La resolución de problemas en la construcción del conocimiento. Un ejemplo

Tras una introducción, en la que los autores expresan su manera de entender la resolución de problemas, este articulo trata de poner de relieve el importante papel que ésta desempeña como dinamizadora de un aprendizaje constructivista. En concreto, se utiliza un ejemplo para explicitar una forma de construir conocimiento significativo relativo a números, a las propias estrategias de resolución e incluso a actitudes deseables para cualquier persona. En definitiva, este trabajo intenta acercar al profesor de secundaria reflexiones extraídas en un proceso de investigación, alentando de esta forma lo útil, a la vez que necesaria, colaboración entre docentes e investigadores.

Desarrollo de técnicas de aprendizaje automático para la predicción de resultados de partidos en ligas futbolísiticas

En la actualidad, existen un gran número de investigaciones que usan técnicas de aprendizaje automático basadas en árboles de decisión. Como evolución de dichos trabajos, se han desarrollado métodos que usan Multiclasificadores (Random forest, Boosting, Bagging) que resuelven los mismos problemas abordados con árboles de decisión simples, aumentando el porcentaje de acierto. El ámbito de los problemas resueltos tradicionalmente por dichas técnicas es muy variado aunque destaca la bio-informática. En cualquier caso, la clasificación siempre puede ser consultada a un experto considerándose su respuesta como correcta. Existen problemas donde un experto en la materia no siempre acierta. Un ejemplo, pueden ser las quinielas (1X2). Donde podemos observar que un conocimiento del dominio del problema aumenta el porcentaje de aciertos, sin embargo, predecir un resultado erróneo es muy posible. El motivo es que el número de factores que influyen en un resultado es tan grande que, en muchas ocasiones, convierten la predicción en un acto de azar. En este trabajo pretendemos encontrar un multiclasificador basado en los clasificadores simples más estudiados como pueden ser el Perceptrón Multicapa o Árboles de Decisión con el porcentaje de aciertos más alto posible. Con tal fin, se van a estudiar e implementar una serie de configuraciones de clasificadores propios junto a multiclasificadores desarrollados por terceros. Otra línea de estudio son los propios datos, es decir, el conjunto de entrenamiento. Mediante un estudio del dominio del problema añadiremos nuevos atributos que enriquecen la información que disponemos de cada resultado intentando imitar el conocimiento en el que se basa un experto. Los desarrollos descritos se han realizado en R. Además, se ha realizado una aplicación que permite entrenar un multiclasificador (bien de los propios o bien de los desarrollados por terceros) y como resultado obtenemos la matriz de confusión junto al porcentaje de aciertos. En cuanto a resultados, obtenemos porcentajes de aciertos entre el 50% y el 55%. Por encima del azar y próximos a los resultados de los expertos.

El correcto uso de la tutoría como herramienta del proceso de enseñanza-aprendizaje

La finalidad de la tutoría es ofrecer al alumnado orientación y apoyo en su formación académica. No obstante, y a pesar de que se trata de una herramienta muy útil para el desarrollo integral de los estudiantes en su etapa universitaria, su utilidad se ve mermada en muchos casos por el desconocimiento de su función metodológica y por el incorrecto empleo de la misma por parte del alumnado. Por ello, consideramos oportuno analizar las principales deficiencias observadas en el uso de las tutorías tanto presenciales como virtuales, y elaborar directrices generales con el fin de conseguir que los alumnos/as utilicen correctamente esta herramienta desde el primer momento en que se incorporan a la Universidad. Para ello, realizaremos un estudio comparativo entre las diversas asignaturas impartidas por los miembros de la Red con el fin de comprobar si los problemas detectados son comunes entre el alumnado de diferentes cursos, o si por el contrario sólo se deben a la inexperiencia de los estudiantes de los primeros cursos.

Propuesta metodológica fundamentada en la resolución de problemas para el desarrollo del programa de matemática de séptimo grado de Educación Básica

Este trabajo se centra en fundamentar el proceso de enseñanza aprendizaje de la Matemática en Séptimo grado de Educación Básica, enfocada en aspectos teóricos y metodológicos sobre la Resolución de Problemas. Realiza un diagnóstico sobre las tendencias metodológicas de maestros y maestras en sus prácticas didácticas en relación a las competencias educativas, que sirve de sustento para orientar y construir de manera participativa el trabajo de investigación. Objetivo: Diseñar una propuesta metodológica para fundamentar el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Matemática en Séptimo grado de Educación Básica, enfocada en la resolución de problemas. Metodología: de carácter documental basada en un diagnóstico de una muestra en docentes de diez centros escolares de la Zona Oriental como resultado se diseñó una Propuesta Metodológica fundamentada en la resolución de problemas para el desarrollo del programa de Matemáticas de séptimo grado del Centro Escolar Cantón El Papalón de San Miguel. Conclusiones: Los docentes siguen utilizando la forma tradicional de enseñar matemáticas (pizarrón-marcador) no contribuyendo a estimular los procesos cognitivos del estudiante, asimismo, los estudiantes no son un ente activo dentro del proceso de enseñanza aprendizaje debido a que la mayoría de los docentes reflejan un nivel deficiente en la lectura del programa de matemáticas de séptimo grado, utilizando un enfoque conductista sin aplicar la resolución de problemas.

