Теория решения изобретательских задач на пальцах. Триз икр
Теория решения изобретательских задач на пальцах / Хабр
Для разминки
Жизненная ситуация: в хорошую погоду окна в квартире должны быть открыты, но если на улице пойдет дождь, то появится необходимость их закрыть. У нас нет желания следить за этим и закрывать их самостоятельно. Какое решение приходит в голову? Интересный факт: нам всегда приходят на ум вещи, которые мы когда-то уже видели, или просто какие-то готовые решения.Правильная постановка задачи
Одна из первых проблем с которой сталкивались все – это не понимание условия. По заданной проблеме нужно выстроить альтернативные вопросы, которые так же решают проблему.Например: найти недорогой экспресс-метод обнаружения мест утечки воздуха в автомобильной шине (это проблема как дана ПКД).
Альтернативные вопросы (это проблема как понятна (ПКП)):
- Как найти утечку в шине
- Как предсказать возможное место появления утечки в шине
- Как найти способ самоустранения утечки в шине
Метод активации перебора решений
Есть множество способов активировать вариативный подход к решению изобретательских задач (на случай, если нужно придумать конкретно новое, а не новый способ применения уже имеющегося). Приведу основные:- Морфологический метод Создаём таблицу, где оси — важные нам параметры, характеристики. По каждой оси расписываем возможные достижения данной характеристики. Таким образом, выбирая по одному способу с каждой оси, можно подобрать наиболее верный и оптимальный вариант решения всей технической системы.
- Переосмысление задачи Одну и ту же задачу можно решить по-разному в зависимости от цели. К примеру: нужно, чтобы таран при столкновении с дверью не ломался. Можно изменить материал тарана; попробовать сделать так, чтобы таран становился прочнее от удара о дверь (как бараны и их рога при столкновении).
- Метод аналогий Прямая аналогия: любая аналогичная ситуация или проблема, решённая в другой сфере деятельности, науки или природы. Личная аналогия: попытка взглянуть на задачу, отождествляя себя с объектом, попытка войти в его образ, найти личные аналогии в опыте человека.
Пример
Рассмотрим обычную чашку. Если в нее налить кипяток, то она сама станет горячей, и её будет нелегко удержать в руках. Но ведь мы хотим ей воспользоваться! Сформулируем задачу (противоречие. Ведь именно противоречие вынуждает решать задачу): Нам нужно, чтобы в чашку можно было налить что-то горячее, и не ошпариться при этом, взяв в руки.С чем работаем?
Один из способов сохранить температуру налитой жидкости, не допуская нагрева чашки, — это сделать ее из более толстого материала. Это не приведет к существенным изменениям в производстве кроме дополнительных затрат на материал. Аналогичным решением будет считаться изменение материала, из которого делают чашку.А если ли другие варианты? Можно сделать так, чтобы у чашки было не нагревающееся место. Эта мысль и привела к созданию ручки у чашек.
Чашка осталась чашкой и почти не приобрела в весе. Дополнительные затраты минимальны, так как ручка состоит из того же материала.
А почему не сделать иначе?
Безусловно, это не единственные способы решения задачи. Кроме одного НО. Чем проще решение, тем проще его применить.Технический объект идеален, если его нет, а функция выполняется Другими словами, решение наилучшее, если оно не требует ничего, кроме того, что у нас есть в условии.
Решения других областей
Порой некоторые задачи, которые были большой проблемой долгое время в одной области, уже были решены в другой.Небольшой пример
Находясь в условиях полной темноты, требуется ориентироваться в пространстве. Если мы не можем видеть, то кто может? (про себя сразу формируем противоречие: человек не может видеть в темноте, но нужно, чтобы он мог в ней ориентироваться).Тут можно вспомнить животных, которые хорошо ощущают себя в темноте. На эту роль больше всего претендуют кошки и летучие мыши. В первом варианте нужен хотя бы слабый источник света (прямого или отраженного). А в случае с летучей мышью свет и вовсе не нужен, они перемещаются при помощи отраженного звука.
На примере летучих мышей были сделаны эхолокаторы, а вот в основу очков ночного видения легла способность кошек ориентироваться при малом свете.
Другой занимательный пример
И ещё пример из мира животных: как избавиться от шнуровки в одежде? Одно из хороших решений — повязывать одежду дополнительным лоскутом этой самой одежды, что и легло в основу большинства халатов.Второе достаточно распространенное решение состоит в том, чтобы вместо креплений использовать закрепки, вариантом которых являются липучки (их прототипом в свое время служили плоды репейника).
В итоге
Краткую схему применения ТРИЗ в общем виде можно представить в виде:1. Определить задачу и сформулировать ее (проблема как дана и проблема как понятна) 2. Найти противоречие и то, что мешает решить задачу (в чем проблема ситуации) 3. Выделить ресурсы, которыми обладаем 4. Применить уже имеющиеся приемы решений (в пространстве, временной экран, решение из других областей и так далее) 5. Проанализировать решение и понять, можно ли его улучшить
Надеюсь, что несмотря на краткость, смог объяснить в общих чертах, что из себя представляет ТРИЗ (или хотя бы побудил самих узнать подробнее).
habr.com
Наталия Ключ: Использование приёма ТРИЗ «Идеальный конечный результат» (ИКР) с детьми 9-10 лет
Творческие задачи не имеют заранее заданного правильного решения. Как их решать? Куда двигаться? На какое из множества направлений ориентироваться? Как оценить, какая из полученных идей – лучшая?
