Основы системного подхода в преподавании ТРИЗ

Владимир Петров

Израиль TRIZ-Isr@bigfoot.com
© Vladimir Petrov 1973-2003
24.03.2003

Аннотация

В статье рассматриваются взаимосвязанные принципы: составления учебных программ и планов, разработки учебно-методических материалов, изложения материалов и контроля знаний. Демонстрируется метод послойного изучения материалов.

Введение

В статье будет идти речь о преподавании ТРИЗ для взрослой аудитории, хотя некоторые элементы могут быть использованы и для преподавания детям.

Преподавание как процесс состоит из многих элементов. Далеко не каждый преподаватель знает, а тем более использует их.

Не каждый преподаватель начинает подготовку к курсу лекций с выявления знаний, умений и навыков, которые должен получить слушатель.

Традиционно преподавание ведут последовательным изучением темам курса. Сначала изучают одну тему от начала до конца. Точно также изучаются другие темы. Последовательно изучают тему за темой. Очень часто не показывают связь между темами. Например, сначала изучают АРИЗ шаг за шагом, затем переходят к изучению законов развития технических систем, рассматривают отдельно каждый закон. В следующих лекциях последовательно изучают стандарты в порядке их очередности. Потом переходят к примерам разрешения технических противоречий и т.д.

Такой способ изучения позволяет изучить отдельные элементы ТРИЗ, но не показывает ТРИЗ как единую систему и не дает разобраться в структуре ТРИЗ, ее отдельных частей и логике их применения.

Для слушателя, обучавшегося по традиционной методике, ТРИЗ представляется как набор отдельных не связанных между собой инструментов. Он не знает когда и как использовать каждый из разделов. Такому слушателю трудно в голове удержать весь материал, он не может сжимать и преобразовывать полученную информацию.

Для разрешения указанного противоречия необходимо использовать системный подход в преподавании.

1. Системный подход в преподавании

Системный подход должен быть использован на всех этапах: подготовки и проведения занятий, а так же проверки знаний.

Подготовка к чтению лекций включает этапы составления учебных программ и разработки учебно-методических материалов.

1.1. Составление учебных программ

Составление учебной программы и плана включает этапы разработки картины знаний и учебной программы. Рассмотрим каждый из этапов.

Разработка картины знаний, которые должен получить слушатель проводится в следующей последовательности:

1. Определение генеральной цели обучения.

2. Построение дерева целей и функций обучения (предметное дерево знаний).

3. Выявление конечных результатов обучения (знания, умения и навыки, которые должен получить слушатель).

4. Определение предметов, которые соответствуют каждому из видов знаний.

5. Определение критериев важности каждого вида знаний для конкретной аудитории.

6. Оценка важности каждого вида знаний по выявленным критериям.

Таким образом, выстраивается иерархия знаний, умений и навыков, которыми должен обладать слушатель конкретной аудитории. В соответствии с этой иерархией распределяется учебное время на овладение каждым видом знаний, умений и навыков.

Разработка учебной программы:

1. Построение блоков программы обучения и их частей.

2. Выявление всех взаимосвязей и взаимодействий между блоками программы обучения и их частей.

3. Распределение времени на изучение каждого блока и их частей в соответствии с оценкой их важности (распределение учебного времени по дисциплинам).

4. Определение критериев эффективности обучения и критериев оценки знаний, умений и навыков.

5. Разработка поурочных занятий.

Принципы составления учебного плана

При составлении плана проведения поурочных занятий необходимо учитывать психологию восприятия, которая, в частности, должна опираться на принципы системности, структурированности, "послойности" и последовательности изложения, распределения информации во времени, повторяемости и контроля знаний.

Принцип системности предполагает рассматривать весь курс и отдельные дисциплины как единую систему, со своими подсистемами, взаимосвязями и взаимовлияниями.

Принцип структурированности, в частности, подчиняется закону Миллера . В этом законе говорится о правилах наложения структур на объект любой природы. Количество единиц в любом уровне структуры должно быть 7 плюс или минус 2, т.е. колеблется от 5 до 9. Так человеку легче структурировать информацию. Помимо этого, слушатель очень трудно воспринимает информацию, которую раньше не знал. Если на слушателя сразу "обрушивается" поток новой для него информации, то большую часть этой информации он не усваивает. Поэтому новая информация должна даваться малыми дозами (5-9 единиц). Необходимо использовать разумную систему повторений, учитывающие законы запоминания информации. Желательно новую информацию или понятие, повторить в другой форме или с другими примерами первый раз через 3-5 минут, а затем к ней вернуться через час. На занятиях должны использоваться активные методы изучения, в частности, деловые игры, опорные конспекты, анимации, обсуждения со слушателями.

Принцип послойности предполагает, что первоначально материал излагается поверхностно, но максимально широко. В дальнейшем идет постепенное углубление и расширение материала. Выбирается одна тема, которая первоначально излагается максимально широко, но не глубоко (рассматривается следующий слой). Так постепенно идет углубление материала. Раскрываются новые понятия, поясняющие и углубляющие предыдущие. Этот принцип будет детально рассмотрен ниже.

Принцип последовательности изложения должен определять взаимосвязь излагаемого материала с изученным ранее материалом.

Принцип распределения информации во времени. Очень важно обеспечить четкое распределение информации по времени. В первую минуту необходимо привлечь внимание слушателей. На следующем этапе удержать это внимание. Далее необходимо переключение внимания и последующее его удержание. Вершиной всей лекции должно стать заключение, т.е. события должны разворачиваться с возрастающим интересом. В связи с этим необходимо тщательно распределить наиболее сложные моменты лекции. Они должны сменяться менее сложными частями, интересными и "развлекательными" фактами и историями. Например, могут использоваться интересные случаи из жизни, анекдоты по теме. В качестве "отдыха" могут использоваться элементы курса развития творческого воображения (РТВ). Изменения должны относиться к модуляции голоса, использованию жестов, показу интересных слайдов и т.п. На каждом занятии необходимо дать "поработать" и высказаться слушателям.

Важно учитывать психологию удержания внимания. Как правило, внимание удерживается не более 10-15 минут, далее его необходимо снова привлечь или переключать. Через 45-50 минут внимание притупляется, так как за это время появляются первые признаки усталости. В это время необходимы изменения в лекции, например, изменить направление, частично тематику, сделать перерыв, дать поработать или высказаться слушателям. Если занятия длятся более двух часов, то желательно переключиться на другую тему или поручить вести занятие другому преподавателю.

Принцип повторяемости материала предусматривает неоднократное изложение одной темы в разных вариантах, раскрывая каждый раз другие грани одного и того же материала, использую другие формы восприятия (например, теоретические, практические занятия и самостоятельные занятия), другие примеры, другие области применения, сочетание данного материала с другими материалами. Таким образом, информация превращается в знания, знания в умения, а умения в навыки.

На каждой лекции слушатель должен получить хотя бы один конкретный инструмент, который он может использовать.

Кроме того, должна излагаться, а лучше выводиться, логика развития и использования всего курса и каждой отдельной части.

1.2. Разработка учебно-методических материалов.

Разработка учебно-методических материалов. Эти материалы состоящих из материалов для учащегося и материалов для преподавателя.

1. Материалы для учащегося:

1.1. Учебник.

1.2. Задачник.

1.3. Решебник (разбор задач).

1.4. Раздаточные материалы:

1.4.1. краткие теоретические конспекты и выкладки на каждом уроке (желательно в виде опорных конспектов),

1.4.2. копии демонстрационных материалов (например, прозрачек),

1.4.3. классные задания (задачи, проверочные, самостоятельные и групповые работы),

1.4.4. описания деловых игр и конкретных ситуаций по каждому из разделов и подразделов ТРИЗ,

1.4.5. домашние задания,

1.4.6. разбор домашнего задания,

1.4.7. разбор ошибок допущенных группой,

1.4.8. оценка урока.

