Instrumentación Didáctica para la formación y desarrollo ... · Optimizará los recursos...

Instrumentación Didáctica para la formación y desarrollo de competencias profesionales

Código: TecNM-AC-PO-003-02

Revisión: O

Referencia a la Norma ISO 9001:2015: 8.1, 8.2.2, 8.5.1 Página 1 de 22

TecNM-AC-PO-003-02 Rev. 0

Tecnológico Nacional de México Subdirección Académica

Instrumentación didáctica para la formación y desarrollo de competencias Periodo: enero - junio 2020

Nombre de la asignatura: Investigación de Operaciones

Plan de Estudios: IQUI-2010-232 Clave de la asignatura: PIF-1804

Horas teoría-Horas práctica-Créditos: 3-2-5

1. Caracterización de la asignatura Esta asignatura aporta al Ingeniero Químico la capacidad para diseñar y aplicar modelos matemáticos, relacionados a las organizaciones que ayuden a la toma de decisiones. Diseña e implementa sistemas y procedimientos para la toma de decisiones en la optimización de recursos. Aplica técnicas para la medición y evaluación de la productividad en las organizaciones. Formulará y aplicará modelos lineales a situaciones reales Identificará las posibilidades de cambios en sus sistemas productivos con base a análisis de sensibilidad. Optimizará los recursos empleados en la organización usando las técnicas de programación lineal (P.L.) y Entera.

2. Intención Didáctica Se organiza el programa, en cinco temas, agrupando los contenidos conceptuales de la asignatura en los primeros puntos de cada unidad; posteriormente se da una aplicación de este marco teórico en la solución de problemas reales o hipotéticos, para dar paso al uso de software computacional para comprobar la validez de los procedimientos manuales y finalmente todo la aprendido se aplica a casos reales del entorno. Este mismo procedimiento se sigue en las cinco unidades. Incluyendo las siguientes sugerencias didácticas: ▪ Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura. ▪ Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio, argumentación de ideas, la reflexión, la integración y la

colaboración de y entre los estudiantes.



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▪ Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de inducción, deducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia el análisis de casos, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas.

▪ Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación, manejo y control de variables y datos relevantes, planteamiento de modelos matemáticos y fomentar el trabajo en equipo.

▪ Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías de los algoritmos que se van aprendiendo en el desarrollo de la materia Investigación de Operaciones 1.

▪ Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas materias, tales como Probabilidad, Investigación de Operaciones 2, Simulación, Administración de Operaciones 1 y 2, Logística y Cadenas de Suministro, entre otras, para su análisis y solución.

Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante y el uso de los diferentes algoritmos contenidos en la asignatura.

3. Competencia de la asignatura Competencia específica de la asignatura

▪ Formular y plantear modelos matemáticos lineales en situaciones reales del entorno, interpretando las soluciones obtenidas a través de los diferentes criterios de optimización expresándolas en un lenguaje accesible.

▪ Capacidad de análisis para el planteamiento de modelos matemáticos de problemas lineales relacionales con el entorno, obteniendo posibles soluciones considerando la optimización de la función objetivo, incluyendo aspectos sociales y de sustentabilidad.

▪ Tomar decisiones, con base en los conocimientos teóricos y prácticos adquiridos, que permitan elaborar propuestas de mejora en los sistemas bajo estudio, a fin de apoyar la toma de decisiones.



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Competencias previas

▪ Interpretar modelos y nomenclatura matemática ▪ Aplicar operaciones fundamentales y algebraicas ▪ Conocer y aplicar el algoritmo de Gauss-Jordan ▪ Conocer los diferentes tipos de matrices, vectores y operaciones matriciales ▪ Conocer y aplicar conceptos básicos de programación ▪ Conocer un lenguaje de computación. ▪ Manejar paquetes computacionales básicos ▪ Saber graficar en dos dimensiones ▪ Conocer y aplicar la gestión de costos, a fin de incluir consideraciones económicas ▪ Formular modelos matemáticos para la optimización de procesos ▪ Emplear la lógica algorítmica y lenguajes de programación ▪ Utilizar las teorías de sistemas de producción e inventarios ▪ Emplear los criterios de desarrollo sustentable al diseñar procesos



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4. Análisis por competencias específicas Competencia No.: 1 Descripción: Identificar las aplicaciones de la Investigación de Operaciones. Conocer y

aplicar la terminología propia de la Investigación de Operaciones como: variables de decisión, coeficientes tecnológicos, optimización, recursos, condición de no negatividad. Conocer las etapas de un proyecto de Investigación de Operaciones.

