Применение на уроках истории теории решения изобретательских задач
статья по истории

Доклад

Применение на уроках истории теории решения изобретательских задач (ТРИЗ)

История попыток создать науку о творческом мышлении человека насчитывает века. Основы науки о мышлении были заложены Аристотелем ещё в 4 веке до н.э. Решение изобретательских задач – один из древнейших видов человеческой деятельности.

Психологи различают два типа мышления: конвергентное (закрытое, нетворческое) и дивергентное (открытое, творческое). Тип личности с преобладанием конвергентного мышления называют «интеллектуальным», дивергентного – «креативным». Интеллектуал готов решать задачи весьма сложные, но уже кем-то до него поставленные и имеющие известные способы решения, - так называемые «закрытые задачи». Креатив же способен сам видеть и ставить задачи, стремиться за рамки узко поставленного условия. Безусловно, каждый человек обладает двумя видами способностей, но в различной степени.

Задачи учителя – развить в каждом ученике креативные способности, научить решать творческие задачи. Диапазон творческих задач необычно широк – от решения головоломки до изобретения нового механизма. Для решения этих задач нужна наблюдательность, умение сопоставлять и анализировать, комбинировать, находить связи и зависимости, закономерности – все то, что в совокупности и составляет творческие способности.

Г.С. Альтшуллер и другие исследователи выявили следующие шесть взаимосвязанных качеств творческой личности:

1. наличие общественно – полезной цели

2. наличие программы (или пакеты программ) достижения поставленной цели и контроля за выполнением этой программы.

3. желание и осуществление огромного объёма работы по выполнению намеченных планов (работоспособность).

4. владение техникой решения задач, которые встречаются на пути к цели.

5. способность отстаивать свои идеи, выносить общественное непризнание, непонимание выбранного пути, умение «держать удар», хранить верность цели.

6. соответствие достигнутых результатов (результативность).

Выявленная система качеств – это начальная разработка алгоритма таланта. Творческий режим доступен каждому человеку. Достаточно обычных способностей, обычной памяти, обычных знаний, чтобы включиться в творчество. Существует множества методов, способствующих развитию креативности: «метод проб и ошибок», «мозговой шторм», французское движение ЖФЭН и другие. Долгое время единственным инструментом решения творческих задач, был «метод проб и ошибок». Суть его заключается в последовательном выдвижении и рассмотрении всевозможных вариантов решения: если выдвинутая идея оказывается неудачной, её отбрасывают, а затем выдвигают новую. Правил выдвижения идей нет, в принципе может быть выдвинута любая идея, даже нелепая. На поиски какого-то решения могут уйти годы, даже жизнь.

В начале века резко возросла потребность в регулярном решении творческих задач, что привело к появлению многочисленных методик: «мозгового штурма», «синектики», «метода контрольных вопросов». Суть всех этих методов – повышение интенсивности генерации идей и перебора вариантов. Основной недостаток – затрачивается много энергии на анализ и выбор наилучшего варианта.

Лучше всего творческие задачи решаются с использованием ТРИЗ (теория разрешения изобретательских задач). Создавалась эта теория в середине 20 века, основы её заложил инженер и писатель Генрих Саулович Альтшуллер с самого начала поставил задачу иначе: «Как без сплошного перебора вариантов выходить на сильные решения проблемы?». Решать эти задачу позволяют: А) механизмы планомерного преобразования проблемы в образ будущего решения. Б) механизмы подавления психологической инерции, препятствующей поиску решений. С) обширный информационный фонд. Д) специальные упражнения курса развития творческого воображения (РТВ).

Эти принципы лежат в основе ТРИЗ.

Первое знакомство с основами ТРИЗ нужно начинать с решения простейших изобретательных задач. Позже вводятся приемы АРИЗ (алгоритма решения изобретательских задач). Приема устранения противоречий насчитывается около полусотни, и, конечно, все их изучить на уроках невозможно, но можно использовать самые распространенные.

Приведем примеры некоторых приемов и методов ТРИЗ.

1. лингвистические кубики

Известно, что в момент творческого подъёма у человека работают одновременно оба полушария: левое – логическое и правое – эмоциональное. Этот факт показывает, как важно иметь в равной степени развитые и тренированные как логические, так и эмоциональные мозговые центры.

