論學校良構問題的解決

論學校良構問題的解決

現(xiàn)實生活中的許多問題都是復雜的非良結構。如何提高學生的非均質結構技能是現(xiàn)在教育部門的一個重要問題。為此,教育研究者投入了大量的精力來培養(yǎng)學生解決非良構問題的技能,如使用教與學的新策略,怎樣利用多媒體技術創(chuàng)建各種現(xiàn)實情境等。然而,教育研究者對非良構問題的本質、解決過程以及解決問題成分的認識還相當粗淺,良構問題與非良構問題之間的關系也令人困惑。鑒于此,本文在簡要闡述良構問題的解決過程以及解決問題成分的基礎上,在問題的本質、解決問題的過程以及解決問題的必要成分三種層面上對解決良構問題與非良構問題的研究做了綜述。一、解決好的結構問題(一)良構問題laszcz,獄學校情境中的問題大多是良構問題,如教材中大量的數(shù)學問題、物理問題及其他與數(shù)學相關的問題等。一般而言,一個良構問題只有一個使人滿意的解決方案(Simon,1978)。運用一系列在課堂教學中獲得的概念、規(guī)則、方法和原理就足以解決良構問題(Luszcz,1984)。良構問題的組成成分包括清晰的起始狀態(tài)、已知的目標狀態(tài),限制的問題空間和制約參數(shù)條件(Greeno,1978)。解決良構問題的最終收益是能夠進行問題轉換(transformationproblems)。但是,只有在遇到類似的問題情境時解決良構問題的技能才能實現(xiàn)遷移。多種搜尋策略可以協(xié)助解決良構問題,比如回憶相似的問題情境,運用手段—目的分析策略,分解與簡化問題,搜尋問題的子目標,搜尋產(chǎn)生問題的原因及其檢驗等。在解決良構問題的過程中,普通人的解決過程與某一具體領域的專家的解決過程也相差甚微?？梢?良構問題的解決過程有固定的套路。也就是說,普通人與相關領域的專家在對問題相關內容的理解以及對問題的解決方案達成共識方面是沒有多大的差異(Luszcz,1984)。(二)問題的表征及解決策略良構問題的解決過程引起了大多數(shù)研究者的注意(Bransford等5人三項研究,1972-1988)。在心理學上,研究良構問題的解決過程大都引入了“信息加工過程”這一概念(Newell&Simon,1972)。例如,經(jīng)典的一般問題解決策略(Newell&Simon,1972)和IDEAL問題解決模型(Bransford&Stein,1984)便是這方面的代表。問題解決的信息加工模型大體上規(guī)定了與問題解決過程相關的兩種思維過程:理解過程與搜尋過程?；诙喾N問題解決模型,我們總結了解決良構問題的三種必要過程,它們分別是表征問題、搜尋合適的問題解決方案和實施解決方案。首先,問題解決者面臨一個新的問題情境時,他應該從以下幾方面來確認自己是否對新的問題有確切的理解(Voss,etal.,1991)——我的目標是什么?什么樣的解決方案是可行的?解決問題之后會取得怎樣的成效?分析任務之后,解決者就要依據(jù)他所理解的已知條件、目標、問題解決的支架結構和可能的解決辦法對問題進行表征(Voss等1991)。這也就是我們所熟知的問題解決者根據(jù)自己對問題的理解來建構問題空間的過程。在建構問題空間的過程中,問題的一些關鍵特征將會激活存儲在記憶中的知識。某一問題類型的特定圖式將被激活。激活的圖式是由一組與問題類型相關的知識組成的(Greeno,1978)。解決者可以由此實施問題的解決方案以及依據(jù)問題的表征來嘗試已激活的解決方案。問題表征的質量將會直接影響問題解決的效度(Hayes等3人二項研究,1972-1981)。在問題表征的過程中常常包含圖式的式樣匹配。式樣匹配是指根據(jù)問題的特點、特點之間的相互聯(lián)系以及問題的組成成分同解決者記憶中適當?shù)氖綐酉嗥ヅ涞倪^程(Voss,1988)。在陳述問題時經(jīng)常會涉及到式樣匹配。如果解決者有過解決類似問題的經(jīng)歷,式樣匹配于他而言就會簡單很多,很快就能找出適當?shù)慕鉀Q問題的方案。