Problemlösning är utförande av handlingar eller mentala operationer som syftar till att uppnå det mål som satts upp inom ramen för en problemsituation - uppgifter . Det är en integrerad del av tänkandet .
Ur den kognitiva synvinkeln är processen att lösa problem den mest komplexa av intellektets alla funktioner och definieras som en kognitiv process av högre ordning, som kräver koordinering och hantering av mer elementära eller grundläggande färdigheter [ 1] .
Lösningen av problemet inkluderar huvudstadierna:
Dessa stadier kan hittas i många teorier om problemlösning. Således är stadierna för att fastställa problemet och hitta en lösning på problemet tydligt synliga i teorierna från anhängaren till Würzburg-skolan Otto Selz , gestaltpsykologen Dunker och kognitionsvetaren Greeno, trots alla deras olikheter. Samtidigt, under problemformuleringen, är det möjligt att förstå både medvetet arbete och några postulerade omedvetna processer av informationsbehandling.
Stadier av problemlösning i teorierna av O. Seltz, K. Duncker, Grino
| O. Selz [2] | K. Dunker [3] | Greeno [4] |
|---|---|---|
| 1. Bildning av ett komplex, vilket inkluderar: a) egenskaper hos de kända och b) kända okända relationerna som bestämmer c) det okändas plats i komplexet. Ofullständigheten i detta komplex är kärnan i problemet. | 1. Penetration in i en problemsituation - förståelse av dess interna kopplingar, uppfattning om den som helhet, innehållande en viss konflikt. | 1. Konstruktion av ett kognitivt nätverk bestående av element av det kända (givna) och det okända (sambandet mellan elementen i det kända och det okända har ännu inte fastställts). |
| 2. Starta intelligenta operationer: komma ihåg eller skapa en lösning. | 2. Att hitta lösningens funktionella värde . 3. Realisering (utförande) av funktionellt värde i en specifik lösning. |
2. Bygga kopplingar (relationer) mellan element, modifiera nätverket med hjälp av ytterligare information från minnet. |
Följande faktorer påverkar hur problemet ska lösas och hur framgångsrikt det blir [5] .
Ur den informationsmässiga synvinkeln är en uppgift skillnaden mellan två tillstånd; Problemet anses löst när egenskaperna för de befintliga och nödvändiga tillstånden är identiska. Problemlösningsprocessen äger alltså rum när en organism eller ett artificiellt intelligenssystem gör en övergång från ett givet tillstånd till ett önskat måltillstånd .
Representanter för informationsstrategin utgick från det faktum att en person, precis som en dator , arbetar med symboler ( tecken ), därför kan datorer "användas som enheter för att simulera processen för mänskligt tänkande" [7] . De problemlösningsmodeller de skapade var ofta också datorprogram (det mest kända exemplet är Newell och Simons Universal Problem Solver , skapad 1957).
Lindsay och NormanLindsay och Norman beskriver problemlösning enligt följande [8] .
All för närvarande tillgänglig information relaterad till uppgiften kallas för medvetenhetstillstånd . Problemlösning är en sekventiell övergång från ett tillstånd av medvetenhet till ett annat, och sedan till nästa, och så vidare, tills det erforderliga slutliga medvetandetillståndet, det vill säga lösningen, uppnås. Sådana övergångar utförs med hjälp av operatörer - medel som minskar klyftan mellan det nuvarande medvetenhetsläget och det tillstånd som kommer att följa det. Att hitta operatörer är den största svårigheten för att lösa problemet.
Två lösningsstrategier är möjliga: sökning framåt och bakåt. 1. I direkt sökning , "försöker en person först någon metod för att närma sig ett problem och ser sedan efter om han har gått framåt som ett resultat av att tillämpa det." 2. I en omvänd sökning "överväger en person den önskade lösningen och ställer frågan: vilket preliminärt steg är nödvändigt för att komma fram till det? Efter att ha bestämt detta steg, bestäms steget omedelbart före det, och så vidare, i bästa fall, upp till den startpunkt som anges i formuleringen av det ursprungliga problemet. Den omvända sökningen utförs med hjälp av medel-resultatanalys (jämförelse av medel och mål): vid varje steg jämförs detta mellanmål med det nuvarande medvetandetillståndet och en operatör hittas - ett medel som minskar gapet.
Det finns två typer av operatorer: 1) algoritmer (en uppsättning regler som garanterar ett resultat) och 2) heuristiska tekniker (för komplexa problem där inga algoritmer hittas).
