吉姆，一名叫林拉，他们力图弄清案件。他们示范基本思维技能，如提出假设，检验假设。读者通过阅读卡通手册同样可以进行这些思维训练。训练结果表明，受训练的学生在解答类似训练中的神秘问题或侦探问题的成绩优于控制组；但当遇到不同于训练中的任务时，训练组的优势不复存在，或者大大降低。这表明，解决问题技能教育应结合具体学科进行。
第四个争论的问题是：解决问题的教育主要是针对年级较高已掌握学科领域的基本技能的学生进行，还是也可针对年龄较小的在学科领域的新手进行？按自动化假设，只有在掌握低级技能以后，才能学习高级思维技能。其依据是：低级技能的掌握达到自动化水平，不需要占据记忆空间，才有助于学习者学习高级技能。对这种自动化假设的批评是取消限制（constraint removal）观。其意思是：在某些情况下，新手不需要掌握一门学科的全部低级技能就能从事较高水平的思维。例如，学习作文并不需要等到句法、标点等完全掌握以后才进行；又如，学生加法未熟练掌握，可以借助计算解决文字题。这些技能取消了对较低级前提技能的限制，允许学生从事学科领域较高级思维的某些方面，使之增强学习动机，形成学习兴趣。但从长远来看，学生最终必须掌握较低级技能，使之达到自动化。
基于认知心理学的观点
梅耶回顾了有关解决问题教学的认知心理学研究，就教什么、如何教、从何处教和从何时教提出四点建议：
教什么
解决问题的课程应强调学习较小的组成子技能和协调这些子技能的策略，而不是去改进一般智力。可以教会的子技能包括信息、用图或表格表示文字题、文章构思、提出和检验假设以及对这些子技能进行协调和整合的技能。
如何教
教授解决问题的课程应强调运用思维的方法（即解题过程）而不是仅仅给出正确的答案（即解题结果），不是针对学习任务的人为的和孤立的部分反复操练，而应引导学生讨论如何解决真实学术性问题。
关于从何处教
解决问题的课程应融入每一门具体学科，而不是单独设科，教诸如如何提出问题和计划解答等一般策略是无效的，因为在每一具体领域提出问题或计划解题都是不同的。
关于从什么时候教
解决问题的课程应允许学生在未完全掌握某门学科中较低级技能之前，从事他们感兴趣的解题活动，而不是等到所有较低级的技能掌握以后才开始学习解决问题。但教师应提供认知指导，帮助学生共同努力获得完成挑战任务的技能。
解决问题子技能教学研究的一例
被试：中学生，选修代数；但学习成绩处于及格边缘。
目的：帮助学生发展表征有关函数问题的代数问题技能。
因为观察表明，许多中学生由于代数课未学好，他们无法选修较高水平的数学，而这些数学是大学入学考试必需的。本研究的主要目的是帮助那些处于及格边缘的学生能更有效地解决数学问题。
主要手段：帮助学生建构和运用数学表征方法。也就是要求学生将言语、符号、表格和图等函数形式进行转换。如将言语的陈述转换成图或表的形式。运用数学表征得出基于函数的一种或多种表征的结论。
课程分许多单元，由普通教师授课。80页的活页读本可为教师的授课提供支持。所有课都包含Pizza，涉及为自助食堂选择Pizza公司，消除涉及Pizza发票的计算机失灵，运用方程式比较Pizza的广告宣传，运用方程式去研究各种Pizza的营养价值，用图和表去解决各Pizza公司的盈亏问题。例如，在讨论计算机失灵的课上，学生寻找订单和发票上的错误模式，制成用变量表示的表格以此为指导，画出基于失灵的图和表，并撰写有关的解释。
学生以小组形式上课，互相帮助确定解题步骤，教师提供指导。
此项研究符合建构主义学习与教学观的四条建议：
1．教什么。学生通过每一节课，学会函数关系在言语、表、图和符号表征形式之间进行转换，通过每一节课的活动，学生学会从函数的一种或多种的数学表征中得出结论。
2．如何教。每一节课都涉及完成教学任务的各种方法的讨论和比较。
3．从何处教。在现实的数学任务中学习数学解题技能，如确定三个公司的哪一家能得到供应学校餐厅的Pizza合同。
4．从何时教。不要求他们先掌握有关低级技能，如解方程式，再学习解题技能。
