О ТРИЗ-ТЕХНОЛОГИЯХ ЧЕРЕЗ ОБЫЧНЫЙ МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ ЯЩИК

Демонстрируется известный способ обобщения материала, который открывает новые возможности известных моделей ТРИЗ

Удачный педагогический опыт Дмитрия Ивановича Менделеева, который привёл к созданию всемирно известной одноименной таблицы, автору настоящих строк не даёт покоя. Поэтому при подготовке к занятиям часто используются всевозможные таблицы, иногда их применение даёт сферхэффект. Здесь приводятся два примера: фрагмент анализа модели задачи по АРИЗ-85-В и табличное оглавление раздела РТВ "Фантастическая математикиа".

Изучение противоречий с использованием таблиц

В технических, физических противоречиях, в ИКР основную смысловую нагрузку несут ключевые слова, такие как изделие, инструмент, главная функция, дополнительная функция, состояния инструмента, свойство и антисвойство оперативной зоны. Первые два ключевых слова хорошо объяснены автором в [1] и адаптированы на школьный контингент во [2]. Поэтому изделие и инструмент в таблицах не фигурируют.

Обычное техническое противоречие условно выглядит так:

ТП1: Сильный инструмент обрабатывает изделие, но портит его.

ТП2: Слабый инструмент не обрабатывает изделие, зато не портит его.

В таблицу вносим только выделенные курсивом ключевые слова. Затем были добавлены ключевые слова физических противоречий и микро физических противоречий. В результате получилась такая таблица ключевых слов.

Таблица ключевых слов

Обозначения:

По вертикали (слева направо)

Противоположные состояния инструмента: "с" и "- с";

ИКР=( Г,Д), соответственно: идеальный конечный результат, главная функция, дополнительная функция;

НЭ - нежелательные эффекты, "-Д" - не выполняется дополнительная функция, "-Г" - не выполняется главная функция;

ФП= (С,-С) - ключевые слова физического противоречия: С - свойство, "-С" - антисвойство;

мФП= (мС, -мС) - ключевые слова микроФП, мС - микросвойство, "-мС" - антимикросвойство.

По горизонтали (сверху вниз):

Состояния, ИКР,НЭ, ФП, мФП;

При состоянии "с" существует техническое противоречие ТП1=(Г,-Д), для выполнения функции Г необходимо свойство С, для выполнения свойства С необходимо свойство частиц мС;

При состоянии "-с" существует техническое противоречие ТП2=(Д,-Г), для выполнения функции Д необходимо свойство "-С", для выполнения свойства "-С" необходимо свойство частиц "-мС".

Построение таблицы для анализа изобретательской задачи

Как правило, из условия задачи известны главная (Г) и желаемая дополнительная (Д) функции и изделие. В таблицу вносятся формально невыполняемые функции ("-Г", "-Д"). Часто в условии можно обнаружить хотя бы одно из состояний инструмента, например "с", тогда формально вписывается и противоположное свойство "-с".

Для удовлетворения ИКР необходимо построить физическое противоречие. Его ключевые слова, свойство С и антисвойство "-С", вписываются в графу ФП.

Для удовлетворения совмещения в оперативной зоне свойства и антисвойства (С, -С) необходимо построить физическое противоречие для частиц. Его ключевые слова, микросвойство мС и анти-микросвойство "-мС", вписываются в графу мФП.

Пример 1. Змеевик с шипами

Чтобы изготовить змеевик, трубу наматывают на более жёсткую трубу (цилиндр, оправку). Надо изготовить змеевик с шипами. При наматывании трубы с шипами на этот цилиндр (оправку) шипы мнутся, ломаются. Если цилиндр сделать из более мягкого материала, то труба не согнётся, сгибаться может начать цилиндр. Как быть?

Дана ТС для наматывания змеевиков, состоящая из оправки и трубы с шипами.

ТП1: Жёсткая оправка наматывает трубу, но ломает шипы.

ТП2: Мягкая оправка не наматывает трубу, за то не ломает шипы.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить наматывание змеевика с шипами без поломки шипов.

