CC BY
44
научно-методический электронный журнал
Утёмов В. В. Применение фондов эффектов и ресурсов системы для развития научно-технического творчества учащихся // Концепт. - 2013. - №09 (сентябрь). - ART 13186. - 0,4 п. л. - URL: http://e-koncept.ru/2013/ 13186.htm. - Гос. per. Эл №ФС 7749965. - ISSN 2304-120Х.
ART 13186
УДК 37.036.5
Утёмов Вячеслав Викторович,
кандидат педагогических наук, зам. директора по учебно-методической работе КОГАОУ СПО «Вятский колледж культуры», г. Киров НЬег siava@maii.ru
Аннотация. В статье описывается методика работы с фондом эффектов и ресурсами, используемыми в научном творчестве. Рассматривается комплекс приемов использования фондов Г. С. Альтшуллера и приводится система упражнений по развитию научно-технического творчества на основе ресурсного подхода. Ключевые слова: ТРИЗ, креативная педагогика, творчество, задачи открытого типа, творческие задачи.
Третий президент Российской Федерации Д. А. Медведев в послании Федеральному Собранию отметил, что главным результатом модернизации школы должны стать соответствие школьного образования целям опережающего развития общества... Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире.
Мы наблюдаем, что постоянно возникают новые научные направления, быстро меняются научные приоритеты, непрерывно создаются новые технологии. В этой ситуации роль научно-технического развития учащихся в формировании кадров для инноваций становится первостепенной.
В 80-х годах прошлого столетия в СССР в движении научно-технического творчества молодежи (НТТМ) принимал участие каждый 8-й школьник, каждый 4-й обучающийся профессионально-технического училища, каждый 3-й студент вуза. При этом все школы были «политехническими» - имели мастерские и давали рабочие профессии своим выпускникам. Но знания, умения и навыки, приобретавшиеся школьниками и студентами в ходе образовательных программ НТТМ прошлых поколений, были ориентированы на запросы совершенно другой экономической и социальной системы, что как следствие привело к постепенному угасанию и девальвации некогда массового движения НТТМ после распада страны.
Обоснованная необходимость развития научно-технического творчества учащихся, и отсутствие технической базы для развития научно-технического творчества учащихся формирует противоречии для современной системы образования.
В рамках нашего исследования мы работаем над разрешением поставленного противоречия в образовании и предлагаем использовать методы научно и технического творчества, в частности теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ), для развития научно-технического мышления учащихся. Методы ТРИЗ могут быть использованы в условиях отсутствия технических баз, и использованы на обычных уроках в школе.
Опыт научного творчества сконцентрирован в информационном фонде ТРИЗ. Конечно, если с помощью других операций задача решена, то необходимости использовать информационный фонд нет.
Если все операции при решении проблемной ситуации избегали возможности использования новых веществ и полей, но не увенчались успехом, то возникает необходимость во введении новых веществ и полей.
Следует учитывать, что, несмотря на то, что условий задач великое множество, число противоречий при этом ограниченно. Потому многие задачи можно ре-
Применение фондов эффектов и ресурсов системы для развития научно-технического творчества учащихся
f\j ■Л f\j
http://e-koncept.ru/2013/ 13186.htm
научно-методический электронный журнал
Утёмов В. В. Применение фондов эффектов и ресурсов системы для развития научно-технического творчества учащихся // Концепт. - 2013. - №09 (сентябрь). - ART 13186. - 0,4 п. л. - URL: http://e-koncept.ru/2013/ 13186.htm. - Гос. per. Эл №ФС 7749965. - ISSN 2304-120Х.
ART 13186
УДК 37.036.5
шать по аналогии с другими, уже решенными, которые содержат аналогичное противоречие. Конечно, надо учитывать, что внешне задачи могут быть совершенно различны, как и формулировки противоречий, но если анализировать их на уровне противоречий, можно найти сходство.
При этом следует помнить, что пригодны лишь те решения, которые совпадают с неким идеальным решением или близки к нему. В этом и заключена идея применения информационных фондов. То есть мы должны проанализировать задачу на уровне противоречия и попробовать найти среди уже решенных задач ту, решение которой может помочь достигнуть идеального решения задачи.
Рассмотрим информационный фонд, используемый в ТРИЗ. Информационный фонд состоит из:
- системы стандартов на решение изобретательских задач (типовые решения определенного класса задач);
- технологических эффектов (физических, химических, биологических, математических, в частности, наиболее разработанных из них в настоящее время - геометрических) и таблицы их использования;
- приемов устранения противоречий и таблицы их применения;
- ресурсов природы и техники и способов их использования.
Пока ещё знания теоретической науки плохо используются в технике и изобретательстве. Подготовлены и предложены для целей научного творчества указатели использования эффектов: 500 физических эффектов [1, 2] и 10 геометрических эффектов [3]; 100 видов химических эффектов [4].