Uppkomsten i sinnet av lösningen på problemet föregås av emotionell aktivering och en känsla av närhet till lösningen.
Detta etablerades av OK Tikhomirov , som studerade processen för att lösa schackproblem [9] . Han föreslog att försökspersonerna skulle tänka högt medan de löste problemet och samtidigt spelade in sin galvaniska hudrespons (GSR), vilket fungerade som ett tecken på emotionell aktivering.
Experiment har visat att emotionell aktivering sker först . Det följs vanligtvis av känslomässiga utrop ("Aha!", "Oh!", etc.) vanligtvis efter 0-0,5 sekunder. Känslomässiga utrop följs vanligtvis av ord som anger en känsla av närhet till en lösning : närma sig en idé som fortfarande är omedveten ("så-så-så-så", "nästan, nästan", "förmodligen ...") eller fortfarande oklara sökresultat ("något blinkade", "det finns något", "det verkar ha hittat", "det verkar ha bestämts"); mer sällan är det ett uttryck för behovet av att försöka ("låt oss försöka, låt oss försöka", "intressant, intressant"), tvivel ("a" ... "a" ... eller inte "a"? ) Eller själv -stoppsignaler ("stopp-stopp-stopp-stopp"); ännu mer sällan kallas en lösning omedelbart. Detta följs av ett beslut - att namnge ett specifikt drag som är grundläggande för att lösa problemet - 1,5–13,5 sekunder efter uppkomsten av emotionell aktivering, i genomsnitt efter 5,5 sekunder.
Diskussioner om problemlösningsmekanismer för djur kretsar kring trial and error och insikt .
Thorndike (1898) trodde (och demonstrerade experimentellt) att mekanismen för att lösa problem hos djur inte är förståelse och resonemang, utan försök och misstag .
Thorndike placerade djur (katter) i speciella problematiska lådor - burar "med en hemlighet", vars utgång öppnades genom att trycka på en knapp eller spak, dra i en sladd, ögla etc., som fanns i buren eller nära själva gallret. från utsidan. Thorndike upptäckte att katter först rusar runt buren och klamrar sig fast vid allt de kan få; som ett resultat av detta vidrör de förr eller senare av misstag mekanismen som öppnar cellen och släpps. När katten sätts tillbaka i buren leder dess kaotiska aktivitet till framgång lite snabbare, nästa gång ännu snabbare osv. Inlärningskurvorna visar den gradvisa behärskningen av lösningen.
Enligt Thorndikes teori agerar djur slumpmässigt, och sannolikheten för att upprepa en förstärkt reaktion ökar .
Vissa data från Thorndike själv talar dock emot hans teori. Således, i fallet med några av Thorndikes "lata" katter, "uppmärksamhet, som ofta kombineras med brist på energi, gjorde att katten snabbt kunde bilda en association efter den första framgången" [10] . Och senare (1901) genom att ersätta katter med apor, fann Thorndike att nästan alla problem löstes "genom att snabbt, ofta verka ögonblickliga, lämna misslyckade rörelser och välja rätt ... Det är naturligt att dra slutsatsen att apor, plötsligt flyttade från många oberäkneliga rörelser till en specifik handling med en krok eller en spärr, har ett koncept av en krok, av en spärr eller av rörelsen som de producerar "...
R. Woodworth noterar att "inte ett enda fall av sådant beteende hittades i en problemsituation, när djuret rusade till allt runt omkring utan någon hänsyn till den objektiva situationen. Ett djur reagerar alltid på ett eller annat föremål, och nästan alla dess reaktioner har en viss grad av legitimitet. Trial and error består inte i blinda, turbaserade rörelser, utan i att pröva vissa vägar till målet. Så vitt vi kan se av ett djurs beteende har det alltid ett visst grepp om den objektiva situationen. En annan sak är att i alla situationer som kan kallas problematiska är detta grepp aldrig komplett från första början. Situationen måste utredas och detta kan sällan göras utan rörelse och manipulation. Men redan vid första anblicken av situationen avslöjas de allmänna konturerna av problemet tillräckligt för att begränsa området för forskning och manipulation i viss utsträckning” [11] .
Att lösa problem genom plötslig insikt (insikt), förstå situationen, tränga in i dess väsen beskrivs av W. Köhler . Köhlers experiment visar följande exempel på hur detta händer [12] .
Det är känt att djur i vissa fall kan använda verktyg för att lösa problem, men frågan kvarstår i vilken utsträckning sådan användning är medfödd ( instinktiv ), och i vilken utsträckning det är en manifestation av intelligens.
Exempel på hur djur använder verktyg: