知识在问题解决中的作用,专家与新手
在日常生活中,各个领域都有自己的专家,这些具有专门知识的人比新手或者
知识较少的人解决相应的问题要容易得多。
这种差异就体现出知识对问题解决的影响。
通常,专家是指在其从事的领域内具有十年以上经验的人。
问题解决是由一定的情境引起的,按照一定的目标,运用各种认知活动、技能
等,经过一系列的思维操作,使问题得以解决的过程。
专家与新手第一个差异,知识数量上的差异。
给象棋大师和新手看实际比赛的棋局各5秒钟,然后打乱棋子的位置,让他们重
新复位棋局。
结果发现,大师正确复位棋子的数量是20-25个,而普通棋手只有6个。
但当专家和新手所看棋局为随机排列的棋局时,他们恢复棋子的数量没有差别,
都是6个。
说明,当棋局是随机排列时,专家与新手把每个棋子当作一个组块,因此恢复
出棋子的数量没有差别。
而当棋局是实际比赛的棋局时,专家的组块包含更多的棋子,而不是一个一个
的棋子,所以恢复出棋子的数量比新手要多。
专家与新手相比,记忆存储的信息量大,存储的熟悉的棋局模式多,这些差别
决定了专家与新手棋艺水平的差别。
因此专家与新手第一个差异,是知识数量上的差异。
专家与新手第二个差异,理解和表征问题上的差异。
专家总是纵观整个问题的背景和各成分间的关系,因而根据问题解决时所使用
的原则或方法来解决问题。
而新手却只看到孤立的问题表面或本身,如问题陈述中所使用的词汇或物件等。
心理学家易雷恩(Dafna Eylon)则把有关物理学内容整理成两种形式:
一种传统的线性的组织方式(物理教材形式)。
另一种是根据专家的有关浮力的知识分析结果以层次方式呈现给学习物理的学
生。
结果表明,使用层次性教材比使用线性教材被试者在对材料的保持以及解决问
题的成绩上分别高出40%和25%的成绩。
在一项研究中,把被试专门的知识分成三个水平,
其中专家是物理学研究生,
中间水平的被试是物理学专业的四年级本科生,
新手是学过一点物理学课程的入门学生。
该研究分为四个步骤,被试的任务是40道物理题进行分组。
第一步,被试只需对这些物理问题进行分组。
第二步,要求他们检查自己的分组情况,并允许其对原来的组再进行划分。
第三步,要求已再划分出的组进行检查并进行更细的划分。
第四步,重新检查最初划分出的组,并根据自己认为合适的物理学原理把他们
合并起来。
结果发现,新手往往根据问题的表面结构特征进行分类。例如,把插图中有斜
面的的问题分为一类。
而专家则是根据问题的深层结构进行分类,运用某种一致性的原则对问题进行
分组。把解题时运用相同定理的问题归为一类,即把20道题合并为守恒定律,
另20道题合并为运动方程。
而新手则很难将40道题合并归类,且只能解释其中不到一半的问题。
这表明专家的知识是按层次结构的方式组织起来的,这种方式是专家长期解题
积累起来的结果
专家与新手第三个差异,问题解决速度上的差异。
由于专家记忆里储存着大量的解决问题的实际经验,这使他们形成了众多自动
化的解题技巧,从而保证他们解题是快速、简便,甚至不用费神。
对他们来说,许多问题已经不称其为“问题”,不需再费力去寻找答案,因为
答案已经是现成的、储存在记忆中的。
而新手却需要思考一步核对一步,步子非常多。
同时,由于专家具有成百上千的解决类似问题的经验,在记忆中形成了有组织
的“案例”,他们就能更广泛地使用“类推”策略。
即使出现的问题是从未出现过的新问题,他们也能迅速的从时局中寻找相似的
案例,并运用其中的解题方法。
因此,专家与新手差异的第三个方面,为问题解决速度上的差异。
专家与新手第四个差异是,问题解决过程中侧重点的差异。
面对不熟悉的问题,在整个解决问题的过程中,专家花费其中大量的时间来对
问题进行质的分析,而新手却匆匆选择一个方法,然后用大量的时间去尝试它。
举个例子来说,假如专家用5分钟解决一道题,新手要用10分钟;
专家用其中60%的时间(3分钟)来对问题进行分析并确定解题计划,而用余下
的40%的时间具体执行计划。
相反,新手用4分钟的时间来计划,这看起来比专家用的时间还要多,但实际上
只占新手整个解决问题时间的40%。
因为专家能在具体操作前,花很多时间进行周密的分析,这就保证了它的解决
问题的方向往往是正确的。
而新手却不会顾及毫无进展的事实,而执拗地把一个方法坚持下去。
因此专家与新手差异的第四个方面,是问题解决过程当中的侧重点的差异。
第五个方面的差异是,对问题解决过程的监控的差异。
新手往往不会评估解决问题的结果,他们不顾答案是否合理就盲目地接受它。
这正是缺乏对问题解决过程进行监控能力的表现。
监控能力还表现在选择解题方法时能预期它怎样起作用、
能意识到自己是否处于应试状态或是否理解了主题、
在解题过程中能根据进展情况精细调节解题方法等等。
在这些方面,专家所具有的能力都是新手所无法达到的。
因此专家与新手差异的第五个方面,是对问题解决过程监控的差异。
小结
缅甸有一句谚语,世界上有三种东西最宝贵——知识、粮食和友谊。
可见知识经验的重要性。