Фонд физических, химических, биологических и геометрических эффектов приведен в приложениях к модулю.
При построении и реализации моделей решения творческих задач требуются дополнительные фактические знания, обобщающие накопленный в этой области опыт других специалистов и исследователей [5,6].
Информационный фонд ТРИЗ - это мощная информационная поддержка основных решательных инструментов ТРИЗ, включающая специальные массивы информации и указатели вспомогательных решательных инструментов, расширяющих и дополняющих действие основных.
Стандарты на решение изобретательских задач - это правила решения творческих задач на уровне моделей, выраженные в терминах вепольного (вещество - поле) анализа. Стандарты содержат «готовые» рекомендации, ведущие к неожиданным, непривычным, нетрадиционным и потому сильным решениям творческих задач. С помощью этих стандартов решено более половины всех изобретательских задач мира.
Указатели эффектов. Для решения творческих задач нужны хорошие знания физики, химии, математики, биологии и т. д. Даже не столько знания, сколько умение оперировать ими. Часто изобретателю нужны не только представления о тенденциях, скажем, в физике твердого тела, а конкретный физический эффект или сочетание эффектов, решающее конкретную задачу.
Эффект - это постоянно повторяющееся взаимодействие с однозначной зависимостью между входными и выходными параметрами. В ТРИЗ разработаны указатели физических, химических, геометрических, биологических, физиологических и др. эффектов и явлений, организующих научные знания так, чтобы ими было удобно пользоваться изобретателю-практику.
пи пи
http://e-koncept.ru/2013/ 13186.htm
научно-методический электронный журнал
Утёмов В. В. Применение фондов эффектов и ресурсов системы для развития научно-технического творчества учащихся // Концепт. - 2013. - №09 (сентябрь). - ART 13186. - 0,4 п. л. - URL: http://e-koncept.ru/2013/ 13186.htm. - Гос. per. Эл №ФС 7749965. - ISSN 2304-120Х.
ART 1З1Вб
УДК З7.0Зб.5
Ресурсный подход
Приведем пример, поясняющие смысл и важность ресурса - скрытых запасов или свойств, необходимых для успешного решения задач.
Два охотника пошли в лес охотиться на медведя. Встретили медведя. Старый охотник ранил медведя в лапу. Медведь бросился на охотников. Охотники побежали к деревне. Вдруг молодой охотник обернулся, выстрелил и убил медведя. Спрашивается, за что старый охотник стал ругать молодого? За то, что он не дал медведю добежать до деревни. Теперь медведя придется доставлять в деревню на телеге. Ресурс медведя не был использован полностью.
Запас средств, веществ, полей, энергии, денег, оборудования, времени, информации, сил, свойств, эффектов и вообще любых возможностей для реализации сильного решения в научном творчестве называют ресурсом.
Сильными ресурсами для решения задач следует считать хорошие идеи, время и деньги. Если есть неограниченное количество времени и денег, то можно решить практически любую задачу, если, конечно, условия этой задачи корректны и не противоречат законам природы. Очень важным ресурсом являются волевые качества самого решателя, его вера в себя, его знания, опыт и умение решать задачи. Точно сформулированные противоречие и идеальное конечное решение тоже можно рассматривать как ресурс.
Рассмотрим пример удачно найденного ресурса.
В. А. Гиляровский вынужден был работать на заводе, где из очень вредной окиси свинца делали белила. Хотя работали три часа утром и три часа вечером, и хорошо кормили и платили, и каждый день давали стакан водки, через три месяца люди заболевали и часто умирали. А Гиляровский проработал почти год в самом вредном помещении - в «кубовой» - оказался более окрепшим, чем был, когда нанимался. Какой он нашел ресурс?
Проветривал помещение, дышал через мокрую тряпку, много ел, сразу после работы на улице колол дрова до пота, пил вместо водки молоко.
Хороший ресурс не просто найти. Решатель задач должен обладать знаниями, опытом, проницательностью, упорством.
Можно сделать такое утверждение - если кто-то получил сильное решение или победил, это значит, что он нашел хороший ресурс. И наоборот, проиграл, значит не нашел нужный для победы ресурс. Если мы не видим ресурса, задача нам кажется трудной.
Нет ресурса - нет процесса. Лесной пожар кончается либо когда гореть нечему, либо когда нет возможности для реакции горения (нет кислорода).
Если ресурса много, то нет противоречий, если ресурса мало - есть противоречия. Например, два человека ужасно хотят пить. Нет проблем, если рядом ручей с чистой водой и есть проблема, если воды полстакана.
Когда мы начинаем искать ресурс? Когда появляется проблема, желание, задача или требование.