2. Материалы для преподавателя (учителя, воспитателя, родителей):

2.1. Расширенный учебник и пояснения к нему. Такой учебник пояснят каждый раздел, каждое понятие, но может и содержать дополнительные материалы, которые преподаватель может в случае, если группа движется более быстрыми темпами или наиболее способным ученикам. Также в качестве дополнений могут быть даны дополнительные материалы, которые могут сделать занятие наиболее привлекательным, дать возможность сделать "передышку" на занятиях.

2.2. Как проводить занятия (общие и поурочные рекомендации). Этот раздел содержит методику проверки, типовые ошибки и способы их исправления, виды возможных ошибок по каждому заданию.

2.3. Расширенный задачник и пояснения к нему.

2.4. Расширенный решебник и пояснения к нему.

2.5. Расширенный сборник описаний деловых игр и конкретных ситуаций по каждому из разделов и подразделов ТРИЗ и пояснения к ним.

2.6. Пояснения к раздаточным материалам.

2.7. Демонстрационные материалы и пояснения к ним.

2.8. Методика проверки классных и домашних заданий и работ.

2.9. Методика преподавания.

1.3. Контроль знаний

Главное адекватно определить полноту и глубину знаний, умений и навыков у всех слушателей по каждому параметру карты знаний.

Контроль знаний может проводиться:

· преподавателем,

· слушателями,

· самостоятельно

· комбинированные или дополнительные способы контроля.

Проверка знаний слушателями может проводиться по способу парного обучения. Слушатели разбиваются на пары. Первоначально один слушатель задает вопросы, а другой отвечает. В дальнейшем они меняются должностями. Каждый из слушателей заполняет карту знаний напарника. Затем пары меняются, и процедура повторяется. Таким образом, остается письменный "документ" оценки каждого слушателя и интегральная оценка класса. Преподаватель наблюдает за этим процессом и может задавать дополнительные вопросы.

При самостоятельной самооценке знаний слушатель должен ответить на поставленные ему вопросы и по определенной шкале оценить свои знания. В качестве дополнительной оценки эти знания может проверить любой другой слушатель или преподаватель.

Знания могут проверяться с помощью:

· традиционных способов (опросы, контрольные и самостоятельные работы и т. п.),

· автоматизированных систем (например, с помощь компьютерных программ),

· шаблонов.

Контроль может быть:

· немедленный,

· отложенный,

· повторный.

Под немедленным способом контроля понимается, например, ответы на вопросы или небольшие самостоятельные (групповые) работы сразу (на этом же уроке) после изучения части теоретического материала. Могут проводятся дискуссии, групповые и парные опросы, преподавателем и самими слушателями, ответы на вопросники и карточки, самостоятельные работы, выполняемые в классе.

К отложенным формам контроль относятся домашние задания, самостоятельные домашние работы, проверки знаний на следующих занятиях, доклады, выпускные работы и исследования. Наиболее активно проходят парные опросы слушателями (или опросы друг друга небольшими группами до 5 чел). Каждый слушатель выявляет знание другого слушателя.

Повторный контроль желательно проводить в другой форме, по сравнению с уже проведенным контролем. Он может проводится более детально и углубленно.

Желательно сочетать разнообразные формы контроля.

2. Суть метода послойного изучения предмета

Послойное изучение предмета - это переход от общего к частному, от поверхностного рассмотрения всей системы к углубленному изучению деталей.

Первоначально системно представляется структура курса в виде общей схемы. В ней кратко дается обзор всех дисциплинах, которые будут изучаться. Рассказывается их сущность, место и важность в курсе, показывается взаимосвязь и взаимовлияние отдельных дисциплин.