如果在解決問題的過程中就把圖式激活的話,解決者就可以直接實施解決問題的方案,而沒有必要花費太多的精力(Chietal,1982)。其次,如果在表征問題的過程中沒有激活特定的圖式,解決者就不得不為解決問題搜尋合適的解決方案。在搜尋合適解決方案的過程中,解決者可以使用具體問題解決策略與一般問題解決策略。具體問題解決策略只在具體的知識領域范圍內有效,相比較而言,一般問題解決策略就具有普遍的意義,可以在多種知識領域內使用。有時,一般問題解決策略也可能會受到具體領域知識的限制。在具體的知識領域及問題類型的基礎上,解決者需要選擇合適的檢索策略來解決問題。解決者通常使用手段——目的分析策略。手段——目的分析策略是指解決者嘗試對問題當前狀態(tài)的特征進行分析,尋找與目標狀態(tài)的差距,通過一系列的尋找差距的步驟最終達到目標(Larkin等,1980)。這些策略不一定能產(chǎn)生最終的解決方案,但是可以為問題的解決過程提供指導(Mayer,1983)。最后,在搜尋到合適的解決方案之后,解決者就會嘗試檢驗解決方案。檢驗結果如令人滿意,那么任務就完成了。如果令人失望,解決者就要返回上一步試著對問題進行修正或是選擇另一種方案來解決問題。依據(jù)以上說明,我們可以將良構問題的解決過程概括為如下幾個步驟(如圖1所示):(1)激活圖式來表征問題;(2)搜尋解決方案;(3)實施解決方案。(三)解決好結構問題所需的因素回顧良構問題的解決過程,解決良構問題的成分可以概述為:認知成分和元認知成分。1.結構性知識是解決良構問題的有效策略(1)具體領域知識。解決良構問題的一個關鍵成分是具體領域知識(Glaser,1984),包括陳述性知識與程序性知識。陳述性知識包括基本的概念、事實以及與主題知識特定領域相關的規(guī)則(Ryle,1949);程序性知識在特定的領域內是一個具體的執(zhí)行策略(Ryle,1949)。這種策略對于它們各自的相關領域是具有可操作性的。例如,在幾何學中,要證明兩個三角形相似也就是要證明這兩個相似三角形的角度相等(Greeno,1980);在代數(shù)中,離析策略(isolationstrategy)就是一種有效的解決方程式的策略。解決者可以將所有的變量移到等式左邊,而把所有的定量都移到等式的右邊(Mayer,1982)。(2)結構性知識。有關某一領域內概念之間是如何相互聯(lián)系的知識就是結構性知識(Diekhoff,1983)。它可以使得陳述性知識轉變?yōu)橛杏玫闹R結構(Jonassen等3人,1993)。相比較具體領域知識,結構性知識在解決良構問題的過程中起著異常關鍵的作用。解決者可以利用結構性知識正確回憶已知狀態(tài)的原型,并且可以立即從已知條件向目標邁進。專家正是擁有了結構性知識,能區(qū)分問題狀態(tài)以及與問題狀態(tài)相聯(lián)系的每一個步驟,他們才可以根據(jù)這些圖式將問題進行歸類(Chi等,1981)。例如,拉金(Larkin,1980)已經(jīng)證明,當從物理課本中選擇題目給物理專家解答時,他們通過分析問題的要素及其問題之間的相互關系形成對問題的表征,在分析的過程中有時還會借助于圖表。這種過程可以使得專家對問題進行合適的歸類,而一旦完成歸類后,通過合適的途徑,問題也就迎刃而解了(Chi等,1982)。我們知道,良構問題的表征過程是解決者將問題與自身的認知結構逐漸匹配的過程。解決者在對問題進行表征的過程中,應該有意識的將問題與解決者的具體領域知識及結構性知識聯(lián)系起來(Greeno,1978)。這種聯(lián)系過程是一種基于多種問題成分(包括初始狀態(tài)、目標狀態(tài)和算法)持續(xù)不斷的建構網(wǎng)絡圖式的過程(Chi等,1981)。同時,解決這一類問題的先前經(jīng)驗將會強化這種網(wǎng)絡圖式。在解決良構問題的過程中,如果解決者擁有合適的知識來驅動圖式,那么他就可以直接解決問題,沒有必要再用大量的檢索策略去搜尋合適的問題解決方案。