Wie Probleme lösen?

Kernaussage: Es reicht nicht nur die Schritte des Problemlösungsprozesses zu benennen, jeder Schritt muss erklärt und verstanden werden.

 

Wie Probleme lösen? Was ist ein Problem? Problemlösung - www.learn-study-work.org

Ich habe ein Problem, wenn ich mit einer Ausgangssituation (der aktuellen Situation) unzufrieden bin, aber im Moment nicht in der Lage bin, eine gewünschte Zielsituation zu erreichen. Es kann sein, dass ich nicht weiß, wie das Ziel aussieht, oder dass die Mittel zur Zielerreichung unbekannt sind oder dass auf dem Weg zum Ziel ein Hindernis überwunden werden muss (z.B. können die erforderlichen Mittel bekannt, aber nicht verfügbar sein). Ein Problem hat also vier Hauptelemente: die Ausgangssituation, ein Hindernis, das Ziel und die Methode, die zum Ziel führen soll.

 

"Ein Problem tritt auf, wenn ein Problemlöser ein Ziel hat, aber zunächst nicht weiß, wie er das Ziel erreichen kann. Diese Definition besteht aus drei Teilen: (1) der gegenwärtige Zustand - die Probleme beginnen in einem gegebenen Zustand; (2) der Zielzustand - der Problemlöser möchte, dass das Problem in einem anderen Zustand ist und Problemlösen ist erforderlich, um das Problem vom gegenwärtigen (oder gegebenen) Zustand in den Zielzustand zu transformieren, und (3) Hindernisse - der Problemlöser kennt nicht die richtige Lösung und eine effektive Lösungsmethode ist für den Problemlöser nicht offensichtlich." (https://education.stateuniversity.com/pages/2168/Learning-PROBLEM-SOLVING.html, 24.01.20)

 

Um ein Problem zu lösen, müssen immer drei Hauptschritte durchgeführt werden:

  1. Das Problem analysieren (Analyse der unbefriedigenden Situation, der Hindernisse und des Ziels),
  2. mehrere alternative Lösungsideen (Methoden) generieren,
  3. eine Entscheidung treffen (eine Methode auswählen).

(Lindemann, U. (2009). Methodische Entwicklung technischer Produkte. Heidelberg: Springer, S. 46)

 

Der Problemlösungsprozess

"Ein weit verbreiteter Irrglaube in Bezug auf den CPS-Prozess [CPS = kreatives Problemlösen] ist, dass es sich um einen freilaufenden, unstrukturierten, fast mystischen Prozess handelt. Dieser Glaube wird durch Anekdoten von kreativen Durchbrüchen gefördert, die in Zeiten unbewussten Schlafs oder über einen unbewussten Denkprozess stattfinden. Obwohl durchaus möglich, hat die Kreativitätsforschung herausgefunden, dass der CPS-Prozess viel methodischer, disziplinierter und nachhaltiger kognitiver Anstrengungen bedarf ...
... der CPS-Prozess beinhaltet ein gewisses Maß an Problemvorbereitung, gefolgt von Phasen der Ideengenerierung, der Ideenbewertung und -verfeinerung und der Ideenumsetzung. Während der Problemvorbereitung wird das Problem identifiziert, relevante Informationen gesammelt und das Problem weiter abgegrenzt, wodurch eine klare Problemdefinition. Auf die Problemvorbereitung folgt dann eine Phase der "Lösungsfindung", in der Aktivitäten unternommen werden, um neue Ideen zu generieren, zu bewerten und zu verfeinern, die schließlich zu einer oder mehreren kreativen Lösungen für das Problem führen. Schließlich wird die Lösung verwaltet oder implementiert, um tatsächlich
das Problem lösen". (Titus, P. A. (2000). Marketing und der kreative Problemlösungsprozess. Zeitschrift für Marketing-Ausbildung, 22, S. 226)

Die folgende Abbildung zeigt mein Verständnis des Problemlösungsprozesses:

Der Problemlösungsprozess - www.learn-study-work.org

Wir durchlaufen diesen Prozess ziemlich schnell, wenn wir kleine Problemes lösen wollen: Wir wollen ein Ziel erreichen, aber wissen nicht, wie wir das tun sollen. Wir verstehen, dass wir ein Problem haben. Wir schätzen ab, wieviel Zeit wir haben, um das Ziel zu erreichen. Auf der Grunslage unseres vorhandenen Wissen entwickeln wir Ideen zur Lösung des Problems. Wir denken darüber nach, welche dieser Ideen umsetzbar sind und wie diese Umsetzung aussehen würde. Dann wählen wir die beste Idee und deren Umsetzung aus und wenden sie an. Wir sehen uns an, was wir ereicht haben und prüfen, ob wir damit zufrieden sind.


Bei großen Problemen ist das Ausführen der Prozesschritte schwierig. Hier die Erklärungen für jeden Schritt des Problemlösungsprozesses:

(Auf Englisch habe ich schon mehr Punkte beschrieben, siehe auf Learn-Study-Work: How to solve problems)

 

Der Problemlösungsprozess beginnt mit dem Erkennen oder Antizipieren eines Problems. Viele Probleme sind sehr schwer oder unmöglich zu lösen, weil sie nicht rechtzeitig erkannt wurden.

 

"Die Fähigkeit, Probleme in einem frühen Stadium zu erkennen, kann zu einem rechtzeitigen und wirksamen Eingreifen führen. Umgekehrt kann das Versäumnis, Probleme frühzeitig zu erkennen, zu Unfällen und Leistungseinbrüchen führen, wenn erst dann Maßnahmen eingeleitet werden, wenn sich die Situation so weit verschlechtert hat, dass eine Wiederherstellung unmöglich ist." (Klein, G., Pliske, R. Crandall, B., & Woods, D. D. (2005). Problem detection. Cognition, Technology & Work 7(1), S. 14)

 

Probleme zu erkennen ist auch eine Chance, neue Ziele zu setzen und zu erreichen.

 

„In künstlichen kognitiven Systemen erfüllen Ziele ähnliche Funktionen wie beim Menschen. ... Autonomie beinhaltet nicht nur die Fähigkeit, vorgegebene Ziele zu erreichen, sondern auch die Fähigkeit, neue Probleme zu erkennen und lohnende Ziele vorzuschlagen. ... Sowohl Chancen als auch Bedrohungen in der Welt erfordern, dass ein Agent Ereignisse im Kontext seiner Interessen antizipiert."(Cox, M. T. (2013). Goal-Driven Autonomy and Question-Based Problem Recognition. In Poster Collection. Palo Alto, CA: Cognitive Systems Foundation. http://mcox.org, 29.08.21, S. 2)

 

Es gibt zwei Möglichkeiten, ein komplexes Problem zu lösen: Das Problem kann in einem einzigen Durchgang des Problemlösungsprozesses (Wasserfallstil) oder iterativ gelöst werden.

 

 "Der Wasserfallstil gliedert ein Projekt nach Aktivitäten. ... [Ein einjähriges Softwareprojekt] könnte also eine zweimonatige Analysephase haben, gefolgt von einer viermonatigen Designphase, einer dreimonatigen Kodierungsphase und einer dreimonatigen Testphase.
Der iterative Stil gliedert ein Projekt in Teilbereiche der Funktionalität. ... In der ersten Iteration nimmt man ein Viertel der Anforderungen und führt den kompletten Software-Lebenszyklus für dieses Viertel durch: Analyse, Design, Code und Test. Dann wird eine zweite Iteration durchgeführt, so dass man am Ende von 6 Monaten ein System hat, das die Hälfte der Funktionalität erfüllt. Das ist natürlich eine vereinfachte Beschreibung ..." (Fowler, M. (2004) UML destilled. Addison-Wesley, Boston, S. 20)

 

Oft ist es sinnvoll, ein komplexes Problem in Teilprobleme zu unterteilen und diese nacheinander zu lösen.

