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Resolucionde Problemas

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Introducción general a la Solución de Problemas. Explicación del concepto de problema y el proceso cognitivo de encontrar soluciones. Gran parte del contenido de esta presentación se basa en el …

Introducción general a la Solución de Problemas. Explicación del concepto de problema y el proceso cognitivo de encontrar soluciones. Gran parte del contenido de esta presentación se basa en el capítulo 1 del libro Learning to Solve Problems: An Instructional Design Guide de David H. Jonassen, del cual está disponible el primer capítulo en línea.

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  • Transcript

    • 1. Resolución de Problemas Leonel Morales Díaz Ingeniería Simple [email_address] Disponible en: http://www.ingenieriasimple.com/problemas Copyright 2008 by Leonel Morales Díaz – Ingeniería Simple. Derechos reservados
    • 2. Los Problemas
      • “ Problema” tiene muchos significados
        • Algunos no son agradables
          • Insolubilidad, resignación, situación indeseable, necesidad insatisfecha
      • Entrenamiento implica enseñar a resolver problemas
        • Un conjunto particular
    • 3. Dos atributos
      • Primero: un problema es una entidad desconocida en un contexto particular
        • La diferencia entre el estado actual y el estado objetivo
      • Segundo: resolver el problema tiene que tener un valor
        • Alguien debe creer que la solución aportará valor social, cultural, o intelectual
        • Si nadie percive el valor de la solución, no hay percepción del problema
    • 4. Problemas y soluciones Estado actual Estado intermedio Estado intermedio Estado intermedio Estado intermedio Estado intermedio Estado intermedio Estado deseado Lo desconocido
    • 5. Atributos variables
      • Los problemas varían en
        • Conocimiento necesario para resolverlo
        • Contexto en el que se presentan
        • Proceso necesario para resolverlo
      • Intelectualmente
        • Grado de estructuración
        • Complejidad
        • Dinamicidad
        • Abstracción o especificidad de dominio
    • 6. Grado de estructuración
      • Estructurados e Inestructurados
      • Estructurados
        • Planteamiento completo, con los datos necesarios
        • Se usan mucho en la educación formal
      • Inestructurados
        • Ausencia de datos
        • Informalidad del planteamiento
        • Son los de la vida real
    • 7. Bien estructurados
        • Requieren un número limitado de
          • Conceptos, reglas y principios
        • Su dominio es restringido
        • Bien definido
          • Estado inicial
          • Objetivo o meta de solución
        • Procedimiento de solución conocido
        • Contienen todos los elementos
    • 8. Grado de estructuración
      • Inestructurados
        • También conocidos como perversamente estructurados
        • Son los más comunes en la vida diaria y profesional
        • No se ajustan a un dominio de estudio
          • Son multidisciplinarios
        • Su solución
          • No se puede predecir
          • No es convergente
        • Contienen aspectos desconocidos
    • 9. Solución a inestructurados
      • Requieren conocimientos y técnicas de diversas ciencias
      • Múltiples soluciones
        • O múltiples métodos de solución
        • O ninguna solución
      • Se aplica el criterio antes que la técnica
        • Múltiples criterios a veces
        • Puede que no se conozca el criterio
          • Se acude a la opinión
    • 10. Grado de complejidad
      • Se determina por
        • Número de cuestiones o planteamientos a resolver
        • Número de funciones
        • Número de variables
          • Y el grado de conexiones entre esas variables
        • El tipo de relaciones funcionales entre estos aspectos
          • Y su estabilidad en el tiempo
    • 11. Grado de complejidad
      • También influye
        • Número, claridad y confiabilidad de los componentes representados en el problema
      • La dificultad de un problema es proporcional a su complejidad
      • Los grados de complejidad y estructuración se traslapan
    • 12. Traslape entre complejidad y estructuración
      • Usualmente
        • Mayor complejidad implica menor estructuración
      • Pueden existir
        • Problemas inestructurados y simples
          • Elegir qué ropa ponerse
        • Problemas bien estructurados y complejos
          • Jugar un video juego
    • 13. Dinamicidad
      • Problemas dinámicos
