Penyelesaian masalah

Penyelesaian masalah merupakan sebahagian pemikiran. Dianggap sebagai fungsi intelektual yang paling rumit, penyelesaian masalah telah ditakrifkan sebagai satu proses kognitif yang berperingkat tinggi dan yang memerlukan pemodulatan serta pengawalan kemahiran-kemahiran yang lebih rutin atau asas (Goldstein & Levin, 1987). Penyelesaian masalah berlaku apabila sebuah organisma atau sistem kecerdasan buatan tidak tahu bagaimana menuju daripada satu keadaan yang diberikan kepada satu keadaan sasaran yang diingini. Ia merupakan sebahagian daripada proses masalah yang lebih besar yang meliputi pencarian masalah serta pembentukan masalah.

Gambaran keseluruhan 
Sifat kaedah-kaedah penyelesaian masalah manusia telah dikaji oleh ahli-ahli psikologi sejak beratus-ratus tahun lagi. Terdapat banyak kaedah untuk mengkaji penyelesaian masalah, termasuknya renungan, behaviorisme, penyelakuan dan pemodelan komputer, serta juga uji kaji. Bermula dengan uji kaji awal para ahli Gestalt di negara Jerman (umpamanya Duncker, 1935) yang diteruskan pada dekad 1960-an dan awal 1970-an, penyelidikan tentang penyelesaian masalah biasanya melibatkan tugas-tugas makmal yang agak mudah (umpamanya, masalah "sinar-X" Duncker, dan masalah "cakera" Ewert & Lambert yang kemudiannya dikenali sebagai Menara Hanoi) dan yang kelihatan baru kepada para peserta (umpamanya Mayer, 1992). Berbagai-bagai alasan dapat menerangkan pilihan tugas-tugas baru yang mudah, iaitu masalah-masalah itu, antara lain:
 mempunyai penyelesaian optimum yang nyata
 dapat diselesaikan dalam jangka masa yang agak singkat
 memudahkan para penyelidik untuk mengesani setiap langkah peserta dalam penyelesaian masalah.

Sudah tentu, para penyelidik membuat andaian asas bahawa tugas-tugas yang mudah seperti Menara Hanoi dapat merangkumi sifat-sifat utama untuk masalah-masalah "dunia nyata", dan proses-proses kognitif yang mendasari percubaan-percubaan para peserta untuk menyelesaikan masalah-masalah mudah merupakan perlambangan proses-proses yang digunakan ketika mengatasi masalah-masalah "dunia nyata". Oleh itu, para penyelidik menggunakan masalah-masalah mudah untuk kesenangan, dan menganggap bahawa penyeluruhan terhadap masalah-masalah yang lebih rumit dapat dimungkinkan. Contoh yang paling menarik dan terkenal dalam jalan penyelidikan ini mungkin merupakan karya Newell dan Simon (1972).

Sejarah 
Mulai dari dekad 1970-an, para penyelidik menjadi semakin yakin bahawa dapatan-dapatan empirik dan konsep-konsep teori yang disimpulkan daripada tugas-tugas makmal yang mudah tidak semestinya boleh dibuat lebih umum supaya dapat meliputi masalah-masalah hidup nyata yang lebih rumit. Lebih teruk lagi, proses-proses yang mendasari penyelesaian masalah kreatif dalam bidang-bidang yang berlainan kelihatan berbeza antara satu sama lain (Sternberg, 1995). Kesedaran-kesedaran ini telah menyebabkan respons-respons yang berbeza di Amerika Utara dan di Eropah.

Amerika Syarikat dan Kanada 
Mulai dari kerja-kerja Herbert Simon di Amerika Utara tentang membelajari melalui membuat dalam bidang-bidang yang kaya dengan ilmu semantik (umpamanya, Anzai & Simon, 1979; Bhaskar & Simon, 1977), para penyelidik mula menyiasat penyelesaian masalah secara berasingan dalam domain pengetahuan semula jadi yang berbeza, seperti fizik, penulisan, dan permainan catur. Oleh itu, mereka meninggalkan percubaan-percubaan mereka untuk memperoleh sebuah teori penyelesaian masalah yang sejagat (umpamanya, Sternberg & Frensch, 1991). Sebaliknya, penyelidik-penyelidik itu seringnya menumpukan perhatian mereka kepada pengembangan penyelesaian masalah dalam sesuatu bidang yang tertentu, iaitu pengembangan kemahiran (umpamanya, Anderson, Boyle & Reiser, 1985; Chase & Simon, 1973; Chi, Feltovich & Glaser, 1981). 

