Меерович - Теория решения изобретательских задач

Меерович М.И.

Теории решения изобретательских задач / М.И. Меерович, Л.И. Шрагина. — Минск: Харвест, 2003. — 428, [4] с. — (Библиотека практической психологии).

В предлагаемой книге объясняются общие принципы ТРИЗ — теории решения изобретательских задач, рассматриваются ее конкретные методы и приемы. Доказано на практике, что ТРИЗ позволяет УСПЕШНО решать задачи любой степени сложности, возникающие в различных сферах повседневной жизни

В то же время ТРИЗ является точной наукой, доступной для любого образованного человека. Старшеклассники, студенты, преподаватели средней и высшей школы, инженеры, изобретатели-самоучки могут осваивать ТРИЗ, используя эту книгу как учебное пособие.

© М.И. Меерович, Л.И. Шрагина, 2000

© Составление и редакция. А.Е. Тарас, 2000

По-видимому, возможности управления процессом мышления безграничны. Их нельзя исчерпать, потому что Разум, величайший инструмент познания и преобразования мира, способен преобразовывать и самого себя. Кто может сказать, что есть предел очеловечиванию человека ? До тех пор, пока будет существовать человек, будет совершенствоваться управление этой силой. Мылишь в самом начале долгого пути.

ПС Альтшуллер

ОТ АВТОРОВ

В настоящее время в различных видах деятельности человека, в основном в производственной,  применяются методы стимулирования творческого процесса,  позволяющие повысить его эффективность. Результаты применения этих методов рассматриваются как  творческие продукты. Данная работа и посвящена общей  методологии, цель которой — повысить осознанное управление процессом мышления и тем самым — интеллектуальный компонент креативности в любой сфере деятельности."

В большинстве новейших теорий, разрабатывающих проблему интеллекта, мышление рассматривается как система интеллектуальных операций, генетически  связанных с практическими действиями. Решающее  значение в процессе мышления играет субъективный  фактор , так как мыслит реальный человек, для деятельности которого характерно единство эмоционального, волевого и интеллектуального начал. Сама мысль  рождается не из другой мысли, а из мотивирующей сферы нашего сознания, которая охватывает наши влечения и потребности, наши интересы и побуждения, наши чувства.

Сознавая все многообразие вопросов, связанных с мышлением, авторы сознательно ограничивают круг рассматриваемых в данной книге вопросов только теми, которые связаны с практическими методами  формирования культуры мышления.

В различных источниках можно найти более 300 определений понятия «культура». Изначально CULTURA (лат.) — возделывание, обрабатывание почвы.

В ходе исторического развития это понятие  наполнялось новым содержанием: воспитание, образование, развитие, почитание. Вот некоторые из них:

1. Культура — способ и результат всей человеческой деятельности, в отличие от уже имеющегося в  природе (Вернет Тейлор).

2. Культура — совокупность созданных людьми  научных, морально-социальных, художественных и технических ценностей, а также процессы  участия, взаимодействия с этими ценностями и  создание новых (В. Оконь).

3. Из «Толкового словаря русского языка» С. И.  Ожегова:

а) культура — совокупность достижений  человечества в производственном, общественном и умственном отношении;

б) культура — степень общественного и  умственного развития, присущего кому-нибудь;

в) культура — высокий уровень чего-нибудь, высокое развитие, умение;

г) культура — растений;

д) культура — микроорганизмов, ткани, клеток.

4. Культура — это есть общепринятый способ  мышления (К Юнг).

5. Культура — социально-прогрессивная творческая деятельность человечества во всех сферах бытия и сознания, являющаяся диалектическим  единством процессов создания ценностей, норм и т. д. и освоения культурного наследия, направленная на преобразование действительности, на  превращение богатства человеческой истории во  внутреннее богатство личности.

В более узком смысле принято говорить о материальной культуре  (техника, производство) и духовной культуре (наука, искусство). Отдельно выделяют культуру  политическую (Философский словарь. 1991).

Анализируя данные определения, приходим к  выводу, что культура возможна только как итог развития, воспитания и научения, в результате которого  создаются продукты творчества. И более того: если  «творчество» — одна из форм человеческой деятельности, то «культура» — как раз результат этой деятельности.  «Культура мышления — это мышление по определенным правилам и способность управлять процессом  мышления для достижения наиболее эффективного решения проблемы и ощущения красоты ее решения» (ученики 10 класса лицея № 208 г. Киева).

В понимании авторов КУЛЬТУРА МЫШЛЕНИЯ - это результат целенаправленного воздействия на процесс выполнения субъектом  мыслительных операций с целью получения наиболее  эффективных решений проблемных ситуаций. 

Такое воздействие на субъекта в обществе должна  выполнять прежде всего система образования. Образование должно стать обучением искусству пользоваться  знаниями, вырабатывать стиль мышления, позволяющий анализировать проблемы в любой области жизни. Обучение мышлению, или формирование культуры мышления, непосредственно в учебном процессе  будет происходить тогда, когда учебный материал будет вводиться не как описательный, а как содержащий  реальную проблему; но при этом необходима  методология решения проблем. Важнейшим моментом такого учебного процесса станет переход от  преимущественно нерефлексивного к осознанному овладению и  владению мыслительными приемами и операциями  [Ильясов И.].

Аналогичные теоретические концепты были  заложены в основу проблемного обучения,  предложенного еще в конце 60-х — начале 70-х гг. Однако  практическое внедрение проблемного обучения в учебный процесс затормозилось по двум основным причинам: из-за отсутствия «банка» проблемных ситуаций и  неподготовленности педагогов к переконструированию учебного материала [Рогинский В.М.]. С позиций  психологических основной причиной задержки обучения культуре мышления считается недостаточность  внимания к тому, каким образом рефлексируются  ситуации организованного и организуемого мышления [АнисимовО.С].

Авторы, однако, считают, что внедрение методов  формирования культуры мышления сдерживалось не столько из-за отсутствия «банка» проблемных  ситуаций, сколько из-за отсутствия методологии,  позволяющей реализовать вышеизложенные цели даже при  наличии такого банка. Без такой методологии все  технологии сводятся к общим рекомендациям типа «для  эффективного решения проблемы ее необходимо  глубоко и всесторонне проанализировать», при этом ни  методы анализа проблемы, ни критерии для оценок не предлагаются.

Данная работа представляет собой практическую  методологию формирования крьтуры мышления на  основе теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), разработанной Г.С. Альтшуллером.

ТРИЗ создавалась, чтобы заменить  интуитивные «озарения», которые приводят талантливых инженеров и ученых к выдающимся изобретениям и открытиям, такой стратегией мышления,  которая позволяла бы каждому хорошо  подготовленному специалисту получать такие же  результаты. Уже из самой постановки задачи видно, что ТРИЗ может быть использована с целью формирования  культуры творческого мышления как осознанного,  целенаправленного и управляемого процесса мыследеятельности. Так возникла идея об обратной задаче, педагогической: методами ТРИЗ формировать качества  творческого мышления сначала в ходе специальных занятий, а позднее — непосредственно в учебном процессе. Такая возможность подтверждается результатами  исследований американских психологов, проведенных еще в 1959 г.: креативность (способность к творчеству) имеет общую основу независимо от сферы  деятельности и, наработанная на одном материале, может быть перенесена на другой материал.

Предлагаемая методология на основе ТРИЗ  представляет собой комплекс из двух систем упражнений — для развития мышления и воображения. Отличительной особенностью комплекса является:

1. Наличие системы проблемных ситуаций на  выявление противоречий. Решение этих проблем осуществляется по алгоритму решения проблемных ситуаций (АРПС).

2. Направленность на развитие воображения как главного компонента творческого мышления.

3. Упражнения по развитию воображения  выполняются по специально разработанным алгоритмам в соответствии с требованиями  системно-функционального подхода, что создает, помимо  развивающего, еще и обучающий эффект.

Психологической основой методики является понимание творческого интеллекта как единства и  взаимодействия эмоционально-образного и логического компонентов.

В качестве методологической основы принят подход к процессу мышления как к технологическому процессу по выполнению определенных психических операций, выполняемых при решении сложной  проблемы.

-Процесс обучения направлен на организацию  мышления и осознание каждого хода мысли, а в целом — на формирование культуры мышления, что позволяет  применять его для подготовки специалистов всех  профессий: управленцев, экономистов, юристов, финансистов, журналистов, инженеров...

Структурно книга разделена на две части. В первой части (главы 1-6) изложен материал, который  представляет собой основу предлагаемой методологии. Этот материал может быть использован как специалистами самых различных специальностей для первого шага личностного роста, так и педагогами всех уровней — от детских дошкольных учреждений до  преподавателей — предметников и спецдисциплин. Несмотря на то что в качестве объекта анализа использованы реальные изобретательские задачи из самых разных областей техники, для их решения не требуется никаких  специальных знаний, а только умение (и желание!) выявлять причинно-следственные связи и противоречия и  строить умозаключения.

Вторая часть книги (главы 7-15) также не требует специальных знаний выше объема средней школы. В ней углубляются и развиваются основные положения теории решения изобретательских задач, демонстрируются возможности ее применения для  анализа и поиска наиболее эффективного решения  различных проблем, при этом основной акцент ставится на возможностях ТРИЗ как методологии формирования творческого мышления.

Авторы надеются, что освоенную систему анализа читатели смогут применить к решению разнообразных проблем, отделив специфический аспект проблемы от неспецифического. Примеры такого применения  приведены в главе 14 «ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМА ДЛЯ АНАЛИЗА ПРОБЛЕМ» при анализе и поиске решения ряда нетехнических проблем.

И последнее. Для формирования ТРИЗ как науки и возможности ее применения как образовательной  технологии необходимо иметь четкие и однозначные определения базовых понятий, объекта исследования, предмета и так далее. К сожалению, во всей литературе по ТРИЗ, в том числе и в книгах самого Г.С. Алътшуллера, такие определения не всегда присутствуют.

В разработанной авторами концепции применения ТРИЗ в системе подготовки специалистов «ОТ  МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ДО  ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ КУЛЬТУРЫ МЫШЛЕНИЯ* и в работе со слушателями семинаров мы используем следующие определения основных понятий:

1. ТРИЗ — это наука, изучающая объективные закономерности развития технических  систем и разрабатывающая методологию  (систему методов и приемов) решения  технических проблем. В результате своего развития ТРИЗ стала основой для создания практической методологии анализа проблем, возникающих при функционировании искусственных систем. В настоящее время на базе ТРИЗ формируется теория развития искусственных систем (ТРИС).  Отражая основные этапы мыслительных процессов,  выполняемых субъектом при анализе проблемных ситуаций и поиске эффективных решений, эти теории все шире используются в системе образования как базовая  методология для формирования культуры мышления.

2. Объект исследования ТРИЗ — развитие  технических систем. Объект исследования ТРИС —  развитие искусственных систем, в том числе стиль мышления как явление культуры.

3. Предмет исследования—выявление  объективных закономерностей изменения технических (искусственных) систем. При исследовании  стиля мышления — условия его формирования.

4. Цель исследования — создание методологии (системы методов и приемов), основанной на объективных закономерностях развития  технических (искусственных) систем и предназначенной для поиска наиболее эффективных решений проблемных ситуаций.

По мере развития методологии в качестве цели  исследования рассматриваются возможности ее  применения для формирования культуры мышления как  осознанного, целенаправленного и управляемого  процесса мыследеятельности.

5. Методы исследования:

а) для искусственных (технических) проблем — анализ процесса изменения продукта  творческой (изобретательской) деятельности;

б) для стиля мышления — анализ способов  решения проблемных ситуаций.

6. Основные (ключевые) понятия.

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ (АРИЗ) — последовательность выполнения  мыслительных операций, основанная на  объективных закономерностях развития технических  систем и предназначенная для анализа технической проблемы и поиска наиболее эффективного ее решения.

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ (АРПС) — модификация АРИЗ, основанная на объективных закономерностях развития  искусственных систем и предназначенная для анализа проблемной ситуации и поиска наиболее  эффективного ее решения.

КУЛЬТУРА МЫШЛЕНИЯ — результат  целенаправленного воздействия на процесс выполнения  субъектом мыслительных операций с целью получения наиболее эффективных решений проблемных  ситуаций.

ПГОБЛЕМНАЯ СИТУАЦИЯ - возникновение  противоречия, не удовлетворяющее потребителя  системы, как результат взаимодействия двух или более элементов системы.

ПРОТИВОРЕЧИЕ — свойство связи между двумя  параметрами системы, при котором изменение  одного из этих параметров в нужном для  потребителя направлении вызывает недопустимое для  потребителя изменение второго параметра.

СИСТЕМА— совокупность элементов,  предназначенная для выполнения определенной функции и  образующая при своем объединении новое свойство, которым не обладают отдельно взятые элементы.

СИТУАЦИЯ — результат взаимодействия двух или более элементов системы.

СТИЛЬ МЬШШЕНИЯ — проявление культуры  мышления при решении проблемы в любой области жизни и преобладающая для субъекта тенденция к определенной последовательности выполнения мыслительных операций.

ВВЕДЕНИЕ

ТВОРЧЕСКАЯ ПЕДАГОГИКА: ЗАДАЧИ И ВОЗМОЖНОСТИ

Приходится бежать со всех ног, только чтобы остаться на том же месте. Если хочешь попасть в другое место, нужно бежать вдвое быстрее.

Льюис Кэрролл. «Приключения Аписы в стране чудес»

Основной целью педагогики как науки об обучении была подготовка кадров для осуществления всех  технологических операций на любом участке  функционирования общества как социальной и  производственной структуры. Еще столетие назад человек рождался и жил в окружении объектов, созданных его руками и практически не изменяющихся на протяжении всей его жизни. Передача знаний, то есть умение работать с  этими объектами, происходила чаще всего в виде  деятельности по принципу «Делай, как я». Внедрение  принципиально новых технологий растягивалось на  достаточно длительный период, и подготовка кадров для их  обслуживания не представляла особых проблем. С конца ХГХ века мир объектов вытесняется миром процессов: каждое новое поколение появляется в  окружении одних объектов, а уходит при совершенно  других. Двадцатый век, особенно его последние  десятилетия, стремительно совершенствует технологии  практически во всех отраслях науки и техники. По данным ученых, количество информации каждые 15 лет удваивается. Проанализировав публикации, американский психолог Прайс подсчитал, что на смену 50%  содержания науки в настоящее время уходит от 3 лет в  биомедицине до 16 лет в географии. В качестве наиболее характерного и наглядного примера можно привести  микроэлектронику и вычислительную технику: за  неполные 40 лет сменилось 5 поколений ЭВМ!

Такой темп научно-технического прогресса  предъявляет очень жесткие требования к уровню персонала, обслуживающего данные технологии. Старые знания и навыки оказываются ненужными, и возникает  постоянная потребность приобретения новых знаний и  навыков, что, соответственно, требует колоссальных  расходов. Уже сейчас передовые страны вкладывают в  образование 15-19% национального бюджета, а  наиболее могущественные фирмы — до 20-25% прибыли в переподготовку персонала. Происходит осознание  факта, что выживание в такой ситуации могут обеспечить только действительно квалифицированные кадры.

Породив информационную лавину и необходимость успевать «быть в струе», НТП породил и ряд  противоречий, с ней связанных:

1. С одной стороны, появление новых наук  расширяет диапазон специальностей, создавая новые  системные и междисциплинарные связи,  ознакомление с которыми требует больших затрат  времени. С другой стороны, необходимость  досконально изучить проблему ограничивает область,  требуя сосредоточить усилия на узком участке.

2. Специализация направления разработок, как правило, сужает область применяемых методик,  порождая профессиональный консерватизм. При этом теряется способность воспринимать что-то принципиально новое, необычное для хорошо знакомой области. Широта же знаний, в свою очередь, не  всегда предоставляет возможность сделать  правильный выбор наиболее целесообразной методики.

3. Общество заинтересовано в узких специалистах, обеспечивающих высокую производительность труда, в том числе и интеллектуального, а знания быстро устаревают. Подготовка же новых  специалистов требует больших затрат.

4. Срабатывает здесь и психологический фактор: личность комфортно чувствует себя в знакомой области и, естественно, сопротивляется переходу в новую незнакомую среду. Развитие же  производства требует каждый раз специалистов для новых направлений.

Из этих противоречий следует: тенденция  увеличения расходов на подготовку и переподготовку кадров неизбежна.

Чтобы разрешить возникшие противоречия,  необходимо определить условия, при которых исполнитель  будет осваивать каждую новую технологию с  минимальными финансовыми и психологическими затратами. (Можно сформулировать и идеальный вариант:  исполнитель сам будет стремиться осваивать каждую новую технологию таким образом, чтобы это освоение  приносило финансовую прибыть и психологическое  удовлетворение.)

Анализ конфликта показывает, что в основе  причины лежит отсутствие потребности в интеллектуальной активности.