SDE: Complex Problem Solving

Complex Problem Solving zählt zu den wichtigsten Skills des 21. Jahrhunderts. Es ist die Fähigkeit, komplexe Probleme auf effektive und innovative Weise zu analysieren und zu lösen mithilfe von Kreativität, logischem Denken, Problemlösungsstrategien und Interaktion mit anderen. Im Softwarebereich sind wir oft mit komplexen technischen Problemen im Zusammenhang mit Softwareentwicklung und -betrieb konfrontiert. 

Diese Probleme zu lösen erfordert ein tiefes Verständnis der Softwarearchitekturen, Programmierung und Computersysteme sowie die Fähigkeit, komplexe Datenstrukturen und Algorithmen zu verstehen und anzuwenden. Im zweiten Semester unseres Masterstudiums Software Design and Engineering widmen wir der Entwicklung von Complex Problem Solving Skills eine eigene LV, die wir in dieser Folge vorstellen.

Transcript

00:00:05
 Intro Speaker: Wissenswertes und Wissen. News aus den Studiengängen der Technik an der FH Campus Wien.

00:00:24
 Sigrid Schefer-Wenzl: Complex Problem Solving zählt zu den wichtigsten Skills des 21. Jahrhunderts. Es ist die Fähigkeit, komplexe Probleme auf effektive und innovative Weise zu analysieren und zu lösen mit Hilfe von Kreativität, logischem Denken, Problemlösungsstrategien und Interaktion mit anderen. Im Softwarebereich sind wir oft mit komplexen technischen Problemen im Zusammenhang mit Softwareentwicklung und Betrieb konfrontiert.

00:00:51
 Igor Miladinovic: Diese Probleme zu lösen erfordert ein tiefes Verständnis der Softwarearchitekturen, Programmierung und Computersysteme, sowie die Fähigkeit, komplexe Datenstrukturen und Algorithmen zu verstehen und anzuwenden. Im zweiten Semester unseres Masterstudiums Software Design und Engineering widmen wir mit der Entwicklung von Complex Problem Solving Skills eine eigene Lehrveranstaltung, die wir in dieser Folge vorstellen wollen.

00:01:23
 Igor Miladinovic: Die Entwicklung der Informatik und digitalen Kommunikation war nie so schnell wie heute.

00:01:29
 Sigrid Schefer-Wenzl: Und sie wird nie so langsam sein wie heute.

00:01:34
 Igor Miladinovic: In diesem Podcast stellen wir wichtige Themen rund um unsere Informatikstudiengänge der FH Campus Wien vor.

00:01:42
 Sigrid Schefer-Wenzl: Die Sie optimal für diese Entwicklung vorbereiten werden.

00:01:48
 Igor Miladinovic: Willkommen zu dieser Folge von unserem Podcast 10 nach 10. Mein Name ist Igor Miladinovic und ich bin der Studiengangsleiter von den Studiengängen Computer Science and Digital Communications, Software Design and Engineering und Multilingual Technologies.

00:02:02
 Sigrid Schefer-Wenzl: Willkommen auch wieder von meiner Seite. Mein Name ist Sigrid Schefer-Wenzl und ich unterrichte in diesen Studiengängen.

00:02:09
 Igor Miladinovic: Heute reden wir über die Lehrveranstaltung Complex Problem Solving in unserem Master Software Design and Engineering.

00:02:16
 Sigrid Schefer-Wenzl: Das ist praktisch, weil die Vorlesung wird von uns beiden abgehalten. Das heißt, Igor und ich halten diese Vorlesung im zweiten Semester im Master gemeinsam ab. Meine erste Frage an dich wäre: kannst du vielleicht das Wichtigste der Lehrveranstaltung in 60 Sekunden zusammenfassen?

