Problem çözme (bilişsel psikoloji)

Problem çözme, problem çözücü için açık bir çözüm yöntemi bulunmadığında, belirli bir durumu, bir sonuç durumuna dönüştürmeye yönelik bilişsel süreçtir.
Problem çözme, hedefe yönelik (goal-directed) davranıştır. Hamlelerin uygulanmasını mümkün kılan alt hedefleri içerir.
Problem çözmenin temel özelliklerini şunlardır: (1) hedefe yönelik olması, (2) alt hedeflere ayrıştırılması (subgoal decomposition), (3) hamlelerin (operatör) uygulanması. Burada bir problemin pozisyonundan diğer problem pozisyonuna geçişteki eyleme 'hamle denmektedir. Böylelikle hedefin tamamı alt hedeflere ayrıştırılır ve bu alt hedefler arasında hamleler uygulanır, problemin çözümü gerçekleşir.

İyi tanımlanmış  ve iyi tanımlanmamış problemler

İyi tanımlanmış problemler(well-defined), problemin bütün açılarının açıkça belli olduğu, başlangıç pozisyonunun, olası hamle ve stratejilerinin ve çözümünün olduğu problemlerdir. Satranç iyi tanımlanmış probleme örnek olarak verilebilir. İyi tanımlanmamış problemler (ill-defined), problemin tanımının iyi bir şekilde belirlenmediği, başlangıç, bitiş pozisyonlarının ve problem çözme metotlarının belirsiz olduğu problem türüdür. Günlük karşılaştığımız problemler iyi tanımlanmamış problemlere örnek verilebilir.

Bilgi yönünden zengin ve bilgi yönünden zayıf problemler

Bilgi yönünden zengin problemler (knowledge-rich), kişilerin sadece önceden sahip oldukları bilgileriyle çözülebilen problemlerdir. Bilgi yönünden zayıf problemler(knowledge-lean) ise, problemin çözümü sırasında önceki bilgilerin kullanılmadığı problemlerdir; çünkü problem sadece onunla birlikte verilen bilgilerle çözülür. Problem çözme ile ilgili çalışmalarda bilgi yönünden zayıf problemler ; uzmanlık çalışmalarında da bilgi yönünden zengin problemler kullanılır.

Erken Dönem Problem çözme çalışmaları

Problem çözmede ilk çalışmalar Thorndike tarafından yapılmıştır. Thorndike, yiyecek vermediği kedileri kapalı bir kafese koymuştur ve kedilerin kafesten görebileceği, ancak ulaşamayacağı uzaklığa yiyecek koymuştur. İlk olarak, kedi kafesin etrafını tırmalamış ve bir süre sonra kilidin çubuğuna vurarak kafesin kapısını açabilmiştir. Birçok denemeden sonra kedi aşamalı olarak neyin gerekli olduğunu öğrenmiştir. Denemelerin sonunda neredeyse anında kafesten çıkabilmiştir.  Thorndike kedilerin bu performansı deneme yanılma yoluyla öğrenme olarak adlandırmıştır. 
Gestaltçılar kedinin çubuğa vurma davranışı ve kafesin kapısını açması arasındaki rastgele ilişkiye karşı çıkmışlardır. Thorndike ve Gestaltçıların görüş farklılıkları Yeniden üreten (reproductive) ve Üretken (productive) düşünme arasındaki farkla açıklanabilir. Yeniden üreten düşünme, tanıdık, rutin prosedürlerin uygulanmasını içerir, önceki deneyimlere dayanır. Thorndike’ın deneyi buna örnek verilebilir. Üretken düşünme, problem çözücünün yeni, kimi zaman dönüşümsel yaklaşımları dikkate almasını sağlayan perspektifte kaymalar ile karakterize edilir. Gestalt psikologları için problem çözme, insanların bir problemi zihinlerinde nasıl temsil ettiği ve bir problemi çözmenin, bu temsillerin yeniden organizasyonu ve yeniden yapılandırılmasını nasıl içerdiği hakkındadır.
Gestaltçılara göre, problem çözme, problemlerin algılama ve belleğin birbiriyle etkileşimi sonucunda beliren gerilim veya stres esnasında gerçekleşir . Ayrıca bir problem üzerinde yoğun olarak düşünülüp, değişik yönlerden ele alındığında, problemin çözümü anlık bir iç görüyle (insight), kavrama ile bulunabilir. İç görü çalışmalarına örnek olarak Wolfgang Köhler’in Sultan adlı maymunla yaptığı çalışmalar gösterilebilir. Köhler, Sultan’ı bir kafese koymuştur. Sultan’ın kafesin dışındaki muza uzanarak ulaşması mümkün değildir. Maymunun muza ulaşması için kafesin içindeki iki çubuğu birbirine eklemesi gerekmektedir. Maymun iki çubuğu kazara eline almıştır ve daha sonra bu iki çubuğu birleştirmiştir. Köhler’e göre Sultan iç görü göstermiştir, burada iç görü bir problemin aniden yeniden yapılandırılmasını içerir ve genellikle "'ah-ha deneyimi" eşlik eder.
Geçmiş deneyimlerimiz, genel olarak problem çözme becerimizi arttırır. Fakat Karl Duncker’in deneyi bunun her zaman böyle olmadığını göstermiştir. Gestalt psikologlarından bir diğer çalışma, Duncker’in mum problemi, bizi işlevsel sabitlik kavramına götürmektedir.  Gestalt psikologlarına göre işlevsel sabitlik problem çözmenin temel zorluklarından biridir. İşlevsel sabitlik, kişilerin problemin spesifik bir özelliğine odaklanıp, kişiyi çözüme ulaşmaktan alıkoyması eğilimidir.

Problem çözme ve beyin sistemleri

Problem çözmede frontal korteks aktif rol oynar . Frontal korteks hasarı olan hastalar, sağlıklı kontrol grubuna göre Hanoi Kulesi görevinde daha kötü performans sergilemişlerdir Birçok çalışma problem çözmenin frontal korteksle, özellikle de sağ dorsolateral prefrontal korteksle ilişkili olduğunu ortaya çıkarmıştır