单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,问题解决,13,应用心理学,1,班,陈 超,问题解决13应用心理学1班,1.,问题与问题解决,2.,问题解决过程,3.,问题解决的策略,4.,问题解决的计算机模拟,目 录,1.问题与问题解决2.问题解决过程3.问题解决的策略4.问题,联想理论：,将问题解决过程看作一种联系学习过程，带有渐近的性质。这种学习过程中，适宜的联系得以建立并通过强化而巩固，不适宜则逐渐消退。具有尝试,错误的方式。,格式塔理论：,强调问题情境的结构的重要性，认为问题解决是形成问题情境的新的结构，即把握问题情境中诸事物的关系，并且以“顿悟”的方式实现。,两个理论都推动问题解决的研究，也得到研究结果的支持，但是都未能成功解释,整个问题解决过程,。,联想理论：将问题解决过程看作一种联系学习过程，带有渐近的性质,信息加工论：,从信息加工观点出发，将人看作主动的信息加工者，将问题解决看作是对问题空间的探索，并用计算机来模拟人的问题解决过程，以此来检验和进一步发展对人的问题解决的研究。,信息加工论：从信息加工观点出发，将人看作主动的信息加工者，将,1.,问题与问题解决,1.问题与问题解决,1.1,问题的心理学描述,问题包含的,3,个基本成分：,给定：一组已知的关于问题条件的描述，即问题的起始状态。,目标：关于构成问题结论的描述，即问题要求的答案或目标状态。,障碍：正确的解决方法不是直接显而易见的，必须间接通过一定的思维活动才能找到答案，达到目标状态。,1.1问题的心理学描述,1.1,问题的心理学描述,Greeno(1978),区分出,3,种重要的问题类型：,归纳结构问题,对犹如对？；,12834656,？,转换问题,给予一个最初的状态，而问题解决者必须发,现一系列达到目标状态的操作。如：汉诺塔,问题,排列问题,给予所需的成分，而问题解决者必须以一定,的方式排列它们，以达到规定的目标状态。,如：密码算题,1.1问题的心理学描述,1.1,问题的心理学描述,Greeno(1978),区分出种重要的问题类型：,归纳结构问题,对犹如对？；,12834656,？,转换问题,给予一个最初的状态，而问题解决者必须发现一系列达到目标状态的操作。如：汉诺塔问题,排列问题,给予所需的成分，而问题解决者必须以一定的方式排列它们，以达到规定的目标状态。如：密码算题,以上三种问题类型被称为明确限定性问题,1.1问题的心理学描述以上三种问题类型被称为明确限定性问题,1.1,问题的心理学描述,Reitman,（,1964,）,根据,问题表述的确定程度,区分出,2,种问题类型：,清楚规定的问题,给定的条件和目标均有清楚的说明,如：从杭州乘火车到重庆最好的路线是什么；解方程,ax-b=0,。,含糊规定的问题：,给定的条件和目标没有清楚的说明,如：创造一个有永恒价值的艺术品。,1.1问题的心理学描述,1.2,问题解决的特征,Anderson(1980),提出问题解决的个基本特征：,目标指向性,问题解决活动必须是目的指向活动，它总要达到某个特定的终结状态。,操作序列,问题解决必须包括心理过程的序列。,认知操作,问题解决的活动必须由认知操作来进行。,1.2问题解决的特征,2.,问题解决过程,2.问题解决过程,2.1,问题空间与问题解决,问题空间：,问题解决者对一个问题所达到的全部认识状态。,问题解决：,对问题空间的搜索，以找到一条从问题的起始状态达到目标状态的通路。,2.1问题空间与问题解决,2.1,问题空间与问题解决,问题行为图,问题行为图将问题解决过程分解为许多操作和认知状态，清楚地揭示问题空间和搜索过程。,如问题：,D O N A L D,G E R A L D,-,R O B E R T,已知,D,5,2.1问题空间与问题解决 如问题：,2.1,问题空间与问题解决,树型图,问题空间及其搜索也可用树型图来表示。问题行为图表明人对某个问题实际形成的问题空间和实际进行的搜索过程。树形图则表明全部可能的问题空间和搜索路径。,问题：解锁双色三锁,2.1问题空间与问题解决,2.1,问题空间与问题解决,问题行为图,&,树形图比较：,问题行为图表明人对某个问题实际形成的问题空间和实际进行的搜索过程。,树形图则表明全部可能的问题空间和搜索路径。,问题行为图是心理空间。,树形图是逻辑空间或算法空间。,两者紧密联系，逻辑空间可以转化为心理空间。