Луганской народной республики

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОУ ВО ЛНР «ЛУГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

ПРАКТИКУМ ПО РЕШЕНИЮ ТВОРЧЕСКИХ ЗАДАЧ

(часть 1)

Исполнитель:

студент (ка) ______ курса, группы ____________

специальности _____________________________

___________________________________________

                             (код, название без кавычек)

 

___________________________________________

(Ф.И.О.)

Преподаватель: ____________________________

____________ ______________________________

(подпись)              (фамилия и инициалы)

____________ ______________________________

 

Луганск – 20__
 

Практическая работа № 1

СИСТЕМНЫЕ ОСНОВЫ ТВОРЧЕСТВА

Практическая часть

Предлагаются описания серии упражнений для усвоения понятий система, подсистема, надсистема, системный эффект, сверхэффект.

Упражнение 1. "Докажи, что Один предмет - это Много"

Методика выполнения упражнения:

Дана система С. Доказать, что С=ПС1+ПС2+ПС3+ПС4+...
Цель: убедиться, что любой предмет состоит из частей, разных или одинаковых.

Примерные задания:

Задание 1. Из чего состоит ДОМ?
Задание 2. Из чего состоит СТУЛ?
Задание 3. Мы решили приготовить к празднику торт. Что нам понадобится? (Масло, мука, сахар, яйца, соль, варенье...).
И т.д. – 10-15 заданий.

Упражнение 2. "Найди Целое по её Части или метод Шерлока Холмса"

Методика выполнения упражнения:

Дана одна ПС. Найдите Систему. Верно ли говорили древние, что, если мы видим одного льва, можно считать, что видели всех львов, одного волка - всех волков?
Всегда ли по ПС можно угадать Систему? Можно ли по стоптанному башмаку сказать, кто его хозяин? Шерлок Холмс смог бы.
Что можно по одежде сказать о человеке?
Зададим ПС, попробуем найти побольше систем, для которых она - часть. Пусть ПС - лапа. Она может быть частью собаки, белки, лисицы...

Примерные задания:

Задание 1. Яблоко.
Задание 2. Пчела.
Задание 3. Стул.
Задание 4. Лист бумаги.

Придумайте 10-15 аналогичных заданий.

Упражнение 3. "Продолжи уменьшение и увеличение до предела"

Методика выполнения упражнения:

Дана система С. Требуется найти ПС, ППС, ПППС, ППППС... и НС, ННС, НННС, ННННС...

Называют предмет и просят составить два ряда: в сторону уменьшения размеров ПС до предела и в сторону увеличения размеров НС, тоже до предела.

Например, дана система - дерево:

Дерево – ветка – лист – клетка - ядро клетки - хромосомы – ДНК – гены – молекулы – атомы - ядра атомов - элементарные частицы – кварки (мельчайшие "кирпичики" мироздания).

Теперь в сторону увеличения размера:

Дерево – лес – ландшафт – материк – Земля - Солнечная система – созвездие - Галактика – Метагалактика - Вселенная.

Это называют "системным лифтом".

Упражнение 4. “Найди общее”

Методика выполнения упражнения:

Даны несколько Систем. Необходимо найти общие для них ПС и НС.

Например:

Даны Системы: Площадь. Улица. Проспект.

Общие для них ПС: асфальт, шум.

Общие НС: район, город.

Придумайте самостоятельно 10-15 заданий.

Упражнение 5. Вопросы на понимание состава систем.

1. Смех - это система? Карандаш - это система? Восторг – это система? Капля – это система?

2. В какую систему входят мох, деревья, грибы?

3. Продолжи ряд: ноготь, палец, ладонь,...

4. Продолжи ряд: спица, колесо,...

5. Продолжи ряд: буква, страница...

6. Назови самую большую систему, которая тебе известна.

7. Назови части вооружения рыцаря.

8. Найди лишнее слово, назови по какому признаку (критерию) оно лишнее:

Сазан, щука, лещ, камбала, карась, сом.

Акула, треска, кит, камбала, минтай, салака.

Рож, овес, пшеница, ячмень, кукуруза, сорго, тимофеевка, клевер.

Придумайте сами несколько рядов с одним-двумя лишними объектами.