知识较少的人解决相应的问题要容易得多。
这种差异就体现出知识对问题解决的影响。
通常,专家是指在其从事的领域内具有十年以上经验的人。
问题解决是由一定的情境引起的,按照一定的目标,运用各种认知活动、技能
等,经过一系列的思维操作,使问题得以解决的过程。
专家与新手第一个差异,知识数量上的差异。
给象棋大师和新手看实际比赛的棋局各5秒钟,然后打乱棋子的位置,让他们重
新复位棋局。
结果发现,大师正确复位棋子的数量是20-25个,而普通棋手只有6个。
但当专家和新手所看棋局为随机排列的棋局时,他们恢复棋子的数量没有差别,
都是6个。
说明,当棋局是随机排列时,专家与新手把每个棋子当作一个组块,因此恢复
出棋子的数量没有差别。
而当棋局是实际比赛的棋局时,专家的组块包含更多的棋子,而不是一个一个
的棋子,所以恢复出棋子的数量比新手要多。
专家与新手相比,记忆存储的信息量大,存储的熟悉的棋局模式多,这些差别
决定了专家与新手棋艺水平的差别。
因此专家与新手第一个差异,是知识数量上的差异。
专家与新手第二个差异,理解和表征问题上的差异。
专家总是纵观整个问题的背景和各成分间的关系,因而根据问题解决时所使用
的原则或方法来解决问题。
而新手却只看到孤立的问题表面或本身,如问题陈述中所使用的词汇或物件等。
心理学家易雷恩(Dafna Eylon)则把有关物理学内容整理成两种形式:
一种传统的线性的组织方式(物理教材形式)。
另一种是根据专家的有关浮力的知识分析结果以层次方式呈现给学习物理的学
生。
结果表明,使用层次性教材比使用线性教材被试者在对材料的保持以及解决问
题的成绩上分别高出40%和25%的成绩。
在一项研究中,把被试专门的知识分成三个水平,
其中专家是物理学研究生,
中间水平的被试是物理学专业的四年级本科生,
新手是学过一点物理学课程的入门学生。
该研究分为四个步骤,被试的任务是40道物理题进行分组。
第一步,被试只需对这些物理问题进行分组。
第二步,要求他们检查自己的分组情况,并允许其对原来的组再进行划分。
第三步,要求已再划分出的组进行检查并进行更细的划分。
第四步,重新检查最初划分出的组,并根据自己认为合适的物理学原理把他们
合并起来。
结果发现,新手往往根据问题的表面结构特征进行分类。例如,把插图中有斜
面的的问题分为一类。
而专家则是根据问题的深层结构进行分类,运用某种一致性的原则对问题进行
分组。把解题时运用相同定理的问题归为一类,即把20道题合并为守恒定律,
另20道题合并为运动方程。
而新手则很难将40道题合并归类,且只能解释其中不到一半的问题。
这表明专家的知识是按层次结构的方式组织起来的,这种方式是专家长期解题
积累起来的结果
专家与新手第三个差异,问题解决速度上的差异。
由于专家记忆里储存着大量的解决问题的实际经验,这使他们形成了众多自动
化的解题技巧,从而保证他们解题是快速、简便,甚至不用费神。
对他们来说,许多问题已经不称其为“问题”,不需再费力去寻找答案,因为
答案已经是现成的、储存在记忆中的。
而新手却需要思考一步核对一步,步子非常多。
同时,由于专家具有成百上千的解决类似问题的经验,在记忆中形成了有组织
的“案例”,他们就能更广泛地使用“类推”策略。
即使出现的问题是从未出现过的新问题,他们也能迅速的从时局中寻找相似的
案例,并运用其中的解题方法。
因此,专家与新手差异的第三个方面,为问题解决速度上的差异。
专家与新手第四个差异是,问题解决过程中侧重点的差异。
面对不熟悉的问题,在整个解决问题的过程中,专家花费其中大量的时间来对
问题进行质的分析,而新手却匆匆选择一个方法,然后用大量的时间去尝试它。
举个例子来说,假如专家用5分钟解决一道题,新手要用10分钟;
专家用其中60%的时间(3分钟)来对问题进行分析并确定解题计划,而用余下
的40%的时间具体执行计划。
相反,新手用4分钟的时间来计划,这看起来比专家用的时间还要多,但实际上
只占新手整个解决问题时间的40%。
因为专家能在具体操作前,花很多时间进行周密的分析,这就保证了它的解决
问题的方向往往是正确的。
而新手却不会顾及毫无进展的事实,而执拗地把一个方法坚持下去。
因此专家与新手差异的第四个方面,是问题解决过程当中的侧重点的差异。
第五个方面的差异是,对问题解决过程的监控的差异。
新手往往不会评估解决问题的结果,他们不顾答案是否合理就盲目地接受它。
这正是缺乏对问题解决过程进行监控能力的表现。
监控能力还表现在选择解题方法时能预期它怎样起作用、
能意识到自己是否处于应试状态或是否理解了主题、
在解题过程中能根据进展情况精细调节解题方法等等。
在这些方面,专家所具有的能力都是新手所无法达到的。
因此专家与新手差异的第五个方面,是对问题解决过程监控的差异。
小结
缅甸有一句谚语,世界上有三种东西最宝贵——知识、粮食和友谊。
可见知识经验的重要性。
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