Тема: разработка профессионально-педагогических задач с использованием ариз

Цель: овладеть навыками разработки примеров задач с использованием алгоритма решения изобретательских задач (АРИЗ) на примере темы учебной дисциплины по специальности.

План:

1. Общие сведения о АРИЗ

2. Последовательность решения профессиональных задач с помощью аппарата АРИЗ

 

Ход работы

1. Ознакомиться с теоретическими сведениями.

2. Используя полученную информацию, выполнить практическое задание.

3. Записать результаты в тетради для практических работ.

4. Письменно ответить на контрольные вопросы в тетради для практических работ.

 

Краткие теоретические сведения

Общие сведения о АРИЗ

АРИЗ – раздел теории решения изобретательских задач – ТРИЗ, предназначенный для решения нестандартных (с точки зрения ТРИЗ) задач повышенной сложности. АРИЗ разработан Генрихом Альтшуллером и представляет собой алгоритмическую программу для детального анализа задачи с пошаговым продвижением к решению.

АРИЗ – инструмент для решения задач, которые преобразует туманную ситуацию (изобретательскую ситуацию) в четко сформулированную модель задачи, которая может быть эффективно решена широким спектром инструментов ТРИЗ.

АРИЗ постепенно сужает поле исследования, выявляя самую «больную» точку.

Анализ по АРИЗ выявляет первопричину – корень задачи.

Состав АРИЗ:

Часть 1. Анализ задачи.

1.1. Формулировка условия мини-задачи.

1.2. Формулировка конфликтующей пары.

1.3. Формулировка углубленного противоречия – УП.

1.4. Выбор конфликтующей пары.

1.5. Усиление конфликта, указав предельное состояние (действие) элементов.

1.6. Формулировка модели задачи.

1.7. Применение вепольного анализа.

Часть 2. Анализ модели задачи.

2.1. Определение оперативной зоны (ОЗ).

2.2. Определение оперативного времени (0В).

2.3. Определение вещественно-полевых ресурсов (ВПР).

Часть 3 Определение обостренного противоречия (ОП).

3.1. Формулировка идеального конечного результата (ИКР).

3.2. Усиление формулировки ИКР – использование ВПР.

3.3. Формулировка обостренного противоречия (ОП).

3.4. Формулировка углубленного обостренного противоречия (ОП₁).

3.5. Углубление обостренного противоречия 1 (ОП₂).

3.6. Углубление обостренного противоречия 2 (ОП₃).

Часть 4. Получение решения.

4.1. Использование типовых преобразований.

4.2. Использование ресурсов.

4.3. Использование системы стандартов.

4.4. Использование задач-аналогов.

4.5. Использование технологических эффектов.

4.6. Использование приемов.

4.7. Шаг назад от ИКР.

4.8. Применение метода «маленьких человечков» (ММЧ).

Примечание. Шаги 4.7 и 4.8 не обязательные [9].

Последовательность решения профессиональных задач с помощью аппарата АРИЗ

Первоначально решатель сталкивается с туманной ситуацией, называемой «изобретательской ситуацией»(это нечеткое описание системы или ситуации с указанием недостатков (нежелательных эффектов – НЭ). Часто такое описание обладает неопределенностью формулировки. Одна изобретательская ситуация, как правило, содержит несколько разных изобретательских задач.).

Рассмотрим подробно все структурные компоненты АРИЗ.

Часть 1. Анализ задачи

Цель первой части АРИЗ – переход от расплывчатой изобретательской ситуации к четко построенной и предельно простой модели задачи (мысленная, условная схема задачи, отражающая структуру конфликта в системе).

 

1.1.   Формулировка условия мини-задачи (получают из изобретательской ситуации, вводя ограничения: все остается без изменений или упрощается, но при этом появляется требуемое действие (свойство), или исчезает вредное действие (свойство)).

Без специальных терминов и без существенного изменения имеющейся технологии.

1.1.1. Основная функция системы (указать).

1.1.2. Состав системы (указать) (следует указать не только технические части системы, но и природные, взаимодействующие с техническими).

1.1.3. Нежелательный эффект – НЭ.

Что плохого в системе (указать – « анти-Б»).

1.1.4. Ожидаемый результат.

Результат, который должен быть получен. Что нужно получить (сделать)?

Необходимо при минимальных изменениях в системе (указать) не допустить (или устранить) нежелательный эффект (или указать другой результат, который должен быть достигнут – «А»).

1.1.5. Полная формулировка мини-задачи.

