Реферат: Технология теории решения изобретательных задач (ТРИЗ). Реферат триз

Доклад на тему: "Технология ТРИЗ"

Технология ТРИЗ

Современное общество предъявляет новые требования к системе образования подрастающего поколения и в том числе к первой его ступени – дошкольному образованию. Одна из первостепенных задач воспитания и обучения в дошкольных учреждениях, согласно вступившему в силу ФГОС - воспитание нового поколения детей, обладающих высоким творческим потенциалом. Но проблема заключается не в поиске одарённых, гениальных детей, а целенаправленном формировании творческих способностей, развитии нестандартного видения мира, нового мышления у всех детей посещающих детские сады. Одной из эффективных педагогических технологий для развития творчества у детей является ТРИЗ - Теория решения изобретательских задач. ТРИЗ представляет собой уникальный инструмент для поиска оригинальных идей, развития творческой личности, доказательством того, что творчеству можно и нужно обучать.

Цель ТРИЗ – не просто развить фантазию детей, а научить мыслить системно, с пониманием происходящих процессов. Дать в руки воспитателям инструмент по конкретному практическому воспитанию у детей качеств творческой личности, способной понимать единство и противоречие окружающего мира, решать свои маленькие проблемы.

Программа ТРИЗ для дошкольников – это программа коллективных игр и занятий с подробными методическими рекомендациями для воспитателей. Все занятия и игры предполагают самостоятельный выбор ребенком темы, материала и вида деятельности. Они учат детей выявлять противоречивые свойства предметов, явлений и разрешать эти противоречия. Разрешение противоречий – ключ к творческому мышлению.

Основным средством работы с детьми является педагогический поиск. Педагог не должен давать детям готовые знания, раскрывать перед ними истину, он должен учить ее находить. Обучение решению творческих изобретательных задач осуществляется в несколько этапов.

На первом этапе занятия даются не как форма, а как поиск истины и сути. Ребенка подводят к проблеме многофункционального использования объекта.

Следующий этап – это «тайна двойного» или выявление противоречий в объекте, явлении, когда что-то в нем хорошо, а что-то плохо, что-то вредно, что-то мешает, а что-то нужно.

Следующий этап – разрешение противоречий. Для разрешения противоречий существует целая система игровых и сказочных задач. Например, задача: «Как можно перенести воду в решете?» Воспитатель формирует противоречие, вода должна быть в решете, чтобы ее перенести, и воды не должно быть, так как в решете ее не перенести – вытечет. Разрешается противоречие изменением агрегатного состояния вещества — воды. Вода будет в решете в измененном виде (лед) и ее не будет, так как лед – это не вода. Решение задачи – перенести в решете воду в виде льда.

На этапе изобретательства основная задача: научить детей искать и находить свое решение. Изобретательство детей выражается в творческой фантазии, в соображении, в придумывании чего-то нового. Для этого детям предлагается ряд специальных заданий. Например, придумайте новый учебный стул, на котором вам хотелось бы сидеть. Придумайте новую игрушку и др.

Следующий этап работы по программе ТРИЗ – это решение сказочных задач и придумывание новых сказок с помощью специальных методов. Вся эта работа включает в себя разные виды детской деятельности – игровую деятельность, речевую, рисование, лепку, аппликацию, конструирование и т.д.

На последнем этапе, опираясь на полученные знания, интуицию, используя оригинальные решения проблем, малыш учится находить выход из любой сложной ситуации. Здесь воспитатель только наблюдает, ребенок рассчитывает на собственные силы, свой умственный и творческий потенциалы. Ситуации могут быть разные, из любой области человеческой деятельности. Дети ставятся и в экспериментальные ситуации, где необходимо быстро принимать решения.

Программа ТРИЗ дает воспитателям и детям методы и инструменты творчества, которые осваивает человек независимо от своего возраста. Владея единым инструментом, дети и взрослые могут легче найти общий язык, понять друг друга.

Применение ТРИЗ в обучении дошкольников позволяет вырастить из детей настоящих выдумщиков, которые во взрослой жизни становятся изобретателями, генераторами новых идей.

infourok.ru

Реферат - Технология теории решения изобретательных задач (ТРИЗ)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

«Брестский государственный университет имени А. С.Пушкина»

Кафедра методики преподавания математики

Контрольная работа

ТЕХНОЛОГИЯ ТРИЗ

Вороновец Александр Антонович,

студент 5 курса специальности «Математика. Информатика»

Брест 2010

ВВЕДЕНИЕ

ТРИЗ – теория решения изобретательных задач. Основателем является Генрих Саулович Альтшуллер. Главная идея его технологии состоит в том, что технические системы возникают и развиваются не «как попало», а по определенным законам: эти законы можно познать и использовать для сознательного – без множества пустых проб – решения изобретательских задач. ТРИЗ превращает производство новых технических идей в точную науку, так как решение изобретательских задач строится на системе логических операций.

Технология Г.С. Альтшуллера в течение многих лет с успехом использовалась в работе с детьми на станциях юных техников, где и появилась ее вторая часть – творческая педагогика, а затем и новый раздел ТРИЗ – теория развития творческой личности.

В настоящее время приемы и методы технического ТРИЗ с успехом используются в детских садах для развития у дошкольников изобретательской смекалки, творческого воображения, диалектического мышления.

Исходным положением концепции ТРИЗ по отношению к дошкольнику является принцип природосообразности обучения. Обучая ребенка, педагог должен идти от его природы. А также положение Л. С. Выготского о том, что дошкольник принимает программу обучения в той мере, в какой она становится его собственной.

В этом году исполнилось 110 лет со дня рождения Роберто О. ди Бартини (1897-1974), выдающегося советского авиаконструктора и изобретателя, однако интерес к его жизни и деятельности не утихает. В интернете имеются сотни сайтов с упоминанием Р. Бартини. И самым интересным, во всяком случае, для изобретателей, является детективный вопрос: «А был ли так называемый „метод“ Бартини? А если был, то в чем он заключается? „

Почитаем свидетельские показания, поступившие в хронологической последовательности.

В.А.Королев в статье “Другая ТРИЗ» [1] утверждает, ссылаясь на мнение И.Э. Чутко [2], что такой метод был: «еще в 30-е годы был создан, а позднее отработан математический аппарат прикладной диалектики», но «трудно сделать иной вывод, что „там, где надо“ диалектику довели до прикладного уровня и… засекретили… Тем более что, судя по замечанию Туполева, не только Бартини владел этим методом. Это была другая ТРИЗ. Называлась она иначе, но в секретных ОКБ самолётостроения СССР (а может, и в других КБ?) она применялась ещё в 30-е годы и была, как очень многое тогда, секретной».

Подчеркнем важность другого соображения В.А.Королева: «Математизировать можно только достаточно жёсткий алгоритм, который был, несомненно, очень похож на АРИЗ. Он в принципе не мог быть заметно иным, будучи построен на той же диалектической логике. Так, только деталями отличаются Ту-144 и „Конкорд“.

Интересен также вывод, который делает В.А. Королев: „Разумеется, достижения Бартини отнюдь не умаляют достижений Альтшуллера: оба в разное время и независимо выполнили огромную работу… А вот сравнить оба метода, объединить – это было бы очень разумно и целесообразно. Очень может быть, что некоторым коллегам перечисленные источники и организации вполне доступны. Очень может, быть, что перед ТРИЗ откроются новые горизонты и направления развития“.

Статья В.А. Королева была опубликована в 1999 году. Прошло 8 лет, а ответа от „некоторых коллег оттуда, откуда надо“, как не было, так и нет. Так может, и метода Бартини никакого не было?

А.В. Кудрявцев специально занимался исследованием деятельности Р.Бартини. В статье „Роберт Бартини“ [3], опубликованной в 2005 г., А.В. Кудрявцев приводит мнение заместителя Р.Бартини Иосифа Берлина: » у Бартини был свой метод решения задач. Он не был зафиксирован письменно… и базировался на использовании в связке диалектики и математики. Использовался аппарат противоречий (в его современном понимании), однако не в выявлении пары улучшающихся и ухудшающихся признаков, а соединением довольно больших групп факторов, разнородно влияющих на важные потребительские характеристики проектируемой машины".

Очевидно, это и есть метод «И-И» Р.Бартини, о котором пишет И.Э. Чутко: «При решении поставленной задачи необходимо установить сколь возможно компактную факторгруппу сильной связи, определить факторы, которые играют решающую роль в рассматриваемом вопросе, отделив все второстепенные элементы. После этого надо сформулировать наиболее контрастное противоречие „ИЛИ–ИЛИ“, противоположность, исключающую решение задачи. Решение задачи надо искать в логической композиции тождества противоположностей „И – И“.

С другой стороны, А.В. Кудрявцев, ознакомившись с рукописью Р.Бартини под названием „Бартини – созданное“, отмечает, что Р. Бартини в перечне своих работ „не указывает научные результаты, которые… заслуживают отдельной работы, отдельного разговора — созданную им таблицу физических эффектов, размещающую в себе все открытые законы физики и позволяющую генерировать их для не заполненных еще клеток“.

Почему? Вероятно, Р. Бартини „не считал это важным. Или не видел сам?“

И еще, последнее, важное свидетельство А.В. Кудрявцева. Он видел в музее ссылку на выступление Р.Бартини на совещании командиров РККА в 35 году. (Именно на эту работу ссылался Игорь Чутко, описывая подход, в котором Бартини предлагал устранять противоречия). А.В. Кудрявцев „эту работу несколько лет пытался достать разными путями, однако, не преуспел“.

Чем важно это свидетельство? Если метод существует, то он не должен быть сложным, учитывая аудиторию, перед которой Бартини выступал, а также ограниченность времени военного совещании.

Последний свидетель -Ю.П.Саламатов.

На интернет-форуме [4] в 2006 году ему задал вопрос некий „shamil“: „Был ли какой-то метод, к тому же математизированный (а значит поддающийся алгоритмизации и компьютеризации) у Бартини?“

Ю.П.Саламатов ответил: „Его (Бартини) мышление — это стихийный ТРИЗовец. Но сначала об Альтшуллере. Он создал ТРИЗ не в вакууме, а в реальной жизни СССР, он много читал, общался, переписывался с академиками, он был в гуще событий и идей. Основные идеи ТРИЗ выпали в нем как сконденсировавшиеся кристаллы общего знания (“коллективного бессознательного»). Он по крупицам собрал и додумал рассыпанные в головах многих людей кусочки теории. Одним из таких носителей знания был Бартини.

У Бартини, конечно же, не было никакой методики (тем более — теории) творчества. Он интуитивно и частично из теории марксизма нашел путь решения сложных задач — через противоречия. Вот и все. Плюс гениальная голова талантливого инженера. Бартини дружил с еще одним гением ХХ века — Побиском Кузнецовым (умер в 2000 г.)… У них есть общие работы. Одна из грандиозных — таблица всех существующих и будущих физических законов".

Как видим, мнения свидетелей разделились. В.А.Королев считает, что математический метод Бартини вполне определенно существует. А.В. Кудрявцев считает, что метод, может быть, есть, а может быть, и нет. А если и есть, то, возможно, Р. Бартини и сам не знал, что у него был такой метод. Наконец, Ю.П. Саламатов считает, что метода нет, а была только «стихия и гениальная голова». Таким образом, оптимизм свидетельских показаний со временем (1999,2005,2006 гг.) явно убывает.

Типичная изобретательская ситуация, которая, тем не менее, не должна испугать настоящего тризовца. Тем более, что установлено самое главное — кто виноват! Следовательно, остался пустяк — всего только один извечный и проклятый вопрос -

Что делать?

Народная мудрость, полная многовековой глубизны, хотя бы и морской, гласит: «Спасение утопающих — дело рук самих утопающих!». В силу древности и народности авторы [5] мудрости не установлены, спросить не с кого. Поэтому примем волевое решение — метод Бартини существует, и будем его искать.

Определим еще раз ограничения или приметы разыскиваемого метода.

1. Метод должен быть математическим, т.е. содержать какие-нибудь формулы.

2. Он должен значительно походить на АРИЗ.

3. Он должен быть простым.

4. Он должен иметь логику «И-И» и соединять несколько факторов, разнородно влияющих на потребительскую характеристику машины.

5. Он должен опираться на опубликованные работы [6,7] Р.Бартини и другого гения П.Г. Кузнецова, в частности, на таблицу всех существующих и будущих физических законов.

6. Метод должен открыть для ТРИЗ новые горизонты и направления развития.

Предельно ясно, что выполнение п.6 (пожелание В.А.Королева) наиболее затруднительно, однако

Будем стараться!!

Боюсь, что искушенный читатель, прочитав свидетельские показания, не совсем правильно или совсем неправильно понял, кто виноват в том, что математический метод Бартини до сих пор остается загадкой, и не открыты новые горизонты.

Например, наберите в каком-нибудь поисковике интернета ключевые слова типа «математика+ТРИЗ». Получите массу ссылок, в которых педагоги-тризовцы рассказывают о внедрении ТРИЗ в математику роддомов, ясель, детских садов и далее по нарастающей.

Хорошо! Но почему не пишут и наоборот: математику — в ТРИЗ!? Одна Коста-Рика не подкачала [8], а остальные?

Далее, всем известно, что классическая ТРИЗ имеет всего одну математическую формулу, да и ту только качественную.

Тут настоящий знаток ИКР сразу ответит, что виноват Пушкин, чужой дядя самых честных правил, написавший, что «творчество — это точная наука», а математика, как всем известно, таковой наукой не является.

И только жалкие скептики возразят, что есть «Изобретающая машина», «Метод» и т.п., а компьютеры без математики не работают. Следовательно, кто-то что-то тризовско-математическое делает.

Ну, что тут сказать? Только одно..., или два:

1. Вполне допустимо, что метод Бартини давным-давно уже расшифрован и используется в каком-нибудь программном средстве. Но ведь не публикуют же! Значит, почему-то не хотят открывать новые горизонты (вот загадка почище Бартини!), или метод все-таки пока остается загадкой.

2. Во времена Бартини 1935 года никаких компьютеров не было, а метод уже был.

Таким образом, поскольку ТРИЗ не имеет своей математики, остается одно — обратиться к тем, у кого такая математика есть. По всей видимости, наиболее близко подошел к разгадке метода Бартини Б.А.Лабковский в книге «Наука изобретать»[9], которая вышла в 2000 году. В этой книге Б.А. Лабковский явно позиционирует себя как критик ТРИЗ. А на замену предлагает в изобретательство, в творчество, продвигать математические методы, используемые в технике, биологии, экономике, например, дифференциальные и разностные уравнения, матричную алгебру, теорию множеств, линейное программирование, теорию систем, теорию устойчивости, тензорный анализ и др.

Использование математики в творчестве, в частности, в техническом, можно только приветствовать. В этом смысле книга весьма полезная. Собственно, это нам и надо, так как мы ищем именно математический метод изобретательства Бартини.

Однако, после прочтения книги «Наука изобретать» (кстати, местами читать тяжело — уж больно затянуто, сократить бы раза в два!) складывается впечатление, что ничего хорошего в ТРИЗ нет, и она не лучше других методов технического творчества.

Особенно больно, и справедливо больно, достается некоторым законам развития технических систем — за надуманность, непоследовательность, нелогичность, перебор, а также некоторым задачам из книг Г.С.Альтшуллера — за физическую нереализуемость. Короче, в голове начинает стучать лозунг-бренд — «Даешь математику вместо ТРИЗ!». Но это как-то режет слух, уж очень революционно! На наш слух и, естественно, взгляд, гораздо приятнее будет — «Математику вместе с ТРИЗ!».

