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Skripte   /   Psychologie   /   Allgemeine 1 Block I   /   Problemlösen

4.5 Problemlösen
Drei Merkmale für eine Problemsituation

1.Eine unerwünschte Ausganssituation, die in eine angestrebte Zielsituation umgewandelt werden soll. (vgl. Gestalpsychologie)
2.Keine direkte Umwandlung möglich, da eine Barriere existiert.
3.Um die Barriere zu überwinden sind Problemlösungshandlungen nötig.

Gut definierte Probleme:
Ausgangs und Zielsituation sind bekannt, aber die Aufgabe kann nicht direkt gelösst werden.
Schlecht definierte Probleme:
Anfang und / oder Ziel können unklar sein. Außerdem  können Problemlösungshandlungen unbekannt sein.

Einsichts Probleme
Lösung hängt von einigen wenigen Einzelschritten ab.

Transformations Probleme
Man braucht eine längere Abfolge von Schritten um das Problem zu lösen.

Vorwissensarme Probleme
Kein spezieles Vorwissen nötig um das Problem zu lösen.

Bereichsspezifisches Problem
Spezieles Vorwissen nötig.

4.5.1 Problemlösen als Informationsverarbeitung
Dabei sieht man Problemlösen als Zielgerichtetes Suchen in einem Problemraum.
Der Problemraum läßt  sich als Graph auffassen, dessen Knoten einzelne Zustände ( Zwischenschritte bzw. Endzustände) sind, die Kanten sind die einzelen Schritte der Problemlösung.

• Die Suche nach der Lösung für das Problem, ist ein möglicher Weg vom Anfangs zum Zielzustand zu finden.
• Man hat unterschiedliche Lösungen, die sich hinsichtlich ihrer Qualität unterscheiden.
• Der Problemraum ist ein theoretisches Konzept

mentale Anforderungen an die Problemlösung
Fünf Faktoren beeinflussen die Problemschwierigkeit

1.Die Einfachheit der Problemlösungsregeln, wie einfach sie zu erlernen bzw. zu verstehen sind.
2.Einfachheiten der Anwendung der Regeln
3.Stärke der Korrezpodenz mit vorhandenem Wissen.
4.Stärke der Belastung des Gedächnises.
5.Subjektive Repräsentation des Problemraums.

Die zentrale Schwierigkeit schlecht hin ist die Organisation des Lösungsproßes.
Menschen verwenden zum Problemlösen sehr einfache, lokale wirksame Problem spezifische Heuristiken. Mit Hilfe dieser Heuristiken, kann man den Problemraum einschränken. Wenn Personen zum ersten mal versuchen, ein Problem, das kein besonderes Vorwissen benötigt zu lösen, tuen sie dies meisten langsam, fehleranfällig, ineffektiv und stark an lokalen Anforderungen orientiert. Problemlösen ist ein dynamischer Vorgang.
Suchtrategien:
Es gibt erschöpfende und nicht erschöpfende Suchstrategien.
Bei erschöpfenden Suchstrategien wird der gesamte Problemraum betrachtet, bei nicht erschöpfenden Suchstrategien wird nur ein Teil davon betrachtet.
Allgemeine und Heuristische Suchstrategien. Allgemeine Suchstrategien d.h. man kann sie auf alle möglichen Problemräume anwenden. Bei Heuristischen Suchstrategien berücksichtigt man Problemspezifisches Wissen. Bei Heuristischen gibt es auch die Unterschiedsreduktion, dabei wählt man denjenigen Problemlöse Schritt aus, der den Unterschied zwischen aktuellen Situation und der Zielsituation am deutlichsten reduziert.
Beispiele für heuristische Suchverfahren

• Bergsteigemethode (hill climbing)
  Eine Art Unterschiedsreduktion
• Die Mittel Ziel Analyse (means-end-analysis)
  Dabei wird das Problem in leichtere Teilprobleme zerlegt. Es ist eine vorwärtsgerichtete Suche

Vorteile von Heuristiken

• sie sind einfach
• und ökonomisch

Nachteile von Heuristiken

• wenig flexibel
• können in einer Sackgasse enden

Die Person wechselt ihre Ziele oder verfolgt mehere Ziele parallel, was bedeuten würde das sie den kompleten Überblick über den gesamten Problemraum haben muss (um dies effizient zu erledigen), was nicht sehr wahrscheinlich ist, insbesondere bei komplizierten Aufgaben.
Eine weitere mögliche Heuristik ist die Nutzung von Analogien.

