Принципы решения творческих задач

Эта лекция посвящена очень эффективному “инструментарию” ТРИЗ - приёмам устранения противоречий или советам и принципам, с помощью которых можно быстро и эффективно решать очень трудные задачи как технические, так и не технические.

Генрих Альтшуллер, просмотрев более 40000 патентов, выявил принципов для устранения технических противоречий в творческих инженерных задачах.

Г. Альтшуллер сравнивает их с компасом. Как и компас, принципы показывают направление к цели, но отнюдь не избавляют от необходимости идти к этой цели, то есть думать и действовать. Принципы-приёмы можно назвать "открывашками" задач.

Нет одного универсального приёма, пригодного для решения всех задач, но есть много задач, которые хорошо решаются одним приёмом.

Цель принципов – помочь решить задачу, разрешить противоречие, расширить область поиска и натолкнуть на сильное решение..

Мы рассмотрим только несколько наиболее употребительных принципы, пригодных для разрешения противоречий в инженерно-педагогической сфере. Дадим их формулировки, проиллюстрируем их применение примерами и дадим методики, с помощью которых можно научить пользоваться этими приёмами в учебном заведении и "в жизни".

Принцип "Предварительное действие"

Цель Принципа не дать начаться вредному процессу. Основополагающий закон для Принципа: Конфликт легче предупредить, чем разрешить.

Сущность Принципа:

1. Выполнить необходимые действия ЗАРАНЕЕ, до наступления кризиса. ("Готовь сани летом, а телегу зимой"). Создать ресурс или подготовить ресурс для удобного использования.

Солидная фирма, заботясь о своём процветании, должна делать предварительные капиталовложения ради своего будущего. Военное наступление без подготовки - это преступление (хотя бы разведка!).

2. Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие без затрат времени на доставку и с наиболее удобного места.

Например, размещение боевых башен, бойниц и пушек в старых крепостях. Порядок на рабочем столе и в комнате - это тоже предварительное действие. Цель - не терять время на досадные поиски карандаша, очков, скрепок...

3. Заранее скомпенсировать ожидаемую ненадежность объекта аварийными средствами. Например, на всех судах устанавливают спасательные шлюпки, плотики, бочки, жилеты и т.п.

4. Заранее совершить антидействие.

Отнять или уменьшить ресурс у противника перед своим наступлением. Артиллерийская подготовка, рвы и крепостные стены... Швырнуть бандиту в лицо горсть песка...

Предварительное действие - очень сильный Принцип, но для случая, когда удается спрогнозировать время, место возникновения, протекание и вредные последствия проблемы, аварии или противоречия.

Тот, кто не знает законов, кто не прогнозирует и не готовится - не делает Предварительных действий - редко побеждает. Конфликт - это расплата за не сделанное вовремя предварительное действие. Не торопись начать "лупить по клавишам", подумай о будущем, - говорит этот Принцип.

С диалектических позиций предварительное действие – это попытка представить и предсказать что будет. Это принудительное направление развития событий в нужном направлении. Это попытка обогнать время!

 Проиллюстрируем Принцип “Предварительное действие” примерами:

1. Рауль Амундсен хорошо обдумал все этапы покорения Южного полюса. Он решил передвигаться на собаках - гренландских лайках, идеально приспособленных к суровым условиям Антарктиды. Он взял избыточное количество собак и на обратном пути кормил собак собаками. А отважный Роберт Скотт сделал неправильное предварительное действие, он решил двигаться на пони и на ненадежных аэросанях, и погиб на обратном пути, достигнув Южного полюса на 33 дня позже Амундсена.

4. Когда мнительный и властолюбивый царь Иудеи Ирод узнал, что родился младенец, которому предстояло стать царем Иудеи, он приказал убить всех младенцев до 2-х лет. В Вифлееме было убито 1400 младенцев. Иосиф увез младенца Иисуса в Египет. Через 5 лет он узнал, что Ирод умер и тогда Иосиф с семейством вернулся в Палестину.

