Уровни технической деятельности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

ГВУЗ Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры

Кафедра: "Эксплуатации и ремонта машин"

Контрольная работа

По дисциплине:

"Основы научно-технического творчества "

"Уровни технической деятельности"

Днепропетровск 2013

Содержание

Введение

1. Уровни технической деятельности

2. Теория решения изобретательских задач

Вывод

Введение

Современный этап развития общества характеризуется ускоренными темпами освоения техники и технологий. Непрерывно требуются новые идеи для создания конкурентоспособной продукции, подготовки высококвалифицированных кадров. Внешние условия служат предпосылкой для реализации творческих возможностей личности, имеющей в биологическом отношении безграничный потенциал. Становится актуальной задача поиска подходов, методик, технологий для реализации потенциалов, выявления скрытых резервов личности

Творческие способности и профессиональное мастерство специалистов становится главной производительной силой общества, и в целях преумножения достижений во всех областях науки и техники, необходимо планомерное и заблаговременное развитие у молодёжи творческого воображения, технических способностей, обучения методам научно-технического творчества, привлечения её к изобретательской деятельности. Каждый человек в своей повседневной трудовой деятельности, опираясь на интеллект, на приобретённые знания и навыки жизненного опыта, используя свои общие, специальные и творческие способности что-то создаёт, совершенствует, модернизирует. Многие люди в своих деяниях поднимаются на более высокую ступень интеллектуальной деятельности - они творят и изобретают. Каждый человек по-своему одарён природой и обогащён жизненным опытом. Под одарённостью человека понимается некая совокупность его личностных, только ему присущих качеств. К ним относятся интеллектуальные способности, специфические (академические) способности к обучению, творческие способности (креативность), способности к исполнительскому и изобразительному искусству, психомоторные способности и некоторые другие. Творческие способности - одна из важнейших сфер и компонентов одарённости. Известный учёный, психолог Д. Рензулли определил одарённость как совокупность свойств личности человека: высокого интеллекта, творческих способностей и настойчивости (мотивации).

1. Уровни технической деятельности

Техническая деятельность в первую очередь это творческая деятельность, порождающая нечто качественно новое и отличающаяся неповторимостью, оригинальностью и общественно - исторической уникальностью. Творчество специфично для человека, так как всегда предполагает творца - субъекта творческой деятельности. В природе происходит процесс развития, но не творчества. По мнению психолога Фромма: "Творчество - это способность удивляться и познавать, умение находить решение в нестандартных ситуациях, это нацеленность на открытия нового и способность к глубокому осознанию своего опыта". Известный специалист по теории и методам конструирования П. Хилл писал: "Творчество можно определить как успешный полёт мысли за пределы известного, оно дополняет знания, способствуя созданию вещей, которые не были известны ранее". Творческий процесс, в особенности изобретательство, связано с активным поиском и генерированием новых идей, с анализом известных и выбором альтернативных идей.

Из опыта инженерного проектирования известно, что для создания новых технических объектов (изделий), пользующихся большим спросом и способных приносить прибыль, надо иметь не менее 55-60 хороших идей. Идея - это форма отражения в мысли явлений объективной реальности. Идеи включают в себя сознание целей дальнейшего познания и практического преобразования мира, удовлетворения возникших новых потребностей человека, создания новых технических устройств и технологий, новых веществ и материалов, а также их новых применений.

Изобретательство

Каждый образованный человек имеет право на эту деятельность и должен испытать себя в этой области интеллектуального труда. Ведь подлинная цель образования - дать человеку шанс раскрыть свои возможности, познать себя.

Изобретательство способно доставить глубокое моральное удовлетворение, истинное удовольствие от преодоления прежде непреодолимого, от достижения новых результатов. Эта творческая работа требует интеллектуальных и эмоциональных усилий и умений делать многое, в том числе своими руками, например, создавать различные образцы и модели, испытывать их, проводить на них эксперименты. Положительные эмоции, общественные поощрения, кроме того подстегивается и эконмическими стимулами разного рода. Нельзя не отметить, и наличие патриотических чувств, гордости от внедрения на благо Отчизны, - ведь этот психологический фактор тоже присутствовал. Кроме того, раньше (в эпоху существования СССР) изобретатель и рационализатор получал вполне ощутимые не только различные денежные стимулы (прибавки к зарплате, премии, медали, выплаты и вознаграждения), но и улучшения жилищных условий, и даже в ряде случаев - отдельную квартиру. По заслугам оценивалось и активное художественное творчество (особенно в области социалистического реализма), творческие деятели искусства тоже рассчитывали на вознаграждения, премии, предоставления творческих мастерских и т.п. изобретательство конкурентоспособный творческий

