Problem solving (in italiano letteralmente "risoluzione di un problema")Inteso come "processo di ricerca di soluzioni". indica un'attività finalizzata all'analisi e alla risoluzione dei problemi usando tecniche e metodi generici, o ad hoc. Il termine può avere un significato leggermente diverso a seconda della disciplina in cui è usato; per esempio in psicologia è un processo mentale, un'attività intellettuale del pensiero umano, mentre in informatica è un processo computerizzato (vedi per esempio intelligenza artificiale e teoria della complessità computazionale).

Storia Il concetto stesso di "problema" ha subìto continue trasformazioni passando da strumento di valutazione per alcune discipline (i "problemi" di matematica o di fisica, ad esempio) a metodologia di sviluppo per l'apprendimento integrato del sapere scientifico o per l'area delle scienze letterarie, storiche e filosofiche. Nel definire il problema si operava un'analisi empirica dei dati e si ricercava la riproducibilità del problema così che fosse possibile analizzarlo in maniera quasi scientifica. Le operazioni successive erano diretta conseguenza dell'analisi iniziale, caratterizzate da metodologie personali, disomogeneità delle soluzioni e capacità di riuscita inversamente proporzionali alla complessità del problema in esame.

Il problem solving ha dunque una storia molto articolata e radici in discipline diverse, nella filosofia, nella psicologia e nella didattica. Con la comparsa del computer il problem solving ha acquisito una particolare caratterizzazione dovuta allo sviluppo ed alla diffusione della "programmazione". Una situazione tipica di problem solving si presenta quando viene dato un problema o un obiettivo da raggiungere e la soluzione non è immediatamente identificabile. Jean Piaget e Bärbel Inhelder pubblicarono nel 1971 una distinzione tra immagini riproduttive (evocanti oggetti, situazioni o eventi noti) ed immagini anticipatorie (rappresentanti oggetti costruiti solo mentalmente). Essi affermavano che le immagini visive servivano da punto di partenza nell'attività di concretizzazione dei pensieri evocati dai simboli verbali e dai simboli matematici; questi ultimi, per la loro natura, sono astratti ma il solutore se ne fa un'immagine concreta (e questo è punto cruciale nel problem solving): proprio le immagini visive sono la chiave di volta di questa concretizzazione.B. D'Amore, "Problemi", Franco Angeli, Milano, 1996, p.298

Dal punto di vista filosofico, la soluzione dei problemi segue due percorsi diversi: può avvenire in maniera del tutto casuale, ossia grazie alla scoperta, o può avvenire in maniera elaborata ed impegnativa mediante l'invenzione. La scoperta consiste nell'individuare in un elemento già esistente in natura la soluzione ad un problema; questo percorso non implica e non necessita della creazione di nulla di nuovo. L'invenzione, invece, è un processo per cui, attraverso tentativi ed errori, si scopre come affrontare efficacemente un problema, e giungere quindi all'obiettivo prefissato: esige quindi la creazione di qualcosa di non preesistente. In termini propriamente filosofici, rifacendosi a Platone, la differenza fondamentale tra le due modalità di risoluzione, è l'esistenza dell'oggetto che costituisce la nostra soluzione in un possibile mondo delle idee. Pertanto la soluzione ad un problema è costituita da un elemento presente nella natura , ossia nella realtà oggettiva e presente in maniera ineffabile nel mondo delle idee, o in qualcosa che deve essere creato ex novo.R. Chiappi, "Problem solving nelle organizzazioni: idee, metodi e strumenti da Mosè a Mintzberg", Springer edizioni

Caratteristiche

La capacità di risolvere problemi indica propriamente l'insieme dei processi atti ad analizzare, affrontare e risolvere positivamente situazioni problematiche. Essa in realtà è solo una parte del processo di risoluzione di un problema, con la procedura completa che globalmente comprende le fasi di problem finding, problem shaping e problem solving, rispettivamente: individuazione, definizione e risoluzione del problema.

Gaetano Kanizsa propone una definizione di problema secondo la quale:

Questo termine sta ad indicare la situazione psicologica nella quale si viene a trovare una persona quando, in conformità ad una varietà di dati e di richieste, deve affrontare un problema.

Fa inoltre riferimento a quell'insieme di ricerche e di teorizzazioni che sono state dedicate allo studio psicologico dei vissuti individuali, così come alle difficoltà che il soggetto incontra e agli elementi di facilitazione che egli introduce o possono essergli messi a disposizione. In un certo senso possiamo dire che il “problem solving” è un atto d'intelligenza, in quanto non consiste solo nel comprendere una spiegazione fornita da altri, ma comporta una partecipazione attiva e creativa, un qualche elemento di scoperta personale.M. Laeng, "Enciclopedia Pedagogica", Editrice la Scuola, p. 9397 Il termine Problem solving è stato originariamente utilizzato soprattutto in relazione ai problemi logico-matematici.

Negli ultimi anni il termine si è esteso comprendendo lo studio delle abilità e dei processi implicati nell'affrontare i problemi di ogni genere. 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 acquisite, è da tempo superata. Oggi con il termine Life Long Learning ci si riferisce al processo di apprendimento che accompagna le persone lungo tutto l'arco della vita. La crescente complessificazione del contesto sociale, economico e tecnologico fanno sì che l'apprendimento permanente richieda lo sviluppo di competenze tra cui il problem solving, il pensiero critico, la creatività e la gestione costruttiva dei sentimenti.