00:02:34
 Igor Miladinovic: Gerne. Das mit 60 Sekunden kann ich nicht versprechen. Die Idee über diese Lehrveranstaltung ist deswegen gekommen, weil wir haben gesehen, dass im beruflichen Alltag im Bereich Software Engineering wir sehr oft mit komplexen Problemen konfrontiert sind. Um diese Probleme nachvollziehbar und logisch zu lösen, gibt es unterschiedliche Techniken. Und in dieser Lehrveranstaltung beschäftigen wir uns mit diesen Techniken. Das Ziel ist es, ein Problem nicht unbedingt mit einem Bauchgefühl zu lösen, sondern mit nachvollziehbaren logischen Denkansätzen zu lösen. Im Zentrum von dieser Lehrveranstaltung steht ein Tool Set zur Lösung von komplexen Problemen. Alle diese Tools sind logisch aufgebaut und helfen uns auch logisch zu denken und logische Entscheidungen zu treffen. Dann meine erste Frage an dich, Sigrid: was sind die Inhalte dieser Lehrveranstaltung im Detail?

00:03:31
 Sigrid Schefer-Wenzl: Zu Beginn der Vorlesung beschäftigen wir uns mit der Frage: was ist überhaupt ein komplexes Problem? Wir sind mit vielen Problemen tagtäglich konfrontiert, aber nicht alle davon können wir als komplexe Probleme definieren. Vielleicht ganz kurz vorweggenommen: ein komplexes Problem ist ein Problem, für das keine vordefinierte Lösung gibt. Also wir haben keine Best Practices, die wir anwenden können. Unsere Expertise hilft uns auch nicht unbedingt weiter. Es ist aber auch keine chaotische Situation, wo wir völlig auf der grünen Wiese landen und einfach irgendetwas tun müssen, sondern es gibt hier schon strukturierte Vorgehensweisen, die dann zum Ziel führen können, aber es ist eben viel mit Experimentieren, Ausprobieren und dann Adjustieren verbunden. Das heißt, der erste Punkt ist überlegen, welche Arten von Problemen es gibt und was sind genau komplexe Probleme. Dann beschäftigen wir uns mit der sogenannten Theory of Constraints. Da geht es darum, wie Einschränkungen Systeme beeinflussen und wie wir durch systematische Reduktion von diesen Einschränkungen schrittweise das System verbessern können. Dafür verwenden wir auch das sogenannte Dice Game, um diese Theorie zu illustrieren, also mithilfe von einem Würfelspiel schauen wir, wie diese Theorie funktioniert. Das ist also sehr spielerisch und nicht so theoretisch wie diese Theorie vielleicht klingt. Da der nächste ganz wichtige Punkt ist: wie kann man die richtigen Ziele definieren? Häufig ist das Problem in Projekten, in Firmen, aber auch vielleicht im eigenen Leben, dass man eigentlich nicht weiß, was das Ziel dahinter ist, von dem, was man gerade tut. Was ist das wirkliche Ziel und definiert oft die falschen Ziele oder Ziele auf einem so untergeordneten Level. Das heißt, dem Thema widmen wir uns relativ ausführlich: wie definiere ich ein gutes Ziel? Welche Techniken gibt es hier? Und es gibt einige, um zu einem guten Ziel zu kommen. Dann schauen wir uns an: wie analysiere ich Ist-Situationen im Unterschied zu Soll-Situationen? Also wo sind hier gewisse Gaps/Unterschiede zwischen dem, wie etwas sein soll und tatsächlich ist. Wie kann ich damit umgehen? Wie kann ich Ursachen von solchen Problemen finden? Wir beschäftigen uns auch mit Design Thinking. Ein sehr moderner Ansatz, um kreativ Lösungen zu finden. Dann schließlich auch noch mit Konflikten, die in Projekten auftreten können. Das heißt: wie identifiziere ich Konflikte? Wie vereinfache ich sie so stark, dass ich zu einer Lösung einfacher kommen kann? Und schließlich geht es dann auch noch darum, diese Techniken in einem eigenen Projekt anzuwenden. Meine nächste Frage an dich wäre: welches Vorwissen sollten Studierende für diese Lehrveranstaltung deiner Meinung nach mitbringen?

