1. Resolucin de Problemas Leonel Morales Daz Ingeniera Simple [email_address] Disponible en: http://www.ingenieriasimple.com/problemas Copyright 2008 by Leonel Morales Daz Ingeniera Simple. Derechos reservados

2. Los Problemas

Problema tiene muchos significados

• Algunos no son agradables

• • Insolubilidad, resignacin, situacin indeseable, necesidad insatisfecha

Entrenamiento implica ensear 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 solucin aportar valor social, cultural, o intelectual

• Si nadie percive el valor de la solucin, no hay percepcin 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 varan en

• Conocimiento necesario para resolverlo

• Contexto en el que se presentan

• Proceso necesario para resolverlo

Intelectualmente

• Grado de estructuracin

• Complejidad

• Dinamicidad

• Abstraccin o especificidad de dominio

6. Grado de estructuracin

Estructurados e Inestructurados

Estructurados

• Planteamiento completo, con los datos necesarios

• Se usan mucho en la educacin formal

Inestructurados

• Ausencia de datos

• Informalidad del planteamiento

• Son los de la vida real

7. Bien estructurados

• Requieren un nmero limitado de

• • Conceptos, reglas y principios

• Su dominio es restringido

• Bien definido

• • Estado inicial

• • Objetivo o meta de solucin

• Procedimiento de solucin conocido

• Contienen todos los elementos

8. Grado de estructuracin

Inestructurados

• Tambin conocidos como perversamente estructurados

• Son los ms comunes en la vida diaria y profesional

• No se ajustan a un dominio de estudio

• • Son multidisciplinarios

• Su solucin

• • No se puede predecir

• • No es convergente

• Contienen aspectos desconocidos

9. Solucin a inestructurados

Requieren conocimientos y tcnicas de diversas ciencias

Mltiples soluciones

• O mltiples mtodos de solucin

• O ninguna solucin

Se aplica el criterio antes que la tcnica

• Mltiples criterios a veces

• Puede que no se conozca el criterio

• • Se acude a la opinin

10. Grado de complejidad

Se determina por

• Nmero de cuestiones o planteamientos a resolver

• Nmero de funciones

• Nmero 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

Tambin influye

• Nmero, 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 estructuracin se traslapan

12. Traslape entre complejidad y estructuracin

Usualmente

• Mayor complejidad implica menor estructuracin

Pueden existir

• Problemas inestructurados y simples

• • Elegir qu ropa ponerse

• Problemas bien estructurados y complejos

• • Jugar un video juego

13. Dinamicidad

Problemas dinmicos

• El entorno, las tareas, y sus factores cambian en el tiempo

• Requieren adaptabilidad de quien resuelve

• • Cambiar tcticas y tcnicas

• Ejemplo:

• • Inversiones en la bolsa

Problemas estticos

• No cambian factores en el tiempo

14. Abstraccin o especificidad

De dominio

• Tambin conocido como contexto

Los problemas en un contexto se resuelven diferente en otro

• Hay especialistas por contexto

• • Ingenieros, matemticos, poltcos, mdicos, etc.

La cultura organizacional tambin 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 Inestructuracin Complejidad Dinamicidad Abstraccin Es decir, los problemas pueden cambiar su grado de dificultad en 4 direcciones. Complejidad Inestructuracin Abstraccin Dinamicidad Complejidad Inestructuracin Dinamicidad Complejidad Abstraccin Dinamicidad Inestructuracin Abstraccin 16. Resolucin de Problemas

Problema:

• Algo desconocido que vale la pena conocer

Resolver:

• Cualquier secuencia de operaciones cognitivas que buscan el mismo objetivo

La solucin:

• Es primero conocida

• Luego aplicada

17. El proceso cognitivo

Construccin de un modelo mental del problema

• Entender el problema

• Tambin conocido como el espacio del problema

Manipulacin activa del modelo

• Pensar, enfocar desde diferentes perspectivas, componer y descomponer, adicin y sustraccin, prueba y error (en la mente)

Conocimiento y actividad son recprocos

• Son procesos interdependientes

18. El proceso cognoscitivo en la solucin de problemas Intelecto o mente como almacn de conocimientos Recopilacin de datos inconexos Construccin de relaciones y estructuracin Distincin, discriminacin, abstraccin Enfoque desde diferentes perspectivas Composicin y descomposicin, adicin y sustraccin de elementos Reconocimiento de patrones, prueba y error Las operaciones intelectuales van generando nuevos conceptos en el intelecto en un proceso activo de bsqueda de soluciones Operaciones Intelectuales Activas 19. Tipologa de problemas

Problema de lgica

Algortmico

Problema-historia

Problema de uso de regla

Toma de decisiones

Apagafuegos (saca-clavos)

Diagnstico y solucin

Estrategia y desempeo

Anlisis de caso

Diseo

Dilemas

20. Problema de lgica

Aplicacin lgica

• Manipulacin de un nmero limitado de variables

Ejemplos:

• Resolver un rompecabezas

• Demostrar un teorema

De particular inters para Ciencias de la Computacin

• Base de la matemtica discreta, el clculo de predicados y el lgebra booleana

21. Algortmico

Aplicacin de procedimientos

• Secuencias de manipulaciones

• Aplicacin de algoritmos a conjuntos similares de datos

• Produccin de la respuesta correcta a partir de clculos establecidos

Ejemplos:

