专家和新手在知识的数量上、以及知识组织方式上的不同可能是造成问题解决效率不同的主要原因。
专家与新手知识的差别如下:
有研究者比较了国际象棋大师和普通棋手的差异。在研究中,给象棋大师和新手看实际比赛的棋局各五秒钟,然后打乱棋子的位置,让他们重新恢复棋局。结果表明象棋专家正确恢复棋子的数量是20-25个,而普通棋手只有6个。但当看随机排列的棋局时,他们恢复棋子的数量没有差别,都是6个。
彻斯等人利用“组块”的概念解释了上述结果。即专家与新手相比,记忆存贮的信息量大,存贮的熟悉的棋局模式多,这些差别决定了专家与新手棋艺水平的高低。因此,知识数量上的差别决定了问题解决效率的高低。
专家与新手在组织知识的方式上可能也存在着差别。蔡等人对专家和新手知识组织的方式进行了研究。在实验中,他要求专家和新手对24个物理问题进行分类。结果发现,新手往往根据问题的表面结构特征进行分类。而专家则根据问题的深层结构进行分类,即把解题时运用相同定理的问题归为一类。这表明,新手分类时,容易受问题表面形式的影响,而专家则根据抽象的物理原理分类。
在蔡等人的另一项研究中,让专家和新手对40道物理题进行分类。实验过程分四步。第一步,被试只需对这些问题分组。第二步,对原来的分组再划分为亚组。第三步,对划分出的亚组再进行详细的划分。第四步,被试重新检查最初划分的组,并应用合适的原则把它们合并起来。结果表明,专家的知识是按层次结构的方式组织起来的,这种组织的方式是专家长期解题积累起来的经验结果。