ФП для минизадачи

Для предотвращения поломки шипов оправка должна быть мягкой, и она должна быть твёрдой для наматывания трубы.

мФП для минизадачи

Чтобы в ОВ в ОЗ оправка была мягкой, частицы ОЗ должны быть проницаемы для шипов (слабо связаны) и непроницаемы для трубы (жёстко связаны).

Пример 2: Запайка ампул.

После заполнения ампулы лекарством нужно запаять капилляр. Сделать это нужно осторожно, чтобы не нагреть лекарство. Ампулы устанавливают в кассету, пять рядов по пять ампул, капиллярами вверх. Подводят групповой нагреватель, и над каждым капилляром оказывается горелка. Схема простая, но капризная: чуть длиннее пламя у какой-нибудь горелки - лекарство в ампуле перегреется, испортится, чуть короче пламя - капилляр останется не запаянным. Даже при идеально ровном пламени много брака: "недодержал" ампулы - и некоторые не запаялись, "передержал"- и где-то испортилось лекарство... Как же быть?

Дана ТС для запайки ампул, состоящая из ампул с лекарством и пламени.

ТП1: Сильное пламя запаивает ампулы, но портит лекарство.

ТП2: Слабое пламя не портит лекарства, но и не запаивает ампулы.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить запаивание капилляра без порчи лекарства..

ФП для минизадачи:

Для предотвращения перегрева лекарства в зоне лекарства должно быть холодно, и должно быть жарко в зоне капилляра для сохранения процесса запаивания капилляра.

Пример 3. Отбивание мяса.

Студент кулинарного техникума выполнял домашнее задание: изготовление отбивной котлеты. Процесс отбивания котлеты - процесс ручной с использованием инструментов - деревянного молоточка и доски. Надо молоточком отбить (расплющить) кусок мяса, при этом, сохранив его целостность, а также не забрызгать окружающие предметы и свою одежду. При разбрызгивании мяса безвозвратно расходуется сырьё (мясо), загрязнённые места требуют очистки, на что расходуются моющие средства, а сами предметы изнашиваются от излишнего трения и химического взаимодействия с моющими средствами.

Если слабо отбивать котлету, то отбивание будет некачественным, а, следовательно, котлеты жёсткими и невкусными. Кроме того, во всех перечисленных случаях сердится мама. Как быть?

Дана система для отбивания мяса, состоящая из молотка с доской и мяса.

ТП1: Сильный удар отбивает мясо, но разбрызгивает его.

ТП2: Слабый удар не разбрызгивает мясо, но и не отбивает его.

Необходимо при минимальных изменениях в системе отбить мясо, не разбрызгивая.

ФП для минизадачи:

Для предотвращения разбрызгивания мяса необходимо, чтобы оперативная зона около мяса была не проницаема для брызг. Для отбивания мяса оперативная зона должна быть проницаема для удара молотка.

В приведённых примерах ключевые слова выделены курсивом. В результате легко заметить, что:

1. Ключевые слова технических противоречий легко преобразуются в технические противоречия: сильный, отбивает, разбрызгивает → Сильный удар отбивает мясо, но разбрызгивает его.

2. Чтобы сформулировать ФП достаточно закрыть линейкой вертикаль НЭ: то, что написано справа от линейки, необходимо для того, что написано слева от линейки. Отбивает - проницаема, не разбрызгивает - не проницаема. → ФП: Для предотвращения разбрызгивания мяса необходимо, чтобы оперативная зона около мяса была не проницаема для брызг. Для отбивания мяса оперативная зона должна быть проницаема для удара молотка.

3. Чтобы сформулировать мФП, надо рассматривать только 4 и 5 колонки таблицы. Для получения свойств ФП надо иметь определённые свойства мФП, т.е. то, что хотим получить в левой колонке (4), будет тогда, когда обеспечим микросвойства в правой колонке (5).

Жёсткая - непроницаемы, мягкая - проницаемы. → ФП: Чтобы в ОВ в ОЗ оправка была мягкой, частицы ОЗ должны быть проницаемы для шипов (слабо связаны) и непроницаемы для трубы (жёстко связаны).