В ТРИЗ (Теории решения изобретательских задач, созданной Г.С. Альтшуллером) есть специальный методический инструмент для помощи изобретателям - в таких случаях говорят об идеальном образе решения, или Идеальном Конечном Результате (ИКР).
Идеальный конечный результат — это ситуация, когда нужное действие получается без каких-либо затрат (потерь), усложнений и нежелательных эффектов. «Само собой без ничего происходит то, что нам нужно» – как по волшебству. Например, зонт – закрывает нас от дождя. Если мы захотим с помощью ИКР изобрести новый зонт, мы попробуем ответить на вопросы: Как сделать так, чтобы самого зонта, или некоторых его частей не было – а от дождя он все равно бы отлично прятал? Или как сделать так, чтобы дождь просто нас не касался, если нам это не нужно? Или пусть зонт будет, но одновременно с функцией защиты пусть бы он выполнял функции других нужных нам предметов (которые уже не надо было бы брать с собой, если берешь зонт).
Конечно, достичь ИКР практически невозможно, но ориентир изобретателя именно на него, когда решаешь задачу или оцениваешь - 161 - полученные идеи, позволяет ему находить сильные, оригинальные решения. Именно поэтому - для формирования изобретательского мышления - мы используем ИКР в работе с детьми. Ниже приведен конспект занятия по ИКР, которое разработано Н.В. Ключ для детей 9-10 лет, занимающихся по программе «Начинаем изобретать». Занятие длится 1 час 30 минут.
Тема занятия «Необычные заборы и ограды»------------------------------------------------------Цели занятия:
- Решение задач по теме ИКР
- Знакомство с чужими творческими решениями по теме «Необычные
ограды и заборы»
- Генерация идей по теме «ограда, которая сама изменяется»
- Изготовление опытного образца
- Развитие творческого воображения
- Умение работать в творческой группе.
1. Разминка.
В начале занятия мы обычно проводим разминку по развитию воображения.
На этом занятии я использовала кубики с картинками на каждой грани, игра «Кубики воображения». Каждый ребенок получил по 3 кубика, случайным образом выбрал грань. Используя выпавшие пиктограммы как опору, надо было составить групповой связный рассказ. Обычно подобные задания вызывают массу веселья, раскрепощают и готовят к дальнейшим подвигам.
2. Решение задач.
Детям вручаются листки с условием задачи. Задачи взяты с сайта http://www.trizland.ru/trizba/books/1763
ЖИВОТНЫЕ НА ШОССЕ
Животные часто гибнут под колесами машин ночью, перебегая шоссе... Исключить такое перебегание, построив забор на протяженности всего шоссе — нереально. Как предупредить животных о приближающейся машине?
ИКР: машина сама ночью предупреждает о своем приближении. Используйте посредник, использующий свет от фар. В Швеции к придорожным столбикам прикрепляют гладко отполированные прямоугольные пластинки — они служат для того, чтобы отбрасывать свет от приближающегося транспорта на обочину и опушку, предупреждая животных об опасности. Считается, что применение подобных пластинок снизило несчастные случаи на шоссе на 67 %.
НАБЛЮДАЕМ ЗА СУРКАМИ
Наблюдение за животными в вольерах зоопарков — дело очень интересное и детям, и взрослым. Попытка же наблюдать за американскими сурками затруднена: сурки очень пугливы и при малейшем подозрении моментально скрываются в своих глубоких и разветвленных норах. Что же делать? Как организовать общедоступное наблюдение?
Противоречие: человек должен появиться в вольере, чтобы наблюдать за сурком, и не должен появляться в вольере, чтобы не пугать сурка.
ИКР: сурок сам покажется человеку и при этом не будет напуган. Сделайте наоборот — не человек наблюдает за сурком, а сурок наблюдает за человеком.
РЕШЕНИЕ: В одном из зоопарков США прорыли сеть подземных переходов, выходы из которых закрыли стеклянными колпаками. Люди идут по переходам и из колпаков наблюдают за сурками. Журнал «Знание-сила», 1976. — № 8. С. 20. Журнал «Вокруг света», 1982. — № 4. С. 63.
Листочки с условием вклеиваются в рабочую тетрадь, затем идет обсуждение описанной ситуации: Какой Идеальный Конечный Результат нас устроит? Какое противоречие надо решить? Задачи решаем всей группой, выдвигая идеи. Обычно «подсказкой» для решений детей работает Системный оператор – многоэкранная схема сильного мышления по ТРИЗ.
Мы мысленно перемещаемся с детьми по экранам и обсуждаем, на какие решения можно выйти, используя надсистемные ресурсы или подсистемы.
Резюме: в каждой из вышеприведенных задач фигурирует необычное ограждение. Сегодня наша задача – предложить свою идею необычных ограждений.
3. Компьютерная презентация «Необычные ограждения».
Мы рассматриваем подготовленные по теме слайды. Обычно я делаю подборки по теме занятия – необычная посуда, необычные карандаши и т.п.
Фотографии необычных предметов распространены в интернете. Для данного занятия я использовала в т.ч. фотографии, приведенные на http://www.nat-geo.ru/article/4442-7-neobyichnyih-ograzhdeniy/#ixzz3LVDIKmoc.
Приведу несколько примеров.