Тяжелые внешние условия не только не могут тормозить желание изобретать, творить и создавать новое, а, наоборот, в ряде случаев становятся стимулирующим фактором. Герои известных книг начинали изобретать, чтобы выжить. Например, можно вспомнить Робинзона Круза на необитаемом острове, или перечитать произведение Дж. Лондона "Морской волк", в котором критик Ван Вейден и поэтесса Мод стали изобретателями, потому что хотели выжить. Но еще больше таких примеров можно найти в реальной жизни. Например, можно вспомнить, сколько творческого героизма, выдумки, изобретательства было проявлено при восстановлении эвакуированных на восток предприятий и налаживания выпуска там продукции, нужной для фронта, в начале Великой Отечественной войны в удивительно короткие сроки. Изобретать, чтобы выжить в борьбе со стихией понадобилось полярникам во главе с И. Папаниным на первой дрейфующей станции. И в обычной жизни, в быту, человек способен проявить себя творчески. Когда нужно, например, остановить воду из сломавшегося крана, открыть захлопнувшуюся дверь, помочь малышу, - многие люди смогут найти неожиданные, новаторские решения. Как говорится в пословице: "Голь на выдумки хитра". Острая необходимость может всколыхнуть в человеке творческие силы. Однако она не может заменить знания. Поиск нового идет тем успешнее, чем богаче, больше информации, глубже знакомство не только со своей областью, но и со смежными областями.

Ведь высокий уровень знаний и опыта в одной узкой области имеет и свою теневую сторону, которую можно отразить терминами "вектор инерции" и "психологические барьеры". Человека, отягощенного большим грузом знаний, вектор инерции неудержимо тянет искать решение на уже известных технических путях, а психологические барьеры из накопленных знаний закрывают новые подходы к решению задач. Они не позволяют взглянуть на проблему с новых, неожиданных позиций. Но истинно творческий человек не станет идти по проторенной колее, не останется рабом устаревших знаний и идей, а будет стремиться к новому и неизведанному. В поиске новых путей большую помощь оказывает хорошо развитая фантазия, увлечение научно-технической литературой и даже сказками. Известно, что почти все фантастические идеи Жюля Верна уже стали действительностью…. На юного К. Циолковского, будущего изобретателя многоступенчатой ракеты, без идей которого немыслима современная космонавтика, неизгладимое впечатление произвела книга Жюля Верна "Из пушки на Луну". Как он вспоминал, герои этой книги во многом определили его творческий путь… Волшебное зеркальце из сказок обернулось телевизором, видеодомофоном, мобильным телефоном с веб-камерой. Винтовые и реактивные "ковры" - самолеты давно бороздят небо. Уже давно изобретены разные модели реальных сапогов-скороходов, с встроенными двигателями….

Выполняя работу, проводя исследования, изучая процесс, люди нередко наталкиваются на новые явления, новые идеи. Но тот, кто ничего не делает, а просто ждет, когда новая идея появится сама собой, может за всю жизнь ничего не дождаться. "Счастливая случайность" приходит на помощь трудолюбивым.

Помимо глубоких знаний, большого опыта, навыков творчества, смелой фантазии изобретателю, рационализатору, любому творческому человеку необходимо громадное трудолюбие, творческая одержимость.

Если эта одержимость пришла и задача захватила, то работа над ней идет почти круглосуточно, на работе, в пути, дома, на прогулке и даже во сне. Тело спит, а мозг продолжает искать решения. Это давно подметили не только изобретатели, но и другие творческие работники. Например, В. Маяковскому недававшаяся рифма или образ иногда приходили во сне. И он, почти не просыпаясь, отмечал их значком или контуром спичкой на папиросной коробке….

Во времена экономической нестабильности с одной стороны, и интенсивного развития наук и искусства с другой стороны вновь поднимается спрос на разносторонее и качественное образование.

Поколение 20-30-40-летних в настоящее время принимает решение о втором и даже третьем высшем образовании. Неуклонно повышаются конкурсы в аспирантуры, активно ведется работа над кандидатскими и докторскими диссертациями. И, что характерно для нынешнего времени экономических и социальных перемен, зачастую молодой ученый меняет и расширяет спектр своей исследовательской деятельности. Наблюдается даже тенденция к доскональному овладению знаниями как сугубо технической, так и гуманитарной сфер. Например, первое высшее - металлургия, второе - лингвистика, или первое высшее - кибернетика, второе - изобразительное искусство. Но особенно в эпоху экономических кризисов пользуются популярностью курсы повышения квалификации самого разного ранга и направления. Приобретение разнообразных специальностей разной направленности - это и гарантия против безработицы и уверенность в завтрашнем дне, и возможность реализовать свои таланты с новой, неожиданной стороны. Изобретателю, рационализатору, любому творческому человеку в условиях экономической нестабильности и увеличивающегося социального расслоения народных масс как никогда важно пытаться реализовать себя в разных сферах, решать не только узкоспециальные задачи, а учиться мыслить глобально, смело менять вектор своей творческой деятельности в ситуациях быстроменяющейся обстановки.