Есть, правда, исключение, когда Б.А. Лабковский похвалил ТРИЗ. Прочитаем цитату на стр.16 [9]: «Здесь авторы ТРИЗ, действительно, делают большой шаг вперед по сравнению с другими методиками, декларируя необходимость изучения внутренних свойств задачи для осуществления выбора. Альтшуллер предложил выбирать оператор R (оператор решения, добавлено мною), исходя из характера противоречия изучаемого объекта. Но в чем суть противоречия объекта? Альтшуллер отвечает на этот вопрос следующим образом: „Некоторое свойство в объекте должно одновременно сосуществовать с антисвойством“. Далее автор ТРИЗ полагает, что может быть определен список, сопоставляющий то или иное противоречие соответствующему оператору, разрешающему это противоречие. Если говорить обо всем классе явлений, способных в потенциале стать изобретениями, то становится ясным, что такой список осуществить невозможно. Реальный мир неисчерпаем». И, кроме того, найденное авторами ТРИЗ множество операторов не составляет класса, так как не объединено признаками, определяющими класс. Поэтому выявленные операторы нельзя принять в качестве видов, а только лишь как набор неких частных принципов действия" (конец цитаты).

В общем-то, все правильно: и похвала и упрек. Кстати, упрек — это камешек в огород стандартов, таблицы выбора приемов разрешения ТП, т.е. нашей Contradiction Matrix, почему-то сильно любимой на Западе, и др. С похвалой согласимся, а на упрек ответим просто, по-детски: «Сам такой!».

Раз реальный мир неисчерпаем, то никуда от этого не денешься, и Лабковский не денется, когда будет составлять свою математическую модель реальной изобретательской ситуации «путем набора неких частных принципов действия». Любая модель ограничена, и еще неизвестно, сколько возможных решений будет потеряно из-за этого. Может быть, даже больше, чем не будет найдено по ТРИЗ. Собственно, Б.А.Лабковский и сам упоминает неоднократно в своей книге об этой проблеме учета «всех и вся», называя ее «проклятием размерности».

— (Интересно, — а как Р.Бартини расправлялся с этим «проклятием»? -

— Скоро уже узнаем, почитайте еще немного, еще чуть-чуть!) -

Модель изобретательской ситуации в АРИЗе очень ограничена: инструмент и изделие, отношение между ними в виде полезного действия, устраняющего нежелательный эффект, и вредного действия, противоположного полезному, а также икс-элемент (нечто неизвестное), разрешающий противоречие, и все! Для всех задач и всех изобретателей, решающих задачу по АРИЗу! Фактически Б.А.Лабковский эту структуру одобряет, поскольку одобряет физ.противоречие («свойство-антисвойство», см. выше), которое получается из технического противоречия.

А если не одобряет, тогда он не прав, потому что вот оно, налицо! — живое и работающее, — снятие «проклятия размерности». Естественно, в этой структуре мы не учитываем, что конкретно является инструментом, а что — изделием, не говоря уж об икс-элементе; то же самое — и для характера связей: действует какая-то связь — и все, а какая — неважно (просто триада какая-то, или, просто-напросто — веполь !).

— Можно ли сработать на такой структуре? Попробуем! Тут, главное, затравку дать, запал, а дальше само пойдет — голова «доварит»!

— Впрочем, судить Вам, уважаемые читатели!-

Так как в «Науке изобретать» нет теории катастроф и гомеостатики (во всяком случае, применительно к техническому творчеству), придется обратиться к своим работам [10,11,12].

— «Сейчас нас будут формулами „душить“ — скажет читатель, — придется теорию катастроф и гомеостатику изучать!»-

— «Не будем! Мы (автор этой статьи, и, надеюсь, Б.А.Лабковский тоже) хотя и ворчим иногда (см.выше) на нашего тризовского читателя, но стараемся вникать в его проблемы с математикой».-

— «Но, в ответ, Вам придется поверить на слово, что в математической теории катастроф имеется несложная формула для математической катастрофы типа „сборка“,

E(x) = 0,25 x4 + 0,5 a x2 + b x, (1)

где x — координата состояния катастрофы, a и b — некоторые коэффициенты, E(x) — потенциальная функция катастрофы».

Формулу (1) можно использовать как простейшую математическую модель описания некоторого явления, процесса, системы, в которых имеется минимум потенциальной функции E(x). Если удачно назначить потенциальную функцию и выбрать из множества факторов, описывающих сложное явление (процесс или систему), всего только три — x,a,b, то получим модель, описывающую основу, «скелет», суть явления (процесса или системы). Тем самым снимается «проклятие» размерности.

В изобретательской задаче никаких проблем с удачным выбором нет. Все уже выбрано до нас. Поэтому потенциальной функцией E(x) назначим нежелательный эффект, остальная тройка — x,a,b- характеризует изделие, инструмент и икс-элемент соответственно.

Пусть x — свойство изделия, которое может быть измерено какой-нибудь подходящей физической величиной, y=a/d — свойство инструмента, которое тоже может быть измерено какой-нибудь подходящей физической величиной, z=c/e — свойство икс-элемента, которое тоже может быть измерено какой-нибудь подходящей физической величиной, d и e — коэффициенты, выравнивающие физические размерности величин x,a,b. Тогда формулу (1) можно записать в виде

E(x) = (0,25 x4 + 0,5 d y x2 + e z x)f. (2)

где f — коэффициент, выравнивающий физическую размерность величины E(x). Приведение формулы (1) к виду (2) называется масштабированием катастрофы.

Чтобы было более понятно, как использовать формулу (2), получим физико-математическую модель для известной задачи о запайке ампул с лекарством из книги «Крылья для Икара» [13].

Стеклянная ампула с налитым жидким лекарством устанавливается вертикально и капилляром вверх. Сверху подводится газовая горелка с горящим пламенем. Нежелательным эффектом является плохая запайка. Изделием является ампула с лекарством, а инструментом — пламя. Техническое противоречие формулируется следующим образом. Если язычок пламени окажется слабым, то ампула плохо запаивается, но лекарство не перегревается. Если пламя горит сильно, то капилляр ампулы оплавляется хорошо, но перегревается лекарство. Решение задачи следующее. Пламя усиливается максимально, чтобы его язычок охватывал всю ампулу. Тогда даже при возможных колебаниях пламени капилляр все-таки надежно запаивается. Для устранения перегрева лекарства ампула помещается в сосуд с водой, над поверхностью которой остается лишь капилляр. Таким образом, вода является икс-элементом и дешевым вещественно-полевым ресурсом.

Выберем за свойство изделия x высоту ампулы, начиная от кончика капилляра до основания ампулы. Тогда первое слагаемое 0,25 x4 в (2) будет иметь размерность длины в четвертой степени L4(L — длина, измеряемая в метрах, [м]). За свойство инструмента y выберем поверхность пламени, контактирующую с поверхностью изделия, т.е. ампулы. Тогда свойство y должно иметь физическую размерность поверхности или квадрата длины S=L2, а коэффициент d должен быть безразмерным. В противном случае невозможно было бы складывать первое и второе слагаемые в (2).

Можно было бы выбрать и другие свойства инструмента и изделия. Например, за свойство инструмента выбрать температуру пламени, измеряемую в градусах Кельвина, [K]. Тогда коэффициент d должен иметь физическую размерность [м2/K]. В этой задаче выбор длины L мы обоснуем тем, что качество запайки или обработки изделия оценивается именно длиной оплавленного капилляра, а для инструмента выбор поверхности S обоснуем тем, что оперативной зоной конфликта является поверхность ампулы.

— Вы можете спросить, почему именно так?

— Так в голову «пришло» (помните, голова «доварит»!). Во всяком случае, это не противоречит логике и физике задачи.

— А что из этого вышло, и для чего так надо — сейчас увидите! -

Далее выберем коэффициент e также безразмерным, тогда свойство z икс- элемента должно иметь физическую размерность куба длины или объема V=L·S·=L3. А если выберем безразмерным и коэффициент f в (2), то и нежелательный эффект или потенциальная функция E(x) будут иметь в размерности длину в четвертой степени, а именно E=L4.

Обратим внимание, что в формуле (2) знаки перед слагаемыми не учитываются, как и не учитываются численные значения коэффициентов c, d и т.д. Это связано с тем, что модель работает на уровне физических размерностей переменных x,y,z и коэффициентов, т.е. описания их физических свойств. Поэтому и в левой части, у нежелательного эффекта можно выбрать другой знак. Тогда нежелательный эффект (с точки зрения физической размерности) превращается в желательный (положительный) эффект или просто решение.

Теперь можно выстроить цепочку объектов модели с их физическими размерностями: изделие (L1) –> инструмент (L2) –> икс-элемент(L3) –> решение (L4). Наконец-то стало ясно, почему за свойство изделия выбрана высота ампулы, а за свойство инструмента — поверхность контакта и т.д., так как получена полная аналогия с широко известным в ТРИЗ трендом «точка-линия-поверхность-объем».

— " Ну, и что далее? — спросите Вы". -

— А далее появляется на свет та самая, знаменитая «таблица [7] всех существующих и будущих физических законов», в которой представлена

Кинематическая система физических величин Р. Бартини

Собственно таблица содержит только фрагмент системы, и может быть продолжена в любую сторону путем изменения степеней m и n у Lm и Tn. В этой таблице представлены размерности физических величин в базисе длины L [м] и времени T[c]. Например, сила имеет размерность L4T-4 [м4/с4], давление — L2T-4 [м2/с4], энергия и статистическая температура – L5T-4 [м5/с4] и т.д. Числа m и n — любые целые, и для реального трехмерного пространства |m+n|3.

О возможности создания системы единиц измерений на базе только длины и времени писал Максвелл еще в 1873 году. Он же определил и размерность массы, приравняв силу инерции, равную произведению массы на ускорение, силе гравитации двух равных масс, равной квадрату массы, деленному на квадрат расстояния между тяготеющими массами (сплошной Ньютон!).

Важность LT-таблицы заключается в том, что она выражает физические законы сохранения. Например, приравнивая размерность ячейки L1T0 константе, получаем закон сохранения длины твердого тела: L=Const. Равенство L+5T-4 = Const дает закон сохранения энергии. Равенство L+2T-4=Const отражает закон Гука. Равенство L+3T-2=Const является записью закона Кеплера (отношение куба планетарного радиуса к квадрату периода вращения есть величина постоянная).

Таблицу Бартини приводит в своей книге и Б.А.Лабковский, где отмечает очень важное и полезное свойство: каждая ячейка таблицы или соответствующий закон сохранения определяет объем объектов, объединенных в класс. Действительно, многие клетки содержат не одну физическую величину, а несколько. Например, в ячейке L+3T-2 размещены две физические величины: масса и количество электричества, в ячейке L+1T0 размещены три величины: длина, емкость, самоиндукция и т.д. Более того, во многие ячейки можно дописать не указанные в таблице физические величины. Например, в системе СИ теплопроводность измеряется в [Вт/м·K]. Если вместо ватта поставить размерность мощности L+5T-5, а вместо кельвина — размерность температуры L+5T-4, то теплопроводность необходимо добавить в ячейку L-1T-1.

Текучесть расплава измеряется в [кг/с]. Подставляя вместо килограмма размерность силы L+4T-4, получаем размерность текучести расплава L+4T-5. Как видно, в исходной таблице эта величина также не приведена. Правда, если в размерности [кг/с] приведена не килограмм-сила, а килограмм-масса, тогда получим L+3T-3 (сила это или масса — должны уточнить металлурги или химики, у них тоже есть понятие текучести расплава полимеров).

Сила классификации в том, что каждый класс содержит так называемый «инвариант» — свойство, которое присуще всем элементам этого класса. П.Г. Кузнецов называет это свойство сущностью.

— В чем инвариантность или сущность длины, емкости, самоиндукции для нас, в наших изобретательских задачах?-

— В том, что все они имеют одну и ту же физическую размерность L+1T0. -

Поэтому, когда в изобретательской задаче встречаются свойства длины, емкости или самоиндукции, то с этими свойствами можно оперировать одинаковыми приемами, тем самым сокращается «проклятие размерности». Тоже самое касается и так называемых «критериев подобия», когда законы сохранения в разных отделах физики имеют одну и ту же математическую структуру. Например, если в механике в какую-нибудь формулу длина входит в квадрате, то в подобной формуле для электричества емкость тоже будет в квадратной степени.

С другой стороны, Б.А. Лабковский таблицу Бартини критикует практически за то, за что одобряет, а именно, за абстрактность, за сильную свернутость (получается, что за снижение «проклятия размерности»). Действительно, если в результате решения задачи по АРИЗу получилось, что икс-элементом является вода, то по таблице Бартини Вы этого не найдете. Нет там воды! Там только величины, которые могут быть измерены; например, расход объема [м3/с] или L+3T-1, в данном случае — абстрактная величина, поскольку этой величиной измеряется не только расход воды, но и другой жидкости, и газа, и сыпучих веществ. А в какой-нибудь другой задаче, связанной, например, с законом Архимеда, плавучестью, вода, как ответ, может быть опознана через свое, другое для этой задачи свойство, — удельный вес (физическая размерность L+1T-4) и т.д.

Но, пожалуй, главным недостатком таблицы Бартини Б.А.Лабковский считает отсутствие связи между инвариантами, т.е. отдельными клетками таблицы. Поэтому он не видит возможностей практического использования этой таблицы в изобретательстве. Во всяком случае, в главе 7 «Изобретательство и физика» [9] он уходит от хорошо свернутой таблицы Бартини и строит свою таблицу физических эффектов и сокрушается, что последняя опять выходит «на проклятие размерности».

Б.А.Лабковского можно понять. Действительно, что общего, например, между ячейкой L+2T-4 (давление) и, скажем, ячейкой L0T-1 (частота)?

Давайте разберемся, и помогут нам в этом тренды ресурсов.

Тренды ресурсов

Продолжим разбор задачи о запайке ампул. Мы остановились на том, что линия «изделие (L1) –> инструмент (L2) –> икс-элемент(L3) –> решение (L4)» для этой задачи аналогична тренду «точка-линия-поверхность-объем». Найдем этот тренд в LT-таблице. Очевидно, он находится в строке T0, где геометрическая размерность точки есть безразмерная величина L0, размерность линии — длина L1 и т.д. Каждый, кто хоть немного знает интегральное исчисление, скажет, что интеграл от дифференциала dl (точка) есть l (длина), а интеграл от ldl есть l2=S (поверхность) и т.д. (естественно, с точностью до безразмерных коэффициентов, которые мы уже договорились не учитывать).

Таким образом, по мере продвижения по тренду T0 от клетки к клетке слева направо геометрическая мерность пространства увеличивается на единицу путем умножения предыдущей мерности на L+1: Ln+1T0=LnT0 ·L+1. Можно утверждать, что размерности свойств всех элементов тренда имеют в своем составе множитель L+1, который передается по наследству от свойства к свойству, и который может быть назван геном длины. Ген длины передает всем элементам (поколениям) тренда физическое свойство: быть совокупностью (ансамблем) линий. Действительно, линия — это совокупность линий(из одной линии), поверхность — это совокупность линий, объем — это тоже совокупность линий и т.д.

