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认知心理学：认知科学与你的生活（原书第5版） [:1701568160]
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认知心理学：认知科学与你的生活（原书第5版） 10.2.3 缺乏关于问题的特定知识或专长
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到目前为止，我们一直在用一些具有谜题性质的问题来讨论一般的问题解决能力。我们假设大多数这样的问题对所有人而言陌生程度是相同的，人们基本上以相同的方式解决它们。但一些问题，比如，国际象棋或其他一些有技巧的竞技；课本中有关物理、几何、电子学等方面的问题；计算机编程；以及疾病诊断中的问题等，就与我们刚才讨论的问题不一样了。尤其是，专家和新手在这类问题的解决上表现得更为不同（Chi，Glaster & Fart，1988）。
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我们已从第3章中得知，专家和新手在认知能力方面是不同的，专家能够比新手“摄取”更多的知觉信息。然而，专家知识的效应并不只局限于知觉能力。对某一领域知识的熟稔，似乎改变了一个人在所处参照系中解决问题的方式。一个很好的例证就是比较大学心理学专业本科生与教授设计实验的能力。通常来说，教授在解决有关任务的问题时表现要好得多。设计实验的经验使他们从无关信息中挑拣出相关信息，并时刻提醒自己各种需要注意的情况。这些经验同样也提供了解决诸如评估所需的被试数目、可运用的统计分析方法、实验持续时间等问题的捷径法则。对某一问题只有有限知识背景的问题解决者明显处于不利境地。
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de Groot（1965）曾做了一个关于专家-新手差异的经典实验。他同时测试国际象棋大师和相对较弱选手的思维过程，发现大师级棋手与一般选手所考虑到的可能步骤数目大致相当，只是前者更易于选择最佳步骤。Chase和Simon（1973）在重复实验中发现，一个国际象棋选手拥有越多的专门知识，就越能提取更多的信息，即使是只与一个反映正在对峙的象棋棋局的短暂接触。也就是说，如果同时向象棋大师和新手展示一盘棋局5秒钟，只要棋子安排是可能的棋局，大师们对于棋子分布信息的记忆就会更多。
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Gobet和Simon（1996）测试了职业国际象棋联盟的世界冠军卡斯帕罗夫（Gary Kasparov）同时与4~8位同为象棋大师的选手对抗时的对弈老练程度。他的对手在每一步（平均）考虑3分钟；卡斯帕罗夫每一步的思考时间只有其1/4~1/8的时间（因为他同时要与多位选手对抗）。尽管承受了巨大的时间限制压力，卡斯帕罗夫几乎和在巡回赛中只面对一位选手而且有4~8倍的时间来进行考虑、计划步骤时表现得一样出色。Gobet和Simon认为，卡斯帕罗夫的优越之处更多的是来自他识别模式的能力，而不是他计划下一步的能力。他们提出这一结论的事实是，同时下几盘棋会严重阻碍卡斯帕罗夫提前思考的能力，然而他整体表现的质量却几乎没有受到什么影响。
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Lesgold等人（1988）比较了5位专家级X光片研究者与一、二、三、四年资历的住院医师在诊断X光片时的表现。他们发现专家与任何一位非专家的住院医师相比，注意到更多X光片上的具体细节，能够对原因及后果给出更多的假设，并能将许多症状结合起来分析。
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Glaser和Chi（1988）在回顾了这些有关专家新手差异的研究之后，描述了两类人之间一些质的差异。首先，专家只在专门领域内卓越超群。也就是说，他们的知识具有领域特殊性的特点。例如，一位杰出的国际象棋大师不太可能像一位化学家那样出色地解决化学问题。我们已经在第3章中注意到，在专业领域内相比新手而言，专家能够知觉到更大的意义模式。施展技能方面也更快，同时表现出对领域内知识更强的记忆能力。
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在问题解决中，专家往往能从更深入、更原则性的水平来看待、表征领域内的问题，而新手倾向于表面化地表征信息（Chi，Feltovich，& Glaser，1981）。例如，在解决物理问题时，专家倾向于以诸如牛顿第一运动定律等物理原理来组织问题；而新手则倾向于关注诸如倾斜的飞机、光滑的表面等问题中提到的物体。相对于新手而言，专家会花更多的时间定性地分析问题，试图掌握或理解问题的本质；而后者更可能一头扎进去开始寻找解答。最后在整个问题解决的过程中，专家更可能检验思考中出现的纰漏。
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一个令人称奇的个案研究显示，专家知识本身对于问题解决来说是远远不够的。病人P.F.是一位57岁经验丰富的建筑师。由于患有严重的癫痫症，并且因为中风还接受了一次治疗。磁共振图像扫描（MRl）显示右半脑前额叶区域有明显的损伤，而这部分大脑区域早先被认为是掌管计划和解决问题能力的。Goel和Grafman（2000）邀请P.F.（以及一个作为对照控制的建筑师，年龄及学历均与之匹配）为他们的实验室空间做一个新的设计。P.F.和控制被试都认为这很容易。
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观察P.F.后发现，“他老练的建筑学知识库……完好无损，在问题建构阶段他对知识的运用十分巧妙”（p.415）。然而，P.F.无法从这一阶段进入问题解决阶段。直到在两个小时的作业时间过去2/3后才建立起初步的设计，而且这是一个错误百出、无法进一步发展和具体化的最低限度的初级设计。实验者得出结论，认为这些初级设计代表的是一种结构不良的问题解决（即为本章开头描述的类型），因而P.F.的脑损伤“已经造成支持结构不良问题表征和计算的神经系统的部分损伤”（p.433）。
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认知心理学：认知科学与你的生活（原书第5版） 10.3 问题空间假说
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研究问题解决的学者通常以在心理上搜寻一个问题空间来思考问题解决的过程（Baron，2008；Lesgold，1988；Newell，1980；Newell & Simon，1972）。问题空间假说（problem space hypothesis）的主要观点是，问题中事态进行的每一种可能状态对应于心理曲线图上的每一个节点。所有节点的分布占据一些心理区域，这个区域连同曲线就是问题空间。
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图10-9展示了一般问题空间的示意图。每一个圆圈或是节点，对应于问题解决过程中某一时刻事态进行的某一状态。例如，如果问题是赢得象棋比赛的胜利，那么每一个节点对应于比赛中每一时刻可能形成的局面。标记为“初始状态”的节点对应于问题的初始情况，比如，第一步落子之前的棋盘格局。目标状态对应于问题解决后的状态，例如，游戏获胜时的棋局。中间状态（未在这一示意图中标记）由其他节点表示。
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图10-9 一般的问题空间
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如果可能通过某些操作从一个状态移至另一个状态，这步移动可以通过连接两个节点的直线在问题空间中加以表示。任何“心理移动”的次序都可以用从一个节点向另一个节点移动次序来加以表示。任何起始于初始状态、结束于目标状态的移动次序构成了通过问题空间的路径。图10-10描述的是一般的解决路径；图10-11描述了河内塔问题的部分问题空间。
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图10-10 通过问题空间的一条解决路径
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图10-11 部分河内塔任务的问题空间，显示了解决的方案
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好的问题解决就是有效路径的建立：即尽可能简短，并且在初始状态和目标状态之间尽可能少地绕道。一般认为，最佳路径是通过搜索获得的，彻底的搜索往往可能产生答案。
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