«Зеркальный забор» - это необычная ограда, созданная из дерева, алюминия и нержавеющей стали. Она находится в открытом арт-центре Storm King в округе Оранж штата Нью-Йорк.
Дизайнер зеркального забора Alyson Shotz говорит, что хотела, чтобы её ограда постоянно менялась в зависимости от окружающих её условий, времени суток, погоды и т.п.
«Аква-забор» - это 50-метровый аквариум, заполненный рыбами и другими морскими обитателями. Восемь лет назад аква-забор установил инженер и успешный бизнесмен вокруг своей виллы недалеко от Эгейского моря, в Турции.
Голландский дизайнер Tejo Remy преобразовал часть существующего забора, ограждающего школу, в дополнительные аттракционы для детей. Теперь этот забор, помимо необычного внешнего вида, имеет выступы и углубления, скамейки и платформы, где можно играть.
По мере изучения слайдов обсуждаем:
- Какую цель преследовали создатели этого ограждения?
- Это ограждение рассчитано на долгое время, или используется только
на какой-то период, для каких-то событий?
- Какие приемы или физэффекты применили? (В конце рабочей тетради
у нас есть картотека изученных приемов и физических эффектов, в которую
можно заглядывать.)
Например:
• Ограда невидима на местности – использовано зеркало.
• Ограда выполняет одновременно функцию детской площадки –
изменена форма прутьев и т.п.
4. Промежуточная разминка. Игра «Карусель функций»:
Каждому ребенку выдается предметная карточка. Игра заключается в том, чтобы назвать функцию своего предмета, а затем придумать, как выполнить эту функцию с помощью предмета соседа справа. Как можно нагревать с помощью тарелки, удерживать еду с помощью ручки и оставлять след с помощью печки? Результат кратко фиксируем и вклеиваем в тетрадь.
5.Генерация идей.
Задача: предложить идеи забора (ограды), которая может изменяться сама (т.е. в постановке задачи мы сразу ориентируем детей на ИКР).
Метод: мозговой штурм.
Сначала все ребята работают вместе, чтобы набросать идеи таких оград и записать результаты. Обычно я стараюсь такую работу снимать на видео, или работать секретарем, так как ребятам непросто одновременно и выдвигать идеи, и записывать их.
Варианты новых оград и заборов по результатам работы группы:Легкий забор переносной – подуешь, и он переместится.Забор из воздушных шаров.Забор из животных – они сами передвигаются.Забор из людей или роботов.Забор из воды или фонтанов. Забор из эластичного материала, типа резинки. Все время качаетсяили надувается.На стекло можно нанести тающий материал – он будет таять, иповерхность будет меняться.Одноразовый забор, который посетители будут ломать в конце дня.Забор из фольги – будет рваться от ветра и изменяться.Из песка – форма забора зависит от ветра.Быстро движущиеся детали (забор с двигателями).Забор из вентиляторов.Забор из зеркал – каждый раз будет меняться отражение илимелькать солнечные зайчики.Забор на колесиках – скатывается с неровностей.
Важно: у нас есть запрет на идеи, которые используются во вред человеку, поэтому я слежу за тем, чтобы мальчишки не сбивались на холодное и огнестрельное оружие (а они обязательно выходят на него в ходе мозговых штурмов!)
6. Изготовление макета
Я предложила детям разделиться на группы по интересам, чтобы каждый ребенок выбрал ту идею, которую ему интересно реализовать, и изготовил соответствующий фрагмент ограды из подручных материалов. Материалом служит одноразовая посуда, мишура, шпажки и соломинки, картонные цилиндры и коробочки и скотчи разных видов и цветов, двусторонние и односторонние.
7. Презентация макета.
Все дети по очереди выступают, демонстрируя макет и давая пояснения. Выступления желательно снимать на видео, когда есть возможность.
На этом занятия ребята разделились на две группы, и было представлено два макета: забор-театр для детской площадки (с нишами, занавесками и проемами для сцены) и забор-генератор солнечных зайчиков с вращающимися отполированными металлическими деталями.
У зрителей всегда есть возможность задать вопросы выступающим авторам. Для авторов выступление – это хорошая возможность подумать о свойствах своего только что придуманного проекта, и изменить их на следующем занятии.
В конце занятия я подвожу итог, и мы приводим в порядок рабочее место.=====================================================Поблагодарим Наталию Ключ за работу и статью.
Мастер Идей.
Оригинал записи и комментарии на LiveInternet.ru
timemechanic.livejournal.com
ТРИЗ-суббота №15: Учимся формулировать Идеальное Конечное Решение
Здравствуйте, друзья!
Описываю очередной субботнее ТРИЗ-занятие.Это занятие я опять проводила в формате мастера-класса. На этот раз дети учились формулировать ИКР — идеальное конечное решение.
Поиск ИКР -один из этапов решения изобретательских задач, позволяющий сначала сформулировать идеальное решение и только потом найти его.
Чтобы дети, быстрее освоили этот метод и стали применять в жизни, его оживили. У нас был человечек по имени Мастер САМ, который советовал всегда искать такое решение, где нужное нам действие выполняется САМО.
Первым делом мы натренировались на сказках и реальных жизненных ситуациях: искали разные явления, которые происходят сами.