Но тренд T0 в таблице неограничен как слева, так и справа, и может начинаться с любой клетки. Если он начинается с безразмерной величины L0T0, тогда все последующие поколения будут обладать свойством «быть совокупностью точек».

Выясним, как же физически или геометрически передается наследственное свойство.

Представим наше изделие, т.е. ампулу, стоящую вертикально (в деревянной кассете) и характеризуемую свойством высоты, измеряемым единицами длины. Допустим, что в начале никакого изделия и, тем более, его свойства высоты, нет. Тогда наша ампула вырождается в безразмерную точку, расположенную, например, на дне кассеты. Это будет начало отсчета. Возьмем другую точку, например, бусинку (нулевого радиуса) или пятнышко, кружок нулевой толщины (строго говоря, dl) и нулевого радиуса, и наложим его (или ee — бусинку) на первую точку, затем положим третью точку и т.д. Можно даже эти точки-кружки-бусинки накалывать на вертикальную ось как на спицу.

Наконец, накололи на спицу столько точек, что добрались до верхней точки ампулы. Получили прямую вертикальную линию нулевой толщины, но определенной длины. Именно эта линия и обладает абстрактным свойством высоты. Можно также сказать, что линия есть некоторое распределение точек вдоль высоты ампулы, и записать логическую формулу: линия = «И» точка «И» точка «И» точка....«И» точка… Формула эта выражает математическую операцию логического умножения «И»-«И» или соединения, сложения элементов в некоторую совокупность.

Вот где в первый раз проявился метод «И»-«И» Бартини — в геометрии. Недаром статья [7], где также напечатана LT-таблица, называется «Множественность геометрий и множественность физик».

Важно отметить, что свойство линии — ее высота, выражаемая в единицах длины, появляется уже при двух точках, расположенных в любых местах этой линии, например, в начале отсчета и на конце капилляра. Тогда минимальная логическая формула для линии будет такая: линия = «И» точка «И» точка.

Аналогично поступаем дальше и определяем свойство инструмента y, которое определено как поверхность пламени, контактирующая с ампулой. Так как свойство линии, измеряемое длиной, уже выяснено, то берем эту самую линию и сворачиваем ее в кольцо вполне определенного диаметра, равного диаметру ампулы и пропорционального длине с некоторым безразмерным коэффициентом. Толщину кольца выбираем, естественно, нулевой (строго, dl) — вот оно, наследственное свойство точки!

Далее такие кольца начинаем накалывать на нашу спицу, формируя из них, поверхность контакта. В районе капилляра кольца, конечно, должны быть существенно меньшего радиуса.

Ясно, что поверхность (совокупность колец) или свойство инструмента есть определенное распределение линий вдоль (ген L+1 !) высоты ампулы. Минимальная логическая формула поверхности: S = «И» линия «И» линия.

Теперь будем формировать объем или свойство y икс-элемента путем наращивания на dl того измерения, которое на предыдущей итерации было нулевым. Нулевой толщиной стенок обладает цилиндрическая поверхность, образующая из колец поверхность контакта или оперативную зону в терминологии АРИЗ. Наращиваем толщину стенок поверхности, появляется распухающий цилиндр, который и образует объем — свойство икс-элемента. В данном случае объем является определенным распределением поверхностей вдоль другого направления, перпендикулярного высоте. Иначе и объем не образовать. Но, с другой стороны, объем распределен определенным образом и по высоте ампулы: в районе лекарства — это толстый цилиндр, в районе капилляра — тонкий, да еще есть переход от толстого к тонкому. Минимальная логика объема: V = «И» поверхность «И» поверхность.

Наконец, последняя итерация — образование геометрического образа решения. Мысленно берем кубики объема (или то объемное, за что можно ухватить), и начинаем накалывать на вертикальную спицу. Получаем, что решение в пространстве, есть, по крайней мере, определенное распределение объема по высоте ампулы, т.е. по изделию. Мы-то не знаем пока, что этот объем должна занимать вода, но геометрия подсказывает, что «вода» по высоте ампулы может быть распределена по-разному. Например, снизу много — «толстый» объем, сверху мало — «тонкий» объем. Получается то же самое, когда две точки уже дают линию, а две линии -поверхность, так и два объема («И» толстый, «И» тонкий или «И» длинный, «И» короткий (в пределе — нулевой длины)), размещенные вдоль изделия, дают минимальный геометрический образ решения.

Пространственный анализ задачи по таблице Бартини в некотором смысле аналогичен шагу 2.1 АРИЗа. Там тоже определяются ресурсы пространства, в котором находится конфликт, и куда надо вводить икс-элемент.

В чем отличие? В АРИЗе икс-элемент надо помещать в оперативную зону, т.е. в данном решении — на поверхность ампулы. Не сразу доходит до сознания, что это может быть вода: как же она удержится на поверхности? Конечно, потом дойдет (да если еще и преподаватель пояснит!), что если наливать воду, и она будет скатываться вниз по ампуле, то необходимо ампулу поставить в какой-то объем, чтобы вода не утекала. Здесь же, по Бартини, получается сразу, что икс-элемент должен иметь объем.

Еще ценной информацией является установление места размещения икс-элемента в геометрии задачи. Действительно, сначала идет изделие со своей спицей-высотой, потом, как граница разделения, инструмент со своей поверхностью, затем, по другую сторону границы, икс-элемент в своем объеме.

Мы не знаем, как Бартини называл строки своей таблицы, в частности, строку T0. Поэтому введем свою терминологию, назовем эту строку трендом пространственных ресурсов (или пространственным трендом), да и все остальные строки тоже. Они одинаковы в том смысле, что размерность каждой последующей клетки тренда получается умножением размерности предыдущей клетки на ген длины L+1 .

Например, рассмотрим фрагмент пространственного тренда LnT-4: L-2T-4, L-3T-4, L-4T-4 или «давление — поверхностное натяжение — сила». Если L-2T-4 есть давление в точке, то L-3T-4 есть распределение давления по длине, а сила L-4T-4 есть распределение давления по поверхности.

Естественно, столбцы таблицы будем называть трендами временных ресурсов или просто временными трендами. Они одинаковы в том смысле, что размерность каждой последующей клетки тренда получается умножением размерности предыдущей клетки на ген времени T+1, если продвигаться сверху вниз, или умножением на T -1, если продвигаться снизу вверх. Аналогичны связям на пространственных трендах и интегральные или дифференциальные связи между элементами временных трендов. Например, на временном тренде L+1T m клетка с размерностью L+1T-2 является линейным ускорением, следующая клетка L+1T-1 является интегралом от линейного ускорения, т.е. линейной скоростью, следующая клетка L+1T0 является интегралом от линейной скорости, т.е. длиной и т.д.

Анализ на временном тренде ничем не отличается от анализа на тренде пространственных ресурсов, только дифференциал длины dl заменяется на дифференциал времени dt. Правда, появляются такие непривычные термины как поверхность времени L0T2 или объем времени L0T3, но мы здесь разбирать их не будем, поскольку это не повлияет на дальнейшее расследование метода Бартини. Желающие познакомиться с этим вопросом подробнее, могут обратиться к литературе [14], где в приложении есть время даже в пятой степени.

По аналогии с АРИЗом, в котором кроме оперативных пространства (зоны) и времени, анализируются также и вещественно-полевые ресурсы, определим тренды вещественно-полевых ресурсов как диагонали таблицы, проходящие слева снизу направо вверх (тренды ВПР).

Тренды ВПР (см.рис.) образуют 7 диагоналей, содержащих физические свойства с размерностями LmTn, при |m+n|3 реализуемые в трехмерном пространстве. Легко заметить, что все тренды ВПР от поколения к поколению передают ген скорости V=L1T-1. В этом — их общность. Однако есть и различие между трендами, а именно, в сумме Sn+m = n+m показателей степени n и m для размерностей LnTm.

Желтый тренд имеет сумму Sn+m =0 и передает по наследству вдоль тренда ген LnT-n. Серые тренды имеют сумму Sn+m =±1 и передают гены LnT-n±1. Голубые тренды имеют сумму Sn+m =±2 и гены LnT-n±2. Наконец, зеленые тренды имеют сумму Sn+m =±3 и передают гены LnT-n±3.

Возникает вопрос, как же пользоваться всеми этими трендами, как найти вещественно-полевой ресурс или свойство икс-элемента?

В задаче о запайке ампул мы нашли только пространственный образ икс-элемента, т.е. одну координату — по оси L, равную L3. Значит, мы находимся в клетке L3T0 и ни вправо, и ни влево уходить с нее не можем. Иначе получим L в другой степени. Поэтому необходимо либо передвигаться по временному тренду L3Tm вверх или вниз до нужной клетки, либо остаться в исходной клетке L3T0, считая что объем есть не только пространственный ресурс, но и вещественно-полевой.

Проницательный читатель, конечно, давно догадался, что нам делать. Но мы, увы, не так проницательны, поэтому поступим по-научному. Найдем вторую координату. Ведь пока мы использовали только один фактор, одно свойство, определяющее хорошую запайку, а именно, длину оплавленного капилляра. Поэтому одну координату и получили. А второй фактор — температуру, от которой портится лекарство, пока не использовали. Давайте это и сделаем.

В работах [11,12] получено дифференциальное уравнение, описывающее эволюцию свойства икс-элемента после момента «озарения» или захвата икс-элемента системой мысленного поиска и слежения в сознании изобретателя

Kdz/dt = 3xy — az, (3)

где x и y — координаты, описывающие эволюцию конкурирующих свойств технического противоречия, z — координата, определяющая эволюцию икс-элемента в режиме слежения, K — некоторый коэффициент, зависящий от психологической инерции, а — коэффициент, зависящий от остроты мышления.

Когда инерция преодолена, свойство z икс-элемента четко фиксируется сознанием, т.е. z уже не изменяется, наступает установившийся режим dz/dt=0, и из дифференциального уравнения (3) получаем алгебраическое уравнение

z=3xy/a=Cxy. (4)

Произведение xy передает наследственную информацию о свойствах x и y «родителей», свойству z их «ребенка», т.е. икс-элементу. Для определения физического свойства z переходим от математического уравнения (4) к его физического эквиваленту в виде уравнения размерностей в базисе LT-таблицы Бартини

Lm3Tn3=C · Lm1Tn1 ·Lm2Tn3. (5)

Постоянная C является размерной константой, т.е. C=Lm4Tn4, и где все mi и nj — целые числа, положительные и отрицательные.

В уравнении (5) произведение Lm1Tn1 ·Lm2Tn3 определяет тот элемент тренда ВПР, в котором заложены свойства того и другого «родителей». Сам же тренд ВПР, проходящий через этот элемент с размерностью Lm1Tn1 ·Lm2Tn3, может быть назван родительским.

Определим родительский тренд ВПР для задачи о запайке ампул. Для этого найдем факторы, разнородно влияющие на важную потребительскую характеристику нашей запайки. Ясно, что этой характеристикой является качество запайки. Будем считать, что на качество запайки влияют всего два разнородных фактора: длина оплавленного капилляра и температура лекарства. Конечно, результат этот мы в чистом виде взяли из АРИЗа.

Теперь эти два фактора мы должны сложить, соединить, и передать нашему икс-элементу. Решение должно иметь И «хорошую» длину оплавленного капилляра, И «хорошую» температуру лекарства. Для этого используем логическое умножение «И-И»: размерность длины умножаем на размерность температуры в соответствии с (5) и получаем размерность элемента на родительском тренде

L6T-4=· L+1T0 ·L5T-4

Обратите внимание, что свойства длины и температуры численно заложены в показателях степени при L и T, и при умножении размерностей эти показатели складываются. Таково второе проявление метода «И-И» Бартини.

Находим сумму Sn+m =6-4=2. По величине Sn+m находим, что это нижний голубой тренд на рисунке. Каковы могут быть дальнейшие движения в поиске ответа? Имеются только две альтернативы: либо остаться в этой точке L6T-4 и считать это свойство искомым ресурсом икс-элемента, либо продвигаться по родительскому тренду (по диагонали) в поисках нового решения.

Почему именно по диагонали? Потому что мы ищем вещественно-полевой ресурс, а не пространственный и не временной. Для нашей же задачи о запайке мы непременно должны продвигаться по диагонали родительского тренда, так как нам необходимо пересечение с временным трендом L3Tm. По голубому тренду идем вниз налево и, наконец, находим ячейку «расход объема» с размерностью L3T-1.

Мы-то знаем, решив задачу по АРИЗу, что икс-элементом является вода, но Бартини этого пока не знает. Более того, в рассмотренной выше постановке задачи (факторы: длина+температура) для Бартини икс-элементом является некоторый поток, измеряемый в [м3/с]. И поток этот должен быть как-то распределен по высоте ампулы. Можно ли сказать, из чего состоит этот поток? Можно догадаться (в LT-таблице нет воды!), так как одним их существенных факторов является температура, а потоком в этом случае может быть поток хладоносителя или теплоносителя. Вспомним из МаТХЭМ, что термическое поле бывает или поле нагрева или поле охлаждения.

Но для других полей это не так очевидно. Даже и в этой задаче, не формулируя физического противоречия, можно прийти к решению, когда граница между нагревом и охлаждением не явно выражена. Например, можно представить, что снизу ампулу обтекает поток холодной воды, но температура воды по мере увеличения высоты ампулы растет, и в районе капилляра уже перегретый водяной пар оплавляет стекло. Конечно, здесь есть фазовый переход первого рода, изменение агрегатного состояния, но в других задачах, с другими хладоносителями и другими температурами запайки, точка фазового перехода может находиться вне диапазона, так сказать, «рабочих» температур (запайки и перегрева).

Для выхода из такой ситуации, по всей видимости, Бартини формулировал и физическое противоречие. Для задачи запайки ФП можно записать так: икс-элемент должен быть горячим, чтобы не мешать сильному пламени оплавлять капилляр, и должен быть холодным, чтобы не перегревалось лекарство. Можно ли разрешить такое ФП по методу Бартини?

Свойство «горячий» и свойство «холодный» должны передаться икс-элементу, а измеряются они оба в градусах температуры. Поэтому размерность температуры возводим в квадрат и находим элемент родительского тренда

(L5T-4) 2= L10T-8 .

Определяем сумму показателей Sn+m =10-8=2. Мы попали на тот же самый нижний голубой тренд, а, следовательно, получим то же самое решение.

Вполне возможно, что найдутся скептики, которые скажут, что все эти движения по трендам и получаемые результаты являются случайным совпадением.

Сформулируем другое ФП: длина пламени должна быть большой, чтобы хорошо запаять, и должна быть маленькой, чтобы не перегреть. По образцу и подобию предыдущего варианта возводим длину в квадрат

(L1T0) 2= L2T0 .

Определяем сумму показателей Sn+m =2+0=2. Мы снова на том же тренде ВПР!

— Что теперь скажете?.. Ах, Вы уже молчите!-

— Подождите, то ли еще будет!-

Разбирая задачу о запайке ампулы, Альтшуллер и Селюцкий указывали вариант, при котором качество запайки определялось временем нагрева ампулы: большое время — хорошая запайка, но порча лекарства, малое время — плохая запайка, но не портится лекарство. Отсюда ФП — «И» большое, «И» малое время нагрева (т.е. «хорошее» время — которое и надо!).

Возводим в квадрат (L0T1) 2= L0T2 .

Определяем сумму показателей Sn+m =0+2=2.

Вариант без подробностей и без ФП, учет только главных факторов: «И» время пайки, «И» длина капилляра:

L0T1 ·L1T0= L1T1 .