5. Зная, что сражение неизбежно, Александр Суворов часто нападал первым, когда был готов. А вспомните, как тщательно он готовился к штурму Измаила! Он любил и жалел солдат и побеждал не числом, а умением. Тот факт, что Суворов не проиграл ни одного сражения, говорит о том, что интуитивно он успешно применял Принципы ТРИЗ.

6. У многих стран до сих пор военная доктрина построена на идее "превентивного удара" или предварительного действия.

Природа широко использует Принцип “предварительное действие”:

В семенах и плодах заранее запасаются питательные вещества, необходимые для развития растения до момента, когда оно само сможет себя обеспечить.

Медведи и другие животные, впадающие в спячку, запасают жир на всю зиму. Вспомните пчел, ос, шмелей... Кстати, блохи так быстро и далеко прыгают именно потому, что заранее запасают энергию в белковых пружинах ног, а когда надо, их только спускают.

Садоводы советуют - перед тем как отрезать у яблони толстую ветку туго обмотать место будущего отреза веревкой или мягкой проволокой и через месяц отрезать, яблоня будет готова к операции.

Заповедники, заказники - это тоже попытка упредить полную гибель природы.

Отметим один психологический недостаток Принципа “предварительное действие”: "Зачем что-то делать предварительно, ведь ничего ещё плохого не произошло, а может быть и не произойдет, чего же беспокоиться заранее?".

Разновидностью Принципа Предварительное действие можно считать Принцип "Своевременное действие ", не рано и не поздно, а именно тогда, когда надо для победы. Как говорят грибники: в лес надо идти " В СЛОЙ ", когда "идут" белые или рыжики. Есть пословица: "Штопай дыру, пока она не велика".

Например, детей надо воспитывать и обучать тому и тогда, когда они созрели для этого. Может быть совсем не тогда, когда требует программа, а тогда, когда усвоение именно этого знания или умения наиболее эффективно.

Есть такое понятие - "Доходы, которых не было". Скажем, фирма вовремя не освоила новую технологию и товар потерял спрос. Выходит, фирма свои доходы отдала конкурентам.

Принцип "Наоборот"

Молодой художник жаловался Рафаэлю:
- Пишу картину два-три дня, а потом год не могу её продать.
- А ты попробуй наоборот, - ответил Рафаэль.

Этот Принцип еще называют "Инверсия", он рекомендует вместо прямого действия, диктуемого условиями задачи, попробовать осуществить обратное действие: движущуюся часть объекта сделать неподвижной, а неподвижную часть подвижной; попробовать перевернуть или вывернуть объект; гнев сменить на милость; функцию сменить на антифункцию; общепринятые решения сменить на обратные... А вдруг будет хорошо?!

Полезно знать "сладкую" классическую задачу:

Есть очень вкусные шоколадные конфеты - "бутылочки с ромом". При их изготовлении сталкиваются с противоречием:

- "Ром" (сладкий желеподобный сироп) должен быть горячим, чтобы его легко было залить в шоколадную бутылочку, но тогда плавится шоколад.

- Если ром холодный, то шоколад не плавится, но очень трудно его залить. Что делать?

Делают наоборот: ром не нагревают, а замораживают в виде бутылочки, а шоколад делают жидким и окунают в него бутылочку.

Морской пример. При получении большой пробоины и принятии в трюм большого количества воды, угрожающей опрокинуть корабль, предписывается не откачивать (уже не успеть), а наоборот, заполнять(!) водой противоположный трюм для того, чтобы сохранить корабль на ровном киле. Корабль "осядет", но не опрокинется, не утонет.

Опытные путешественники считают, что лучше снять самый дешевый номер в самой дорогой гостинице города, чем самый дорогой номер в самой дешевой гостинице.

