CC BY
4ОБУЧЕНИЕ РЕШЕНИЮ ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ ЧЕРЕЗ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ С. МАЛКИНА
Аннотация
Целью проводимого исследования является создание подходов к использованию в педагогической практике инструментов, позволяющих эффективно приобщить учащихся средней школы к исследованию технических систем и, как следствие, создать условия для решения ими творческих (изобретательских) задач. Основным подходом к обучению профессиональному техническому творчеству является занимающая в России особое место теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) Г. С. Альтшуллера; из-за трудоемкости и сложности использования в образовательном процессе на ее основе созданы упрощенные алгоритмы решения изобретательских задач, среди которых нами выбрана блок-схема решения творческих задач «Генератор идей» С. Малкина, основанная на части алгоритма решения изобретательских задач (АРИЗ). Материалы статьи представляют практическую ценность для педагогов основного и дополнительного образования школьников, занимающихся развитием технического творчества учащихся, а также для всех тех, кто находится в творческом поиске новых возможностей саморазвития в области изучения технических систем.
Ключевые слова
алгоритм решения изобретательских задач, креативная педагогика, задачи открытого типа, технические системы, алгоритмы конструирования новых идей
Автор
Утёмов Вячеслав Викторович
кандидат педагогических наук, доцент кафедра педагогики Вятский государственный гуманитарный университет Киров, Россия utemov@dr. com
1. Постановка проблемы
1.1. Актуальность исследования
Одной из современных тенденций в науке является интеграция различных дисциплин. Так, интеграция технического, научного творчества на основе рассмотрения закономерностей развития и существования технических систем и педагогики позволяет обучать решению поисковых, творческих, изобретательских задач (Gin, 2005; Zinovkina, Gareev, Gorev, Utemov, 2013). Сформированное мышление личности, способное решать творческие задачи и конструировать новые идеи их решения, имеет величайшую ценность в развитом государстве, оно является залогом успеха научно-технического творчества и необходимо при поиске новых решений производственных задач. Однако инерционность мышления высококвалифицированных специалистов с большим багажом научно-технических знаний и опыта работы часто гасит воображение и фантазию, без которых невозможна разработка научных открытий и изобретений высокого творческого уровня.
Решение проблемы развития творческо-технического мышления возможно, как минимум, при двустороннем подходе к ней: во-первых, путем изучения прошлого творческого опыта, лучших образцов его логики, вооружения инженерно-технических и научных работников теорией решения изобретательских задач и приемами их решения; во-вторых, путем развития творческого мышления с целью подготовки будущих специалистов к
конструированию новых решений творческих задач. Пока первый подход развивается силами специалистов по решению изобретательских задач, результаты второго подхода, накопившего много разрозненных и эффективных методов, окончательно не систематизированы (Mikhaylov, Gorev, Utemov, 2014).
На современном этапе развития научного творчества существует более 30 методик (принципов, теорий) научного творчества. Одним из механизмов, способных адекватно отвечать вопросам освоения учащимися средней школы закономерностей развития и существования технических систем как важного звена в создании структурированной системы
МОРЕКЫ БУ^ЕЛЫ КЕБЕЛКСИЕБ / 1ББиЕ 5, 2015
знаний и умений, а также обучения поиску путей решения, возникающих в технических системах задач, может стать упрощенный алгоритм решения творческих задач С. Малкина (Ма1кю, 2012).
Однако и он требует создания таких педагогических условий, которые не просто отвечали бы целям достижения учащимися определенного уровня решения творческих задач, но и приводили их к высоким результатам, оценка которых осуществляется внешними экспертами.
2. Методы и способы проведения эксперимента
2.1. Методы исследования
В процессе исследования были использованы следующие методы: анализ психолого-педагогической и методической литературы, литературы по научному творчеству, анализ различных алгоритмов решения изобретательских задач, анализ продуктов учебной деятельности, метод мысленного эксперимента, прогнозирование, систематизация и обобщение фактов и концепций, моделирование, проектирование, метод экспертных оценок, анализ результатов образовательной деятельности, изучение и обобщение опыта использования творческих (изобретательских) задач, диагностические методики, педагогический эксперимент.
