Řešení problémů patří k oněm druhům tvůrčí činnosti, při nichž proces, způsob postupu, je neustále myšlenkově kontrolován podle určitých procedurálních zásad. Vědecký pracovník se při své činnosti drží objektivních faktů a zákonitostí. Velmi důležité je mimo jiné i využívání zkušeností předchůdců.
Povšimněme si některých vědeckých metod řešení problémů. Nejde při tom o metody, které by byly pokaždé přizpůsobovány nějakému omezenému okruhu zvláštních úkolů, nýbrž jde o obecné, základní směrnice.
Analýza a syntéza
Jsou to pojmy, označující myšlenkové nebo faktické rozkládání celku na součásti a opětné spojení části v celek. Při analýze rozlišujeme na objektu jednotlivé části, nebo prvky, určujeme podmínky vzniku, etapy vývoje atd., oddělujeme podstatné od nepodstatného, vedeme od složitého k jednoduchému, od mnohosti k jednotě. V jednotlivých vědách (matematice, chemii, psychologii) nabývá metoda analýza-syntéza specifického významu. Syntéza spojuje prvky v celek, dodává jednotě konkrétnost, doplňuje analýzu tak, že s ní tvoří jeden nedílný celek.
Analýza může být např. matematická, (faktorová), která vychází z hromadných experimentů (pokusů) nebo výzkumů. Odvozuje nestejně velké činitele, tzv. faktory, kteří spoluurčují výsledek experimentu nebo výzkumu. Na jednom výzkumu se zpravidla účastní více činitelů – faktorů , které se analyzují.
Pomáháme si korelací, což je vzájemný vztah vyjádřený číselnými znaky při jejich statistickém zpracování. Příklad: Korelační závislost školního prospěchu na inteligenční úrovni žáka.
Regresní analýza
Zde se mohou zkoumat ve své vzájemné závislosti souběžně změny frekvencí dvou či více jevů. Přitom se změny jednoho jevu berou jako nezávisle proměnné (x) a změny druhého, třetího atd. jevu jako závisle proměnné (y,z, …) veličiny.
Účelem regresní analýzy je zjistit, zda a jak dalece se souběžné změny konkrétně pozorovaných jevů navzájem shodují, tj. zjistit míru shody těchto změn.
Metody pozorování a pokusů Obě vycházejí z obvyklé každodenní praxe. Při pozorování si všímáme především toho, co je nové, ať už to napomáhá naší činnosti nebo ji brzdí. Běžné pozorování je však neúplné a nepřesné. Čím se do něho liší vědecké pozorování?
Má tyto charakteristické znaky:
Má jasně a přesně vymezený cíl.
Je založeno na zvláště vypracovaném plánu pozorování.
Používá dle potřeby přístroje, které umožňují přesné měření.
Jeho výsledky jsou přesně zaznamenávány (protokoly pozorování, nákresy, fotografie, filmové či videosnímky, magnetofonové záznamy apod.)
Vědecký pokus
je taková operace, při níž se vyvolá zkoumaný jev v předem určených podmínkách, jež je možno opakovat a měnit.
Má tyto charakteristické znaky:
Užijeme-li pokusu, nemusíme čekat, až se příslušný jev objeví sám, nýbrž ho vyvoláme sami , což značně urychlu je poznání.
Vzhledem k tomu, že jsme schopni vyvolat jev ve chvíli, kdy si to přejeme, můžeme se na vše dobře připravit. Dle potřeby můžeme opakovat pozorování za stejných podmínek a tím ho kontrolovat.
Podle přesného popisu a podmínek pokusu mohou pak i jiní řešitelé (badatelé) pokus zopakovat a objektivně zkontrolovat .
Můžeme systematicky měnit jednotlivé podmínky pokusu a zaznamenávat změny k nimž došlo. Lze měnit pouze jednu podmínku a ostatní ponechat beze změny, čímž lze přesně stanovit úlohu právě této podmínky.
Pokus je neocenitelným nástrojem při řešení problémů.
Metoda dvojitého slepého pokusu
Používá se tehdy, má-li se vyloučit subjektivní faktor osob, které se zúčastňují pokusu.
Např. jestliže lékař i pacient ví o tom, jaký jev má po nějakém novém zákroku nastat, pak taky většinou nastane. Ale jestliže má být něco opravdu objektivně prokázáno, musí se provést dvojitý slepý náhodný pokus.