Один профессор изучал мышление обезьян. Он положил банан в ящик, а перед дверцей ящика зажег огонь и поставил рядом бачок с водой и кружку. Обезьяна брала кружку, черпала воду, гасила огонь и доставала банан. Тогда он перенес ящик на остров, соединяющийся с берегом доской, а бачок оставил на берегу. Обезьяна бегала на берег за водой, но не догадывалась зачерпнуть воду из озера. Инерция мышления и незнание законов не позволяли ей увидеть ресурс перед своим носом.
http://e-koncept.ru/2013/ 13186.htm
научно-методический электронный журнал
Утёмов В. В. Применение фондов эффектов и ресурсов системы для развития научно-технического творчества учащихся // Концепт. - 2013. - №09 (сентябрь). - ART 13186. - 0,4 п. л. - URL: http://e-koncept.ru/2013/ 13186.htm. - Гос. per. Эл №ФС 7749965. - ISSN 2304-120Х.
ART 13186
УДК 37.036.5
Другой профессор тоже изучал мышление обезьян. Он подвесил банан и стал вносить ящики. Обезьяна сидела в углу и внимательно наблюдала за профессором. Когда профессор пошел за вторым ящиком и проходил под бананом, обезьяна прыгнула ему на плечи и схватила банан. Нашла ресурс!
Итак, главные качества ресурса: чтобы он обеспечил сильное решение задачи, чтобы его было достаточно и чтобы он был дешев.
Где же взять такой ресурс?
Ресурс надо искать везде - в тех частях системы, где возникло противоречие, в надсистемах, в соседних системах, в окружающей среде, во взаимодействиях, короче, везде «на что падает наш взгляд и что слышит ухо».
Как не покажется странным, но часто самый действенный ресурс можно найти именно в той части задачи, которую мы хотим улучшить, которая доставляет больше всего неприятностей, которая явилась причиной появления задачи.
Приведенные ниже примеры будут тому доказательством.
1. Рыбаки знают, что сытая рыба не клюет. А можно ли заставить сытую рыбу клевать? Ищем ресурс в самой рыбе. Хищные рыбы - это санитары водоемов. Придумали очень «уловистую» блесну, имитирующую поведение умирающей, больной рыбки. Врожденный инстинкт хищников (их назначение) срабатывает безотказно. Нашли-таки ресурс в самой рыбе.
2. Чтобы понравиться женщине - говорите с ней о ней самой.
3. Как сделать самозакрывающуюся дверь без помощи пружины?
А) Петли смещают от вертикали так, что при открывании дверь запасает потенциальную энергию гравитационного поля, а потом отдает энергию и сама закрывается.
Б) Другой способ заключается в том, что на петлях делают скосы, с помощью которых, при открывании дверь по этим скосам приподнимается, а потом опускается, возвращаясь на старое место. Ресурс нашли в элементе двери.
4. Можно ли так разрезать тетрадный лист бумаги, чтобы получилось кольцо, сквозь которое свободно прошел бы взрослый человек? Можно. Ресурс - в траектории реза и ширине отрезаемой полоски.
После того, как сформулировали задачу, противоречие, надо рассмотреть ресурс. Для этого надо четко определить, не нарушают ли условия задачи законы природы? То есть определить, имеет ли задача решение. Если имеет, тогда ответить на следующие вопросы.
1. Какова модель задачи? Какие части (элементы) участвуют в задаче? Какие из этих частей являются важнейшими? (Важнейшими являются те части, без которых задача «рассыпается», их обязательно надо включить в модель задачи).
2. Какие имеются существенные связи между этими частями? Какими законами определяется взаимодействие частей?
3. Какими свойствами обладают эти части и связи между ними? Это их потенциальный ресурс.
4. Какую часть надо улучшать? В первую очередь попробуйте найти ресурс в этой части, а потом во всех остальных. Ответьте на вопросы: что надо сделать с этой частью (этими частями), какой должна быть эта часть, чтобы задача была решена?
5. Какие части задачи можно менять? Что в них можно менять? Какие части нельзя менять? В этих частях сложнее найти ресурс. Как надо изменить эти части, чтобы задача была решена?
Алгоритм проведения ресурсного анализа
гм yj nj
http://e-koncept.ru/2013/ 13186.htm
научно-методический электронный журнал
Утёмов В. В. Применение фондов эффектов и ресурсов системы для развития научно-технического творчества учащихся // Концепт. - 2013. - №09 (сентябрь). - ART 13186. - 0,4 п. л. - URL: http://e-koncept.ru/2013/ 13186.htm. - Гос. per. Эл №ФС 7749965. - ISSN 2304-120Х.
ART 13186
УДК 37.036.5
6. Какие вещества и поля окружают систему? С чем взаимодействует объект? Нет ли подходящего ресурса в них?
