Методика изобретательского творчества

Введение
ТРИЗ — теория решения изобретательских задач, основанная Генрихом Сауловичем Альтшуллером и его коллегами в 1946 году, и впервые опубликованная в 1956 году— это технология творчества, основанная на идее о том, что «изобретательское творчество связано с изменением техники, развивающейся по определённым законам» и что «создание новых средств труда должно, независимо от субъективного к этому отношения, подчиняться объективным закономерностям».Появление ТРИЗ было вызвано потребностью ускорить изобретательский процесс, исключив из него элементы случайности: внезапное и непредсказуемое озарение, слепой перебор и отбрасывание вариантов, зависимость от настроения и т. п. Кроме того, целью ТРИЗ является улучшение качества и увеличение уровня изобретений за счёт снятия психологической инерции и усиления творческого воображения.Основные функции и области применения ТРИЗ:1. решение изобретательских задач любой сложности и направленности;2. прогнозирование развития технических систем;3. пробуждение, тренировка и грамотное использование природных способностей человека в изобретательской деятельности (прежде всего образного воображения и системного мышления);4. совершенствование коллективов (в том числе творческих) по направлению к их идеалу (когда задачи выполняются, но на это не требуются никаких затрат).ТРИЗ не является строгой научной теорией. ТРИЗ представляет собой обобщённый опыт изобретательства и изучения законов развития науки и техники.В результате своего развития ТРИЗ вышла за рамки решения изобретательских задач в технической области, и сегодня используется также в нетехнических областях (искусство, литература, педагогика, политика и др.).1. Повышение согласования действия компонентов системе.Линия показывает преобразования системы, полученные путем повышения согласованности всех параметров, характеристик и действий ее компонентов с особенностями выполнения ее главной функции и внешними условиями.Согласование всех параметров, характеристик и действий компонентов системы с особенностями выполнения ее главной функции — взаимодействием с обрабатываемым объектом — цель всей работы проектировщика. Согласование проверяется на каждом этапе преобразования системы. Нагляднее всего возможности по согласованию системы видны, когда она уже спроектирована и готова к работе. Здесь необходимо проверить, достаточно ли согласована система с условиями ее работы, как при этом будут взаимодействовать составляющие ее компоненты, и посмотреть, есть ли возможности дальнейшего повышения согласования их действия. Систему целесообразно проверить на согласование по следующим критериям:- согласование функций, выполняемых компонентами системы, с ее главной полезной функцией;- согласование состава и структуры системы, направленное на то, чтобы оставить в составе системы только компоненты, действительно необходимые для выполнения ее функций, и организовать их в оптимальную структуру;- согласование различных параметров частей системы: формы, размеров, состояния поверхности и внутренней структуры как между взаимодействующими компонентами, так и с внешней средой;- согласование ритмики, последовательности работы частей системы, которое дает возможность настроить работу системы в едином ритме, усилить действие частей системы за счет их работы в резонансном режиме;- согласование материалов, применяемых для изготовления частей системы, и сложности этих частей, которое позволяет выбрать оптимальную технологию изготовления и функционирования системы.Правильное согласование повышает идеальность любой системы, однако часто проектировщики проходят мимо такой возможности. Например, главный компонент системы водяного охлаждения автомобильного двигателя — радиатор — обдувается специальным вентилятором. Вентиляторы первых автомобилей устанавливались прямо на валу двигателя и работали постоянно. А ведь охлаждать двигатель нужно только при его чрезмерном нагреве; работа вентилятора на холодном двигателе не имеет смысла или даже вредна, поскольку двигатель быстрее изнашивается.Следующим шагом стал отключаемый вентилятор, который работал только тогда, когда двигатель требовалось охлаждать. Примером инерции мышления может служить тот факт, что система с отключаемым вентилятором появилась только в 1950-х годах. Трудно представить, сколько топлива было потрачено впустую, хотя ничто не мешало сделать это изобретение уже на том уровне развития техники, когда появились первые автомобили. Далее было предложено отключать и сам радиатор, направляя поток охлаждающей жидкости по кольцевой трубе обратно в двигатель. Специальный клапан — термостат — открывает жидкости путь в радиатор только тогда, когда она нагревается до определенной температуры, а вентилятор включается только при необходимости.