第三節(jié) 推理和問(wèn)題解決.doc

第三節(jié) 推理和問(wèn)題解決一、推理(一)推理的一般概念 推理是指從一組具體事物經(jīng)過(guò)分析綜合得出一般規(guī)律,或者從一般原理演出新的具體結(jié)論的思維活動(dòng)。前者叫歸納推理,后者叫演繹推理。歸納推理過(guò)程由假設(shè)形成和假設(shè)評(píng)價(jià)兩部分組成,概念形成過(guò)程實(shí)際上研究的是歸納推理。歸納推理的結(jié)果受個(gè)人的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)影響,有很大的不一致性。演繹推理的結(jié)論是從前提推出來(lái)的,即從一般的規(guī)則推導(dǎo)出來(lái)的,其結(jié)論應(yīng)該是一致的,在本質(zhì)上它屬于問(wèn)題解決的范疇。下面我們主要介紹一下認(rèn)知心理學(xué)對(duì)演繹推理的研究。(二)三段論推理 三段論推理由三個(gè)命題構(gòu)成,其中兩個(gè)命題為假定真實(shí)的前提,另一個(gè)命題為結(jié)論,該結(jié)論可能符合這兩個(gè)前提,也可能不符合。所有這三個(gè)命題都帶有直接陳述的性質(zhì)。例如: 所有的A都是B。 所有的B都是C。 所以,所有的A都是C。 人們的很多認(rèn)識(shí)是用邏輯量詞表達(dá)的。在三段論推理中,也根據(jù)命題中的邏輯量詞將命提分為全稱肯定命題,即包含所有. 的命題;全稱否定命題,即包含沒(méi)有. 的命題;特稱肯定命題,即包含某些. 的命題;特稱否定命題,即包含某些.不. 的命題。 人們?nèi)绾芜M(jìn)行三段論推理呢?心理學(xué)上主要用氣氛假說(shuō)來(lái)解釋。這一假說(shuō)是由武德沃斯和塞爾斯(Woodworth &Sells,1935)提出的。他們認(rèn)為人們?cè)谶M(jìn)行三段論推理中使用的是氣氛探索法。他們?cè)谘芯恐薪o被試呈現(xiàn)各種三段論推理題目。在這些題目中,三段論的結(jié)論除包含一個(gè)正確的結(jié)論外,還包括許多錯(cuò)誤的結(jié)論。然后讓被試根據(jù)前提選擇結(jié)論。結(jié)果發(fā)現(xiàn),被試的推理往往受三段論中所使用的邏輯量詞(某些、所有、沒(méi)有、不)的影響。即三段論中所使用的邏輯量詞產(chǎn)生了一種氣氛,促使被試容易接受包含有同一邏輯量詞的結(jié)論。一般情況下,被試會(huì)根據(jù)肯定性前提接受肯定性結(jié)論,根據(jù)否定性前提接受否定性結(jié)論。如果肯定性、否定性前提都有,則被試情愿接受否定性結(jié)論,例如： 沒(méi)有A是B。 所有的B都是C。 所以,沒(méi)有A是C。 此外,對(duì)特稱陳述(帶有某些、某些.不的句子)和全稱陳述(帶有所有、沒(méi)有的句子)的反應(yīng)。氣氛假說(shuō)認(rèn)為,如果前提為全稱,則被試會(huì)接受全稱結(jié)論;如果前提為特稱,則被試會(huì)接受特稱結(jié)論;當(dāng)一個(gè)前提為特稱,另一個(gè)前提為全稱時(shí),被試寧愿接受特稱結(jié)論。使用氣氛假說(shuō)的方法,被試可以在80%以上的三段論問(wèn)題上獲得正確的答案。對(duì)于這么粗疏的一種探索方法來(lái)說(shuō),這種結(jié)果是不壞的。(三)線性推理 線性推理也叫線性三段論,是依據(jù)有序事物間的關(guān)系進(jìn)行的推理,它給出的兩個(gè)前提說(shuō)明了三個(gè)邏輯項(xiàng)之間的可傳遞性的關(guān)系。例如:A比B長(zhǎng),C比B短,A比C長(zhǎng)嗎? 進(jìn)行線性推理時(shí),人們是怎樣表征前提從而進(jìn)行認(rèn)知操作的呢?有人提出是以表象的形式建構(gòu)起一個(gè)垂直的空間序列,再按照建構(gòu)起來(lái)的心理位置進(jìn)行合乎邏輯的推論;也有人認(rèn)為轉(zhuǎn)換推理過(guò)程是用命題的方式來(lái)表征三段論的前提的;20世紀(jì)80年代以后,斯騰伯格(Sternberg,1980)將上述兩種理論結(jié)合,提出了語(yǔ)言一表象整合模型。