Sabers del currículum

1.1 Aplicació d’estratègies, tècniques i marcs de resolució de problemes en diferents contextos i les seves fases. [G]

Sabers concretats

• Aplicació de metodologies de disseny de solucions seguint unes pautes i una planificació preestablerta.
• Metodologia per delimitar el problema: estat de l’art, recerca, entrevistes, etc.
• Metodologia per pensar possibles solucions: brainstorming, estudi de mercat, benchmarking…
• Metodologia per seleccionar una solució: anàlisi de costos, anàlisi d’impacte ambiental, anàlisi de l’ergonomia (dependrà de les restriccions i indicadors establerts).
• Metodologia per testejar una solució: estudi de mercat, tests de prototips…

Justificació de la proposta

Aquesta activitat té com a objectiu principal formalitzar el procés que utilitzen els enginyers i les enginyeres i els tecnòlegs i les tecnòlogues per resoldre problemes, aplicant la metodologia de disseny a un cas real i delimitat. En lloc de resoldre un projecte complet, l’alumnat es focalitza en les fases inicials i més crítiques de l’enginyeria: la definició del problema, la generació d’idees (brainstorming) i la selecció raonada de la millor solució a partir de criteris d’avaluació clars. Això construeix la base algorítmica i el pensament crític necessaris per a qualsevol projecte tecnològic posterior.

Descripció de l’activitat

L’activitat consisteix a aplicar les tres primeres fases del procés de resolució d’un problema pràctic: definició, generació d’idees i selecció de la solució.

Es planteja un problema comú i rellevant per a l’alumnat: Com podem millorar el sistema d’emmagatzematge de les motxilles o el material personal a l’aula o al taller per fer-lo més eficient, segur o ergonòmic?

Els grups fan una recerca breu per analitzar solucions existents (benchmarking i anàlisi de productes) i identificar els requisits i les restriccions del problema (p. ex.: la solució ha de ser barata, no pot ocupar espai a terra, ha de ser fàcil de netejar, ha d’aguantar un pes màxim de 5 kg).

Els grups apliquen tècniques de generació d’idees i d’anàlisi de viabilitat, com ara brainstorming (utilitzen una tècnica estructurada de generació d’idees (p. ex.: brainwriting 6-3-5) per obtenir ràpidament un mínim de 10 possibles solucions (des d’un ganxo simple fins a un sistema modular complex)). Després dibuixen un esbós bàsic de les tres solucions que consideren més viables.

En la fase de selecció, s’aplica l’estratègia tècnica per triar la solució òptima. S’ha de tenir en compte:

• Criteris de selecció: el professorat guia la creació d’una matriu de decisió utilitzant els requisits identificats a la primera fase (p. ex.: cost, ergonomia, seguretat, complexitat de fabricació, impacte visual).
• Ponderació i avaluació: els grups assignen un pes (ponderació) a cada criteri segons la seva importància (p. ex.: el cost té un pes de 3, l’ergonomia, de 2). Després, puntuen cadascuna de les seves tres idees (1 al 5) en relació amb cada criteri.
• Solució òptima: es calcula la puntuació total ponderada de cada solució. La idea amb la puntuació més alta es converteix en la solució (teòricament) òptima, i s’argumenta aquesta elecció.

L’activitat conclou amb l’exposició de la matriu de decisió, justificant el procés seguit i per què la solució escollida és la millor des de la perspectiva de l’enginyeria (argumentació basada en proves/càlculs de la matriu).

Recomanacions

L’alumnat tendirà a saltar-se l’anàlisi de l’estat de l’art (benchmarking) o a definir el problema de forma vaga, ja que es basarà en la primera idea que els vingui al cap, sense identificar les restriccions i els requisits de manera objectiva. Cal exigir un document de requisits i restriccions abans de la fase d’ideació. Aquest document l’ha d’aprovar el o la docent i ha d'incloure, com a mínim, tres restriccions tècniques o econòmiques i tres requisits funcionals. Això força la definició precisa (pràctiques de l’enginyeria).

El risc més gran és que els grups manipulin els criteris de la matriu de decisió per afavorir la idea que ja els agradava (biaix de confirmació), en lloc d’utilitzar la matriu com una eina d’avaluació objectiva per seleccionar la solució òptima. Cal estandarditzar els criteris i la ponderació. El professorat ha de guiar el procés i definir un mínim de criteris d’avaluació comuns per a tota la classe, i pot assignar un pes (ponderació) fix o revisat pel o per la docent per evitar que el grup doni un pes de 10 al criteri amb què la seva solució guanya. Així es garanteix que la presa de decisions és argumentada basant-se en dades i no en la subjectivitat.

L’alumnat pot centrar-se en el resultat (la millora de la motxilla) i perdre de vista l’objectiu principal: aprendre i documentar les fases del mètode de resolució. Cal avaluar (o puntuar més) el procés que la qualitat del croquis final. S’ha d’exigir la documentació de la tècnica d’ideació (p. ex.: la graella del brainwriting), els càlculs de la matriu (mostrant les puntuacions ponderades) i la justificació escrita de l’elecció (“Hem escollit la solució C perquè, tot i ser més cara, la seva alta puntuació en ergonomia i seguretat l’ha fet guanyar segons la matriu d’avaluació”). Això reforça el pensament basat en proves.