Sn+m =1+1=2.

«И» время, «И» температура:

L0T1 ·L5T-4= L5T-3 .

Sn+m =5-3=2.

После этого становится грустно: LT-таблица уже лет 40 как опубликована и валяется бесполезным хламом для тризовцев.

А ведь это — физический базис техники, возможность математического оперирования свойствами! Вот где нам наша математика боком вышла!

Да, «Бартини — это голова!» [Ю.П.Саламатов, см.выше]. А мы? Мы — пикейные жилеты! И никто нам даже палец в рот не положит! Нам остается только составить матрицу, в которой приведен баланс ресурсов для родительского тренда.

Баланс ресурсов для родительского тренда

Составим матрицу баланса ресурсов по формуле (5):

x·y·C =z. (6)

Входнойфактор, х

Входнойфактор, y

C=Vk=(L1T-1)k

Выход — объемный расход, z

Длина, L1T0

L3T-1

Длина, L1T0

Время, L0T1

L3T-1

Время, L0T1

L3T-1

Время, L0T1

Температура, L5T-4

V-2

L3T-1

Длина, L1T0

Температура, L5T-4

V-3

L3T-1

Температура, L5T-4

V-7

L3T-1

В этой матрице правый столбец определяет выход модели задачи, т.е. свойство икс-элемента, которое получается перемножением свойств входных факторов x и y и коэффициента С. На родительском тренде коэффициент С равен гену скорости в некоторой степени k, где k — целое число, как положительное, так и отрицательное.

Как видно, в результате анализа ресурсов получилось 6 разных значений коэффициента k, т.е. 1,2,3,-2,-3,-7. Возникает вопрос, а не могут ли быть другие значения k, например, 0, и что же заключается в величине k?

Рассмотрим подробнее первую строку матрицы баланса ресурсов. В случае использования булевой алгебры можно записать:

большая длина пламенималая длина пламенилинейная скорость =объемный расход,

где — операция логического «И» (конъюнкция). Операнды конъюнкции образуют те внешние факторы, которые влияют на конечный результат, потребительскую функцию (качество запайки). Естественно, длина пламени может быть заменена на эквивалентную длину оплавляемого капилляра.

Первые два операнда образуют физическое противоречие, а третий операнд — линейную скорость — мы отбрасываем, решая задачу по АРИЗу. Ясно, что это приводит к трудностям поиска решения.

Но что это за линейная скорость? Вспомним задачу о запайке ампул. 25 ампул в клетках деревянной кассеты едут по конвейеру к месту запайки. В месте запайки конвейер останавливается, и 25 горящих газовых горелок смещаются вниз к капиллярам ампул. Теперь ясно, что линейная скорость — это вертикальная скорость подачи горелок, или скорость надвижения пламени на ампулу. Очевидно, этот фактор должен быть учтен наравне с физическим противоречием. Собственно, поиск этого третьего фактора у Бартини в некотором смысле аналогичен поиску фактора разрешения ФП в АРИЗе. Отличие только в том, что по Бартини известна физическая размерность этого фактора, это размерность скорости в целой степени, и для данного ФП эта степень равна единице.

Для второй строки матрицы баланса ВПР строгого ФП не получается, и формально об этом свидетельствует четная степень гена скорости, т.е. k=2. Действительно, для второй строки имеем следующее логическое уравнение:

большая длина пламенималое время запайкилинейная скоростьлинейная скорость = объемный расход.

Чисто формально этот случай сводится к предыдущему, если один операнд скорости мы логически умножим на время, тогда получим длину и строгое физ. противоречие.

Если этого не делать, то можно предположить, что вторая линейная скорость относится к скорости подачи газа в горелку или его истечения из нее (имеется в виду вертикальная составляющая скорости). Получается, что конечный результат зависит от четырех входных факторов: длины пламени, времени запайки, скорости подачи горелки и скорости протекания газа в трубе.

Баланс по третьей строке матрицы также может быть сведен к первым двум случаям, либо третья скорость будет учитывать какую-то более «тонкую» структуру, например, скорость движения на молекулярном уровне в реакции горения. Здесь уже требуются для консультации физики и химики.

Для отрицательных значений k, которые связаны с появлением температуры среди операндов логической формулы баланса ВПР, можно предполагать, что гены скорости определяют процессы оплавления стекла, движения молекул жидкого лекарства, химические реакции порчи лекарства и т.п.

В принципе, от отрицательных значений k можно уйти, поскольку при k <0 выходим на понятия длительности расстояния, поверхности времени т.п. Чтобы в это дело пока не вникать, а все-таки понять, от каких входных факторов зависит конечный результат, можно логическую формулу баланса ВПР домножить на ген скорости в какой-то положительной степени.

Например, возьмем четвертую строку матрицы баланса и домножим в ее логической формуле левую правую части на V-3. Тогда получим

Времятемпературалинейная скорость = распределение температуры по длине,

т.е. результат (выход) будет оцениваться не по объемному расходу L3T-1, а по другому фактору родительского тренда — L6T-4.

Осталось только показать, как получается k=0. Очень просто, и следует из формулы

расход нагретого газа V 0 =расход холодной воды.

Баланс ресурсов показывает, что Бартини работал с нескольким входными факторами, а не с двумя, как АРИЗ. Именно в этом заключается важное

Отличие метода Бартини от АРИЗ

Решение Бартини, можно сказать, более геометрично и физично. В той же задаче о запайке ампул пока еще не найденная вода, а всего лишь тепло/хладоноситель, уже получается расходуемой и распределенной по высоте, что соответствует физике и геометрии процесса, а Альтшуллер и Селюцкий сначала находят, что это вода, — на противопоставлении огню при тушении пожаров (а это, скорее, психология подпускается), а потом говорят, что воду можно (а разве она не испаряется?) сделать проточной.

Хорошее определение геометрических, временных и физических свойств икс-элемента является компенсацией за то, что не называется сам икс-элемент. По Бартини мы должны опознать его по найденным свойствам.

Если проводить аналогии между методом Бартини и ТРИЗ, то наиболее похожей на LT-таблицу Бартини является, уже упоминавшаяся выше, таблица выбора приемов устранения ТП. Генеалогию этой таблицы в серии статей подробно разобрал Л. Шуб и раскритиковал таблицу ТП еще более резко, чем Б.А.Лабковский.

Вот что пишет Л. Шуб в [15, ч.4]: «В типовых приемах недостатка больше не было (списки постоянно уточнялись). А вот вплотную подойти к выделению „типовых противоречий“ до сих пор не удавалось. И главное, неясной оставалась будущая логическая связка, позволяющая безошибочно находить для каждого „типового противоречия“ свой — типовой же — прием».

Бартини в своей LT-таблице нашел эту связку: на уровне физических размерностей противоречивых свойств и икс-элемента. Статья Бартини опубликована в 1965 г. Примерно в это же время, по свидетельству Л.Шуба, оформилась и таблица Альтшуллера. Эти две таблицы схожи своей, так сказать, физикой. Действительно, в обеих таблицах встречаются одинаковые физические понятия: длина, скорость, время, сила, давление, вес и т.п. Если в физике какое-либо свойство не измеряется, то его можно оценить косвенно. Например, форма может быть оценена аэродинамическим сопротивлением.

Из физики Бартини пошел в математику, в формулы размерности, и на 20-30 лет раньше, чем Альтшуллер. Альтшуллер же пошел в психологию, в стереотипы поведения, сложившиеся в глубокой древности при обращении человека с палкой, камнем, водой, огнем, простейшими орудиями труда. Древний человек не только пробы и ошибки совершал, он еще и обучался, опыта и стереотипов поведения набирался и детишкам передавал: «бьют — беги, дают — бери», опять же матрешку придумал! И это древнее, чем математика, для математики нужен достаточно высокий уровень абстрактности.

Альтшуллер был писателем-фантастом, ему были ближе психологические подходы. А Бартини все-таки был инженер-конструктор, его математика была на голову выше, чем математика Альтшуллера. Каждый работал своим методом. И если у Альтшуллера с таблицей ТП получилось, как пишет Л.Шуб, неудачное исполнение, то задумка-то была очень даже неплохой: здесь можно поработать, начиная со стереотипа конфронтации типа ФП «свой-чужой» или «плюс-минус» и переходя далее к другим стереотипам бинарных отношений. А пока у нас есть еще

Пара тестовых задачкоторые все знают, и которые в ТРИЗ у всех на слуху. Разберем их очень коротко, в стиле Бартини. Естественно, это перевозка шлака и молниеотводы, тривиальнее не выбрать. Между прочим, Б.А.Лабковский тоже рассматривает решения этих задач.

Вот цитата из его книги «Наука изобретать»[9, с.336]: "… рассмотрим известное изобретение о вывозе горячего шлака. Мы помним, что высвободить ковш от горячего шлака эффективнее всего при выполнении двух условий. Во-первых, образовавшаяся корка должна быть как можно более тонкой. Во-вторых, она должна быть как можно менее прочной. Таким образом, двум следствиям соответствует одна причина. Решение (если оно возможно) проще всего отыскивается в таблице фиксированием двух следствий в одном столбце. В нашем примере следствия σв и q находятся в одном столбце со входом θ, определяющим плотность. Таким образом, мы сразу приходим к задаче увеличения пористости застывающей корки".

Здесь имеется в виду, что σв — предел прочности, а q, хотя и не определено, но можно догадаться, что это толщина корки, θ — плотность. Под таблицей понимается «Таблица физических эффектов», которую сам же автор [9] критикует за неудобство пользования из-за большой размерности.

Попробуем решить задачу по методу Бартини. Предел прочности в системе СИ измеряется в [МПа], т.е. в единицах давления. По LT-таблице находим размерность давления и умножаем на размерность толщины корки, т.е. длину, и получаем

L2T-4 · L1T0 = L3T-4, Sn+m =3-4=-1.

Попадаем на верхний серый тренд ВПР в клетку L3T-4. Но при движении по этому тренду никак не попасть на размерность массовой плотности L0T-2, которая находится на верхнем голубом тренде ВПР с суммой Sn+m =-2.

Что-то не получается. Давайте разберемся. А для этого посмотрим, как формулирует макро-ФП для этой задачи Г.С. Альтшуллер [16, с.147]: «Слой воздуха в ОЗ должен быть заполнен нетеплопроводным веществом, чтобы уменьшить охлаждение шлака, и не должен быть заполнен веществом, чтобы не мешать заливу и сливу шлака».

Каковы главные факторы, определяющие противоречие, и которые имеют физическую размерность? Ясно, что это теплопроводность и опять-таки толщина корки, так как отсутствие вещества в слое ОЗ означает корку нулевой толщины, а толщина опять-таки измеряется единицами длины.

Теплопроводность в системе СИ измеряется в [Вт/м·K] или, при переводе мощности и температуры в LT-базис, в L-1T-1. Находим родительский тренд

L-1T-1 · L1T0 = L0T-1, Sn+m =0-1=-1.

Решение по Бартини с выбранными нами исходными данными из модели Альтшуллера, так и из модели Лабковского, дает один и тот же родительский тренд ВПР. Поэтому на нем и будем искать ответ, не так уж много элементов в этом тренде в нашей LT-таблице, всего-то 5 штук. Естественно, самое подходящее свойство — поверхностное натяжение с размерностью L-3T-4, определяющее капиллярно-пористую структуру, а именно, пену. И у Альтшуллера решением является пена. Если же использовать плотность L0T-2, то ее надо было бы рассматривать как входной фактор задачи (обеспечение нужной плотности корки), т.е. выше мы сделали ошибку, рассматривая плотность как выход. Второй входной фактор, естественно, — корка нужной толщины. Тогда снова выйдем на поверхностное натяжение

L0T-2 · L1T0 = L1T-2, Sn+m =1-2=-1.

Задача о молниеотводе в формулировке [17, 9]: «Для защиты антенны радиотелескопа, спрятанного внутри пластмассового купола, нужно расставить внутри молниеотводы. Но молниеотводы — проводники, а проводники задерживают радиоволны, создают радиотень». Ответом задачи является изготовление молниеотвода из диэлектрической трубы с пониженным давлением.

Определим основные факторы, влияющие на работу молниеотвода-прототипа. Это электрическая прочность воздуха и проводимость металлического штыря, концом зарытого в землю. В системе СИ электрическая прочность измеряется в [В/м]. В вольтах измеряется разность потенциалов, которая по таблице Бартини имеет размерность L2T-2, тогда электрическая прочность будет иметь размерность L1T-2. Проводимость в базисе LT Бартини имеет размерность L-1T1 (строго говоря, такой размерности в системе СИ соответствует ом [Ом], т.е. единица электрического сопротивления, но Бартини эту клетку назвал проводимостью, поэтому будем придерживаться его терминологии). Умножаем размерность электрической прочности на проводимость

L1T-2 · L-1T1 = L0T-1, Sn+m =0-1=-1.

Выходим на верхний серый тренд ВПР с Sn+m =-1. Размерность давления L2T-4, давление находится на верхнем голубом тренде с Sn+m =-2. Тренды не совпадают. Какой вывод? Не учтен еще какой-то основной фактор. Какой? Попробуем его найти. Для этого нужно с серого тренда перейти на голубой, т.е. уменьшить сумму Sn+m =-1 на единицу. Сделаем это следующим образом: домножим полученный результат L0T-1 на L0T-1, тогда переходим в клетку L0T-2 на голубом тренде ВПР. По размерности L0T-1 находим в LT-таблице неучтенный фактор — это частота, конечно, электромагнитного излучения радиотелескопа.

Вот почти и все. Осталось

Несколько слов о том, почему Бартини не опубликовал свой метод

Здесь могут быть следующие соображения. В 1935 году метод был, конечно, засекречен, так как Бартини докладывал его военным слушателям. Потом Бартини был репрессирован и работал в «шарашке», затем была война, потом реабилитация, так что первую свою статью [6] «Некоторые соотношения между физическими константами» Бартини с большим трудом удалось опубликовать в журнале «Доклады Академии наук СССР» только в 1965г. И то — из-за представления статьи академиком Бруно Понтекорво, тоже итальянцем. Статья была настолько оригинальна, что после ее выхода некоторые академики-физики подняли скандал: «Кто это такой Бартини, и что за мистификации печатает солидный журнал?» Жаловались в отдел науки ЦК КПСС. Бартини повезло, что о нем знали в оборонном отделе того же ЦК. Когда оба отдела состыковались, от Бартини отстали.

Допустим, что после этого шума Бартини все-таки написал бы статью, как пользоваться его таблицей. Попала бы эта статья на рецензию какому-нибудь физику.

— И что бы он сказал? -

— А вот что: -

— А где тут новое? LT-базис придумал Максвелл, а Вы заполнили клетки только известными законами, а новых не открыли — пустых-то сколько осталось!

— Вообще, Ваша таблица представляет шпаргалку для студентов, правда, хорошо организованную, сжатую (кстати, большое достоинство шпор — все знают!). А то, что по ней можно узнать, что разряд молнии зависит от свойств воздуха и сопротивления заземления, так это всем известно, откройте наши учебники физики в разделе «Электричество», там про это уже все написано-

Но все, конечно, понимают, что это только предположение. На самом деле все было не так, все было гораздо проще и идеальнее, просто ИКР!

Вот как было на самом деле.

Приходит Бартини в редакцию какого-нибудь научно-технического журнала и говорит: «Я расшифровал метод Бартини. Опубликуете? » — а ему в ответ: «Хм… бартини?? Нам бы лучше мартини!!»