,2.1问题空间与问题解决,2.2,问题解决的阶段,问题解决可分为个阶段：,问题表征,问题空间也就是人对问题的内部表征。,选择算子,选择算子和确定问题解决策略密不可分。,应用算子,实际运用所选择的算子来改变问题的起始状态，使之逐渐接近并到达目标状态。,评价当前状态,包括对算子和策略的有效性评估。,2.2 问题解决的阶段,2.3,问题表征对问题解决的影响,问题的表征对问题解决具有极其重要的作用。,不同的方法表征问题往往产生截然不同的结果。,例：在长桌前坐着,4,个人，从左至右依次是甲、乙、丙、丁；根据下述信息，指出谁拥有小轿车。,（,1,）甲穿蓝衬衫。,（,2,）穿红衬衫的人拥有自行车,（,3,）丁拥有摩托车。,（,4,）丙靠着穿绿衬衫的人。,（,5,）乙靠着拥有小轿车的人。,（,6,）穿白衬衫的人靠着拥有摩托车的人。,（,7,）拥有三轮车的人距拥有摩托车的人最远。,2.3 问题表征对问题解决的影响,2.3,问题表征对问题解决的影响,表征方式：,应用,矩阵式,表征对解决这种问题显得最有效。,2.3 问题表征对问题解决的影响应用矩阵式表征对解决这种问题,2.3,问题表征对问题解决的影响,如果问题得不到适宜的表征，就难于解决或无法解决。,如：“残缺棋盘”问题：国际象棋棋盘的对角的两个方块被切掉了，棋盘中还剩,62,个方块，假设手中有,31,张卡片，每张卡片能盖住两个方块，那么能否用手中这些卡片，把,62,个方 块都盖住呢？,2.3 问题表征对问题解决的影响如：“残缺棋盘”问题：国际象,3.,问题解决的策略,3.问题解决的策略,3.1,算法和启发法,算法,是解题的一套规则，它精确地指明解题的步骤。如果一个问题有算法，那么只要按照其规则进行操作，就能获得问题的解。,启发法,是凭借经验的解题方法，也可称为经验规则。例如：中国象棋常用的“控制河口”、“制造双将”、“抽吃棋子”等都属于启发法。,3.1算法和启发法,3.1,算法和启发法,算法,&,启发法比较：,不能肯定所有问题都有算法。,一些问题虽有算法，但启发法可以更迅速解决问题（如开保险箱、弈棋）。,人类解决问题，主要应用启发法。,3.1算法和启发法,3.2,几种重要的启发式策略,手段目的分析,核心,是要发现问题的当前状态与目标状态的区别，并应用算子来缩小这种差别，如此进行下去，以逐步接近和达到目标状态。,手段目标分析有两种分析方式：把当前状态转化为目标状态。寻找消除差别的算子。,3.2几种重要的启发式策略,3.2,几种重要的启发式策略,逆向工作,从问题的目标状态往回走，倒退到起始状态。如果从起始状态到达目标状态只有少数途径，那么这类问题宜用逆向工作。,如：证,AD,与,BC,相似,3.2几种重要的启发式策略,3.2,几种重要的启发式策略,计划,在解决问题中，人们常可先抛开某些方面或部分，而抓住一些主要结构，把问题抽象成较简单的形式，先解决这个简单的问题，然后利用这个解答来帮助或指导更复杂的真个问题的解答。,3.2几种重要的启发式策略,4.,问题解决的计算机模拟,4.问题解决的计算机模拟,问题解决的计算机模拟就是依据一定的心理学理论编写计算机程序来模拟人类解决问题的行为和内部认知过程，使计算机类似于人的方式来解决问题并达到类似的结果。,问题解决的计算机模拟就是依据一定的心理学理论编写计算机程序来,4.1,逻辑理论家,和,通用问题解决者,逻辑理论家,1956,年由,Newell,、,Shaw,和,Simon,编写的计算机程序，是人类历史上第一个模拟人类解决问题的计算机程序。它可以模拟人证明符号逻辑定理的思维活动。,通用问题解决者,1958,年开始，,Newell,、,Shaw,和,Simon,继续研制模拟人类解决问题的另一计算机程序,简称,GPS,。其内部知识是以产生式来表征的。一个产生式由条件和行动两部分组成。,4.1逻辑理论家和通用问题解决者,4.2,计算机模拟的贡献与存在的问题,计算机模拟的贡献,计算机模拟不仅对人工智能的发展有着直接的重要价值，而且证实了一些心理学理论，促进心理学对人的问题解决的研究，提高了对某些环节的认识。,计算机模拟推动了知识库和策略的研究。,计算机模拟引出了产生式概念，将问题解决中的一些认知活动加以形式化。,4.2计算机模拟的贡献与存在的问题,4.2,计算机模拟的贡献与存在的问题,计算机模拟存在的问题,如何评价计算机完成任务的方式与人的方式是相似的？,人与计算机在问题中的思维方式差别,情感等因素对二者在问题解决中的作用如何体现？,4.2计算机模拟的贡献与存在的问题,