 

 

Практическая работа № 2

ЗАКОНЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

 

Теоретическая часть

Изучая эволюцию технических систем во времени Генрих Альтшуллер сформулировал законы развития технических систем, знание которых помогает инженерам предсказывать пути возможных дальнейших улучшений продуктов:

1. Закон увеличения степени идеальности системы.

2. Закон S-образного развития технических систем.

3. Закон динамизации.

4. Закон полноты частей системы.

5. Закон сквозного прохода энергии.

6. Закон опережающего развития рабочего органа.

7. Закон перехода «моно — би — поли».

8. Закон перехода с макро- на микроуровень.

Закон динамизации

Например, чтобы заставить крыло самолёта эффективно работать в существенно разных режимах полёта (взлёт, крейсерский полёт, полёт на предельной скорости, посадка), его динамизируют путём добавления закрылков, предкрылков, интерцепторов, системы изменения стреловидности и проч.

Другие примеры:

· В 10—20 раз снижается сопротивление движению плуга, если его лемех вибрирует с определенной частотой в зависимости от свойств грунта.

· Ковш экскаватора, превратившись в роторное колесо, породил новую высокоэффективную систему добычи полезных ископаемых.

· Автомобильное колесо из жёсткого деревянного диска с металлическим ободом стало подвижным, мягким и эластичным.

Практическая часть

Навести примеры (2-3 примера) использования законов развития технических систем.

Практическая работа № 3.

Практическая часть

Сделать с представленных текстов задачи.

Текст 1.

У Королевской кобры (самой крупной ядовитой змеи в мире) длина ядовитых зубов достигает 3 - 4 см. От укусов погибают не только люди, но и такие крупные животные, как носороги и слоны... Такая змея запросто может прокусить мешок или корзину, в которых перевозят их обычно ловцы. Зная, что змеи могут неделями обходиться без воды, ловцы сшивают им челюсти прочными белыми нитками.

Текст 2.

В США работники газопроводов для выявления утечек природного газа из труб используют обоняние грифов-индеек. С этой целью в газ добавляют вещество с запахом тухлого мяса. В случае утечки грифы, питающиеся падалью, начинают кружить над местом утечки. Обходчику легко заметить крупных птиц (размах крыльев до двух метров) и найти место утечки.

Текст 3.

Фирма "Рибок" (США), выпускающая спортивную обувь, (кроссовки), построила филиалы в Таиланде и на Тайване. Основное место сбыта продукции - крупные американские и европейские магазины. Но вот проблема: не столь сознательные, как их американские коллеги, рабочие предприятий стали расхищать обувь с целью перепродажи... Руководство фирмы нашло интересный выход из положения: теперь на Тайване производят только правый ботинок, а в Таиланде - левый. По парам же их раскладывают в США или Европе, непосредственно на местах продажи.

Текст 4.

В новинке японской фирмы "Канон" - фотокамере "Эпока" заложено немало оригинальных решений. Вот одно из них.

Как известно, на снимках, сделанных со вспышкой, зрачки глаз людей часто получаются красными. Это происходит, если их размер в момент съёмки достаточно велик. Тогда значительное количество света проникает в глазное яблоко и отражается от его насыщенных кровью внутренних тканей. Новая вспышка выдаёт примерно за секунду до основного импульса предварительный, более слабый, но достаточный для того, чтобы зрачки успели сузиться. В таком случае подсветка внутренности глаза резко слабеет и зрачок на фотографии имеет нормальный чёрный цвет. Сейчас ещё две ведущие японские фотофирмы - "Никон" и "Минолта" создали аналогичные устройства.

 

Практическая работа № 4

РЕШЕНИЕ ТВОРЧЕСКИХ ЗАДАЧ.

 

Теоретическая часть

(пример решения творческой задачи)

Задача: Детям очень трудно выдавливать зубную пасту из тюбика, да ещё определенного объема. Часто для этой цели они используют обе руки, но и это не помогает. Такая борьба с тюбиком, особенно по утрам, не приводит к хорошему настроению и, конечно, эффективному использованию зубной пасты. Что можно сделать, чтобы помочь им?

 

Решение: Имеем техническую систему дозирования зубной пасты: закрытый с одной стороны эластичный тюбик и носик с резьбой с другой стороны, крышку с резьбой, навинченную на носик.

