هنر و علم حل مسئله: راهنمای گامبهگام برای دانشآموزان
چرا حل مسئله یک مهارت حیاتی است؟
از چالشهای کوچک مثل «چگونه این تکلیف سخت ریاضی را حل کنم؟» تا مسائل بزرگتر مثل «چگونه برای خرید یک دوچرخهٔ جدید پسانداز کنم؟»، زندگی پر از مسئله است. توانایی مواجههٔ درست با این مسائل، همان مهارت حل مسئله1 است. این مهارت فقط برای دانشآموزان نخبه نیست؛ بلکه مانند خواندن و نوشتن، یک توانایی پایهای برای همه است. وقتی میآموزیم که چگونه منظم و خلاقانه فکر کنیم، نه تنها در درس، بلکه در دوستیها، کارهای گروهی و زندگی شخصی نیز موفقتر خواهیم بود.
چهارچوب گامبهگام حل مسئله
برای آنکه در حل مسئله سر در گم نشویم، بهتر است از یک نقشهٔ راه یا چهارچوب مشخص پیروی کنیم. یک مدل ساده و قدرتمند، شامل شش مرحلهٔ متوالی است:
| مرحله | هدف اصلی | سؤال کلیدی | مثال (افت نمرهٔ علوم) |
|---|---|---|---|
| ۱. شناسایی مشکل | درک واضح از آنچه اشتباه است | «دقیقاً چه اتفاقی افتاده؟» | نمرهٔ علوم من از 18 به 12 کاهش یافته است. |
| ۲. گردآوری اطلاعات | جمعآوری دادههای مرتبط | «چه اطلاعاتی دارم؟ چه چیزی را نمیدانم؟» | بررسی برگهٔ امتحان، میزان مطالعه، تمرکز سر کلاس. |
| ۳. یافتن علت اصلی | کشف ریشهٔ واقعی مسئله | «چرا این اتفاق افتاد؟» | سؤالهای مفهومی فصل اخیر را درک نکردهام. |
| ۴. تولید راهحلها | ایجاد فهرستی از گزینههای ممکن | «چگونه میتوانم این را حل کنم؟» | از معلم کمک بخواهم، فیلم آموزشی ببینم، با همکلاسی تمرین کنم. |
| ۵. ارزیابی و انتخاب | انتخاب مؤثرترین راهحل | «کدام راه بهتر است؟» | درخواست یک جلسهٔ رفع اشکال از معلم. |
| ۶. اجرا و بازبینی | عمل کردن و بررسی نتایج | «آیا راهحل جواب داد؟» | جلسه را برگزار میکنم و در امتحان بعدی نتیجه را میسنجم. |
کاوش عمیق: شناسایی مشکل و علتیابی ریشهای
دو مرحلهٔ اول و سوم، یعنی شناسایی مشکل و یافتن علت اصلی، ستونهای فرایند حل مسئله هستند. اشتباه در این مراحل، منجر به هدر رفتن انرژی و انتخاب راهحلهای نادرست میشود.
شناسایی درست مشکل: مشکل باید به صورت دقیق، عینی و ملموس تعریف شود. به جای گفتن «در ریاضی ضعیفم» بگویید «در حل مسئلههای مربوط به معادلات خطی مشکل دارم». این کار مانند آن است که به جای گفتن «ماشین خراب است» بگویید «چراغ هشدار موتور روشن شده».
یافتن علت اصلی با تکنیک «پنج چرا»3: این یک تکنیک ساده و قدرتمند است. برای هر مشکلی، پنج بار متوالی بپرسید «چرا؟» تا از سطح علائم ظاهری به علت عمیق و ریشهای برسید.
مثال عملی (مشکل: گیاهان کلاس پژمرده شدهاند):
- چرا گیاهان پژمرده شدهاند؟ – چون خاک آنها خشک است.
- چرا خاک آنها خشک است؟ – چون کسی به آنها آب نداده است.
- چرا کسی به آنها آب نداده است؟ – چون مسئول آبدهی (علی) فراموش کرده است.
- چرا علی فراموش کرده است؟ – چون برنامهٔ آبدهی روی تابلو نوشته نشده بود.
- چرا برنامه روی تابلو نبود؟ – چون ما برای نگهداری از گیاهان برنامهریزی مشخصی نداشتیم. علت اصلی
میبینید که علت اصلی، فراموشکاری علی نیست، بلکه نبود سیستم و برنامه است. راهحل واقعی، تنظیم یک برنامهٔ هفتگی و نصب آن روی تابلو است.