人們?cè)诰€性推理時(shí),首先對(duì)前提中的信息以命題的方式進(jìn)行表征,繼而將表征的命題建構(gòu)成一種心理表象上的空間序列。依據(jù)這種命題的空間序列進(jìn)行認(rèn)知加工-從而推論出合乎邏輯的結(jié)論。(四)條件推理 條件推理又稱假言推理,它是指人們利用條件性命題所進(jìn)行的推理。例如:如果球滾向左邊,則綠燈亮,現(xiàn)在球滾向左邊了,所以,綠燈亮了。 在條件推理中,人們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象,就是人們傾向于去證實(shí)某種假設(shè)或規(guī)則,而很少去證偽它們,這種現(xiàn)象稱為證實(shí)傾向。沃森（P.C.Wason）所做的實(shí)驗(yàn)很好地說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題。 在實(shí)驗(yàn)中,沃森把寫有下列符號(hào)的四張卡片擺在被試面前,告知被試,每張卡片的一面印有英文字母,另一面印有數(shù)字。他給出的問(wèn)題是,如果要從這四張卡片證明下述規(guī)則是否有效,即如果卡片的一面印的是一個(gè)元音字母,則它的另一面必然是個(gè)偶數(shù),被試者最少必須翻看哪幾張卡片。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),46%的被試翻看了E和4,這種選擇是錯(cuò)誤的。E是必須翻看的,而4卻不必翻看,因?yàn)椴徽撍牧硪幻娉霈F(xiàn)元音還是輔音,都不能證明這條規(guī)則無(wú)效。只有4%的被試做出了正確選擇,翻看了E和7,因?yàn)闊o(wú)論是E的另一面出現(xiàn)奇數(shù),或是7的另一面出現(xiàn)元音都會(huì)使這條規(guī)則失效。此外有33%的被試只翻看E。其余17%的被試做出了其他的錯(cuò)誤選擇。 根據(jù)這一實(shí)驗(yàn),沃森等人認(rèn)為,在檢驗(yàn)規(guī)則或假設(shè)的過(guò)程中,人們有一種強(qiáng)烈的對(duì)規(guī)則加以證實(shí)的傾向,后來(lái)的研究者認(rèn)為沃森得出這樣的結(jié)論是因?yàn)樗褂玫膶?shí)驗(yàn)材料過(guò)于抽象所致,如果把卡片中的內(nèi)容換成被試熟悉的內(nèi)容,被試正確選擇的比例就會(huì)提高,有實(shí)驗(yàn)證明了這一說(shuō)法。二、問(wèn)題解決的定義 問(wèn)題是指尚未被人們解決的某種思維任務(wù)。解決問(wèn)題時(shí),你所知道的與你所需要知道的之間往往存在著差距,這個(gè)差距就是問(wèn)題空間。解決一個(gè)問(wèn)題,就是消除這個(gè)空間。這需要通過(guò)發(fā)現(xiàn)和取得必要的信息來(lái)完成。一道幾何題目就是典型的問(wèn)題。 以信息加工的觀點(diǎn)來(lái)看,一個(gè)問(wèn)題可分為三個(gè)部分。(1)初始狀態(tài):接受問(wèn)題,所擁有的信息不夠完整;(2)目標(biāo)狀態(tài):確定所希望達(dá)到的狀態(tài); (3)認(rèn)知操作:從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的過(guò)程中必須采取的步驟。這三個(gè)部分共同界定了所謂的問(wèn)題空間。在證明一道題目的時(shí)候,題目中的已知條件即為這一問(wèn)題的初始狀態(tài),目標(biāo)狀態(tài)是證明的結(jié)果,中間的一系列證明過(guò)程就是為了達(dá)到目標(biāo)所采取的一系列認(rèn)知操作?？梢哉J(rèn)為,思維過(guò)程就是采取有效的策略和方法不斷縮小問(wèn)題空間,以至問(wèn)題解決的過(guò)程。 在認(rèn)知心理學(xué)中,可以把問(wèn)題解決定義為具有一系列目標(biāo)指向性的認(rèn)知操作,它應(yīng)具備以下三個(gè)特征。