Ну, как тут после этого открывать

Новые горизонты и направления развития?

Не надо забывать, что только встав на плечи гигантов, мы можем заглянуть за горизонт. И если с работами Г.С.Альтшуллера и других создателей ТРИЗ мы худо-бедно знакомы, то работы Р.О.Бартини и П.Г.Кузнецова только начинаем изучать. После П.Г.Кузнецова осталась его школа, ученики, базирующиеся, в основном, в Дубне. Они продвигают идеи Р.О.Бартини-П.Г.Кузнецова не только в физику, но и химию, биологию, экологию, экономику и другие естественно-научные и социально-экономические науки [14]. Особенно хочу обратить внимание тех тризовцев, которые используют идеи ТРИЗ в бизнесе: клетки таблицы Бартини уже расширены до свойств, которые используются при анализе организационно-экономических систем, например, мобильность L+6T-6 (это свойство в практику ввел еще П.Г.Кузнецов), экстенсия L+6T-5, экспансия L+7T-5, маневренность L+7T-6, интенсивность L+7T-7 и др. (А.Г.Алейников [18] — 2007 г.). Если дело пойдет такими же темпами, то скоро в LT-базисе, того и гляди, появятся понятия и свойства искусства.

Вторым важным направлением, по всей видимости, является генетика техники, передача наследственных свойств от прототипов к новым системам, или более широко, эволюция техники, ее выживаемость и приспособляемость. В этом еще больше убеждают некоторые черновые материалы, любезно присланные автору В.В.Митрофановым и Ю.Даниловским. К сожалению, в этом расследовании генетическое направление развить пока не удалось. Многое еще не ясно. Есть еще подводные камни. Желающие могут их найти и бросить в автора (см. E.mail).

Если Вы не знаете, как это делается, так можно показать.

Образец первого камня, с которым каждый может ознакомится, нам уже представил Ю.Карасик, любезно разметив на сайте «Anti TRIZ-journal» рецензию [19] на другую статью автора.

Вот второй камень: «Это сплошная ерунда! Какие там гены длины, времени? Передача наследственной информации по родительским трендам и т.п.? Разве автор статьи не знает, что во времена Бартини „генетика была продажной девкой империализма“? А Бартини хоть и был бароном, однако красным бароном, антифашистом и итальянским коммунистом, и всегда хотел, чтобы красные самолеты летали быстрее, чем черные! С этим и иммигрировал в СССР! А автор статьи несет отсебятину и еще имеет наглость приписывать ее Бартини!»

Ну, что тут ответить?

Автор, хоть и не биолог, но знает, что во времена Бартини никаких генов не было, и они были изобретены значительно позже. Однако автор хотел показать, как с этими своими генами дошел до жизни такой, когда можно легко и просто по таблице Бартини решать уже решенные альтшуллеровские задачи!

Более того, автор знает и может показать, как используя LT-таблицу размерностей физических величин, балансы ресурсов и др., Бартини решал свои задачи и получал в ответе не только эту злосчастную воду для запайки, но и всевозможные другие решения без всяких генов, шума и пыли. Практически это уже просто видно и вылезает из всех щелей статьи.

А набравшись смелости, а не наглости, как утверждает оппонент, автор имеет честь заявить уважаемым читателям, что у него есть соображения по поводу того, как Бартини решал задачу дальше, выбирая оптимальное решение из множества всевозможных.

Бартини все это делал так. Сначала он брал кассету, ампулы с лекарством, горелку, газ, пламя, и… что там еще? Ах, да! давление и ...

… и… дальше автор устал. Он не физик, и не химик, и даже не математик! Он хочет отдохнуть, открыть окна и проветрить помещение! Пусть теперь читатели поработают бартинями (автор — и не филолог!).

В заключение поблагодарим также наших уважаемых свидетелей: В.А.Королева, А.В.Кудрявцева, Ю.П.Саламатова. Расследование базируется на их показаниях, но, если в 2197 году, когда вскроют завещание Р.Бартини, окажется, что все было не так, как на самом деле, тогда уж не обессудьте — отвечать будем вместе, у стенки и дружно:

«Evviva la Bartini!»

Список литературы

1. Королев В.А. Другая ТРИЗ. «Энциклопедия ТРИЗ», 1999.

2. Чутко И. Э. Красные самолеты. — М.: Политиздат, 1978. — 128 с.

3. Кудрявцев А.В. Роберт Бартини. «Metodolog.ru», 2005.

4. Саламатов Ю.П. Ответ на форуме сайта «Institute of Innovative Design» от 19.10.2006.

5. Ильф И. и Петров Е. Двенадцать стульев. — М.: Художественная литература, 1974. — 295 с.

6. Ди Бартини Р.О. Некоторые соотношения между физическими константами. Доклады А к а д е м и и наук СССР 1965. Том 163, N. 4. C.861-864.http://ph-pr.narod.ru/bartini.htm

7. Ди Бартини Р.О., Кузнецов П.Г. Множественность геометрий и множественность физик. // Материалы семинара «Кибернетика электроэнергетических систем». Брянск,1974.

situation.ru/app/rs/lib/pobisk/ur_model_sys/ur_model_sys.htm

8. Randall Marin. TRIZ AND THE OPTIMIZATION CONJECTURE. TRIZfest-07 «Теория и практика решения изобретательских задач» Сб. докладов конференции. Москва, 2007.

9. Лабковский Б.А. Наука изобретать. — СПб.: Нордмет-Издат, 2000. — 372 c. ISBN 5-93114-013-1.

10. Бушуев А.Б. Моделирование противоречий в АРИЗ. «Metodolog.ru», 2005

11. Бушуев А.Б. Динамический вепольный анализ в АРИЗ. «Metodolog.ru», 2005

12. Бушуев А.Б. Х-элемент: поиск, захват, слежение. Труды Международной конференции ТРИЗФЕСТ 2006// «Три поколения ТРИЗ». Россия. СПб. 2006. с.310-317. www.matriz.ru/6activity/06-works/06-works-05.pdf

13. Альтшуллер Г.С., Селюцкий А.Б. Крылья для Икара: Как решать изобретательские задачи.- Петрозаводск: Карелия, 1980. — 224 с.

14. pobisk.narod.ru/Pr-ob-ch/003_oglav.htm

15. Шуб Л. Осторожно! Таблица технических противоречий. «Metodolog.ru», 2006.

16. Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач.- Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991.- 225 с. ISBN 5-02-029265-6.

17. Дерзкие формулы творчества/ Составитель Селюцкий Б.А. — Петрозаводск: Карелия, 1987. — 269 с.

18. Andrei Aleinikov. NINE NEW LAWS OF CONSERVATION: FUTURE SCIENCE HORIZONS. Allied Academies International Conference. Reno, NV, October 3-5, 2007. Academy of Strategic Management. PROCEEDINGS. V. 6, N. 2 2007, pp.5-10.

19. Karasik Y.B. TRIZ-journal as a podium for mentally ill people. Anti TRIZ-journal, December 2004, Vol.3, No.11.

www.ronl.ru

Реферат - Сайт www trizland ru Теория решения изобретательских задач — триз

Сайт - www.trizland.ru

ТЕОРИЯ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ — ТРИЗ

Николай Хоменко

Историческая справка

1946. Ученый из Баку Генрих Саулович Альтшуллер (1926 - 1998) начинает работу по созданию научной технологии творчества, которая со временем получила название "теория решения изобретательских задач" (ТРИЗ).

1956. В журнале "Вопросы психологии" появилась первая публикация о ТРИЗ.

1989. Образована Международная Ассоциация ТРИЗ. Впервые появляется программный продукт "Изобретающая Машина", который базируется на некоторых ТРИЗ-технологиях и помогает инженерам решать их профессиональные проблемы. За два года в СССР было продано более 1000 копий пакета компьютерных программ.

1995 - 1997. Программный продукт, переведенный на английский язык, приобретают такие известные фирмы, как "Ford", "Caterpillar", "Procter & Gamble", IВМ, а "Motorola" заключает специальный долгосрочный контракт на поставку 1000 копий системы для своих предприятий. Заключение аналогичного контракта обсуждается и в южнокорейской фирме "Samsung".

Услугами специалистов по ТРИЗ начали пользоваться разработчики государственных программ, политические деятели, бизнесмены, менеджеры. Известная южнокорейская фирма LG приглашает специалистов из бывшего СССР для создания учебных центров. Более десяти лет накапливается интересный опыт использования ТРИЗ в образовании для развития у детей творческого мышления. Во всемирной компьютерной сети стремительно растет количество рекламно-информационных материалов о ТРИЗ. Американские специалисты изучают теорию по немногочисленным пока книгам, которые переведены на английский язык. В Америке появился и первый сетевой журнал по ТРИЗ, который знакомит с содержанием этих книг. Теорию по ним изучают не только американцы, но и европейцы.

1999. В январе в Австрии проходит первый европейский ТРИЗ-конгресс. Вузы ряда европейских стран, США и Японии вводят курс теории решения изобретательских задач в свои программы обучения. Во Франции региональные правительства вслед за Эльзасом принимают региональные программы развития ТРИЗ.

2000. В начале мая проходит II Международная конференция Института Альтшуллера. В конференции принимают участие представители 11 стран. Участвуют компании: "Boeing", "Kodak", "Colgate-Palmolive", "Ford" и многие другие. Конференция выявила наличие интереса к ТРИЗ в образовательной сфере - на конференции присутствовали представители университетов и колледжей города Осаки, штатов Флориды, Северной Каролины.

В конце года создана Европейская ассоциация ТРИЗ - ETRIA (European TRIZ Association). Ассоциация быстро превратилась в глобальную, членами которой стали представители трех континентов, а не только Европы. В Европе ТРИЗ распространяется все интенсивнее: Renault, SAAB, Peugeot-Citroen, Siemens, Philips, Bourjois-Chanel... это лишь краткий перечень наиболее известных компаний.

2001-2002. Прошли две международные конференции организованные международной ассоциацией ETRIA. На второй присутствовало более 70 человек из стран Европы, Азии и Америки. Представители компаний исследовательских центров и учебных заведений.

Поскольку система образования еще не готовит специалистов по ТРИЗ, то промышленные компании и их исследовательские центры начинают переходить к организации систематического обучения специалистов по ТРИЗ у себя на предприятиях и ищут системные пути внедрения ТРИЗ-технологий.

Как реакция на такой поворот событий вузы Европы и Азии начали разработку новых специализаций на звание Бакалавр и Мастер Проектирования Инноваций. В основе этих учебных программ лежит ОТСМ-ТРИЗ подход, разработанный нашими соотечественниками. Этот подход обеспечивает эффективный анализ сложных проблемных ситуаций независимо от природы самих систем, подобно тому, как математика не зависит от того, что рассчитывают с ее помощью.

2003. Результаты, полученные участниками Проект Джонатан Ливингстон, вызывают серьезный интерес в таких странах как Япония, Корея, Канада, США, Франция. Проект посвящен гармоничной интеграции ОТСМ-ТРИЗ подходов в систему непрерывного творческого образования с постепенной реорганизацией всей системы образования - начиная с двухлетнего возраста до аспирантов и профессионалов разных возрастов и специальностей.

^ В настоящее время, как показывают конференции, проводимые в Америке и Европе, в мире ведутся многочисленные исследования и разработки по различным аспектам и модификациям ТРИЗ, накапливается опыт практического использования теории Г.С. Альтшуллера в различных областях человеческой деятельности, выходящих за рамки инженерных проблем. ТРИЗ-технологии превращаются в технологии анализа и решения проблем, не зависящую от предметных областей, в которых эти проблемы возникают, хотя и использующую специальные знания из этих областей. ОТСМ-ТРИЗ превращается постепенно в некоторую систему моделей и механизмов обработки знаний, независимо от природы этих знаний, с целью анализа и решения сложных проблем. Это и послужило отправной точкой проекта Джонатан: освоение детьми этих моделей позволяет им лучше учиться в школе, растет мотивация к чтению книг и образованию. А тесты психологов показывают, что уровень тревожности детей знающих ТРИЗ - существенно ниже того, что имеют другие дети в контрольных группах. Это был особенно интересный и неожиданный результат от освоения ТРИЗ - стабилизация психологического состояния человека. Там где обычно человек начинает волноваться и нервничать, усугубляя проблему, люди, владеющие ТРИЗ, применяют полученные ими знания и добиваются успеха.

^ Основные принципы ТРИЗ

Долгое время единственным инструментом решения творческих задач - задач, не имеющих эффективных механизмов решения, - был "метод проб и ошибок". В начале века резко возросла потребность в регулярном решении таких творческих задач, что привело к появлению многочисленных модификаций "метода проб и ошибок". Наиболее известные из них - различные варианты таких методов, как "мозговой штурм", "синектика", "морфологический анализ", "метод контрольных вопросов", "метод каталога". Суть всех этих методов - повышение интенсивности генерации идей и перебора вариантов. Но существует и противоречие - можно сэкономить время на генерацию идей, но затратить его еще больше на анализ полученных вариантов и выбор наилучшего. Как показывают прошедшие годы и проведенные в разных странах исследования количество полученных этими методами идей никак не связанно с качеством решения проблемы.

Еще в сороковых годах Г.С. Альтшуллер поставил задачу иначе: "Как без многочисленного перебора вариантов решения проблемы выходить сразу на сильные решения?".

Справиться с этой задачей позволяют три принципа, лежащие в основе ТРИЗ.

^ 1. Принцип объективности законов развития систем - строение, функционирование и смена поколений систем подчиняются объективным законам.

Отсюда: сильные решения - это решения, соответствующие объективным законам, закономерностям, явлениям, эффектам.

^ 2. Принцип противоречия - под воздействием внешних и внутренних факторов возникают, обостряются и разрешаются противоречия. Проблема трудна потому, что существует система противоречий - скрытых или явных. Системы эволюционируют, преодолевая противоречия на основе объективных законов, закономерностей, явлений и эффектов.

Отсюда: сильные решения - это решения, преодолевающие противоречия.

^ 3. Принцип конкретности - каждый класс систем, как и отдельные представители внутри этого класса, имеет особенности, облегчающие или затрудняющие изменение конкретной системы. Эти особенности определяются ресурсами: внутренними - теми, на которых строится система, и внешними - той средой и ситуацией, в которых находится система.

Отсюда: сильные решения - это решения, учитывающие особенности конкретных проблемных ситуаций.

Методология решения проблем строится на основе изучаемых ТРИЗ общих законов эволюции, общих принципов разрешения противоречий и механизмов приложения этих общих положений к решению конкретных проблем.

^ Современная Теория Решения Изобретательских Задач включает:

 Механизмы планомерного преобразования размытой, проблемной ситуации в четкий образ будущего решения.

 Механизмы подавления психологической инерции, препятствующей поиску решений.

 Обширный информационный фонд - концентрированный опыт решения проблем.

^ От теории - к практике

Приведем показательный пример из практики консультантов минских тризовцев:

Один из крупнейших заводов поставил перед ними задачу: "Как повысить конкурентоспособность нашей продукции?".

Поставленная проблема затрагивала две системы. Первая - техническая система: продукция предприятия. Вторая - рынок товаров.

Специалисты по ТРИЗ проанализировали как текущее состояние рынка, так и перспективы развития продукции предприятия. Затем существующее состояние было сопоставлено с объективными законами развития обоих классов систем. В результате заказчику было предложено два решения.