На следующем этапе представляется одна из дисциплин, как единое целое, указывается ее место в изучаемом курсе, структура этой дисциплины, предназначение каждой из частей и их взаимосвязь. Таким образом, дается дальнейшее углубление. Напомним, что общая структура курса и структура ее отдельных частей не должна превышать в одном уровне 9 частей (предпочтительнее, что было не более 7 частей).

В дальнейшем изучаются части этой дисциплины. При необходимости подключаются некоторые элементы других частей.

Дисциплины могут излагаться последовательно, параллельно и последовательно-параллельно. Это зависит от конкретных знаний, которые, необходимо использовать в данный момент. Если для изложения материала данной дисциплины не хватает знаний из другой дисциплины, то изложение данной дисциплины прерывается на время, и даются необходимые понятия из другой дисциплины. При этом желательно показать место вновь введенной дисциплины в изучаемом курсе и кратко его структуру. Далее занятия продолжаются по рассматриваемой ранее дисциплине.

Таким образом, изучаются все отдельные части и их взаимосвязь в системе. Все это представляет собой первый уровень обучения.

На следующих уровнях детально изучается определенная часть, показываются тонкости, которые при первичном рассмотрении были преждевременны и отвлекали бы от главных моментов, усложняя их понимание, или не были бы восприняты, так как включали много нового материала.

Излагаемые таким образом знания автоматически получаются системными, а не мозаичными. Они легче усваиваются, запоминаются и контролируются.

Продемонстрируем изложенную методику послойного изучения предмета на структуре курса ТРИЗ.

3. Пример послойного изложения курса ТРИЗ

Вводная лекция должна показывает ТРИЗ как единую систему. Прежде всего, описываются цели и задачи ТРИЗ. На лекции раскрывается структура и функции ТРИЗ, кратко описываются все ее части. Даются краткие примеры на каждую из частей. Может быть приведена структура наиболее важных частей, например, законов развития технических систем или информационного фонда. Это зависит от количества часов отведенных на вводную лекцию. Прослушав эту лекцию и получив соответствующие раздаточные материалы, слушатель увидит ТРИЗ с "птичьего полета" - получит самые общие представления о теории. Вводная лекция - своего рода путеводителем по курсу ТРИЗ. Если у слушателя нет желания или возможности слушать весь курс, то он сможет составить себе свой план посещения лекций.

В качестве конкретных инструментов, которые слушатель может использовать после вводной лекции, мы, чаще всего, даем простейшие приемы изобретательства (аналогия, инверсия, эмпатия, фантазия). Проводится практика использования этих приемов и дается домашнее задание привести примеры на приемы.

Каждая последующая лекция начинается с проверки домашнего задания (слушатели демонстрируют свои примеры, разборы, заслушиваются краткие сообщения о изученном материале в несколько ином аспекте). Далее описывается цель и структура данной лекции, показывается место этой лекции в изучаемом курсе. Элементы этой структуры рассматриваются в каждой части лекции.

Вторая лекция может, например, открывать раздел курса, посвященный законам развития технических систем. В этом случае на лекции указывается цель изучения законов, их место и значение в общей структуре ТРИЗ, функции, выполняемые законами. Затем излагается основная структура законов развития систем. Дается краткое представление о каждом из законов, показывается их взаимосвязь, приводятся примеры. Один из законов должен быть изложен в таком виде, что его можно использовать, хотя бы частично. По этому закону поводится практическое занятие и дается домашнее задание.

В качестве "отвлечений" на каждой лекции могут использоваться примеры из искусства, анекдоты, демонстрирующие изученный материал, и часть курса развития творческого воображения (РТВ). По изученному методу РТВ проводится практическое занятие и дается второе домашнее задание.

