- HEURÍSTICA
Ciencia que estudia los procesos
de decisión respecto a un campo de conocimiento concreto, como son las
estrategias cognitivas. Su contrapartida formal en computación es el algoritmo.
La palabra heurística proviene de la palabra griega heuriskein que significa
descubrir, encontrar. Por heurística entendemos una estrategia, método,
criterio o truco usado para hacer más sencilla la solución de problemas
difíciles. El conocimiento heurístico es un tipo especial de conocimiento usado
por los humanos para resolver problemas complejos. En este caso el adjetivo
heurístico significa medio para descubrir. Debido a la existencia de algunos
problemas importantes con un gran interés práctico difíciles de resolver,
comienzan a surgir algoritmos capaces de ofrecer posibles soluciones que aunque
no consiguen el resultado óptimo, si que se acercan en un tiempo de cálculo
razonable. Estos algoritmos están basados en el conocimiento heurístico y por
lo tanto reciben el nombre de algoritmos heurísticos. Por lo general, los
algoritmos heurísticos encuentran buenas soluciones, aunque a veces no hay
pruebas de que la solución pueda hallarse en un tiempo razonablemente corto o
incluso de que no pueda ser errónea. Frecuentemente pueden encontrarse casos
particulares del problema en los que la heurística obtendrá resultados muy
malos o que tarde demasiado en encontrar una solución. Un método heurístico es
un conjunto de pasos que deben realizarse para identificar en el menor tiempo
posible una solución de alta calidad para un determinado problema. Al principio
esta forma de resolver problemas no fue bien vista en los círculos académicos,
debido fundamentalmente a su escaso rigor matemático. Sin embargo, gracias a su
interés práctico para solucionar problemas reales fue abriendo poco a poco las
puertas de los métodos heurísticos, sobre todo a partir de los años 60.
Actualmente las versiones matemáticas de métodos heurísticos están creciendo en
su rango de aplicaciones, así como en su variedad de enfoques. Nuevas técnicas
heurísticas son utilizadas a diario por científicos de computación,
investigadores operativos y profesionales, para resolver problemas que antes
eran demasiado complejos o grandes para las anteriores generaciones de este
tipo de algoritmos.
METODO HEURÍSTICO
Se basa en la utilización de reglas empíricas
para llegar a una solución. El método heurístico conocido como “IDEAL”,
formulado por Bransford y Stein (1984), incluye cinco pasos:
Identificar el problema;
definir y presentar el problema;
explorar las estrategias viables;
avanzar en las estrategias;
y lograr la solución y volver para evaluar los
efectos de las actividades (Bransford & Stein, 1984).
El matemático Polya (1957)
también formuló un método heurístico para resolver problemas que se aproxima
mucho al ciclo utilizado para programar computadores. A lo largo de este curso
se utilizará este método propuesto por Polya. Según Polya (1957), cuando se
resuelven problemas, intervienen cuatro operaciones mentales:
1. Entender el problema
2. Trazar un plan
3. Ejecutar el plan (resolver)
4. Revisar
Sin embargo, es importante notar
que estas son flexibles y no una simple lista de pasos como a menudo se plantea
en muchos de esos textos (Wilson, Fernández & Hadaway, 1993). Cuando estas
etapas se siguen como un modelo lineal, resulta contraproducente para cualquier
actividad encaminada a resolver problemas.
1. COMPRENDER EL PROBLEMA. Leer
el problema varias veces Establecer los datos del problema Aclarar lo que se va
a resolver (¿Cuál es la pregunta?) Precisar el resultado que se desea lograr
Determinar la incógnita del problema Organizar la información Agrupar los datos
en categorías Trazar una figura o diagrama.
2. HACER EL PLAN. Escoger y
decidir las operaciones a efectuar. Eliminar los datos inútiles. Descomponer el
problema en otros más pequeños.
3. EJECUTAR EL PLAN (Resolver).
Ejecutar en detalle cada operación. Simplificar antes de calcular. Realizar un
dibujo o diagrama.
4. ANALIZAR LA SOLUCIÓN
(Revisar). Dar una respuesta completa Hallar el mismo resultado de otra manera.
Verificar por apreciación que la respuesta es adecuada.
Como se aplica el método heurístico
Como disciplina científica, la
heurística es aplicable a cualquier ciencia e incluye la elaboración de medios
auxiliares, principios, reglas, estrategias y programas que faciliten la
búsqueda de vías de solución a problemas; o sea, para resolver tareas de cualquier
tipo para las que no se cuente con un procedimiento algorítmico de solución.
Según Horst Müler: Los Procedimientos Heurísticos son formas de trabajo y de
pensamiento que apoyan la realización consciente de actividades mentales
exigentes. Los Procedimientos Heurísticos como Método científico pueden
dividirse en principios, reglas y estrategias.
Principios
Heurísticos:
constituyen sugerencias para encontrar (directamente) la idea de solución;
posibilita determinar, por tanto, a la vez, los medios y la vía de solución.
Dentro de estos principios se destacan la analogía y la reducción.
Reglas
Heurísticas: actúan como impulsos generales dentro del proceso de búsqueda
y ayudan a encontrar, especialmente, los medios para resolver los problemas.
Las Reglas Heurísticas que más se emplean son: * Separar lo dado de lo buscado.
* Representar magnitudes dadas y buscadas con variables. * Determinar si se
tienen fórmulas adecuadas. * Utilizar números (estructuras más simples) en
lugar de datos. * Reformular el problema.
Estrategias
Heurísticas: se
comportan como recursos organizativos del proceso de resolución, que
contribuyen especialmente a determinar la vía de solución del problema
abordado. Existen dos estrategias: o El trabajo hacia adelante: se parte de lo
dado para realizar las reflexiones que han de conducir a la solución del
problema. o El trabajo hacia atrás: se examina primeramente lo que se busca y,
apoyándose de los conocimientos que se tienen, se analizan posibles resultados
intermedios de lo que se puede deducir lo buscado, hasta llegar a los dados.