解決者可以依賴先前解決問題的經(jīng)驗快速選擇一個通向目標的合適途徑,順利解決問題。2.相似策略與手段有關認知的知識是元認知的一個重要的組成部分。結構性知識與具體領域的知識是解決良構問題的主要成分,但如果解決者在特定領域沒有合適的知識時,就需要依據(jù)一般問題解決策略來解決良構問題。一般問題解決策略屬于元認知成分。研究發(fā)現(xiàn),一般問題解決策略有助于解決良構問題。如果解決者沒有解決過類似的問題而且很難從記憶中激活正確的圖式時,解決者就要運用適合于多種領域的一般問題解決策略。相似策略與手段——目的分析策略是最為常用的兩種一般問題解決策略。相似策略是指解決者回憶以前解決過的相似的問題,借助于相似性來解決新問題(Polya,1957)?；撕突魻柤s克(Gick&Holyoak,1980)發(fā)現(xiàn):當學生能夠盡快回想起以前類似的問題時,相似策略是一種極為有效問題解決策略。手段——目的分析策略是指通過運用合適的算法去減少已知狀態(tài)與目標狀態(tài)之間的差距(Ernst&Newell,1969)。這種策略在已知狀態(tài)與目標狀態(tài)都非常清晰的情況下是最為有效的(Gick,1986)。但是,由于它僅僅集中在如何消除目標狀態(tài)與已知狀態(tài)之間的差異,所以手段——目的分析策略將會阻礙圖式的學習(Owen等3人三項研究,1983-1985)。因為當解決者通過操作算法達到目前狀態(tài)時,他們就會忽視已達到的這個目標而聚焦于下一個目標,也不去反思這一過程中的成功算法。二、解決非均質結構問題(一)解決非良構問題所需要的要素日常生活中人們所面臨的問題大都是非良構問題。在具體的情境中,一般很難對生活中的問題進行明確的界定,問題的陳述對問題的解決也沒有任何幫助(Chi&Glaser,1985)。在解決非良構問題的過程中,目標的數(shù)量是很難清晰界定的,有利于解決者的信息通常也是不完整的、不正確的和模糊的(Wood,1993)。同時在解決過程中,解決非良構問題所需要的概念、規(guī)則和原理都是不確定的,而且概念、規(guī)則和原理三者之間是不協(xié)調的和有矛盾的。由于在具體的問題情境中,各要素之間是相互作用的,所以在不同的問題情境中,問題的要素將會有很大的區(qū)別。這些因素給順利解決非良構問題帶來很大不便。(二)非良構問題的解決過程很多研究者采用定性的方法(例如,出聲思維訓練)去理解非良構問題的解決過程。實際上,有的非良構問題可能會有多種解決方案,有的甚至連一種合適的解決方案都很難找到(Kitchner,1983)。鑒于非良構問題的解決方案很難得到普遍認可,因此對非良構問題的解決方案進行評估有多項標準(Voss,1988)。在非良構問題的解決過程中,解決者可以各抒己見,集思廣益(Meacham&Emont,1989)。我們以辛諾特(Sinnott,1989)的研究成果來說明非良構問題的解決過程。通過對非良構問題的解決過程進行調查,她利用出聲思維的方式來對非良構問題的解決過程做出解釋,她將非良構問題的解決過程劃分為三個階段:表征問題、解決問題的過程以及基于前兩個階段的監(jiān)控和評估。為了更加深入的理解非良構問題的解決過程,辛諾特對150個被試進行了一項縱向研究?；谶@項研究,辛諾特利用出聲思維的方式對其中三個被試的非良構問題的解決過程進行了深入的探討,創(chuàng)建了非良構問題的解決模型。它包含有五個方面:(1)建構問題空間的過程;(2)生成與選擇解決方案的過程;(3)監(jiān)控;(4)記憶;(5)非認知因素。在這個模型中,辛諾特說明了解決非良構問題中兩個最基本的思維過程:即建構問題空間的過程和生成與選擇解決方案的過程。她強調了生成與選擇解決方案的具體過程——解決者必須抓住問題的本質,然后選擇目標,最后在多種解決方案中選擇合適的方案。因為非良構問題可能會有一系列的目標,辛諾特認為解決者自身應擁有一種機制能夠過濾繁雜的目標,選擇最優(yōu)的解決方案。解決者對問題本質的理解、目標的可行性以及達成目標是否有具體的解決方案都會影響他對問題解決目標的選擇。