Solución de problemas

Psicología del pensamiento. Problema. Razonamiento. Fases de resolución. Tipos de problemas. Teoría del procesamiento de la información. Algorítmos. Heurísticos. Proceso. Estrategias. Problemas de puzzles, de juegos

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TEMA 12

Solución de Problemas

  • ¿Qué es un problema?

  • Fases en la resolución de un problema

  • Tipos de problemas

  • Solución de problemas y la teoría del procesamiento de la información

  • Métodos de estudio en el proceso de solución de problemas

  • Solución de problemas y conocimiento experto

  • De la Fuente, J. y Minervino, R. (2004). Pensamiento Analógico. En M. Carretero y M. Asensio (2004) (coords). Psicología del pensamiento (pp 193-214). Madrid: Alianza. *

    Mayer, R.E. (1986). Pensamiento, resolución de problemas y cognición. Buenos Aires: Paidós.

    Pérez Echeverría, P. (2004). Solución de problemas. En M. Carretero y M. Asensio (2004). (pp 145-164). *

    Postigo Angón, Y (2004) (pp 165-191) *

  • ¿Qué es un problema?

  • El proceso de solución de problemas, en un sentido muy amplio, abarca actividades muy diferentes, heterogéneas sin embargo, en sentido estricto, englobaría: aquellas tareas que exigen procesos de razonamiento relativamente complejos y no una simple actividad asociativa o rutinaria.

    Duncker (1945) define el proceso de solución de problemas como: una persona se enfrenta a un problema cuando acepta una tarea pero no sabe de antemano cómo realizarla.

    La investigación en solución de problemas se ha ceñido a:

  • Problemas de puzzles ! investigaciones sobre puzzles que se realizan con sujetos novatos fundamentalmente y se usan problemas sin adversario.

  • Investigación sobre juegos ! problemas con adversario en los que se estudia fundamentalmente dos cuestiones:

      • La forma en la que los sujetos expertos tratan de resolver problemas como el juego del ajedrez.

      • En qué se diferencia su ejecución de las de sujetos novatos.

    En general, el proceso de solución de problemas y el proceso de razonamiento, se han tratado como dos áreas independientes.

    Sin embargo, para solucionar un problema, el sujeto debe poner en marcha procesos de razonamiento, por eso en realidad, es difícil trazar la línea divisoria entre la investigación sobre solución de problemas y sobre otros procesos de razonamiento.

    Por ello, autores como Holland, Holyoak, Nisbett y Thagard (1986), consideran que el proceso de solución de problemas por analogía, es un tipo de proceso de razonamiento inductivo.

    Aunque en realidad, el grado de complejidad es muy diferente, y el tipo de problemas es muy variado, existen una serie de características comunes a todos los problemas y al proceso de solución de problemas:

  • La solución de problemas es un pensamiento directivo ! tipo de proceso que requiere la existencia de estado inicial (incertidumbre) y una serie de soluciones intermedias hasta llegar al estado final (solución).

  • En función del grado de definición de los objetivos se puede hablar de dos tipos de problemas:

  • Problemas bien definidos.- se le da al sujeto toda la información necesaria para resolverlos. Tanto la solución como los caminos para llegar a la solución están bien definidos, claramente especificados desde el principio.

  • Problemas mal definidos.- no existe un criterio claro y explícito de que la solución se haya alcanzado. El sujeto no cuenta con toda la información que necesita para llegar a la solución y tampoco aparece claramente especificado cuáles serían los movimientos lícitos para poder llegar a la solución.

  • La mayor parte de la investigación en psicología del pensamiento, se centra en problemas bien definidos porque son más sencillos a la hora de estudiar la estrategia que sigue el sujeto para poder llegar a la conclusión.

  • En ese proceso existen limitaciones a nivel estructural y operacional ! el sujeto tiene un sistema cognitivo con una serie de limitaciones que van a estar presentes al resolver una tarea.

  • El proceso implica una operación de tipo serial o secuencial (! etapas): el sujeto pone en marcha una serie de estrategias que se suceden en el tiempo.

  • Representación incompleta ! implica una condición básica para que se plantee un problema: es necesario que en la representación mental del sujeto, se dé una laguna o inconsistencia. El sujeto tiene que descubrir los pasos intermedios que le permitan llegar a la solución.

  • Fases en la resolución de un problema

  • 1ª) Fase de preparación,

    Basada en la comprensión del problema. Supone un análisis e interpretación de los datos disponibles.

    2ª) Fase de producción,

    El sujeto elabora y pone en marcha una estrategia: un conjunto de operaciones para poder llegar a la solución.

    3ª) Fase de enjuiciamiento,

    Reflexión y evaluación de la solución generada comparándola con el criterio de solución que nos propone el enunciado de la tarea.

    Esta fase es muy sencilla cuando el problema está bien definido.

  • Tipos de problemas

  • Existen diferentes clasificaciones sobre los distintos tipos de problemas; nos quedamos con la de Greeno (1978):

  • Problemas de Transformación ! constan de una situación inicial, una meta y un conjunto de operaciones intermedias que transforman ese estadio inicial en la solución final.