        • El entorno, las tareas, y sus factores cambian en el tiempo
        • Requieren adaptabilidad de quien resuelve
          • Cambiar tácticas y técnicas
        • Ejemplo:
          • Inversiones en la bolsa
      • Problemas estáticos
        • No cambian factores en el tiempo
    • 14. Abstracción o especificidad
      • De dominio
        • También conocido como contexto
      • Los problemas en un contexto se resuelven diferente en otro
        • Hay especialistas por contexto
          • Ingenieros, matemáticos, polítcos, médicos, etc.
      • La cultura organizacional también influye
        • En una empresa resuelven de forma diferente que en otra
          • O en diferentes municipios, familias, etc.
    • 15. Atributos de los problemas Problemas sencillos Al variar uno de los 4 atributos principales de los problemas cambia el grado de dificultad del problema mismo Inestructuración Complejidad Dinamicidad Abstracción Es decir, los problemas pueden cambiar su grado de dificultad en 4 direcciones. Complejidad Inestructuración Abstracción Dinamicidad Complejidad Inestructuración Dinamicidad Complejidad Abstracción Dinamicidad Inestructuración Abstracción
    • 16. Resolución de Problemas
      • Problema:
        • Algo desconocido que vale la pena conocer
      • Resolver:
        • Cualquier secuencia de operaciones cognitivas que buscan el mismo objetivo
      • La solución:
        • Es primero conocida
        • Luego aplicada
    • 17. El proceso cognitivo
      • Construcción de un modelo mental del problema
        • Entender el problema
        • También conocido como el espacio del problema
      • Manipulación activa del modelo
        • Pensar, enfocar desde diferentes perspectivas, componer y descomponer, adición y sustracción, prueba y error (en la mente)
      • Conocimiento y actividad son recíprocos
        • Son procesos interdependientes
    • 18. El proceso cognoscitivo en la solución de problemas Intelecto o mente como almacén de conocimientos Recopilación de datos inconexos Construcción de relaciones y estructuración Distinción, discriminación, abstracción Enfoque desde diferentes perspectivas Composición y descomposición, adición y sustracción de elementos Reconocimiento de patrones, prueba y error Las operaciones intelectuales van generando nuevos conceptos en el intelecto en un proceso activo de búsqueda de soluciones Operaciones Intelectuales Activas
    • 19. Tipología de problemas
      • Problema de lógica
      • Algorítmico
      • Problema-historia
      • Problema de uso de regla
      • Toma de decisiones
      • Apagafuegos (saca-clavos)
      • Diagnóstico y solución
      • Estrategia y desempeño
      • Análisis de caso
      • Diseño
      • Dilemas
    • 20. Problema de lógica
      • Aplicación lógica
        • Manipulación de un número limitado de variables
      • Ejemplos:
        • Resolver un rompecabezas
        • Demostrar un teorema
      • De particular interés para Ciencias de la Computación
        • Base de la matemática discreta, el cálculo de predicados y el álgebra booleana
    • 21. Algorítmico
      • Aplicación de procedimientos
        • Secuencias de manipulaciones
        • Aplicación de algoritmos a conjuntos similares de datos
        • Producción de la respuesta correcta a partir de cálculos establecidos
      • Ejemplos:
        • Aplicación de fórmulas
        • Cálculos matemáticos
          • Derivadas, integrales, factorización, mínimo común múltiplo
    • 22. Algorítmicos Computacionales
      • Tipos comunes por la estrategia de solución
        • Recursivos simples
        • Avance y retroceso o backtracking
        • Dividir y conquistar
        • Programación dinámica
        • Glotonería o greedy
        • Ramificación y fronteras
        • Fuerza bruta
        • Ruta aleatoria
        • Ascenso de colina
      • Tipos comunes por la aplicación
        • De ordenamiento
        • De búsqueda
        • De inserción de elemento
        • De eliminación de elemento
        • De procesamiento de cadenas de caracteres
        • Algoritmos geométricos
        • Grafos
        • Matemáticos
    • 23. Problema-historia
      • Implica desambiguación
        • Distinción de variables
        • Seleccionar y aplicar un algoritmo
      • Ejemplo:
        • Problemas de física: “un automóvil se desplaza…”
        • Construcción de esquema entidad-relación
        • Automatización de facturación
    • 24. Problema de uso de regla
      • Aplicación de procedimientos
        • Con restricciones o reglas
      • Dadas las reglas:
        • Seleccionar el procedimiento adecuado