總的來說,辛諾特的模型認為解決非良構問題需要建構問題空間和生成與選擇解決方案。同時,監(jiān)控、記憶和非認知因素等也是這兩個思維過程中的必要元素?；趯φ慰茖W國際化問題的研究,沃爾斯(Voss1988)認為,非良構問題的解決過程包含了:(1)表征問題空間;(2)陳述問題解決方案;(3)評估解決方案。在他的研究中,表征問題空間的過程是決定非良構問題能否順利解決的極其重要的過程。沃爾斯認為表征問題空間包括以下幾個部分:檢查問題的概念與問題之間的關系;描述問題產(chǎn)生的原因及各種限制條件;能夠意識到各種有分歧的、不同的見解。一旦具體的問題表征形成之后,解決方案就初具雛形,問題就已經(jīng)解決一大半了。也就是說,如果解決者成功表征問題之后,隨之而來的便是形成特定的解決方案,成功解決問題(Voss,1988,1991)。沃爾斯認為,需要在兩種備選方案中選擇一種合適的解決方案時,可以通過逐步排除產(chǎn)生問題的原因來初步確定一個問題解決方案。在初步確立一個方案之后,我們就可以根據(jù)解決問題的步驟形成最終的問題解決方案。問題解決方案一定要依據(jù)解決者提出的設想的價值大小及其行動路線的可行性作出評估。基于沃爾斯的理論,非良構問題的解決過程將被概括為以下三個階段:(1)表征問題階段;(2)解決問題階段;(3)監(jiān)控和評估問題階段。表征問題的過程,也就是建構問題空間的過程,包括定義問題、搜尋與選擇信息,形成正確的選擇;解決問題的階段是生成與選擇解決問題方案的過程;最后,監(jiān)控和評估階段主要是對解決者是否有足夠的證據(jù)來支持他的選擇進行評估。下面我們將進一步討論這些過程。1.問題空間的建構當解決者置身于一個特定的問題情境時,他必須首先確定問題是否存在,因為非良構問題不會直接呈現(xiàn)出來,它通常是被隱藏著的,是需要人們去發(fā)現(xiàn)的(Jonassen,1997)。在確定有問題存在之后,解決者就需要確定問題的本質(例如:這是一個什么類型的問題?)。在確定問題的本質之后,解決者就要著手開始建構問題空間了,通過考查問題產(chǎn)生的原因及其限制條件來建構包含各種可能狀態(tài)的問題空間(Sinnott等3人二項研究,1988-1989)。因為非良構問題可能有多種表征方式及其對問題的多種理解,所以在各種有爭議的備選問題空間中選擇合適的問題空間便是解決非良構問題最為重要的過程(Jonassen,1997)。不管是從內部還是外部建構問題空間,解決者必須尋找解決問題的恰當信息(Voss&Post,1988)。解決者應該嘗試從記憶中儲存的大量信息中搜索和選擇關鍵的信息。在解決者獲得足夠的信息之后,他就會馬上停止搜索信息,對已經(jīng)獲得的信息進行重組以便進入下一個問題狀態(tài),而不是在建構問題空間的過程中簡單地從記憶中提取信息。因為僅用一系列有限制條件的規(guī)則去解決非良構問題是不可能的(Voss&Post,1988)。在陳述問題時解決者會通過選擇和評估信息,描述產(chǎn)生問題的原因。非良構問題通常有多種可供選擇的解決方案,解決者在做出每一個決定時都應該有正當?shù)睦碛苫蚴呛侠淼氖聦嵰罁?jù)來支持他的選擇。因此,解決者需要建構多重的而不是單一的問題空間,目的是為了在選擇信息與形成自己論點的過程中提供理論上的依據(jù)(Jonassen,1997)。在多種問題空間中,解決者必須確定哪一個圖式與解決過程是密切相關的,是有利于解決問題的(Sinnott,1989)。2.依賴于自身的思想選擇信息的過程也就是生成與選擇解決方案的過程。解決者生成解決方案之后就會排除部分干擾因素。生成解決問題的方案不僅要依賴于先前的知識,而且要依賴與任務無關的思想和情感(Sinnott,1989)。在生成解決問題的多種解決方案之后,解決者會基于他先前對問題限制條件的認識去選擇一種自己認為可行的解決方案?；趩栴}的多種表征方式,解決者通過分析問題產(chǎn)生的原因來構建自身的心理模型以便識別和選擇綜合的解決方案(Jonassen,1997)。