از تفکر تا عمل: تولید و ارزیابی راهحلها
پس از کشف علت اصلی، نوبت به مرحلهٔ خلاقانه و جالب کار میرسد: تولید راهحلهای ممکن. در این مرحله باید تا حد امکان ایدهپردازی کرد و از قضاوت زودهنگام اجتناب نمود. روش طوفان فکری4 برای این کار عالی است.
حالا چگونه بهترین راهحل را انتخاب کنیم؟ از یک ماتریس تصمیمگیری ساده استفاده کنید. معیارهای مهم خود (مانند هزینه، زمان، شانس موفقیت) را تعریف کنید و به هر راهحل از 1 تا 5 امتیاز بدهید.
| راهحل پیشنهادی | سرعت پسانداز (امتیاز ۱-۵) | سختی اجرا (امتیاز ۱-۵)* | امتیاز کل | توضیح |
|---|---|---|---|---|
| کم کردن از هزینهٔ تنقلات | 3 | 2 | 5 | ساده و قابل اجراست، ولی پسانداز کندی دارد. |
| فروش کتابهای قدیمی | 4 | 3 | 7 | یک بار انجام میشود و مبلغ خوبی دارد. |
| کمک در مغازهی عمو (دستمزد) | 5 | 4 | 9بهترین گزینه | پسانداز سریع، ولی زمانبر و نسبتاً سخت است. |
* امتیاز کمتر نشاندهندهٔ اجرای آسانتر است.
کاربرد حل مسئله در علوم و ریاضی
حل مسئله قلب تپندهٔ علوم و ریاضیات است. دانشمندان همواره از این فرایند استفاده میکنند. فرض کنید میخواهید بدانید «کدام ماده (نمک، شکر، جوششیرین) بیشتر در آب حل میشود؟» این یک مسئلهٔ علمی است.
- شناسایی: میخواهیم حلالیت5 سه ماده را مقایسه کنیم.
- اطلاعات: به آب، ظرف، قاشق و مواد نیاز داریم. باید شرایط (مثلاً دمای آب) ثابت باشد.
- علت/فرضیه: فکر میکنم شکر بیشترین حلالیت را دارد (فرضیه).
- راهحل/آزمایش: آزمایش طراحی میکنم: در سه لیوان آب همدما، به مقدار مساوی از هر ماده اضافه کرده و هم میزنم تا حد اشباع6.
- ارزیابی: نتیجه را میسنجم. کدام لیوان ذرات حلنشدهٔ کمتری داشت؟
- بازبینی: آیا آزمایش را درست انجام دادم؟ آیا باید آن را تکرار کنم؟
در ریاضی نیز برای حل یک مسئلهٔ کلامی مانند زیر، همین مراحل را دنبال میکنیم:
راهحل گامبهگام:
۱. شناسایی مجهول: قیمت یک مداد = $x$ تومان.
۲. تبدیل صورت مسئله به معادله: قیمت خودکار = $2x$.
۳. تشکیل معادله: هزینهٔ کل = $5x + 3(2x) = 22000$.
۴. حل معادله: $5x + 6x = 22000$ → $11x = 22000$ → $x = 2000$.
۵. بررسی: 5 مداد: 10000 تومان، 3 خودکار (4000تومانی): 12000 تومان. جمع= 22000 تومان. درست است.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاورقی
1مهارت حل مسئله (Problem-Solving Skill): توانایی شناسایی یک مشکل، تحلیل شرایط مرتبط، یافتن و اجرای راهحل مؤثر.
2فتوسنتز (Photosynthesis): فرایندی که در آن گیاهان با استفاده از نور خورشید، آب و دیاکسید کربن، غذا (گلوکز) تولید میکنند.
3پنج چرا (5 Whys): تکنیک سادهای برای رسیدن به علت ریشهای یک مشکل با پرسیدن پرسش «چرا» به صورت متوالی.
4طوفان فکری (Brainstorming): تکنیکی برای تولید ایدههای زیاد در مدت زمان کوتاه، بدون نقد یا قضاوت در لحظه.
5حلالیت (Solubility): حداکثر مقدار از یک ماده (مادهٔ حلشونده) که در مقدار معینی از حلال (مانند آب) در دمای مشخص حل میشود.
6حد اشباع (Saturation Point): نقطهای که دیگر نمیتوان مادهٔ حلشوندهٔ بیشتری را در حلال حل کرد.