  • Ej./ problema de los misioneros y los caníbales, pág. 166 del manual.

  • Problemas de Inducción de Estructuras ! son problemas cuya solución requiere descubrir analogías estructurales entre elementos que pertenecen a dominios dispares; aunque no está claro el tipo de procesos que permiten descubrir analogías estructurales, lo que si parece claro es el proceso básico de comprensión de relaciones de similitud (se semejanza).

  • • Analogías verbales.- problemas que se ajustan al formato A es a B como C es a D. Los dos primeros términos (A y B) mantienen una relación explícita en el problema y la tarea del sujeto es descubrir un término incógnito D que mantenga con C una relación similar a la que existe entre A y B, y que aparece explícita en el problema.

    Ej./ ítems del DAT-VR.

    • Analogías complejas.- de acuerdo con la teoría del procesamiento de la información, un problema consta de 3 elementos: un estadio inicial, un estadio final y un conjunto de estrategias u operadores intermedios que transforman el estadio inicial en final.

    Sin embargo, existe una vía alternativa para buscar la solución a un problema que consiste en usar la solución de un problema diferente como modelo para resolver el problema sobre el que estamos trabajando.

    Una de las tareas más usadas para investigar cómo es el proceso de solución de problemas es el problema del tumor inoperable de Duncker " problema de las radiaciones de Duncker (1945) (pág. 168 del manual).

    Para estudiar este problema, Gick y Holyoak (1990) antes de presentarle a los sujetos este problema, presentaban a la mitad de los mismos, un texto alternativo conocido como el problema del general: problema militar que planteaba una serie de soluciones.

    Luego todos recibían el problema de Dunker; Gick y Holyoak observaron que aunque eran dos problemas diferentes, cuando a los sujetos se les instruía para que usaran la historia del general para resolver el problema del tumor, eran capaces de beneficiarse del conocimiento previo y de encontrar la solución al problema del tumor (! establecían una analogía).

  • Problemas de Ordenación ! el sujeto recibe una serie de elementos y su tarea consiste en reorganizarlos para alcanzar un criterio.

  • Diferentes tipos:

  • Anagramas.- series de letras que el sujeto debe reordenar para formar una palabra:

  • USTDDAIE

  • Problemas Criptoaritméticos.- por ejemplo, el problema de:

  • DONALD + GERARD = ROBERT (pág. 167)

    El sujeto recibe tres series de letras que debe sustituir por cifras de modo que la operación aritmética resultante sea la correcta.

    Este tipo de problemas, requieren de un proceso de búsqueda constructiva consistente en ir generando soluciones parciales y evaluando las alternativas generadas para comprobar si existe alguna satisfactoria.

  • Problemas Sociales (Voss y cols. 1983) ! problemas mal definidos, mal estructurados. Serían del tipo del paro o las drogas.

  • Solución de problemas y la teoría del procesamiento de la información

  • Teoría propuesta por Newell y Simon en 1972.

    El objetivo era analizar los procesos seguidos durante la solución de problemas bien estructurados.

    La conducta del sujeto cuando trata de resolver un problema depende de la interacción entre tres elementos:

      • El sistema de procesamiento de la información (PI) de un sujeto

      • La estructura del medio ambiente de la tarea.

      • El espacio problema.

  • Sistema de Procesamiento de Información (PI) del sujeto,

  • El PI tiene unas características generales invariantes que son: un sistema adaptativo, flexible, que actúa de manera serial o secuencial (por etapas) y que tiene una serie de limitaciones puntuales (ej./ MCP limitada).

  • Estructura del Medio Ambiente de la Tarea,

  • Características objetivas del problema tal y como las describe el experimentador.

  • Espacio Problema,

  • Interpretación y representación personal que hace el sujeto del ambiente de la tarea (forma en la que el sujeto interpreta y representa el ambiente de la tarea en función de lo que ha entendido él).

    Los tres elementos interactúan y se relacionan entre sí:

  • Las características básicas del sistema de procesamiento de información, son invariantes ! siempre van a estar presentes.

  • Las características del sistema de procesamiento de información, son suficientes para que el sujeto pueda representar el medio ambiente de la tarea como un espacio problema.

  • La estructura del medio ambiente de la tarea determina la estructura del espacio problema.

  • La estructura del espacio problema determina las posibles estrategias para resolver el problema.

  • Newell y Simon pusieron en marcha una línea de investigación para tratar de conocer cuáles son las habilidades de los sujetos para practicar juegos como por ej., el ajedrez (las que pone en marcha).

    Plantean que existen dos tipos de estrategias en la resolución de problemas:

  • Algoritmos.- métodos que conducen a una solución segura porque generan un espacio problema exhaustivo del que después se selecciona la mejor alternativa.

  • El problema es que es muy lento y muy costoso a nivel de recursos cognitivos, requiere mucho esfuerzo.

  • Heurísticos.- son reglas de “andar por casa” que permiten un acceso rápido a una solución porque reducen el número de espacios problema.