TEMAS Y SUBTEMAS PARA DESARROLLAR LA

COMPETENCIA ESPECÍFICA ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA

DESARROLLO DE COMPETENCIAS GENÉRICAS

HORAS TEÓRICO-PRÁCTICA

1.1 Definición, desarrollo y tipos de modelos de Investigación de Operaciones.

1.2 Fases de estudio de la investigación de operaciones.

1.3 Principales aplicaciones de la Investigación de operaciones.

1.4 Metodología para modelación.

1.5 Formulación de problemas lineales más comunes.

1.6 Conceptos del Método gráfico y su aplicación.

Resolver Evaluación Diagnóstico. Tomar apuntes del pizarrón e imprimir apuntes PDF. Solucionar ejercicios en clase: ▪ Diseño de una PL de dos

variables. ▪ Método gráfico de solución de

una PL. ▪ Identificar tipo de PL ▪ Planteamiento de una PL de

varias variables. Aplicar el uso de un software en la solución de un caso práctico. Realizar la evaluación de la primera unidad.

Proporcionar el plan de estudios y la bibliografía. Dar a conocer los criterios de evaluación del curso. Aplicar la evaluación, diagnóstico. Presentar y explicar en clase, así como proporcionar los apuntes en PDF con temas correspondientes a la unidad. Resolver ejercicios en el pizarrón para cada tema.

Explicar y aplicar un software para resolver casos prácticos. Retroalimentación de los ejercicios hechos en clase por los alumnos. Elaborar el instrumento de evaluación de la primera unidad.

Capacidad de análisis y síntesis, solución de problemas y Toma de decisiones. Trabajo en equipo; capacidad de reflexión. Integración y colaboración.

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Indicadores de alcance Valor del indicador

a) Se adapta a situaciones y contextos complejos. 20

b) Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas. 50

c) Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase. 20

d) Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico. 5

e) Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. 3

f) Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. 2

Niveles de desempeño:

DESEMPEÑO NIVEL DE DESEMPEÑO INDICADORES DE ALCANCE VALORACIÓN NUMÉRICA

Competencia alcanzada

Excelente

Cumple al menos cinco de los siguientes indicadores: a) Se adapta a situaciones y contextos complejos. Puede trabajar en equipo satisfactoriamente para desarrollar la exposición, reflejar sus conocimientos en la interpretación de la realidad. Inferir comportamientos o consecuencias de los fenómenos o problemas que se presenten en la elaboración del reporte de visita a empresa. Incluir más variables en dichos casos de estudio. b) Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas. Integra conocimientos de otras asignaturas o de casos anteriores de la misma asignatura al responder correctamente los casos de estudio de la evaluación escrita. Presenta otros puntos de vista que complementan lo presentado en la clase y remarcándolo en el reporte de visita industrial y además usa más bibliografía, consulta fuentes en un segundo idioma, ingles. c) Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase (creatividad). Ante problemas o casos de estudio propone perspectivas diferentes, para abordarlos y sustentarlos correctamente. Aplica procedimientos aprendidos en otra asignatura o contexto para el problema que se está resolviendo. d) Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico; (por ejemplo, el uso de las tecnologías de la información estableciendo previamente un criterio). Ante temas de una asignatura, introduce cuestionamientos de tipo ético, ecológico, histórico, político, económico, etc.; que deben tomarse en cuenta para comprender mejor, o a futuro dicho tema. Se apoya en foros, autores, bibliografía, documentales, etc. para sustentar su punto de vista. e) Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. En el desarrollo de los temas de la asignatura, incorpora conocimientos y actividades desarrollados en otras asignaturas para lograr la competencia. f) Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. Es capaz de organizar su tiempo y trabajar sin necesidad de una supervisión estrecha y/o coercitiva. Aprovecha la planeación de la asignatura presentada por el (la) profesor(a) (instrumentación didáctica) para presentar propuestas de mejora de la

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temática vista durante el curso. Realiza actividades de investigación para participar activamente durante el curso.

Notable Cumple cuatro de los indicadores definidos en desempeño excelente. 85-94

Bueno Cumple tres de los indicadores definidos en el desempeño excelente 75-84

Suficiente Cumple dos de los indicadores definidos en el desempeño excelente. 70-74

Competencia no alcanzada

Insuficiente No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño excelente

NA (no alcanzada)

Matriz de evaluación:

EVIDENCIA DE APRENDIZAJE % INDICADOR DE ALCANCE EVALUACIÓN FORMATIVA DE LA COMPETENCIA

A B C D E F

a) Ejercicios resueltos en clase y/o de tarea

25 20 3 2 Solución de ejercicios. Rúbrica de Evaluación

b) Evaluación Escrita

50 50 Solución de ejercicios tipo.

c) Práctica: aplicación de un software en la solución de ejercicios.

25 20 5 Entrega de impresiones de pantalla y planteamiento del problema.

100

Total 20 50 20 5 3 2 100

Fuentes de información:

Apoyos didácticos:

▪ Taha, Hamdy A. Investigación de Operaciones, Editorial. Pearson, última Edición.