Первое: добавить к функциям выпускаемого заводом бытового электронного прибора дополнительную функцию, полезную для потребителей. Второе предложение касалось более серьезных изменений, но обеспечивало выход завода со своей продукцией в новую свободную нишу рынка.

^ Оба предложения были закономерно найдены на основе методологии ТРИЗ, но оба были отвергнуты заказчиком: уж очень они казались "дикими" - неожиданными, непонятными.

Через год после этих событий одна южнокорейская фирма построила свою рекламную кампанию на том, что, помимо основных функций, ее изделие освежает воздух в помещении, т. е. она использовала идею, аналогичную первому предложению, сделанному заводу. А еще через год известная американская фирма вышла на рынок с идеей, созвучной со вторым предложением заводу, и стала на некоторое время монополистом в открытой ею рыночной нише, выйдя на третье место в мире по компьютерному бизнесу и обойдя такого гиганта, как фирма IВМ.

Спустя два года после этой истории "черный прогноз", сделанный тризовцами, оправдался. Ситуация на рынке изменилась, и завод, не пожелавший ничего менять в своей деятельности, надолго остановился, отправив рабочих в отпуска без содержания.

Этот пример иллюстрирует одно из слабых мест теории: ее выводы кажутся слишком неправдоподобными, "дикими", неправильными. И это несмотря на то, что за пятьдесят лет развития ТРИЗ ее прогнозы, как правило, оправдывались, а непринятие предлагаемых решений приводило иногда к несчастным случаям и катастрофам.

^ ТРИЗ и современность

В настоящее время теория получила широкое распространение не только у нас в стране, но и за рубежом. Книги по ТРИЗ изданы в США, Великобритании, Японии, Корее, Франции, Финляндии, Германии, и других странах. В Финляндии, Корее, Франции, США, Голландии, Бельгии, Англии, стремительно растет количество фирм, занимающихся ТРИЗ-консультациями и обучением.

О том, как стремительно новая технология решения творческих задач завоевывает мир, можно судить по всемирной компьютерной сети Интернет: за последние годы количество статей по ТРИЗ уже превысило несколько тысяч начавшись в общем-то с нуля.... Крупнейшие мировые корпорации ищут на территории бывшего СССР специалистов для своих изобретательских и исследовательских служб.

Как сама теория, так и методология преподавания ТРИЗ непрерывно развиваются. Идеи и методы переносятся на нетехнические области: художественные системы, менеджмент, управление коллективами, рекламу и Public Relations, решение коммерческих, социальных, социально-технических и педагогических задач, задач системы образования.

Тризовская система обучения охватывает все возрасты, начиная с детсадовского.

Ребенок, владеющий элементами ТРИЗ, может сам решать свои проблемы, причем нестандартно, неординарно. Вот, например, простой, но наглядный случай, произошедший в семье тризовцев. Мальчик восьми лет оказался перед дверью, закрытой сестрой изнутри. Как войти в комнату? Применить силу? Поднять крик? Он сформулировал более идеальное решение: сестра сама должна открыть дверь. Мальчик подошел к двери и крикнул сестре: "Я тебя запер!" Через несколько секунд она сама распахнула дверь, освобождая себя из "плена".

Инженер, владеющий ТРИЗ, имеет возможность эффективно развивать и совершенствовать технические системы.

У педагога, использующего даже элементы теории, дети занимаются с увлечением, без перегрузок осваивают новые знания, развивают речь и мышление, осваивают иностранные языки без зубрежки.

Сценаристам и писателям технологии развития творческого воображения помогают придумывать сюжеты произведений, описывать фантастические объекты.

Бизнесмены, владеющие ТРИЗ, обходят конкурентов и повышают свои доходы за счет более эффективного использования имеющихся ресурсов.

ТРИЗ-технологии позволяют объединить усилия специалистов разного профиля при разработке и реализации крупных программ, избежать дорогостоящих ошибок.

Значительно меньше, чем методики инженерного приложения ТРИЗ, известны работы Г.С. Альтшуллера и И.М. Верткина по исследованию закономерностей жизни Творческой Личности, построенные на основе анализа биографий более чем 1000 знаменитых людей, чьи имена вошли в энциклопедии мира. На основе этого анализа авторы разработали Жизненную Стратегию Творческой Личности, представленную в виде деловой игры "Внешние Обстоятельства против Творческой Личности". Это своего рода сборник нестандартных задач, которые приходилось решать выдающимся творческим людям на протяжении тысячелетий. Умея решать задачи с использованием ТРИЗ, можно делать упреждающие ходы, снижающие негативное влияние внешних обстоятельств. Мир еще только начинает понимать значимость этого направления ТРИЗ. А в Минске книга об этом - "Как Стать Гением" - была издана еще в 1994 году издательством Беларусь, хотя и пролежав пять лет в сверстанном виде без движения... Выводы авторов уж очень не вяжутся с обывательскими представлениями о жизни творческого человека: повсеместном признании, богатстве... Успешность Творческой личности, оказывается, измеряется другими единицами...

* * *

Укротив дикую лошадь, человек стремительно начал осваивать новые пространства суши.

Укротив с помощью парусов ветер, он начал осваивать новые континенты.

ТРИЗ-технологии позволяют человеку осваивать возможности собственного мышления.

К сожалению, придется огорчить тех, кто воспримет теорию Г.С. Альтшуллера как мгновенную панацею от всех бед.

ТРИЗ - научная технология творчества, направленная на сознательное управление подсознательными творческими процессами. И как всякая наука, работающая на нечеткой, расплывчатой грани между познанным и непознанным, известным и неизвестным, она сочетает в себе как строго научные подходы, так и определенное искусство. И то, и другое требует усилий и времени на их освоение. Поэтому эффективное использование теории и ее прикладных технологий возможно только после серьезной и длительной подготовки.

Перефразируя известные слова Аристотеля, можно сказать: "Нет царского пути в ТРИЗ".

^ Алгоритм решения изобретательских задач.

АРИЗ - сложный инструмент, не применяйте его для решения новых производственных задач без предварительного обучения хотя бы по 80-часовой программе.

АРИЗ - инструмент для мышления, а не вместо мышления. Не спешите, тщательно обдумывайте формулировку каждого шага, обязательно записывайте на полях все соображения, возникающие по ходу решения задачи.

^ АРИЗ - инструмент для решения нестандартных задач. Проверьте: может быть, ваша задача решается по стандартам^ Цель и задачи ТРИЗ-педагогики Перспективная цель - подготовка личности к жизни в динамично изменяющемся мире.

Стремительные темпы изменений ставят человека в ситуацию, когда он должен оперативно решать возникающие проблемы, причём таким образом, чтобы конечное решение предупреждало возникновение новых проблем. Или могло их предсказать. Отсюда встаёт вопрос о том, какой образовательный идеал мы будем закладывать в целеполагание.

Образовательный идеал должен быть достигаем. Если в системе образования заложен идеал, достичь которого не удалось никому или единицам, то это означает, что-либо методики несовершенны, либо цель декларативна.

Попробуем выяснить, что значит, подготовить решателя, способного нормально жить в ситуации постоянных перемен. И насколько реально достижение этой цели.

Это значит, что человек должен быть:

 исследователем (чтобы понять первопричины возникших проблем, которые предстоит решать),

 непосредственно решателем (для чего ему необходимо владеть техникой работы с проблемами и задачами различного уровня сложности, и в первую очередь с открытыми задачами, которые не решаются на уровне формальной логики),

 прогнозистом (чтобы уметь спрогнозировать возможные последствия своих решений, последствия невмешательства в проблему и, наконец, естественный ход событий, который мало зависит от конкретного вмешательства, но подчиняется единым законам развития),

 личностью, которая использует свой потенциал и навыки работы с проблемами на благо в соответствии с определёнными культурными или нравственными ценностями (Здесь прежде всего имеются в виду общечеловеческие ценности, а не мораль конкретно взятой культурной группы)

Таким образом, попытаемся детализировать цель в задачи:

1. Развитие у ребёнка естественной потребности познания окружающего мира, заложенной природой.

2. Формирование системного диалектического мышления (сильного мышления), основанного на законах развития.

3. Формирование навыков самостоятельного поиска и получения нужной информации.

4. Формирование навыков работы с информацией, которую ребёнок получает из окружающей действительности стихийно или в результате целенаправленного обучения.

5. Воспитание определённых качеств личности, на основе ТРТЛ. ^ Содержание ТРИЗ педагогики На сегодняшний день содержание ТРИЗ-педагогики трактуется по-разному, исходя из конкретных условий, в которых работает педагог.

На самом же деле содержание определяется как перечень формируемых качеств личности, системы знаний, умений и навыков, которые должны быть присвоены ребёнком. Поэтому условно содержание ТРИЗ-педагогики можно определить как совокупность следующих составляющих:

1. КТЛ (качества творческой личности - прим. составителей сайта).

2. Навыки сильного мышления.

3. Параметры управляемого воображения.

4. Алгоритмы мыследеятельности, необходимые для успешной работы с проблемами.

5. Разработанные тренинги и методики, направленные на формирование навыков мышления.

На практике встречаются различные модели использования ТРИЗ - инструментария, которые могут быть эпизодическими и системными.

Можно выделить следующие модели:

а) использование в личной практике отдельных инструментов или методик, применяемых в ТРИЗ-педагогике. Например, педагог для работы с картиной использует методику "Картинка без запинки", а для анализа смысла сказочных сюжетов - составление ситуативных данеток. Весь же остальной материал даётся по традиционной методике.

Результат: у детей формируются те навыки, которые заложения результатом в данных методиках. Т.е. ребёнок научится составлять рассказы по картине и данетки по литературному сюжету.

^ Возможный негатив: этот подход не всегда формирует навыки сильного мышления, а только в том случае, если педагог специально ставит перед собой эту задачу ТРИЗ-педагогики.

б) специальный курс ТРИЗ и РТВ, в процессе реализации которого дети изучают основы ТРИЗ как отдельную образовательную дисциплину (в школе - урок РТВ, в детском саду - занятие по РТВ).

Результат: дети усваивают терминологию и инструменты ТРИЗ и РТВ, выполняют творческие задания различного уровня сложности, решают задачи в рамках данного курса.

^ Возможный негатив: дети не умеют делать переноса или затрудняются перенести полученные навыки в бытовую или учебную ситуацию. То есть, умея решать задачи, они не используют этого умения в своей практике при возникновении потребности.

в) использование ТРИЗ-РТВ-инструментария в образовательном процессе по обычной программе, как набор действенных методов реализации стандартного содержания.

Результат: образовательные задачи, заложенные в базисных программах решаются с меньшими затратами, повышается мотивация детей, усваиваются принципы работы с теми или иными инструментами.

^ Возможный негатив: остаётся проблема с навыками личного пользования инструментарием решения задач; не происходит перенос усвоенных навыков работы с информацией на сознательный план.

г) Интеграция стандартной образовательной программы с программой формирования навыков творческой деятельности.

Результат: формирования системы ЗУН, заложенной в базисных программах органично сочетается с процессом формирования системного диалектического мышления и развитием творческого воображения. Причём ЗУН не транслируется в традиционном понимании от педагога к детям, а формируется как естественное следствие обучения работе с информацией. Результат комплексный: Инструменты ТРИЗ помогают педагогу решать дидактические задачи, а ребёнку - познавать и преобразовывать окружающий мир.

^ Возможный негатив: вариант не работает без коррекции содержания базисных программ, их приходится перестраивать и адаптировать под программу формирования навыков творческой деятельности и в соответствии с требованиями системного мышления.

Вероятно, что четвёртая модель - наиболее перспективна и результативна, но и наиболее сложна по внедрению.

^ Справка по ТРИЗ.

«ТРИЗ сегодня — это не только технологии творчества, апробированные в технике, науке, педагогике, искусстве, рекламе, бизнесе и других областях человеческой деятельности;

ТРИЗ — это не только система знаний, доступная для всех безотносительно возраста и профессии;

ТРИЗ — это не только способ решать свои личные проблемы в любых ситуациях, не только образ мысли и мировоззрение, дающие понимание и уверенность, делающие наше сознание спокойным и свободным;

Сегодня ТРИЗ — это международное общественное движение, направленное на то, чтобы сделать эффективные технологии творчества неотъемлемой частью мировой культуры.

^ Творчество во имя Достойной Жизни!»

Из Декларации Международной Ассоциации ТРИЗ (г. Петрозаводск, 5–10 июля 1999 г.):

Издавна считалось, что творчеству невозможно научить. Этот тезис опровергнут основоположником теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) Г.С. Альтшуллером и его последователями. Работа по созданию ТРИЗ была начата в 1946 году в Баку.

ТРИЗ–теория.

Основной областью ТРИЗ является изучение законов и закономерностей развития техники и создание механизмов для решения изобретательских задач и развития техники. ТРИЗ принципиально отличается от метода проб и ошибок и всех его модификаций. Основная идея ТРИЗ: технические системы возникают и развиваются по определенным законам, которые можно познать и использовать для решения изобретательских задач – без множества "пустых" проб и ошибок.

Теоретической основой ТРИЗ являются диалектические законы развития систем, выявленные, в первую очередь, путем анализа большого массива патентной информации. Используются также некоторые аналоги биологических законов, общие законы развития систем.

ТРИЗ — это прикладная диалектика. Механизмы мышления отражают объективную реальность. Для решения изобретательских задач необходимо изучать не столько свойства человеческой психологии, сколько законы развития технических систем. Изобретение — это не результат гениальности изобретателя, а верный шаг в направлении объективных закономерностей развития данной технической системы (ТС).

В основе ТРИЗ лежат законы развития технических систем (ЗРТС). Это объективные законы, не зависящие от воли инженеров и изобретателей. Их грамотное применение позволяет решать изобретательские задачи и создавать новые технические системы.

Один из основных ЗРТС — закон неравномерности развития частей системы: элементы ТС развиваются неравномерно, что приводит к возникновению противоречий. Любое изобретение — это выявление и преодоление противоречий, которые имеются на данном этапе в ТС. Например, при эвакуации одного из заводов во время Отечественной войны в 1941 г. возникла необходимость опустить тяжелый пресс в яму фундамента. Противоречие: необходимо использовать кран, чтобы опустить пресс и нельзя использовать кран, так его нет.

Другой важнейший закон ТРИЗ — закон стремления к идеальности: Идеальная система — это система, которой нет (то есть, нет расходов на ее изготовление, эксплуатацию, не надо применять дорогостоящие материалы), а функции системы выполняются как бы сами собой. Все ТС в своем развитии стремятся к увеличению степени идеальности. Например, в задаче про пресс вместо крана можно использовать обыкновенный лед. Переместив пресс по льду можно дождаться, когда он растает и плавно опустит станок на место. Идеальное решение: подъемного крана нет, а его функция выполняется.

В ТРИЗ используются специальные приемы для разрешения технических противоречий. Г.С. Альтшуллер путем анализа 40 тысяч патентов и изобретений выявил 40 основных и еще 10 дополнительных приемов разрешения технических противоречий. Например, обратить вред в пользу; принцип дробления; принцип объединения; прием наоборот и т.д. В случае с задачей с опусканием пресса использовано несколько приемов: принцип посредника (лед), принцип самообслуживания, применение фазовых переходов.

Значительная часть ТРИЗ посвящена анализу и использованию ресурсов. В случае с опусканием пресса использовалось несколько ресурсов: вода — вещество, которого имеется достаточно много; перепад температур — это тоже ресурс; а также время — ресурс, который позволил дождаться, когда пресс сам опустится в яму.