Bidang-bidang yang menarik paling banyak perhatian di Amerika Utara termasuk bidang-bidang yang berbeza-beza, seperti yang berikut:
 Kemahiran komputer (Kay, 1991)
 Pembacaan (Stanovich & Cunningham, 1991)
 Pengiraan (Sokol & McCloskey, 1991)
 Penulisan (Bryson, Bereiter, Scardamalia & Joram, 1991)
 Penyelesaian masalah dalam bidang elektronik (Lesgold & Lajoie, 1991)
 Penyelesaian masalah matematik (Polya, 1945; Schoenfeld, 1985)
 Penyelesaian masalah mekanik (Hegarty, 1991)
 Penyelesaian masalah pengurusan (Wagner, 1991)
 Penyelesaian masalah peribadi (Heppner & Krauskopf, 1987)
 Penyelesaian masalah politik (Voss, Wolfe, Lawrence & Engle, 1991)
 Penyelesaian masalah sosial (D'Zurilla & Goldfreid, 1971; D'Zurilla & Nezu, 1982)
 Permainan (Frensch & Sternberg, 1991)
 Taakulan peguam (Amsel, Langer & Loutzenhiser, 1991)

Eropah 
Di Eropah, dua pendekatan utama telah muncul, dengan masing-masingnya dimulakan oleh Donald Broadbent (1977; sila lihat Berry & Broadbent, 1995) di United Kingdom, dan Dietrich Dörner (1975, 1985; sila lihat Dörner & Wearing, 1995) di negara Jerman. Kedua-dua pendekatan itu adalah sama dari segi penekanan terhadap tugas-tugas makmal pengkomputeran yang amat rumit dan yang kaya dengan semantik untuk mencipta masalah-masalah yang menyerupai masalah-masalah hidup nyata. Bagaimanapun, kedua-dua pendekatan ini agak berbeza dari segi sasaran teori dan perkaedahannya. 

Tradisi yang dimulakan oleh Broadbent menekankan perbezaan antara proses-proses penyelesaian masalah kognitif yang beroperasi dalam keadaan kesedaran dengan proses-proses di luar kesedaran, dan biasanya menggunakan sistem-sistem pengkomputeran yang ditakrifkan dengan jelas secara matematik. Sebaliknya, tradisi yang dimulakan oleh Dörner menumpukan perhatiannya kepada komponen-komponen kognitif, dorongan, dan sosial yang saling mempengaruhi satu sama lain dalam penyelesaian masalahnya. Ia mempergunakan senario-senario pengkomputeran yang amat rumit dan yang mengandungi sehingga 2,000 pembolehubah yang amat berkait (umpamanya, Projek Lohhausen 1983 oleh Dörner, Kreuzig, dan Reither & Stäudel; Ringelband, Misiak & Kluwe, 1990). Buchner (1995) menghuraikan kedua-dua tradisi ini dengan terperinci.

Sebagai kesimpulan, kesedaran para penyelidik bahawa:
 proses-proses penyelesaian masalah amat berbeza antara domain-domain pengetahuan dan peringkat-peringkat kemahiran (umpamanya, Sternberg, 1995); dan 
 dapatan-dapatan yang diperoleh daripada makmal tidak semestinya dapat dibuat lebih umum untuk merangkumi masalah-masalah di luar makmal telah menyebabkan penekanan terhadap penyelesaian masalah dunia nyata pada sepanjang dua dekad yang lalu. Bagaimanapun, penekanan itu telah dinyatakan dengan cara yang berbeza di Amerika Utara dan Eropah. Sedangkan penyelidikan di Amerika Utara umumnya menekankan kajian penyelesaian masalahnya dalam domain-domain pengetahuan semula jadi yang berasingan, kebanyakan penyelidikan Eropah menumpukan perhatian kepada masalah-masalah yang baru dan rumit, dan melaksanakannya melalui senario-senario pengkomputeran (sila lihat Funke, 1991, untuk gambaran keseluruhan).

Ciri-ciri masalah sukar 
Sebagaimana yang dihuraikan oleh Dietrich Dörner dan kemudian diperluas oleh Joachim Funke, masalah-masalah sukar mempunyai sesetengah ciri yang tipikal yang boleh diringkaskan seperti yang berikut:

 Ketiadaan gambaran (kekurangan kejelasan keadaan)
 kaburan permulaan
 kaburan sambungan
 Politeli (berbilang sasaran)
 keselambaan
 penentangan
 kesementaraan
 Kerumitan (bilangan butir, saling hubungan, dan keputusan yang besar)
 kebolehhitungan
 kesambungan (hubungan hierarki, komunikasi, dan peruntukan)
 keheterogenan
 Dinamik (pertimbangan masa)
 kekangan masa
 kepekaan masa
 kesan fasa
 ketakbolehramalan dinamik

Penyelesaian masalah-masalah sukar memerlukan serangan langsung terhadap setiap ciri-ciri tersebut yang dihadapi.