Один из эффективных приемов согласования — это использование пауз действия системы для выполнения вспомогательных операций. Для двигателя это может выглядеть как его предварительный разогрев при запуске на морозе. В картер устанавливается электрический нагреватель, при помощи которого можно подогреть масло в картере.Начальный вариант линии «Повышение согласования» соответствует системе с несогласованными или плохо согласованными компонентами. Параметры компонентов системы согласованы, в основном, при изготовлении системы и ее периодических регулировках, а оперативное изменение параметров отсутствует. Линия может включать следующие шаги (рис. 1):- переход к ступенчатому изменению параметров;- переход к плавному изменению параметров;- рекуперация (повторное использование) энергии.Тенденция, заложенная в основу этой линии развития, предопределяет более полное согласование параметров технической системы с условиями ее функционирования. На обеспечение этой тенденции должны быть направлены все усилия тех, кто обеспечивает работу системы: проектировщиков, изготовителей и операторов.Пример согласования параметров: коробка передач (рис. 2).Компоненты первого автомобиля были согласованы между собой только так, чтобы автомобиль мог двигаться. Коробки перемены передач не было, и водитель мог изменять скорость только путем увеличения и уменьшения подачи топлива в двигатель. Скорость автомобиля изменялась в небольших пределах, и это было крайне неудобно.Следующим шагом было изобретение коробки передач. Она содержала несколько шестерен разного диаметра. Водитель при помощи рычага мог пере-Рисунок 1 – Шаги линии развития «Повышение согласования»Рисунок 2 – Эволюция трансмиссии автомобилядвигать шестерни по валам и вводить их в зацепление, изменяя передаточное отношение. Это сразу привело к повышению согласования скорости вращения колес с условиями движения автомобиля. Первые коробки имели две-три передачи, затем у автомобилей число передач увеличилось до пяти. Специальные машины, например сельскохозяйственные тягачи, имеют до 13—17 передач. Закономерным было появление бесступенчатого вариатора, широко распространенного в современных автомобилях. Такая коробка меняет передаточное отношение плавно, в зависимости от условий движения.Дальнейшее повышение согласования можно видеть на примере гибридного привода автомобиля. Подобный привод состоит из традиционного двигателя внутреннего сгорания и электрического генератора, который питает электромоторы, встроенные в колеса. Частоту вращения электрического двигателя можно менять для каждого колеса отдельно в широких пределах, обеспечивая хорошее согласование с условиями движения. Кроме того, когда автомобиль тормозит или движется под горку, электродвигатели колес начинают работать в генераторном режиме. Они вырабатывают электроэнергию и подзаряжают аккумуляторы.2. Закон повышения согласованностиЗакономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития происходит последовательное согласование характеристик частей ТС между собой, а также ТС и ее частей с надсистемой.Характеристика закона.Определение:Согласование - это выбор величины одного параметра с учетом величины другого.Выбор величины параметра может быть сделан заранее (например, при изготовлении системы) или в процессе ее работы.Механизмы закона.О Согласование формыЗакономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития происходит согласование формы частей ТС между собой, а также ТС и ее частей с надсистемой.Форма системы должна быть согласована с формой, свойствами и характером движения взаимодействующих с ней объектов для оптимизации ее функционирования.Виды согласования формы:Однородность.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития система приобретает форму, одинаковую с формой взаимодействующих с ней объектов.Пример - стандартизация резьб: форма метрической резьбы на всех резьбовых парах установлена одинаковой во всем мире (Рисунок 3):Рисунок 3 – Болт и гайкаДополнительность.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития система приобретает форму, позволяющую ей дополнить другие объекты для достижения определенной конфигурации.Пример - размеры кирпичей по трем осям выбраны кратными друг другу, чтобы при любом виде кладки обеспечивать регулярную структуру (Рисунок 4):Рисунок 4 – КирпичиКомплиментарность.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития система приобретает форму, позволяющую ей хорошо совмещаться с другими объектами (например, выпуклостям соответствуют впадины).