Problemlösen in der Schule. Definition, Arten und Heuristiken

1. Einleitung

Problemlösen ist ohne Zweifel eine essentielle Eigenschaft des Menschen. Jeden Tag begegnen wir verschiedenen Problemen, deren Lösung uns unterschiedlich schwerfällt. Oftmals lösen wir sie intuitiv und ohne zu erkennen, dass sich überhaupt um solche handelt. Ein anderes Mal zerbrechen wir uns den Kopf darüber und versuchen, auf jede uns erdenkliche Arte und Weise zu einer Lösung zu kommen. Doch warum ist das so? Und was ist überhaupt der Unterschied zwischen einem Problem und einer Aufgabe?

Diese und weitere Fragen sollen in dieser Arbeit beantwortet und dadurch ein Basiswissen über das Problemlösen geschaffen werden.

Zunächst geht es um die genaue Definition des Begriffes „Problem“ und die verschiedenen Merkmale, die Probleme aufweisen. Anschließend wird aufgezeigt, wie Probleme kategorisiert und unterschieden werden können und welche Arten es gibt. Dabei wird sich zeigen, dass es unmöglich ist, eine allgemeingültige Strategie zur Lösung von Problemen zu entwerfen, und warum es trotzdem Sinn macht, nach ähnlichen Methoden zu suchen. Außerdem werden einige übergeordnete Regeln genannt, nach denen man vorgehen kann.

Im Anschluss wird ein bekanntes Model der Problemlösung vorgestellt und Schritt für Schritt näher erläutert, wie der Vorgang des Problemlösens abläuft.

Zuletzt wird ein Blick auf den Zusammenhang zwischen Schule und Problemlösen geworfen und kurz thematisiert, ob und warum problemlösungsorientierter Unterricht eine sinnvolle Idee ist.

2. Was ist ein Problem?

Täglich begegnen uns verschiedene Probleme, für die wir eine Lösung finden müssen. Um sich mit dem Prozess des Problemlösens zu beschäftigen, muss zunächst jedoch einmal die Frage geklärt werden, was eigentlich ein Problem ist und woher sie kommen. Außerdem werden Merkmale beschrieben, an Hand derer sich ein Problem definieren lässt und die auf die Art des Problems hindeuten können.

2.1 Definition

Ein Problem ist dadurch definiert, dass es einen Anfangszustand (Ist-Zustand) gibt und durch den Einsatz von kognitiven Fähigkeiten und Hilfsmitteln ein gewünschter Endzustand (Soll-Zustand) erreicht werden soll. Der Weg von IST zu SOLL wird als Transformation bezeichnet und soll die Lösung des Problems enthalten (Sell & Schimweg, 2002 S. 1). Erfordert diese Transformation lediglich reproduktives Wissen, also das bloße Wiedergeben von bekannten und bereits angewandten Lösungsmethoden, so handelt es sich um eine Aufgabe. Das Anforderungsniveau spielt dabei keine Rolle, da auch Aufgaben in ihrer Schwierigkeit untereinander differenzieren. Lässt sich die gewünschte Transformation aber nur durch produktives Denken erzielen, so spricht man von einem Problem (Tobinski, 2017. S. 7). Ein Problem besteht also, wenn wir ein mehr oder weniger gut definiertes Ziel haben, aber nicht unmittelbar wissen, wie es zu erreichen ist.

Dies verdeutlicht, dass es von den individuellen Vorerfahrungen abhängt, ob jemand eine Situation als Problem auffasst oder nicht. Außerdem wird klar, dass ein Problem nichts Unangenehmes ist, das es möglichst zu vermeiden gilt, sondern Probleme eine Art intellektuellen Anreiz enthalten und ihre Lösung unsere Lage verbessert kann. Probleme entstehen nicht einfach sondern sie ergeben sich aus einer gegebenen Situation und einer bestimmten Zielsetzung (Funke, 2003. S. 18).

2.2 Charakteristika von Problemen

Probleme besitzen bestimmte Merkmale, die sie definieren und mit deren Hilfe sie sich zu Problemgruppen zusammenfügen lassen. Dies ist hilfreich, da Ähnlichkeiten von Problemen einer Gruppe auch die Vermutung nahelegen, dass sich die Methoden zur Lösung eines dieser Probleme auch zur Lösung der anderen eignet. Eine mögliche Einteilung stammt von Funke (2003), die sich mit verschiedenen Ebenen der Probleme befasst.

Ein erstes Merkmal ist das der Lösbarkeit an sich. Nicht alle Probleme sind lösbar und oft ist der Grund dafür, dass Ausgangssituation, zu überwindendes Hindernis oder Zielsituation nicht genau genug definiert sind. Es kann jedoch auch vorkommen, dass für ein richtig formuliertes Problem mit eindeutigen Regeln keine Lösung möglich erscheint.

