编辑“鄧克輻射難題”（章节）

== 實驗概覽 ==
{{Annotated image|caption=用大劑量輻射雖然可以殺死腫瘤，但會殃及其他健康組織|image=Duncker’s Radiation Problem.svg|width=270|height=454|image-width=-220|image-left=-0|image-top=0|annotations=}}實驗的設計主要基於以下這個鄧克輻射難題<ref>{{Cite journal|title=The use of diagrams in analogical problem solving|author=|url=http://dx.doi.org/10.3758/bf03194915|last=Pedone|first=Roberto|last2=Hummel|first2=John E.|date=2001-03|journal=Memory & Cognition|issue=2|doi=10.3758/bf03194915|others=|year=|volume=29|page=|pages=214–221|issn=0090-502X|pmid=|archiveurl=https://web.archive.org/web/20190403060015/http://labs.psychology.illinois.edu/~jehummel/pubs/PedoneEtAl.pdf|archivedate=2019-04-03|last3=Holyoak|first3=Keith J.}}</ref>{{Rp|5}}<ref name=":0" /><ref name=":2" />{{Rp|307}}<ref>{{Cite book|chapter=|url=https://books.google.com.hk/books?id=znbkHaC8QeMC&pg=PA334&lpg=PA334&dq=Gick+and+Holyoak&source=bl&ots=a18RW_jcsL&sig=ACfU3U0DXLq5q3vf0HZrfw0YOqd6s_CVpQ&hl=en&sa=X&ved=2ahUKEwj6lK6TwLHhAhWO7WEKHQpyBAQQ6AEwBnoECAgQAQ#v=onepage&q=Gick%20and%20Holyoak&f=false|publisher=Cambridge University Press|date=2005-04-18|isbn=9780521824170|language=en|first=Keith J.|last=Holyoak|first2=Robert G.|last2=Morrison|title=The Cambridge Handbook of Thinking and Reasoning|year=|location=|pages=|access-date=2019-04-07|archive-date=2019-06-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20190613233408/https://books.google.com.hk/books?id=znbkHaC8QeMC&pg=PA334&lpg=PA334&dq=Gick%2Band%2BHolyoak&source=bl&ots=a18RW_jcsL&sig=ACfU3U0DXLq5q3vf0HZrfw0YOqd6s_CVpQ&hl=en&sa=X&ved=2ahUKEwj6lK6TwLHhAhWO7WEKHQpyBAQQ6AEwBnoECAgQAQ#v=onepage&q=Gick%20and%20Holyoak&f=false|dead-url=no}}</ref>{{Rp|334}}：<blockquote>假如你是一個醫生，遇到一個有惡性腫瘤的病患需要接受放射線治療。如果用很強的放射線，雖然可以殺死腫瘤，但體內的健康細胞也會受到破壞；如果改為使用比較弱的放射線，雖然不會影響健康細胞，但又不能殺死腫瘤。在這個情況下，請問可以怎麼做？</blockquote>