▪ Thierauf, Robert. Investigación de Operaciones, Editorial Limusa.

▪ Winston, Wayne. Investigación de Operaciones, Editorial Iberoamericana.

▪ Hillier, Frederick S. y Lieberman Gerald. Introducción a la Investigación de Operaciones, Editorial Mc Graw Hill. 8ª Edición.

Pizarrón Blanco Marcadores. Proyector Computadoras



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Competencia No.: 2 Descripción: El método Simplex.





2.1 Teoría del método Simplex. 2.2 Forma tabular del método simplex. 2.3 El método de las dos fases. 2.4 Casos especiales. 2.5 Uso de software

Tomar apuntes del pizarrón e imprimir apuntes en PDF. . Realizar ejercicios en clase: ▪ Método simplex maximización ▪ Método simplex de

minimización ▪ Método simplex de las dos

fases ▪ Casos especiales. Aplicar el uso de un software en la solución de un caso práctico. Realizar la evaluación de la segunda unidad.

Presentar y explicar en clase, así como proporcionar los apuntes en PDF con temas correspondientes a la unidad. Resolver ejercicios en el pizarrón para cada tema. Explicar y aplicar un software para resolver casos prácticos. Retroalimentación de los ejercicios hechos en clase por los alumnos. Elaborar el instrumento de evaluación de la segunda unidad.


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Revisión: O






Excelente

Cumple al menos cinco de los siguientes indicadores: a) Se adapta a situaciones y contextos complejos. Puede trabajar en equipo satisfactoriamente para desarrollar la exposición, reflejar sus conocimientos en la interpretación de la realidad. Inferir comportamientos o consecuencias de los fenómenos o problemas que se presenten en la elaboración del reporte de visita a empresa. Incluir más variables en dichos casos de estudio. b) Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas. Integra conocimientos de otras asignaturas o de casos anteriores de la misma asignatura al responder correctamente los casos de estudio de la evaluación escrita. Presenta otros puntos de vista que complementan lo presentado en la clase y remarcándolo en el reporte de visita industrial y además usa más bibliografía, consulta fuentes en un segundo idioma, ingles. c) Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase (creatividad). Ante problemas o casos de estudio propone perspectivas diferentes, para abordarlos y sustentarlos correctamente. Aplica procedimientos aprendidos en otra asignatura o contexto para el problema que se está resolviendo. d) Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico; (por ejemplo, el uso de las tecnologías de la información estableciendo previamente un criterio). Ante temas de una asignatura, introduce cuestionamientos de tipo ético, ecológico, histórico, político, económico, etc.; que deben tomarse en cuenta para comprender mejor, o a futuro dicho tema. Se apoya en foros, autores, bibliografía, documentales, etc. para sustentar su punto de vista. e) Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. En el desarrollo de los temas de la asignatura, incorpora conocimientos y actividades desarrollados en otras asignaturas para lograr la competencia. f) Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. Es capaz de organizar su tiempo y trabajar sin necesidad de una supervisión estrecha y/o coercitiva. Aprovecha la planeación de la asignatura presentada por el (la) profesor(a) (instrumentación didáctica) para presentar propuestas de mejora de la temática vista durante el curso. Realiza actividades de investigación para participar activamente durante el curso.

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NA (no alcanzada)



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A B C D E F







100

Total 20 50 20 5 3 2 100


Apoyos didácticos:





▪ Pizarrón Blanco ▪ Marcadores. ▪ Proyector. ▪ Computadoras



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Competencia No.: 3 Descripción: Dualidad y análisis de sensibilidad.

TEMAS Y SUBTEMAS PARA DESARROLLAR LA COMPETENCIA

ESPECÍFICA

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA DESARROLLO DE

COMPETENCIAS GENÉRICAS


3.1. Teoría primal-dual 3.2. Formulación del problema dual. 3.3. Relación primal-dual. 3.4. Dual-Simplex 3.5. Análisis de sensibilidad: cambio en el vector recursos (bj) y sus límites, cambio en el vector (Ci) y sus límites, adición de una variable (Xi), cambio en coeficientes tecnológicos (aij), adición de una nueva restricción 3.6 Interpretación del análisis de sensibilidad 3.7 Uso de software

Tomar apuntes del pizarrón e imprimir apuntes en PDF. Solucionar ejercicios en clase para: ▪ Formulación de un

problema dual. ▪ Aplicación del método dual

– simplex. ▪ Análisis se sensibilidad. ▪ Interpretación del análisis

de sensibilidad. Aplicar el uso de un software en la solución de un caso práctico. Realizar la evaluación de la tercera unidad.