Piawai matematik 
Sebilangan strategi penyelesaian masalah yang dikenal pasti oleh NCTM termasuk:

 "Menggunakan bahan-bahan manipulasi" 
 "Cuba-cuba" 
 "Membuat senarai" 
 "Melukis gambar rajah" 
 "Mencari-cari pola" 
 "Melakonkan masalah" 
 "Teka dan semak" 

Bidang matematik berdasarkan piawai tidak begitu menekankan kemahiran-kemahiran khusus berdasarkan kandungan serta pengajaran kaedah-kaedah tradisional.

Sebilangan teknik penyelesaian masalah 
 Strategi pendakian bukit (juga dikenali sebagai penurunan/pendakian cerun, atau pengurangan perbezaan): Setiap langkah dalam penyelesaian masalah itu cuba mendekati keadaan sasaran. Kelemahan dalam pendekatan ini adalah bahawa terdapat banyak cabaran yang memerlukan anda kelihatan menjauhi keadaan sasaran supaya dapat melihat dengan lebih jelas penyelesaiannya.
 Analisis cara dan hasil: Teknik ini yang lebih berkesan daripada strategi pendakian bukit memerlukan anda menetapkan subsasaran-subsasaran dari keadaan permulaan sehingga keadaan sasaran apabila menyelesaikan sesuatu masalah.
 Bekerja secara terbalik
 Cuba-cuba
 Perah otak
 Kotak morfologi
 Kaedah objek fokus
 Pemikiran lateral
 Teknik-teknik George Pólya dalam bukunya, Bagaimana Mengatasinya
 Penyelidikan: Kajian terhadap apa yang telah ditulis oleh orang-orang lain tentang masalah itu (atau masalah yang berkaitan). Ada mungkinnya bahawa penyelesaian telahpun dicapai.
 Balikan andaian (tuliskan andaian-andaian anda terhadap masalah itu dan kemudiannya, terbalikkan kesemua andaian itu).
 Analogi: Adakah masalah yang serupa pernah diatasi (mungkin dalam bidang yang lain)?
 Pengujian hipotesis: Mengandaikan sesuatu penjelasan yang mungkin terhadap masalah itu dan kemudiannya mencuba membuktikan andaian-andaian tersebut.
 Pemeriksaan kekangan: Adakah anda mengandaikan sesuatu kekangan yang sebenarnya tidak wujud?
 Mengambil lebih banyak masa: Tekanan masa boleh mengakibatkan anda berbalik-balik (otak tidak dapat membantu dan cenderung "tertarik" kepada sesuatu penyelesaian atau aspek masalah).
 Pengeraman: Masukkan perincian-perincian masalah ke dalam akal anda dan selepas itu, jangan tumpukan perhatian anda terhadapnya. Fikiran separa sedar akan terus mengerjakan masalah itu, dan penyelesaiannya mungkin tertimbul apabila anda sedang membuat perkara-perkara yang lain.
 Membina (atau menulis) satu atau lebih model abstrak untuk masalah itu.
 Mencuba membuktikan bahawa masalah itu tidak boleh diselesaikan. Saat yang bukti ini tidak dapat disokong merupakan titik permulaan untuk menyelesaikan masalah itu.
 Memperoleh bantuan daripada kawan-kawan atau komuniti penyelesaian masalah dalam talina, umpamanya 3form).
 Analisis Punca Masalah
 Terowong Angin: Berdasarkan Kaedah Socrates, teknik ini yang dikembangkan oleh Win Wenger memerlukan anda menjangkau kekangan-kekangan logik untuk mencapai wawasan yang baru terhadap sesuatu masalah. 
 Set Pandangan Batin Rory O'Connor yang menggabungkan Kaedah Socrates dengan pemikiran metafora dan pemecahan andaian.

Kesemua kaedah ini juga dikenali sebagai teknik daya cipta. Sila lihat juga rencana Pemikiran.

Lihat juga 

 Akal
 Analogi
 Cyc
 Fungsi eksekutif
 Kajian Rentas Disiplin
 Kecerdasan buatan
 Kepner Tregoe
 Lesgold, Alan
 Masalah jahat
 Menyelesai masalah 
 Newell, Allen

 Reka baru/inovasi
 Pemikiran
 Pemikiran bertumpu
 Peningkatan kecerdasan
 Penyelesai masalah am
 Penyelesaian Masalah Automatik
 Penyelesaian masalah kreatif
 Perah otak
 Pertanyaan atau Penyiasatan
 Portal: Pemikiran

 Proses pemikiran
 Psikologi pendidikan
 Simon, Herbert
 SOAR (seni bina kognitif)
 Taakulan abduksi
 Taakulan akal
 Taakulan deduktif
 Taakulan induktif
 Taakulan mencapah
 TRIZ

Nota

Rujukan 
<div class="references-small">

Pautan Luar 
 Tahap kemahiran metakognitif dalam penyelesaian masalah di kalangan pelajar tingkatan 2 dalam persekitaran geometri interaktif bagi tajuk transformasi  

 
Kognisi
Psikologi pendidikan
Pembaharuan pendidikan matematik