Wie studieren und lernen Probleme zu lösen?

Wofür und wie studiert man? Lerne im Studium analytisch-kreativ zu denken und logisch zu schlussfolgern, um auf einem Fachgebiet schwierige (komplexe) Probleme lösen zu können.

Einige Leute sagen: "Mit Perfektionismus kommt man nicht weit. Lerne für die Prüfungen. Wer alles tiefgreifend verstehen will, der wird scheitern." Alles tiefgreifend zu verstehen ist unmöglich, aber wer nicht wenigsten versucht, das Grundlagenwissen und einige Methoden "perfekt" (= sehr gut) zu beherrschen, der entwickelt kein Expertenwissen und wird nach dem Studium keine schwierigen Probleme lösen können.

Expertenwissen ist ein "Netzwerk von Informationen" (siehe auf Learn-Study-Work "Wie lernen").

Für die Studierenden ist es im Verlaufe ihres Studiums erst einmal wichtig, alle Prüfungen zu bestehen und dies mit einer möglichst guten Note. Was sie nach dem Studium können müssen, darüber haben nur wenige eine klare Vorstellung.

"Künftige Arbeitgeber [und auch die Gesellschaft] erwarten von Hochschulabsolventen, dass sie in der Praxis Probleme lösen. ... Es geht um Vermittlung und Erwerb von Grundlagenwissen und Methoden, der Fähigkeit, Probleme zu definieren und zu lösen." (Lange, J. (2013) Herausforderungen in Lehre und Studium - Ein Überblick, https://web.archive.org/web/20220327064348/http://www.stifterverband.com/forum-hochschulraete/update/update_2013-02/schwerpunktthema/lange/index.html, 31.05.26)

Für einen Job mit Routineaufgaben muss man nicht an einer Hochschule studieren. (Aber auch bei einem solchen Job sollte man immer versuchen, den Arbeitsablauf zu optimieren.)

Die dringenden Probleme unserer Zeit können nur von Menschen gelöst werden, die viele innovative Ideen haben. Das sagt auch der Wissenschaftsrat, das wichtigste wissenschaftspolitische Beratungsgremium in Deutschand:

"Angesichts komplexer gesellschaftlicher Herausforderungen auf nationaler und
globaler Ebene ... kommt der Hochschulbildung eine zentrale Rolle bei der Gestaltung des technologischen, ökologischen und gesellschaftlichen Wandels zu. |1 Dieser Wandel bedeutet eine Zunahme an Komplexität und Dynamik sowie neue Formen der Interaktion und Wissensproduktion, welche von Hochschulabsolventinnen und -absolventen ein höheres Maß an Lern-, Kooperations- und Innovationsfähigkeit verlangen. ... Um diese Ziele zu erreichen, ist eine Verschiebung der Prioritäten von mehr Quantität zu mehr Qualität erforderlich ..." (www.wissenschaftsrat.de/download/2022/9699-22.pdf?__blob=publicationFile&v=13, S. 7)

Die Fähigkeit zu Innovationen erfordert ein analytisch-kreatives Denkvermögen und kommunikative Kompetenz. Beides ist notwendig zum Lösen von schwierigen Probleme, weil dies nur in Kooperation mit anderen möglich ist.

"Bei einem Problem besteht Diskrepanz zwischen einem Ist- und einem Soll-Wert [Zustand], zwischen beiden Zuständen besteht eine Barriere, [die überwunden werden muss] … Bei einer Aufgabe besteht zwar eine geistige Anforderung, die Methoden zur Bewältigung sind jedoch bekannt. … Der Unterschied zwischen Problem und Aufgabe ist vom Vorwissen abhängig, … die gleiche Situation kann für eine Person eine Aufgabe und für eine andere Person ein Problem darstellen …" (www.psychologie.uni-heidelberg.de/ae/allg/mitarb/ms/PH_Einfuehrung.pdf, S. 11, 02.05.14, interessant sind die Seiten 1 – 13)

Nach einer Berufsausbildung soll man in dem jeweiligen Berufsfeld Aufgaben ausführen und kleinere Probleme lösen. Ein Studium soll die Fähigkeit vermitteln größere Probleme lösen zu können, auch solche, die unerwartet auftreten.

Ein Beispiel: Eine Ärztin stellt die Diagnose und entscheidet über die Therapie, die von einer medizinischen Fachkraft durchgeführt wird. Die Ärztin löst das Problem und die Fachkraft hat die Aufgabe, die festgelegte Therapie optimal durchzuführen, was nicht einfach ist und viel Erfahrung erfordert. (Wertvoll sind Menschen, die gut arbeiten, egal an welchem Arbeitsplatz.)

