格里诺对问题的分类

格里诺对问题的分类

格里诺(Greeno,1978)在分析各种不同问题的基础上提出将问题分为三类:归纳结构问题(problem of inducing structure)、转换问题(problem of transformation)和排列问题(problem of arrangement),问题解决相应地也分成三种基本模式。同时他还认为,这三种基本模式都要求问题解决者具有特定的认知操作和技能。

归纳结构问题

所谓归纳结构问题,就是类似这样的问题:

“狼∶狗=虎∶猫”这样的关系是否成立?

解决这种问题时,要求确定问题中给出的各个要素之间的关系,然后确定最后的答案。例如上面这种类比的例子中,有“狼”“狗”“虎”和“猫”四个要素,如果用符号表示这四个要素,就变成了“A∶B=C∶D”是否成立?如果再难一些,就是给出其中3个要素,要求补上第4个要素,例如“狼∶狗=虎∶?”

格里诺认为,解决这类问题需要的主要认知技能是某种形式的理解。那么,以类比问题为例,究竟需要哪些加工过程才能解决问题呢?

佩莱格里诺(Pellegrino,1985)提出解答类比问题的三阶段模式:特征发现、比较和评价。

第一步认知操作是特征发现或编码。如果呈现的4个要素都是用语词形式,那么编码过程就是激活语义记忆的一些相关的方面。如果这些要素是用图像的形式呈现的,那么编码过程就从特征抽取开始。编码过程的结果就是产生和储存关于这些要素的表征。这个表征是十分关键的,以后的操作都建立在它的基础上。

第二步就是进行比较。比较的对象是被编码要素各方面的特征。特征的比较往往是多方面的,不仅要找出两个要素之间的共同点,还要找出它们之间的不同点。

第三步就是进行评价。在解决某些简单的问题时,评价的作用并不明显,可能是过去有过多次评价,不必再进行评价,或可以只评价过去没有经验过的部分;而在问题比较复杂时,因为限制条件比较多(既要满足共同点,又要满足不同点),评价就显得十分重要了,因为问题解决者必须找出满足全部众多条件的答案来。(https://www.daowen.com)

转换问题

所谓转换问题,就是要求问题解决者找到一个操作程序,将起始状态转化为目标状态。河内塔问题和过河问题就属于转换问题。格里诺认为,解决转换问题需要的主要认知技能是手段-目的分析。

对于转换问题的研究是相当多的。例如,有人发现,河内塔问题的解决是一个递归过程,也就是说,解决4个圆盘的河内塔问题包括了解决2次3个圆盘的河内塔问题,解决5个圆盘的问题则包括了解决2次4个圆盘的问题。当然,初次接触这种河内塔问题的被试对于这一点是不知道的,但是他们会从其他方面有所领悟。卡拉特(Karat,1982)肯定了这一点,尽管这种理解还不能使被试完全顺利地解决问题。比如说,被试很快就能认识到,连续2次移动同一个盘是没有意义的,同一个盘每次只需移动一个位置即可。之后,被试常常可以发现这样一个解题原则:最小盘总是在奇数次移动时才移动,而其他盘则在偶数次移动时移动。以后,他还可能总结出其他原则来。卡拉特认为,很多被试能总结出以下原则(程序):(1)移动最小盘;(2)移动次小盘;(3)将最小盘移至次小盘上;(4)移其他盘。卡拉特将这些知识称作局部知识,因为这4步程序中没有讲明最小盘第一步应该移到哪个柱子上,而这却是关系全局的问题。我们看一看本章末河内塔问题的解答口诀就可以知道,盘数为奇数和偶数时,最小盘移动的位置顺序是不同的。卡拉特将应移到哪个柱子这样一个关系全局的知识称作全局知识。

卡拉特认为,除了这两种知识以外,解决转换问题还需要3个系统的认知操作。这3个系统是:(1)执行系统:从短时记忆中寻找可以进行的移动。如果找不到可以进行的移动,就激活设想系统。(2)设想系统:考虑当前条件,研究如果把盘重新调整一下以后还有没有可行的移动。(3)评价系统:检验设想系统提出的移动的合理性。

排列问题

排列问题要求问题解决者将一些要素按照某种标准重新排列。最典型的问题就是字谜问题。解决这类问题需要的主要认知技能是建构性搜索。也就是说,问题解决者要系统地考察各种可能的组合,直到找到答案。这里要注意,大多数问题解决者不会毫无选择地考察所有的排列组合。请看下面这个字谜:

AIFMA

看着这个字谜,我们会想到,前面两个字母很可能要分开,因为英语单词很少有以AI开头的。同样,我们会感到MA组合在一起的可能性很大,因为英语中以MA开头或结尾的单词是比较多的。格里诺将这种思维过程叫作产生部分解答,意思是说,被试在完全排列出要素之前,已经先排出了其中的一个或几个小的部分,它们可以称作部分排列。

以上这种部分排列的过程也可以看成是局部知识的作用,但是要完全解决问题,还要有全局知识。例如,解决字谜时告诉被试一个全局知识:谜底是一种运输工具,问题就容易解决了。这样,我们就可以推测,如果字谜中的字母按照语言学可以得出较多的合理的字母组合,这个字谜就比可得出较少字母组合(字母数都一样)的字谜难一些,因为它有许多局部知识,且互不相容,而造成决策上的困难,这就需要全局知识来指导,而有的时候全局知识又是很难获得的。