00:06:29
 Igor Miladinovic: Das kann man nicht so genau sagen. Es gibt kein Fachwissen, das für diese Lehrveranstaltung unbedingt notwendig wäre. Es hilft aber sehr, wenn man berufliche Erfahrung hat. Berufliche Erfahrung mit komplexeren Softwareprojekten, dann auch berufliche Erfahrung vielleicht in einem Managementbereich, wo man Entscheidungen treffen muss/darf und wo man hinter diese Entscheidungen stehen darf, das heißt, wo man die Verantwortung übernimmt sehr diese Tools zu haben und diese Art und Weise von Denken anzuwenden. Im Studium sind normalerweise keine komplexe Probleme vorhanden. Wir reden da über komplizierte Probleme. Das heißt Probleme, die man mit einem bestimmten Fachwissen lösen kann. So wie die meisten Prüfungen. Man braucht ein gewisses Fachwissen, um eine Prüfung zu bestehen. Diese Probleme nennen wir kompliziert. Komplexe Probleme im Studium hat man eventuell, wenn man eine Abschlussarbeit schreibt: eine Bachelorarbeit oder später eine Masterarbeit sind schon komplexer und es gibt keine eindeutige Lösung für diese Probleme. Das heißt, was Vorwissen betrifft: es wäre gut, dass man berufliche Erfahrung hat und mehr ist es für diese Lehrveranstaltung nicht notwendig. Meine nächste Frage an dich ist: wie diese Lehrveranstaltung organisiert ist?

00:07:55
 Sigrid Schefer-Wenzl: Bei dieser Lehrveranstaltung handelt es sich wieder um eine integrierte Lehrveranstaltung, so wie die meisten unsere Lehrveranstaltungen. Das bedeutet, dass Vorlesung und Übung einander abwechseln. Und wir machen das so, dass wir das auch innerhalb der einzelnen Einheiten abwechselnd gestalten. Das heißt, es gibt kurze Theorieinputs, dazu kleinere Übungen und dann Distance Learning Aufgaben, wo diese Inhalte noch mal gefestigt werden in kleineren Übungen. Und es gibt ein Projekt, anhand dessen die einzelnen Techniken, die wir im Kurs besprechen, auch gleich angewendet werden können. Was würdest du sagen, Igor? Für welche Berufe ist diese Lehrveranstaltung wichtig?

00:08:42
 Igor Miladinovic: Da würde ich sagen: für alle Berufe. Ich sehe überhaupt keinen Beruf, wo das nicht wichtig ist, egal welche Arbeit man beruflich erledigt. Es ist wichtig zu wissen, wieso ich jeden Tag in die Arbeit gehe. Was ist mein Ziel? Was will ich dort bewirken? Und genau für diese Sachen hilft diese Lehrveranstaltung und dieses Tool Set, insbesondere für Berufe, wo man komplexe Entscheidungen treffen darf und wo man für diese Entscheidungen verantwortlich ist. Gerade im Softwarebereich ist so etwas ganz häufig. Wir treffen Entscheidungen über die Programmiersprachen, über die Entwicklungsumgebung, über die Architektur, über die Software Architektur, die einem Kunden oder eine Kundin helfen sollte, ein Problem zu lösen. Da gibt es sehr viele komplexe Entscheidungen. Und um diese Entscheidungen richtig treffen zu können, ist diese Lehrveranstaltung wichtig. Wenn wir jetzt von einer realistischen Situation ausgehen und sagen okay, das ist eine wichtige Lehrveranstaltung, sehr wichtige Skills für die zukünftige Jobs von unseren Studierenden, aber um realistisch zu bleiben, es ist schwierig zu erwarten, dass mehr als drei, vier Punkte von einer Lehrveranstaltung mitgenommen werden. Was würdest du sagen? Was sind die drei wichtigsten Punkte, die die Studierenden aus dieser Lehrveranstaltung mitnehmen sollten?

