Problema de investigación

Presentación del tema: "Problema de investigación"— Transcripción de la presentación:

1 Problema de investigación
Mag. Ciro Espinoza Montes

2 Problemas y soluciones
Lo desconocido Estado intermedio Estado intermedio Estado intermedio Estado actual Estado deseado Estado intermedio La resolución de problemas es escencialmente un proceso cognoscitivo. La solución se conoce antes de aplicarse. Más adelante se ahondará en este aspecto. Estado intermedio Estado intermedio

3 Atributos variables Los problemas varían en Intelectualmente
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

4 Grado de estructuración
Estructurados e Inestructurados Estructurados Planteamiento completo, con los datos necesarios Se usan mucho en la educación formal Se usa en investigación Inestructurados Ausencia de datos Informalidad del planteamiento Son los de la vida real

5 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

6 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

7 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

8 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

9 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

10 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

11 Dinamicidad Problemas dinámicos Problemas estáticos
El entorno, las tareas, y sus factores cambian en el tiempo Requieren adaptabilidad de quien resuelve Cambiar tácticas y técnicas Ejemplo: Innovar un softwar Problemas estáticos No cambian factores en el tiempo

12 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, políticos, médicos, etc. La cultura organizacional también influye En una empresa resuelven de forma diferente que en otra O en diferentes municipios, familias, etc.

13 Atributos de los problemas
Al variar uno de los 4 atributos principales de los problemas cambia el grado de dificultad del problema mismo Abstracción Dinamicidad Abstracción Complejidad Inestructuración Problemas sencillos Complejidad Inestructuración Dinamicidad Inestructuración Complejidad Abstracción Abstracción Dinamicidad Dinamicidad Inestructuración Complejidad Es decir, los problemas pueden cambiar su grado de dificultad en 4 direcciones.

14 Resolución de Problemas
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

15 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), uso de herramientas. Conocimiento y actividad son recíprocos Son procesos interdependientes 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

16 El proceso cognoscitivo en la solución de problemas
Intelecto o mente como almacén de conocimientos Identificación Las operaciones intelectuales van generando nuevos conceptos en el intelecto en un proceso activo de búsqueda de soluciones Análisis Teorización Operaciones Intelectuales Activas Resolución Evaluación

17 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

18 Problema de lógica Aplicación lógica Ejemplos:
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

19 Algorítmico Aplicación de procedimientos Ejemplos:
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

20 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

21 Problema-historia Implica desambiguación Ejemplo:
Distinción de variables Seleccionar y aplicar un algoritmo Ejemplo: Problemas de física: “un automóvil se desplaza…” Construcción de esquema entidad-relación Automatización de facturación

22 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.

23 Toma de decisiones Usualmente requiere Ejemplos:
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

24 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

25 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

26 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.

27 Análisis de caso Implican Ejemplos: 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

28 Diseño Consiste en La solución es un artefacto
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

29 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

30 Dilemas Reconciliar cursos de acción Ejemplos: 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

31 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

32 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

33 OBJETO Y MODELO Modelo Objeto Observación Datos

34 OBJETOS DE INVESTIGACION
Todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y en el tiempo: Conceptos Objetos Sujetos

35 Proceso de investigación
Investigación concluida Proceso de investigación Brecha de avance Avance de la investigación

36 Proceso de investigación
Identificación del problema Comunicación Formulación de hipótesis Diseño de la investigación Interpretación Nuevo conocimiento Observación (Laboratorio) Medición Investigación Caja negra, caja blanca, arquetipos, métodos creativos

37 Identificación del problema
Debe identificarse el problema dentro de una situación problemática y definirlo. Para identificar un problema hace falta contar con un Marco Teórico. Un problema queda definido mediante una interrogante. “No se puede ver el problema si no se tiene marco teórico”

38 Caja negra del objeto Objeto Salida Entrada Entrada: Materia Energía
Información Proceso: La entrada es transformada en salida Salida: Materia Energía Información

39 Título y tema Objeto Título: VI + VD + delimitación
Entrada Salida Variable independiente dependiente Título: VI + VD + delimitación Tema: Verbo + VD + para obtener + VD + delimitación.