Изделие-паста заполняет внутреннее пространство системы. За изделие примем пасту, а зубная щетка в состав системы входить не будет. Щетку и пасту будем считать элементами надсистемы.

Компонентная схема системы дозирования и надсистемы представлена на рис.1.

Следует учесть еще один важный элемент надсистемы – воду. Щетка всегда перед нанесением пасты смачивается водой.

 

 

1.ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Технологический процесс: выдавливание рукой пасты из тюбика

1.2.Проблема.
Потребность – усилие выдавливания пасты не должно увеличиваться по мере ее расхода.
Тип задачи – совершенствование технологического процесса.

1.3.Цель задачи

Исходное состояние: паста не выдавливается из тюбика после того, как израсходовано около 30% от ее начального объема. Желаемое конечное состояние: паста должна выдавливаться без увеличения усилия по сравнению с начальным усилием в течение всего срока эксплуатации.

1.4.Ограничения
ТС не меняется.

Внести минимальные изменения в существующий ТП.

1.5.Направления решения

Возможным направлением достижения цели является нахождение способа сохранения начальных условий работы системы.

 

2.ВВОД ДАННЫХ

2.1.Формулировка операций, целей, нежелательных эффектов (Табл.1).

 

Таблица 1. Формулировка операций, целей, нежелательных эффектов

 

№	Операции	Цели	Нежелательные эффекты
1	Открыть крышку	Освободить выход для пасты
2	Нажать на корпус тюбика	Выдавить порцию пасты	НЭ1:паста не выдавливается после того, как израсходовано около 30% от ее начального объема
3	При необходимости прочистить отверстие носика	Уменьшить вязкость пасты в носике	НЭ2:часть пасты безвозвратно теряется. НЭ3:потеря времени на чистку
4	Нажать на корпус тюбика	Выдавить порцию пасты
5	Намазать пасту на щетку	Создать на щетке слой пасты	НЭ3:паста попадает на резьбу носика
6	Закрыть крышку	Перекрыть выходное отверстие носика для сохранения пасты	НЭ4:паста попадает в резьбовое соединение. НЭ5:ребенок не всегда плотно закрывает крышку

 

На рис.2 процесс представлен в виде последовательностей операций (а) и целей (б)

 

 

Рассмотрим два объекта - прототип (ПР) и новое техническое решение (НТР). ПР задан в условии задачи со всеми указанными недостатками. У НТР эти недостатки отсутствуют. Изделие-паста легко выдавливается инструментом-тюбиком на всем периоде его работы. Построим физические модели процессов у ПР и НТР (Табл.2).

 

 

Таблица 2. Физические модели процессов у ПР и НТР
Операции	Физическая модель ПР	Физическая модель НТР
1.Открыть крышку	С пастой ничего не происходит	С пастой ничего не происходит
2.Нажать на корпус тюбика	Действуют нежелательные эффекты НЭ1, НЭ4 - паста высыхает в области носика и в резьбовом соединении из-за НЭ5 (ребенок не плотно закрыл крышку). При высыхании вязкость пасты значительно увеличивается.	Паста легко выдавливается из тюбика. Вязкость пасты на выходе из носика такая же, как и вязкость в основном объеме пасты.
3.При необходимости прочистить отверстие носика	Уменьшить вязкость пасты в носике	Операция не нужна
4.Нажать на корпус тюбика	Выдавить порцию пасты	Операция уже выполнена
5.Намазать пасту на щетку	НЭ3:паста попадает на резьбу носика	Паста попадает на резьбу носика, но НЭ нет
6.Закрыть крышку	НЭ4:паста попадает в резьбовое соединение. НЭ5:ребенок не всегда плотно закрывает крышку по причине загрязнения пастой резьбового соединения или не подобрал правильное усилие затяжки.	Паста попадает в резьбовое соединение, но НЭ нет Ребенок не всегда плотно закрывает крышку по причине загрязнения пастой резьбового соединения или не подобрал правильное усилие затяжки, но НЭ нет.

 

Сравнивая оба физических процесса можно прийти к выводу, что причиной всех НЭ является изменение вязкости пасты. Из-за этого приходится выполнять лишние операции 3 и 4.

 

Практическая часть

Привести решение творческой задачи, используя приведенный алгоритм решения творческих задач.

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОУ ВО ЛНР «ЛУГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