3.非良構問題的解決方案與監(jiān)控對解決過程的控制、提出支持問題解決的合理論據(jù)或是問題解決的推理過程都是推動問題解決的動力(Voss&Post,1988)。解決問題的過程是在控制系統(tǒng)的監(jiān)控之下,對解決問題的關鍵點逐步進行推理的過程,可見解決問題的過程基本上是一個層層推進的過程。為了達到目的,解決者必須選擇一種最合適的解決方案。在非良構問題中,一個好的問題解決方案想得到別人的認可,問題解決者就必須在與其他可選擇方案進行比較的過程中提供最有力、最可靠和最令人信服的論據(jù)去支持自己的解決方案(Voss等3人二項研究,1988-1997)。在解決過程中,解決者必須持續(xù)不斷的評估與監(jiān)控他們的解決過程,目的是判斷他所生成與選擇的問題解決方案是否正確。在對論點進行推理的過程中,我們通過分析生成的方案是否有效來判斷它的優(yōu)劣程度(Voss,1988)。在確定解決問題的最終目標后,如果我們對這種方案不滿意,可以返回到重新表征問題的階段,直到找到合適的問題解決方案(Voss,1991)?？偟膩碚f,在問題沒有解決之前,解決者應該持續(xù)不斷的對他們的解決過程進行監(jiān)控。在非良構問題的解決過程中,解決者要對解決問題的過程、問題狀態(tài)的變化進行監(jiān)控,選擇合適的解決方案,及時調整自己的情感來解決問題(Sinnott,1989)。另外,解決者要對其他解決方案進行考察對比,對自己所做的選擇進行評估。監(jiān)控與評估時需要從記憶中調取大量的信息,例如,個人以前解決問題的經(jīng)驗、對問題情境的記憶、與問題相關的記憶以及抽象的規(guī)則(Sinnott,1989)。正如前面所說的,三個必要的問題解決過程之間還需要有各種各樣的過渡階段進行連接。喬納森(Jonassen,1997)提出了解決非良構問題的七個重要階段。我們將其歸類到前面所提到的三個階段中(如表1所示)?；谛林Z特與沃爾斯的研究,解決非良構問題的動態(tài)過程通常包括:(1)搜尋信息、選擇信息來表征問題,同時提出論證;(2)生成與選擇最優(yōu)問題解決方案;(3)通過監(jiān)控與評估解決過程對解決方案提供合理的依據(jù)(如圖2所示)?；趯鉀Q過程本質的分析,我們可以確定解決非良構問題的必要組成成分。我們在下面進一步說明這些重要的組成成分,包括認知成分、元認知成分、非認知因素以及在解決非良構問題的過程中論證理由的技能。(三)解決非好結構問題所需的因素1.整合知識的應用在解決非良構問題的過程中,擁有完整的、具體領域的知識是非常必要的。具體領域的知識可以幫助解決者從眾多的解決方案中選擇更為一般的算法,最終找到合適的解決方案(Roberts,1991)。喬納森(1997)認為盡管解決者具有解決問題的能力,但是如果沒有合適的知識內容,他很難將先前掌握的問題解決技能遷移到其他領域。另外,沃爾斯發(fā)現(xiàn)專家在解決非良構問題的過程中運用了大量的具體領域的知識。完整的具體領域的知識可能會提高在相關領域內解決問題的能力。如果解決者在問題解決中缺乏可以被利用的真知灼見,那么就不可能產(chǎn)生多種解決問題的方案。針對問題解決本身來說,盡管具體領域的知識非常重要,但是僅僅依靠簡單的發(fā)現(xiàn)信息,然后運用一系列有條件限制的規(guī)則去解決非良構問題是不可能的。因為解決非良構問題依賴于具體的問題情境,我們必須將具體領域的知識加以整合以便適應具體的問題情境而不是簡單的照本宣科。在非良構問題的解決過程中需要運用具體領域的知識,為了獲取有效的信息以及概念,同時也涉及到結構化的知識和概念化的知識。有關某一領域內概念之間是如何相互聯(lián)系的知識就是結構性知識(Diekhoff,1983),它可以使得陳述性知識轉變?yōu)橛杏玫闹R結構(Jonassen等3人,1993)。知識結構是存儲在語義記憶或是長時記憶中的網(wǎng)絡化的信息組織(Champagne等,1981),它通過形成程序性知識來解決相關領域的問題(Jonassen等3人,1993)。