Выводы

1. Здесь показано, что использование предложенной таблицы ключевых слов помогает при проведении анализа задачи, конкретно, для формулирования технических и физических противоречий.

2. Есть ещё одно достоинство таблицы - таблица предоставляет готовую информацию для картотеки учебных задач. Для преподавателя удобно иметь анализ задачи в ключевых словах. Это даёт возможность по опорам - ключевым словам - быстро восстановить в памяти суть анализа.

Примечание.

Тот же принцип использования только ключевых слов применён в статье "Простой АРИЗ" [3]. Сочетание предлагаемого здесь материала и анализа по "рожице" в работе [3] показано в работе [4].

Морфологическая таблица - оглавление

В конце семидесятых годов Злотин Б.Л. и Литвин С.С. разработали специально для учащихся профессионально технических училищ (ПТУ) курс развития творческого воображения (РТВ) [5]. В начале восьмидесятых курс был значительно усовершенствован и развит Литвиным Семёном Соломоновичем [6]. К системным методам, автором которых был Г.С.Альтшуллер, прибавились так называемые "тризовские " методы, например прямой и обратный методы Гамлета. Особое место занимает "Фантастическая математика". Методы этой группы условно названы так, поскольку в названиях отдельных методов присутствуют слова, имеющие отношение к математике: "сложение", "вычитание", "умножение", "обмен". Авторы предположили, что складывать умножать, вычитать можно любые объекты, например, предметы, процессы, идеи, свойства, законы.

Те варианты методов, которые при этом получатся, можно свести в таблицу.

По существу, получилось табличное оглавление этого раздела РТВ:

Фантастическая математика

Объекты изменения Способ изменения	Предметы Пространственные системы	Процессы Временные системы	Идеи Потенциальные системы	Свойства Характеристики, качества, параметры	Законы Правила, ограничения
	Объединение предметов. МА. Бином фантазии.	Объединение процессов.	Объединение идей	Сложение свойств	Объединение законов
	Добавки предметов, букв, слов, цифр	Добавление процесса	Добавление идеи	Добавление нового свойства	Введение нового закона
	Вычитание предметов. ВПР. Идеальный конструктор	Вычитание процесса	Вычитание идеи	Вычитание свойств. Латентные свойства - метод Робинзона Крузо	Вычитание закона
	Умножение предметов	Умножение процесса	Умножение идей	Умножение свойств. МЧО. РВС	Умножение законов
	Обмен предметами	Замена процессов	Обмен идеями	Обмен свойствами. МФО. МВО	Обмен законами
2?→5!	Изменение оценки предметов	Изменение оценки процессов: метод Паука	Изменение оценки идеи.100% брак. Дискредита-ция идеи. Диверсиионка.	Изменение оценки свойств.Метод Колумба.	Изменение оценки закона.
Тождество ≡	Аналогичные предметы. Синектика - простая аналогия.	Аналогичные процессы. Синектика - простая и личная аналогии. ММЧ.	Аналогичные идеи. Задачи-аналоги. Синектика - фантастическая аналогия.	Аналогичные свойства. Синектика - символическая аналогия.	Аналогичные законы

По вертикали в таблице расположены названия методов:

объединение, добавка, вычитание, умножение, обмен, изменение оценки, тождество.

По горизонтали располагаются объекты изменения:

Предметы, процессы, идеи, свойства, законы.

Обозначения, сокращения:

"+" - объединение, Δ - добавка, "?" - вычитание, х - умножение, ↔ - обмен, 2?→5! - изменение оценки, ≡- тождество (аналогия), МА - морфологический анализ, ВПР - вещественно-полевые ресурсы, МЧО - метод числовой оси, РВС - оператор РВС (размер-время-стоимость). МФО - метод фокальных объектов, МВО - метод взаимного объекта классов объектов.

Обратим внимание на выделенные жирно слова и сокращения внутри таблицы. Многие из них были придуманы авторами "фантастической математики", такие как: метод Робинзона Крузо, метод Паука, метод Колумба, МЧО. Зато МА, МФО, ВПР, Диверсионка - попали сюда позже. Нижнего ряда "аналогии" раньше не было, предложено автором этой работы.

