Wie schwierige Probleme lösen?

Kernaussage: Zum Lösen schwieriger Probleme benötigen wir Fachwissen, Allgemeinwissen und Problemlösungskompetenz, sowie ein methodisch-diszipliniertes Vorgehen.

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/Methoden unbekannt oder nicht verfügbar sind, um auf dem Weg zum Ziel ein Hindernis überwinden zu können. Eine Problemlösung hat also vier Hauptelemente: die Ausgangssituation, das 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)

"Das moderne Leben konfrontiert den Menschen mit einer Vielzahl komplexer, nichtlinearer und multikausaler Phänomene in Wirtschaftssystemen, Politik, Unternehmen, Organisationen, technischen und ökologischen Systemen. ... In komplexen dynamischen Systemen kann es keine einfache Zuordnung von Ursachen zu Wirkungen geben. Solche Systeme zeigen häufig nichtlineares Verhalten, d.h. Muster, die weder stabil noch zyklisch sind, sondern gepuffert, verzögert, verstärkt, 'fehl am Platz' oder mit Sprüngen und Fluktuationen auftreten." (Kimmel, M. (2023). Inviting systemic self-organization: Competencies for complexity regulation from a post-cognitivist perspective. Journal of Dynamic Decision Making, 9, S. 1-2)

In einfachen Worten: Probleme sind schwierig zu lösen, wenn viele Informationen über das Problem fehlen und die fehlenden Informationen nur mit großem Aufwand oder auch gar nicht zu erhalten sind. In einem solchen Fall muss eine Problemlöserin ihre Kreativität einsetzen.

"Dörner (1975) charakterisierte komplexe Probleme als dynamische Systeme, mit denen Menschen unter Bedingungen der Unsicherheit umgehen müssen. Diese Systeme können beschrieben werden durch ihre (1) Komplexität (Anzahl der miteinander verbundenen Elemente; erfordert Komplexitätsreduktion), (2) Vernetzung (Beziehungen zwischen den Elementen; erfordert Modellbildung), (3) Intransparenz (Verfügbarkeit von und Zugänglichkeit zu relevanten Informationen; erfordert Informationsbeschaffung und Informationsmanagement), (4) Dynamik (Systemveränderungen im Laufe der Zeit - entweder langsam oder schnell; erfordert Vorhersage zukünftiger Entwicklungen) und (5) ob sie konkurrierende Ziele beinhalten (polytelische Zielstruktur; erfordert einen Ausgleich der konkurrierenden Interessen)." (Funke, J., Fischer, A., & Holt, D. V. (2018). Competencies for complexity: Problem solving in the twenty-first century. Assessment and teaching of 21st century skills: Research and applications, S. 4)

Bei einfachen Problemen durchlaufen wir diesen Prozess ziemlich schnell: Wir wollen ein Ziel erreichen, wissen aber nicht wie. Wir erkennen dies als Problem und versuchen, es zu verstehen. Wir schätzen ab, wie viel Zeit wir haben, um das Ziel zu erreichen und legen fest, wie optimal unsere Problemlösung sein soll. Auf der Grundlage unseres vorhandenen Wissens entwickeln wir Ideen zur Lösung des Problems. Wir überlegen, wie diese Ideen umgesetzt werden könnten. Dann wählen wir die beste Idee aus und optimieren die Methode, mit der sie umgesetzt werden kann. Wir wenden die Methode an und prüfen anschließend, ob wir unser Ziel in der gewünschten Qualität erreicht haben.

Bei schwierigen (komplexen) Problemen ist das Ausführen der Prozesschritte nicht so leicht. Hier die Erklärungen für jeden Schritt des Problemlösungsprozesses:

• Das Problem erkennen
• Das Problem verstehen (Situationen = Systeme analysieren)
• Ziele und Anforderungen setzen
• Ideen für die Lösung finden (kreativ werden)
• ...

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: Ein Problem kann in einem einzigen Durchgang des Problemlösungsprozesses gelöst werden oder das Problem wird in Teilprobleme unterteilt und diese werden nacheinander gelöst.

"... 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 Bestands an formalem und Erfahrungswissen ist 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)

Niemand bestreitet, dass Fachwissen nicht an erster Stelle steht, aber es reicht alleine nicht aus, man muss Fachwissen 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)

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. Dabei ist es wichtig zu erkennen, welches Wissen fehlt, um das Problem zu lösen. 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 könnte.

Wie kommt ein Expertin in den "Besitz eines großen, geordneten und abrufbaren Bestands an 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." (Wiggins, G., & McTighe, J. (1998). Verstehen durch Gestaltung. Alexandria, VA: ASCD, S. 40)

Zu einem "großen Erfahrungswissen" kommt man nur, indem man sein Wissen anwendet und Erfahrungen sammelt.

