Introducción  

Este proyecto está pensado como de consolidación del proyecto solicitado en la convocatoria anterior “Dinámica de Sistemas como catalizador del aprendizaje sobre Sistemas Complejos”. El perfil de los Ingenieros Matemáticos requiere que estos sean capaces de conceptualizar sistemas complejos y comprender el comportamiento que estos tienen y la forma como dicho comportamiento se puede describir. Históricamente son muchos los ejemplos de conceptualización de sistemas complejos y la descripción matemática del comportamiento de estos sistemas. Por ejemplo, la representación del crecimiento y decrecimiento de poblaciones como modelos de ecuaciones diferenciales, o la representación del comportamiento en “olas” de una pandemia como resultado de sistemas con memoria que en función del estado actual tienen distintas probabilidades de comportamientos futuros dado el estado actual. 

El salto que se debe dar para ir desde la teoría de estos modelos de sistemas complejos hacia la interiorización de éstos como sistemas modelables y representables en términos matemáticos, es un paso necesario que contribuye al desarrollo cognitivo de los profesionales de la ingeniería matemática y contribuye a la consolidación de competencias necesarias para estos profesionales. 

La consolidación de estas competencias en cada uno de los alumnos se da como resultado de su paso por instituciones académicas, con toda la formación básica necesaria, y de su experimentación con problemas reales que les conduzcan a “situarse” en contextos reales que propicien la generación de conocimiento a partir de la su implicación, siempre y cuando las condiciones estén dadas: contexto, necesidad, fundamento teórico para proponer soluciones, y guía y tutorización convergente a la puesta en práctica del ingenio de los alumnos en torno a la modelización-de y operación-con un sistema complejo. 

Un sistema complejo es concebido como un sistema compuesto de partes interrelacionadas entre sí, que como conjunto exhiben propiedades y comportamientos no evidentes a partir de la suma de las partes individuales. Las características de los sistemas complejos (como la interdependencia, la diversidad y la adaptabilidad de los agentes, etc.), desafían los supuestos básicos de las teorías tradicionales reduccionistas, y requieren de un enfoque sistémico que no descarte la existencia de comportamientos emergentes a partir de las interacciones, así como la co-existencia de alternativas de solución como producto de la co-existencia de perspectivas e interpretaciones del sistema complejo. 

Un enfoque sistémico que permite abordar un problema complejo es el conocido como Dinámica de Sistemas (System Dynamics). La Dinámica de Sistemas proporciona en marco metodológico y un lenguaje de modelado que permite modelar sistemas complejos. Teniendo en cuenta que los problemas reales no son modificables y que manipularlos implica costes y esfuerzos ingentes, los modelos usando Dinámica de Sistemas permiten operar con representaciones de las realidades complejas, y de esta manera simular y comprender el comportamiento de estos sistemas, los modelos matemáticos implícitos, la prospección de futuros posibles y alternativos, y el estudio de escenarios posibles, lo que redunda en la generación de entradas para la toma de decisiones y el diseño de políticas sobre el sistema real, sin implicar costes elevados y sin poner en riesgo el sistema real. 

Los especialistas en Dinámica de Sistemas han desarrollado el Juego de la Cerveza (The Beer game). El Juego de la Cerveza se desarrolló para introducir a estudiantes, directivos y ejecutivos en los conceptos de la dinámica de sistemas. El propósito del juego es ilustrar el principio clave de que “la estructura produce y define el comportamiento”. Los jugadores experimentan las presiones de desempeñar un papel en un sistema complejo y pueden ver los efectos a largo plazo durante el transcurso del juego. Cada jugador participa como miembro de un equipo que debe satisfacer las demandas de sus clientes. El objetivo del juego es minimizar el coste total de su equipo. En la sesión informativa estructurada que le sigue, el juego ilustra una serie de ideas sobre los sistemas de gestión que se generalizan más allá de los inventarios. Jugar y hacer la discusión posterior al juego lleva un mínimo de algo más de dos horas. Esta sesión informativa es la parte más importante del juego puesto que es cuando se consolida el aprendizaje sobre la comprensión del comportamiento de los sistemas complejos a partir de la estructura identificada. 

En este proyecto se propone hacer uso del Juego de la Cerveza para introducir a los alumnos en la Dinámica de Sistemas, y posteriormente, tras tener un dominio mínimo, plantearles retos que permitan a los alumnos abordar problemas complejos de distinto tipo usando Dinámica de Sistemas. La hipótesis que motiva el proyecto es que los alumnos pueden, por medio de la dinámica de sistemas, comprender el comportamiento y funcionamiento de un sistema complejo real de una manera más rápida y eficiente, con lo que la dinámica de sistemas termina siendo un catalizador del aprendizaje en el aula. 

Teniendo en cuenta que esta propuesta se hace en el entorno académico, se quiere evaluar el impacto que tiene en el proceso de aprendizaje, por lo que además se hará uso del lenguaje de la arquitectura de la arquitectura cognitiva ACT-R, para representar el proceso de aprendizaje llevado a cabo en el aula, y se analizará la estructura de dicha representación del proceso de aprendizaje llevado a cabo.