大多數(shù)研究者是這樣假設的,解決問題的能力來自于記憶中知識結構的復雜的相互作用(Chi等5人三項研究,1985-1995)。在羅伯遜(Robertson,1995)的有關出聲思維的研究中,他發(fā)現(xiàn)在物理筆試中,結構性知識對于學習者問題解決的遷移能力是非常重要的。在格拉澤(Glaser,1993)的模型中,他展示了結構性知識在解決問題過程中的重要性。在這個模型中,高效的問題解決者存儲的是連續(xù)的組塊信息,他們使用有組織的信息而不是孤立的信息去解決問題(Glaser等,1993)。此外,史密斯(Smith,1992)提出的結構性知識是問題解決過程中一個極其重要的認知成分。他認為成功的問題解決過程需要合適的、有組織的、有利于問題解決的、整合的知識領域。西蒙(Simon,1973)也同樣認為解決非良構問題要求解決者擁有與問題成分有關的合適的概念化知識。在非良構問題的解決過程中我們可以發(fā)現(xiàn)結構性知識的重要性。問題的表征是通過重新組織存在于圖式中的各種合適的成分來完成的。這種成分可以引導問題解決者對信息進行選擇,而不只是識別問題以及對問題進行分類(Voss&Post,1988)。在約翰遜(Johnson)的一項研究中,數(shù)據(jù)顯示專家有一套明確的指令,例如,在建構問題空間的過程中,專家會有搜尋關鍵信息的明確指令,只要擁有了足夠的信息他們就會停止搜尋信息。而且,專家擁有相關問題領域的概念化的知識,尤其是與問題相關的大量信息。這些信息存儲在長時記憶中,而不是類似于上課時所獲取的有條件限制的具體領域的知識(Voss等,1991)?？偠灾?在解決非良構問題的過程中,具體領域的知識必須是可利用的。為了達到這個目的,具體領域的知識必須以一種有意義的方式(使用一些規(guī)則或可以產(chǎn)生解決方案的概念)組織起來。因此,除具體領域的知識外,為了解決非良構問題,解決者還必須擁有結構性知識,它是由可以隨時從記憶中存取的大量的與問題相關的信息組成的(Voss&Post,1988)。2.般策略與認知知識非良構問題沒有明確的解決方案,它要求解決者對多種目標進行綜合考慮最終把握關鍵目標。而且,解決者還必須有能力控制和管理自己解決非良構問題的過程。也就是說,當目標與行動步驟不夠清晰時,解決者就不得不在不同的角度、不同的程度上調整自己的認知興趣。僅僅有坦誠的態(tài)度是不足以解決非良構問題的,還必須擁有元認知的技巧,例如調整計劃以及重新評估目標等。(1)認知知識僅有具體領域的知識與結構性知識對于解決非良構問題是不夠的。在特定的問題情境中,非良構問題的解決還需使用適當?shù)囊话銌栴}解決策略。因為非良構問題沒有確定的解決方案并且需要各種領域的大量的信息,所以解決者很難有足夠的信息去解決問題。因此,在不熟悉的、非常態(tài)的問題解決情境中,我們應該使用獨立于各領域的一般策略。因為它可以適用于任何問題而不受具體內容的限制(Schoenfeld,1983)。一般策略包括論證策略、分解策略和元認知策略(argumentation,decomposition,andmetacognitivestrategies)。在沃爾斯等人的社會科學研究中發(fā)現(xiàn),在搜尋信息的過程中,專家對各種信息的綜合考慮能力要比新手強得多。另外,專家會比新手使用更多的論證策略。他們認為,在解決非良構問題的過程中論證策略是非常重要的(Gick,1986)。分解策略也屬于一般策略,它是將問題分解成幾個子問題。在解決類似于建筑設計(Simon,1973)、軟件設計(Jeffries等,1981)的問題時,分解策略是一種十分有用的一般策略。在一項有關計算機模擬專長研究中,拉金(1980)發(fā)現(xiàn)分解策略(例如遞歸策略)能夠運用在各種問題領域,就算沒有這一領域的具體知識,也可以成功的應用分解策略。另外,克萊門特(Clement,1984)發(fā)現(xiàn),在解決不熟悉的物理問題時,專家通常將不熟悉的問題放入另一個更大的問題情境中去解決,這也是應用了分解策略。