对问题解决的语义理解过程的研究受到重视，语言理解要经过奠基（layingafoundation）映射（mapping）转移（shifting）三个过程，经过充分深刻的语言理解才能够形成问题完整连续表征。问题解决者动机的目标定向不同对问题的表征程度也不同。目标定向大致可分为掌握目标与成绩目标两类，在前一种定向中，个体的目的在于通过学习提高能力、技能以及理解和掌握，学习本身就是终极目标；在后一种定向中，个体的目的在于通过成绩来表现或证明自己的能力，学习只是一种工具和手段。研究表明，掌握目标的个体在学习中更倾向采用深层策略（如力图弄懂材料），对问题进行内部表征；而成绩目标的个体则倾向运用浅层策略（如不求理解而只是简单复述），对问题进行外部表征。
（二）解决问题
问题解决者在获得对问题的表征后，以该表征为提取线索，通过联想，激活头脑中已有相关经验、策略，对内外信息进行比较、匹配，寻找到解题方法。已有研究表明，制约和影响问题联想与匹配成效的主要因素是：已有的程序性知识、各类具体问题原型及具体的学科知识，特别是专业领域的概念性知识对问题解决起着十分重要的作用。根据安德森等人提出的激活网络模型，在解决问题的思维过程中，概念性知识被激活，进入到工作记忆中，并向相关概念扩散，这正是搜索问题空间的过程。缺乏概念性知识，就无法搜索问题空间，无法选择相应的运算，也无法解决问题。例如解决社会性问题就需要政治、历史、地理、经济和科技等各个领域的广泛知识。研究表明，专家之所以能有效地解决本专业领域的问题，就是因为他们拥有良好组织的专业知识。原有知识和表征也会影响问题的解决。研究发现，对于需要联系运用自己原有知识的基于图式的问题（schema-basedquestions），大多数问题解决者会用基于图式的方式（联系自己的原有知识）来处理，但仍有三分之一的问题解决者以基于课本的方式来回答，即倾向于直接从课本中找出答案。建构主义则提出,问题解决总是与一定的社会文化背景即情境相联系的，在与问题有关的实际情境中进行问题解决，其直观、生动的形象能够有效激发联想，唤醒长时记忆中有关的知识、经验和表象去同化或顺应当前问题中出现的新知识，赋予新知识某种意义或对原有认知结构进行改造与重组，使问题得到有效解决。
（三）迁移问题
问题解决的迁移指先前的问题解决对后续的问题解决的影响。冯忠良对解题迁移的心理机制进行了实验研究，结果表明:（1）解题迁移过程由审题、联想、解析和类化四个相互联系、相互制约的认知成分构成;（2）审题、联想、解析和类化四个认知成分的执行有一定的顺序，每个成分都是下一个成分执行的前提，而且这种执行过程往往需要多次反复才能实现;（3）解题者原有知识经验和概括水平的不同，其迁移程度也不同。概括水平高，其迁移过程较压缩、内化，迁移速度快；概括水平低者，其迁移过程较展开、迂回，迁移速度慢。研究表明，解题的记忆对解决后续问题起着重要作用，对迁移有显著影响。对代数问题解决的实验研究发现，对于先后问题之间的共性关系缺乏意识影响迁移的发生。杨卫星等对不同认知风格学生的问题共性意识水平对解题迁移的影响进行了实验研究，结果发现：无论是具有场独立性倾向的学生还是场依存性倾向的学生，对先后问题之间存在的共性关系的意识水平对解题迁移都有显著影响。
（四）元认知
研究表明,问题解决中元认知是一种独立的认知过程而不同于一般的能力倾向，元认知知识能弥补一般能力倾向的不足，进而影响问题解决。有人根据实验研究指出，元认知技能的作用有：（1）帮助问题解决者对问题的本质策略编码，形成问题成分的心理模型或表征；（2）选择合适的计划和策略；（3）识别并克服妨碍问题解决的障碍。有人（K.F.Lester,1991）在数学问题解决认知—元认知模式中将元认知与数学解题的密切关系清楚地表达出来。在此模式中，认知成分分为导引、组织、执行与验证，而元认知成分分为个人、工作及策略。在导引阶段，元认知可以引导解题者寻找题目的关键词，确认解题方向；在组织阶段，元认知有助于解题者模式识别和解题迁移；在执行阶段，元认知起调控解题者行为的作用；在验证阶段，元认知可以促进解题者对解题进行反思。章建跃、林崇德研究了中学生数学学科自我监控能力的发展，结果表明：中学生数学学科自我监控能力随学生年龄的增长、数学知识的积累而不断发展。这种发展具有年龄阶段性特征，符合从他控到自控、从不自觉经自觉到自动化、迁移性逐步提高、敏感性逐步增强、从局部到整体等基本规律。他们同时发现，当前中学生数学学科自我监控能力的发展落后于其他心理能力的发展，自我监控能力的培养是中学数学问题解决教学的薄弱环节。王林全通过调查发现,问题解决中常见的错误可以分为审题性错误、理解性错误、思维性错误、表述性错误、心理性错误，也会出现知识遗忘、思路受阻、情绪失控等思维冲突，这既与解题者的知识能力有关，也与思维心理活动相联系。因此这就要求既从知识方面考虑，也在心理因素方面进行分析，强调自我分析，促进心理自控能力的发展。同时,可以使用掌握思想方法、暴露思维过程、克服反思片面性和树立正确观念等对策进行元认知训练。
2011-05-05 选自《教学心理学新视点》人民教育出版社 |
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