Potencialidades del cálculo diferencial para la enseñanza de la resolución de problemas

En este trabajo se presenta el resultado de una investigación realizada a la asignatura Cálculo Diferencial (CD) que se imparte en el primer año de ingeniería industrial, la que abarca los contenidos funciones, límite, continuidad, derivada y diferencial de funciones de una y varias variables, con el objetivo de identificar las potencialidades que poseen estos contenidos para implementar en esta asignatura una propuesta organización del proceso de enseñanza aprendizaje de los recursos heuristicos. Se toma como marco teórico La enseñanza problémica y la resolución de problemas, enfoques de orientación heurística que tienen entre sus premisas epistemológicas y psicológicas; el considerar la matemática como una disciplina dinámica, no agotada y el concebir el aprendizaje como un proceso en que el desempeño del estudiante juega un papel protagónico. Se dan algunas recomendaciones didáctico-metodológicas a través de ejemplos concretos que ilustran como se pueden abordar los contenidos para eliminar limitaciones que presenta la organización tradicional de la asignatura y poder implementar de manera efectiva una nueva organización.

La evolución del pensamiento del profesorado en cuatro centros constituidos como comunidades de aprendizaje

En una Comunidad de Aprendizaje, todos los agentes educativos y sociales participan conjuntamente para poder cumplir el sueño de una escuela ideal, pero el rol del profesorado es esencial haciendo posible el cambio y llevando a cabo dicha tarea. Uno de los grandes problemas que percibimos es la respuesta del profesorado ante las exigencias que plantea la sociedad para un sistema de enseñanza obsoleto donde resulta habitual la homogeneización del alumnado en los agrupamientos de aula y una atención a la diversidad que dista mucho de lo que requiere la educación inclusiva. En esta comunicación presentamos aspectos parciales de un estudio que se ha realizado con el profesorado de cuatro comunidades de aprendizaje para comprobar cómo transforma su pensamiento profesional, tres de la ciudad de Córdoba y la cuarta de la localidad de El Guijo (Córdoba).

La resolución de problemas en la formación de profesionales matemáticos en Cuba

En este trabajo se presentan las experiencias desarrolladas con el objetivo de contribuir a la formación de habilidades para la resolución de problemas en estudiantes de primer año de la carrera de Licenciatura en Matemática. Concretamente, se presenta la propuesta de actividades a desarrollar dentro del contexto de la asignatura “Seminario de Problemas I", con la que se inicia el programa de la disciplina “Práctica Profesional del Matemático”, existente en el plan de estudio de la carrera en las universidades cubanas desde el curso 1990-91 (Plan de Estudio “C” de la carrera de Matemática). Uno de los propósitos del curso es recorrer, a partir de problemas físicos, geométricos, algebraicos, etc., diferentes etapas de la investigación matemática desde la formulación del problema; la obtención del modelo matemático (por ejemplo, determinar las raíces de una ecuación); los métodos de resolución (exactos y aproximados: numéricos y/o analíticos) y su implementación computacional; la utilización de técnicas para verificar la corrección de los resultados obtenidos (compatibilidad con las unidades de magnitud, estudio de casos limite, etc.) y su interpretación. Otro objetivo importante que persigue este curso es contribuir al desarrollo de hábitos de investigación científica mediante la orientación de un trabajo de curso sobre aspectos de la vida y obra de algún matemático. La exposición y defensa de los resultados de sus búsquedas, ante el colectivo de estudiantes, permite desarrollar sus habilidades de expresión oral y su formación cultural en la especialidad.

La importancia de las representaciones semióticas de funciones reales en la resolución de problemas de cálculo integral

En este trabajo se describen las dificultades que tienen los estudiantes de ingenieria en FIME-UANL, al representar una función real en diferentes sistemas semióticos en la resolución de problemas, lo cual influye decisivamente en temas posteriores como es el de cálculo integral. La constatación se realiza mediante la aplicación de un test científico que evidencia el cambio de registros como la dificultad fundamental. La fundamentación teórica del trabajo se basa en la noción semiótica de registros llevado al plano matemático. Se hace una propuesta en la enseñanza de la matemática para aportar al aprendizaje del tema de funciones, que toma como fundamental la introducción de tareas y acciones relacionadas con el tránsito entre representaciones semióticas y así contribuir a la posibilidad de resolver problemas en el cálculo integral.