-
Сами опадают листья
-
Сами текут реки
-
Само светит солнце
Проектировка «самодвижущейся» машины
После этого у нас было 2 реальные жизненные задачки, которые надо было решить с использованием совета Мастера Сама:
На веревке подвешено два ведерка. Надо “как-то” получить содержимое верхнего ведра. Сначала ребята, конечно, кинулись карабкаться по лестнице — это первое что приходит в голову. Но как говориться, часто настоящее мышление начинает работать, когда все очевидные ответы закончились. Мы воспользовались советом Мастера САМ и начали думать, как сделать так, чтобы ведро САМО к нам спустилось. И тут посыпались идеи:
- Обрезать нитку, которая его держит
- Опустошить нижнее ведерко
- Притянуть магнитом
- Как-то утяжелить верхнее ведерко, например из шланга налить в него воду.
- Тоже утяжелить ведерко, накидав в него шишек или яблок
Вторая задача была такая. Есть забетонированный сосуд, в котором плавает на дне что-то ценное. У нас роль ценности выполняла пробка. Надо эту пробку из сосуда извлечь.
Здесь первое решение - перевернуть сосуд — не работало ) Второе решение, которое выдают 99% людей: «чем-то подцепить». Как только сформулировали ИКР — пробка сама выскочит из бутылки, оригинальные решения начали приходить сами:
- Наполнить водой и пробка сама выйдет
- Влить в сосуд горючую взрывную смесь или какой-то химический раствор
- Рашид долго уточнял, уровень до которого наш сосуд забетонирован, и потом выдал решение — просто обрезать верхушку, тем самым расширив горлышко и просто достать пробку. Тоже годится! Хотя это явно не ИКР, но важно чтобы ИКР помогал, а вводил дополнительные ограничения на полет мысли.
- Кто-то опять вспомнил магнит, но пробка-то не липнет к магниту… Поэтому решение пришлось дополнить — воткнуть в пробку гвоздь и потом уже притянуть сильным магнитом.
В конце, как обычно, слушали историю из обычной жизни обычного ребенка и старались найти в ней ситуации, где мог бы помочь Мастер САМ. Кстати, на этот раз практически все дети включились и стали переносить эти ситуации на собственную жизнь, вспоминая свои проблемки:
- Младший брат и кричит и мешает смотреть мультик. Надо чтобы он САМ перестал кричать
- Надо есть невкусную кашу. Надо чтобы каша САМА исчезла, а я стал САМ сыт
- Не хочется убирать игрушки. Надо чтобы игрушки САМИ убирались.
Считаю, очень важным, чтобы дети начали переносить эти методы с абстрактных задач, на реальные, которых полным — полно в нашей жизни.
С уважением Несютина Ксения
ideas4parents.ru
Знакомство с ТРИЗ, нестандартные методы решения задач.
В повседневной жизни для решения большинства задач используется метод проб и ошибок, когда, чтобы решить не описанную ранее задачу надо провести некоторое количество попыток, проанализировать результат и выбрать наиболее подходящее решение. Если работа ведётся в команде, то часто применяется мозговой штурм, когда выдвигается множество идей, в том числе и парадоксальных, и коллектив пытается выбрать наиболее подходящую. Альтшуллер предложил конкретизировать задачи, выявить противоречия, решить эти задачи, используя некоторые приёмы и на выходе получить несколько идей из которых уже выбирать наилучшую. Кроме того он предложил инструмент прогноза возможных коллизий. То есть, говоря языком проектного подхода, на входе мы имеем достаточно расплывчатую задачу, а на выходе несколько чётких решений и анализ последующих событий. Причем ресурсы используются с максимальной эффективностью, в данном случае ресурсами являются решатели задач.К сожалению или, наоборот, к счастью ТРИЗ не имеет чисто математического подхода для решения задач. ТРИЗ – сочетает в себе строго научные подходы и определённое искусство. Существующий алгоритм можно представить несколькими понятными тезисами, но для начала его применения на практике необходимо будет понять суть метода, лежащую на грани подсознания. Поэтому для использования ТРИЗ необходимо провести большую работу, множество примеров из разных областей знаний и постепенно систематизировать у себя в голове подходы и принципы, задействованные в той или иной задаче.Вот какой алгоритм предлагается при решении задач с помощью теории Альтшуллера и его последователей.• Определение типа задачи• Формулирование Противоречия и Идеального конечного результата• Выявление ресурсов• Применение принципов и приемов к решению задачи• Анализ решенияЯ хочу остановиться на втором пункте алгоритма, ибо мне он наиболее важен на первом этапе изучения метода и наиболее наглядно представляющий эффективность подхода. Идеальный Конечный Результат (ИКР) это ситуация, когда нужное действие получается без каких либо затрат и потерь. Достичь ИКР невозможно, но он является ориентиром при решении задачи и последующей оценки идеи. По мнению пользователей ТРИЗ, правильное формулирование ИКР это уже половина пути к решению задачи.Пример (Ю.Мурашковский и В. Бухвалов). Как наблюдать за американскими сурками, если они очень пугливы и при малейшем подозрении сразу скрываются в норы. Как показать сурков посетителям зоопарка?ИКР. Сурок сам покажется человеку и при этом не будет напуган.Противоречие. Человек должен быть в вольере, чтобы видеть сурка, но не должен быть, чтоб сурок его не пугался.Теперь применяя принципы (дробления, объединения, динамичности и др.) мы получим несколько идей пригодных для решения первоначальной задачи. Описать работу принципов решения, даже на примере всего одной задачи, так чтоб это было доступно для понимания метода не возможно. Не возможно, потому, что, на мой взгляд, главная идея в осознании ТРИЗ состоит натаскивании своего мышления по определённым алгоритмам. Лично у меня при разборе нескольких задач получилось поймать мысль автора, но делать это на уровне подсознания сразу не вышло.Вариант решения. После решения задачи несколькими людьми наиболее часто встречающийся вариант оказался такой: Показывать норки сурков в разрезе, в качестве секущей использовать стекло, прозрачное в одну сторону. Стоит отметить, что на такое решение сразу наталкиваешься, когда вдумчиво читаешь ИКР и Противоречие. Вместо сурков можно представить рабочих сборочного цеха, тогда задача уже будет восприниматься в управленческой плоскости.В итоге мои мысли сходятся с идеями создателей. Творческий подход к решению задач, требуется в любой области, включая управление. Организационные задачи, стратегия развитие, открытие нового бизнеса – везде требуются оригинальные идеи. А идеи это «выход» изобретательского творчества, а, следовательно, сфера компетенции ТРИЗ. Полностью полагаться на ТРИЗ не стоит, но иметь его в арсенале своих знаний будет полезно для руководителя любого ранга.