        • Encontrar la mejor respuesta con esas reglas
      • Ejemplos:
        • Problemas de optimización de producción
          • Con restricciones de insumos, capital, horario, etc.
    • 25. Toma de decisiones
      • Usualmente requiere
        • Identificar los diferentes cursos de acción
        • Beneficios y limitaciones de cada curso
        • Definición de criterios de ponderación
        • Justificar la opción seleccionada
      • Ejemplos:
        • ¿Qué automóvil comprar?
        • Selección de estrategia empresarial
    • 26. Apagafuegos (saca-clavos)
      • Examinar sistemas
        • Ejecutar procedimientos de prueba
        • Evaluar resultados
        • Plantear y confirmar hipótesis sobre fallas
        • Estrategias comunes:
          • Reemplazo simple
          • Eliminación en serie
          • División espacial
      • Ejemplos:
        • Interrupciones en sistemas con uno o más fallos
    • 27. Diagnóstico y solución
      • En general es encontrar y resolver fallas
      • Seleccionar diferentes opciones de tratamiento
        • Con monitoreo constante
      • Se necesita identificar bien el problema antes de aplicar la solución
      • Ejemplos:
        • Problemas de auditoría
        • Obtención de resultados incongruentes en sistemas complejos
    • 28. Estrategia y desempeño
      • Situaciones que requieren aplicar tácticas para conseguir objetivos estratégicos, con restricciones de tiempo
        • Optimizar el desempeño al mismo tiempo que se monitorea el entorno
        • Presencia de competidores que dificultan el desempeño
      • Ejemplos:
        • Seguimiento de la estrategia empresarial
          • Simulaciones de mercados, negocios, etc.
    • 29. Análisis de caso
      • Implican
        • Identificación de la solución
        • Alternativas de acción
        • Respaldo de opiniones con argumentos
      • Ejemplos:
        • Coyunturas empresariales, políticas o sociales, con buen respaldo documental y tiempo disponible para resolver
    • 30. Diseño
      • Consiste en
        • Identificar los objetivos
        • Producir un artefacto
        • Estructurar y articular el problema
      • La solución es un artefacto
      • A menudo los objetivos son vagos, las restricciones poco conocidas, y se requiere etapa de análisis
        • No hay soluciones buenas o malas
          • Solo mejores o peores
      • Ejemplos:
        • Proyectos de sistemas informáticos
        • Otros proyectos de ingeniería
          • Montaje de plantas de producción
          • Construcción de edificios
    • 31. Diseño e Ingeniería
      • El diseño se considera la actividad intelectual de ingeniería por excelencia
      • La ingeniería es
        • Analizar científicamente una situación
          • La ciencia de entender la situación actual
        • Diseñar la situación deseada
        • Construir la situación deseada de acuerdo al diseño
    • 32. Dilemas
      • Reconciliar cursos de acción
        • Cada uno con
          • Diferente grado de complejidad
          • Resultados inciertos o impredecibles
          • Decisiones molestas y difíciles de tomar
        • Usualmente perspectivas irreconciliables
      • Ejemplos:
        • Estudiar o trabajar
        • Cerrar una planta o relanzar el producto
    • 33. Resumen
      • La resolución de problemas es una habilidad básica de todo ser humano
        • La necesidad de resolver problemas ha estado presente en toda la historia de la humanidad
          • Desde la época de las cavernas, hasta la era espacial
      • En el ingeniero esta habilidad está especialmente desarrollada
        • No solo en el ámbito de su especialidad
        • También porque está acostumbrado a enfrentar todo tipo de problemas en los proyectos que desarrolla
      • La educación formal usualmente utiliza los problemas para desarrollar el intelecto
        • Bien estructurados, poco dinámicos, algo complejos y específicos de un dominio
        • Este no es el tipo de problemas con que nos encontramos día a día
    • 34. Resumen
      • Los problemas pueden incrementar su dificultad en 4 direcciones
        • Grado de estructuración o inestructuración
        • Complejidad
        • Dinamicidad (variación en el tiempo)
        • Abstracción
      • La resolución de problemas es esencialmente un proceso cognitivo:
        • La solución primero se conoce y después se aplica
        • El proceso tiene dos partes:
          • Construcción del modelo cognoscitivo del problema
          • Manipulación activa del modelo

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