План конспект занятия на тему ТРИЗ «RoboSkills»
план-конспект

Муниципальное автономное учреждение дополнительного образования

«Центр дополнительного образования» г. Мирный

муниципального образования «Мирнинский район» Республики Саха (Якутия)

План конспект занятия

 «RoboSkills»

1. Тема: Вводное занятие. Основы изобретательства и инженерии. Знакомство с ТРИЗ

.

Составитель

Мухин Николай Андреевич

Педагог дополнительного образования

Мирный

2021  

        Тема: Вводное занятие. Основы изобретательства и инженерии. Знакомство с ТРИЗ

        Тип занятия: Урок получения нового знания.

        Вид занятия: Лекция

План занятия:

1. Орг момент
2. Основная часть

- Введение в «RoboSkills»

- Основы изобретательства и инжинерии

- Триз

3. Рефлексия
4. Подведение итогов

Содержание занятия

1. Орг момент

Знакомство. Заполнение журнала поименно. Ознакомление с планом урока

2. Основная часть

- Введение в «RoboSkills»

Дополнительная общеобразовательная программа робототехнического моделирования спортивная робототехника «RoboSkills» относится к программам технической направленности и предусматривает развитие творческих способностей детей, формирование начальных технических ЗУНов, а также овладение «soft» и «hard» компетенциями.

- Основы изобретательства и инженерии.

Инженерное дело, инженерия (от фр. ingénierie ← от лат. ingenium — «искусность» и лат. ingeniare — «изловчиться, разработать» — «изобретательность», «выдумка», «знания», «искусный») также инженерная деятельность, инженерно-техническая деятельность, инженерное искусство — область технической деятельности, включающая в себя целый ряд специализированных областей и дисциплин, направленная на практическое приложение и применение научных, экономических, социальных и практических знаний с целью обращения природных ресурсов на пользу человека.

Целями инженерной деятельности являются изобретение, разработка, создание, внедрение, ремонт, обслуживание и/или улучшение техники, материалов или процессов.

Инженерное дело тесно переплетается с наукой, опираясь на постулаты фундаментальной науки и результаты прикладных исследований. В этом смысле оно является отраслью научно-технической деятельности

- Триз

Теория решения изобретательских задач, или ТРИЗ, — набор методов решения технических задач и усовершенствования технических систем.

Идея ТРИЗ заключается в том, что разные технические задачи иногда решаются одними и теми же методами. Основу ТРИЗа составляют 40 общих изобретательских приёма, 76 стандартных шаблонов решений и несколько других идей. Для решения конкретной задачи пользователи ТРИЗа приводят задачу к обобщённому виду, обобщённую задачу пытаются решить подходящим общим методом, а позднее возвращаются к конкретной задаче и к ней пытаются применить найденное решение.

Г. С. Альтшуллер

Первая версия ТРИЗа была разработана советским инженером-изобретателем Генрихом Альтшуллером, который работал в патентном бюро и там проанализировал 40 тысяч патентов в попытке найти закономерности в процессе решения инженерных задач и появления новых идей. Работа над ТРИЗом была начата Альтшуллером в 1946 году, первая публикация была выпущена им и Рафаэлем Шапиро в 1956 году.

В это время развитие ТРИЗа происходило не в рамках науки, рецензирование статей и научный метод не применялись, место полноценной научной дискуссии занимали активная общественная деятельность по популяризации ТРИЗа, публикация книг и проведение учебных семинаров. Так, Альтшуллер сам проводил занятия по ТРИЗу в 1948—1998 годах, а до 1970-х годов обучение ТРИЗу проходило преимущественно на экспериментальных семинарах.

В советский период дискуссия вокруг ТРИЗа не выходила за рамки закрытой группы его создателей, потенциальные изменения в ТРИЗе одобрялись лично Альтшуллером. Несмотря на это, ТРИЗ использовался на практике — в СССР.

В 1990-х годах ТРИЗ стал известен за пределами бывшего СССР, в том числе он начал применяться некоторыми международными компаниями, самый известный пример из которых — Samsung. Эта компания активно использует его при создании инноваций.

