问题解决是人类思维活动的普遍表现方式，属于复杂行为领域，甚至有人将概念形成与推理过程也看作是包含在问题解决的范畴中，而人的智慧性和创造性更是突出地表现在问题解决上。关于问题解决的实验研究和理论可以追溯到19世纪末桑代克（Thorndike）通过动物实验提出的试误说以及与其对应的苛勒（Kohler）提出的顿悟说，但20世纪60年代后，认知心理学从信息加工理论的观点出发，将人类的问题解决过程看作是对问题空间的搜索，并用计算机来加以模拟。我们可以将半个世纪以来认知心理学对问题解决研究的成果简要总结为如下四个方面。
一、问题及问题解决的涵义
问题解决可以被看作是由一定情境引起、按照一定目标、应用一定认知操作或技能活动使问题得以解决的过程。实际上关于问题解决的定义，同目前很多认知心理学的研究对象一样，并没有统一、严格的看法，人们更多的是从对“问题”的界定和对“问题解决”过程的特征的分析两方面来认识这一认知现象的。
（一）问题及问题类型
1.界定问题的标准
多数心理学家认为，所有的问题都含有3个基本成分。
（1）给定：是一组已知的关于问题条件的描述，即问题的起始状态。
（2）目标：关于构成问题结论的描述，即问题要求的答案或目标状态。
（3）障碍：一些阻隔从问题的起始状态达到目标状态的因素，它使得解决问题的过程往往需要经过一些中介状态或各种步骤。
换句话说，计算1+1=2在认知心理学研究中几乎不算是问题，因为基本没有什么障碍会妨碍它的完成。而这3个基本成分会在个体解决问题时汇聚在一起，连同解决问题的可能途径一道构成个体头脑中的“问题空间”。
2.问题类型
由于问题解决涉及的思维活动既复杂又广阔，因此不同的问题类型可能牵涉到运用不同的内部机制或思维策略的事情，所以心理学家们也在区分不同的问题类型上下了一些功夫，结果发现连划分问题类型的角度也是多样的。
（1）明确界定问题与非明确界定问题
也称“结构良好问题”与“结构不良问题”。前者一般指问题的给定、目标及从给定到目标的条件都是确定的，因而人们很容易确定哪种答案是正确的，如大部分的中学数学题都属于这种；而后者与前者相反，构成问题的几个要素中的一个或几个都是含混不清的，因而人们很难找到明确的解决问题的方法或确定答案的正确性，比如“如何完成一篇优秀的毕业论文”这样的问题。可以根据组成问题的几个要素的特点，将非明确界定问题分为以下四种情况：
①给定明确、而目标不明确：如利用冰箱里现有的几种菜做出美味的佳肴。
②给定不明确、而目标明确：如使水稻亩产达到1000斤。
③给定与目标均不明确：如创作一首新曲或写出一篇论文。
④给定与目标均明确、但无法实现从一种状态向另一种状态的转变：很多经典的不可能问题就属于此类，如怎样把水变成油。
其实明确界定问题与非明确界定问题是连续体上的两端，之间没有绝对的界限：第一个吃螃蟹的人可能面临的是非明确界定问题，而重复他人吃螃蟹的方法的人面对的就是明确界定问题了。不管怎样，这种划分问题的方式在当前的认知心理学研究中很普遍，学者们通常要对二者的解决过程或特点加以比较，这有点类似于“概念形成”研究中人工概念与自然概念的区分与争论。
（2）常规问题与非常规问题
原来应该称为常规问题与创造性问题，但由于存在着这么一个争论——是问题具有创造性还是解题方法具有创造性（如牛顿思考的“苹果为什么掉地上而不是往天上飞”就属于前一种情况，而想到用羽绒代替毛呢制作保暖的衣物是属于后一种情况），所以称为“创造性问题”就太狭隘了，因为“创造性问题”的命名看起来只包含头一种情况，但非常规问题就可以把两种情况都纳入进来了。用正常的进位法计算两位数的乘积是常规问题，但若要求你用“不正常”的方法或其他手段来解决这个问题就是非常规问题了。
下 图显示了据说是印度在使用的一种计算两位数乘积的方法，我们从中可以领略一下这种解体方法的独特性、非常规性。也许你的孩子在学奥数，他或她是不是还能找到更多的解题方法？
（3）知识丰富问题与知识贫乏问题
