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
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