Перед проведением урока делаем заготовку. Берем из текста небольшой логически завершенный отрывок и разрезаем на отдельные слова. Перемешиваем. Задача: из энтропийного множества элементов создать целое путем наведения связей.

В процессе этого простенького с виду упражнения заключена сложнейшая мыслительная работа по синтезу и общению. Во время синтеза наводятся связи между словами. В процессе обобщения происходит наведение связей между словами. В процессе обобщения происходит наведение связей между смысловыми оттенками с последующим объединением в их общей идеей -0 образе или сюжете.

2. «окончить начатое».

На доске пишется начало, какой-либо остроумной фразы и обрывается на самом интересном месте. Задача: её продолжить. На обдумывание окончания каждый фразы давалось не боле 3 минут. Желающие зачитывают окончание, а потом для сравнение с контрольным ответом зачитывается вся фраза в том виде, в каком она написана автором.

Например: Кто не умеет притворяться, тот (не умеет царствовать). Людовик 11.

Государство – это…(я) Людовик 14.

3. блиц – сочинение.

Упражнение, представляющее собой продолжение с какого-либо бессмысленной, абсурдной фразы или нескольких фраз, которые даются как заголовки. Жанр сочинений любой. Это может быть рассказ, философское эссе, поток ассоциаций, выливающимся в какой-то образ.

Например: Локон коснулся  меня. Я открыл глаза, рядом со мной стояла Медуза Горгона.

4. образ противоречия.

Искусство как и язык, заставляет работать одновременно и логику и видение образа. Необходимо заметить, что критерием художественности (истинности) образа в искусстве считается наличие в произведении противоречия с одновременным (в записи) преодолением конфликта на полотне или с преодолением конфликта  уже в сознании зрителя.

На уроке дается репродукция с какой-либо известной  картины. Через 2-3 минуты учащие должны найти противоречия, которые заложил художник сознательно или несознательно в своем произведении. Как решено это противоречие или устранено?

Например: унизиться или пойти на костер? Такое противоречие возникло у талантливейшего художника Кранаха - младшего, когда он получил заказ написать портрет кардинала Бранденбургского – одного из страшнейших людей своего времени. Кардинал должен быть изображен в своем кабинете с Библией и распятием (с фигурой Христа на кресте). Написать кардинала таким, каков он есть, нельзя, но и пойти против своей совести тоже нельзя. Как быть? Как не изображая черты характера на лице человека, показать, что, он очень жесток.

Выслушав  ответы учащихся, дать решение художника.

Кранах-младший столкнулся с сильнейшим противоречием и преодолел его. Он сделал наоборот: не кардинала изобразил жестоким, а нарисовал несчастным того, на кого кардинал смотрел (использовал посредника). Кардинал изображен с обычным лицом. Он смотрит на распятие. Фигурка Христа на распятии нарисована затравленной, перепуганной, жалкой, что становится ясно – на него  смотрит очень злой человек.

5. пиктограммы.

В последние годы в городах и на дорогах чаще встречаются вывески-пиктограммы, четкие и лаконичные. Если нарисован батон, ясно – здесь булочная, если вопросительный знак – справочное бюро. Пиктограмма дает точную и бытовую визуальную информацию, помогает ориентироваться в чужом городе. Но при одном условии: если графический образ точно соответствует изображаемому объекту.

Сущность упражнения заключается в лаконичном изображении на бумаге какого-либо абстрактного понятия или термина. Этот урок проводится, когда необходимо закрепить пройденный материал или проверить усвоение важных опорных понятий теории.

6. системный подход.

С самого рождения ребенок, испытывая на себе различные природные и общественные воздействия, задает нам свои тысячи «почему?». У него желания исследовать и экспериментировать, еще велики, и, если в ответ на свои тридцать три вопроса в час (нормальный ребенок) он слышит столько же «отстань, мне некогда», это желание со временем пропадает. Ребенок постепенно теряет интерес ко всему окружающему, создает свой замкнутый мир, общаясь с остальными только по необходимости. Рассеивается его любознательность и любопытство, растет безразличие и пассивность. А если внешний мир еще и достаточно навязчив и настойчив в своих нравоучениях (ты должен, ты обязан), то у ребенка появляется еще и агрессивность! И тогда, в конце концов, мы получаем нормального (как мы считаем) человека.

