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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