第7章思考と知能
7.3 Problem Solving7.3 問題解決
Learning Objectives学習目標
By the end of this section, you will be able to:
この節を学び終えると、次のことができるようになる。
- Describe problem solving strategies問題解決方略を説明する
- Define algorithm and heuristicアルゴリズムとヒューリスティックを定義する
- Explain some common roadblocks to effective problem solving and decision making効果的な問題解決と意思決定を妨げる、よくある障害のいくつかを説明する
People face problems every day—usually, multiple problems throughout the day. Sometimes these problems are straightforward: To double a recipe for pizza dough, for example, all that is required is that each ingredient in the recipe be doubled. Sometimes, however, the problems we encounter are more complex. For example, say you have a work deadline, and you must mail a printed copy of a report to your supervisor by the end of the business day. The report is time-sensitive and must be sent overnight. You finished the report last night, but your printer will not work today. What should you do? First, you need to identify the problem and then apply a strategy for solving the problem.
英語のヒント
人は毎日、問題に直面する。たいていは、一日のうちに複数の問題に出くわす。そうした問題が単純なこともある。たとえば、ピザ生地のレシピを倍の量にしたいなら、必要なのは、レシピの材料をそれぞれ倍にすることだけである。しかし、私たちが出会う問題がもっと複雑なこともある。たとえば、仕事の締め切りがあり、その日の営業時間が終わるまでに、報告書を印刷したものを上司に郵送しなければならないとしよう。報告書は一刻を争うもので、翌日配達で送らなければならない。報告書は昨夜書き上げたが、今日はプリンターが動かない。どうすればよいだろうか。まず問題を特定し、それからその問題を解決するための方略を当てはめる必要がある。
Problem-Solving Strategies問題解決方略
When you are presented with a problem—whether it is a complex mathematical problem or a broken printer, how do you solve it? Before finding a solution to the problem, the problem must first be clearly identified. After that, one of many problem solving strategies can be applied, hopefully resulting in a solution.
英語のヒント
問題を突きつけられたとき、それが複雑な数学の問題であれ、壊れたプリンターであれ、あなたはどのようにそれを解決するだろうか。問題の解決策を見つける前に、まず問題をはっきりと特定しなければならない。そのうえで、数多くある問題解決方略の一つを当てはめることができ、うまくいけば、それによって解決に至る。
A problem-solving strategy is a plan of action used to find a solution. Different strategies have different action plans associated with them (Table 7.2). For example, a well-known strategy is trial and error. The old adage, “If at first you don’t succeed, try, try again” describes trial and error. In terms of your broken printer, you could try checking the ink levels, and if that doesn’t work, you could check to make sure the paper tray isn’t jammed. Or maybe the printer isn’t actually connected to your laptop. When using trial and error, you would continue to try different solutions until you solved your problem. Although trial and error is not typically one of the most time-efficient strategies, it is a commonly used one.
英語のヒント
問題解決方略とは、解決策を見つけるために用いる行動の計画である。方略が違えば、それに伴う行動の計画も違う(表7.2)。たとえば、よく知られた方略に試行錯誤がある。「最初にうまくいかなくても、何度でもやってみよ」という古いことわざは、試行錯誤を言い表したものである。壊れたプリンターでいえば、インクの残量を確かめてみるという手がある。それでうまくいかなければ、用紙トレイが詰まっていないかを確かめてもよい。あるいは、プリンターが実はノートパソコンにつながっていないのかもしれない。試行錯誤を用いるときには、問題が解決するまで、さまざまな解決策を試し続けることになるだろう。試行錯誤はふつう、時間効率が最もよい方略の一つとはいえないが、よく使われる方略である。
Problem-Solving Strategies 問題解決方略 |
||
|---|---|---|
Method 方法 |
Description 説明 |
Example 例 |
Trial and error 試行錯誤 |
Continue trying different solutions until problem is solved 問題が解決するまで、さまざまな解決策を試し続ける |
Restarting phone, turning off WiFi, turning off bluetooth in order to determine why your phone is malfunctioning 携帯電話の調子が悪い原因を突き止めるために、電話を再起動する、Wi-Fiをオフにする、Bluetoothをオフにする |
Algorithm アルゴリズム |
Step-by-step problem-solving formula 段階を追って進める問題解決の公式 |
Instructional video for installing new software on your computer コンピューターに新しいソフトウェアをインストールするための説明動画 |
Heuristic ヒューリスティック |
General problem-solving framework 大まかな問題解決の枠組み |
Working backwards; breaking a task into steps 逆向きに解く方略、課題をいくつかの段階に分けること |
Another type of strategy is an algorithm. An algorithm is a problem-solving formula that provides you with step-by-step instructions used to achieve a desired outcome (Kahneman, 2011). You can think of an algorithm as a recipe with highly detailed instructions that produce the same result every time they are performed. Algorithms are used frequently in our everyday lives, especially in computer science. When you run a search on the Internet, search engines like Google use algorithms to decide which entries will appear first in your list of results. Facebook also uses algorithms to decide which posts to display on your newsfeed. Can you identify other situations in which algorithms are used?