Дальнейшие лекции этого блока должны детально рассмотреть каждый из законов. При этом также ставится цель и задачи данной лекции, показывается взаимосвязь данного закона с другими законами развития технических систем и, если имеется, с другими частями ТРИЗ. Обязательно на каждой лекции проводится практическое задание и дается домашнее задание на один из законов. В завершающем занятии блока проводится обобщение блока. Снова показывается взаимосвязь всех законов, место законов в структуре ТРИЗ, дается практическое занятие по использованию всех законов в целом, например для прогнозирования определенной системы.

Слушатель представляет реферат по данной части, в котором показываются все возможности данного блока. Проводится реконструкция известных решений и решается новая задача. В данном случае показываются тенденции развития конкретной системы, и осуществляется прогноз ее развития.

Систематическое использование законов изменяет мышление человека, приучая его к выявлению тенденций развития систем. Это одна из составных частей Сильного мышления.

Следующий блок лекций может быть посвящен, например, Алгоритму Решения Изобретательских Задач (АРИЗ). Изучение АРИЗ также начинается с постановки целей и задач, которые решает этот метод. Показывается его место в общей структуре ТРИЗ, описываются функции АРИЗ. Прежде чем рассматривать непосредственно текст АРИЗ необходимо изучить систему противоречий и их взаимосвязь и логику. Приводятся примеры на каждый вид противоречия, строится цепочка противоречий и основная линия решения задач по АРИЗ. Решается несколько задач по основной линии. Тщательно изучается логика АРИЗ, решают еще несколько задач, и проводится практикум по этой части. В качестве домашнего задания предлагается решить несколько задач с четким разбором по основной линии решения задач по АРИЗ с указанием четкой логики. Это наиболее важная часть в изучении АРИЗ, поэтому на нее должно быть отведено соответствующее количество часов.

Систематическое использование основной линии АРИЗ изменяет мышление человека, приучая его к выявлению причинно-следственных связей. Это другая составляющей Сильного мышления.

На следующих занятиях этого блока, прежде всего, изучаются способы разрешения противоречий, изучаются другие элементы АРИЗ и решаются задачи по упрощенному АРИЗ. Далее изучается структура АРИЗ-85-В, показываются цели задачи и функции каждой из частей, проводится практика по отдельным частям АРИЗ и, в конце концов, решаются задачи с использованием всех шагов АРИЗ-85-В.

В следующих блоках рассматриваются "вепольный анализ", информационный фонд (стандарты, эффекты, приемы). Параллельно изучаются курс РТВ.

Другие предметы могут быть изучены, если цели занятий предусматривают изучение данного предмета и хватает время на их изучение. К этим предметам можно отнести:

· функционально-стоимостный анализ,

· методы активизации творческого процесса (например, мозговой штурм, морфологический анализ и т.п.),

· системные исследования,

· "диверсионный" метод,

· теория развития творческой личности

· теория развития коллективов и т.д.

Каждый блок рассматривается по указанной технологии.

На заключительном занятие подводятся итоги изучаемого курса, снова показывается взаимосвязь всех элементов, даются рекомендации по улучшению, углублению и расширению знаний в области ТРИЗ, а также советы, как стать профессионалом в ТРИЗ.

На курсах следующей ступени подробно рассмотрен каждый из блоков. Цель дальнейших курсов показать тонкости использования каждой из частей ТРИЗ, расширить и углубить полученные знания, приобрести практический навык использования элементов ТРИЗ.

3. Апробация

Данный метод был опробован автором в течение 30 лет. Использование данного метода и системного подхода в целом при преподавании ТРИЗ, позволило повысить эффективность обучения: получить более прочные знания, умения и навыки у слушателей.

4. Задачи на будущее

Для внедрения описанной методики обучения необходимо разработать и выпустить массовым тиражом: учебно-методические материалы, видеозаписи циклов лекций лучших преподавателей и организовать систему подготовки и переподготовки преподавателей для всех направлений и возрастов.

Заключение

Статья посвящена небольшой, но существенной части системного подхода в преподавании ТРИЗ. Для получения максимального эффекта в овладении ТРИЗ, в преподавании необходимо использовать все элементы системного подхода.