La solución estratégica
 de los problemas

Ricardo Coronado Velasco
Maestro en Ingeniería, maestro en Letras Modernas. Candidato a doctor en Historia. Director del Departamento de Ciencias Fisícomatemáticas de la UIA Torreón. Ha publicado, entre otros, Nocturnancia y otros cuentos, Por las que van de arena, Los refugios de la memoria y Epistolario de un sueño.

 

“En todos los problemas,
la solución crea problemas nuevos.”
Miguel de Unamuno

La habilidad para la solución de problemas se considera hoy en día la parte cardinal en la enseñanza de las matemáticas. La experiencia de enfrentar y resolver un problema, además de fortalecer la capacidad heurística del estudiante, le muestra el poder y la utilidad de las matemáticas en el mundo que le rodea. Hofsdadter, en su espléndido libro Gödel, Escher y Bach, escribe y lo hace bien que “las capacidades básicas de la inteligencia se favorecen desde las matemáticas a partir de la resolución de problemas, siempre y cuando éstos no sean vistos como situaciones que requieran de una respuesta única (conocida previamente por el profesor que encamina hacia ella), sino como un proceso en el que el alumno estima, hace conjeturas y sugiere explicaciones.” Lo esencial en la solución de un problema, desde el punto de vista de la enseñanza, no es el resultado en sí —ya importante por su sola esencia—, sino el proceso mental, heurístico y creativo, mediante el cual se llega a una solución adecuada.
        Como diría un escritor romántico del siglo XIX, “ríos de tinta”comienzan a fluir abordando el tema. Vigorosos esfuerzos se encaminan a determinar las claves, encontrar los resortes, descubrir los mecanismos que el cerebro humano echa a andar en el proceso de solución de los problemas. Dentro de otras muchas destaca, por supuesto, la propuesta de George Polya, considerado como “el padre de las estrategias para la solución de problemas”.
        George Polya nació en Budapest, Hungría, en 1887. Aunque se inscribió en la carrera de abogacía en la Universidad de Budapest, al poco tiempo le pareció aburrida: la cambió entonces por la de lenguas y literatura. Sin embargo, con el propósito de entender la filosofía, se dedicó al estudio de las matemáticas y en 1912 obtuvo su doctorado en este campo. Fue maestro en el Instituto Tecnológico Federal en Zurci, Suiza, pero la situación política en Europa lo impulsó hacia los Estados Unidos, en 1940, incorporándose a la Universidad de Brown; dos años después pasó a la Universidad de Stanford, en donde trabajó por muchos años. Su larga vida concluyó en 1985, a la edad de 98 años.
        Las aportaciones de Polya incluyen más de 300 documentos matemáticos y varios libros; tres de ellos promueven y analizan una aproximación al conocimiento y desarrollo de estrategias en la solución de problemas: Cómo plantear y resolver problemas (traducido a más de 15 idiomas); Descubrimiento matemático, en dos volúmenes; Matemáticas y razonamiento plausible, también en dos tomos.
        Su preocupación por la enseñanza de las matemáticas la dejó plasmada en un “Decálogo para los profesores de matemáticas”: 1) Interésese en su materia; 2) Conozca su materia; 3) Trate de leer las caras de sus estudiantes; de ver sus expectativas y dificultades; póngase usted mismo en el lugar de ellos; 4) Advierta que la mejor manera de aprender algo es descubriéndolo por uno mismo; 5) Dé a sus estudiantes no sólo información, sino el conocimiento de cómo hacerlo: promueva actitudes mentales y el hábito del trabajo metódico; 6) Incítelos a aprender a conjeturar; 7) Impúlselos a que ejerciten siempre la comprobación; 8) Haga notar que los rasgos del problema que se tiene a la mano pueden ser útiles en la solución de problemas futuros: trate de sacar a flote el patrón general que yace bajo la presente situación concreta; 9) No muestre todo el secreto a la primera: dé oportunidad a sus estudiantes de fabricar sus propias conjeturas antes; permítales encontrar por ellos mismos tanto como sea posible, y 10) Sugiérales: no haga que se lo traguen a la fuerza.