Ein bekanntes Beispiel aus der Geometrie stellt die Quadratur des Kreises dar. Die Unlösbarkeit des Problems wurde bewiesen und daher macht es keinen Sinn, weiterhin nach Lösungsmöglichkeiten zu suchen. Stattdessen wird nach einer Umgehungslösung gesucht, indem das angestrebte Ziel leicht abgeändert wird, sodass sich das Problem nicht mehr stellt. Eine andere Ursache für die Unlösbarkeit wäre, dass zeitgleich versucht wird, mehrere widersprüchliche Ziele zu erreichen. Der dadurch entstehende Interessenkonflikt kann möglicherweise durch einen Kompromiss beigelegt werden, indem die angestrebten Ziele angepasst werden.

Manche Probleme lassen sich in mehrere Unterprobleme zerlegen. Diese Unterprobleme lassen sich in der Regel wesentlich leichter lösen und sind mit einem geringeren Arbeitsaufwand verbunden. Außerdem helfen sie, die Ausgangslage genauer zu beschreiben und können so direkt zu einer Lösung führen. Die Zerlegung in Unterprobleme ermöglicht daher das Lösung sehr komplexer Probleme. Stellt man Schwierigkeiten bei der Zerlegung eines Problems fest, lässt es sich gar nicht unterteilen oder sind die Anforderungen der Unterprobleme nach wie vor zu komplex, so spricht man oft von einem so genannten Einsichtproblem. Zu deren Lösung ist zwar meist nur ein einziger Schritt nötig, dieser ist aber sehr schwer und erfordert eine komplett neue Sicht der Dinge.

Hin und wieder kommt es vor, dass zwei Probleme sich so eng miteinander verwandt sind, dass die Lösung des einen auch die Lösung des anderen bedeutet. Ausgangs- und Zielsituation sind in dem Fall nahezu identisch, wenn auch unterschiedlich formuliert. Man spricht davon, dass sich ein Problem in ein anderes überführen, beziehungsweise auf ein anderes reduzieren lässt. Demnach lassen sich ganze Problemgruppen bilden, die alle auf die gleiche Weise gelöst werden können.

Ein weiteres Merkmal ist der Lösungsaufwand. Manche Probleme lassen sich schnell und ohne viel Aufwand lösen, wohingegen andere wesentlich mehr erfordern und es fraglich erscheint, ob das Ziel die Mühe überhaupt wert ist. Besonders aufwändige Probleme können sogar unbegrenzt lange Lösungswege erfordern, weshalb sie zwar theoretisch lösbar sein mögen, aber praktisch als unlösbar gelten. Wie groß der Aufwand für die Lösung eines Problems ist, hängt einerseits von der Komplexität des Problems und andererseits von den Fähigkeiten des Problemlösers ab und auch die Ausgangssituation hat einen Einfluss darauf.

Außerdem spielt die subjektive Betrachtung und Einschätzung eines Problems eine entscheidende Rolle. Nicht nur die individuelle Herangehensweise, auch abweichende Zielvorstellungen führen dazu, dass der Lösungsaufwand eines Problems von unterschiedlichen Personen unterschiedlich wahrgenommen wird. Daher kann der Wechsel des eigenen Standpunkts eine gute Technik sein, um neue Ideen und Lösungswege zu finden. Vor allem bei emotional belasteten Problemen spielt dies eine Rolle, da ein gewisses Einfühlungsvermögen und damit ein Perspektivenwechsel benötigt wird.

3. Arten von Problemen

Allgemeine Lösungsstrategien für Probleme zu finden ist äußerst schwierig, da jedes Problem individuell ist und von subjektiven Eigenschaften abhängt. Es kann jedoch hilfreich sein, verschiedene Probleme, die sich in ihrer Grundstruktur ähnlich sind, in Gruppen zusammenzufassen und so von komplett andersartigen Problemen zu unterscheiden und abzugrenzen.

3.1 Erste Einteilungsversuche

Eine Möglichkeit der Einteilung, ist die Unterscheidung zwischen einfachen und komplexen Problemen. Dies steht jedoch nicht für die Problemschwierigkeit sondern für die Qualität des Problems. Einfach Probleme entstehen schon, wenn man mit einer Situation konfrontiert wird, in der man kein passendes Verhaltensschema kennt, um ein Ziel zu erreichen. Für das Lösen braucht man aber in der Regel keine Problemlösungsstrategien, sondern lediglich Strategien, um sich das erforderliche Wissen anzueignen und situationsgerecht anwenden zu können (Frackmann & Tärre, 2009. S. 32). Bei der Bewältigung komplexer Probleme jedoch reicht dies nicht aus, denn diese erfordern eine schrittweise Veränderung und darauf aufbauendes schlussfolgerndes Denken. Solche Probleme zeichnen sich durch ihre Komplexität, Intransparenz, Dynamik und Vernetzbarkeit aus, außerdem liegen oftmals nur unvollständige Kenntnisse über das Problem vor (S. 32).

3.2 Analytische, Synthetische und Dialektische Probleme

Eine genauere Unterteilung nahm Dietrich Dörner bereits Mitte der 1970er Jahre vor. Mit der Einordnung eines Problems in eine bestimme Gruppe, sollten bereits erprobte Strategien und Heuristiken festgelegt werden, mit denen sich dieses oder ähnliche in Zukunft lösen ließen. Hierbei wird zwischen analytischen, synthetischen und dialektischen Problemen unterschieden (Sell & Schimweg, 2002. S. 16)