Мы живем в быстроменяющемся мире. Смена общественно-экономических формаций, быстрые темпы научно-технического прогресса, экологические проблемы, экономические кризисы, социальные противоречия,… - все это выпало на долю человечества конца 20-ого - начала 21-ого века. Развитие научного знания зачастую представляет собой смену парадигм, смену резко различающихся методов, образцов мышления. Переход от одной парадигмы к следующей не всегда поддается логическому описанию. Мышление, развивающееся лишь по логически заданным стандартам, - шаблонно. Несравненно большей ценностью для развития творческой мысли обладают трудно прогнозируемые, нестандартные утверждения и гипотезы.

Для плодотворной творческой деятельности немаловажную роль в такой ситуации имеют внелогические механизмы творческого поиска, которые можно обозначить термином интуиция. Под интуицией понимают способность непосредственного, прямого постижения истины, которое дается сразу, без видимых рассуждений и обоснований. Искомое творческое решение приходит иногда как бы совсем неожиданно, и человек затрудняется впоследствии объяснить все подробности "творческого озарения". Известный ученый Д. Пойа отмечал: "Я не могу рассказать истинную историю того, как происходит открытие…". Полученный с помощью интуиции результат должен быть в дальнейшем развернут в теорию, выражен в системе научных понятий и законов. Однако первооткрыватель еще не располагает такой системой. Ведь то, что он получил, представляет принципиально новую теорию, которая требует и принципиально новых понятий, а их нужно еще создать. Интуитивное знание, по признанию многих творцов науки, находит оформление в виде чувственных образов, полученных посредством комбинации восприятий, взятых из прошлого опыта исследователя. Например, о физику В.Томсону в периоды творческих поисков новых решений упругие тела представлялись в виде механизмов, соединенных в своеобразные конфигурации, атомы - наподобие вихревых колец, световой эфир - …как бы в виде мыльной пены. Математик Ж. Адамар и психолог Т. Рибо распространили в начале 20 века среди крупных математиков анкету с просьбой рассказать о характере творческого процесса. Многие отметили, что они мыслят зрительными, реже двигательными образами. И только при доведении результата, оформлении для печати, используют символы и слова. Сам Ж. Адамар описал процесс, как он провел доказательство одной теоремы о числах, используя отнюдь не сами числа, а такие образы, как точки, пятно и некая бесформенная масса. Все они представлялись разделенными то большим, то меньшим пространством… Интуиция, добывая новое, обращается к опыту прошлых знаний, организует содержание знаний в чувственные образы произвольных сочетаний, затем на помощь приходят понятия, формулы. Интуитивные процессы ученый не может воспроизвести отчетливо, не может восстановить четкий алгоритм мыслей, принесший результат. Логические операции принято считать сознательными, а интуитивные - бессознательными. Сознание связано с умением контролировать мыслительный процесс, выражать его содержание в словах для себя и передавать другому. Факты показывают, что пока мысль жестко контролируется, ей трудно получить что-либо ценное. Когда человек, размышляя над новыми идеями, отходит от известных шаблонов и схем, ослабляет контроль сознания, он скорее становится творцом. Известный ученый М. Борн писал: "Мой метод работы состоит в том, что я стремлюсь высказать то, чего, в сущности, и высказать еще не могу, ибо пока не понимаю этого сам". Математик К. Гаусс отметил однажды, что уже давно имеет результат, но ему неизвестно, каким путем он сможет до него дойти.

В. Рентген после открытия им знаменитых х-лучей, давая интервью журналистам, на вопрос репортера, что он думал при вспышке экрана, возвестившей о новом явлении, ответил: "Я исследовал, а не думал…" Многие ученые, изобретатели, потратившие месяцы, и даже годы, на исследования занимающей их проблемы, проведшие многие часы за опытами, за обдумыванием схем и чертежей, вдруг начинают все более и более отчетливо зримо представлять перед собой свое будущее изобретение. Нередко такие творческие озарения случаются даже во сне. Иногда, искомый образ может повторяться все с большей отчетливость каждую следующую ночь, иногда образ возникает как бы внезапно или от какой-то ассоциативной цепочки рассуждений. Визуализация объектов бывает столь явственной, что даже сопровождается осязательными и звуковыми галлюцинациями, видимостью движения… Вот как, например, А. Кекуле открыл в 1865 году формулу бензольного кольца. До того времени признавались только линейные, разомкнутые схемы химических связей, которые не могли объяснить свойства целой группы химических соединений. Явно напрашивался принципиально иной ход в ином направлении. Однажды вечером, сидя у камина Кекуле описывал проведенные накануне исследования. Он как будто бы задремал и ему стали явственно представляться бал с музыкой, кружащиеся на балу пары… И вот уже не пары, а кружащиеся группы атомов…Одна из групп атомов держалась в стороне и этим привлекала внимание. Он всмотрелся и увидел далее длинные ряды, извивающиеся подобно змеям. Кекуле вспоминал: " Одна из змей схватила свой хвост и в таком виде как бы дразня, завертелась перед моими глазами… Словно вспышка молнии озарила меня… Я провел остаток ночи, разрабатывая следствия и гипотезы". Образ змеиного кольца подсказал идею формулы бензола. В виде яркого визуального образа явилась во сне Д. Менделееву его знаменитая таблица химических элементов.