2.2. Экспериментальная база исследования
Опытно-экспериментальная работа проводилась посредством апробации алгоритма С. Малкина как инструмента освоения технических систем подростками и решения ими творческих (изобретательских) задач:
1) через участие учащихся 7-11 классов в интенсивной олимпиаде научного творчества «Прорыв» (2010 г. - 935 чел., 2011 г. - 1210 чел., 2012 г. - 1105 чел., 2013 г. - 1189 чел., 2014 г. - 1278 чел., 2015 г. - 1731 чел.);
2) через участие учащихся 7-11 классов в молодежной интенсивной школе научного творчества - сборе актива «Прорыв: наука, творчество, успех» на базе загородного лагеря (2010 г. - 98 чел., 2011 г. - 102 чел., 2012 г. - 130 чел., 2013 г. - 142 чел., 2014 г. - 196 чел.);
3) через участие учащихся 5-9 классов МОАУ «Лицей № 21» г. Кирова в летнем учебном лагере-тренинге «Математика. Творчество. Интеллект» (2010 г. - 78 чел., 2011 г. - 121 чел., 2012 г. - 114 чел., 2013 г. - 135 чел., 2014 г. - 141 чел.; 2015 г. - 172 чел.);
В опытно-экспериментальной работе были задействованы учащиеся средней школы, обучающиеся во всех регионах Российской Федерации и в отдельных странах ближнего зарубежья.
2.3. Этапы исследования
Исследование проводилось в три этапа:
- на первом - подготовительном - этапе анализировалось современное состояние исследуемой проблемы в педагогической теории и практике; разрабатывалась программа методики исследования;
- на втором - основном - этапе разрабатывалась и внедрялась методика обучения алгоритму решения изобретательских задач С. Малкина и осуществлялся системный анализ выборок экспериментальных данных, проводилась опытно-экспериментальная работа по проверке эффективности данной методики через государственную регистрацию авторских свидетельств в Федеральной службе по интеллектуальной собственности на разработанные базы данных учащихся как решений изобретательских задач;
- на третьем - заключительном - этапе осуществлялись систематизация, осмысление и обобщение результатов исследования; уточнялись теоретические выводы; осуществлялись обработка и оформление полученных результатов исследования.
3. Результаты
3.1. Теория решения изобретательских задач как основа освоения технических систем
В обучении профессиональному творчеству в нашей стране особое место занимает теория решения изобретательских задач (ТРИЗ). Ее разработкой и распространением активно занимался инженер-изобретатель, писатель-фантаст Г. С. Альтшуллер (АНзЬиНвг, 1979). ТРИЗ - это научно-практическое направление по разработке и применению эффективных методов решения творческих задач, генерированию новых идей и решений в науке, технике и других областях человеческой деятельности. Разработка ТРИЗ начата в 1946 г. и продолжается по настоящее время. Основным теоретическим положением ТРИЗ является утверждение о том, что 99
технические системы развиваются по объективным, познаваемым законам, которые выявляются путем изучения больших массивов научно-технической информации (в том числе патентной) и истории техники (Altshuller, Zlotin, 1989). Эти законы можно использовать при улучшении существующих и разработке новых систем. В отличие от большинства методов решения творческих задач методики, основанные на ТРИЗ, получили широкое распространение в мире в XXI в. (Zinovkina, Gareev, Gorev, Utemov, 2013; Mikhaylov, 2012; Mikhaylov, Mikhaylov, 2013). В настоящее время применяют около 20 алгоритмов разной степени сложности, основанных на применении элементов ТРИЗ, среди которых используют сознательное стремление к идеальному конечному результату, выявлению и разрешению противоречий (Mikhaylov, 1992).
Г. С. Альтшуллер более чем из миллиона изобретений отобрал сорок тысяч по признаку «разрешение технических противоречий». Он выделил 40 типовых приемов, использованных инженерами для разрешения противоречий. Им были выявлены законы, задающие тенденции в развитии техники, и создан алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ). Алгоритм задает последовательность действий решателя проблемы с инструментарием ТРИЗ. Классический АРИЗ-85 предназначен для инженеров, хорошо знающих ТРИЗ и законы естественнонаучных дисциплин. Многие ученые разрабатывают использование АРИЗ для решения проблемных нетехнических ситуаций (в педагогике, бизнесе, отношениях между людьми и пр.). Освоение АРИЗ можно рассматривать как высшую ступень применения ТРИЗ на практике. С другой стороны, глубокое освоение АРИЗ и ТРИЗ требует больших затрат времени на обучение (это сравнимо с переходом от арифметики, элементарной математики к освоению высшей математики).