        Sin embargo, la médula de la propuesta de Polya es el ya famoso “método de cuatro pasos para resolver problemas”. Si bien la comunidad matemática lo conoce con ese nombre, más que una metodología de enseñanza y aprendizaje, es en realidad un paradigma.
         Se trata de un proceso dialógico de pregunta y respuesta que posibilita el descubrimiento de alternativas para la solución de un problema. Un desarrollo heurístico que permite al estudiante reconocer indicios; identificar patrones, explorar coyunturas, probar rutas que conduzcan soluciones plausibles; en fin, asumir riesgos que lo lleven a puerto seguro. Ciertamente, más que una técnica o procedimiento, es una actitud mental ante los problemas. El interés no se centra en que el alumno entienda la teoría: debe comprender cómo fue descubierta.
        Polya formula cuatro estadios: 1) Comprender el problema, 2) Concebir un plan, 3) Ejecutar el plan y 4) Examinar la solución obtenida.
        Por supuesto que antes de atacar cualquier problema debe de reconocerse que existe. En otras palabras ¿a qué llamamos un problema? Cuestión espinosa. Abundan las aproximaciones; pero resulta más fácil establecer lo que no es un problema. No obstante, se acepta en lo general que un problema debe satisfacer los siguientes requisitos: Aceptación, debe aceptarse como tal; existir un compromiso de resolverlo, ya por motivos internos o externos; Bloqueo, no funcionan ni los intentos iniciales ni las técnicas habituales; Exploración, búsqueda de nuevos métodos para atacar el problema.
        Otra forma de caracterizar los problemas es comparándolos con los ejercicios. Un ejercicio se resuelve aplicando un algoritmo. La destreza se basa en la memoria. ¿Se recuerda el algoritmo? Entonces se puede resolver; de otra forma no. En cambio, en los problemas no es evidente el camino a seguir, puede haber varios. Hay que apelar a conocimientos dispersos, no necesariamente matemáticos; relacionar saberes distintos, establecer nuevas relaciones.
        Con estas ideas entremos al primer estadio: comprender el problema. Entender el problema, según Polya es apropiárnoslo: hacerlo nuestro de tal manera que bien podamos desatenderlo momentáneamente y volver a él sin perder la esencia; concretarlo en tan pocas palabras que seamos capaces de reformularlo de manera distinta sin modificar la idea. Por supuesto, para lograrlo es necesario aprehender su enunciado verbal. Preguntas indispensables: ¿cuál es la incógnita?; ¿cuáles los datos?; ¿cuál la conclusión?… ¿qué relación hay entre la incógnita y los datos? Sin duda, trazar un dibujo, un esquema, ayuda a la comprensión.
        Concepción de un plan. El sendero que va de la comprensión del problema a la concepción del plan puede ser prolongado y escabroso. No obstante, se trata de la columna vertebral del proceso de solución. El plan puede ir fraguándose, tomando forma después de una serie de ensayos aparentemente estériles, hasta que de súbito surge la idea brillante. La tarea principal del profesor es conducir al alumno en esta búsqueda intensa. Mas las ideas no vienen por generación espontánea: se basan en la experiencia pasada y en los conocimientos adquiridos previamente, como problemas resueltos, teoremas demostrados, axiomas en el almacén de nuestra memoria…; en buenos hábitos de pensamiento, de concentración… y hasta en la suerte. Para este estadio el autor sugiere concentrarse en cuestiones como: “mire bien la incógnita. Trate de pensar en algún problema que le sea familiar y que tenga la misma incógnita o similar”; “he aquí un problema relacionado con el suyo y ya resuelto. ¿Puede usted hacer uso de él?”; “¿puede enunciar el problema en forma distinta?”; “si no puede resolver el problema propuesto, trate de resolver primero alguno relacionado con él?”…
        Ejecución del plan. Levantado el plan, esto es: la idea general de los razonamientos y construcciones que habremos de efectuar para determinar la incógnita, procederemos ahora a llevarlo a cabo. Aquí la paciencia es la mejor aliada. Examinar a cabalidad que cada pieza embone perfectamente; la exactitud de todo razonamiento; la claridad de toda operación… Que no quede un solo rincón oscuro en donde pueda agazaparse algún error. Las preguntas que iluminan el trabajo heurístico en esta fase pueden ser: “¿ya verificó cada paso del plan?”, “¿ya consideró la interconexión entre ellos?”, “¿puede ver con claridad que el paso es correcto?”, “¿puede demostrarlo?”… Desde luego, debe realizar cada etapa del plan una vez terminado el escrutinio o de manera simultánea.
        Examen de la solución. En otras palabras: se trata de una visión retrospectiva del trabajo efectuado en las etapas anteriores. Con mucha frecuencia el alumno menosprecia o ignora la importancia de este paso. Sin embargo, es de suma trascendencia; una suerte de digestión: asimilará lo esencial y eliminará lo superfluo. Con esta reconsideración de la solución y el camino que condujo hacia ella se consolidan los conocimientos y se desarrolla la aptitud para resolver problemas. Pese a haber concluido el plan con la pulcritud y precisión indicada, conviene reexaminarlo en busca de posibles errores, procedimientos redundantes, operaciones inútiles… “¿puede comprobar el resultado?”, “¿y el razonamiento?”, “¿algún modo distinto de obtener el resultado?”, “¿alguna operación innecesaria?”, “¿el método o el resultado son útiles para algún otro problema?”, “¿empleó todos los datos?”, “¿qué pasaría si modificamos esta variable?”…
        En suma, la aportación de George Polya a la enseñanza de las matemáticas es invaluable y desborda sus propias expectativas. Porque vale no sólo para los problemas matemáticos, sino para todo problema, sea o no matemático. Ya lo apuntaba el enorme español Santaló: “enseñar matemáticas debe ser equivalente a enseñar a resolver problemas. Estudiar matemáticas no debe ser otra cosa que pensar en la solución de problemas”. A cada momento estamos enfrentándonos a ellos. La vida, a fin de cuentas, no es más que una cadena de situaciones que exigen de nosotros la toma continua de decisiones. Y decidir es, en esencia, optar por una de las alternativas que presenta la solución de un problema. Vistas desde este ángulo, las matemáticas se convierten en un hermoso instrumento que nos ayuda a vivir.