實驗还给受试者提供了不同的小故事<ref name=":0">{{Cite journal|title=Schema induction and analogical transfer|url=http://dx.doi.org/10.1016/0010-0285(83)90002-6|last=Gick|first=Mary L.|last2=Holyoak|first2=Keith J.|date=1983-01|journal=Cognitive Psychology|issue=1|doi=10.1016/0010-0285(83)90002-6|volume=15|pages=1–38|issn=0010-0285|access-date=2019-04-07|archive-date=2019-06-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20190613233400/https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0010028583900026|dead-url=no}}</ref>，用以測試这些故事如何影響他们想出答案。其中一個故事是將軍攻城<ref>{{Cite journal|title=Schema Induction and Analogical Transfer|author=|url=http://dx.doi.org/10.1016/0010-0285(80)90013-4|last=Gick|first=Mary L.|last2=Holyoak|first2=Keith J.|date=1980-07|journal=Cognitive Psychology|issue=3|doi=10.1016/0010-0285(80)90013-4|others=|year=|volume=12|page=|pages=306–355|issn=0010-0285|pmid=|archiveurl=https://web.archive.org/web/20190403055833/https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/handle/2027.42/25331/0000776.pdf;jsessionid=E3E1B866F1119B772ED72DAC58039C99?sequence=1|archivedate=2019-04-03}}</ref>{{Rp|351-3}}<ref>{{Cite web|title=Analogical Problem Solving|url=http://www.cog.brown.edu/courses/63/analogical_reasoning.html|work=www.cog.brown.edu|accessdate=2019-04-02|archive-date=2019-04-03|archive-url=https://web.archive.org/web/20190403194853/http://www.cog.brown.edu/courses/63/analogical_reasoning.html|dead-url=no}}</ref>：將軍把軍隊分成幾個小隊，從不同的地方出發。以下是將軍攻城故事的基本版本<ref>{{Cite journal|title=Positive and Negative Affects Facilitate Insight Problem‐Solving in Different Ways: A Study with Implicit Hints|url=http://dx.doi.org/10.1111/jpr.12237|last=Orita|first=Ryo|last2=Hattori|first2=Masasi|date=2018-11-28|journal=Japanese Psychological Research|issue=2|doi=10.1111/jpr.12237|volume=61|pages=94–106|issn=0021-5368|access-date=2019-04-07|archive-date=2019-06-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20190613233412/https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jpr.12237|dead-url=no}}</ref>{{Rp|97}}<ref>{{Cite journal|title=Overcoming contextual limitations on problem-solving transfer.|url=http://dx.doi.org/10.1037//0278-7393.15.6.1147|last=Catrambone|first=Richard|last2=Holyoak|first2=Keith J.|date=1989|journal=Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition|issue=6|doi=10.1037//0278-7393.15.6.1147|volume=15|pages=1147–1156|issn=0278-7393|access-date=2019-04-07|archive-date=2019-06-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20190613233407/https://psycnet.apa.org/doi/10.1037/0278-7393.15.6.1147|dead-url=no}}</ref>。<blockquote>一個小國家有一個獨裁者，住在一個固不透風的城堡中。城堡是在國家心臟地帶，附近有一些田地及村落，有很多路可以通往該城堡，一個反叛將軍想去城堡那裏去討伐該獨裁者。他召集他的大軍去到其中一條路前，準備大殺一場。他知道他的大軍如果一次過去參與討伐就一定能成功歸來。但是，他收到消息指獨裁者一早在所有路上埋下了不少地雷。因為要方便自己的軍隊及工人，這些地雷設計成幾個人走過沒有問題，而多人走過就會引爆它們。最重要問題是，如果真的引爆了，映及的不只路，還會破壞附近的村落。所以，反叛將軍暫時停下來再思索一下。幸好，他修改一下計劃。他改為將大軍分組，各自一小組去包圍城堡。當所有士兵包圍好城堡，反叛將軍一聲令下，成功將城堡拿下並除去了獨裁者的寶座。</blockquote>第二個故事是消防員使用多支水管撲滅大火。实验员也写下了解答難題的原理：「分散力量，再聚合到同一個目標」。随后给每個學生分一疊工作紙，纸的最後一頁写着輻射難題，但不同分组的前面幾頁纸的內容不一样：一半的人工作紙裡會概括地提示，故事与醫生的問題「有關」，另外一半则沒有提示。然后比較這些不同如何影響學生解題。下表是成功想出輻射難題解答的學生比例<ref name="#1">{{Cite journal|title=The use of diagrams in analogical problem solving|url=http://dx.doi.org/10.3758/bf03194915|last=Pedone|first=Roberto|last2=Hummel|first2=John E.|date=2001-03|journal=Memory & Cognition|issue=2|doi=10.3758/bf03194915|volume=29|pages=214–221|issn=0090-502X|last3=Holyoak|first3=Keith J.|access-date=2019-04-07|archive-date=2019-04-03|archive-url=https://web.archive.org/web/20190403060015/http://labs.psychology.illinois.edu/~jehummel/pubs/PedoneEtAl.pdf|dead-url=no}}</ref>{{Rp|4}}：{{Bar chart|title=不同提示給予情況下想出可行解答學生的比例|label_type=百分比|data_type=給予提示|width_units=em|data_max=100|label1=沒有軍隊例子|data1=28|label2=只有軍隊例子|data2=32|label3=軍隊及消防員例子|data3=62|col2_data_type=沒有提示|col2_data_max=100|col2_data1=18|col2_data2=29|col2_data3=52}}[[File:Windsor_Castle_at_Sunset_-_Nov_2006.jpg|缩略图|321x321像素|分散兵力包圍城堡來捉拿獨裁者]]
與沒有提示的對照組學生相比，看完2個故事後想出答案的學生人數足足多出1倍，至於看了2個故事但不给提示的學生，也比看1個例子而且讀了原理的學生表現更好。第2點乍聽之下似乎不合理，事實上，說明原理、輔以1個例子仍能幫助理解問題（故事本身就是一個小線索<ref name=":2" />{{Rp|348}}）。但問題是，理解觀念不代表知道怎麼運用。說明原理加上1個例子之所以不夠好，是因為學生不知道原理還能應用在哪些情況中。问题的答案是——从多個角度同時使用較弱的放射線，就可以殺死腫瘤而不影響健康細胞。那些讀到原理、學會從許多條小路聚集攻城的學生，不知道原來這個原理還能運用在其他情境，而看到2個例子的學生則知道原理可以用在多種情況。雖然實驗員沒有指明如何應用故事到醫生問題，但當問題相關性強調出來，引導注意力在適當的地方上，學生就很自然想出到治病的方法<ref>{{Cite book|chapter=|url=https://books.google.com.hk/books?hl=zh-TW&lr=&id=6lNZNzZs03oC&oi=fnd&pg=PA470&dq=duncker%E2%80%99s+radiation+problem+depression&ots=Amibcn4Y4q&sig=RI1tZFRR8ryUzAJQNPFyfUhsdIA&redir_esc=y#v=snippet&q=Duncker's%20&f=false|publisher=Cambridge University Press|date=1989|isbn=9780521389358|language=en|first=Stella|last=Vosniadou|first2=Andrew|last2=Ortony|title=Similarity and Analogical Reasoning|year=|location=|pages=|access-date=2019-04-07|archive-date=2019-06-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20190613233408/https://books.google.com.hk/books?hl=zh-TW&lr=&id=6lNZNzZs03oC&oi=fnd&pg=PA470&dq=duncker%E2%80%99s%2Bradiation%2Bproblem%2Bdepression&ots=Amibcn4Y4q&sig=RI1tZFRR8ryUzAJQNPFyfUhsdIA&redir_esc=y#v=snippet&q=Duncker's%20&f=false|dead-url=no}}</ref>{{Rp|314}}<ref>{{Cite book|chapter=Predictors of Success in Diagrammatic Problem Solving|title=Diagrammatic Representation and Inference|url=http://dx.doi.org/10.1007/978-3-540-25931-2_29|publisher=Springer Berlin Heidelberg|date=2004|location=Berlin, Heidelberg|isbn=9783540212683|pages=301–315|first=Daesub|last=Yoon|first2=N. Hari|last2=Narayanan|access-date=2019-04-07|archive-date=2019-06-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20190613233452/https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-540-25931-2_29|dead-url=no}}</ref>{{Rp|7}}。