00:10:12
 Sigrid Schefer-Wenzl: Ich würde sagen, einer der wichtigsten Punkte ist: zu verstehen, was ein komplexes Problem ist. Zu wissen, dass es normal ist, dass ich bei einem komplexen Problem nicht sofort eine Lösung parat habe und auch nicht sofort finden werde. Sondern zu wissen: was sind da die grundlegenden Strategien dahinter? Wie gesagt, in unserer Lehrveranstaltung geht es darum, strukturierte Ansätze zu haben, um mit diesen komplexen Problemen umgehen zu können. Das heißt, der erste Punkt wäre für mich zu wissen: was ist ein komplexes Problem? Was sind grundlegende Strategien, um solche Probleme angehen zu können? Der zweite Punkt wäre für mich: wie definiere ich Ziele richtig? Wie kann ich das Wesentliche vom Unwesentlichen entscheiden? Das heißt: wie erkenne ich, was das Ziel in einem Projekt, in einer Firma, in meinem eigenen Leben wirklich ist? Und zu wissen, was Ursachen und was Wirkung von einzelnen Aspekten sind und die Zusammenhänge zwischen Ursache und Wirkung zu analysieren. Es passiert nicht selten, dass man Ursache und Wirkung vertauscht und dann an den falschen Dingen arbeitet. Das heißt hier auch wieder die analytischen Skills zu entwickeln, um Ursache und Wirkung Zusammenhänge gut darstellen zu können. Das werden so meine wichtigsten drei Punkte. Gut und wir kommen nun wieder zum letzten Teil dieser Folge, wo es darum geht, ein paar spontane Fragen zu stellen. Und es ist tatsächlich so, dass wir uns hier nicht abgesprochen haben. Meine erste Frage an dich wäre Igor: was war das letzte komplexe Problem, das du im beruflichen Kontext gelöst hast? Und wie bist du dabei vorgegangen?

00:11:57
 Igor Miladinovic: Das ist eine gute Frage. Ich glaube, das letzte komplexe Problem war von heute. Wir haben überlegt, wie wir diese Lehrveranstaltung in diesem Semester gestalten sollten und wie wir diese Podcastfolge gestalten sollten. Das sind so Probleme, für die man keine eindeutige Lösung hat. Man muss sich zuerst überlegen: was ist das Ziel von dieser Lehrveranstaltung? Was will ich, dass die Studierenden bei dieser Lehrveranstaltung lernen? Genauso wie diese Podcastfolge. Das erste, was man sich fragt oder fragen sollte: wieso sitze ich hier und und rede darüber? Was will ich damit bewirken? Was ist das Ziel von dieser Folge? Und wenn man das definiert hat, dann ist alles andere relativ einfach. Oder umgekehrt gesagt: wenn man das nicht definiert hat, dann ist die Wahrscheinlichkeit, dass man irgendein nicht definiertes Ziel mit einer Tätigkeit erreichen wird, sehr gering. Wenn das Ziel klar war, dann hat man sich damit beschäftigt: wo sind wir jetzt? Wie war es im letzten Semester? Wie wollen wir, dass es in diesem Semester ist? Das heißt, man hat eine Soll-Situation, man hat eine Ist-Situation, man macht so die Analyse zwischen diesen zwei Situationen. Wo sind die Unterschiede? Wo sind die Diskrepanzen? Und dann überlegt man sich: was sollte man ändern, damit diese Unterschiede verschwinden? Und was ganz wichtig ist: egal wie man es heute löst, nächstes Jahr wird man wieder dieses Problem haben. Das heißt, man muss diesen Prozess von der Entwicklung von lösen, von komplexen Problemen geht nie zu Ende. Selbst wenn man ein Problem heute, ein komplexes Problem sehr gut gelöst hat. Im nächsten Jahr ist diese Lösung nicht mehr gültig und sehr wahrscheinlich, dass es so ist. Vielleicht gibt es so Situationen, wo es nicht so ist, aber in den meisten Situationen müssen wir unsere Lösungen immer wieder adaptieren. Wenn wir schon über die Fragen reden: ich habe auch für dich eine Frage vorbereiten, die du nicht kennst. Viele Firmen und Organisationen, auch unsere Fachhochschule, haben in den letzten Jahren, in den letzten Jahrzehnt vielleicht so Kreativräume eingerichtet, wo man besser denken kann, wo man kreativer denken kann. Und gerade bei der Lösung von komplexen Problemen ist die Kreativität ganz wichtig. Und meine Frage an dich: wenn du über die komplexe Probleme nachdenkst, wie wichtig für dich die Umgebung ist? Der Raum, der Ort, alles, was mit Umgebung zu tun hat.

