Das Problemlösen (sowie die Problemlösung) ist eine Schlüsselkompetenz von Personen, die darauf abzielt, erkannte Probleme durch intelligentes Handeln, durch bewusste Denkprozesse zu beseitigen.

Grayson H. Wheatleys launige Definition „Problemlösen ist das, was man tut, wenn man nicht weiß, was man tun soll“"What you do when you don't know what to do"; in: G. H. Wheatley: Problem solving in school mathematics. In: MEPS Technical Report 84.01. Purdue University, School of Mathematics and Science Center, West Lafayette (Indiana) 1984, S. 1. verweist auf die Unzufriedenheit mit einem Ist-Zustand als Ausgangspunkt einer Problemlösung, der durch Problemlösen zu einem Soll-Zustand verändert werden soll. Die Abfolge unterschiedlicher Schritte auf dem Weg bezeichnet man als Problemlösungsprozess. Erforscht werden die Grundlagen von der Kognitiven Psychologie, der Kognitionswissenschaft und der Entscheidungstheorie.

Karl Duncker definierte 1935/1974: „Ein ‚Problem‘ entsteht z. B. dann, wenn ein Lebewesen ein Ziel hat und nicht ‚weiß‘, wie es dieses Ziel erreichen soll. Wo immer der gegebene Zustand sich nicht durch bloßes Handeln (Ausführen selbstverständlicher Operationen) in den erstrebten Zustand überführen lässt, wird das Denken auf den Plan gerufen. Ihm liegt es ob, ein vermittelndes Handeln allererst zu konzipieren.“

Der Wissenschaftsphilosoph Karl Popper verstand unter Problemlösen einen universellen, evolutionären Prozess der sich durch ständige und aktive Instruktion und Fehlerbeseitigung sowie innerhalb der wissenschaftlichen Methodik durch Falsifikation und kritische Prüfung vollzieht. Thomas Kuhn stellte dem ein Modell gegenüber, in dem Phasen von „Normalwissenschaft“, die durch das Lösen von „Puzzles“ geprägt sind, erst durch revolutionäre „Paradigmenwechsel“ zu Problemlösung führen können. Popper lehnte dies entschieden ab, bis Kuhn später einzelne Aspekte seiner ursprünglichen Position relativierte und Teile der Kritik an seinem Modell als Missverständnisse erklärte – eine Entwicklung, die Popper, trotz anhaltender Skepsis, anerkannte. Kategorisierungen Probleme lassen sich hinsichtlich ihrer Komplexität, der Klarheit ihrer Ziele und Mittel, ihrer Zeitskala, Herkunftsbereiches, Zeitdrucks sowie der Motivation, welche dem Problem anhaftet, kategorisieren. Problemlösungen sind erforderlich für persönliche Probleme (Informationsasymmetrie, Konflikte, Rivalität, Streit bei der interpersonalen Kommunikation) oder für Sachprobleme. Zu letzteren gehören beispielsweise Fehler, Finanzrisiken, Rechtsrisiken, Rechtsstreit, organisatorische Schwachstellen, betriebliche Anpassungen oder Job-Stopper in der Organisation.

Wirtschaft In der Wirtschaft gibt es Alltagsprobleme bei allen Wirtschaftssubjekten (Privathaushalte, Unternehmen, Staat und dessen Untergliederungen wie öffentliche Verwaltung). Probleme in diesem Sinne sind Aufgaben oder Streitfragen, deren Lösung mit Schwierigkeiten oder Hindernissen verbunden ist. Sie müssen gelöst werden, um die persönlichen Ziele, Unternehmensziele oder Staatsziele erfüllen zu können. Dabei sorgt Initiative als gezielt organisierbare Aufgabe dafür, dass eine permanente Problemsuche stattfindet, eine präzise und dokumentierte Problemartikulation erfolgt, ein sanktionsminimales Problem-Management vorhanden ist, bestehende Informationsresistenz abgebaut und die Eigenverantwortung gestärkt wird.Rolf Bronner: Initiative. In: Fritz Nieske/Markus Wiener (Hrsg.): Management-Lexikon. Band II, 1968, S. 568. Als Problemlösungen werden in der Betriebswirtschaftslehre auch die an individuellen Kundenanforderungen ausgerichteten Produkte oder Dienstleistungen verstanden (siehe Lösung).