 

Welches Wissen und welche Kompetenzen sind nötig, um Probleme lösen zu können?

"... wir verteidigen die Auffassung, dass die ... Behauptung (dass der zentrale Schwerpunkt der Ausbildung darin bestehen sollte, allgemeine Fähigkeiten wie kritisches Denken, Problemlösung, klinisches Denken und Reflexion zu vermitteln) tatsächlich ein Mythos ist. ... die Evidenz zeigt immer wieder, dass die Quintessenz von Fachkompetenz der Besitz eines großen, organisierten und abrufbaren Wissensschatzes ist, sowohl von formalem als auch von Erfahrungswissen und nicht irgendeine Art von allgemeinen Denkfähigkeiten." (Monteiro S, Sherbino J, Sibbald M, Norman G. Critical thinking, biases and dual processing: The enduring myth of generalisable skills. Med Educ. 2020;54(1), p. 66)

 

"Beachten Sie ... den Mythos, der von Monteiro et al. [siehe Zitat oben] in dieser Ausgabe von Medical Education untersucht wird. ... Die Autoren stellen in Frage, ob es Sinn macht, wertvolle Unterrichtszeit auf inhaltsunabhängige allgemeine kognitive Fähigkeiten zu verwenden, wenn die Wirkung dieser Art von Unterricht auf die Vermeidung von Diagnosefehlern unklar bleibt." (Dehmoobad Sharifabadi A, Clarkin C, Doja A. Myths in medicine: How did we get here? Med Educ. 2020 Jan;54(1), p. 13)

 

Niemand behauptet, dass der zentrale Fokus einer Ausbildung darin bestehen sollte, allgemeine Fähigkeiten zu vermitteln, aber man muss Wissen auch anwenden können. Die Fähigkeit Kenntnisse (Wissen) anzuwenden, wird Kompetenz genannt.

 

"...  'Kompetenz' [bezeichnet] die nachgewiesene Fähigkeit, Kenntnisse, Fertigkeiten sowie persönliche, soziale und methodische Fähigkeiten ... zu nutzen. (https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/HTML/?uri=CELEX:32008H0506(01)&from=DE#d1e32-4-1, 07.11.21)

 

"Persönliche, soziale und methodische Fähigkeiten" sind allgemeine Fähigkeiten, die helfen Wissen anzuwenden. Das Verstehen des Problemlösungsprozesses ist eine "methodische Fähigkeit".

 

"Methodenkompetenz [bezeichnet die] Bereitschaft und Fähigkeit zu zielgerichtetem, planmäßigem Vorgehen bei der Bearbeitung von Aufgaben und Problemen (zum Beispiel bei der Planung der Arbeitsschritte). (www.kmk.org/fileadmin/veroeffentlichungen_beschluesse/2021/2021_06_17-GEP-Handreichung.pdf, 07.11.21, S. 16)

 

Jeder Schritt des Problemlösungsprozesses erfordert ein großes Maß an Wissen mit Bezug auf das vorliegende Problem. Es ist wichtig zu erkennen, welches Wissen zur Lösung des Problems notwendig ist und ob Wissen fehlt. Menschen, die keine Erfahrung im Problemlösen haben, machen hier oft Fehler. Meiner Erfahrung nach geben sich Menschen mit Problemlösungskompetenz mehr Mühe, das notwendige Wissen zusammenzutragen, weil sie eine optimale Lösung finden wollen und weil sie berücksichtigen, dass etwas schiefgehen kann.

 

Wie kommt ein Expertin in den "Besitz eines großen, geordneten und abrufbaren Korpus an formalem und Erfahrungswissen" (so die Forderung der obigen Artikel)?

