Methoden zur Lösung eines Problems (Psychologie)

Um ein Problem lösen zu können, muss dieses Problem zuerst einmal erkannt und verstanden werden. Danach muss ein Plan zur Lösung des Problems bereitgestellt und ausgeführt werden, bevor das Ergebnis schließlich auf Richtigkeit überprüft werden kann.

Die Lösung des Problems kann auf unterschiedliche Art und Weise vonstatten gehen. Es gibt zwei allgemeine Suchverfahren, die auf jedes beliebige Problem angewandt werden können.

Bei der Breitensuche werden vom Anfangszustand aus alle möglichen direkten Nachfolgezustände betrachtet. Von allen direkten Nachfolgezuständen werden wiederum alle direkten Nachfolgezustände ermittelt und so weiter. Man geht also bei der Suche nach der Lösung des Problems immer weiter in die Breite, während man sich Ebene für Ebene der Lösung des Problems nähert. Das Ziel, die Lösung des Problems, wird so in der Mindestzahl von Ebenen erreicht.

Bei der Tiefensuche hingegen wird von allen möglichen Nachfolgezuständen einer ausgewählt. Erst wenn man in eine Sackgasse gerät oder in einen bereits erreichten Zustand, wird der letzte Schritt rückgängig gemacht (backtracking) und vom Vorgängerzustand aus ein alternativer Schritt ausgeführt. Man geht also dementsprechend bei der Lösungssuche immer weiter in die Tiefe und nur im Falle einer Sackgasse in die Breite. Das Problem bei dieser Art der Problemlösung ist allerdings, dass man schon sehr weit in einem Zweig ist, der die Lösung nicht enthält und im schlimmsten Fall alle Schritte bis zum ersten Schritt rückgängig machen und wieder von vorn beginnen muss.

Sowohl die Breiten- als auch die Tiefensuche können per Vorwärts- und per Rückwärtssuche ausgeführt werden. Bei der Vorwärtssuche startet man am Anfang und sucht nach Schritten, die einen näher an den Zielzustand führen. Bei der Rückwärtssuche startet man mit Lösung und versucht Schritte zu finden, die einen letztendlich zum Anfangszustand führen. Dabei wird das Ziel schrittweise in Teilziele zerlegt, bis man die Teilziele erfüllen kann.

Zusätzlich zu diesen allgemeinen Suchverfahren gibt es heuristische Suchverfahren, die bei der Suche im Problemraum problemspezifische Heuristiken nutzen. Dabei soll die Auswahl von Problemlöseschritten optimiert werden, indem problemspezifische Informationen ausgenutzt werden. Im Folgenden werde ich auf zwei dieser Heuristiken eingehen.

Bei der Hill-climbing-strategie handelt es sich um eine Strategie, die sich der Vorwärtssuche bedient. Dabei wird aus einer Menge aller möglichen Schritte derjenige ausgewählt, der einen dem Ziel am schnellsten näher zu bringen scheint. Um das zu erreichen müssen die einzelnen Problemzustände, die sich aus den einzelnen Schritten ergeben, dahingehend bewertet werden wie ähnlich sie dem Zielzustand sind. Bei dieser Vorgehensweise kann sich das Problem ergeben, dass man sein angestrebtes Ziel nicht erreicht, sondern nur ein lokales Maximum, einen vorgelagerten Gipfel.

Bei der Mittel-Ziel-Analyse wird dieses Problem vermieden, indem eine heuristische Vorwärtssuche mit Teilzielbildung verknüpft wird. Der aktuelle Zustand wird hierbei zunächst mit dem Zielzustand verglichen. Entspricht er dem Zielzustand, gilt das Problem als gelöst. Entspricht er dem Ziel nicht, wird der größte Unterschied zwischen den beiden Zuständen anhand einer problemspezifischen Heuristik ermittelt. Gibt es keinen Schritt, der den Unterschied zwischen den beiden Zuständen beseitigen kann, gilt das Problem als nicht lösbar. Gibt es einen möglichen Schritt wird versucht ihn auszuführen, sofern alle Voraussetzungen dafür erfüllt sind. Sind nicht alle Voraussetzungen für die Ausführung des Schrittes erfüllt, wird die Schaffung der Voraussetzungen als neues Teilziel aufgestellt. Durch dieses Aufstellen von Teilzielen, bekommt die Suche nach der Lösung des Problems eine Richtung zugewiesen und der Suchraum wird auf die für das Lösen des Problems relevanten Schritte eingeschränkt. Das Problem dieses Verfahrens ist seine Komplexität, da unter Umständen sehr viele Teilschritte in Erinnerung behalten werden müssen.