研究人员比较了被试预测和后测的变化。同未参加实验的控制组（按传统方法教函数）相比较，实验组通过20天的单元训练，结果表明，他们在表征代数问题的能力上取得较大进步，如能写出与句子陈述的函数关系相应的方程式。这些结果表明，帮助学生习得解题技能是可能的。然而，这些技能在传统数学课程中并未受到重视。
研究性学习
在系统介绍了心理学关于问题解决这种特殊学习形式的性质、心理过程、不同类型的知识在解决问题过程中的作用以及关于解决问题能力的教学观点和相关研究之后，我们下面分析我国现今提倡的研究性学习的性质，然后提出本书对研究性学习的看法。
研究性学习的性质
可以从研究性学习的定义、目的（或目标）、内容、学习理念和教学观等方面分析我国现今提倡的研究性学习的性质。
《基础教育课程改革纲要（试行）》第5条规定：“从小学至高中设置综合实践活动并作为必修课程，其内容主要包括：信息技术教育、研究性学习、社区服务与社会实践以及劳动技术教育。”这表明“研究性学习”已被政府正式列入中小学课程体系。随后受基础教育司委托由基础教育课程改革专家撰写的《〈基础教育课程改革纲要（试行）〉解读》区分了两种研究性学习。“作为一种学习方式，‘研究性学习’是指教师或其他成人不把现成结论告诉学生，而学生自己在教师指导下自主地发现问题、探究问题、获得结论的过程”（第123页）。“作为一种课程形态，‘研究性学习’课程是为‘研究性学习方式’的充分展开所提供的相对独立的、有计划的学习机会。具体地说，是在课程计划中规定一定的课时数，以更有利于学生从事‘在教师指导下，从学习生活和社会生活中选择和确定研究专题，主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动’。”
从上述两个定义来看，不论是作为学习方式的研究性学习还是作为课程形态的研究性学习，其心理实质与本章所讲的“解决问题”是相同的。
研究性学习的心理学依据
如果把研究性学习定义为“学生自己在教师指导下自主地发现问题、探究问题、获得结论的过程”，那么本书对研究性学习提供了充分的理论支持。本书主张将问题解决能力作为一种重要的学科教学目标，为此应改变学习与教学方式。例如，学习一个新的概念，一种方式是通过先下定义，然后举例子说明定义。这种学习方式被称为接受学习。但是也可以先呈现若干概念的例子，并提出有关它们的共同本质特征是什么的问题，诱发学生探究的兴趣。学生可以进行有关它们的共同特征的猜测，并寻找资料以支持自己的猜测，或否定自己的猜测，最后通过集思广益形成结论。这种学习概念的方法被称为概念形成。
原理和规则的学习有例—规法和规—例法。规—例法属于接受学习；例—规法属于发现学习。上述概念形成的过程也适用于用例—规法教原理和规则。
高级规则的学习也有两种方法，一是接受学习，即通过教师讲解或教科书的解释而习得高级规则；二是通过问题解决的形式习得高级规则。如加涅曾举过一个通过问题解决学习高级规则的例子：
假定学生已学习过长方形面积=长×宽，三角形面积=底×高÷2，并且能识别长方形和三角形。现在要学习的几何图形是梯形。在学习梯形时，要习得的新概念是“梯形”概念；要习得的新面积计算公式是梯形面积=1/2（上底＋下底）×高。新的梯形面积公式总合了长方形和三角形面积计算公式，所以是高级规则。这种高级规则的习得可以用教师讲解，学生接受的形式习得，也可以用解决问题的方式习得。如果采用研究性（或解决问题）的学习方式教学，教师出示要学习的新图形的若干变式例子，让学生形成梯形的概念。教学的这一步是很容易的。在新的图形概念习得后，教师问：我们能想出计算梯形面积的方法吗？如果学生有困难，教师可以进一步启发学生：我们能将新的图形转化为我们熟悉的会计算的图形吗？这样学生可以想到把新的计算公式未知的图形转化为计算已知的长方形和三角形，从而解决了问题。学生在问题解决的过程中已习得了新规则，又重温了解决几何问题的推理方法，即将未知图形转化为已知图形（属于认知策略学习）。
在心理学研究中，解决问题的研究主要是在数学和自然学科中进行的。这里的问题一般有明确的答案，便于心理学家进行研究。当前需要研究的是社会学科、语文学科和人们日常生活中的问题解决的过程和条件以及如何针对这类问题进行教学。这类学科中问题一般是定义不明确的，其答案也可能不是单一的，解决过程可能与自然学科和数学中的解题过程也有很大的差异。只有通过研究把这些特殊性讲清楚，心理学才能为这些领域的研究性学习提供依据。令人遗憾的是，心理学在这方面的研究很少。