00:14:31
 Sigrid Schefer-Wenzl: Ich glaube, der Raum kann inspirieren. Das heißt: helfen kreativer zu werden, oder daran hindern. Zum Beispiel kann eine laute Umgebung daran hindern, dass man überhaupt nachdenken kann. Es kann eine schlechte Beleuchtung hinderlich sein. Genauso kann es aber auch umgekehrt sein, dass einen zu viel Ruhe stört. Das heißt, der Raum kann Dinge ermöglichen, je nachdem wie sensibel man für solche Faktoren ist. Ist das für die Kreativität wichtiger oder unwichtiger? Ich glaube aber schon, dass grundsätzlich solche Räume, die zum Beispiel mit bestimmten Farben ausgestaltet sind oder die verschiedene Formen integrieren oder die kreative Elemente wie Sprüche oder vielleicht auch Bücher, Musik haben, dass das hilfreich sein kann, um kreativ werden zu können. Es gibt verschiedenste Theorien dazu, was dabei hilfreich ist, kreativ zu werden. Und eine Idee dabei ist eben, dass man nicht zu fokussiert ist auf eine bestimmte Frage, sondern dass man das eher so im Hintergrund laufen lässt und sein Unterbewusstsein arbeiten lässt, damit man nicht zu linear denkt. Und da können einen zum Beispiel Musik oder irgendwelche visuellen Reize dabei helfen, dass man diese unterbewussten Teile im Gehirn aktiviert, um kreative Lösungen zu finden. So, und meine letzte Frage an dich wäre: kennst du einen Podcast, der zu dieser Lehrveranstaltung gut passen könnte?

00:16:05
 Igor Miladinovic: Es gibt tatsächlich jede Menge von Podcasts zu dem Thema Critical Thinking, Creative Thinking, Complex Problem Solving. Was ich so empfehlen kann auch für diese Lernveranstaltung und sonst für das Nachdenken über Lösungen und Probleme und über die Kreativität: das wäre der Podcast von Ingrid und Peter Gerstbach, Design Thinking Podcast. Wir haben da auch einige Folgen von diesem Podcast gehört und es ist immer so informativ und immer mit neuen Erkenntnissen verbunden. Man sieht es wie bei den meisten Podcasts sofort, um welches Thema es sich handelt und dann kann man sich das Thema anhören oder nicht anhören, je nachdem wie man will. So wir kommen so zum Ende von diesem Podcast. Wir hoffen, dass wir Ihnen Einblicke in dieser Lehrveranstaltung geben konnten. Die Lehrveranstaltung selbst ist natürlich viel umfangreicher als das, was wir hier erzählt haben.

00:17:06
 Sigrid Schefer-Wenzl: Wir freuen uns darauf, Sie im zweiten Semester in unserem Master in der Lehrveranstaltung Complex Problem Solving begrüßen zu dürfen.

00:17:14
 Igor Miladinovic: Alles Gute Und bis zum nächsten Mal.

00:17:17
 Sigrid Schefer-Wenzl: Bis zum nächsten Mal.