Но мы уже убили в нем творческую личность. Попробуем предотвратить эту катастрофу, использовав один из инструментов ТРИЗ – системный подход, раскрывающий структуру элементов объекта, их внутренние и внешние связи, сводящий все знания об объекте в единое целое.

Системой называется некоторое множество взаимосвязанных  элементов, обладающих свойствами, не сводящимися к свойствам отдельных элементов. Можно выделить следующие системные подходы:

А) компонентный

Б) структурный

А. компонентный подход. Изучаем наличие в системе подсистемы и надсистемы. Или иначе – определяем состав системы и то, частью чего она является. Например: система каменный век имеет надсистему палеолит и подсистему ранний, поздний палеолит.

Б. структурный подход. Изучает взаимное расположение подсистем, связи между ними в пространстве  и во времени. Графически она будет выглядеть как корни астения. Например: государство(написать его признаки)

7. прием «сделать наоборот»

Один из самых распространенных в изобретательстве.

А) вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществлять обратное действие;

Б) сделать движущуюся часть объекта неподвижной. А неподвижную движущейся

В) перевернуть объект «вверх ногами», вывернуть его.

Закрепить знания об этом приеме и его возможностях можно на примерах нескольких известных открытий:

1) Джордано Бруно предположил, что не Солнце движется вокруг Земли, а Земля вокруг Солнца, и оказался прав, хотя это предположение стоило ему жизни;

2) Микеланджело был одним из руководителей флорентийского восстания, которое было жестоко подавлено герцогом Медичи. Все руководители восстания были казнены, только  одному Микеланджело сохранили жизнь но подвергли не менее жестокому испытанию: папа римский потребовал от него построить капеллу Медичи, внутри которой должны располагаться скульптурные портреты герцогского семейства. Делать обычные скульптуры значило для Микеланджело увековечить память своего врага – тупого деспотичного вельможи, а сделать с него карикатуру – нельзя, тогда его просто уничтожат. Угодничать противно, но и открыто издеваться тоже нельзя – вот вам налицо сильнейшее противоречие. Как следовало поступить Микеланджело? (делаем наоборот).

Скульптура должна быть искаженной, чтобы пародировать Медичи, и не должна быть искаженной, чтобы не вредить скульптору. Микеладжело придал скульптурам идеально правильные лица и усадил их в позы мыслителей. Современники, знавшие кривые лица и глупость Медичи, сразу понимали, в чем дело.

8.   «изменения агрегатного состояния объекта» (фазовые переходы)

Сюда входят не только простые переходы, например, от твердого к жидкому, но и переходы к «псевдосотояниям» и промежуточным состояниям, например, использование эластичных твердых тел студнеобразных, газированных, растворов и т.д. Например: прочитав параграф о структуре и устройстве средневековых городов, представить графически любой город. Точных данных о толщине, количестве защитных сооружений нет. Даются общие для всех условия: цитадель, бани, фонтан, ратуша.

9. принцип вынесения.

Отделить от объекта «мешающую» часть (мешающее свойство) или наоборот, выделить единственную нужную часть или нужное свойство.

ТРИЗ получила распространение в США, Великобритании, Японии, России и других странах.

На сегодняшний день идеи и методы ТРИЗ переносятся на нетехнические области: технологию, МХК, историю, русский язык.

У педагога использующего теорию, дети занимаются с  увлечением, развивают речь и мышление.

Основная цель использования ТРИЗ на уроках – научиться оперировать полученными знаниями. Можно использовать различные формы уроков: урок - деловая игра, урок-пресс-конференция, урок-лекция, урок – беседа. Элементы этой теории в виде изобретательских задач можно использовать на традиционных уроках. Например, в 6 классе, при изучении темы: Кастовый срой Индии» можно поставить следующую задачу перед учащимися: индийское общество было неоднородным. От положения занимаемого в обществе зависел и цвет одежды. Жрецы носили белые одежды, воины – красные, земледельцы – синие, слуги – коричневые. Почему различные социальные группы носили именно такие цвета? (если возникнет затруднение, можно напомнить о видах деятельности различных групп).

У вас может возникнуть вопрос: откуда берутся учебные задачи?

Ответ: задачу можно сделать почти из любого интересного факта.