但是,普爾森和杰弗里斯(Polson&Jeffries,1985)認為解決者必須知道如何將問題分解成子問題。所以,如果解決者沒有相關問題領域的圖式,那么他就很難使用分解策略。未來的研究應該致力于如何將適用于計算機模擬的分解策略遷移到其他的問題解決領域,如人解決問題的領域(Gick,1986)。元認知策略包括計劃、核實和評估(Brown等,1983)。這些策略在解決非良構問題的過程中經(jīng)常涉及。研究者發(fā)現(xiàn)專家通常使用這些策略去核實和監(jiān)控過程,從而一步步逼近目標(Gick,1986)。另外,喬納森也認為元認知策略對于解決非良構問題是非常重要的。他認為解決者在面臨不熟悉的問題情境時應該對自己相關問題領域的知識進行反思?；苏J為在面臨新的問題情境時,專家有相當熟練的搜尋信息的策略,而不僅僅是一般的搜尋策略。但是,在解決非良構問題的過程中還很難明確說出是如何實施搜尋策略的,因為目前關于在新的問題情境中如何使用搜尋策略的相關研究還很少。除以上三種一般策略之外,認知的知識也包含了一般策略的成分。有關認知的知識是元認知的一個主要的組成成分,認知的知識包含以下三個方面。例如,關于學習者自身與策略的知識,關于如何使用這些策略的知識,關于什么時候以及為什么使用這些策略的知識(Brown等4人三項研究,1987)。在解決非良構問題的過程中,解決者必須擁有一般策略以及要知道如何使用這些策略。雖然解決者擁有一般策略的知識,但是要想在合適的時間使用,還必須擁有關于何時及為什么使用這些策略的條件性知識。因此,為了在解決非良構問題的過程中更有效地使用一般策略,解決者必須擁有一定的認知的知識。(2)認知調節(jié)作為元認知的一部分,認知調節(jié)包括監(jiān)控、評估和計劃(Brown&Campione,1981)。在解決非良構問題的過程中,由監(jiān)控、評估和計劃所組成的元認知是一般策略中的關鍵成分(Brown等9人六項研究,1978-1993)。首先,監(jiān)控對于解決非良構問題的過程是非常重要的。非良構問題的情境充滿了不確定性。解決者如果缺乏必要的知識就很容易在解決過程中受挫,而且缺乏必要的知識也會影響解決者去發(fā)現(xiàn)好的解決問題的路徑。在尋找問題解決方案的過程中,這種不確定性要求解決者監(jiān)控自己的認知努力,努力之后的效果,解決進程中的成功之處,追蹤解決各種不同目標之間的沖突(Kluwe&Friedrichsen,1985)。而且,為了使得解決活動順利地朝目標挺進,在執(zhí)行計劃的過程中必須進行監(jiān)控和調節(jié)。有時通過監(jiān)控問題解決的過程不僅可以幫助解決者看清目標,正確認識自己的不足,而且可以幫助他們抓住問題的本質及應該選擇的目標。當解決者建構問題空間時,監(jiān)控過程可以幫助解決者聯(lián)系其他的問題空間、有效抓住問題的核心、保證解決過程的持續(xù)性。成功的問題解決者有能力控制自己的認知過程以及使用合適的一般策略,他們會準確監(jiān)控與核實每一個狀態(tài),及時調節(jié)自己的思維過程。在辛諾特的研究中,她認為解決者應該定期監(jiān)控自己的解決過程、變更觀點的過程、進行選擇的過程以及建構模式的過程。成功的問題解決者通過持續(xù)不斷地核實其初始狀態(tài)以改善和控制解決過程,從而確定解決過程的方向是否對頭(Dorner等,1983)。此外,解決者還必須監(jiān)控自己的情感。其次,不管是從內部還是外部獲得解決問題的信息,解決者都要對信息的有效性作出評估(Kluwe&Friedrichsen,1985)。當決定在解決過程中什么樣的信息最為有效以及什么樣的目標在給定的問題情境中最為重要時,解決者就必須具有評估信息的技能(Kluwe&Friedrichsen,1985),持續(xù)不斷的分析判斷他們的解決過程,對問題可能的方向、狀態(tài)和后果進行不斷的評估(Dorner等,1983)。