Penyelesaian masalah

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).

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.

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)

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).

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.

Sebilangan strategi penyelesaian masalah yang dikenal pasti oleh NCTM termasuk:^[1]

• "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.

1. 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.
2. 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.
3. Bekerja secara terbalik
4. Cuba-cuba
5. Perah otak
6. Kotak morfologi
7. Kaedah objek fokus
8. Pemikiran lateral
9. Teknik-teknik George Pólya dalam bukunya, Bagaimana Mengatasinya
10. Penyelidikan: Kajian terhadap apa yang telah ditulis oleh orang-orang lain tentang masalah itu (atau masalah yang berkaitan). Ada mungkinnya bahawa penyelesaian telahpun dicapai.
11. Balikan andaian (tuliskan andaian-andaian anda terhadap masalah itu dan kemudiannya, terbalikkan kesemua andaian itu).
12. Analogi: Adakah masalah yang serupa pernah diatasi (mungkin dalam bidang yang lain)?
13. Pengujian hipotesis: Mengandaikan sesuatu penjelasan yang mungkin terhadap masalah itu dan kemudiannya mencuba membuktikan andaian-andaian tersebut.
14. Pemeriksaan kekangan: Adakah anda mengandaikan sesuatu kekangan yang sebenarnya tidak wujud?
15. Mengambil lebih banyak masa: Tekanan masa boleh mengakibatkan anda berbalik-balik (otak tidak dapat membantu dan cenderung "tertarik" kepada sesuatu penyelesaian atau aspek masalah).
16. 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.
17. Membina (atau menulis) satu atau lebih model abstrak untuk masalah itu.
18. Mencuba membuktikan bahawa masalah itu tidak boleh diselesaikan. Saat yang bukti ini tidak dapat disokong merupakan titik permulaan untuk menyelesaikan masalah itu.
19. Memperoleh bantuan daripada kawan-kawan atau komuniti penyelesaian masalah dalam talina, umpamanya 3form).
20. Analisis Punca Masalah
21. 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.
22. 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.

• Tahap kemahiran metakognitif dalam penyelesaian masalah di kalangan pelajar tingkatan 2 dalam persekitaran geometri interaktif bagi tajuk transformasi Diarkibkan 2012-07-08 di Wayback Machine