Методика применения Принципа "Наоборот":

1. Сформулировать функцию, выполнение которой приводит к нежелательным эффектам.

2. Мысленно заменить эту функцию на обратную и посмотреть, к чему это может привести (не нагреть, а заморозить).

3. Ответить на вопрос: Что является противоположностью того, чему это служит?

Психологически это очень трудный прием. Может быть, поэтому его освоение хорошо воспитывает нестандартное мышление и дает нестандартные решения.

Как поднять имидж президента?

Объявляют, что работающим пенсионерам не будут платить пенсии. Буря возмущений. Президент опровергает, "наказывает виновных" и... увеличивает свой имидж.

Задача. Надо снять кинотрюк - высадить с вертолёта на крышу вагона бешено мчащегося поезда женщину с грудным ребенком. Все должно быть совершенно натурально и абсолютно безопасно.

Что подсказывает Принцип "Наоборот"? Что надо сделать наоборот? Вагон должен стоять, а задний план двигаться.

Без подготовки психологически трудно овладеть этим Принципом, так как трудно преодолеть барьер привычного мышления: делать не как принято, не как все делают и не как всегда делают, а наоборот.

Принцип "Наоборот" хорошо работает и при решении социальных задач.

Задача. Сотрудники в рабочее время много курят: это потери рабочего времени, пожароопасность, заболеваемость, недовольство некурящих. Можно запретить или штрафовать.

Принцип "Наоборот" рекомендует обратное, не наказывать, а платить премию, (например, 20%), но НЕКУРЯЩИМ! И ущемления прав нет, и честно - кто больше работает, тот больше и получает.

Существуют инверсные правила проведения аукционов - "по-голландски". Называется стартовая цена, но не минимальная, а максимальная. В процессе аукциона цену снижают. Кто первый скажет, - "Беру", - тот приобретает лот. Нам это не привычно, - нет открытой соревновательности и кипения страстей.

Владыки Древнего Востока платили своим лекарям, только когда были здоровы.

18 век. Долгое время картофель, наравне с помидорами, котировался как "страшный яд". Предубеждения были столь сильны, что один французский маркиз, чтобы заставить своих крестьян попробовать клубни, прибегнул к хитрости. Засеяв поле картофелем, он выставил усиленную охрану его. Ко времени созревания клубней любопытство сельских жителей было настолько разогрето, а бдительность солдат настолько притуплена, что поле полностью разворовали.

Раньше работа искала человека, а теперь наоборот, человек должен искать работу.

Принцип "Обрати вред в пользу"

Ранее мы убедились в том, что в хорошем всегда есть что-то плохое, а в плохом - хорошее. Этот Принцип рекомендует найти во вредной ситуации полезное.

Это очень трудный Принцип, потому, что мудрый. Он требует хорошо знать систему, знать, что в ней плохо, требует найти нетривиальный ресурс, чтобы попытаться обратить вред в пользу. Но пытаться применить этот Принцип надо всегда, потому что эффект обычно хороший.

После выступления, под ноги артисту вместе с цветами упала охапка сена. Позор. Но не тут-то было. Находчивый артист (видимо знакомый с приемом Вред в пользу) сказал: "Я благодарю того почитателя, который бросил мне охапку сена. Надо думать, что он действительно любит искусство, так как отдал артисту то, что мог бы съесть сам".

В технике многие вредные явления используют на пользу. Потери на токи Фуко и потери в диэлектриках для нагрева и плавки. Кавитацию -для очистки, приливы - для получения электроэнергии, разливы рек - для орошения, из дыма - кислоту, из пыли - удобрение, из опилок - доски. "Отходы в доходы". Прекрасно, если думают!

Может быть, именно фантастическая мощь современного оружия сдерживает большую войну?

У Вас плохое настроение, неудача, хочется "рвать и метать"…займитесь полезным делом: стиркой, уборкой, уйдите за покупками…

Этот Принцип, по своей сущности, очень близок игре "Хорошо плохо". Если в игре надо отыскать в плохом хорошее, то здесь надо попробовать активно обратить вред (плохое) в пользу.