本章概要
1．20世纪初期，行为主义心理学家和格式塔心理学家均以动物为被试研究问题解决的过程和条件，他们混淆了人类学习与动物学习的区别，以及人类高级学习与低级学习的区别，其得出的结论难以应用于学校教学中。
2．在20世纪60年代后，著名教育心理学家奥苏伯尔和加涅把问题解决置于其学习分类体系中加以研究，对什么是问题解决给出了较明确的定义。据本书采用的学习分类理论，问题解决不是已习得的概念和原理（或规则）的简单应用，解决问题过程中必须包含发现过程，其结果必须产生新的思维成品，所以问题解决与创造是同性质的概念。
3．20世纪60年代前，不同学者根据不同的研究方法和资料对解决问题的心理过程的阶段性作了大同小异的描述，其中最著名的是杜威的五阶段描述。
4．关于影响问题解决的心理因素，研究较多的是心理定势、功能固着。但这些研究结果都是在人为的简单问题情境中得出的，难以解释学校教学情境中的学科问题解决。
5．奥苏伯尔和鲁宾逊于1969年提出问题解决四步模式开启了分析不同类型的知识在解决问题过程中的不同作用的先河。在该模型中区分了背景命题（与问题相关的背景知识）、推理规则和策略。问题解决过程是被问题情境命题激活，在解题策略指导下运用推理规则对与问题有关的原有知识进行改组和重建的过程。
6．心理学家已成功地综合运用三种不同类型的知识来解释数学解题能力和语文阅读与写作能力。研究表明，自然学科中的许多问题难在问题的表征，问题一旦得到适当表征，便迎刃而解。而问题的正确表征决定于学生认知结构中问题图式的建立和贮存。
7．专家—新手解决问题的比较研究表明，专门领域的知识、自动化的智慧技能和专门领域的解题策略以及元认知监控技能是决定专家解题能力大大超越新手的根本原因。
8．当代认知心理学家认为培养学生解决问题的能力涉及教什么、如何教、从何处教与从何时教四个问题。认知心理学家倾向于主张分别教构成问题解决能力的各种子技能，而不是教单一的问题解决能力；结合学科内容教，而不是脱离学科内容单独开设课程教；教学中强调解决问题过程，而不强调解决问题的结果。
9．当前我国课程改革中提出的研究性学习包括作为学习方式的研究性学习和作为课程形态的研究性学习。课程改革专家认为，这两种形式的研究性学习是“学生自己在教师指导下自主地发现问题、探究问题、获得结论的过程”。据此现今课程改革专家提倡的研究性学习与本书所讲的作为认知学习最高形式的问题解决的性质是相同的。因此，教育心理学中关于问题解决的研究可以为研究性学习提供理论支持。
10．解决问题能力的教学是单独设立课程进行还是结合具体学科进行，教育家和心理学家对此有不同主张，但大量的心理学研究结果并不支持单独设立课程来培养学生解决问题的能力。
参考文献
1． 汪安圣主编：《思维心理学》，华东师范大学出版社1992年版，第6章。
2． 章志光等著：《试论创造力的研究》，中国心理学会专业委员会1986年学术年会论文。
3． J。R。Anderson（1990）。 Cognitive Psychology and its Implications。 Chapter 8。
4． 朱曼殊和白振汉著：《小学生解答多步应用题的思维活动》，载《心理学报》1964年第4期。
5． 加涅著：《学习的条件》，1977年（3版）英文版，第7章。
6． 奥苏伯尔等著：《学校学习》，1969年英文版，第17章。
7． 皮连生著：《应用题解题能力的知识类型分析》，《湖南教育》1996年第1期。
8． 约翰·杜威著：《我们怎样思维·经验与教育》，姜文闵译，人民教育出版社1991年版，第6章。
9． 钟启泉等主编：《〈基础教育课程改革纲要（试行）〉解读》，华东师范大学出版社2001年版，第119～148页。
动作技能的学习
现代社会要求公民具有丰富的知识，高度发展的智慧能力，还要求他们掌握熟练的动作技能（motor skill，又译运动技能）。因此，我们学校培养的学生，不仅要善于动脑，也要善于动手。学校教师不仅要知道学生的文化知识和智