Классификация методических средств технического творчества
Б.З. Бронштейн
Большое внимание уделяется в последние годы вопросам технического творчества. При этом, техническое творчество не сводят к кружкам "умелые руки", а понимают под этим процесс поиска новых идей и решений в различных областях человеческой деятельности, учитывающий не только саму процедуру постановки и решения задачи, но и разнообразные аспекты, связанные с организацией поисковых групп, управлением их деятельностью, развитие творческих способностей каждого конкретного решателя.
Сформировались и специфические подходы к этой проблеме, отражающие точки зрения независимых групп специалистов. В основе этих подходов лежат отличающиеся концепции организации средств учебно-методического обеспечения, нашедшие свое отражение в учебных программах, пособиях, методике проведения занятий и т.п..
Так наиболее широко представленное в нашей стране направление, возглавляемое Г.С. Альтшуллером и названное разработчиками Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ), базируется на законах развития технических систем, эмпирически установленных разработчиками на основе анализа жизненных циклов нескольких десятков различных технических (в основном машинных, по классификации В. Хубки (1) систем. Эти законы определяют логику постановки и решения задач, а также оценку полученных решений, включая прогнозирование будущих задач и решений то есть прогнозирование развития систем. Действие этих законов проецируется и на другие аспекты технического творчества: от творческих коллективов до информационных фондов (2).
Эвристические подходы к постановке и решению проблем, основанные на специфике человеческого мышления, в большей степени представлены из хорошо известных в России авторов у Г.Я. Буша (3).
Механистические принципы построения курса, ориентированные во многом на вузовскую студенческую аудиторию, предложены в рамках системы высшей школы А.И. Половинкиным. В основе их лежат элементы системного подхода. Одной из целей этого курса является формирование мотивации к усвоению фундаментальных знаний по базовым дисциплинам технических вузов (4).
В настоящей работе делается попытка сформировать некоторые общие принципы организации технического творчества, в первую очередь его учебно-методического обеспечения, учитывающие многообразие существующих подходов и форм, ориентируясь в первую очередь на задачи средней школы.
Образ задачи и его динамика
Любой поисковый процесс начинается с анализа ситуации. Установления отношения к ней, выявления на основе этого отношения ряда целей, представляющих определенный интерес. При выборе из них какой-либо, приоритетной можно говорить о постановке проблемы - осознанной необходимости поиска средств для ее (этой цели) достижения. То есть системы, реализующей некоторую совокупность функций. Систему, описанную подобным образом, относят к типу "черный ящик". На этом этапе совершенно безразлично как необходимые функции реализуются - важно лишь то, что они должны выполняться.
Следующим этапом является переход от системы типа "черный ящик" к системе типа "прозрачный ящик", когда известны не только внешние функции, но и принцип действия, состав элементов и структура. Этот этап может быть разбит на две части: первая - выбор способа реализации необходимых функций (принципа действия системы) и вторая - формирование конкретного облика системы, определенным ранее способом реализующие заданные функции.
К сожалению, крайне редко бывает, чтобы вновь созданная система, попав в реальные условия производства и эксплуатации, удовлетворяла бы всем предъявленным к ней требованиям (которые могли и поменяться за время разработки и изготовления) - выявляются нежелательные эффекты, проявляющиеся как во внешнем, так и во внутреннем функционировании, не говоря уже о технологических трудностях. Начинается этап доводки, характеризующийся последовательным устранением этих нежелательных эффектов.
Всё вышесказанное иллюстрируется обобщенной схемой проектирования систем (рис. 1), из которой видно - каждый этап характеризуется последовательным расширением и сужением поискового поля, так как переход на этап последующей возможен после установления достаточной определенности на этапе предыдущем.
| ситуация | |
| выбор цели | Анализ ситуации, создание массива целей, упорядочение этого массива, выбор приоритетной цели. |
| цель | |
| постановкапроблемы | Анализ цели, выявление возможных средств отбор приоритетного, установление внешних ее достижения, функциональных требований к нему, то есть функций системы, позволяющей решить проблему - достичь поставленную цель. Другими словами - определяется система типа "черный ящик". |
| проблема | |
| выбор системы | |
| выбор принципа действия | Выявление возможных способов осуществления необходимых функций, принципов действия реализующей их системы, отбор оптимального |
| выбор конкретного воплощения | Выявление возможных конкретных вариантов воплощения системы, реализующей отобранный принцип действия и осуществляющей требуемые функции, отбор из их числа наилучшего |
| система с НЭ | |
| снятие НЭ системы | Выявление нежелательных эффектов, возникающих при внедрении и эксплуатации, структурирование НЭ и отбор ключевых. Постановка и решение задач по их снятию. Отбор приемлемых вариантов решения. |
| решение |
Рис. I. Обобщенная схема проектирования систем
Такой подход позволяет определить типы задач и установить предпочтительные им методические средства, что приведено в таблице "Типы задач, их содержание предпочтительные методические средства решения".
Таблица 1. Типы задач, их содержание и предпочтительные методические средства решения.
| Тип задачи | Содержание (отличительные признаки) | Предпочтительные методические средства |
| Уточнение цели | Анализ ситуации, создание и упорядочение массива целей, выбор предпочтительной | Мозговой штурм, метод морфологического ящика, системно-морфологическоеисследование |
| Функция (набор потребительских свойств) | Поиск новой функции, нового набора потребительских свойств | Метод фокальных объектов, метод отрицания и конструирования, мозговой штурм,метод морфологического ящика, системно-морфологическое исследование |
| Принцип действия (способ функционирования) | Поиск нового принципа действия (способа функционирования), реализующегоизвестную функцию | Матрица взаимодействий, АРИЗ, вепольный анализ, метод морфологического ящика,операционное системно-морфологическое исследование |
| Конкретное воплощение | Создание новой системы по известному принципу действия реализующей известную функцию | Метод морфологического ящика, предметное системно-морфологическое исследование |
| Система с нежелательным эффектом | Совершенствование конкретной системы, по известному принципу действияреализующей известную функцию | Матрица взаимодействий АРИЗ, альбом основных приемов разрешения техническихпротиворечий, вепольный анализ |
В жизни же всё бывает подчас куда более прозаичней: при необходимости реализовать какую-либо новую совокупность потребительских свойств (новую совокупности внешних функций системы) не задерживаясь на ранее сформулированных нами этапах, берут что-либо приблизительно похожее и, слегка видоизменив, пытаются использовать, то есть искусственно сводят задачу к типу "система с нежелательным эффектом". Такой подход позволяет быстро получить "нечто", с которым можно начинать конструктивно-технологическую доводку изделия, отчитаться о проведении работ по созданию и апробированию опытного образца, утешить себя и окружающих иллюзиями о наличии материального и технологического обеспечения будущего производства.
Подобное поведение разработчика приводит к непредсказуемому появлению нежелательных эффектов с неопределенным объемом работ по их устранению. В результате чего новое изделие вообще рискует не встретится со своим потребителем.