Принцип "Проскок"

Как следует из названия, прием рекомендует:

1. Одно из противоречивых действий (как правило, вредное) вести так быстро, чтобы оно не ухудшило другие качества системы. Например:

· Тонкостенные трубы из мягкого материала режут на части на такой большой скорости, что трубы не успевают сминаться.

2. Нарочно отвлечь внимание на короткое время и за это время совершить нужный поступок. Этим Принципом часто пользуются нечистоплотные люди.

· Классический пример: синхронная, со скоростью вращения винта самолета, стрельба из пулемета "через винт". Пулемет в первые годы развития авиации неподвижно устанавливали за винтом.

· В цирке показывают такой фокус. На момент гаснет свет и меняется костюм артиста. Работают два, три или даже четыре артиста, которые заранее одеты в разные костюмы и мгновенно сменяют друг друга.

3. На начальных этапах протекания полезного, но медленного процесса вести быстрый процесс.

Многие Принципы парные, двойственные, дихотомичные (Принцип - антиПринцип). Парами их легче запомнить и применять, поэтому мы их будем рассматривать тоже парами.

Принцип "Посредник"

Принцип "ПОСРЕДНИК" рекомендует временно ВНЕСТИ в задачу подходящую случаю добавку или промежуточный объект, который поможет решить задачу, а потом, либо исчезнет сам, либо выносится из задачи.

Принцип "Вынесение"

Если Принцип "Посредник" для решения задач предлагает временно или постоянно внести подходящее внешнее вещество, поле или предмет в задачу, то Принцип "ВЫНЕСЕНИЕ ", наоборот, рекомендует, отделить от объекта мешающую, вредную часть или свойство. Вся система не меняется, а вредная часть выносится.

Например: раньше штык вставлялся в ствол ружья, что мешало стрелять, штык вынесли и сделали его откидывающимся или вставным. В настоящее время штыки вынесли из автоматического оружия совсем.

Принципы "Дробление" и “Объединение”

Первый Принцип рекомендует разнести противоречивые требования в пространстве. Разделить рассматриваемый объект на множество независимых частей, но с противоположными свойствами. Увеличить степень дробления.

Например, как разрешить противоречивые требования к походной надувной лодке? Лодка должна быть легкой, чтобы ее было удобно переносить, и поэтому её придется делать из очень тонкой ткани, но тогда она будет не прочной, легко потопляемой. А чтобы она была прочной, её надо делать из толстой прочной ткани, но тогда она будет недопустимо тяжелой. Лодка одновременно должна быть и легкой, и тяжелой. Как быть?

Лодку сделали из тонкой ткани и разделили на секции. Каждую секцию надувают отдельно и получают непотопляемость. Вспомните лозунг английских колонизаторов: "Разделяй и властвуй!"

Второй Принцип - "Объединение - рекомендует, наоборот, объединить однородные или рядом расположенные объекты, в одну систему или объединить однородные операции во времени.

Это очень сильный философский Принцип, так как он использует системный эффект (объединение систем дает новое качество, не присущее частям). Объединение должно быть выгодно всем и по многим параметрам (главное, экономическим), тогда прием хорошо работает. "Горе на двоих - полгоря, радость на двоих - две радости". Эффект от приема Объединение можно назвать "Приемом Ивана Калиты" - объединившего русские земли в Московское государство. (Калита - кожаная сумка для денег в Древней Руси, которую носили на ремне у пояса).

Кстати, один из лозунгов бизнесмена: "Если не можешь победить в одиночку - объединяйся" и лозунг "Пролетарии всех стран - объединяйтесь!" - системные лозунги.

Принцип "Копирование"

Это очень сильный Принцип он предлагает заменить реальный объект его копией, моделью или изображением. Если надо, с изменением масштаба.