m-diver.livejournal.com
Элементы триз. Ищем Идеальный конечный результат (ИКР)
Мы все знаем, что решать задачу легко, когда знаешь ответ. Именно поэтому так комфортно действовать по шаблону. Но жизнь постоянно подбрасывает творческие задачи, то есть задачи, у которых нет однозначного ответа и решения не знает никто.
Ищем Идеальный конечный результат
В поисках сильного, то есть наилучшего решения, формулируем идеальное решение.
Идеальный Конечный Результат (ИКР) — это ситуация, когда нужный вам результат является следствием действия, не ведущего к затратам, потерям, усложнениям и нежелательным эффектам.
Формулируя ИКР, важно применять слова «Сама, Само, Сами».
Первая формула ИКР. «Система сама выполняет нужную функцию»
Проблема. У меня есть возможность производить пиво. На рынке уже много известных пивных брендов. У меня нет денег на рекламу.
Цель: нужны быстрые продажи неизвестной марки. Быстро заработать и уйти с рынка.
Переформулируем проблему в задачу: как проинформировать потребителя о моем пиве, если у меня нет денег на рекламу?
ИКР задачи: общественность и СМИ активно говорят и пишут о моем пиве по своей доброй воле без вливания рекламных бюджетов.
Реализация ИКР. Осенью 1999 г. в Санкт-Петербурге было выпущено пиво под маркой «Windows 99″. Марка пива без труда была зарегистрирована по классу напитков. Также был создан графический образ пива «Windows«, очень похожий на известный всем логотип ИТ-компании. Производители пива сознательно нарывались на скандал, рассчитывая завоевать быструю известность, поскольку выйти на российский пивной рынок новой марке без серьезного рекламного бюджета было невозможно.
Вторая формула ИКР. «Системы нет, а ее функция выполняется»
Проблема. Постояльцы моей гостиницы забирают с собою из номера мелкие вещи.
Цель: нужно сберечь предметы от кражи и не распугать постояльцев.
ИКР из предыдущей задачи: сами вещи себя охраняют. Вариант решения: мелкие предметы очень дешевые и выглядят одноразово.
Новый ИКР: оберегать предметы от краж не надо.
Реализация ИКР. Все расходы за мелкие вещи включены в цену номера. На предметы наносим рекламу отеля, превращая их в рекламный носитель, привлекающий других клиентов.
Помните, что Идеальный конечный результат – это ОРИЕНТИР для оценки идеи и для поиска сильного решения.
Читайте далее: Формулируем Противоречие, ищем суть Проблемы
creative-skills.ru
ИДЕАЛЬНОСТЬ - Образование для новой эры
Гин Анатолий, Френклах Григорий
Основные понятия ТРИЗ
В ТРИЗ часто пользуются понятиями «идеальность», «идеальный конечный результат» (ИКР). Для лучшего понимания этих терминов сначала ответим на вопрос: что же такое идеальная техническая система (ТС)?
Идеальной называют такую систему, которой нет, а функции ее выполняются.
ПРИМЕР
Электрические свечи были известны до Яблочкова, но сложность их эксплуатации диктовалась необходимостью постоянно сближать обгорающие стержни угля, расположенные соосно навстречу друг другу. Эту проблему пытались решить с помощью специальных механизмов, которые по сложности не уступали часам и работали крайне ненадежно. Встала проблема совершенствования механизма. ИДЕАЛЬНЫЙ механизм — это механизм, которого нет, а функция его выполняется. Механизм нужен для того, чтобы сохранять постоянным расстояние между горящими участками стержней. Яблочков поставил стержни параллельно друг другу, что позволило ему выбросить механизм, сохранив его функцию.Стремление к идеальности — один из основных законов развития техники.Стремясь к идеалу, ТС «исчезает». Это «исчезновение» происходит либо путем увеличения числа полезных функций на каждый килограмм веса системы, на каждый кубический сантиметр его объема, либо система ДЕЙСТВИТЕЛЬНО исчезает, а ее функции выполняют другие ТС.
Так, в свече Яблочкова функцию «сохранять постоянным расстояние между горящими участками» взяли на себя сами стержни.