В 2000-х годах по ТРИЗу стали появляться научные статьи, однако он продолжает оставаться малоизвестным в академических кругах. Например, в технологических университетах, занимающих 30 первых мест по рейтингу QS World University Rankings, из 294 курсов, посвящённых инженерному проектированию и разработке новых продуктов, только два упоминают ТРИЗ в своей учебной программе.

С одной стороны, ТРИЗ называют одним из наиболее развитых и результативных наборов методов, помогающих на начальном этапе инженерной деятельности; в то же время отмечается ограниченное применение ТРИЗа промышленными компаниями, а также слабая связь ТРИЗа с наукой.

Изобретательская ситуация и изобретательская задача

По мнению Альтшуллера, первый шаг на пути к изобретению — переформулировать ситуацию таким образом, чтобы сама формулировка отсекала бесперспективные и неэффективные пути решения. После этого можно переформулировать изобретательскую ситуацию в стандартную мини-задачу: «согласно ИКР(Идеальный конечный результат), всё должно остаться так, как было, но либо должно исчезнуть вредное, ненужное качество, либо появиться новое, полезное качество». Основная идея мини-задачи в том, чтобы избегать существенных (и дорогих) изменений и рассматривать в первую очередь простейшие решения.

Формулировка мини-задачи способствует более точному описанию задачи:

• Из каких частей состоит система, как они взаимодействуют?
• Какие связи являются вредными, мешающими, какие — нейтральными, и какие — полезными?
• Какие части и связи можно изменять, и какие — нельзя?
• Какие изменения приводят к улучшению системы, и какие — к ухудшению?

Противоречия

После того, как мини-задача сформулирована и система проанализирована, согласно теории Альтшуллера, должно обнаруживаться, что попытки изменений с целью улучшения одних параметров системы приводят к ухудшению других параметров. Например, увеличение прочности крыла самолёта может приводить к увеличению его веса, и наоборот — облегчение крыла приводит к снижению его прочности. В системе возникает конфликт, противоречие.

ТРИЗ выделяет 3 вида противоречий (в порядке возрастания сложности разрешения):

• административное противоречие: «надо улучшить систему, но я не знаю как (не умею, не имею права) сделать это». Это противоречие является самым слабым и может быть снято либо изучением дополнительных материалов, либо принятием административных решений.
• техническое противоречие: «улучшение одного параметра системы приводит к ухудшению другого параметра». Техническое противоречие — это и есть постановка изобретательской задачи. Переход от административного противоречия к техническому резко понижает размерность задачи, сужает поле поиска решений и позволяет перейти от метода проб и ошибок к алгоритму решения изобретательской задачи, который либо предлагает применить один или несколько стандартных технических приёмов, либо (в случае сложных задач) указывает на одно или несколько физических противоречий.
• физическое противоречие: «для улучшения системы какая-то её часть должна находиться в разных физических состояниях одновременно, что невозможно». Физическое противоречие является наиболее фундаментальным, потому что изобретатель упирается в ограничения, обусловленные физическими законами природы. Для решения задачи изобретатель должен воспользоваться справочником физических эффектов и таблицей их применения.

Система приёмов

ТРИЗ включает список из 40 основных приёмов. Работа по составлению списка таких приёмов была начата Г. С. Альтшуллером ещё на ранних этапах становления теории решения изобретательских задач. Эти приёмы показывают лишь направление и область, где могут быть сильные решения. Конкретный же вариант решения они не выдают. Эта работа остаётся за человеком.

Система приёмов, используемая в ТРИЗ, включает простые и парные (приём-антиприём).

Простые приёмы позволяют разрешать технические противоречия. Среди простых приёмов ТРИЗа наиболее популярны 40 основных (типовых) приёмов (вместе с подприёмами — более 100).

Парные приёмы состоят из приёма и антиприёма, с их помощью можно разрешать физические противоречия, так как при этом рассматривают два противоположных действия, состояния, свойства.

Стандарты на решение изобретательских задач

Стандарты на решение изобретательских задач представляют собой комплекс приёмов, использующих физические или другие эффекты для устранения противоречий или их обход. Это своего рода формулы, по которым решаются задачи. Для описания структуры этих приёмов Альтшуллером был создан вещественно-полевой (вепольный) анализ.