Presentar y explicar en clase, así como proporcionar los apuntes en PDF con temas correspondientes a la unidad. Resolver ejercicios en el pizarrón para cada tema. Explicar y aplicar un software para resolver casos prácticos. Retroalimentación de los ejercicios hechos en clase por los alumnos. Elaborar el instrumento de evaluación de la tercera unidad.


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Excelente


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NA (no alcanzada)



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A B C D E F







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Total 20 50 20 5 3 2 100


Apoyos didácticos:








Revisión: O



Competencia No.: 4 Descripción: Programación entera.

TEMAS Y SUBTEMAS PARA DESARROLLAR LA COMPETENCIA

ESPECÍFICA ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA



4.1. Introducción y casos de aplicación. 4.2. Definición y modelos de programación entera y binario. 4.3. Método de Gomory 4.4. Método de bifurcación y acotación. 4.5. Uso de software.

Tomar apuntes escritos del pizarrón e imprimir PDF. Solucionar ejercicios en clase para: ▪ Método Gomory. ▪ Método de bifurcación y

acotamiento. Aplicar el uso de un software en la solución de un caso práctico. Realizar la evaluación de la cuarta unidad.

Presentar y explicar en clase, así como proporcionar los apuntes en PDF con temas correspondientes a la unidad. Resolver ejercicios en el pizarrón para cada tema. Explicar y aplicar un software para resolver casos prácticos. Retroalimentación de los ejercicios hechos en clase por los alumnos. Elaborar el instrumento de evaluación de la cuarta unidad.


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Revisión: O






Excelente


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NA (no alcanzada)



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A B C D E F







100

Total 20 50 20 5 3 2 100


Apoyos didácticos:








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Competencia No.: 5 Descripción: Transporte de asignación.





5.1 Definición del problema de transporte. 5.2 Método de la esquina noroeste. 5.3 El método de aproximación de Vogel. 5.4 Procedimientos de optimización. 5.5 Definición del problema de asignación. 5.6 El método húngaro 5.7 Uso de software.

Tomar apuntes escritos del pizarrón e imprimir PDF. Solucionar ejercicios en clase: ▪ Método de la esquina

noroeste. ▪ Método de aproximación de

Vogel. ▪ Método húngaro ▪ Diseño del PL para un

problema de transporte. Aplicar el uso de un software en la solución de un caso práctico. Realizar la evaluación de la quinta unidad

Presentar y explicar en clase, así como proporcionar los apuntes en PDF con temas correspondientes a la unidad. Resolver ejercicios en el pizarrón para cada tema. Explicar y aplicar un software para resolver casos prácticos. Retroalimentación de los ejercicios hechos en clase por los alumnos. Elaborar el instrumento de evaluación de la quinta unidad.


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Revisión: O






Excelente


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NA (no alcanzada)



Revisión: O





A B C D E F







100

Total 20 50 20 5 3 2 100


Apoyos didácticos:








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Competencia No.: 6 Descripción: Cadenas de Markov.





6.1 Introducción a las cadenas de Markov. 6.2 Probabilidad de transiciones estacionarias de pasos. 6.3 Estado estable 6.4 Casos especiales (cadenas absorbentes y cíclicas). 6.5 Uso de software

Tomar apuntes escritos del pizarrón e imprimir PDF. Solucionar ejercicios en clase: ▪ Proceso estocástico. ▪ Probabilidades de transición

en la n-ésima etapa. ▪ Clasificación de los estados

en una cadena. ▪ Cadenas absorbentes ▪ Cadenas cíclicas. Aplicar el uso de un software en la solución de un caso práctico. Realizar la evaluación de la sexta unidad

Presentar y explicar en clase, así como proporcionar los apuntes en PDF con temas correspondientes a la unidad. Resolver ejercicios en el pizarrón para cada tema. Explicar y aplicar un software para resolver casos prácticos. Retroalimentación de los ejercicios hechos en clase por los alumnos. Elaborar el instrumento de evaluación de la sexta unidad.


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Excelente


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NA (no alcanzada)



Revisión: O





A B C D E F







100

Total 20 50 20 5 3 2 100


Apoyos didácticos:








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Calendarización de evaluación (semanas):

Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

TP ED/EF1 EF1 EF1/EF2 EF2/ES1 EF2 EF3/ES2 EF3 EF3 EF4/ES3 EF4 EF4 EF5/ES4 EF5 EF5/EF6 EF6/ES5 EF6/ES6

TR

SD

Observaciones

ED = Evaluación diagnóstica. EF = Evaluación formativa. ES = Evaluación sumativa. TP = Tiempo planeado TR = Tiempo Real SD = Seguimiento departamental Fecha de elaboración: 22-01-2020

Nombre y Firma del Docente Vo. Bo. Jefe del Departamento M. en I. Leticia Judith Moreno Mendoza Ing. Ángeles Gómez Lucio Gerardo

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