Il problem solving

di Lorenzo Zambotti* e Xenia Spektor*

Che cos'è il problem solving?
Un problema può essere definito come la situazione in cui si trova un essere vivente, il solutore, il quale desidera passare da uno stato dato ad uno desiderato, ma non può farlo tramite un'azione istintiva né mediante un comportamento appreso. Il termine inglese problem solving indica il processo cognitivo messo in atto per analizzare la situazione problemica e escogitare una soluzione. Una tale prima e generale definizione si può estendere anche a meccanismi d'intelligenza artificiale.
Diversi studi teorici hanno affrontato questo concetto. Oltre agli psicologi, che già a partire dai primi anni del secolo scorso hanno individuato dei meccanismi messi in atto dalla mente umana per la risoluzione di problemi di vario tipo, molti altri teorici si sono interessati alla questione ricorrendo a metodi e conclusioni propri del loro ambito degli studi: neurologi, fisici, matematici, si sono cimentati nella definizione dei processi risolutivi e nell'elaborazione di possibili strategie.
 
Quali sono i campi di applicazione del problem solving?
Il concetto della risoluzione dei problemi è vasto, caratterizzato da metodi diversi e da applicazioni le più svariate. Le tecniche del problem solving sono impiegate nell'ambito dell'ingegneria, della psicologia e sociologia, dagli adulti e dai bambini, nelle scuole o nelle aziende. Alcune di queste tecniche sono più spontanee, altre più elaborate, alcune permettono di trovare una sola soluzione, altre aprono la strada a soluzioni diverse. In modo più o meno consapevole e più o meno efficiente, ognuno di noi affronta i diversi problemi della propria esperienza ricorrendo al concetto di problem solving.
 
Come si inscrive il problem solving nel quadro del lifelong learning?
L'apprendimento è un processo che accompagna le persone lungo tutto l'arco della loro vita, senza limitarsi a un concluso periodo della formazione. La visione secondo cui la vita dell'individuo si divide in una prima fase di apprendimento e in un secondo periodo di applicazione delle conoscenze precedentemente acquisite è infatti da tempo superata. Questa situazione di apprendimento permanente si spiega con la crescente complessificazione e con il continuo cambiamento del contesto sociale, economico e tecnologico.
Se in una pedagogia tradizionale di trasmissione del sapere l'abilità mnemonica aveva un ruolo cruciale, nel caso del lifelong learning altre competenze vengono messe in valore, tra cui il problem solving, il pensiero critico, la creatività, la gestione costruttiva dei sentimenti. Tali competenze trasversali permettono di affrontare in modo razionale e costruttivo le difficoltà, di reagire adeguatamente a nuove situazioni e ai continui cambiamenti, di sviluppare la capacità di imparare.
 
Qual è la differenza tra il problem solving e un comune processo di apprendimento?
Se il processo di apprendimento comune implica un automatico ricorso a procedure innate o precedentemente acquisite davanti a un problema analogo a un altro già noto, il problem solving è una sequenza di operazioni cognitive al termine della quale si arriva invece ad una soluzione precedentemente sconosciuta.
È facile ricorrere all'esempio di risoluzione di un problema matematico. Se lo studente si limita alla meccanica applicazione di formule apprese e di ricette preconfezionate, sarà in grado di risolvere solo problemi eguali ad altri già noti. Nel caso del problem solving, invece, non solo ci si trova davanti a un problema che non è direttamente riconducibile a uno analogo, ma non si è in possesso in anticipo della formula che fornisce il risultato corretto. Tale formula sarà trovata al termine di un percorso di ricerca in varie tappe, dalla riduzione del problema in parti più semplici e più facilmente risolvibili all'assunzione di nuovi punti di vista e di diverse direzioni possibili.
 
Qual e' il procedimento generale sotteso al problem solving?
Il concetto di problem solving implica un ragionamento strutturato e finalizzato alla risoluzione di una situazione complessa, che non puo' essere ottenuta con la automatica applicazione di procedure già note né con un approccio meramente istintivo o intuitivo.
Secondo gli psicologi della Gestalt, un problema complesso è costituito da molteplici elementi in relazione tra loro, formanti una rete che risulta a prima vista indecifrabile. Obiettivo del solutore è dipanare questa matassa, penetrarla in profondità e raggiungere la consapevolezza dei rapporti tra gli elementi del problema, detta in inglese insight, fino ad averne una visione d'insieme. Raggiunta questa consapevolezza, il solutore diviene in grado di trasformare e ristrutturare i rapporti tra gli elementi del problema, riorganizzarli in un'ottica prima sconosciuta e trovare la chiave di lettura che può produrre una soluzione. Si veda Prospettive sul problem solving di A. Antonietti, C. Angelini.
 