В ТРИЗ широко применяется закон перехода в надсистему. Любая ТС, например, парусник, дойдя до определенного этапа своего развития, переходит в надсистему — объединяется с другими системами. Один из эффективных механизмов перехода в надсистему: переход по линии развития «моно–би–поли». К моно–системе (одна система) добавляется еще одна система, которая создает новое качество и образует би–систему. Например, вместо одного паруса, можно использовать два разных паруса. Зная, эту линию развития, следующий шаг очевиден: например, много разных парусов (поли–система) — такой парусник гораздо эффективнее использует воздушные потоки.

Умение увидеть анализируемую задачу или ТС во взаимосвязи с надсистемами и в развитии во времени — важнейшее качество творческого мышления. Для развития этого качества Г.С. Альтшуллер предложил многоэкранную схему талантливого мышления (системный оператор).

Как в химии, физике, математике и многих других науках в ТРИЗ используются различные модели, для представления исходной изобретательской задачи. Процесс решения изобретательской задачи можно представить в виде схемы: от описания реальной ситуации или задачи переходят к модели задачи, затем, используя уже известные методы, переходят к модели решения задачи, а от модели — к реальному решению.

Так, одним из механизмов перехода от реальной ситуации к модели задачи является «Таблица выбора приемов устранения технических противоречий». По строкам таблицы выбирают типовые ответы на вопрос: «Что нужно изменить по условиям задачи в ТС?», а по столбцам выбирают типовой ответ на вопрос: «Что ухудшается при изменении?». Эта пара и является моделью задачи. В выбранной таким образом ячейке находятся рекомендуемые приемы разрешения противоречий — модель решения.

Другим механизмом моделирования изобретательской задачи в ТРИЗ является вепольный анализ. Веполь — это сокращение от слов вещество и поле. Любую ТС можно представить в виде веществ, из которых она состоит и полей взаимодействия между ними. Причем веществом может быть как отдельная деталь, узел или целая ТС. Под полем могут пониматься не только физические поля, но и поля звукового взаимодействия, теплового взаимодействия, механического взаимодействия и т.д. Минимальная ТС описывается как простой веполь, состоящий из вещества 1 (В1), вещества 2 (В2) и поля взаимодействия между ними (П). Взаимодействия между элементами веполя могут быть как вредные, так и полезные. В вепольном анализе существуют правила изображения исходной конфликтной ситуации в виде веполей (модель задачи) и имеются правила, по которым эти типовые конфликты могут быть разрешены. Например, если в ТС имеется только один элемент В1 (пресс) и он не поддается управлению, то типовым решением является введение нового вещества (в нашем случае — это лед) и поля взаимодействия между ними (для данной ситуации — это тепловое поле).

Еще один механизм перевода ситуации в модель задачи, а затем в модель решения являются «Стандарты на решение изобретательских задач». В последней редакции система стандартов состоит из 76 стандартов, разделенных на 5 классов. Исходная проблемная ситуация идентифицируется с одним или несколькими стандартами, в которых дается общая формула возможного решения изобретательской задачи, например, ввести новое вещество или поле, использовать физический или иной эффект, согласовать ритмику, использовать пустоту и т.д.

Важной составляющей в ТРИЗ являются указатели физических, геометрических и химических эффектов. Если в обычной физике эффекты описываются по разделам физики и без указания, как их применять в технике, то в указателях эффектов основной упор делается на выполнение необходимой функции. Если анализ исходной задачи, вепольный анализ или стандарты рекомендуют реализацию той или иной функции, то указатели эффектов могут подсказать, с помощью какого физического или химического явления или геометрических свойств данная функция может быть реализована.

Многообразие инструментов, которые имеются в ТРИЗ, объединяются в систему в алгоритме решения изобретательских задач (АРИЗ). Его главной задачей является постепенное преобразование исходной проблемной ситуации в решение этой задачи. АРИЗ заменяет поиск решения методом проб и ошибок последовательной программой, по которой идет направленный поиск решения. Последняя общепризнанная модификация Алгоритма — АРИЗ–85–В. Он состоит из 9 частей. В АРИЗ используются все основные механизмы ТРИЗ. Показать работу АРИЗ в короткой справке невозможно. Это достаточно сложный инструмент со многими механизмами, правилами, подсказками, информационным фондом и т.д. Мы постараемся дать только общее представление о работе АРИЗ на конкретном примере.

Задача о костюме для горноспасателей.

В 1949 году был объявлен всесоюзный конкурс на холодильный костюм для горноспасателей. Условия: костюм должен защищать человека в течение двух часов при внешней температуре 1000 С и относительной влажности 100 %, причем вес костюма не должен превышать 8–10 кг. Задача считалась принципиально нерешимой. Даже при использовании самых сильных хладоагентов вес костюма получался больше 20 кг. На человека допустимо «навьючивать» груз в 28–30 кг, но горноспасатель уже несет дыхательный прибор (12 кг) и инструменты (7 кг). (Г.С. Альтшуллер, «Творчество как точная наука», Петрозаводск, «Скандинавия», 2004 г., стр. 129).

В задаче заложено, казалось бы, неразрешимое противоречие: вес холодильного костюма должен быть не больше 8–10 кг, а если использовать лед или сжиженные газы, вес костюма получается больше 20 кг. Если сделать тяжелый (20 кг) холодильный костюм, то он сможет охлаждать горноспасателя, но из–за высокого веса не позволит ему проводить необходимые работы. Если сделать легкий (меньше 10 кг) холодильный костюм, то горноспасатель сможет проводить необходимые работы, но выдерживать необходимую температуру не удастся.

Конфликт возникает между холодильным костюмом и остальным оборудованием горноспасателя (дыхательным прибором и инструментами): если бы их вес был меньше, то и холодильный костюм мог быть тяжелее.

Идеальная система: то, что уже есть в исходной ТС, должно само обеспечить и охлаждение, и дыхание спасателя, одновременно сохраняя «легкость» снаряжения.

Анализ ресурсов показывает, что можно использовать уже имеющийся кислородный аппарат. В соответствии с законом перехода в надсистему, можно перейти к би–системе, объединить дыхательный аппарат и холодильный костюм. Указатель физических эффектов показывает, что для этого можно использовать жидкий кислород. В начале он может использоваться для охлаждения, а затем вторично для дыхания (авторское свидетельство № 111144).

Решение действительно получается идеальным: холодильного костюма нет, а дыхательный аппарат заодно выполняет и функцию охлаждения.

С древних времен развитие техники шло методом проб и ошибок (МПиО) на основе естественного отбора: плохие лодки или корабли не возвращались из плаваний, а телеги, которые ломались, уже не строили вновь. Затем вместо полномасштабных объектов стали для экспериментов делать их копии (модели) – это куда дешевле и безопаснее. Следующий шаг в развитии технологии проектирования: переход от реальных моделей к мысленному моделированию — опять же на основе МПиО. ТРИЗ позволяет сделать следующий шаг в развитии проектирования — управляемое мышление вместо МПиО.

В ТРИЗ выделяется 5 уровней изобретений. Изобретения 1–го уровня очень простые, их можно сделать с помощью метода проб и ошибок. Изобретения 5–го уровня (самолет, автомобиль) связаны с постановкой новых задач и использованием принципиально новых методов для их решения. Эти сложные задачи, если их решать методом проб и ошибок, требуют десятки лет упорного труда изобретателя. Методы ТРИЗ позволяют во много раз сократить затраты на решение изобретательских задач.

Как формулы Виета для решения квадратных уравнений избавили от необходимости до бесконечности методом подбора искать решение, так и ТРИЗ позволяет не терять силы и время на ошибочные пробы, а идти точным курсом преодоления противоречий и достижения идеального конечного результата.

ТРИЗ–практика.

Основное направление применения ТРИЗ — решение практических производственных изобретательских задач, создание инновационных технологий, повышение эффективности производства и бизнеса. Методы ТРИЗ применяют либо индивидуально отдельные инженеры и изобретатели, либо группы специалистов. Коллективное использование ТРИЗ на практике началось в начале 80–х годов. В начале 90–х годов на базе Функционально–Стоимостного Анализа (ФСА) были сформированы методы ТРИЗ–анализа, которые эффективнее для анализа крупных промышленных объектов. Проект «Изобретающая Машина» («Invention Machine») создал инструменты, позволяющие применять компьютерные программы на базе ТРИЗ. Методы ТРИЗ хорошо интегрируются с другими методами анализа технических систем.

Практическая деятельность требует не только знания ТРИЗ, но и профессионализма в анализе предложенной ситуации, умения решать комплекс возникающих задач, собирать нужную информацию, иметь необходимые знания в анализируемой области и пр.

Например, при проведении ТРИЗ–анализа Каскада Туломских ГЭС (Мурманская область, РФ) в качестве одной из проблем была названа коррозия труб на участке электрокотельной. Кроме того, этот участок оказался самым убыточным из всех подразделений Каскада. Предложенное в результате ТРИЗ–анализа решение позволило: полностью избавиться от проблемы коррозии труб, исключить практически все затраты на электрокотельную, включая затраты на штатное расписание, полностью исключить потери при транспортировке тепла к домам и т.д.

Применение ТР

www.ronl.ru

Реферат по триз-технологиям | Образовательный портал EduContest.Net — библиотека учебно-методических материалов

Автономная некоммерческая организация дополнительного образования «Сибирский институт непрерывного дополнительного образования» Развитие и формирование творческого воображения у детей старшего дошкольного возраста посредством технологии ТРИЗ (реферат) Исполнитель: Вдовина Светлана Николаевна Воспитатель, МКДОУ №41 «Лесная сказка» г. Лесосибирск Омск-2015 Содержание Значение функции воображения в деятельности человека. Развитие и формирование творческого воображения у старших дошкольников посредством технологии ТРИЗ. Эффективность использования технологии ТРИЗ. Список литературы. Значение функции воображения в деятельности человека Гёте называл воображение предтечей разума. Жанэ говорит: «Самая наука, по крайней мере естественная наука, невозможно без воображения. Великие гипотезы, откуда рождаются великие теории, суть детища воображения». Однако Паскаль, со всей справедливостью, назвал воображение лукавым учителем. «Оно склоняет неосторожного учёного принимать фантазии за доказанные истины» - говорил Компейре. И те и другие правы. Л.С.Выготский