Vezme se skupina lidí se stejným znakem, nebo chorobou. Náhodně se rozdělí na dvě poloviny, z nich jedna se léčí a u druhé se léčení simuluje. Člověk, který vyhodnocuje výsledky, nesmí vědět, kdo byl a kdo nebyl léčen. Pouze tak se dá dopracovat ke statisticky hodnověrnému výsledku.
Brainstorming
Speciální metoda na vyhledávání optimálního řešení problému, která může mít různé formy.
Jako příklad lze uvést korespondenční brainstorming:
Svolá se skupina osob – odborníků z oboru, jehož problém se má řešit. Po seznámení s problémem jsou vyzváni, aby napsali na papír první tři řešení, která je nejdříve napadnou.
Svůj papír pak předávají sousedovi, ten se inspiruje napady svých předchůdců a napíše své další tři nápadya pošle papír dál.
Během tohoto procesu je přísně zakázáno jakkoliv reagovat na kterýkoliv návrh řešení. Je žádoucí psát i řešení nejfantastičtější.
Když vedoucí akce usoudí, že již žádné nové nápady nepřicházejí, ukončí tuto první etapu brainstormingu.
Ve druhé etapě jsou čteny všechny návrhy a všichni se k nim naopak kriticky vyjadřují.
Výsledkem této metody často bývá nalezení velmi netradičních řešení problémů, které se zdály být téměř neřešitelné.
Obecný postup při řešení problémů
Vyhledání problému, který budeme řešit.
Vybereme si problém k řešení, nebo je nám problém zadán. Pokud se jedná o složitou záležitost, je třeba určitého úsilí k pochopení problematiky. Již pouhé nalezení problému však v sobě často skrývá i budoucí řešení (říká se, že definováním problému je problém již z polovičky vyřešen).
Definice otázky, proč je zapotřebí problém řešit.
Řekneme si, jaké máme důvody k tomu, abychom problém vyřešili. Je větší předpoklad, že problém bude vyřešen, mají-li řešitelé na nalezení řešení konkrétní motivaci.
Přípravné činnosti před hledáním řešení.
Řekneme si, co o problému víme, případně problém rozdělíme na několik problémů menších.
Řekneme si, kde najdeme další informace, které nám pomohou problém vyřešit.
Chybějící informace vyhledáme.
Získané informace roztřídíme.
Navrhneme několik směrů řešení.
Určíme hlavní směr výzkumu.
Hledání řešení, nebo zjištění neúspěchu.
Hledáme způsob, nebo způsoby řešení problému. K tomu použijeme metody popsané výše. Vytváříme domněnky a na jejich základě vykonáváme pokusy, které by měly domněnky potvrdit, nebo vyvrátit. Někdy se po sérii činností, směřujících k vyřešení problému, obj e ví správné řešení či nápad zcela nahodile, ve formě “osvícení”, či dokonce náhodně. Nevedou-li pokusy k řešení, vytváříme další domněnky a činíme další pokusy, směřující k ověření našich domněnek. V případě neúspěchu se mohou dostavit nepříjemné pocity, a l e mladý řešitel musí být připraven i na tuto možnost.
Vyhodnocení.
Nalezneme-li řešení, ověříme nalezený způsob, nebo způsoby řešení problému, nejlépe v praxi. Vyhodnotíme výsledky našeho úsilí porovnáním s dosavadním stavem, a to z hlediska ekonomickéh o, ekologického, estetického apod.
Poučení.
Zamyslíme se nad průběhem hledání řešení a poznamenáme si, jak to příště uděláme lépe.
Na základě návodu, podaného výše, lze řešit jednoduché, ale i složité problémy a situace v jakémkoliv oboru. Je nutné dodržet vždy všechny uvedené kroky. Děti se tak naučí pracovat samostatně a účelně, využívat výhody týmové práce.
Ekologická hlediska V dnešní době, kdy je ohrožena sama existence lidstva znepokojivým růstem populace a důsledky z toho plynoucími, jako jsou: znečišťování životního prostředí, ničení deštných pralesů, skleníkový efekt, vznik ozonových děr a dalšími, je potřeba aby se budoucí vědci orientovali na hledání řešení těchto nejpalčivějších problémů.
Ekologická hlediska je však třeba brát v úvahu např. i při vývoji zdánlivě neškodných předmětů denní potřeby. Podle hesla: Mysli globálně, jednej lokálně!