Теперь можно объяснить понятие идеальный конечный результат (ИКР).
Решая задачу, изобретатель ДОЛЖЕН представить себе ИДЕАЛЬНОЕ решение, т. е. такое решение, которое не требует для выполнения необходимого действия введения дополнительных механизмов, операций технологического процесса. Т. е. действие осуществляется само собой. Это и есть ИКР.
ИКР не всегда достигаем, но указывает направление решения задачи.
ПРИМЕР
При перевозке шлака в открытых ковшах в результате охлаждения его поверхности образуется твердая корка, затрудняющая слив шлака. Чтобы корка не образовывалась, можно установить на ковш теплоизоляционную крышку, но, чтобы слить шлак, ее придется снимать, а это неудобно. ИДЕАЛЬНАЯ крышка — это такая крышка, которой нет, а функция ее (изолировать шлак от воздуха) выполняется. ИКР: шлак САМ защищает себя от холодного воздуха. Предложено высыпать на поверхность шлака в ковше мелкую застывшую шлаковую крошку, которая играет роль шубы и не мешает сливать жидкий шлак.Справку подготовили А. Гин и Г. Френклах
trizway.com
Конспекты занятий по ТРИЗ. Тема 1. Понятие изобретательской задачи
Цели занятия:
- Развивать творческое воображение, творческую активность, заинтересовать новым предметом.
- Познакомить учащихся с изобретательскими задачами.
- Дать первичные понятия о теории решения изобретательских задач. Познакомить с понятиями: технические и физические противоречия, идеальный конечный результат, изобретательские приёмы.
- Пробудить интерес к школьным предметам – как к инструментам творчества в изобретательстве.
Предлагаем начать занятие с задачи.
Изобретательская задача 1. «Металлоплакирующая смазка».
Однажды произошла такая история. Один инженер занимался металлоплакирующей смазкой. Это обычная смазка, в которую добавлено несколько процентов тонкоизмельченного металлического порошка. В процессе работы частицы металла оседают на трущиеся поверхности и защищают их от износа. Чем меньше зазор между поверхностями, тем мельче должны быть частицы металла в смазке. Возникает техническое противоречие (ТП): чем мельче частицы металла, тем лучше смазка, но тем труднее её приготовить.
Инженер сначала искал решение методом проб и ошибок. Он пробовал самые различные способы измельчения металлов, ставил опыты, пытался найти решение в литературе... (спросить, а что могут предложить учащиеся).
Шли годы, и вот однажды в книжном магазине инженер услышал, как кто-то из покупателей попросил продавца дать ему справочник по металлоорганическим соединениям. Инженер задумался. Металлоорганические вещества включают металл — раз; они — органические вещества, значит, растворяются в масле — два... Но ведь именно такое сочетание и требуется! Инженер купил справочник, полистал его и сразу же нашел подходящее вещество — кадмиевую соль уксусной кислоты.
Изобретательская задача долго не поддавалась, и человек пытался использовать всё, что он видит или слышит. Хорошо, что кто-то попросил в магазине справочник по металлоорганическим веществам. Если бы не эта случайная подсказка, кто знает, сколько ещё лет продолжались бы поиски...
В рассказах об изобретениях часто приводятся такие случаи. Они типичны при работе методом проб и ошибок. Человек ищет решение наугад и даже не догадывается, что к задаче можно подойти научно: сформулировать мысленно идеальный конечный результат (ИКР), определить физическое противоречие (ФП) и подобрать изобретательский приём (ИП). Если бы инженер был знаком с теорией решения изобретательских задач (ТРИЗ), то он бы знал, что «Если в какое-то вещество надо ввести добавку другого вещества, но по каким-то причинам этого нельзя сделать, следует использовать в качестве добавки имеющееся вещество, немного его изменив» - это один из наиболее часто используемых изобретательских приёмов, он называется «принцип однородности». Что значит «немного изменив»? Изменения могут быть физические: нагреть, охладить, взять вещество в другом агрегатном состоянии и т. д. И химические: взять вещество не в чистом виде, а в виде соединения, из которого оно может выделиться, или, наоборот, взять простое вещество, а потом, когда оно сыграет свою роль, перевести его в химическое соединение.
Итак, инженер бы рассуждал следующим образом: если действовать по теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), надо, прежде всего, представить себе мысленно идеальный конечный результат (ИКР), то есть ответить на вопрос: что хотелось бы получить в самом идеальном случае? ИКР — фантазия, мечта. ИКР недостижим. Но он прокладывает путь к решению. Если сравнить ТРИЗ с мостом, то ИКР — одна из главных опор этого моста.
Каков идеальный конечный результат для задачи о смазке? Ответить нетрудно: идеально было бы измельчить частицы металла до предела, до отдельных атомов. Теория решения изобретательских задач дает парадоксальную подсказку, ещё один приём: «сделать чуть меньше требуемого». «Трудно по¬лучить мелкие частицы металла? Значит, будем получать сверх-сверх-сверх-мелкие частицы — это намного легче».
Для этого следующего шага нужна химия.
Масло с крупными частицами металла — это механическая взвесь. Если раздробить частицы металла, получим коллоидный раствор. Наконец, если из¬мельчить металл до атомов или ионов, получится истинный раствор. Теперь можно уточнить ИКР: идеально было бы иметь раствор металла в масле, то есть масло, а в нём отдельные атомы металла.