 

"Verstehen ist eine Frage des Transfers ... Um wirklich fähig zu sein, müssen wir in der Lage sein, das Gelernte auf neue und manchmal verwirrende Situationen zu übertragen. Die Fähigkeit unser Wissen und unsere Fertigkeiten effektiv zu übertragen beinhaltet, dass wir unser Wissen kreativ, flexibel und reibungslos in unterschiedlichen Umgebungen oder bei unterschiedlichen Problemen anwenden können. Übertragbarkeit ist kein bloßes Einfügen von zuvor erlerntem Wissen und Können." (Wiggins, G., & McTighe, J. (1998). Verstehen durch Gestaltung. Alexandria, VA: ASCD, S. 40)

Sein Wissen verbessern durch Erfahrung im Problemlösen - www.learn-study-work.org

Fachwissen und Kreativität sind notwendig, um Probleme zu lösen. Kreativität erfordert fachspezifisches Wissen, Allgemeinwissen und Problemlösungswissen.

 

„Tatsächlich ist phantasievolles Denken ein Teil der Kreativität, aber zwei weitere Teile sind unabdingbar: Kompetenz und Motivation. Fachkompetenz umfasst alles, was eine Person auf dem weiten Gebiet ihrer Arbeit weiß und kann. ...

Kreatives Denken bezieht sich ... auf die Art und Weise, wie Menschen an Probleme und Lösungen herangehen - auf ihre Fähigkeit, vorhandene Ideen zu neuen Kombinationen zusammenzufügen. ...
Fachwissen und kreatives Denken sind das Rohmaterial eines Menschen - seine natürlichen Ressourcen, wenn man so will. Aber ein dritter Faktor - die Motivation - bestimmt, was die Leute tatsächlich tun."
(Amabile, T. M. (1998). ‘How to kill creativity’. Harvard Business Review, Sept/Oct, S. 78,79)

 

Wie kann das Problem des Klimawandels gelöst werden?

Learn-Study-Work ist keine politische Website. Daher ist dies nur ein Beispiel für die Anwendung der ersten Schritte des Problemlösungsprozesses, die in der Abbildung oben gezeigt werden.

 

Erster Schritt: Das Problem erkennen
Am Anfang haben die Menschen nicht bemerkt, dass die Industrialisierung den Klimawandel verursacht. Dann erkannten sie, dass der Klimawandel eine Bedrohung für die Erde sein kann.

 

Zweiter Schritt: Das Problem verstehen
Die Menschen untersuchten den Klimawandel und verstanden, dass der Klimawandel eine unbefriedigende Situation ist, weil dadurch Gletscher und Meereis schmelzen, der Meeresspiegel ansteigt, mehr Überschwemmungen und Dürren auftreten, Hurrikane und andere Stürme stärker werden, Arten aussterben und sich einige Krankheiten durch Wanderung ausbreiten können.

 

Dritter Schritt: Das Ziel festlegen
Ein mögliches Ziel ist, den Klimawandel zu stoppen, indem die Menge an Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen in der Atmosphäre verringert wird.

 

Vierter Schritt: Ideen für die Lösung des Problems finden
Nach dem Verstehen der Situation, der Hindernisse und des Ziels, muss man über mögliche Lösungen nachdenken, wie man die Hindernisse überwinden und das Ziel erreichen kann. Hier ist eine Liste von möglichen Strategien (eine Strategie ist ein langfristiger Plan):

Wie das Problem des Klimawandels lösen? Alternative Strategien - www.learn-study-work.org

Im Moment gibt es keine einfache Lösung für das Problem des Klimawandels. Wenn die Regierung eines Landes zur Lösung beitragen will, muss sie viel Gled investieren. Wo soll das Geld herkommen? Es ist wichtig, dass die Bürger des Landes gerecht belastet werden. Das Problem kann nur gemeinsam gelöst werden. Wenn eine gesellschaftliche Gruppe benachteiligt wird, gefährdet das den Erfolg der Maßnahmen.

 

Weiterhin wäre es wichtig, dass Maßnahmen gegen den Klimawandel möglichst effizient sind. Schlechte Lösungen demotivieren die Menschen.

 

Gehen Sie zum ersten Schritt des Problemlösungsprozesses:

Probleme erkennen