后者指解决问题所需要的特定领域的知识相对较少，如“野人与传教士过河”问题；前者指需要具备某一方面的特殊知识才能保证顺利解决的问题，如：华盛顿∶1∷林肯∶5/10？如果你只是知道华盛顿是美国第一任总统、而不知道林肯是第几任的话，你是解决不了这个类比（归纳结构）问题的；当然，如果你仅知道林肯是美国第16任总统、而不知道1美圆和5美圆的纸钞上分别印有华盛顿和林肯的头像的话，你仍然不能解决这一问题！
（4）专业领域问题与非专业领域问题
这种划分方式与上面的“知识丰富问题与知识贫乏问题”的划分极其类似，但这里更强调特定学科领域的知识和训练的作用，因此更常用在比较专家与新手在解决问题上的关键差异在哪（如表征的方式与时间、搜索的形式与方向等）的研究中，以便为制定有效培养某领域专业人才的措施提供实证依据。目前研究中问题所涉及的专业领域主要集中在象棋、物理、医学等几个方面。（有关专家与新手的介绍和差别，可以参看第五章第三单元“影响短时有限容量的因素”部分）
（5）对手问题与非对手问题
对手问题涉及两个或更多人之间的竞争，如下象棋，由于此时问题空间会因对手的参与而改变，所以这类问题通常比非对手问题要复杂的多，也使得目前的问题解决研究主要还是集中在非对手问题上。
（6）归纳结构问题、转换问题与排列问题
这是Greeno（1978）所做的区分，在很长时间内成为认知心理学研究问题解决策略差异的主要划分方法。
①归纳结构问题：给予几个成分，问题解决者必须发现隐含在这些成分中的结构形式。如12834656？这类系列延续问题，或是上一单元“推理类型”中介绍过的“律师∶客户∷医生∶？”这类的类比推理。
②转换问题：给予一个最初状态，而问题解决者必须发现一系列达到目标状态的操作。比如著名的河内塔（Hanoi塔，也译作汉诺威塔）问题（见下图），就是要求把从小到大堆在柱1上的小圆盘A、B、C保持原来顺序挪放到柱2或柱3上去，规则是每次只能移动一个圆盘、且永远保证小盘在大盘的上面，当然可以借助另外一个柱子来作中转。实际上河内塔的小盘数量可以任意变化（通常最多用9个），按大小递增摞在一起构成塔状。
河内塔问题
③排列问题：给予所需成分，问题解决者必须以一定的方式排列它们以达到规定的目标状态。在第一章介绍认知心理学研究的“口述记录法”时讲到的密码算题DONALD+GERALD=ROBERT就属于此类。
其实这些类别的区分并非多么严格，比如有人认为密码算题算是转换问题，这是同一分类角度内的类别不清；而不同分类标准间更是会有交叉，如很多人将“归纳结构问题、转换问题与排列问题”都看作是对明确界定问题的细分，而“野人与传教士过河”问题更是可以看作是明确界定问题、转换问题、非对手问题（而我们是在“知识丰富问题与知识贫乏问题”部分提到它的）。对问题分类只是为我们思考的方向提供一种可能性，它不应该成为禁锢我们研究方法与思路的拦路虎。
（二）问题解决的实质
Newell，Shaw和Simon（1958）最早提出问题解决就是对问题空间进行搜索的过程，这一观点后来普遍为信息加工学派的学者所接受。所谓问题空间，就是问题解决者对一个问题所达到的全部认识状态，它既包括构成问题的起始状态、目标状态与障碍这三个要素，也包括由给定引发的、并最终使给定转化为目标的各种算子，即一系列认知操作或转化步骤。人们在接触问题时，要根据自己的经验表征和理解问题的任务领域或范围从而形成问题空间，而这种表征和理解往往就已经暗示着一条或多条算子的存在，所以解决问题就是通过搜索问题空间、利用各种算子改变问题的起始状态、经过各种中间状态、最终逐步到达目标状态来实现的。Anderson（1980）据此认为问题解决应该具有3个基本特征：
1.目的指向性：问题解决总要抱着达到某种终结状态的目的；
2.认知操作：问题解决必须有明显的认知运算而不一定是实际动作；
3.操作系列：问题解决所涉及的认知操作往往不是单一的一步运算而是一系列的心理过程。