- Техническая система для (указать основную функцию – см. п. 1.1.1), состоит из (указать состав системы – основные компоненты – см. п. 1.1.2),

- Нежелательный эффект (указать, см. п. 1.1.3 – «анти-Б»),

- Необходимо при минимальных изменениях в системе (указать) не допустить (или устранить) нежелательный эффект (или указать другой результат, который должен быть достигнут – «А»).

1.2.   Формулировка конфликтующей пары (два элемента, две системы, между которыми происходит конфликт – нежелательный эффект (НЭ)).

1.2.1. Изделие (указать) (элемент системы, который по условиям задачи надо обработать (изготовить, переместить, изменить, улучшить, защитить от вредного действия, обнаружить, измерить и т. д.); это элемент, на который направлено действие)

1.2.2. Инструмент (указать) (элемент, с которым непосредственно взаимодействует изделие (резец, а не весь токарный станок; паяющий стержень (жало), а не паяльник; волна припоя при пайке волной; раскаленный газ в газовой горелке; пучок электронов или лазерный луч при электронно-лучевой или лазерной сварке; транзистор, а не весь чип и т.п.)).

Правило 1 (Если инструмент по условиям задачи может иметь два состояния, надо указать оба состояния).

Правило 2 (Если в задаче есть пары однородных взаимодействующих элементов, достаточно взять одну пару).

1.2.3. Состояние (действие) инструмента:

1.2.3.1. Состояние 1. Одно предельное состояние (указать).

1.2.3.2. Состояние 2. Противоположное предельное состояние (указать).

Примечание. Если сложно выбрать элементы конфликтующей пары (изделие и инструмент) или непонятно с какими элементами связан конфликт, то можно составить таблицу взаимосвязей элементов (табл.1).

Таблица 4.1 – Таблица взаимодействий

Элементы системы	1	2	...	n
1.		+
2.				–
...	...	...		...
n

Примечание. В таблице обозначено:

+	-	наличие конфликта;
–	-	отсутствие конфликта;
	-	связь не рассматривается;
n	-	количество элементов в системе.

1.3.   Формулировка углубленного противоречия – УП (противоречие между определенными частями, качествами или параметрами системы. УП возникает при улучшении одних частей (качеств или параметров) системы за счет недопустимого ухудшения других).

1.3.1. УП₁ (УП для состояния 1, соответствующее п. 1.2.3.1 указать).

1.3.1.1. Словесная формулировка УП₁ («А – анти-Б»).

Инструмент (указать – см. п. 1.2.2) в состоянии 1 (указать – см. п. 1.2.3.1), осуществляет полезное действие 1 (указать – «А») на изделие (указать – см. п. 1.2.1), это вызывает нежелательный эффект 1 (указать – см. п. 1.1.3 – «анти-Б»).

1.3.1.2. Графическое представление УП₁.

1.3.1.3. Проверить соответствие графической формулировки словесной.

Примечание. Графическое изображение и надписи должны быть выполнены так, чтобы можно было прочесть словесную формулировку.

1.3.2. УП-2 (УП для состояния 2, соответствующее п. 1.2.3.2, указать).

1.3.2.1. Словесная формулировка УП₂ («В – анти-А»).

Инструмент (указать – см. п.1.2.2) в состоянии 2 (указать – см. п. 1.2.3.2), осуществляет полезное действие 2 (указать – «В») на изделие (указать – см. п. 1.2.2), это вызывает нежелательный эффект 2 (указать – «анти-А»).

1.3.2.2. Графическое представление УП₂.

1.3.2.3. Проверить соответствие графической формулировки словесной.

1.3.3. Проверка правильности выполнения шагов 1.3.1 – 1.3.2.

Правило 3 (УП сформулировано правильно, если полезное действие 1 находится в противоположном (анти) состоянии нежелательному эффекту 2, а нежелательный эффект 1 в противоположном (анти) состоянии полезному действию 2).

Выбор конфликтующей пары.

1.4.1. Основная функция системы (указать).

Сравнить формулировку с шагом 1.1.1, уточнить и выбрать соответствующую.

1.4.2. Выбрать вид УП, из описанных на шаге 1.3, соответствующий п. 1.4.1 (указать).

1.4.3. Выбранное состояние инструмента(указать).

Примечание. Этот шаг желателен, но не обязателен. Иногда лучше разобрать решение задачи по двум конфликтующим парам последовательно. Это может привести к двум различным решениям.