"Das Lösen komplexer Probleme gehört zu unserem täglichen Leben: das Finden der richtigen Person, mit der man sein Leben teilen will, eine Karriere zu wählen, die nicht nur Geld einbringt, sondern auch glücklich macht. Natürlich beschränkt sich kreatives Problemlösen nicht nur auf persönliche Probleme – das Leben auf der Erde gibt uns viele harte Nüsse zu knacken: Klimawandel, Bevölkerungswachstum, Kriegsgefahr, Nutzung und Verteilung natürlicher Ressourcen." (Dörner, D., & Funke, J. (2017). Complex problem solving: what it is and what it is not. Frontiers in psychology, 8, 1153, S. 6)

Wissen und ein analytisch-kreatives Denkvermögen sind die Voraussetzung für das Lösen von schwierigen Problemen: Wissen soll Verstehen beinhalten - Verstehen erfordert eine Analyse - Kreativität ist das Ziehen von richtigen Schlussfolgerungen aus einer Analyse, wenn durch diese nur begrenzte Informationen zur Verfügung stehen (siehe auf Learn-Study-Work "Wie kreativ werden").

"Wie der Nobelpreisträger Herbert Simon weise feststellte, hat sich die Bedeutung von 'Wissen' von der Fähigkeit, sich an Informationen zu erinnern und sie zu wiederholen, verschoben zur Fähigkeit, sie zu finden und zu nutzen ..." (https://nap.nationalacademies.org/read/9853/chapter/3#5, 09.02.24, S. 5)

Auch die Fähigkeit zur guten Kommunikation ist eine Voraussetzung, denn schwierige Probleme kann man nicht alleine lösen. Man muss bereit sein, von anderen zu lernen.

Definition: Intelligenz ist die Fähigkeit mit analytischem und kreativem Denken schwierige Probleme zu lösen und der Wille sich immer weiterzubilden.

Diese Definition bedeutet, dass Intelligenz nicht nur eine Frage des Denkvermögens ist, sondern auch eine Frage der Persönlichkeit (s. u. bei Gewissenhaftigkeit).

Das Wort "Wissen" hat zwei Bedeutungen:

1. Wissen bedeutet Kenntnis haben von etwas. Das Wissen einer Person sind die Fakten und Regeln, die die Person in ihrem Gedächtnis gespeichert hat.
2. Wissen bedeutet "wissen wie" (know how), d. h. die Fähigkeit Fakten und Regeln anzuwenden. Diese Bedeutung wird auch mit Fertigkeit (skill) oder Kompetenz bezeichnet.

Fertigkeiten sind "die Fähigkeit, Kenntnisse anzuwenden und Know-how einzusetzen, um Aufgaben auszuführen und Probleme zu lösen." (https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/HTML/?uri=CELEX:32008H0506(01)&from=DE#d1e32-4-1, 10.08.21)

"Als Wissen wird üblicherweise ein für Personen oder Gruppen verfügbarer Bestand von Fakten, Theorien und Regeln verstanden  ..." (https://de.wikipedia.org/wiki/Wissen, 02.08.21)

Was ist der Unterschied zwischen Theorien und Regeln? In der Wissenschaft werden Regeln oft als "wissenschaftliche Gesetze" bezeichnet.

"Wissenschaftliche Gesetze ähneln wissenschaftlichen Theorien insofern, als es sich um Prinzipien handelt, mit denen sich das Verhalten der natürlichen Welt vorhersagen lässt. ... Normalerweise beziehen sich wissenschaftliche Gesetze auf Regeln, wie sich die Natur unter bestimmten Bedingungen verhält, häufig in Form einer Gleichung. Wissenschaftliche Theorien sind eher übergreifende Erklärungen dafür, wie die Natur funktioniert und warum sie bestimmte Eigenschaften aufweist." (Poulsen, T. (2010) Introduction to Chemistry. CK-12 Foundation, https://chemhaven.org/che101/book/chemistry_-_t_poulsen.pdf, S. 24)

Theorien sind also eine Kombination von Regeln, um ein bestimmtes Thema umfassend zu erklären. Deshalb besteht Wissen nur aus Fakten und Regeln.