Для решения простых задач были разработаны упрощенные алгоритмы решения творческих задач. Они включают 5-20 шагов, опыт их применения показывает, что для решения простых творческих задач их можно использовать. С их помощью можно поднимать творческий уровень инженеров и рабочих, показывать возможности применения даже отдельных элементов ТРИЗ для улучшения систем и перспективы углубленного освоения АРИЗ. К такому же выводу при обучении начинающих за 20 лет (с 1985 г.) работы в СССР и США пришла группа С. Малкина (Malkin, 2012).
3.2. Упрощенный алгоритм решения творческих задач и методика работы с ним
Алгоритм генератора идей С. Малкина (Malkin, 2012) включает в себя определение цели решения и идеального конечного результата (ИКР), выбор одного из трех направлений поиска, поиск идей решения с помощью 30 приемов (одного или нескольких, или их комбинации), составление 2-5 концепций решения или новой задачи (подзадачи) для продолжения поиска решения. Для расширения области применения, решения проблем не только техники, но и бизнеса и отношений между людьми была переработана система 40 изобретательских приемов Г. С. Альтшуллера и составлена система 30 абстрактных приемов изобретательства. Блок-схему решения задачи по алгоритму С. Малкина можно представить в виде 6 шагов (рисунок 1) [Gorev, Utemov, 2014).
Рисунок 1. Блок - схема алгоритма с. Малкина
На этапе описания проблем формулируется задача так, как она понята пользователем, специалистом. Далее ставится цель решения (что надо получить в экономике, технике или человеческих отношениях; описать: нынешний уровень и как должно быть; что нельзя
изменять? Как измерить успех? Минимальный уровень? Зачем это нужно? Что этому мешает?). Третьим этапом формулируется ИКР: сама собой достигается цель (...) при условиях (...), где (...) и когда (...). Затем производят выбор направления поиска из трех видов вопросов об изменении функции технической системы: «Что нужно увеличить, улучшить? Что нужно устранить, уменьшить? Какое противоречие надо разрешить: изменение функции/вещества/параметра (...) улучшает полезную функцию (...), но недопустимо ухудшает (...) (в скобках записать нужное)».
На пятом этапе алгоритма осуществляется поиск идеи решения. В алгоритме предлагается следующий перечень взаимодополняющих 30 абстрактных изобретательских приемов (таблица 1).
Таблица 1. Абстрактные изобретательские приемы алгоритма с. Малкина
Группы приемов
РЕСУРСЫ ВРЕМЯ ПРОСТРАНСТВО
Энергия Заранее Другое измерение
Вещества После Асимметрия
<ь 3 £ Информация Пауза Матрешка
Производный Ускорить Вынесение
Концентрация Замедлить Локализация
СТРУКТУРА УСЛОВИЯ И ПАРАМЕТРЫ
Исключение Частично Вакцинация
Дробление Избыточно Изоляция
Объединение Согласовано Противодействие
Посредник Динамично Одноразовость
Копия Управляемо Инверсия
Рекомендовано начать поиск идеи с первой группы «ресурсы», используя каждый прием (или их совокупность) в качестве подсказки для нахождения новой идеи путем преобразования элемента или функции, действия, взаимодействия, процесса, окружающей среды или соседней системы. Может ли применение данного приема помочь создать новый ресурс или изменить результат? Далее следует рассмотреть все остальные приемы для поиска возможностей устранения недостатка, разрешения противоречия за счет выявления ресурса. При рассмотрении приемов учесть, что в базе данных приведены 300 примеров их применений для разных видов задач: технических, экономических или отношений между людьми - как образцы применения изобретательских приемов.
Завершается алгоритм формулированием сводных концепций решений: оценить полезность или вредность найденных идей, собранную концепцию из взаимодополняющих идей решения, выявить новые возможные задачи и, если надо, повторить для них поиск идей, разработать план внедрения полученной концепции.