4.5.2. Modellierung von Problemlösen
Wissensbasierte Systeme
Deklaratives Wissen, ist Faktenwissen, knowing that (wissen das).
Prozedurales Wissen, sind Fähigkeiten die über die Zeit erworben worden sind (wissen wie).
Kontrollwissen, regelt das Zusammenspiel zwischen Deklarativen und Prozeduralem Wissen.
Vorwärts und Rückwärtsverkettetes Problemlösen
Vorwärtsverkettetes Problemlösen
Im Fall, daß der "wenn" Teil (einer wenn..., dann... Regel) erfüllt ist, wird der "dann" Teil ausgeführt; deshalb nennt man es Datenorientierte Informationsverarbeitung.
Rückwärtsverkettetes Problemlösen
Hier wird vom Ziel aus auf den "wenn" Teil geschlossen, wenn die Bediengung (wenn) nicht erfüllt ist, definiere neue Unterziele. Ziel ist es die "wenn" Bediengung zu erfüllen. Rückwärtsverkettetes Problemlösen ist eine Ziel oder Hypothesen orientierte Form der Informationsverarbeitung.

kognitive Architekturen
ACT adaptive Charakter of thougth (Anderson)
Geht davon aus, daß kogitive Fertigkeiten durch Regeln oder Produktion repräsentiert werden können.
Besteht aus Chunks, die in ihrer Größe  begrenzt sind, und die hierarchisch organisiert sind.
ACT ist eine hybride Architektur in der lernen auf zwei Arten modelliert wird.

1.Durch Anpassung der Stärkeparameter, aufgrund von Erfahrung.
2.Durch die Bildung neuer Produktion, wobei diese durch Analogie erfolgen.

4.5.3. Problemlösen und lernen: Der Selbsterklärungseffekt
Die Fragen Wissenserwerb und Problemlösen sind eng miteinander verknüpft. Phasentheorie von Anderson
Zu Beginn des Wissenserwerbs werden neue Informationen mit Hilfe des deklarativen Wissens interpretiert. Dieses neue Wissen hat keine unmittelbare Auswirkung auf das Verhalten. Das Verhalten ist weiterhin geprägt durch die Verwendung von bereichsunspezifischem Problemraumprozeduren-wie der Mittel Ziel Analyse. (z.B. Man tauscht in einem Computerprogram die Variablen Typen).
2. Phase der Wissenskompilierung
Es werden (neue) Regeln zur Lösung des Problems gebildet, und aus deklarativem Wissen wird prozedurales Wissen. Die Folge davon ist, daß man schneller ist und die Gedächnisbelastung reduziert wird bzw. und umgekehrt.
3. Phase der Wissensoptimieung
Hier wird das prozedurale Wissen optimiert
Dabei spielen drei Lernmechanismen eine Rolle

• Generalisation
• Diskrimination
• Verstärkung

Der Selbsterklärungseffekt
Lernde benutzen ihr Vorwissen und/oder nutzen die Musterlösung um neues Wissen zu erwerben.
Wichtig: 2 Phasen
1. Phase Wissenserwerbphase
2. Phase Problemlösephase
Was unterscheidet gute Problemlöser von schlechten Problemlösern ?

1.Während der Wissenserwerbphase haben gute Problemlöser mehr Äußerungen  gemacht, die auf physikalische Prinzipien, Konzepte und Gesetze bezug nahmen.
2.Sie haben angemeßenere  Äußerungen  über die Selbstüberwachung gemacht, sprich was verstehe ich, was verstehe ich nicht.
3.Während der Problemlösephase haben gute Problemlöser weniger, aber gezielter auf die Musterlösung zurückgeriffen.

Cascade
Simulationsmodell, daß die Unterschiede zwischen guten Problemlösern und schlechten Problemlösern simulieren kann.
Ergebnis:
gute Problemlöser bilden mehr neue Regeln (als schlechte Problemlöser)
schlecht Problemlöser greifen auf frühere Beispiel zurück und bilden oberflächliche Analogien.

4.5.4 Problemlösen aus neurowissenschaftlicher Sicht
Der präfrontale Cortex ist wichtig, er steht im Zusammenhang mit exekutiven Funktionen, d.h. Steuerungs, Entscheidungs und Planungsprozeßen.

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Sascha Frank

Last modified: Sat Nov 12 16:21:07 MET 2005