ТРИЗ

Представьте, что перед изобретателями стояла задача сделать кроссовки без шнуровки, но, чтобы они всё равно были закрытыми и плотно удерживали стопу. Что же делать? Можно обмотать кроссовки лоскутком ткани. Или пришить пуговицы. Или склеить части кроссовок скотчем.

Швейцарский инженер Жорж де Местраль в 1955 году запатентовал застёжку-липучку. Однажды после прогулки с собакой он снимал с её шерсти репейник. Инженер рассмотрел репейник под микроскопом и заметил маленькие крючки, с помощью которых головки репейника цепляются за шерсть и одежду. Так у де Местраля возникла идея застёжки-липучки.

В ходе занятия вы узнаете о теории решения изобретательских задач, познакомитесь с методами решения изобретательских задач и попробуете их решить.

Теория решения изобретательских задач (или сокращённо ТРИЗ) – это набор методов и алгоритмов решения и усовершенствования технических задач с помощью нахождения противоречий.

Технология ТРИЗ была разработана советским изобретателем Генрихом Альтшуллером. Он пришёл к выводу, что в изобретательстве должна быть какая-то методика. Альтшуллер приложил все силы, чтобы найти её. Когда все попытки не увенчались успехом, Альтшуллер разработал свою методику.

Учёный понял, что каждый изобретатель сталкивается с тем, что однозначного решения задачи не существует, а вариантов слишком много. Альтшуллер пришёл к выводу, что рациональнее всего решать проблему с помощью ресурсов, которые уже есть в распоряжении. В таком случае ответ скорее всего окажется правильным и эффективным.

Генрих Альтшуллер выделил сорок приёмов, лежащих в основе любого изобретения. Позже его теория нашла применение не только в инженерной сфере, но и в педагогике.

Какие умения развивает ТРИЗ?

проникать в суть задачи;

определять направления поиска решений;

находить способы отхода от стандартных решений;

мыслить системно и логически;

смотреть на вещи по-новому.

Признанным экспертом в ТРИЗ-педагогике является Анатолий Гин. Он выделил несколько основных принципов обучения. Давайте с ними ознакомимся.

У учеников необходимо формировать целостный взгляд на мир, учить их находить связи между предметами и явлениями.

Не заучивать правила и факты наизусть, а мыслить самостоятельно, стараться выходить за рамки стандартного мышления.

Учить решению нестандартных задач через практику – то есть проводить исследования, эксперименты, создавать проекты.

Сделать ребёнка активным участником процесса обучения. То есть дать ученику право свободно выражать своё мнение и разделять ответственность за результат деятельности.

Разберёмся, как работать с изобретательскими задачами.

Важно помнить, что у таких задач не существует правильного ответа. Вариантов их решения может быть множество. Однако при решении задач необходимо придерживаться определённого метода.

В первую очередь при решении изобретательской задачи необходимо устранить все противоречия. Под противоречиями понимается несоответствие желаний и возможностей или двух характеристик задачи. Например, необходимо придумать что-то очень лёгкое, но чтобы оно оставалось прочным. Именно наличие противоречий делает любую задачу изобретательской.

Противоречия бывают трёх видов.

Административное. Оно возникает, когда не совсем понятно, как решить задачу. Возможно, существует несколько способов её решения. Рассмотрим на примере. Одна из компаний решила выпустить новую игрушку – Карлсона, который летает. И вот возникло административное противоречие – как сделать игрушку красивой, но чтобы она при этом летала?

Следующее противоречие – техническое. Это конфликт внутри технической системы между её параметрами и деталями. Его суть в том, что улучшение чего-то одного, может ухудшить что-то другое. К техническому противоречию переходят после решения административного. Вернёмся к Карлсону. Можно сделать большой винт, тогда игрушка будет прекрасно летать, но на вид она окажется некрасивой. Если винт сделать маленьким и эстетичным – Карлсон не взлетит.

Ещё одно противоречие – физическое. Оно основано на законах природы, и их необходимо обойти. В случае с Карлсоном – винт должен быть большим, чтобы кукла летала, и в то же время винт должен быть маленьким, чтобы она была красивой. Это противоречие довольно легко разрешается: в «спокойном» состоянии лопасти винта свёрнуты, но при вращении они разворачиваются центробежной силой и становятся большими.

Продолжаем работу над задачей и переходим к этапу выбора ресурсов. Они делятся на следующие группы:

Материально-вещественные – это могут быть деньги, товары, предметы или вещества.

Информационные – способы распространения информации и её носители.

Человеческие – люди и всё, что с ними связано, – чувства, мышление и так далее.

Время.

Пространство.

Энергия.

Прочее – сюда относятся история, культура, менталитет и прочее.

При решении изобретательских задач используйте ресурсы, которые даны в условии.

Рассмотрим на примере, как находить ресурс.

На Марс отправился космический корабль. Для изучения планеты космонавты используют марсоход. Но возникла проблема – ему было сложно передвигаться по неровной поверхности и марсоход лёг на бок. Чтобы повысить его устойчивость, космонавты снизу привязали к марсоходу груз. Это привело к новой проблеме – груз цеплялся за поверхность Марса. Необходимо придумать, каким образом можно повысить проходимость марсохода.

Мы не будем сейчас решать эту задачу. Важно определить, что является ресурсом. В данном случае это груз. Он и станет отправной точкой при решении задачи.

Как только вы определились с ресурсом, необходимо понять, что с ним делать. Для этого также разработаны принципы.

Принцип объединения. Он предполагает объединение однородных объектов или операций, размещение одного объекта внутри другого.

Принцип дробления. Объект можно разделить на части, чтобы с ним стало проще работать.

Принцип динамичности. Если работа с объектом вызывает трудности или работе мешает окружающее пространство, можно сменить объект или пространство.

Принцип опережения. Если какое-то действие будет сложно сделать в будущем, сделайте его заранее. Сработайте на опережение.

Принцип посредничества. Если вы не можете работать с объектом напрямую, используйте другой объект в качестве посредника.

Принцип наоборот. Не можете сделать какое-то действие – сделайте абсолютно противоположное действие.

Принцип обращения вреда на пользу. Найдите у объекта самое вредное свойство и предложите его полезное применение.

Принцип копирования. Если вы не можете производить действия с объектом, используйте его копию.

Принцип согласования и рассогласования. Попробуйте согласовать (или наоборот, рассогласовать) объект с окружающим пространством или ожиданиями людей. Это может упростить проведение с ним различных действий.

Вернёмся к задаче с марсоходом. При её решении используется принцип объединения. Внутрь шин марсохода помещаются металлические шарики, что увеличивает устойчивость аппарата на поверхности Марса.

Этот способ был применён на практике. Один японский изобретатель предложил таким образом повысить устойчивость и проходимость кранов и погрузчиков.

В качестве самостоятельной работы предлагаем вам несколько изобретательских задач. Постарайтесь их решить.

Первая задача. Знаете ли вы, что «морская болезнь» встречается не только у моряков, но и у космонавтов. В море решить проблему можно с помощью лекарств. Но в космосе в этом случае существует ряд ограничений. Например, лекарство необходимо принимать часто и маленькими дозами, что вызывает ряд неудобств. Как решить эту проблему?

Вторая задача. Представьте, что в вашей квартире стоит аквариум с рыбками, питающимися циклопами. Вы на несколько дней уезжаете и не знаете, как будут питаться рыбки во время вашего отсутствия. Помочь некому. А запустить много циклопов сразу в аквариум нельзя – ведь рыбки сразу их съедят, а в остальные дни будут голодными. Как поступить?

Третья задача. Из диких зверей лисица - самая опасная, потому что переносит бешенство. Из-за этого лисиц до последнего времени безжалостно отстреливали. Наконец изобрели вакцину против бешенства. Достаточно съесть капсулу, чтобы не заболеть, но лисиц не заставишь ходить к врачу. Как решить проблему?

Давайте подведём итоги.

ТРИЗ – это набор методов и алгоритмов решения и усовершенствования технических задач с помощью нахождения противоречий.

При решении изобретательской задачи необходимо устранить все противоречия: административные, технические и физические.

При решении изобретательских задач необходимо использовать ресурсы, которые даны в условии.

Финальным действием при работе с изобретательской задачей является выбор принципа работы с ресурсом.