• Aplicacin de frmulas

• Clculos matemticos

• • Derivadas, integrales, factorizacin, mnimo comn mltiplo

22. Algortmicos Computacionales

Tipos comunes por la estrategia de solucin

• Recursivos simples

• Avance y retroceso obacktracking

• Dividir y conquistar

• Programacin dinmica

• Glotonera ogreedy

• Ramificacin y fronteras

• Fuerza bruta

• Ruta aleatoria

• Ascenso de colina

Tipos comunes por la aplicacin

• De ordenamiento

• De bsqueda

• De insercin de elemento

• De eliminacin de elemento

• De procesamiento de cadenas de caracteres

• Algoritmos geomtricos

• Grafos

• Matemticos

23. Problema-historia

Implica desambiguacin

• Distincin de variables

• Seleccionar y aplicar un algoritmo

Ejemplo:

• Problemas de fsica: un automvil se desplaza

• Construccin de esquema entidad-relacin

• Automatizacin de facturacin

24. Problema de uso de regla

Aplicacin de procedimientos

• Con restricciones o reglas

Dadas las reglas:

• Seleccionar el procedimiento adecuado

• Encontrar la mejor respuesta con esas reglas

Ejemplos:

• Problemas de optimizacin de produccin

• • Con restricciones de insumos, capital, horario, etc.

25. Toma de decisiones

Usualmente requiere

• Identificar los diferentes cursos de accin

• Beneficios y limitaciones de cada curso

• Definicin de criterios de ponderacin

• Justificar la opcin seleccionada

Ejemplos:

• Qu automvil comprar?

• Seleccin de estrategia empresarial

26. Apagafuegos (saca-clavos)

Examinar sistemas

• Ejecutar procedimientos de prueba

• Evaluar resultados

• Plantear y confirmar hiptesis sobre fallas

• Estrategias comunes:

• • Reemplazo simple

• • Eliminacin en serie

• • Divisin espacial

Ejemplos:

• Interrupciones en sistemas con uno o ms fallos

27. Diagnstico y solucin

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 solucin

Ejemplos:

• Problemas de auditora

• Obtencin de resultados incongruentes en sistemas complejos

28. Estrategia y desempeo

Situaciones que requieren aplicar tcticas para conseguir objetivos estratgicos, con restricciones de tiempo

• Optimizar el desempeo al mismo tiempo que se monitorea el entorno

• Presencia de competidores que dificultan el desempeo

Ejemplos:

• Seguimiento de la estrategia empresarial

• • Simulaciones de mercados, negocios, etc.

29. Anlisis de caso

Implican

• Identificacin de la solucin

• Alternativas de accin

• Respaldo de opiniones con argumentos

Ejemplos:

• Coyunturas empresariales, polticas o sociales, con buen respaldo documental y tiempo disponible para resolver

30. Diseo

Consiste en

• Identificar los objetivos

• Producir un artefacto

• Estructurar y articular el problema

La solucin es un artefacto

A menudo los objetivos son vagos, las restricciones poco conocidas, y se requiere etapa de anlisis

• No hay soluciones buenas o malas

• • Solo mejores o peores

Ejemplos:

• Proyectos de sistemas informticos

• Otros proyectos de ingeniera

• • Montaje de plantas de produccin

• • Construccin de edificios

31. Diseo e Ingeniera

El diseo se considera la actividad intelectual de ingeniera por excelencia

La ingeniera es

• Analizar cientficamente una situacin

• • La ciencia de entender la situacin actual

• Disear la situacin deseada

• Construir la situacin deseada de acuerdo al diseo

32. Dilemas

Reconciliar cursos de accin

• Cada uno con

• • Diferente grado de complejidad

• • Resultados inciertos o impredecibles

• • Decisiones molestas y difciles de tomar

• Usualmente perspectivas irreconciliables

Ejemplos:

• Estudiar o trabajar

• Cerrar una planta o relanzar el producto

33. Resumen

La resolucin de problemas es una habilidad bsica de todo ser humano

• La necesidad de resolver problemas ha estado presente en toda la historia de la humanidad

• • Desde la poca de las cavernas, hasta la era espacial

En el ingeniero esta habilidad est especialmente desarrollada

• No solo en el mbito de su especialidad

• Tambin porque est acostumbrado a enfrentar todo tipo de problemas en los proyectos que desarrolla

La educacin formal usualmente utiliza los problemas para desarrollar el intelecto

• Bien estructurados, poco dinmicos, algo complejos y especficos de un dominio

• Este no es el tipo de problemas con que nos encontramos da a da

34. Resumen

Los problemas pueden incrementar su dificultad en 4 direcciones

• Grado de estructuracin o inestructuracin

• Complejidad

• Dinamicidad (variacin en el tiempo)

• Abstraccin

La resolucin de problemas es esencialmente un proceso cognitivo:

• La solucin primero se conoce y despus se aplica

• El proceso tiene dos partes:

• • Construccin del modelo cognoscitivo del problema

• • Manipulacin activa del modelo