К сожалению, такой ИКР недостижим. Еще алхимики знали: подобное растворяется в подобном. Масло — вещество органическое, в нём хорошо растворяются органические вещества. А металлы, увы, не принадлежат к органическим веществам. На пути к ИКР возникает физическое противоречие (ФП): «атомы металла должны быть растворены в масле (надо стремиться к ИКР!) и не должны быть растворены (нельзя нарушать законы химии!)». Отступим чуть-чуть от ИКР: пусть в масле будут растворены не атомы, а молекулы, содержащие металл. Используем уже знакомый нам приём «сделать чуть меньше требуемого»: не удается измельчить вещество до атомов, ладно, пусть частицы вещества будут чуть крупнее — не атомы, а молекулы. И противоречие сразу исчезает. В масле нет атомов металла (есть молекулы) — и в масле есть атомы металла, (они входят в молекулы, «спрятаны» в них).
Остается решить один вопрос, какие именно молекулы взять? Тут единственная и очевидная возможность. Молекулы должны содержать металл и должны быть органическими (спросить, что могут предложить учащиеся). Следовательно, нужно взять металлоорганическое соединение (третий приём: «совместить несовместимое»). Оно легко растворится в масле (органическое вещество легко растворяется в органическом веществе) и будет содержать атомы металла.
Чтобы решить изобретательскую задачу, пришлось использовать несколько простых понятий: ИКР, физическое противоречие, приёмы «сделать чуть меньше требуемого», «принцип однородности», «совмещение, соединение» и одно очень простое правило из химии - «подобное растворяется в подобном». Правда, задача ещё не решена до конца. Молекулы металлоорганического вещества содержат атомы металла, но ведь нам нужно, чтобы атомы металла были не в соединении, а отдельно... Тут чтобы решить изобретательскую задачу снова придётся вспомнить химию. Чтобы атом металла выделился из молекулы, молекулу нужно разложить. Как это сделать?
На уроках химии мы ставили такие опыты: нагревали вещество, и при определенной температуре оно разлагалось. Масло в процессе работы нагревается от трения. Если мы возьмем металлоорганическое вещество, разлагающееся при повышении температуры, задача будет полностью решена. Параметры определены. Осталось найти вещество с заданными свойствами. Для этого существуют химические и физические справочники. Инженер ими и воспользовался.
На решение данной проблемы потребовалось несколько лет. А можно бы было решить за несколько часов или даже минут. Зная теорию решения изобретательских задач - ТРИЗ!
Изобретательская задача № 2 «Равномерно нагреть крупу».
А вот другой подлинный случай. В одной из школ технического творчества занимался студент-математик. Прошло несколько лет, он окончил университет, а затем получил направление на работу в другой город.
Вскоре он прислал письмо, в котором рассказал об одной очень интересной изобретательской задаче.
В коридоре научно-исследовательского института заместитель директора остановил принятого недавно на работу молодого математика.
— Вы ведь окончили изобретательскую школу,— сказал заместитель директора.— Откровенно говоря, на мой взгляд, всё зависит от природных способностей, но всё же... Мы хотим организовать новую группу. Предстоит основательная работа — проблема очень трудная, не видно даже подхода к ней. В группу вошли пятнадцать человек, может быть, подключить и вас?
Математик поинтересовался: что за проблема? Заместитель директора объяснил:
— В крупу иногда попадают личинки и яйца вредителей. Естественно, их надо уничтожать до расфасовки крупы. Лучше всего — нагреть её до 65°. Но не выше, иначе она испортится. Сортность крупы изменится. Потребитель откажется от закупки, придётся резко снижать стоимость, а это большие экономические потери. Идеально было бы нагревать с точностью до градуса.
Но вот что получается: если нагревать сразу большое количество крупы, то обязательно где-то возникает перегрев, если же вести обработку малыми порциями, катастрофически падает производительность. Перепробовали десятки разных способов нагрева — и все плохи.
Хотим проверить ещё один способ: продувать слои крупы нагретым воздухом. Может быть, удастся подобрать такой режим, что...
— Ничего не надо подбирать,— перебил математик.— Задача решается так...
И он объяснил идею решения.
Письмо математика заканчивалось так: «Никогда не думал, что решение изобретательской задачи может произвести такое впечатление. Мой собеседник несколько минут смотрел на меня совершенно ошеломлённый. По коридору проходили люди, здоровались с замом, а он, ничего не замечая, смотрел на меня...».
Выслушав возможные варианты решений заданных изобретательских задач, выяснить, как дети пришли к подобным выводам. Сумели ли они использовать для решения те приёмы, о которых шла речь. Разобрать ответы по способам поиска решений: был ли это метод проб и ошибок, или метод перечисления всех возможных вариантов, имелся ли научный подход?
После обсуждения предложений детей объяснить им идею решения:
«В крупу надо добавить ферромагнитные дробинки («посредник») с точкой Кюри в 65° и нагревать их с помощью электромагнитной индукции. А после обработки магниты легко выловят дробинки...».
Далее предложить детям сформулировать приём, который использовал для решения молодой инженер.
Это приём «использование ферромагнитного порошка». Он так и назывался на ранних ступенях развития теории решения изобретательских задач - ТРИЗ.
Для закрепления приёма следует рассказать об открытии очень молодого изобретателя.
Изобретательская задача 3 «Изменить плотность воды».