最后,在日常的解決問題的活動中,計劃是必不可少的。有無計劃可以直接影響著解決過程中問題決策水平的高低(luwe&Friedrichsen,1985)。計劃有意或無意的決定著解決過程的一系列步驟,影響解決問題的順利程度(Rebok,1989)。解決者每天都會面臨這樣的困境:既有強烈的渴望去尋求一個完美的計劃,又要在實際的解決問題的過程中具有靈活性。在解決問題的過程中,計劃階段與實施階段并沒有嚴格的界限。一旦先前的目標有所變更之后,新計劃將取代舊計劃(Kluwe&Friedrichsen,1985)。新計劃來自于解決問題過程中的及時反饋以及問題解決者對這些行動結果的反思。有效的問題解決者通常會建立合適的標準,制定具有高度概括水平的計劃,能夠靈活分配自己的認知資源,回顧和評估先前的決定,必要時實施靈活的策略(Voss,1989)。在知識結構、認知成分、動機水平和問題解決者的類型這四個方面的個體差異可以決定解決者制定的計劃是否有效(Rebok,1989)。西蒙(1978)的研究發(fā)現(xiàn)有效的問題解決者擁有精確的、可操作的計劃、核實與評估策略。3.情緒與情緒在解決決策中起著不可忽視的作用非認知因素與認知成分、元認知成分一起,在解決非良構問題過程中發(fā)揮著非常重要的作用。非認知因素包括情感、價值觀、動機、情緒和態(tài)度。情感涉及到個體對特定的想法、目標或事件所抱有的積極或是消極的情感(Voss,1989),價值觀是一個人的信仰體系。一般而言,非良構問題有多種問題表征方式。在眾多的問題空間中,解決者必須根據(jù)他自身的認知與情感的知識,包括情緒、價值觀、信念等,來決定圖式的有效程度(Sinnott,1989)。辛諾特(1989)發(fā)現(xiàn)在選擇目標與問題核心時,情緒及任務本身之外的想法常常成了作出決定的動力。在研究中,她提出了解決者所具有的崇高的使命感對于在多種選擇之中作出決定起著一定的作用。這種使命感取決于問題空間的表征方式。荀菲爾德(Schoenfeld,1983)提出一系列控制解決過程的方法策略,例如,信念系統(tǒng)影響著智力的業(yè)績表現(xiàn)水平。此外,沃爾斯(1988)發(fā)現(xiàn),在日常生活的過程中人們也需要建立目標,從而逐漸形成一種正確選擇目標的意識。總而言之,非認知因素對目標與問題核心的選擇、信息的選擇、保證解決過程順利進行以及維持解決過程的動力都有著非常重要的作用(Jonassen,1997)。情緒在解決問題的過程中起著非常重要的作用,價值觀和情感在解決問題的過程中會增加解決者的耐力以及在困惑的問題情境面前使解決者時刻保持著清醒的頭腦?！扒逍杨^腦”的作用可以持續(xù)不斷的尋找有效的信息。這種持續(xù)不斷的意識將會增加個人的知識以及尋找問題的策略(Voss,1989),并給予解決者繼續(xù)前進的動力(Herbert等10人五項研究,1982-1993)。4.解決方案的有效性論證理由的技能要求解決者盡可能的從多種視角來識別問題情境,從反面去尋找支持的論據(jù),不斷評估各種信息,最終形成一個合理的解決方案(Voss,1989,1991)。在解決非良構問題的過程中會出現(xiàn)多種有分歧的選擇,解決者必須借助合理論據(jù)來幫助自己做出決定。形成合理論據(jù)最關鍵的是協(xié)調解決者對目標及問題本質理解上的分歧(Churchman,1971)。當解決者置身于問題情境試圖分析問題產(chǎn)生的原因時,他們必須有充足的理由以及論據(jù)來支持自己的分析(Voss等3人二項研究,1988-1989)。此外,在選擇一個解決方案時,解決者必須論證他們是如何通過有力的論據(jù)作出決定的(Jonassen,1997)。這些論據(jù)不僅可以協(xié)助解決者作出決定,而且可以排除其他有爭議的觀點。認知成分與元認知成分是論證理由技能的重要組成部分,但除此之外,論證理由技能還需要認知觀(epistemiccognition)的調節(jié)與參與(Kitchener,1983)。