Говорят, в некоторых фирмах Японии на проходной стоят резиновые копии начальников и палка, и каждый сотрудник фирмы может "отвести душу" на них.

А на пустынных участках дорог ставят манекены полицейских. Их вид "отрезвляет" лихачей.

Копирование или подражание - один из самых действенных Принципов воспитания, он называется "Делай, как я".

Так артистическое искусство, живопись, графика, фотографирование... построено на принципе копирования. Деньги бумажные и металлические (не золотые и серебряные) – это тоже копии меры стоимости.

Принципы "Симметрия" и “Асимметрия ”

Эти Принципы рекомендуют, в зависимости от конкретной задачи и условий, перейти от асимметричной формы объекта к симметричной или наоборот. Увеличить степень симметрии или асимметрии. Примеры умышленной асимметрии: реборда у колес рельсового транспорта, левый и правый сапоги (раньше носили два совершенно одинаковых сапога), асимметричное положение руля в автомобиле...

Примеры умышленной симметрии приводить нет надобности, они вокруг нас. Симметричное считается красивым.

Принципы "Динамизация" и “Статика”

Эти Принципы рекомендуют изменять характеристики объекта или внешней среды так, чтобы быть оптимальными в каждый данный момент времени, на каждом этапе работы. Попробуйте разделить объект на части, подвижные или неподвижные друг относительно друга. Если объект в целом подвижен, сделайте его неподвижным или наоборот.

Примеры динамизации: выдвижная стрела автокрана, манипулятор, выдвижные шасси и крылья самолетов, домкрат...

Принцип "Непрерывность полезного действия"

Принцип "Непрерывность полезного действия" предлагает вести работу непрерывно и с полной нагрузкой, устранив холостые и промежуточные ходы. Например: не сезонное, а круглогодичное использование трактора, летом на сельхозработах с массой навесных орудий, а зимой на лесозаготовительных.

Один изобретательный человек ночью работал сторожем, а днем спал в витрине мебельного магазина, как реклама.

Принцип "Попеременное действие "

Принцип "Попеременное действие" предлагает:

· обеспечить два разных или противоречивых действия одно в паузах другого. Например, использовать паузы между сообщениями, использовать перерывы, менять вид работы для отдыха,

· перейти от непрерывного действия к периодическому или импульсному,

· если действие уже осуществляется периодически, рекомендуется изменить периодичность.

Принцип "Матрешка"

Предлагается разместить объекты один в другом. Классическим примером этого Принципа является история таинственного похищения бесценной картины старого мастера.

Музей покупал картину. Собрались знаменитые искусствоведы. Они признали, что картина действительно принадлежит кисти этого мастера. Своё решение они удостоверили подписями и печатью на обратной стороне картины. Картину упаковали и под охраной доставили в музей. Распаковали - подделка! Но все подписи и печать истинные. В чем дело? Оказалось, что воры на подделку натянули холст оригинала, а в дороге его сняли.

Человека тоже можно представить как матрешку: одно дело - его внешнее поведение и высказываемые вслух мысли, другое дело – его внутренние мысли.

Личные интересы членов семьи должны включаться в семейные интересы (наружная большая часть матрешки), как частное (много мелких частей внутри большой).

 

Рекомендуемая литература:

1. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В. "Теория и практика решения изобретательских задач", Методические рекомендации. Кишинев, 1989.

2. Сидорчук Т.А. К вопросу об использовании элементов ТРИЗ в работе с детьми дошкольного возраста. Пособие для воспитателей. Ульяновск, 1991.

3. Резник Е.А. Опыт использования ТРИЗ при воспитании дошкольников. Днепропетровск, ЧОУНБ.

4. Журнал ТРИЗ. 96.1. Стр.20.

5. Саламатов Ю.П. Как стать изобретателем. Книга для учителя. М. Просвещение. 1990. 240с.