Система стандартов состоит из классов, подклассов и конкретных стандартов. Она включает в себя 76 стандартов. С помощью этой системы предлагается не только решать, но и выявлять новые задачи и прогнозировать развитие технических систем. Основные классы стандартов[9]:

1. Стандарты на изменение систем
2. Стандарты на обнаружение и измерение систем
3. Стандарты на применение стандартов

Технологические эффекты[править | править код]

Технологический эффект — это преобразование одних технологических воздействий в другие. Могут требовать привлечения других эффектов — физических, химических и т. п.

Физические эффекты

Химические эффекты

Биологические эффекты

Математические эффекты

Вещественно-полевой (вепольный) анализ

Веполь (вещество + поле) — модель взаимодействия в минимальной системе, в которой используется характерная символика.

Г. С. Альтшуллер разработал методы для анализа ресурсов. Несколько из открытых им принципов рассматривают различные вещества и поля для разрешения противоречий и увеличения идеальности технических систем.

Ещё одна техника, которая широко используется сторонниками ТРИЗа, заключается в анализе веществ, полей и других ресурсов, которые не используются, и которые находятся в системе или рядом с ней.

Алгоритм решения изобретательских задач

Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) — пошаговая последовательность действий по выявлению и разрешению противоречий в решаемой задаче. Алгоритм позволяет отбросить множество неподходящих или слабых вариантов решения, которых для некоторых задач может быть больше миллиона. Сам алгоритм состоит примерно из 85 шагов, в зависимости от версии алгоритма. АРИЗ включает:

• собственно программу,
• информационное обеспечение, питающееся из информационного фонда
• методы управления психологическими факторами, которые входят составной частью в методы развития творческого воображения.

Метод мозгового штурма

Метод мозгового штурма (мозговой штурм, мозговая атака, англ. brainstorming) — оперативный метод решения задач, в котором участники обсуждения генерируют максимальное количество решений задачи, в том числе самые фантастические и глупые. Затем из полученных вариантов выбираются самые лучшие решения, которые могут быть использованы на практике. Включает этап экспертной оценки. В развитом виде предполагает синхронизацию действий участников в соответствии с распознаваемой ими схемой (образом) оцениваемого процесса.

Изобретён в конце 30-х годов копирайтером и одним из основателей агентства BBD&O Алексом Осборном, который описал его в своей книге «Прикладное воображение.

Одним из продолжений метода мозгового штурма является метод синектики.

Этапы и правила мозгового штурма

Правильный мозговой штурм включает 3 этапа:

1. Предварительный этап — Постановка проблемы. На этом этапе, четко формулируется задача, отбираются участники штурма, определяться ведущий и распределяются прочие роли участников в зависимости от задачи и выбранного способа проведения штурма.
2. Основной этап — Генерация идей. На этом этапе генерируются варианты решения задачи. Для максимальной эффективности, в процессе генерации важно соблюдать несколько правил:

• Главное — количество идей. Не делайте никаких ограничений.
• Полный запрет на критику и любую оценку идей, включая положительную, так как оценка отвлекает от основной задачи и сбивает ритм работы и творческий настрой.
• Необычные и даже абсурдные идеи приветствуются.
• Комбинируйте и улучшайте любые идеи.

3. Экспертный этап — Группировка, отбор и оценка идей. На этом этапе хаотичные идеи классифицируются, анализируются и оцениваются. Этот этап позволяет выделить наиболее ценные идеи и дать окончательный результат мозгового штурма. Качество экспертного этапа напрямую зависит от строгости и однообразии критериев отбора идей у участников. Часто этот этап пропускается, и участники просто выбирают понравившийся им вариант.

Ролевая игра: Мозговой штурм.

Деление на 2 группы.

1. Постановка проблемы. К Вам обратился владелец компании по печати газет с рекламой. У него спад продажи, в связи с появлением конкурента. На прилавках лежит две газеты с одинаковым содержанием по одной цене. Как увеличить продажи и вытеснить конкурента с рынка.
2. Генерация идей.
3. Отбор максимально выгодной идеи.

Презентация решений

3. Рефлексия

Как зовут основателя ТРИЗ

В каком году основан ТРИЗ

Приведите пример противоречия

4. Подведение итогов

Выведение оценок.