之後的跟進實驗要求另一組受試者「背」下獨裁者的故事，但沒有提示故事的用途，結果還是不能提升成功作答率<ref name=":2" />{{Rp|348}}，说明無法應用故事不是因為“忘记了故事”。另外，實驗組的受試者雖然在答題前得到提示，但因為告知這個提示只是「故事」，這種提示誤導受試者，限制了思考，阻礙了之後的應用<ref name=":0" />{{Rp|12}}。总之，類比的作用在解決問題上很顯著。

在認知心理學中，表面特徵（Surface features）是指不同故事間的相似物；而結構特徵（Structural features）指的是問題背後的機制。這兩個問題可以總結成<ref>{{Cite book|title=Psychology 126|last=|first=|publisher=College of the Canyons|year=2018|isbn=|location=|pages=|url=https://www.canyons.edu/Offices/DistanceLearning/Documents/Open%20Textbooks/Psych%20126%20Textbook%20Version%201.pdf}}{{Dead link|date=2019年12月 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}</ref>{{Rp|165-7}}：

# '''留意'''：原本已解決問題稱為來源（source）而想解答的問題，即目標（target）
# '''對應'''：將來源問題對應（mapping）到想解答的問題目標（target）
# '''應用'''：想出一個等同的方案去用去想解答的問題中

{| class="wikitable" style="text-align: center
!問題
!領域
!表面特徵
!結構特徵
!最終目標
|-
|來源問題
|軍事
|資源：士兵
針對：獨裁者
|大批軍隊前往城堡會令附近村落受害
|倒戈一個獨裁者
|-
|目標問題
|醫學
|資源：放射線
針對：腫瘤
|大量射線照入體內會令周邊組織受損
|去除去一個腫瘤
|}
從上表中可以看到，即使2個問題的領域完全不同，但是大部分的元素都可一對一對應。問題的方法大約都是用大量力量去解決核心目標。在原本的實驗中，其實軍事的類比也限制了人如何思考更多的新的方法，例如鄧克提供開放式答案<ref name=":2" />{{Rp|308}}有，減少射線與健康組織接觸、先令惡性腫瘤更易受射線影響等解決方法。學習需要排除內容上的障礙，才能[[学习迁移|正向轉移]]至其他範疇身上。

專家通常會考慮更多結構特徵，例如元素與問題間的因果關係。但普通人大多只留意與解決方法無關的事物，如元素如何表達出來。例如其他學者研究為何有些學生雖然明白一些物理知識的邏輯，但當問題換一換問法時不能應用出來。這是因為學生們沒有真的明白到書上的例子與考試問題之間結構特徵<ref name=":1">{{Cite journal|title=Self-explanations: How students study and use examples in learning to solve problems|url=http://dx.doi.org/10.1016/0364-0213(89)90002-5|last=Chi|first=M|date=1989-06|journal=Cognitive Science|issue=2|doi=10.1016/0364-0213(89)90002-5|volume=13|pages=145–182|issn=0364-0213|access-date=2019-04-07|archive-date=2019-06-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20190613233413/https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1207/s15516709cog1302_1|dead-url=no}}</ref>。解決方法就是老師提供更多類比的問題（analogical transfer），讓學習者領悟問題背後的結構特徵<ref name=":5" />{{Rp|108}}。