Evaluación del aprendizaje de las matemáticas

Entre las principales deficiencias que se presentan en la actualidad en nuestra práctica educativa, relacionadas con el control y la evaluación, están considerar únicamente la evaluación del producto o resultado final, identificar control con calificación, con "dar una nota" y la realización del control en un sólo sentido (el del profesor). Existe una opinión bastante generalizada en cuanto a que los procedimientos de elaboración de pruebas, aplicación y calificación de las mismas son equivalentes al proceso de evaluar. En general se reduce el papel de la evaluación a una de sus funciones. Pero realmente, ¿se evalúa en nuestra enseñanza?, desde nuestro punto de vista este es un aspecto que requiere ser estudiado. En el taller se analizó la problemática de la evaluación del aprendizaje y se consideraron algunas técnicas para la evaluación de los contenidos matemáticos. En ambas sesiones se emplearon técnicas participativas siguiendo la lógica de identificación de problemas, profundización en el conocimiento y propuesta de alternativas.

Métodos y resultados del aprendizaje de la investigación de operaciones hacia un desarrollo independiente

La impartición de la asignatura investigación de operaciones en la carrera de ingeniería industrial ha sufrido desde su introducción en Cuba en los años 60, variaciones tanto en su contenido como en el nombre de la misma. Conocida actualmente como modelación económica Matemática, en sus inicios incluía solamente dos asignaturas y no es hasta el diseño del plan de estudios " C ”, que se decide dividirla en tres, por la importancia que han cobrado en el mundo estas técnicas en la gestión empresarial. Es por esta razón que en el presente trabajo se analiza cómo la inclusión de la computación y de un fuerte trabajo independiente de los estudiantes en las asignaturas, permite alcanzar un mayor dominio de los contenidos y elevar la calidad en la impartición de la misma, obteniéndose como resultado un egresado con mayor capacidad para el análisis y solución de problemas de toma de decisiones en la gestión empresarial.

Sobre la formulación de problemas matemáticos

En el presente trabajo se propone una nueva estrategia para la formulación de problemas matemáticos, a partir de una idea desarrollada por Brown y Walter (1990). Esta estrategia tiene una estructura no lineal y consta de seis acciones, en las cuales se concatena un subsistema de operaciones constitutivas. El aprendizaje de esta estrategia, sobre la base de un sistema de técnicas aisladas por otros autores (véase Kilpatrick. 1987), ha sido experimentado en la formación del profesor de Matemática del Instituto Superior Pedagógico “José de la Luz y Caballero”. Para ello se ha propuesto una metodología para caracterizar el proceso de formulación, y se han elaborado nuevos instrumentos como el que resulta de extender los «episodios gráficos» de Schöenfeld al conjunto de acciones propuestas. Los resultados obtenidos constataron que la implementación de dicha estrategia favorece el proceso de formulación de problemas. También se corroboró la existencia de una estrecha interrelación entre los procesos de formulación y resolución de problemas, lo cual ha sido advertido por varios autores (Brown y Walter, 1993; Silver, 1994 y 1996; English, 1998).

Estrategias y creencias acerca de la resolución de problemas matemáticos en profesores de secundaria básica

El trabajo que se presenta, es una investigación en desarrollo, la cual tiene como objetivo determinar mediante un estudio de casos, aquellos factores para los problemas que afectan el aprendizaje de los estudiantes en la solución de problemas matemáticos, relacionados con la labor del docente, para lo cual fueron aisladas algunas estrategias y creencias que estos tienen acerca de este contenido de enseñanza. Los tests aplicados fueron confeccionados a partir de la precisión que se realizó del concepto de problema siendo los mismos validados antes de la aplicación definitiva del mismo, además se realizaron entrevistas individuales y una encuesta para recoger información adicional. El análisis de los resultados de estas herramientas, permitieron confirmar o rechazar las estrategias y creencias previstas. entre las que destacan: tanteo sistemático, usar figuras convenientes, opera con los números dados, procedimiento rutinario asociado a un indicador textual, palabras claves, plantar una solución,, modelación: analógica intuitiva, algebraica.

La enseñanza de estrategias para la resolución de problemas matemáticos en una escuela de ingeniería

En este trabajo se abordan la enseñanza y aprendizaje de estrategias de resolución de problemas matemáticos en una escuela de Ingeniería de nivel superior, entendiendo por estrategia la definición de un objetivo y la planificación, selección e implementación de diferentes procedimientos para alcanzarlo. Los elementos más importantes de esta propuesta consisten en la selección de problemas contextualizados en la experiencia y el entorno de los estudiantes, en el diseño de cuestiones sobre diferentes procesos del proceso de resolución de tales problemas, en la planificación y utilización por parte del profesor de estrategias de enseñanza de modelaje y de autointerrogación y del diseño de situaciones de aprendizaje que favorecen la resolución de problemas de forma cooperativa entre parejas de alumnos. La experiencia descrita se centra en problemas de probabilidad de un curso de bioestadística y describe cómo fue que al aprender los alumnos las estrategias para resolver problemas, no sólo mejoraron su rendimiento sino que se logró un cambio cualitativo en las creencias y actitudes de los alumnos en relación con la probabilidad.