3.3. Описание педагогического эффекта использования предложенной методики
Таким образом, такой упрощенный алгоритм, основанный на минимальном числе (3-5) понятий ТРИЗ в условиях данной задачи: ИКР, выбор направления на устранение недостатков системы или разрешения противоречия, применение 30 абстрактных приемов изменений в системе для поиска подсказок ресурсов и, естественно, использование знаний физики и других естественных наук, во многих случаях позволяет решать творческие задачи, попутно формируя правильное поисковое мышление и развивая личность.
4. Обсуждения
На современном этапе развития научного творчества существует более 30 методик (принципов, теорий). На основе этих теорий воссозданы методики конструирования новых идей при решении творческо-технических задач: система 40 приемов разрешения технических противоречий (Л^БЬиНег, 1972); программное обеспечение «Генерация идей» (Ма1кю, 2012); Пяти/десятишаговка (РоёкаШ\п, 2009); 76 стандартов РИЗ (АИзЬиИвг, 1984); алгоритм решения инженерных проблем (¡уапоу, 2009); алгоритм ИеаЬ'опТ^ (ИоИп,
Zusman, 2006); программа «Изобретающая машина ИМ-1.5» (Tsurikov, 1989); программа «Технооптимайзер ТОП-2.5» (Tsurikov, 1997); алгоритм открытий МО-2.4 (Mitrofanov, 2004) и другие. Некоторые из них, такие как алгоритм «Генерация идей» С. Малкина могут быть успешно реализованы в учебном процессе.
5. Заключение
Установлено, что в результате проводимого с 2010 года экспериментального исследования с использованием блок-схемы решения творческих задач «Генератор идей» С. Малкина, основанной на теории решения изобретательских задач, сформировался подход к организации деятельности учащихся по работе с алгоритмом решения изобретательских задач, на основе которого школьниками сформулированы и решены задачи, возникающие в технических системах; часть решений оказалась патентоспособной и доведена до свидетельств Федеральной службы по интеллектуальной собственности (свидетельство о гос. рег. БД № 2013621432 от 14.11.2013 г., свидетельство о гос. рег. БД № 2013621449 от 20.11.2013 г., свидетельство о гос. рег. БД № 2013621438 от 18.11.2013 г., свидетельство о гос. рег. БД № 2013621458 от 25.11.2013 г. и др.). Это дает возможность говорить об эффективности предложенной методики работы учащихся с алгоритмом решения изобретательских задач при изучении закономерностей развития и существования технических систем, что позволило не только развить творческо-техническое мышление учащихся средней школы, но и создать условия для их дальнейшего становления в профессиональной научно-технической деятельности, востребованной отечественной экономикой.
Совершены первые шаги в направлении построения методики обучения школьников работе с алгоритмом решения изобретательских задач. Для создания методики потребовалось провести анализ существующих приемов и технологий получения новых результатов в научно-техническом творчестве. Анализ этого реестра позволил сформулировать рекомендации по использованию алгоритма С. Малкина, опираясь на который становится возможным определить направление движения к новому открытию. Главной задачей разработанной методики является построение предсказательных гипотез, экспериментальная или теоретическая проверка которых может привести к открытию. Обучение школьников в этом направлении является важнейшей задачей и одним из основных направлений дальнейших исследований. Таким образом, представленная выше методика однозначно должна быть дополнена методами снятия психологической инерции. Все это в совокупности позволит увеличить познавательный потенциал исследователя, сократить время и затраты ресурсов на обнаружение нового.
6. Рекомендации
Материалы статьи могут быть полезны в практическом плане для педагогов основного и дополнительного образования школьников, занимающихся развитием технического творчества учащихся, а также для оценки и дальнейшей корректировки индивидуального образовательного маршрута обучающегося на уровне освоения им научного творчества.
С учетом полученных результатов данного исследования можно выделить ряд научных проблем и перспективных направлений, требующих дальнейшего рассмотрения: углубление и расширение некоторых положений, изложенных в статье, связанных с накоплением психолого-педагогического потенциала использования алгоритма решения изобретательских задач в обучении; разработка научно-методического обеспечения широкого использования алгоритма решения изобретательских задач для развития творческо-технического мышления учащихся средней школы.