(1)目標(biāo)指向性。即問(wèn)題的解決活動(dòng)具有明確的目的性。問(wèn)題解決就是通過(guò)一系列認(rèn)知活動(dòng)有目的、有意識(shí)地把初始狀態(tài)變?yōu)槟繕?biāo)狀態(tài)。(2)操作系列性。問(wèn)題解決必須包含有一系列的心理操作才能稱為問(wèn)題解決活動(dòng)。能夠自動(dòng)化完成或只有單一操作的不能構(gòu)成問(wèn)題解決過(guò)程,比如,回憶昨晚上吃的菜,通常不被看成是問(wèn)題解決活動(dòng)。(3)認(rèn)知性操作。問(wèn)題解決這種目標(biāo)指向性活動(dòng)是依存于認(rèn)知性操作的。不具備認(rèn)知性操作的活動(dòng),不被看作是問(wèn)題解決，例如,當(dāng)你學(xué)會(huì)了騎自行車之后,騎自行車的活動(dòng)不被認(rèn)為是問(wèn)題解決。三、問(wèn)題解決的策略和方法 解決問(wèn)題需要運(yùn)用一系列的認(rèn)知性操作來(lái)從初始狀態(tài)達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。這些認(rèn)知性操作也稱為算子,問(wèn)題解決的過(guò)程就是利用算子使初始狀態(tài)逐步到這目標(biāo)狀態(tài)的過(guò)程。怎樣在問(wèn)題空間中搜索出必要的算子呢。心理學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),搜索算子(也就是問(wèn)題解決)可以使用不同的策略與方法。這里介紹幾種主要的途徑和方法。(一)算法式 算法式就是依照正規(guī)的、機(jī)械性的途徑去解決問(wèn)題。具體做法是將各種可能達(dá)到目標(biāo)的方法都算出來(lái),再一一嘗試,確定哪一種為正確答案。這種解決問(wèn)題的方式是過(guò)于費(fèi)時(shí)、費(fèi)力和缺乏效率。(二)啟發(fā)式 在問(wèn)題空間的搜索過(guò)程中,在目標(biāo)傾向性的指引下,通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)當(dāng)前問(wèn)題狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)的相似關(guān)系,利用經(jīng)驗(yàn)而采取較少的操作來(lái)解決問(wèn)題的方法稱為啟發(fā)式的方法。啟發(fā)式方法看上去是直觀判斷,其實(shí)它在很大程度上依賴于經(jīng)驗(yàn)。使用這種方法并不保證能夠準(zhǔn)確地找到答案,但作為一種大略的粗算,通常都能得到令人滿意的結(jié)果。人們?cè)谔幚砣粘?wèn)題上大部分都使用啟發(fā)式。雖然它在準(zhǔn)確性上不及算法式方法,但卻無(wú)需去探討所有的可能性,因此效率上大為提高。用啟發(fā)式方法并不見(jiàn)得必定能找到答案,但經(jīng)驗(yàn)的積累將會(huì)逐漸教導(dǎo)我們?cè)诤螘r(shí)以及如何去使用這種方法,使我們成為較好的問(wèn)題解決者。下面是幾種常用的啟發(fā)式策略。1.手段一目的分析法 手段一目的分析法就是先有一個(gè)目標(biāo)(目的),它與當(dāng)前的狀態(tài)之間存在著差異,人們認(rèn)識(shí)到這個(gè)差異,就要想出某種辦法采取活動(dòng)(手段)來(lái)減小這個(gè)差異。例如,目標(biāo)要到火車站，而我們?cè)谛@里。首先想到學(xué)校與火車站之間有差異，主要是距離上的差異。然后思考用什么操作手段去縮短這一空間距離。我們可以乘公共汽車去或者出租汽車去,也可以騎自行車去。如果行李較多時(shí)間又緊迫,就決定乘出租車,但是下一步還要考慮如何能乘上出租車。這里又產(chǎn)生了一個(gè)距離,要縮短這個(gè)距離,首先要確定是打電話叫出租車到宿舍,還是走到校門口去乘出租車。 