7. Переберите все виды ресурсов для каждой части задачи (размер, вес, форма, местоположение, материал, физические и химические свойства...). Есть большая вероятность, что вам повезет, и вы найдете ресурс. Эффективно искать ресурс одновременно с попытками использовать приёмы для устранения противоречий.
8. Попробуйте использовать комбинацию ресурсов.
9. Сначала надо использовать имеющийся ресурс. Если ресурс не найден, надо его создать.
10. Очень сильный приём: сформулировать требования к ресурсу, который необходим для решения задачи.
Ниже приведены примеры и упражнения, связанные с удачно найденным ресурсом [7].
Упражнение 1. Зачем Чичикову мертвые души? Какой ресурс нашел в них Чичиков? А какой ресурс нашел Н. В. Гоголь в этом сюжете?
Пример. Отсчет длины дорог между большими городами обычно начинают от почтамта. В Мадриде в асфальт у почтамта вделали большой медный ноль и завели традицию возить туристов фотографироваться у этого нуля. За право фотографироваться городские власти установили налог. Туристам забава, а казне прибыль - с нуля! Упражнение 2. Почему плацебо (имитация лекарства) лечит?
Пример. Хозяин возил на осле соль в корзинах. Однажды, переходя реку, осел споткнулся и упал в воду. Поднявшись, осел обнаружил, что корзины стали легче. В следующий раз осел нарочно лег в воду. Хозяин это заметил и подвесил мешочек с солью ослу под хвост.
Упражнение 3. Во многих процветающих фирмах, особенно японских, инициируют сотрудников вносить предложения по улучшению работы фирмы. Это значит, что у всех сотрудников, даже занимающихся физическим трудом, используют их ум, энтузиазм и инициативу. Часть умственной и организационной работы руководство фирмы переложило на сотрудников.
Подумайте, какой неиспользованный ресурс вы можете предложить для улучшения работы школ, детских садов, улучшения психологического климата в семье, классе, в рабочем коллективе.
Таким образом, использование информационного фонда научно-технического творчества дает возможность для старта мотивированных ребят в практикоориентированные занятия в сфере науки, техники и технологий. Такие занятия должны формировать навыки труда и практической деятельности, включать элементы профориентации в научно-техническую сферу.
Ссылки на источники
1. Альтшуллер Г. С. Дерзкие формулы творчества // Дерзкие формулы творчества / Сост. А. Селюц-кий. - Петрозаводск: Карелия, 1987. - С. 13-83.
2. Саламатов Ю. П. Как стать изобретателем? - М.: Просвещение, 1990. - 230 с.
3. Альтшуллер Г. АРИЗ-85в // Правила игры без правил. - Петрозаводск, 1989. - С. 3-70.
4. Эвристика-3: методические указания к решению химических задач / Авт.-сост. В. Михайлов,
В.Тимохов. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2007. - 116 с.
5. Утёмов В. В. Приемы разрешения противоречий в научном творчестве // Концепт. - 2013. - № 4 (апрель). - ART 13078. - URL: http://e-koncept.ru/2013/13078.htm.
6. Утёмов В. В. Адаптированные методы научного творчества в обучении математике // Концепт. -
2012. - № 7 (июль). - ART 12095. - URL: http://e-koncept.ru/2012/12095.htm.
http://e-koncept.ru/2013/ 13186.htm
КОНТ TF,ПТ
Утёмов В. В. Применение фондов эффектов и ресурсов системы для развития научно-технического творчества учащихся // Концепт. - 2013. - №09 (сентябрь). - ART 13186. - 0,4 п. л. - URL: http://e-koncept.ru/2013/ 13186.htm. - Гос. per. Эл №ФС 7749965. - ISSN 2304-120Х.
научно-методический электронный журнал ART 13186 УДК 37.036.5
7. Утёмов В. В. Система задач открытого типа как средство развития креативности учащихся // Современные проблемы науки и образования. - 2011. - № 5. - С. 70.
Utyomov Vyacheslav,
candidate of pedagogical sciences, the deputy director on educational and methodical work of Vyatka College of Culture, Kirov lider siava@maii.ru
Application of funds of effects and system resources for development of scientific and technical creativity of pupils
Abstract. In article the work technique with fund effect and resources used in scientific creativity is described. The complex of receptions of use of funds of G. S. Altshuller is considered and the system of exercises on development of scientific and technical creativity on the basis of resource approach is given.
Keywords: TRIZ, creative pedagogics, creativity, problems of open type, creative tasks.
Рекомендовано к публикации:
Горевым П. М., кандидатом педагогических наук, главным редактором журнала «Концепт»
977230412013509
http://e-koncept.ru/2013/ 13186.htm