ССЫЛКИ НА ИСТОЧНИКИ
1. Altshuller, G. S. (1979) Creativity as an exact science. Moscow, 200 p.
2. Altshuller, G. S. (1984) And suddenly the inventor appeared. Moscow, 140 p.
3. Altshuller, G. S., Zlotin, B. L. & others (1989) The Search for new ideas: from insight to technology. Chisinau, 381 p.
4. Gin, A. (2005) Techniques of pedagogical technique. Moscow, 112 p.
5. Gorev, P. M. & Utemov, V. V. (2014). A simplified algorithm for solving creative problems. Saarbrucken, 64 p.
6. Ivanov, G. (2009) Algorithm for the solution of engineering problems. Retrieved June 20, 2015, from http://www.trizland.ru/trizba/1886.
7. Malkin, S. (2012) Presentation "Generator of ideas". Retrieved June 20, 2015, from http://www.TRIZ-tigr.ru.
8. Mikhaylov, V. A. (1992) Solution of the educational problems in TRIZ. Cheboksary, 92 p.
9. Mikhaylov, V. A. (2012) Fundamentals of systems theory and creative solutions to technical problems. Cheboksary, 388 p.
10. Mikhaylov, V. A., Gorev, P. M. & Utemov, V. V. (2014) Scientific Work: Methods of designing new ideas. Kirov, 94 p.
11. Mikhaylov, V. A. & Mikhaylov, A. L. (2013) TRIZ Training. Theoretical and practical issues of the development of scientific though. Ufa, 117-124.
12. Mitrofanov, V. V. (2004) Reflections on the website of "Methodologist". Retrieved June 20, 2015, from http://www.metodolog.ru.
13. Podkatilin, A. V. (2009) Hydro: analysis of a technical problem. Moscow, P. 54-60.
14. Tsurikov, V. M. (1989) Inventing machine 1.5. Retrieved June 20, 2015, from http://www.trizminsk.org/e/2000132.htm.
15. Tsurikov, V. M. (1997) Guide to the program Tehnooptimajzer. Boston, Imcorp.
16. Zinovkina, M. M., Gareev, R. T., Gorev, P. M. & Utemov, V. V. (2013) Scientific creativity: innovative methods in the system of multilevel continuous creative education NFTM-TRIZ. Kirov, 109 p.
17. Zlotin, B. L. & Zusman, A.V. (2006) Month under the stars imagination. Moscow, 242 p.
PSYCHOLOGY
CURRENT STATE OF THE INSTITUTION OF FOSTER FAMILY IN THE REPUBLIC OF ADYGHEYA (RUSSIAN FEDERATION)
Abstract
This paper deals with the research of the state of institution of foster family in the Republic of Adygheya (Russian Federation). The study represents the results of monitoring research of the effectiveness of foster family as a form of placement of orphans and children who are left without parental charge.
Keywords
foster family, foster parents, foster children, parent-child relationship, problems of foster families
Authors
Liliya Aslamazova Alla Yurina
PhD in Psychology, Associate Professor PhD in Psychology, Associate Professor
Department of Pedagogical Psychology Department of Pedagogical Psychology
Adyghe State University Adyghe State University
Maykop, Russia Maykop, Russia
lilyanima@mail. ru ay24@yandex. ru
1. Introduction. Each child has a right to live and be brought up in a family that is why the Family Code of Russian Federation prioritize family upbringing for kids who are left without parental charge. In April 2015 the Rights Commissioner for the President of the Russian Federation (children's ombudsman) Pavel Astakhov announced that the amount of orphans in Russia had reduced by 40% for the last five years. To compare: 107 thousand orphans were revealed and registered in 2009, while in 2014 there were 62 thousands of such children. The amount of orphanages decreased by 22%: from 1095 orphanages in 2009 to 819 of such establishments in 2014. There was a significant increase in amount of candidates to adopt a child and to become foster parents. In 2009 there were 15 thousands of such couples, while in 2014 the amount exceeded 24 thousand people. Moreover, there was an increase in the amount of those annually revealed orphans who are put into a family form of placement - from 64% in 2010 to 93% in 2014.
In the Republic of Adygheya the amount of children who are placed into a foster family as well as the amount of foster families per se increase annually. According to the statistics of the