英語のヒント
方略のもう一つの種類はアルゴリズムである。アルゴリズムとは、望む結果を得るための段階を追った指示を与えてくれる、問題解決の公式である(Kahneman, 2011)。アルゴリズムは、非常に細かい指示の付いたレシピのようなものだと考えればよい。その指示は、実行するたびに同じ結果を生む。アルゴリズムは日常生活の中で頻繁に用いられており、とくにコンピューターサイエンスではそうである。インターネットで検索をすると、Googleのような検索エンジンは、アルゴリズムを使って、検索結果の一覧でどの項目を最初に表示するかを決める。Facebookもアルゴリズムを使って、ニュースフィードにどの投稿を表示するかを決めている。アルゴリズムが使われているほかの場面を挙げられるだろうか。
A heuristic is another type of problem solving strategy. While an algorithm must be followed exactly to produce a correct result, a heuristic is a general problem-solving framework (Tversky & Kahneman, 1974). You can think of these as mental shortcuts that are used to solve problems. A “rule of thumb” is an example of a heuristic. Such a rule saves the person time and energy when making a decision, but despite its time-saving characteristics, it is not always the best method for making a rational decision. Different types of heuristics are used in different types of situations, but the impulse to use a heuristic occurs when one of five conditions is met (Pratkanis, 1989):
英語のヒント
ヒューリスティックも問題解決方略の一種である。正しい結果を出すにはアルゴリズムに正確に従わなければならないのに対し、ヒューリスティックは大まかな問題解決の枠組みである(Tversky & Kahneman, 1974)。ヒューリスティックは、問題を解くために使われる心の近道だと考えてよい。「経験則」はヒューリスティックの一例である。こうした規則は、意思決定をするときに時間と労力を節約してくれる。しかし、時間を節約できるという特徴があるにもかかわらず、合理的な意思決定をするための最善の方法であるとは限らない。状況の種類が違えば使われるヒューリスティックの種類も違うが、ヒューリスティックを使おうとする衝動は、次の五つの条件のいずれかが満たされたときに生じる(Pratkanis, 1989)。
- When one is faced with too much information多すぎる情報に直面したとき
- When the time to make a decision is limited決定を下すための時間が限られているとき
- When the decision to be made is unimportant下すべき決定が重要でないとき
- When there is access to very little information to use in making the decision決定を下すのに使える情報がほとんど手に入らないとき
- When an appropriate heuristic happens to come to mind in the same momentちょうどそのときに、適切なヒューリスティックがたまたま頭に浮かんだとき
Working backwards is a useful heuristic in which you begin solving the problem by focusing on the end result. Consider this example: You live in Washington, D.C. and have been invited to a wedding at 4 PM on Saturday in Philadelphia. Knowing that Interstate 95 tends to back up any day of the week, you need to plan your route and time your departure accordingly. If you want to be at the wedding service by 3:30 PM, and it takes 2.5 hours to get to Philadelphia without traffic, what time should you leave your house? You use the working backwards heuristic to plan the events of your day on a regular basis, probably without even thinking about it.
英語のヒント
逆向きに解く方略は有用なヒューリスティックの一つで、最終的な結果に焦点を当てることから問題を解きはじめる。次の例を考えてみよう。あなたはワシントンD.C.に住んでいて、フィラデルフィアで土曜日の午後4時から行われる結婚式に招待されている。州間高速道路95号線は曜日を問わず渋滞しがちだと分かっているので、それに合わせて経路を計画し、出発の時刻を決める必要がある。挙式の会場に午後3時30分までに着いていたい場合、渋滞がなければフィラデルフィアまで2.5時間かかるとすると、何時に家を出ればよいだろうか。あなたはふだんから、おそらく意識すらせずに、逆向きに解く方略というヒューリスティックを使って一日の予定を立てている。
Another useful heuristic is the practice of accomplishing a large goal or task by breaking it into a series of smaller steps. Students often use this common method to complete a large research project or long essay for school. For example, students typically brainstorm, develop a thesis or main topic, research the chosen topic, organize their information into an outline, write a rough draft, revise and edit the rough draft, develop a final draft, organize the references list, and proofread their work before turning in the project. The large task becomes less overwhelming when it is broken down into a series of small steps.
英語のヒント
もう一つの有用なヒューリスティックは、大きな目標や課題を、一連のより小さな段階に分けることによって成し遂げるというやり方である。学生は、学校の大がかりな研究課題や長いレポートを仕上げるときに、このありふれた方法をしばしば用いる。たとえば学生はふつう、ブレインストーミングをし、論旨や主題を定め、選んだ主題について調べ、集めた情報をアウトラインにまとめ、下書きを書き、下書きを推敲・編集し、最終稿を仕上げ、参考文献の一覧を整え、自分の書いたものを校正してから、課題を提出する。大きな課題も、一連の小さな段階に分ければ、それほど手に負えないものではなくなる。