40 Matriz de funciones Elemento Función Elemento 1 Elemento 2 Elemento 3

41 Sintetizar funciones Elemento Primario Secundario Elemento 1 X Elemento 2 Elemento 3 Elemento 4 Si elimino el Elemento N, ¿El objeto sigue cumpliendo con su función?

42 Caja blanca Aire Aísla Aísla Genera Electricidad Vidrio Filamento Luz
Calienta Sostiene Alimenta Sostiene Base Sostiene Pie

43 Metodología de innovación
No se había inventado la lámpara incandescente sino hasta 1879 (Tomas Alva Edison) 5 La lámpara incandescente genera luz con el 10% de la energía que recibe y el resto se va en calor. 2 Lámparas ahorradoras consumen menos energía eléctrica y tienen mayor duración. 7 Día Súper Noche Genera luz mediante combustible que arde en un material poroso 4 Genera luz, mediante la resistencia eléctrica del filamento. El filamento se quema. 1 Generar luz, mediante un arco eléctrico en un ambiente de gas inerte. 9 Genera luz Genera luz Sistema Contamina Genera calor Mechero Combustible Ampolla de vidrio 6 Filamento de tungsteno. Conductores de energía eléctrica Ampolla de vidrio 3 Arco eléctrico Gas inerte Conductores de electricidad Tubos de vidrio. 8 Transportar Sub Arder Reflejar Pasado Presente Futuro

44 Problema de investigación
Forma de pregunta Problemas Descriptivo ¿Cuáles las características de X1, X2, X3 que permite lograr Y? Explicativo ¿Porqué X1, X2, X3 permite lograr Y? Experimental ¿Qué pasa con Y si se modifican las formas o estructuras de X1, X2, X3? Aplicada ¿Cómo combinar las formas o estructuras de X1, X2, X3 para mejorar la eficiencia de Y?

45 Problema ¿Cuáles son las características se X para obtener Y?
Interrogante VI (X) Enlace Verbo VD (Y) Delimitación ¿Cuáles son las características se X para obtener Y? ¿Cuál es el efecto que tiene X en Y? ¿Qué pasa con Y si se modifica X1, X2,…? ¿Cómo combinar X1, X2, X3 para elevar la eficiencia de Y?

46 Objetivo Describir las características se X para obtener Y.
Verbo VI (X) Enlace VD (Y) Delimitación Describir las características se X para obtener Y. Explicar el efecto que tiene X en Y. Optimizar Y modificando X1, X2, X3 Diseñar X para elevar la eficiencia (productividad) de Y?

47 Proceso de investigación
Identificación del problema Comunicación Formulación de hipótesis Diseño de la investigación Interpretación Nuevo conocimiento Observación (Laboratorio) Medición Investigación Caja negra, caja blanca, arquetipos, métodos creativos

48 Formulación de hipótesis
Se formula una posible solución al problema definido. Una respuesta tentativa a la pregunta formulada. Es una actividad creativa. Se trata de enunciar las suposiciones previas a la investigación en forma clara y pertinente.

49 Hipótesis Proceso lógico VI (X) Enlace VD (Y) Delimitación Si se describe las características de X, entonces se comprenderá Y? Si se determina las funciones de X , entonces se explicará Y. Si se modifica X1, X2, X3, entonces se optimizará Y Si se combinar X1, X2, X3, entonces se elevará la eficiencia de Y.

50 Resumen del plan de investigación
La investigación que se pretende realizar es <tipo>. Se encuentra dentro de la línea <línea de investigación>, con el que se pretende <objetivo de investigación>. Para lo cual se <forma de recolección de datos>. Se utilizará el método <método a utilizar> con diseño <tipo de diseño>, los <elementos> de la muestra serán controlados en función de <variables de control>. Para la contrastación de la hipótesis se empleará la <estadístico>.

51 Gracias por su atención