Quali sono gli ostacoli alla scoperta della soluzione di un problema?
Gli ostacoli maggiori al processo cognitivo di risoluzione di un problema sono, per la scuola della Gestalt, legati alla rigidità degli schemi mentali del solutore e all'incapacità di cogliere il problema nella sua dimensione globale. Per esempio alcuni aspetti possono apparire immutabili o destinati a una funzione fissa, mentre la soluzione richiede una trasformazione o una diversa utilizzazione; un approccio solutorio sperimentato con successo in passato può essere riproposto meccanicamente in situazioni non adatte; una visione eccessivamente schematica e semplificatoria può nascondere la reale complessità della rete di relazioni tra gli elementi.
 
Quali sono le strategie del problem solving?
I metodi per risolvere i problemi sono numerosi e diversissimi, visto l'enorme campo della loro applicazione. In Come risolvere i problemi di matematica. Logica ed euristica nel metodo matematico (Feltrinelli Editore, 1983), il matematico ungherese George Polya scrive che la soluzione dei problemi si ottiene seguendo quattro stadi: comprendere il problema, escogitare un piano, eseguire il piano, controllare i risultati. Proponendo questa sequenza, egli si rifà al metodo sperimentale proposto da Galileo nell'ambito scientifico.
Volendo allargare il discorso all'ambito più generale dell'apprendimento, è possibile raggruppare le varie strategie in aree più vaste. Ne La rappresentazione dei metodi di problem solving, P. Perego, S. Ignazi e A. Antonietti propongono diverse prospettive che riassumono i vari metodi di risoluzione di problemi: la produzione di una grande quantità di idee, per poi selezionare le più valide, per esempio il brainstorming; la combinazione e permutazione degli elementi, alla ricerca di corrispondenze inattese e rivelatrici tra situazioni diverse; la ricerca di analogie tra un dato problema e un altro già noto; l'analisi del problema nella sua globalità e sotto diversi punti di vista; infine, l'utilizzo di soluzioni intermedie che trasformano gradualmente il problema permettendo di avvicinarsi alla soluzione a tappe.
 
Quali competenze richiede il problem solving?
Benché non sia possibile in questa sede descrivere in modo dettagliato tutte le competenze che facilitano l'applicazione dei diversi metodi del problem solving, visto che queste variano molto a seconda dell'ambito e del singolo problema che ci si trova ad affrontare, possiamo tuttavia citare alcune attitudini generali.
In primo luogo, le competenze metacognitive permettono di applicare con successo le strategie del problem solving: ad esempio la capacità di analizzare e valutare la propria attività cognitiva, o meglio, della consapevolezza dei vari aspetti del lavoro mentale. Una persona capace di individuare il tipo di ragionamento a cui è più portata, le difficoltà incontrate durante il processo risolutivo e i benefici ricavati, sarà anche in grado di scegliere per sé la strategia migliore o di trovare gli errori compiuti nel percorso di ricerca.
Inoltre, bisogna citare la capacità di elaborare un pensiero creativo, detto anche dai gestaltisti “pensiero produttivo”. Questo si contrappone da un lato al “pensiero riproduttivo”, inteso come processo mentale consistente nell'applicazione di algoritmi, automatismi o strategie precedentemente apprese, e dall'altro al “pensiero per prove ed errori” che porta alla soluzione del problema attraverso una serie di tentativi casuali. L'approccio creativo permette di analizzare il problema da diversi punti di vista, di riformurarlo in termini nuovi, senza fissarsi sugli elementi contingenti o secondari. Esso favorisce inoltre una visione globale della situazione, lasciando la possibilità di cogliere al tempo stesso le parti che la costituiscono e i nessi tra queste.
 
Quale ruolo può assumere il problem solving nell'insegnamento?
È auspicabile che l'insegnamento tradizionale, secondo cui lo studente riceve passivamente delle nozioni, venga sempre più coniugato a una pedagogia ispirata ai principi del problem solving, in cui gli studenti, individualmente o a gruppi, affrontano situazioni problematiche e cercano soluzioni originali, piuttosto che ripetere schemi già noti. Tali metodologie sviluppano in ciascuno autonomia di giudizio, pensiero creativo, consapevolezza delle proprie capacità, duttilità e flessibilità nella ricerca delle soluzioni.
 
*Lorenzo Zambotti, professore di matematica all'Università Pierre et Marie Curie, Paris 6
*Xenia Spektor, architetto
 
 
Bibliografia
  1. G. Polya,
Come risolvere i problemi di matematica. Logica ed euristica nel metodo matematico
Feltrinelli Editore, 1983
  1. P. Perego, S. Ignazi e A. Antonietti,
La rappresentazione dei metodi di problem solving.
Erickson Portale Internet, Area creatività, immaginazione e problem solving
  1. A. Antonietti, C. Angelini
Prospettive sul problem solving.
Erickson Portale Internet, Area creatività, immaginazione e problem solving
 
Pubblicato il 19/05/2010
 

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