Пример - различные рукоятки приобретают характерную рубчатую форму, соответствующую форме пальцев (Рисунок 5):Рисунок 5 – РукояткиЕще пример - особо эргономичные компьютерные мыши, точно соответствующие форме ладони (Рисунок 6):Рисунок 6 – Эргономичная компьютерная мышьОбеспечение особых видов взаимодействия.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития система приобретает форму, зависящую от свойств и характера движения взаимодействующих с системой объектов, позволяющую ей обеспечить особые виды взаимодействия.Пример - выступ особой формы на носу корабля, позволяющий снизить сопротивление движению (Рисунок 7):Рисунок 7 – Выступ на носу корабляО Согласование ритмики.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития происходит согласование ритмики системы с ритмикой и свойствами взаимодействующих с ней объектов.Виды согласования ритмики:Однородность.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития система начинает действовать в такт с другими объектами.Пример - один из видов стереофильмов, в котором два изображения попеременно проецируются на экран, а зрителям розданы специальные очки на жидких кристаллах, в которых левые и правые стекла попеременно теряют прозрачность, причем очки работают синхронно с кинопроектором. Таким образом, зрители видят правую часть стереопары только правым глазом, а левую часть - только левым, отчего и создается эффект стереоизображения (Рисунок 8):Рисунок 8 – 3D фильмКомплиментарность.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития система начинает действовать в паузах между действиями других объектов.Пример - использование скринсейвера для решения посторонней задачи, в частности, анализа сигналов из космоса в рамках программы поиска внеземных цивилизаций SETI (Рисунок 9):Рисунок 9 – SETI СкринсейверИдея состоит в том, чтобы в паузах между циклами работы компьютера по прямому назначению он обрабатывал данные по другой задаче. Таким образом удалось привлечь к участию в программе огромные вычислительные мощности при минимальных затратах.Обеспечение особых видов взаимодействия.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития система приобретает ритмику, зависящую от свойств и характера движения взаимодействующих с системой объектов, позволяющую ей обеспечить особые виды взаимодействия.Пример - вибромассажер (Рисунок 10):Рисунок 10 – ВибромассажерЕго частоту выбирают в зависимости от свойств человеческого тела в зоне контакта для обеспечения расслабления мышц, снятия спазмов, стимуляции кровоснабжения и т.п.О Согласование материалов.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития происходит согласование материалов частей ТС между собой, а также ТС и ее частей с надсистемой.Виды согласования материалов:Однородность.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития систему или ее части начинают изготавливать из тех же материалов, что и взаимодействующие с нею объекты.Пример - терапевтическое клонирование: вместо использования протезов и донорских тканей и органов выращивать ткани и органы, генетически идентичные организму реципиента (Рисунок 11):Рисунок 11 – Терапевтическое клонированиеПри этом отпадают проблемы отторжения при пересадке и нехватки доноров.Одинаковость.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития систему или ее части начинают изготавливать из материалов, обладающих в точности теми же свойствами, что и другие объекты.Пример - использование радиоактивных изотопов в диагностике (Рисунок 12):Рисунок 12 – Ядерная медицинаС одной стороны, все изотопы одного элемента обладают почти в точности одинаковыми химическими свойствами, поэтому соединения слаборадиоактивных изотопов не нарушают естественного хода процессов в организме. С другой стороны, их радиоактивность позволяет сравнительно легко их обнаруживать, на чем основано широкое использование изотопов для диагностики и медицинских исследований.Инертность.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития систему или ее части начинают изготавливать из материалов, инертных по отношению к взаимодействующим с ними объектам.Пример - сварка в среде защитных газов (Рисунок 13):Рисунок 13 – Плазменная сваркаЗащитный газ предотвращает окисление металла в сварочной ванне кислородом воздуха, а сам металлу не вредит, поскольку инертен по отношению к нему.Сдвинутые характеристики.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития систему или ее части начинают изготавливать из материалов, обладающих теми же свойствами, что и другие объекты, но эти свойства имеют другие значения.