1) например в книге В.Г.Яна «Спартак», есть описание спуска восставших рабов с Везувия: «нескольким десяткам гладиаторов во главе со Спартаком  удалось бежать и укрыться на горе Везувий. Римляне заняли единственную тропинку, шедшую со скалы вниз. Они надеялись, что голод заставит восставших сдаться. Но рабы сплели из лоз дикого винограда длинные лестницы и ночью спустились с отвесного обрыва. Римляне считали спуск невозможным и не выставили здесь охрану. Восставшие неожиданно напали на римский отряд и разгромили его».

Попробуем превратить этот текст в учебную задачу, чтобы она была интересна, понятна и решаема. Сначала перечислим три основных требования к условию учебной, творческой задачи:

1) достаточность условия, т.е. в условии впрямую не указан решающий ресурс, но при внимательном анализе задачи он логически выявляется.

2) корректность вопроса, т.е. какое решение нужно найти

3)  наличие противоречия, т.е. должны быть указаны причины невозможности совершения требуемого действия или перечислить нежелательные эффекты, возникающие при осуществлении требуемого действия.

На основе 3 принципов, получается следующая задача: «нескольким десяткам гладиаторов во главе со Спартаком  удалось бежать и укрыться на горе Везувий., с отвесными скалами, увитыми диким виноградом. С собой у ставших были только заостренные колья и кухонные ножи. Три тысячи римлян заняли единственную тропинку, шедшую со скалы вниз. Они надеялись, что голод заставит восставших сдаться. Римляне считали спуск невозможным и не выставили здесь охрану. Но  однажды ночь, восставшие неожиданно напали на римский отряд и разгромили его».

Как восставшим рабам удалось спуститься с Везувия?

2) Например,  в книге Э.А.Новикова»Таинственность очевидного» есть такой факт: «Летом 1938г. японская армия быстро продвигалась на запад Китая по долине реки Хуанхэ. Китайцы не обладали достаточной военной силой, чтобы воспрепятствовать этому продвижению.  И тогда правительство Китая распорядилось открыть одну из речных дамб. Хлынули грязные, наполовину смешанные с землей воды великой реки. Японские войска буквально увязли ив грязи…» попробуем превратить текст в задачу.

Задача: «Летом 1938г. японская армия быстро продвигалась на запад Китая по долине реки Хуанхэ. Китайцы не обладали достаточной военной силой, чтобы воспрепятствовать этому продвижению.  Как остановить войска?

Проверим условие на критерий достаточности. Ясно, что при такой формулировке ученикам будет очень сложно выйти на ответ  без посторонней помощи. Ввести в условие наличие дамбы? Но это будет прямое наведение на ответ. Значит, нужен намек. Например, можно указать, что где-то рядом была электростанция. Посмотрим, что получилось.

Летом 1938г. японская армия быстро продвигалась на запад Китая по долине реки Хуанхэ в районе ГЭС. Китайцы не обладали достаточной военной силой, чтобы воспрепятствовать этому продвижению. Как остановить войска?

Теперь посмотрим, корректен ли вопрос: как остановить войска?

Чтобы вопрос мог считаться корректным, должно быть ясно, кому именно он адресован. Из контекста задачи следует, что проблема стояла именно перед китайским правительством, таким образом, вопрос можно считать корректным. Но при желании его можно поставить четче: как поступить китайскому правительству, чтобы остановить войска японцев?

Противоречие в задаче есть, хотя и задано неявно: китайцы должны остановить завоевателей, чтобы остаться свободными; но не должны этого делать, так как не имеют соответствующих возможностей. (Попутно заметим важную деталь:  указать причины невозможности совершения требуемого действия или перечислить нежелательные эффекты, возникающие при осуществлении требуемого действия, - стандартные способы внесения противоречия в условие учебной задачи). В задаче в «долине Хуанхэ» противоречие можно ужесточить указанием: звать на помощь китайцам было некого.

Окончательный вариант будет таким.

Летом 1938г. японская армия быстро продвигалась на запад Китая по долине реки Хуанхэ в районе ГЭС. Китайцы не обладали достаточной военной силой, чтобы воспрепятствовать этому продвижению. Звать на помощь некого. Как поступить китайскому правительству чтобы остановить захватчиков?

Как вы видите, эти задачи очень просты, но в тоже время они активизируют мыслительные способности учащихся. Но все ли дети способны к творчеству? Или творчеству стоит учить лишь тех, кто зарекомендовал себя школьными успехами?