"Ein Fakt ist eine objektive Beobachtung oder Messung, die von jedem geschulten Beobachter nachprüfbar ist." (Moores, E. M., Twiss, R. J. (2014) Tectonics. Long Grove: Waveland Press, S. 248)

"Im weitesten Sinne kann eine Regel jede Aussage sein, die besagt, dass eine bestimmte Schlussfolgerung gültig sein muss, wenn eine bestimmte ...[Bedingung] erfüllt ist, d.h. [eine Regel ist] jede Aussage, die als Satz in der Form 'wenn ... dann ...' formuliert werden kann." (Hitzler P., Krötzsch M., Rudolph, S. (2009). Foundations of Semantic Web Technologies. Chapman & Hall/CRC, S. 213 - 216)

Regeln sind bedingte Aussagen, die angeben, zu welchem Ergebnis man kommt, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind: wenn diese Bedingungen erfüllt sind, dann ergibt sich dies Ergebnis.

Beispiel für eine Regel: Wenn ich die Fläche eines Rechtecks berechnen will, kann ich die Formel: Fläche A = Länge x Breite verwenden. Die Formel ist eine Regel: Wenn ich die Länge mit der Breite multipliziere, dann erhalte ich die Fläche des Rechtecks. Das geht aber nur, wenn ich die Werte für die Länge und die Breite kenne. Die Werte sind Fakten.

"[Wir halten] erfreut fest: Neues Wissen über die Welt kann in Form von neuen Fakten und in der Form von neuen Regeln vorliegen." (Otte, R. (2023). Künstliche Intelligenz für dummies. John Wiley & Sons, S. 55)

Beispiel für das Anwenden von Regeln: Raps wandert von oben nach unten durch einen Behälter und wird mit heißer Luft im Gegenstrom getrocknet (siehe Bild unten). Es gilt die Regel, dass heiße Luft viel Feuchtigkeit aufnehmen kann. Um die Trockenleistung zu verbessern sollen in den Behälter zusätzliche Heizkörper eingebaut werden. Ist es besser diese längs anzuordnen oder sollen die Heizkörper aus querliegenden Rohren bestehen? Diese Frage kann man durch das Anwenden einer weiteren Regel beantworten: Es ist vorteilhaft, wenn das Trockengut gleichmäßig erwärmt wird. Bei den querliegenden Rohren kommen alle Rapskörner auf ihrem Weg von oben nach unten einmal in die Nähe eines heißen Rohres, bei den längsliegenden Heizkörpern befinden sich immer die gleichen Körner in der Nähe der Heizfläche. Natürlich gibt es eine Temperatur, die nicht überschritten werden darf, damit der Raps keinen Schaden nimmt. Diese Temperatur ist ein Fakt, den man wissen muss.

Studieren bringt Spaß, wenn ...

1. der zu lernende Stoff gut erklärt und geübt wird.
2. es keinen großen Stress gibt - siehe auf Learn-Study-Work "Stress im Studium".
3. die eigene Persönlichkeit gefördert wird. 

"Im allgemeinen Sprachgebrauch und in den Wissenschaften ist eine Erklärung der Versuch, die Ursachen eines beobachteten Sachverhaltes oder Phänomens durch die sprachliche Darlegung seiner logischen und kausalen Zusammenhänge verständlich zu machen.^[1][2] Eine wissenschaftliche Erklärung ist ... die logische Ableitung einer Tatsachenbehauptung aus einem wissenschaftlichen Gesetz ..." (https://de.wikipedia.org/wiki/Erkl%C3%A4rung, 24.01.22)

Eine Erklärung beantwortet die Frage nach dem "Warum ist das so?", indem sie die Ursachen/Gründe für einen Sachverhalt verständlich macht. Bei den Gründen kann es sich um gültige Regeln (Gesetze) oder Fakten handeln.

1. Beispiel: In unserem Sonnensystem kreisen die Planeten um die Sonne. Warum? Es gilt die Regel, dass sich Körper aufgrund ihrer Masse gegenseitig anziehen (Gravitation). 

2. Beispiel: Ein Arzt wird gefragt: "Warum haben Sie dieses Medikament gegeben?" Antwort: "Eine Studie hat festgestellt, dass es zu 80% wirksam ist." Die Wirksamkeits-Wahrscheinlichkeit kann man als Fakt ansehen.

Die Regeln und Fakten hinter einem Sachverhalt zu sehen ist wichtig, aber eine gute Erlärung beantwortet nicht nur die Frage nach dem "Warum". Sie sagt auch wozu das Gelernte benutzt werden kann.