Наша жизнь во всех её проявлениях становится разнообразней и сложнее. Она требует от человека не шаблонных, привычных действий, а подвижности мышления, быстрой ориентировки, творческого подхода в решении больших и малых задач. Человеку с творческим складом ума легче не только сменить профессию, но и найти творческую «изюминку» в любом деле, увлечься любой работой и достичь высоких результатов. Фундаментом творческих способностей человека является развитое, хорошо управляемое творческое воображение. Вместе с тем оно нуждается в особой заботе в плане развития. Крупнейший российский психолог Л.С.Выготский выявил множество связей воображения с действительностью, эмоциями, речью, личностью. В.Н.Брушлинский отмечал близость таких психических процессов как воображение и мышление. Педагог-новатор Б.Н.Никитин разработал уникальные игры нового поколения, позволяющие развивать творческие и интеллектуальные способности детей. Л.Ю.Субботина, В.Синельников, В.Кудрявцев, О.М.Дьяченко разработали методы и методики для развития творческого воображения. Г.С.Альтшуллер, М.Н.Шустерман работали над теорией, позволяющей учить людей изобретать, решать творческие задачи в различных областях человеческой деятельности. Значение функции воображения в деятельности человека трудно переоценить. Оно необходимо каждому человеку в любом виде труда, только в этом случае деятельность может быть целесообразной и плодотворной. Воображение дошкольника – это почва, на которой вырастает позднее профессионально развитое воображение учёного, художника, изобретателя. Оно позволяет малышу познавать окружающий мир и самого себя, выполняет гностическую функцию; предохраняет растущую, легко - ранимую душу ребёнка от чрезмерно тяжёлых переживаний и травм, выполняя аффективно – защитную роль; способствует оптимизации учебной деятельности, развитию личности ребёнка. Воображение подростка принимает форму мечты, как позитивной жизненной перспективы. Проигрывая в своём воображении различные социальные и нравственные ситуации, он как бы тренируется перед сложной взрослой жизнью. В труде, фантазия способствует достижению высоких результатов, самораскрытию и самосовершенствованию личности. Развитие и формирование творческого воображения у детей старшего дошкольного возраста посредством технологии ТРИЗ Учитывая важность воображения в психическом развитии, необходимо развивать его с детства. Наиболее чувствительный период для такого развития – это дошкольный возраст. Первоначально воображение связано с обыгрыванием предметов, поэтому основное развитие его может осуществляться через это обыгрывание. Именно в игре можно начинать формировать у ребёнка основы умения находить собственные решения, оригинальные ответы, способность действовать в плане образных представлений. Важно развивать направленность воображения, т.к. неумение управлять своими идеями, подчинять их своей цели приводит к тому, что самые лучшие наши замыслы и намерения гибнут, не находя воплощения. Необходимо знакомить детей с разными сферами жизни: работой повара, библиотекаря, железнодорожника, продавца.Это обогащает и развивает игры. А вместе с развитием сюжетов игр развиваются и возможности творческого воображения ребёнка, накапливается тот материал, который пробуждает и направляет фантазию малыша. Разнообразны частные приёмы развития воображения. Ещё Леонардо да Винчи советовал для этой цели разглядывать облака, трещины стен, пятна и находить в них сходство с предметами окружающего мира. Среди других приёмов, стимулирующих детское воображение можно назвать составление сказок на тему, предложенную воспитателем, на самостоятельно выбранную тему. Составление рассказов на основе литературного образа, рассказов по пейзажу. Помимо этого сочинение сказок выполняет ещё и аффективно – защитную роль. Часто детские истории и фантазии являются актами само терапии, ибо в образной форме ребёнок проговаривает волнующие его вопросы и пробует найти на них ответы. Вызывают интерес развивающие игры, представляющие собой элементы единой системы тренировки интеллектуальных и творческих способностей детей, получившей название «КИТ» (Креативно – интеллектуальный тренинг). Уникальные игры педагога – новатора Б.П.Никитина позволяют успешно развивать творческие и интеллектуальные способности ребёнка. Они являются своеобразной «умственной гимнастикой». Среди методов диагностики творческих способностей у детей самыми известными и распространёнными в мире являются тесты творческого мышления (ТТСТ), разработанные американским психологом П.Торренсом. Им были сконструированы тестовые задания, которые представляют собой модели творческого процесса. ТТСТ включают вербальные и фигурные формы тестов. Причём, фигурные формы тестов («Нарисуй картинку», «Незавершённые фигуры», «Повторяющиеся фигуры»), как показывает опыт, в наименьшей степени зависят от национальных, культурных, социальных и других различий, по сравнению с вербальными. Оценка выполнения этих тестов включает следующие показатели: 1. Скорость или беглость - количество ответов в каждом задании. 2. Пластичность или гибкость – степень разнообразия ответов. 3. Оригинальность – редкость, нетривиальность идей. 4. Тщательность разработки идей – детализация ответов. Являются ли эти показатели врождёнными или же они могут поддаваться влиянию среды? П.Торренс говорил по этому поводу, что наследственный потенциал не является важнейшим показателем будущей творческой продуктивности. В какой степени творческие импульсы ребёнка превратятся в творческий характер, зависит больше от влияния родителей и других взрослых. Семья способна развить творческий потенциал ребёнка ещё в дошкольном возрасте. Прежде чем приступить к освоению приёмов работы по развитию воображения, Л.Ю.Субботина считает необходимым познакомить родителей с оценочной шкалой для определения того, насколько активно использует ребёнок воображение и фантазию в решении жизненных проблем и творческой деятельности. •Решая мыслительные задачи и осуществляя творческую деятельность, ребёнок ярко демонстрирует наблюдательность, хорошую память, легко ведёт диалог, отличается подражательной способностью. •В своих действиях ребёнок часто опирается на работу фантазии и воображения, что нередко является основным мотивом деятельности. •Общаясь, ребёнок широко использует мимику и жесты, особенно в разговорах со сверстниками. •Ребёнок отличается повышенной выразительностью речи. Эти критерии предназначены для взрослых с целью «не прозевать» одарённого ребёнка. Ведь именно для одарённых и талантливых детей творческая деятельность имеет особое значение. Воображение выступает для них основным характерным качеством. Одарённым детям необходима постоянная активность фантазии, нетривиальные подходы к решению задач, оригинальные ассоциации, необычные ракурсы рассмотрения проблемы – всё это характерно для талантливого ребёнка и является результатом воображения. Одарённые дети требуют особого внимания. Однако это не исключает необходимости развивать воображение и творческую деятельность у всех, без исключения детей. В современной педагогике и психологии, решая проблемы развития творческого мышления и воображения детей, невозможно обойтись без ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) помогает преодолеть инерцию мышления, предлагает способы формирования талантливого, системного мышления, позволяет формировать у детей творческое воображение и, главное, основы диалектического мышления. Этому способствует овладение специальными приёмами. К таким относятся: выделение противоположных свойств, поиск аналогий, ассоциирование понятий, постановка вопросов, переформулирование, генерирование идей, смена альтернативы, комбинирование и другие. Некоторым из этих приёмов можно обучить ребёнка уже в 5-7 лет, поэтому, наряду с частными приёмами фантазирования мы стали использовать методы и приёмы ТРИЗ-РТВ. Они очень разнообразны и вместе с тем сложны для детей. Не называя самих методов (которые были придуманы в помощь инженерам-изобретателям), мы придумываем на их основе игры, игровые ситуации, которые учили бы малышей изобретать. В связи с этим, широкие возможности даёт сказочный материал, и с ним мы работаем нетрадиционно. Это значит, учим детей оригинально, непривычно, по-своему не только воспринимать содержание сказки, но и творчески преобразовывать ход повествования, придумывать различные концовки, вводить непредвиденные ситуации, смешивать несколько сюжетов в один и т.д. Такой подход как раз даёт и воспитателю, и ребёнку возможность уяснить, что в сказке или герое хорошо, а что плохо, создать новую ситуацию, где бы герой исправился, добро восторжествовало, зло было наказано, но не жестоко и бесчеловечно. Здоровая, конструктивная идея: всё можно улучшить, усовершенствовать, изменить для блага людей – такова наша главная установка. Методы и приёмы ТРИЗ помогают более осознанному пониманию детьми природного мира и природоохранной деятельности. Постановка проблемного вопроса ставит ребёнка в позицию исследователя. Мы применяем игру «А если бы?» (А если бы не наступила весна? А если бы пропал ветер? А если бы погасло солнце?). Природа, как всё вокруг нас и в нас самих, противоречива. Поэтому используем игру «Хорошо-плохо» (аналогия «Вред-польза»). Проследить динамику развития предмета или явления помогает метод системного оператора. Например, семя яблока – дерево – цветущее дерево – плоды – варенье (не менее важно изучить путь от конечного результата к началу). Чтобы изобретать разнопланово, используем методы: фантастического сложения /вычитания/, морфологический анализ, метод Робинзона Крузо, метод ассоциаций, метод фокальных объектов (МФО), Бином фантазии, простые приёмы фантазирования: увеличение-уменьшение, ускорение-замедление, дробление-объединение и другие. С помощью метода шифров моделируем знакомые сказки, т.е. прячем героев в фигурки, которые легко можно угадать по форме и величине. Так же предлагаем задания типа: «Что лишнее?», «Чем связаны?», «Что общего?». По принципу системного подхода, ребёнок должен обобщить и отобрать нужное. Мы учим детей основам ТРИЗ, а значит, учим видеть противоречия в каждом предмете, каждом веществе, явлении, событии, факте. Учим разрешать противоречия доступными методами и приёмами. Чтобы представлять себе объект, в прошлом и будущем, разделять его на части и определять, элементом чего он сам является, мы знакомим детей с историей усовершенствований и изобретений, отвечаем на вопросы, связанные с возникновением предметов. Рассматривая объект в его временном развитии, дети приходят к выводу, что изобретать – значит решать противоречия. Мы не даём готовые знания, не раскрываем истину, а учим её находить. Для развития творческой активности очень важна роль развивающей среды. Ведь личностно – ориентированный способ взаимодействия предполагает предоставление ребёнку свободы, независимости, большого «поля» для самостоятельных действий, общение на равных. Кроме того, предметно – пространственное окружение, воздействуя на эмоции детей, побуждает их к деятельности. Различные художественные инструменты и принадлежностипозволяют продуктивной деятельностью отразить собственное художественное восприятие видение мира, его понимания. Предметы – заместители вводят в активную познавательную деятельность и подвигают детей к творческой активности. Необычные сказочные герои, «живущие» в группе, способствуют лучшему пониманию эмоционального состояния человека. Ребята – дошкольники любят спорить обо всём, мы стараемся поддержать, придать спору позитивный характер, учим детей формулировать свои мысли, смотреть на проблему разнопланово (для кого хорошо, для кого плохо), доказывать свою точку зрения. Также приглашаем ребёнка порассуждать, на интересующую его тему, и наводящими вопросами подводим к тому, что ребёнок сам находит ответ на свой вопрос. А если дети не задают вопросов, то следует дать им определённые знания. Мы работаем с уникальным возрастом, когда ещё не сформированы стереотипы мышления, не определены штампы воображения. Ребёнок открыт нам, он открыт возможности развития креативности. Дав маленькому человечку на практике, сам метод решения творческих задач, мы приоткрываем перед ним дверь в большой мир творчества, открываем возможности самовыражения, способствуем оптимизации учебной деятельности. Эффективность использования технологии ТРИЗ Комплексное применение методов и приёмов ТРИЗ-РТВ, использование разнообразных частных приёмов фантазирования, дидактические игры и пособия, составление сказок, рассказов, сочинение загадок, создание развивающей среды – всё это позволило преодолеть инерцию мышления у детей, способствовало формированию творческого системного мышления и творческого воображения. Благодаря занятиям, у детей были развиты такие качества творческой личности, как оригинальность, смелость, точность, любознательность. Сформировалась способность принимать решение в ситуации неопределённости, возросла интеллектуально-творческая инициатива, способность действовать в плане образных представлений, а так же появилась установка на преобразование наличного предметного материала, умение находить собственные решения, оригинальные ответы. Наиболее ярко это проявляется в продуктивных видах деятельности: рисовании, конструировании, лепке; в творческом рассказывании; в театрализованной деятельности; в решении задач проблемного характера. Дети с удовольствием принимают участие в различных конкурсах, мероприятиях, олимпиадах по ТРИЗ, имеют грамоты, дипломы, почётные призы. Четверо ребят внесены во всероссийскую ежегодную Энциклопедию «Одарённые дети – будущее России». Активная жизненная позиция, умение взаимодействовать друг с другом, решать нестандартные задачи, генерировать идеи, фантазировать, конструировать – всё это способствует дальнейшему продуктивному обучению в школе. Подтверждением чего являются хорошие отзывы учителей наших выпускников. Технология ТРИЗ может успешно интегрироваться практически со всеми образовательными областями, т.к. её методы и приёмы универсальны. Содержанием игр является: представление о природе, природоохранной деятельности, ОБЖ, произведения художественной литературы, морально – этические ценности. Интеграция технологии ТРИЗ состоит в использовании ребёнком приёмов познания в разных видах продуктивной деятельности, словотворчестве. Ребёнок занимает позицию художника – творца, проявляет самостоятельность, инициативность, индивидуальность. У него активизируются творческие проявления; желание создавать выразительные, оригинальные образы; умение выделять выразительность природных объектов.

Список литературы Барташникова И.А., Барташников А.А. Учись играя //Тренировка интеллекта. – Харьков: Фолио, 1997. Выготский Л.С. Воображение и творчество в детском возрасте – Союз Санкт – Петербург, 1997. Дьяченко О.М., Кириллова А.М. О некоторых особенностях развития воображения у детей дошкольного возраста. //Вопросы психологии. 1980. №2. Зинкевич - Евстигнеева Т. Искусство сочинять //Психологическая газета, 1998. №1. Никитин Б.П. Ступеньки творчества или развивающие игры. – М.: Просвещение, 1990. Родари Д. Грамматика фантазии. – М.: Просвещение, 1978. Сидорчук Т.А. К вопросу об использовании элементов теории решения изобретательских задач в работе с детьми дошкольного возраста.: Пособие для воспитателя. – Ульяновск, 1991. Страунинг А.М. Росток. Программа по ТРИЗ и РТВ для детей дошкольного возраста. – Обнинск, 1999. Субботина Л.Ю. Развитие воображения у детей. //Популярное пособие для родителей и педагогов. – Ярославль: Академия развития, 1997. Фесюкова Л.Б. Воспитание сказкой //Для работы с детьми дошкольного возраста – Харьков: Фолио, 1997. Шрагина Л.И., Меерович М.М. Педагогика творчества: Возможности ТРИЗ как образовательной технологии ,, Научно-практический журнал для школьного технолога. 1997. №3. Шустерман М.Н. Диалектика для маленьких или новая сказка про Колобка. – М.: Педагогика, 1991. Шустерман М.Н. ТРИЗ в детском саду – Норильск, 1990.

educontest.net

Реферат - ТРИЗ-педагогика - Педагогика

ТРИЗ-педагогика

ТРИЗ-педагогика, как научное и педагогическое направление, сформировалось в нашей стране в конце 80-х годов. В ее основу была положена теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) отечественной (т.е. российской, а еще точнее советской) школы Г.С.Альтшуллера.

ТРИЗ-педагогика ставит целью формирование сильного мышления и воспитание творческой личности, подготовленной к решению сложных проблем в различных областях деятельности. Ее отличие от известных средств проблемного обучения— виспользовании мирового опыта, накопленного в области создания методов решения изобретательских задач. Конечно, этот опыт переработан и согласован с целями педагогики.

Под методами решения изобретательских задач прежде всего подразумеваются приемы и алгоритмы, разработанные в рамках ТРИЗ; а также такие известные методы как мозговой штурм, синектика, морфологический анализ, метод фокальных объектов и их разновидности.

Современная ТРИЗ-педагогика включает в себя курсы, рассчитанные на возрастные группы от дошкольников до студентов и взрослых специалистов. Особенностью работы с каждой возрастной группой являются выбор объектов изобретательской деятельности, соответствующих возрасту. Так, дошкольники и младшие школьники изобретают игрушки, загадки, пословицы, подвижные игры и т.п.

Для развития творческих навыков ТРИЗ-педагогами накоплен фонд учебных изобретательских и исследовательских задач в таких областях как: физика, биология, экология, искусство, техника и бизнес.

Для каждой возрастной группы разрабатываются алгоритмические процедуры, методики. Они позволяют учащимся изобретать новое, самореализоваться в творчестве. Следует различать ознакомительный и инструментальный уровень освоения ТРИЗ-методик. Обязательным условием качественного, инструментального обучения в ТРИЗ-педагогике является не только освоение соответствующих методик, но и освоение способов их создания.

Особое место занимает курс развития творческого воображения (РТВ), предназначенный для преодоления стереотипов решателя, выработки умения работать с нетривиальными идеями.

На сегодняшний день издано более 60 методических пособий, книг по педагогической тематике.

Список литературы

Альтов Г. И тут появился изобретатель.— М.: «Детская литература», 1989.

Альтшуллер Г.С., Верткин И.М. Как стать гением: Жизненная стратегия творческой личности.— Минск: «Беларусь», 1994.

Березина В.Г., Викентьев И.Л., Модестов С.Ю. Детство творческой личности: Встреча с чудом. Наставники. Достойная цель.— Санкт-Петербург: Изд. Буковского. 1995.

Бухвалов В.А., Мурашковский Ю.С. Изобретаем черепаху: Как применять ТРИЗ в школьном курсе биологии: Книга для учителей и учащихся.— Рига: 1993.

Викентьев И.Л., Кайков И.К. Лестница идей: Основы ТРИЗ в примерах и задачах.— Новосибирск, 1992.

Гин А.А. Приемы педагогической техники.— М.: «Вита-Пресс», 1999.

Гин А.А. Задачки-сказки от кота Потряскина.— М.: «Вита-Пресс», 2002.

Гин С.И. Мир фантазии: Методическое пособие для учителей 2-3 классов.— М.: «Вита-Пресс», 2002.

Гин С.И. Мир логики: Методическое пособие для учителей 3-4 классов.— М.: «Вита-Пресс», 2001.

Гин С.И., Прокопенко И.Е. Первые дни в школе: Пособие для учителей первых классов.— Минск: ПК ООО «ПолиБиг», 1997.

Злотин Б.Л., Зусман А.В. Месяц под звездами фантазии.— Кишинев: «Лумина», 1988.

Злотин Б.Л., Зусман А.В. Изобретатель пришел на урок.— Кишинев: «Лумина», 1989.

Иванов Г.И.… И начинайте изобретать! — Иркутск: Восточно-Сибирское книжное изд., 1987.

Камин А.Л., Камин А.А. Физика собственными силами: Учебник для 7 класса по программе развивающего обучения.— Харьков-Москва: ННМЦ «Развивающее обучение», 1996.

Клеймихина Т.В., Крейнина С.А. От Незнайки до....— Санкт-Петербург: «Акцидент», 1996.

Мурашковская И.Н., Валюмс Н.П. Картинка без запинки: Методика рассказа по картинке.— Санкт-Петербург: ТОО «ТРИЗ-ШАНС», 1995.

Нестеренко А.А. Страна загадок.— Ростовский университет, 1993.

Саламатов Ю.П. Как стать изобретателем?: Книга для учителя.— М.: «Просвещение», 1990.

Тимохов В.И. Сборник творческих задач по биологии, экологии и ТРИЗ.— Санкт-Петербург: ТОО «ТРИЗ-ШАНС», 1996.

Трифонов Д.Н. Сборник задач из НФЛ: 43 задачи для развития воображения.— Санкт-Петербург: ТОО «ТРИЗ-ШАНС», 1995.

Чернихович Е. Винни-Пух решает вслух: Картотека сказочных задач.— Гомель: «Сож», 1995.

Шустерман З.Г. Новые приключения Колобка».— М.: «Педагогика-Пресс», 1993.

Дерзкие формулы творчества: Сборник/Составитель Селюцкий А.Б.— Петрозаводск: «Карелия», 1987.

Нить в лабиринте: Сборник/Составитель Селюцкий А.Б.— Петрозаводск: «Карелия», 1988.

Правила игры без правил: Сборник/Составитель Селюцкий А.Б.— Петрозаводск: «Карелия», 1989.

www.ronl.ru

Реферат - ТРИЗ-педагогика - психология, педагогика