Когда Саша Ждан-Пушкин пришел в Бакинский общественный институт изобретательского творчества, приёмная комиссия, признаться, растерялась. Сможет ли семиклассник заниматься вместе с кандидатами наук, инженерами, студентами-старшекурсниками?
Два года занимался Саша, осваивал приёмы изобретательского творчества, решал задачи, учился ориентироваться в патентной информации. И сам отправил в Институт государственной патентной экспертизы заявку на новое решение технической задачи. Вскоре пришел ответ: предложение Саши признано изобретением.
Представьте себе поплавок в резервуаре с водой. Поплавок поддерживает одну из частей станка. По закону Архимеда, поддерживающая сила равна весу воды, вытесненной поплавком. А если надо увеличить поддерживающую силу в 10—12 раз? Сделать поплавок крупнее нельзя, нет места. Заменить воду более тяжелой жидкостью? Это дорого, и поддерживающая сила увеличится всего в три-четыре раза. Нужно как-то обойти закон Архимеда. А вот как?.. (выслушать предложения детей.)
Идея изобретения Саши заключается вот в чем: в воду насыпают мельчайший порошок железа и действуют на образовавшуюся взвесь магнитным полем. Удельный вес воды можно при этом повысить в 10 —12 раз.
На основе своего изобретения Саша защитил дипломную работу в институте изобретательского творчества. Единодушная оценка комиссии: изобретательская задача решена отлично!
Итак, столкнувшись всего с тремя изобретательскими задачами, мы узнали следующие новые понятия (которые в дальнейшем будем обозначать аббревиатурами):
- ТРИЗ – теория решения изобретательских задач;
- ИКР – идеальный конечный результат;
- ТП – техническое противоречие;
- ФП – физическое противоречие;
- ИП − изобретательский приём.
Для решения изобретательских задач необходимо знать основы наук. Конечно, все эффекты химии, физики, биологии и др. предметов невозможно держать в голове. Да, собственно, и не нужно – для этого существуют справочники, учебники, монографии. Главное - уметь ими пользоваться.
Далее дать задание - перечислить все физические, химические, биологические знания, которые потребовались для решения предложенных изобретательских задач.
Возможные ответы суммировать и оформить в виде таблицы.
Таблица 1.Химические, физические, биологические знания для решения задач ТРИЗ
Следующее задание учащимся: вспомнить и перечислить все изобретательские приёмы, которые использовались при решении предложенных выше проблемных ситуаций. Уточнить знания о приёмах, заполнив таблицу:
Таблица 2.Перечень изобретательских приемов
Вывод.
В науке изобретать школьные знания приобретают подчинённое значение. На первое место выходит умение ими оперировать. А оперировать ими придётся по определённой программе под названием ТРИЗ, согласно поставленной проблеме в изобретательской задаче.
Вопросы и задания для повторения
- Что такое ТРИЗ?
- С какими противоречиями вы столкнулись в предложенных на занятиях задачах?
- Какие изобретательские приёмы использовали изобретатели для разрешения технических и физических противоречий?
- Попробовать решить задачи 1 «Разделитель для нефтепродуктов» и 2 «Шарики на изгибе трубы», имея в копилке четыре приёма решения изобретательских задач и знания школьных учебников химии, физики, биологии.
Изобретательская задача № 1 «Разделитель для нефтепродуктов»
В одном институте разрабатывали проект не совсем обычного нефтепровода: по одним и тем же трубам должны были поочередно идти разные жидкости.
Чтобы жидкости не смешивались, их надо было разделить специальным устройством: течёт первая жидкость, за ней шар, словно поршень, а за шаром другая жидкость.
— Не надежно,— сказал руководитель проекта.— Давление в трубопроводе большое, десятки атмосфер. Жидкости будут просачиваться, смешиваться.
— Может быть, взять другие разделители? — спросил инженер и показал каталог завода, выпускающего дисковые разделители. В каталоге была картинка: по трубопроводу движется «пробка» из трех резиновых дисков.
— Они часто застревают,— возразил руководитель проекта.— А главная беда в том, что через каждые двести километров стоят насосные станции; подойдет разделитель к станции, надо его вытаскивать, через насос он не пройдет. Так что и шары и диски одинаково плохи. Нужен разделитель, способный проходить через насосы и гарантирующий, что жидкости не смешаются. Предложите ваши варианты решения проблемы, но учтите, что идея разделить трубопровод продольной перегородкой не годится. Нужно, чтобы по трубопроводу поочерёдно шли разные жидкости – и не смешивались…
Изобретательская задача № 2 «Шарики на изгибе трубы»
На одном заводе часто выходила из строя машина-автомат. Это была очень хорошая машина, но в ней то и дело портилась простая деталь — изогнутая трубка, по которой сжатый воздух с большой скоростью гнал поток маленьких стальных шариков. Шарики били по стенке трубы в месте поворота и откалывали кусочки металла. Ударившись о стенку, каждый шарик оставлял едва заметную царапину, но за не¬сколько часов шарики насквозь пробивали толстую, прочную трубу.
— Давайте поставим две трубы,— сказал начальник цеха.— Пока одна работает, другую успеем отремонтировать.
— Разве это дело: все время заниматься ремонтом?! — воскликнул инженер.— Есть у меня подходящая идея... Гарантирую: машина будет работать вечно!
Потребовалось всего пять минут, чтобы осуществить идею изобретения. Что он предложил?
neobionika.ru