Опыт преподавания ТРИЗ опровергает мнение о прямой связи успехов творческих с успехами школьными. На уроках я убедилась, что «слабые» дети вполне способны решать изобретательские, проблемные задачи. Иногда они  делают это не хуже, чем «сильные» дети, выдвигая подчас несколько альтернативных решений. Не зря представителя французской школы ЖФЭН утверждают, что в «мастерских построения знаний» плохих учеников нет: разные – да, но не плохие. Теория решения изобретательских задач – это, в сущности, наука о том, как возводить незримые мосты, по которым мысль проходит к новым идеям. По мере взросления креативное мышление, если его не тренировать, «затухает». Поэтому подавляющее число старшеклассников и студентов боятся самостоятельности, тяготеют не к оригинальной мысли, а к разложенной строго «по полочкам» информации. Неопределенность условия и вариативность решения творческой проблемы их пугает.

Давайте начнем по мере сил и возможностей исправлять эту ситуацию.

В заключении приведу насколько заданий ТРИЗ которые можно использовать на своих уроках и внеклассных мероприятиях.

1. Назовите: - американского живописца, жившего в 1791-1872 годах, изобретателя, проведшего старость в богатстве и славе;

                      - французского хирурга, лауреата Нобелевской премии 1912г, изобретшего…;

                      - русского актера…..изобретшего в 1914г…

2. что такое неуспевающий ученик с точки зрения парты, за которой он сидит?

3. кто изобрел телефон? В каком году, где? Что было бы, если бы он умер в детстве?

4. Царь Петр III не мог въехать в Зимний дворец. Округа была забаррикадированна сараями, складами, строительным мусором. Вопрос: как быстро, без затрат, расчистить площадь? (власти под гром барабанов объявили петербуржцам: каждый может взять то, что захочет. И через несколько часов преобразилась площадь.)

5. он был известен, потом нарушил инструкцию и погиб. В результате прославился (Икар). Здесь можно дать описание какой-нибудь легендарной личности, не называя фактов, по которым его можно было бы узнать.

6. назовите:

- изобретателя парашюта

- изобретение Иоганна Гуттенберга и Ивана Федорова

- изобретение братьев Люмьер

-изобретение Чичикова

7. игра-конкурс. Все сочиняют рассказ, можно стих, детектив, сказку, где присутствуют все исторические термины начинающиеся на одну букву. Чей рассказ ярче, интересней, занимательней, где упомянуто больше терминов – тот выиграл.

8. такая игра: кто больше найдет возможных вариантов ответов для данной ситуации. Попробуйте применить к таким заданиям системный подход.

- придя утром в школу, с удивлением вижу закрытую дверь, и ни одного человека возле школы нет…

Варианты объяснения могут быть такими: каникулы, часы идут неправильно, воскресенье, занятия уже начались, и дверь закрыли…Что еще? Какие возможные и невозможные причины могут объяснить эту ситуацию?

- человек шел спокойно по улице. Внезапно он резко повернул назад.

Причины могут быть внутри человека – вспомнил что-то, испугался, услышал крик о помощи, услышал приветствие друга и т.д. причины могут быть и вне человека – внезапно на пути оказалась глубокая канава, что-то еще….

Причины могут быть природного характера, созданные человеком…

Подумайте, в какие еще системы можно объединить все причины?

9. в 800-м году происходила коронация Карла Великого. По ритуалу возложить корону на Карла должен был папа римский. Перед Карлом возникла нелегкая задача. Коронация была нужна для укрепления власти, поэтому политические соображения диктовали необходимость ее проведения по «всей форме». С другой стороны, из политических же соображений было совершенно недопустимо, чтобы папа римский короновал Карла, поскольку получалось, что папа выше императора: раз папа дал корону, он  может когда-нибудь ее и забрать. Возникла сложная ситуация: Карл должен быть коронован папой римским, чтобы соблюсти ритуал, и не должен, чтобы не оказаться в зависимости от духовенства.

Карл Великий нашел  оригинальный выход. В момент коронации он выхватил корону из рук папы, и сам водрузил её на свою голову. Да здравствует король! Ничто и никто не ожжет быть выше короля!

Тысячу лет спустя, в декабре 1804 года, в Парижском соборе Нотр-Дам происходила коронация Наполеона. И снова возникла аналогичная ситуация. Наполеон воспользовался примером Карла Великого и также перехватил совою корону из рук папы римского….