手段一目的分析法的一個(gè)核心是將一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題分解為幾個(gè)較簡(jiǎn)單的子問(wèn)題。其要點(diǎn)是:(l)比較初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài),提出第一個(gè)子問(wèn)題:如何縮小兩者差距?(2)找出縮小差距的辦法及操作。(3)如果提出的辦法實(shí)施條件不夠成熟,則提出第二個(gè)子問(wèn)題:如何創(chuàng)造條件?(4)提出創(chuàng)造條件的辦法及操作。(5)如果(4)中提出的辦法實(shí)施條件也不成熟,則提出第三個(gè)子問(wèn)題,如何創(chuàng)造條件?-如此螺旋式地循環(huán)前進(jìn),直至問(wèn)題解決。2.爬山法 爬山法是指經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)當(dāng)前的問(wèn)題狀態(tài)后,限于條件,不是去縮小,而是去增加這一狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)的差異,經(jīng)過(guò)迂回前進(jìn),最終達(dá)到解決問(wèn)題的總目標(biāo)。就如同爬山一樣,為了到達(dá)山頂,有時(shí)不得不先上矮山頂,然后再下來(lái)-，這樣翻越一個(gè)個(gè)的小山頭,直到最終達(dá)到山頂?？梢哉f(shuō),爬山法是一種以退為進(jìn)的方法,往往具有退一步進(jìn)兩步的作用,后退乃是為了更有效地前進(jìn)。3.逆向工作法 我們前面講的方法,都是循序漸進(jìn),逐級(jí)逼近目標(biāo)。與上述相反的還有一種目標(biāo)遞歸策略,也稱逆向工作法。這種策略是從目標(biāo)狀態(tài)出發(fā),按照子目標(biāo)組成的邏輯順序逐級(jí)向初始狀態(tài)遞歸。例如下面的幾何證明題:已知長(zhǎng)方形ABCD,求證兩條對(duì)角線相等(如圖5.1)。要證明AD=CB，從目標(biāo)出發(fā)逆向推理,即首先要證明ACD全等于BCD。要證明這兩個(gè)三角形全等,就必須從這個(gè)子目標(biāo)出發(fā),搜索證明三角形全等的定理。在這個(gè)題中,可以利用邊角邊定理解決子目標(biāo),然后再進(jìn)入下一個(gè)子目標(biāo),把最后一個(gè)子目標(biāo)解決了,整個(gè)問(wèn)題即得到解決。圖5.1 目標(biāo)遞歸策略解題法示例 總之,無(wú)論是從初始狀態(tài)逐級(jí)向目標(biāo)狀態(tài)遞進(jìn),或是從目標(biāo)狀態(tài)逐級(jí)向初始狀態(tài)回歸,都是適用于相應(yīng)條件的問(wèn)題解決策略。四、影響問(wèn)題解決的因素 心理學(xué)家發(fā)現(xiàn)有一些情況經(jīng)常阻礙人們的問(wèn)題解決,如問(wèn)題表征的方式,對(duì)無(wú)關(guān)信息的注意,功能固著性,心向和不必要限制的設(shè)立等。下面我們分析一下這些經(jīng)常出現(xiàn)的不利因素,以有助于提高我們的解題能力。(一)問(wèn)題表征的方式 解決問(wèn)題首先要對(duì)問(wèn)題加以理解。所謂理解問(wèn)題,用認(rèn)知心理學(xué)的術(shù)語(yǔ)來(lái)講,就是要以最佳的方式對(duì)問(wèn)題加以表征。表征指客觀事物在頭腦中的呈現(xiàn)方式。同一事物或問(wèn)題由于表征的方式不同,在理解上會(huì)出現(xiàn)很大差異。以下面的問(wèn)題解決為例,圖5.2顯示的是一個(gè)殘缺的國(guó)際象棋棋盤,它有兩個(gè)角被切掉了,現(xiàn)只剩下62個(gè)正方形。假若你有31張骨牌,每一張恰好可以遮蓋棋盤上兩個(gè)正方形。你是否能夠用骨牌把這個(gè)棋盤上的所有部分蓋住呢?請(qǐng)用幾分鐘時(shí)間試試看。 研究證明,絕大多數(shù)的人,對(duì)于這個(gè)國(guó)際象棋棋盤問(wèn)題,會(huì)用很長(zhǎng)時(shí)間在頭腦中嘗試著去擺,但總找不到答案?？