При изучении МА с детьми обычно предлагают задачу, типа, как семью красками нарисовать много цветных различных карточек. Строят квадратную таблицу вроде футбольной и рассматривают каждую пару компонентов, какой цвет можно из пары красок получить. Объединение предметов по биному фантазии Дж.Родари [7] тоже предполагает объединение двух предметов с целью на этой почве пофантазировать. Получается, что две большие темы объединились в одной клеточке. Можно их объединить и в одном уроке или в одном цикле уроков. Кроме того, это совпадает с принципом объединения для разрешения технических противоречий. Получается, любые "объединения" и "разделения" как антиприёмы могут быть собраны в одну тему. Это очень существенно, когда в программе не хватает времени на полноценное изучение ТРИЗ и РТВ.

МФО, который обычно изучается в теме "Методы активизации творчества", может быть логично изучен в разделе "Фантастическая математика". Уже заметно, что автор пытается отказаться от методов активизации творчества в детских курсах ТРИЗ. Зачем? Дело в том, что при перестраивании "железного" ТРИЗ на педагогические рельсы этот раздел был автоматически перенесён из программ для обучения методам технического творчества инженеров. По политическим, тактическим и другим причинам 40 лет назад иначе поступить было невозможно. Настало время хотя бы в детских программах от этого "исторического наследия" отказаться. А что осталось? Синектика. В нашу таблицу попала и синектика (нижний ряд). Автор предполагает, что математическое понятие "тождество" может образно характеризовать большую группу методов РТВ - аналогии. Имеет право на существование широкий раздел "Аналогии", куда обязательно, как часть войдёт синектика, но кроме неё тризовские "задачи-аналоги", бионика, метод маленьких человечков.

"Диверсионка" появилась позже, чем был разработана обсуждаемая здесь фантастическая математика. Много клеточек в таблице осталось без броских названий. Надо подумать. Возможно, ещё есть неучтённые методы в РТВ и ТРИЗ, которые не попали в эту таблицу, а по логике вещей должны там быть.

Выводы

1. Предложенная таблица является наглядным оглавлением раздела "Фантастическая математика"

2. Таблица подсказывает идею объединения некоторых разделов программы для экономии времени.

Разработаны и другие таблицы по курсу ТРИЗ и РТВ. Надо стремиться, чтобы таблица не просто давала системное представление о материале, но и подсказывала некоторые пути исследования задачи или совершенствования преподавания, т.е. добиваться сверхэффекта.

Литература

1. Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. - 3-е изд., дополненное. - Петрозаводск: Скандинавия, 2003. с.240.

2. Пчёлкина Е.Л. Стихи при изучении ключевых понятий ТРИЗ. В кн. Учителям о ТРИЗ. Выпуск 3. Сборник методических материалов по преподаванию теории решения изобретательских задач в школе / Сост. Крячко В.Б. - СПб ,1999. с.140-153.

3. Крячко В.Б. Простой АРИЗ. В кн. Учителям о ТРИЗ. Выпуск 4. Сборник методических материалов по преподаванию теории решения изобретательских задач / Сост. Крячко В.Б. - СПб. 2001. с.71-80.

4. Крячко В.Б. Таблица ключевых слов. В кн. Учителям о ТРИЗ . Выпуск 5. Сборник методических материалов по преподаванию теории решения изобретательских задач в школе / Сост. Крячко В.Б., - СПб , 2004. с.70-73.

5. Злотин Б.Л., Литвин С.С. Курс РТВ для учащихся профтехучилищ. В сб. Учебно-методические материалы по основам технического творчества для средних профтехучилищ. - Ленинград: ВНИИ ПТО,1979.

6. Литвин С.С. Развитие творческого воображения. Учебнометодическое пособие для инженеров и изобретателей. - Ленинград. 1981. с.98. Рукопись.

7. Родари Дж. Грамматика фантазии, - М: Дет.лит.,1979.

Возврат к Доклады на конференции "MATRIZ Fest 2005"