Resolucionde problemas
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  • La resolución de problemas es escencialmente un proceso cognoscitivo. La solución se conoce antes de aplicarse. Más adelante se ahondará en este aspecto.
  • Knowledge and activity are reciprocal, interdependent processes (Fishbein and others, 1990). We know what we do, and we do what we know. Successful problem solving requires that learners generate and try out solutions in their minds (mental models or problem spaces) before trying them out in the physical world. Jonassen.c01 10/29/03 10:10 AM Page 7

Resolucionde problemas Resolucionde problemas Presentation Transcript

  • 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
  • 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
  • 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
  • Problemas y soluciones Estado actual Estado intermedio Estado intermedio Estado intermedio Estado intermedio Estado intermedio Estado intermedio Estado deseado Lo desconocido
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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.
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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.
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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.
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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