墒?如果你不是用視覺(jué)形象方法去考慮,而改用推理的方法:明確每一張骨牌都必須蓋住一個(gè)白格子和一個(gè)黑格子,而去掉的是兩個(gè)白格子,那么你馬上可以發(fā)現(xiàn),既然剩下的是32個(gè)黑格子和30個(gè)白格子,顯然無(wú)法用31張骨牌全部蓋住圖中的棋盤,這個(gè)問(wèn)題原來(lái)是無(wú)解的。圖5.2一個(gè)殘缺的國(guó)際象棋棋盤(二)無(wú)關(guān)信息的干擾 看一下下面兩個(gè)問(wèn)題: A.小王家兄弟五個(gè),都未婚,他們每個(gè)人都有一個(gè)姐妹,如果把王媽媽也算在內(nèi),試問(wèn)他們家有幾個(gè)女人? B.某城市有15%的人不把電話號(hào)碼放人電話簿上,如果你從該城市的電話簿上隨機(jī)抽取200個(gè)號(hào)碼,問(wèn)其中有多少人是不把電話號(hào)碼放人號(hào)碼簿上的? 這是兩個(gè)很簡(jiǎn)單的問(wèn)題。但你是否都能很快地得出了答案?在A題中,答案是兩個(gè)女人,兄弟的數(shù)目是無(wú)關(guān)信息,但它卻使多數(shù)人費(fèi)了許多思考。在B題中,人們傾向于注意15%和200個(gè)人數(shù),而實(shí)際上這兩個(gè)數(shù)字都是無(wú)關(guān)信息,因?yàn)樗?00個(gè)人都取自電話簿,答案應(yīng)該是0。研究發(fā)現(xiàn)人們經(jīng)常錯(cuò)誤地假定:問(wèn)題中的所給出的條件或數(shù)字在解題中都有用。因此,總是想辦法去利用這些信息。了解了這個(gè)普遍傾向,我們?cè)诮忸}時(shí)就應(yīng)該先注意考慮一下哪些信息有用,哪些沒(méi)用。(三)功能固著性 另一個(gè)常見(jiàn)的解題障礙是格式塔學(xué)派研究知覺(jué)時(shí)發(fā)現(xiàn)的,即人們?cè)谥X(jué)一個(gè)物體時(shí),傾向于只從它的一般性功能上認(rèn)識(shí)它,稱為功能固著性(functional fixedness)。例如,在圖5.3顯示的問(wèn)題a是利用給定的工具將兩根懸掛在天花板上的繩子接在一起,對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,惟一的解決方法是把桌上的鉗子拿起來(lái),捆在一根繩子的尾端,像鐘擺似地使之晃動(dòng),然后再抓著另一根繩子,走到房間中間,等捆著鉗子的繩子晃到眼前,再將它抓住,這樣就可以將兩根繩子接在一起了。曾有人用這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)只有39%的被試可以在10分鐘內(nèi)找到答案。問(wèn)題的癥結(jié)就在于被試只把鉗子視為一種功能固定的技術(shù)工具,沒(méi)有想到鉗子也可以用它的重量當(dāng)擺來(lái)使用。同樣地,問(wèn)題b是利用給定的工具將蠟燭固定在墻壁上,對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,只有你不僅僅把火柴盒看作是裝東西的盒子,而換一個(gè)角度看成是一個(gè)平臺(tái),你才能想出解決辦法。導(dǎo)致上述兩個(gè)問(wèn)題不能順利解決的關(guān)鍵,都是因?yàn)楸辉囋诒碚魑矬w時(shí)總是按照物體的傳統(tǒng)功能,不會(huì)變通,在問(wèn)題解決時(shí)不能用新的方式來(lái)表征問(wèn)題情境。這種功能固著現(xiàn)象有時(shí)會(huì)限制人們的思維和解決問(wèn)題的能力。圖5.3a 功能固著問(wèn)題 圖5.3b 功能固著問(wèn)題圖5.4 水罐問(wèn)題:(四)心向 首先請(qǐng)你試解圖5.4中的水罐問(wèn)題:現(xiàn)有容量固定的三個(gè)水罐和無(wú)限量的水,請(qǐng)你以三個(gè)水罐為工具,逐一取得每一行中最有方指定的數(shù)量。并且試用公式的形式表明你所用的方法。 如果一個(gè)人屢次成功地以相同的方法