  • Según Newell y Simon, los heurísticos son conjuntos de reglas que se pueden expresar de la forma “si...entonces” es decir, reglas de condición-acción (si se cumplen determinadas condiciones entonces puedo realizar determinada tarea).

    Estas reglas llamada producciones permiten elaborar programas que solucionan problemas específicos.

    Este tipo de programas se crearon inicialmente para intentar simular desde una perspectiva psicológica, cómo es el proceso de solución de problemas y, así mismo, también fueron aplicadas en el ámbito de la inteligencia artificial (IA).

  • Métodos de estudio en el proceso de solución de problemas

  • Se trata de estudiar qué es lo que ocurre en la mente de los sujetos cuando se trata de resolver un problema.

    Se estudiaron tres tipos de estrategias diferentes:

  • El método por excelencia es el experimental, el experimento:

  • Metodología ideal porque permite el uso de medidas de ejecución muy precisas sobre el proceso de pensamiento y además, comparar la ejecución en diferentes pruebas junto con diferentes VIs, índices de medida muy precisos ! permite manipular las variables que quiera usar el experimentador así como el uso de variables específicas.

  • Modelos de simulación por ordenador:

  • Los psicólogos que emplean esto han estado influidos por la perspectiva de la IA; sin embargo, tal y como señaló Kahney (1986), cuando hablamos de simulación por ordenador hay que establecer una diferenciación entre: el diseño de programas de ordenador desde la perspectiva de la IA y, los modelos de simulación por ordenador del comportamiento humano.

    El objetivo fundamental de los investigadores en el campo de la IA es el de que sus programas, trabajen de la manera más eficaz o eficiente posible, independientemente de cómo sea el proceso de solución de problemas y de si se asemeja o no, a cómo se comportaría el sujeto humano ! búsqueda de la eficacia máxima.

    Sin embargo, los modelos de simulación por ordenador tienen como objetivo crear programas de ordenador que se asemejen lo más posible a cómo lo haría el sujeto.

    Una de las ventajas es que, como trata de simular el comportamiento del sujeto, los teóricos tienen que ser muy explícitos previamente sobre cómo el sujeto maneja, codifica, etc., la información.

  • Análisis de protocolos de pensamiento en voz alta:

  • Esta metodología permite conocer cuál es el espacio problema que elabora el sujeto cuando trata de resolver una tarea. Consiste en pedir al sujeto que vaya contando lo que va pasando por su mente a medida que va resolviendo el problema. Después se analizan frase a frase esas verbalizaciones para tratar de conocer el tipo de procesos, de estrategias que el sujeto ha puesto en marcha.

    Es una técnica muy importante en el estudio del proceso de solución de problemas a pesar de haber sido muy criticada por ser muy introspectiva y basada en las experiencias subjetivas que van explicando los sujetos.

    Sin embargo, una de las justificaciones más importantes para su uso es que si nos limitamos a analizar la calidad de la respuesta de los sujetos (si es correcta o no), vamos a tener muy poca información sobre el tipo de procesos, de operaciones mentales que pone en marcha el sujeto.

    Este tipo de metodología es fuente de información muy útil que puede ser usada como complemento de otras.

  • Solución de problemas y conocimiento experto

  • Un experto, es aquel sujeto que tiene un elevado nivel de conocimientos en un ámbito o dominio específico.

    Una de las cuestiones analizadas es conocer los aspectos que distinguen a los sujetos expertos de los sujetos novatos (carecen de ese conocimiento) cuando tienen que resolver una tarea.

    Una de las primeras líneas de investigación usadas para analizar esta cuestión tomaba como referencia el juego de ajedrez usando sujetos expertos y novatos; había diferencias a dos niveles:

    1ª) la cantidad de información que los sujetos eran capaces de almacenar en la MLP.

    2ª) la forma de organizar el conocimiento ! capacitaba a los sujetos expertos para introducir información de manera más eficiente (más información).

    Un sistema experto es un programa de ordenador que trata de resolver problemas específicos en un determinado ámbito o dominio, pero implantando el conocimiento experto humano.

    ¿Cuál es el objetivo del sistema? no es tanto sustituir o reemplazar al experto humano, sino ayudarle a trabajar de la manera más eficaz posible.

    Este tipo de programas ha puesto de manifiesto una ejecución muy buena en diferentes ámbitos aunque también es verdad, que han sido necesarios muchos años para perfeccionarlos y, aún así, tienden a basarse en conocimientos muy específicos de un determinado dominio sin que sea posible, como hace el sujeto humano, recurrir al conocimiento del mundo.

    Ej./ el programa Eliza: “en parte el psicoanálisis se basa en hacer hablar de sus problemas al paciente con una interacción mínima por parte del psicoanalista. Aquí tenemos el programa "Doctor Freud", basado en popular programa "Eliza" que representa un "psicoanalista virtual". Podrás contarle tus problemas y te responderá según esta premisa inicial”.

    Tiene una base de datos de palabras clave, y para cada una de ellas una serie de respuestas pertinentes. Estas palabras clave son palabras importantes, como las que refieren a la familia, al sexo, al dinero, a los estados de ánimo. (http://www.geocities.com/angelto.geo/eliza.html)