Problemas de corte : métodos exactos y aproximados para formulaciones mono y multi-objetivo

Los problemas de corte y empaquetado son una familia de problemas de optimización combinatoria que han sido ampliamente estudiados en numerosas áreas de la industria y la investigación, debido a su relevancia en una enorme variedad de aplicaciones reales. Son problemas que surgen en muchas industrias de producción donde se debe realizar la subdivisión de un material o espacio disponible en partes más pequeñas. Existe una gran variedad de métodos para resolver este tipo de problemas de optimización. A la hora de proponer un método de resolución para un problema de optimización, es recomendable tener en cuenta el enfoque y las necesidades que se tienen en relación al problema y su solución. Las aproximaciones exactas encuentran la solución óptima, pero sólo es viable aplicarlas a instancias del problema muy pequeñas. Las heurísticas manejan conocimiento específico del problema para obtener soluciones de alta calidad sin necesitar un excesivo esfuerzo computacional. Por otra parte, las metaheurísticas van un paso más allá, ya que son capaces de resolver una clase muy general de problemas computacionales. Finalmente, las hiperheurísticas tratan de automatizar, normalmente incorporando técnicas de aprendizaje, el proceso de selección, combinación, generación o adaptación de heurísticas más simples para resolver eficientemente problemas de optimización. Para obtener lo mejor de estos métodos se requiere conocer, además del tipo de optimización (mono o multi-objetivo) y el tamaño del problema, los medios computacionales de los que se dispone, puesto que el uso de máquinas e implementaciones paralelas puede reducir considerablemente los tiempos para obtener una solución. En las aplicaciones reales de los problemas de corte y empaquetado en la industria, la diferencia entre usar una solución obtenida rápidamente y usar propuestas más sofisticadas para encontrar la solución óptima puede determinar la supervivencia de la empresa. Sin embargo, el desarrollo de propuestas más sofisticadas y efectivas normalmente involucra un gran esfuerzo computacional, que en las aplicaciones reales puede provocar una reducción de la velocidad del proceso de producción. Por lo tanto, el diseño de propuestas efectivas y, al mismo tiempo, eficientes es fundamental. Por esta razón, el principal objetivo de este trabajo consiste en el diseño e implementación de métodos efectivos y eficientes para resolver distintos problemas de corte y empaquetado. Además, si estos métodos se definen como esquemas lo más generales posible, se podrán aplicar a diferentes problemas de corte y empaquetado sin realizar demasiados cambios para adaptarlos a cada uno. Así, teniendo en cuenta el amplio rango de metodologías de resolución de problemas de optimización y las técnicas disponibles para incrementar su eficiencia, se han diseñado e implementado diversos métodos para resolver varios problemas de corte y empaquetado, tratando de mejorar las propuestas existentes en la literatura. Los problemas que se han abordado han sido: el Two-Dimensional Cutting Stock Problem, el Two-Dimensional Strip Packing Problem, y el Container Loading Problem. Para cada uno de estos problemas se ha realizado una amplia y minuciosa revisión bibliográfica, y se ha obtenido la solución de las distintas variantes escogidas aplicando diferentes métodos de resolución: métodos exactos mono-objetivo y paralelizaciones de los mismos, y métodos aproximados multi-objetivo y paralelizaciones de los mismos. Los métodos exactos mono-objetivo aplicados se han basado en técnicas de búsqueda en árbol. Por otra parte, como métodos aproximados multi-objetivo se han seleccionado unas metaheurísticas multi-objetivo, los MOEAs. Además, para la representación de los individuos utilizados por estos métodos se han empleado codificaciones directas mediante una notación postfija, y codificaciones que usan heurísticas de colocación e hiperheurísticas. Algunas de estas metodologías se han mejorado utilizando esquemas paralelos haciendo uso de las herramientas de programación OpenMP y MPI.

Estrategia didáctica para la resolución de problemas de la asignatura geometría descriptiva

En el presente trabajo, se brindan los resultados de una investigación desarrollada por la autora en la facultad de Ingeniería Mecánica de la CUJAE, enmarcada dentro de la tendencia la enseñanza de la resolución de problemas, en la cual se sistematizaron y generalizaron los resultados de las investigaciones realizadas en nuestro centro, acerca del proceso de enseñanza aprendizaje de esta asignatura. Durante el proceso investigativo, se construyeron las posiciones teóricas y se obtuvieron los principales resultados teóricos que fueron introduciéndose para precisar las acciones didácticas que se requerían en la práctica.