Das Ziel einer Erklärung ist das Verstehen:

"Um die Bedeutung einer Sache, eines Ereignisses oder einer Situation zu erfassen, muss man sie in ihren Beziehungen zu anderen Dingen sehen: erkennen wie sie funktioniert und welche Konsequenzen sich daraus ergeben, was sie verursacht und wie sie genutzt werden kann." (Dewey, J. (1933). How We Think: restatement of the relation of reflective thinking to the educative process. Boston, D.C. Heath and Co., S. 137)

Wer eine Sache verstehen will, der muss sie analysieren und dann die richtigen Schlussfolgerungen ziehen:

Jede Sache ist Teil eines Systems (ob unser Universum Teil eines Systems ist, wissen wir nicht) und ist auch selber ein System (eine Ausnahme wäre nur das "kleinste unteilbare Teilchen", wenn es das gibt). Ein Ereignis findet immer in einer Situation statt. Eine Situation ist ein System zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Ein System besteht aus Elementen (Bestandteilen). Die Systemgrenzen kann jeder Betrachter so festlegen, wie er es braucht. Aber es ist natürlich ratsam, sie sinnvoll festzulegen (siehe auf Learn-Study-Work "Wie Situationen = Systeme analysieren?").

Die für eine Situation erkannten Fakten und Regeln können auf andere Systeme angewendet werden, wenn sie dort "passen".

"Beim Verstehen geht es um den Transfer ... Von uns wird erwartet, dass wir das, was wir in einer Lektion gelernt haben, auf andere, verwandte, aber unterschiedliche Situationen anwenden können. ... Das ist eine wesentliche Fähigkeit, weil Lehrer den Schülern nur dabei helfen können, eine relativ kleine Anzahl von Ideen, Beispielen, Fakten und Fertigkeiten im gesamten Fachgebiet zu lernen; daher müssen wir ihnen helfen, ihr von Natur aus begrenztes Wissen auf viele andere Situationen, Themen und Probleme übertragen zu können." (Wiggins, G., & McTighe, J. (2005). Understanding by design. Alexandria, VA: ASCD, S. 40)

"Die Tatsache, dass Experten mit größerer Wahrscheinlichkeit als Anfänger sinnvolle Muster [Regeln] von Informationen erkennen, gilt für alle Bereiche ... Die Betonung der von Experten wahrgenommenen Muster deutet darauf hin, dass die Mustererkennung eine wichtige Strategie ist, um Lernenden zu helfen, Vertrauen und Kompetenz zu erwerben. ... Studien ... zeigen, dass Experten zunächst versuchen, ein Verständnis für die Probleme zu entwickeln ... Anfängern ... gehen Probleme eher an, indem sie nach korrekten Formeln und einfachen Antworten suchen, die ihrer alltäglichen Intuition entsprechen ... " (National Research Council (2000). How People Learn: Brain, Mind, Experience, and School: Expanded Edition. Washington, DC: The National Academies Press, S. 48-49, www.nap.edu/read/9853/chapter/5)

Wenn man die erkannten Regeln und Fakten ordnet, kann man sie besser erinnern. Dazu gehört, dass man weiß, in welchen Situationen sie genutzt werden können.

"Wir wenden uns nun der Frage zu, wie das Wissen von Experten organisiert ist und wie sich dies auf ihre Fähigkeit auswirkt, Probleme zu verstehen und darzustellen. Ihr Wissen ist nicht einfach eine Liste von Fakten und Formeln, die für ihren Bereich relevant sind, sondern ihr Wissen ist um Kernkonzepte oder 'große Ideen' [große Regeln] herum organisiert ... Experten haben sich nicht nur Wissen angeeignet, sondern sind auch gut darin das Wissen abzurufen, das für eine bestimmte Aufgabe relevant ist." (www.nap.edu/read/9853/chapter/5, S. 36 u.43)

Gut analysieren kann nur, wer es übt. Viele Leute können zwar ein Objekt (eine Situation = ein System) in seine Teile zerlegen, gehen dabei aber nicht gewissenhaft vor (sie analysieren nur oberflächlich). Sobald sie eine mögliche Schlussfolgerung gefunden haben, beenden sie vorschnell die Analyse. Deshalb können sie nicht erklären, wie alle Teile des Objekts zusammenwirken und so das "Ganze" erkennen (siehe auf Learn-Study-Work "Wie Situationen = Systeme analysieren").