Pädagogik Problemlösendes Denken ist ein zentrales Lernziel der gesamten Bildung und daher ein Gegenstand der Pädagogischen Psychologie. Besonders in den USA werden problem solving skills in den Bildungseinrichtungen trainiert. Bei den vier Lernzielstufen von Heinrich Roth (Strukturplan 1970) steht es an oberster Stufe, ebenso bei den EPA-Anforderungsbereichen in der Abiturprüfung. Hans Aebli unterscheidet zur Lernform Problemlösung verschiedene Problemtypen, die den Lernenden präsentiert werden:

Probleme, die sich ergeben, weil unser Bild der Wirklichkeit Lücken aufweist, „Probleme mit Lücke“ (Max Wertheimer), fehlende Geschlossenheit der Gestalt, weiter unterteilbar in Interpolations- (lösbar durch eine Transformation) und offene Gestaltungsprobleme (lösbar durch neue Verknüpfungen). Wichtige Zwischenstationen sind die Prüfungen der Zwischenergebnisse und das Ausschließen von „Holzwegen“. Probleme, bei denen ein Widerspruch in unseren Wahrnehmungen und Aussagen vorliegt (Kognitive Dissonanz); Probleme, die sich aus einer unnötigen Kompliziertheit (Komplexität s. u.) unserer Weltsicht oder Handlungspläne ergeben, zum Beispiel bei einem Text vor der Trennung des Wichtigen vom Unwichtigen.

Phasen des Problemlösens Das Problemlösen setzt eine zeitliche Abfolge kognitiver Aktivitäten voraus. Diese reichen von der Identifikation des Problems über eine genaue Situationsanalyse und Zielbestimmung bis hin zur Planerstellung sowie deren Ausführung und Evaluation. Im Folgenden werden die Phasen des Problemlösens und ihre charakteristischen Eigenschaften näher erläutert.

Phase 1: Problemidentifikation Zunächst muss ein Problem erkannt werden, insbesondere bei komplexen Sachverhalten. Ein Problem gilt als identifiziert, sobald erkannt wird, dass ein gesetztes Ziel nicht ohne weiteres Nachdenken zu erreichen ist.

Phase 2: Ziel- und Situationsanalyse Die zweite Phase besteht aus zwei Teilphasen, der Ziel- sowie der Situationsanalyse.

Phase 2a: Zielanalyse

In dieser Phase geht es um eine genaue Definition des in Phase eins gesetzten Zielzustandes. Es wird untersucht, durch welche Merkmale der zu erreichende Soll-Zustand gekennzeichnet ist.

Phase 2b: Situationsanalyse

Die Phase der Situationsanalyse beinhaltet eine Bestandsaufnahme der Ist-Situation. Im Gegensatz zur Zielanalyse sowie zur Problemidentifikation steht hierbei nicht der angestrebte Soll-Zustand im Fokus. Stattdessen wird untersucht, warum die Lösung eines Problems momentan nicht möglich ist (Konflikt). Außerdem wird geprüft, welches Material zur Verfügung steht und was hiervon im Verlauf der Problemlösung wichtig sein könnte.

Phase 3: Planerstellung

Die dritte Phase beschäftigt sich mit der Vorbereitung eines konkreten Vorgehens zur Problemlösung. Nach der Definition eines Ausgangs- und Zielzustands kann ein Lösungsplan begonnen werden. Zunächst müssen die Handlungen in einer logisch sinnvollen Reihenfolge ausgeführt, weiter die Rahmenbedingungen erkannt und richtig eingeschätzt werden. Zwischenziele erleichtern die Erstellung. Für eine erfolgreiche Plandurchführung ist es wichtig, verfügbare Alternativen im Falle auftretender Störungen zu bedenken, außerdem, die Angemessenheit der Auflösung richtig einschätzen zu können.

Phase 4: Planausführung

Diese Phase beinhaltet die konkrete Umsetzung des erstellten Lösungsplans. Während der Durchführung wird das Geschehen ständig überwacht und auf Fehler überprüft. Auf diese Weise ist eine schnelle Reaktion möglich und eine Planänderung bzw. ein Planabbruch können eingeleitet werden. Die Phase der Planausführung ist eng mit der Phase der Planerstellung verknüpft. Häufig werden Handlungsschritte des Lösungsplans erstellt und durchgeführt, noch ehe der weitere Verlauf des Plans feststeht.

Phase 5: Evaluation

In der letzten Phase des Problemlösens wird das Ergebnis bewertet. Die Bewertung erfolgt anhand der in der Zielanalyse formulierten (Teil-)Ziele. Je mehr dieser Teilziele erreicht wurden, desto besser ist das Gesamtergebnis zu bewerten. Im Falle einer eher negativen Ergebnisbewertung erfolgt ein Abbruch des Zielerreichungsversuchs oder ein erneuter Lösungsversuch.