Пример - термопара (Рисунок 14):Рисунок 14 – ТермопараДва металла с разной работой выхода электронов образуют всем известную термопару, в которой может происходить прямое преобразование тепловой энергии в электрическую.Противоположность.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития систему или ее части начинают изготавливать из материалов, обладающих свойствами, противоположными свойствам других объектов.Пример - транзистор (Рисунок 15):Рисунок 15 – ТранзисторВся современная электроника базируется на соединении полупроводников с противоположными свойствами - электронной и дырочной проводимостью соответственно.О Согласование действия.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития происходит согласование действия ТС на другие объекты с видом задействованных ресурсов.Таблица 1 - Согласование действия Пример 1 - ловля рыбы (в данном случае она сама служит ресурсом, причем эффективность системы определяется суммарным количеством пойманной рыбы). Развитие шло следующим путем - удочка (крючок примерно соответсвует точке (Рисунок 16)) - трос с множеством крючков (линия - бывает до 50 миль длиной! (Рисунок 17)) - сеть (плоскость (Рисунок 18)) - кошельковый трал (объем - т.к. трал позволяет взять весь косяк, а не только ту рыбу, которая застряла в сети (Рисунок 19)). В принципе, к объемному способу лова относится и глушение рыбы взрывчаткой, но его развитие остановлено юридическим пределом.Рисунок 16 – УдочкаРисунок 17 – Трос с множеством крючковРисунок 18 – Рыболовная сетьРисунок 19 – Кошельковый тралЗаключениеПотребность в изобретательстве была всегда у человечества. ТРИЗ позволяет не только решить сложные изобретательские задачи, но и прогнозировать развитие систем (в том числе технических), развить творческое мышление и многое другое. ТРИЗ достаточно уникальна, постоянно развивается и усовершенствуется сотнями талантливых учеников Генриха Альтшуллера. Тысячи людей преподают ТРИЗ, а пользователей ТРИЗ во всём мире на сегодня трудно сосчитать.Творчество изобретателей издавна связано с представлениями об "озарении", случайных находках и прирожденных способностях. Однако современная научно-техническая революция вовлекла в техническое творчество миллионы людей и остро поставила задачу повышения эффективности творческого мышления. Появилась теория решения изобретательских задач.ТРИЗ - уникальный инструмент для: поиска нетривиальных идей, выявления и решения многих творческих проблем, выбора перспективных направлений развития техники, технологии и снижения затрат на их разработку и производство, развития творческого мышления, формирования творческой личности и коллективов.Эта теория стала популярной не только в России, но и в США, Канаде, Японии, Израиле, ведущих странах Европы и Юго-Восточной Азии.При изучении ТРИЗ человек обнаруживает в себе умение выявить суть задачи, умение правильно определить основные направления поиска, не упуская многие моменты. ТРИЗ учит находить пути отхода от традиционных решений, мыслить логически, алогически и системно. ТРИЗ помогает значительно повысить эффективность творческого труда, сократить время на решение, смотреть на вещи и явления по-новому. ТРИЗ дает толчок к изобретательской деятельности и расширяет кругозор.
Список использованных источников:
1. Альтшуллер Г.С. Методика изобретательского творчества. - Миск, 2016. - 24 с.2. Альтшуллер Г.С. Найти идею: Введение в ТРИЗ - теорию решения изобретательных задач / Генрих Альтшуллер. - М., 2017. - 400 с. ISBN 987-5-9614-0534-73. Викентьев И.Л., Каиков И.К. Лестница идей: Основы теории решения изобретательных задач (ТРИЗ) в примерах и задачах. - М., 2017. - 104 с.4. Гин А.А. Приемы педагогической техники: Свобода выбора. Открытость. Деятельность. Обратная связь. Идеальность. - М.: Вита-Пресс, 2018. - 112 с. ISBN 5-7755-0772-X5. Зиновкина М.М., Гареев Р.Т., Андреев С.П. Психология творчества: развитие творческого воображения и фантазии в методологии ТРИЗ: Учеб. Пособие. - М., 2017. - 364 с. ISBN 5-276-00554-06. Клеймихина Т.В., Креинина С.А. От Незнайки до…/ Худ. О.Р.Гофман. - С-Пб., 2018. - 174 с. ISBN 5-88375-022-27. Нестеренко А.А. Страна загадок. / А.А.Нестеренко. - Ростов-на-Дону, 2016. - 32 с. ISBN 5-7507-0964-78. Новые ценности образования: ТРИЗ-педагогика. / Главный редактор Н.Б.Крылова. - М., 2018, вып. 1(12) ISSN 1726-53049. Поиск новых идей: от озарения к технологии (теория и практики решения изобретения задач). / Г.С. Альтшуллер, Б.Л.Злотин, А.В. Зусман, В.И.Филатов. - Кишинев, 2018. - 380 с. ISBN 5-362-00147-710. Селевко Г.К. Энциклопедия педагогических технологий. В 2 т. Т.2. М.: НИИ Школьных технологий, 2016.- 816с. ISBN 5-87953-227-5