"Personen mit sehr hohen Werten auf der Gewissenhaftigkeitsskala organisieren ihre Zeit und ihre physische Umgebung, arbeiten diszipliniert auf ihre Ziele hin, streben nach Genauigkeit und Perfektion bei ihren Aufgaben und überlegen sorgfältig, wenn sie Entscheidungen treffen." (http://hexaco.org/scaledescriptions,07.02.22)

"Es ist nicht so, dass ich so schlau bin, ich beschäftige mich einfach nur länger mit den Problemen." (Albert Einstein)

Gewissenhafte Menschen lernen von anderen mit dem Ziel ein Thema tiefgreifend zu verstehen. Deshalb behandeln sie andere Menschen mit Respekt und sind hilfsbereit (siehe auf Learn-Study-Work "Was ist Respekt?").

Das HEXACO-Modell der menschlichen Persönlichkeit nennt 6 bestimmende Faktoren:

• Ehrlichkeit-Bescheidenheit
• Emotionalität
• Extraversion
• Verträglichkeit (gegenüber Wut)
• Gewissenhaftigkeit
• Offenheit für Erfahrungen.

Bei jedem Faktor werden die Merkmale der gegensätzlichen Extreme aufgeführt. Es gibt aber nur sehr wenig Menschen, die genau die beschriebenen extremen Persönlichkeiten haben, fast alle liegen mit ihrer Persönlichkeit zwischen den Extremen.

Das wichtigste Mittel das Selbstbewusstsein einer Person und damit auch ihre Persönlichkeit zu stärken ist Erfolg. Beim Studieren zeigt sich der Erfolg in dem Kompetenzzuwachs und in den erreichten Noten.

"Unsere alltägliche Erfahrung zeigt, dass Erfolge ermutigend und Misserfolge
entmutigend wirken können - vor allem dann, wenn man sie der eigenen Person zuschreibt." (Sternek, K. (2013). Erfolg und Misserfolg. Zur Aktualität und psychotherapeutischen Bedeutung der Untersuchungen von Ferdinand Hoppe. Phänomenal–Zeitschrift für Gestalttheoretische Psychotherapie, 5(1-2), S. 53)

Studieren ist mit Anstrengung verbunden, weil es darum geht, sich auf einem Gebiet ein großes Fachwissen anzueignen. Es stellt sich die Frage: Wie soll dieses Fachwissen aussehen?

"Unbestritten ist mittlerweile, dass gute Lehre sich dadurch auszeichnet, dass sie ... studentisches (Tiefen-)Lernen bewirkt und (Oberflächen-)Lernen zu verhindern sucht." (Stifterverband (2013). Charta guter Lehre. www.stifterverband.org/download/file/fid/187, S.12, der Link funktioniert nicht mehr)

"Die Dritte Internationale Mathematik- und Naturwissenschaftsstudie (Schmidt et al., 1997) kritisiert Lehrpläne, die 'eine Meile breit und einen Zoll tief' sind ... " (https://nap.nationalacademies.org/read/9853/chapter/5#42, S. 42)

Die Eisscholle bedeutet, dass eine Person auf einem Fachgebiet sehr viele Details kennt, aber die Grundlagen nicht "perfekt" (= sehr gut) beherrscht. Nur wer die Grundlagen beherrscht, kann aus ihnen die Details ableiten. Zum Aufbau einer hierarchischen Wissensstruktur benötigt man die Fähigkeit zu analysieren (siehe auch auf Learn-Study-Work "Wie lernen").

Studierenden sollten also im Studium und auch bei allen anderen Gelegenheiten das Analysieren üben. Bei jeder Vorlesung sollten sie sich fragen: "Was ist wichtig, was ist nicht so wichtig?" und zu Hause den Stoff noch einmal kurz durchgehen, um die Zusammenhänge zu verstehen. Können nicht alle Fragen geklärt werden, bleibt nichts Anderes übrig, als den betreffenden Stoff für die Prüfung auswendig zu lernen. Vieleicht wird es später möglich sein, alles tiefgehend zu verstehen.

Auf keinen Fall sollte man resignieren. Studierende mit der gleichen Einstellung können sich gegenseitig helfen. Kleine Erfolge motivieren weiter zu arbeiten. Wer sein Studium doch abbricht, für den war die Zeit nicht nutzlos, denn wer das richtige Analysieren gelernt hat, kann es im Leben immer gebrauchen.

Jeder muss selber entscheiden, wie er oder sie lernt bzw. lehrt. Meiner Meinung nach sind dies die drei wichtigsten Regeln beim Studieren:

1. Wer sich ein tiefgehendes Fachwissen aneignen will, sollte das Analysieren und Schlussfolgern üben.
2. Wer gut durch das Studium kommen will, sollte versuchen, Stress weg zu organisieren.
3. Wer seine Persönlichkeit entwickeln will, sollte bescheiden bleiben, von anderen lernen und anderen helfen.

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