Kriterium der Motivation/Emotion Hinsichtlich der mit einem Problem verbundenen Motivation/Emotion können diese in „high-stakes-“ sowie „low-stakes“-Probleme unterteilt werden. Während bei den „high-stakes“ Problemen eine hohe Motivation sowie eine intensive emotionale Beteiligung des Akteurs vorliegt, ist ein „low-stakes“-Problem mit wenig Emotionen und nur geringer Motivation behaftet. Von „high-stakes“-Problemen spricht man demnach bei Problemen, deren Lösung mit großer Wichtigkeit verbunden ist. Ein Beispiel hierfür wäre das Raumschiff „Odyssey“, welches während der Apollo-13-Mission beim Austritt aus der Erdatmosphäre Explosionen im Sauerstofftank zu verzeichnen hatte. Die Besatzung musste dieses nie dagewesene Problem unbedingt auf irgendeine Weise lösen, um keine menschlichen Verluste hinnehmen zu müssen. Entsprechend hoch waren hier natürlich die Motivation der Akteure und ihre emotionale Beteiligung. Bei „low-stakes“-Problemen handelt es sich um Probleme der eher unwichtigen Art. Der Akteur fände eine Lösung des Problems zwar schön, wäre im Falle eines Nichtgelingens aber auch nicht weiter enttäuscht.

Kriterium der Klarheit der Ziele und Mittel Probleme unterscheiden sich auch hinsichtlich der Klarheit ihrer Ziele und Mittel. Man differenziert hier zwischen wohl definierten Problemen (well-defined) und schlecht definierten Problemen (ill-defined). Wohldefinierte Probleme verfügen über klare Ausgangs- und Zielsituationen, außerdem ist bekannt, welche Mittel (Operatoren) für den Prozess des Problemlösens zur Verfügung stehen. Während die wohldefinierten Probleme eher zu den „angenehmen“ Problemen gezählt werden können, stellen die schlecht definierten Probleme eine größere Herausforderung für den Problemlöser dar. Hier sind weder die Ausgangs- noch die Zielbedingungen klar definiert. Es ist fraglich, welche Teilziele anzustreben sind und welche Merkmale die gewünschte Zielsituation denn überhaupt ausmachen. Außerdem liegen wenige oder gar keine Informationen über die vorhandenen Operanden vor. Beispielhaft für ein schlecht definiertes Problem ist der Nahostkonflikt mit all seinen intransparenten, vernetzten und verwirrenden Vorgängen.

Kriterium der Komplexität

Eine Unterscheidung von Problemen kann auch nach dem Kriterium der Komplexität erfolgen. Diese Differenzierung betrifft den Unterschied zwischen komplexen und einfachen Problemen. Bei einfachen Problemen ist eine bekannte, singuläre Lücke im Handlungsplan zu füllen. Ein Beispiel für diese Art eines Problems wäre ein Puzzle, welchem noch ein einziges Teil zur vollständigen Fertigstellung fehlt. Einfache Probleme sind stets wohldefiniert. Komplexe Probleme hingegen sind schwerer zu lösen. Hier gilt es eine Vielzahl an teilweise nicht genau definierten Lücken im Handlungsverlauf zu schließen, welche sich häufig erst im Laufe des Problemlöseprozesses auftun. Komplexe Probleme sind stets schlecht definiert, es ist somit nicht einfach zu erkennen, ob der gewählte Lösungsentwurf tatsächlich zielführend ist. Der Schutz eines Atomkraftwerkes vor terroristischen Angriffen und Umweltkatastrophen stellt ein komplexes, schlecht definiertes Problem dar. Es müssen hier zahlreiche Optionen bedacht werden, die Gefahr, eine Lücke übersehen oder nicht vollständig verschlossen zu haben, ist stets präsent.

Kriterium der Zeitskala Auch gemessen an einer Zeitskala, zeigen sich klare Differenzen zwischen den einzelnen Problemen. Während kurzfristige Probleme schnell gelöst werden können, ist für die Lösung langfristiger Probleme ein über eine größere Zeitspanne andauernder Arbeitsprozess mit verschiedenen Teilzielen durchzuführen. Ein Beispiel für ein langfristiges Problem ist der Vorsatz, in der Arbeitswelt eine bessere Work-Life-Balance zu erwirken. Dieses Ziel ist nicht ohne weiteres zu erreichen, sondern bedarf eines langfristig angelegten Lösungsplanes, welcher verschiedene Zwischenziele beinhaltet.

Kriterium des Zeitdrucks