"Wir entwickeln Expertise durch jahrelange Erfahrung, aber jahrelange Erfahrung ist keine Garantie dafür, dass eine Person ein Experte wird.  ... Mit der Entwicklung von Expertise geht das Wissen von einer Sammlung isolierter Fakten zu einem stark integrierten Netzwerk von Informationen und Entscheidungsprozessen über, die von einer Reihe von Umständen abhängen. ... Experten lösen Probleme, indem sie mentale Repräsentationen des Problems erschaffen, die verwendet werden, um Zusammenhänge abzuleiten, die die Situation und ihre Beschränkungen definieren. Die Definition der Situation und ihrer Beschränkungen führt zu einem klaren Bild des Problems und zur Identifizierung einer klaren Lösung." (Persky, A. M., & Robinson, J. D. (2017). Moving from novice to expertise and its implications for instruction. American journal of pharmaceutical education, 81(9), 6065, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5738945/?trk=public_post_comment-text)

Wenn unser Erfahrungswissen nicht vollständig ist, wenn also notwendige Informationen fehlen, dann ist unsere Kreativität gefragt.

„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)

Kreativität ist die Fähigkeit, auf der Grundlage von wenigen Informationen neue Ideen zu haben, die nützlich sind. Um kreativ werden zu können, benötigen wir einen Möglichkeitssinn und logisches Denkvermögen (siehe auf Learn-Study-Work "Kreativ werden").

"Die Motivation des Experten konzentriert sich auf die Beherrschung der Materie, was mit der Beharrlichkeit verknüpft ist, ein Ziel zu erreichen. Experten konzentrieren ihre Bemühungen auf die kontinuierliche Verbesserung ihrer Wissensbasis und ihrer Kompetenzen, um ihre Expertise zu erreichen und zu erhalten. Sie müssen ständig üben, offen für herausfordernde neue Erfahrungen sein und sich auf selbst reflektierende Prozesse einlassen." (Persky, A. M., & Robinson, J. D. (2017). Moving from novice to expertise and its implications for instruction. American journal of pharmaceutical education, 81(9), 6065.)

"Viele komplexe Probleme in der realen Welt werden nicht von Einzelpersonen gelöst, sondern von Menschen, die in Teams zusammenarbeiten. Zusammenarbeit bringt bestimmte Vorteile mit sich, z.B. durch die Weitergabe von Wissen, die Kombination von Fachkompetenzen oder die Verteilung von Arbeit, führt aber auch zu Schwierigkeiten durch Fehlkommunikation, Koordinationsverluste und potenzielle Zielkonflikte." (Funke, J., Fischer, A., & Holt, D. V. (2018). Competencies for complexity: Problem solving in the twenty-first century. Assessment and teaching of 21st century skills: Research and applications, S. 49)

"Levy und Murnane (2003) sowie Deming (2015) stellten ... fest: die Fähigkeiten, deren Nachfrage in den letzten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts am stärksten zunahm, waren nicht-routinemäßige analytische Fähigkeiten ... und in noch größerem Maße nicht-kognitive (oder soziale) Fähigkeiten, einschließlich der Fähigkeit zur Zusammenarbeit." (https://read.oecd-ilibrary.org/education/pisa-2015-results-volume-v/what-is-collaborative-problem-solving_9789264285521-7-en#page1, 22.06.24, S.46)

Learn-Study-Work ist keine politische Website. Daher ist dies nur ein Beispiel für die Anwendung der ersten Schritte des Problemlösungsprozesses.

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):

*) "Wirtschaftliche Macht benutzen" bedeutet, grüne Produkte und Dienstleistungen zu kaufen und in "grüne" Unternehmen zu investieren.

Jeder muss für sich selbst entscheiden, welche dieser alternativen Strategien wirksam ist und mit seinen Werten übereinstimmt. Wahrscheinlich wird nur eine Kombination verschiedener Strategien zur Lösung des Problems des Klimawandels führen. Vielleicht sind Sie kreativ und finden weitere Strategien.

Gehen Sie zu den weiteren Schritten des Problemlösungsprozesses:

"Probleme erkennen", "Situationen/Systeme analysieren", "Ziele setzen", "Kreativ werden"

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"How to define words", "How to solve problems", "What is Science", "What is Health", "How to write a text", "How to analyze situations = systems", "How to be creative"

en français: "Qu'est-ce que le respect ?", "Comment réagir à un comportement irrespectueux ?", "Comment écrire un texte ?"

en español: "¿Qué es el respeto?", "¿Como responder a la falta de respeto?"

in italiano: "Cosa è il rispetto?", "Come reagire alla mancanza di rispetto?"

हिंदी भाषा में: "आदर क्या है ?", "अनादर का जवाब कैसे दें ?"

बंगाली बंगाली में: "সম্মান কি ?"