Tali competenze dette "trasversali" permettono di affrontare in modo razionale e costruttivo le più svariate difficoltà e di adattarsi ai vari cambiamenti contestuali. Secondo G. Polya, "Risolvere problemi significa trovare una strada per uscire da una difficoltà, una strada per aggirare un ostacolo, per raggiungere uno scopo che non sia immediatamente raggiungibile. Risolvere problemi è un'impresa specifica dell'intelligenza e l'intelligenza è il dono specifico del genere umano. Si può considerare il risolvere problemi come l'attività più caratteristica del genere umano." Il problem solving diventa inoltre una competenza strategica nelle organizzazioni, in particolare nella leadership e nell'azione di comando e controllo, dove il criterio di base è la misura dell'efficacia e coerenza nel risolvere i problemi, criterio utilizzato per misurare i cambiamenti nel comportamento del sistema, le sue capacità, le variazioni dell'ambiente operativo che avvicinano l'organizzazione ai suoi "punti di arrivo" ("end-states"), e la creazione di effetti desiderati.Commander’s Handbook for Strategic Communication and Communication Strategy, US Joint Forces Command, Suffolk, VA. 2010

Analisi preliminare L'approccio scientifico alla risoluzione dei problemi si sviluppa generalmente secondo uno schema intuitivo:

percezione dell'esistenza di un problema definizione del problema analisi del problema e divisione in sottoproblemi formulazione di ipotesi per la risoluzione del problema verifica della validità delle ipotesi valutazione delle soluzioni applicazione della soluzione migliore

Le rappresentazioni mentali delle situazioni problematiche Sono stati compiuti vari studi sul passaggio dall'immagine interna alla parola e, in base a vari esperimenti, è stato mostrato che solo dopo una fase di familiarizzazione con il problema, il risolutore passa da una fase visiva (rappresentazioni interne ed esterne) ad una linguistica. Bruner, nel 1964, scrisse che "Per trarre beneficio dal contatto con eventi che ricorrono regolarmente nell'ambiente, dobbiamo rappresentarceli in qualche modo.

Liquidare questo problema come “pura memoria” equivale a falsarlo, poiché il fatto più importante nella memoria non è l'immagazzinare l'esperienza passata, ma piuttosto il recuperare ciò che interessa, in qualche forma utile. Ciò dipende da come l'esperienza passata è codificata ed elaborata, in modo che possa davvero essere rilevante e utilizzabile nel presente, quando occorre. Il prodotto finale di tale sistema di codificazione e d'elaborazione è quella che possiamo chiamare rappresentazione". Il concetto di rappresentazione è di importanza fondamentale perché sta ad indicare il “modello” secondo il quale il soggetto codifica la realtà o gli oggetti d'esperienza. È in sostanza, una “trascrizione del reale nei termini delle categorie e degli schemi possibili al soggetto, che attraversano un itinerario di trasformazioni successive secondo un principio che possiamo chiamare di "evolutività rappresentazionale". Bruner distingue tre fasi di rappresentazione:

1) Esecutiva: fase in cui il mondo del bambino appare dominato dal “linguaggio” dell'azione, la realtà è assimilata dal soggetto nei termini di ciò che si fa o che si può fare.

2) Iconica: si passa dal concreto reale al mondo delle immagini mentali astratte; secondo Bruner in questa fase il bambino si immagina, si raffigura una manipolazione o un'operazione, per ricrearla quando sarà necessario (ad es. un bambino che deve ordinare oggetti in base ad una determinata proprietà, s'immagina la situazione iconicamente).

3) Simbolica: questa fase consiste nella “rappresentazione attraverso dei simboli" (ad es. il linguaggio). In un contesto matematico quando il bambino entra in contatto con simboli astratti inizia una rappresentazione simbolica."Processes of Cognitive Growth: Infancy", 1968. Trad. it. "Prime fasi dello sviluppo cognitivo", Roma, Armando, 1971

Per Bruner, questi tre modi di rappresentazione si sviluppano in quest'ordine e ciascuno di essi è la base cognitiva per il successivo; essi sono collegati in modo evolutivo. Bruner afferma che qualunque idea, problema o conoscenza può essere presentato nei tre modi, nell'ordine detto, allo scopo soprattutto di “fondare” le immagini mentali a cui fare riferimento e porle alla base delle acquisizioni cognitive.

I riflessi della risoluzione di problemi in campo educativo Le ricerche sul “problem solving” possono avere molteplici riflessi sul piano dell'attività didattica. Il problem solving potrebbe essere definito come un approccio didattico teso a sviluppare, sul piano psicologico, comportamentale ed operativo, l'abilità nella risoluzione di problemi. Il problem solving, pur essendo associato allo sviluppo delle abilità logico matematiche di risoluzione di problemi, non si rivela l'unica area didattica che può giovarsi di dette abilità: “problem solving” in un'ottica interdisciplinare, può voler dire uso corretto dell'abilità di classificazione di situazioni problematiche e capacità, quindi, di risolvere problemi-tipo analoghi, siano essi pertinenti all'area logico-matematica o meno.

Inoltre il metodo di soluzione dei problemi (del quale il problem solving è una sfaccettatura) pone, come nucleo operativo, la scoperta ed il dominio di situazioni problematiche in generale, che possono sviluppare le potenzialità euristiche dell'allievo, e le sue abilità di valutazione e di giudizio obiettivo. Il metodo della didattica per problemi consente agli allievi di imparare a risolvere, con gradualità, problemi sempre più complessi che gli permettono di acquisire abilità cognitive di livello elevato. Un problema può essere una domanda che richiede una risposta precisa ed esauriente, oppure, un quesito che richiede l'individuazione o la costruzione di regole e di procedure che soddisfino condizioni predefinite e consentano di risolvere il quesito stesso.