Современные психологи пока не пришли к единому определению термина творческое мышление (креативность). Однако многие из них понимают под креативностью способность видеть вещи в новом и необычном свете и находить уникальные решения проблем. Креативность является полной противоположностью шаблонного мышления (ограниченность выбора при поиске возможных решений и тенденций одинаково подходить к разным проблемам). Она уводит в сторону от банальных идей и скучного, привычного взгляда на вещи и рождает оригинальные решения. Креативность делает процесс мышления увлекательным и помогает находить новые решения старых проблем. Психологи единодушны в том, что креативность и интеллект - не одно и то же. Согласно многочисленным результатам компетентных исследований, не все люди с высоким IQ обладают креативностью. Некоторые исследователи при оценке креативности человека основываются на его результатах или достижениях. Признаками креативности они считают такие общественно-полезные результаты, как изобретения, создание произведений искусства или сочинение музыкальных произведений. Хотя между достижениями и творческими способностями существует некоторая связь, по данным Бэррона и Харрингтона она весьма слаба.

По мнению известного английского кибернетика У. Эшби, творческое мышление есть способность проводить селекцию гипотез. Сила гения состоит в способности не только создавать новые идеи, но и в том, чтобы определить, какая из них действительно гениальна. И здесь важна творческая интуиция. Специально изучавший механизмы научного открытия Ж. Адамар утверждал, что изобретать - значит выбирать... Чем разнообразнее число идей, гипотез, чем шире набор вариантов и ассоциаций, тем больше возможностей для отбора и тем вероятнее ожидание удачи. Современные исследователи Мадиган и Элвуд подчеркивают важное значение таких качеств для изобретательства, как любознательность и упорство. Они описали, как швейцарский изобретатель Жорж де Местраль изобрел застежку-"липучку". Однажды к его одежде пристали головки репейника. Стараясь отодрать их, де Местрель заинтересовался, почему они так крепко прилипают к ткани. Он рассмотрел репьи под микроскопом и обнаружил, что на каждой головке имеются сотни маленьких крючочков. Много лет он настойчиво пытался найти способ крепления подобных крючочков к ленте из ткани. В конце концов, у него получилась "липучка.

Многие психологи советуют для развития творческого мышления записывать все приходящие в голову идеи, как хорошие, так и плохие. Если вы будете стараться выдвигать только хорошие идеи, это может привести, с одной стороны, к "ухудшению" потенциально плодотворных мыслей, а с другой - к постоянному чувству неудовлетворенности. Полезно разыграть решаемую задачу в лицах или нарисовать ее схему, чтобы создать о ней более наглядное представление. Они рекомендуют разговаривать вслух с самим собой и, разыгрывая задачу в лицах, проходить через все ее решения. Для развития креативности в настоящее время предлагаются специальные рекомендации. Вот, например, некоторые из них: сознательно прилагайте усилия к тому, чтобы проявлять оригинальность и выдвигать новые идеи; старайтесь мыслить широко, при этом, не обращая внимания на запреты, накладываемые традициями, если вы ошиблись при первой попытке, рассмотрите другие варианты и попробуйте найти новые пути, будьте всегда открыты для дискуссии и проверяйте свои предположения, ищите объяснения странных и непонятных вещей, преодолевайте функциональную фиксированность и ищите необычные способы применения обычных вещей, откажитесь от привычных методов деятельности и попробуйте поискать новые подходы, чтобы выдать "на-гора" как можно больше идей, полезно применить метод мозгового штурма, при оценке идей старайтесь быть объективными.

2. Теория решения изобретательских задач

В специальной литературе по изобретательскому творчеству деятельность изобретателя рассматривалась как труднопознаваемая: "Мы в настоящее время практически ничего не знаем о психологическом процессе, создающем изобретение. Мы не знаем ни условий, благоприятных для создания изобретений, ни особенностей и характерных черт изобретателя" (Росман). Чаще открыто провозглашалась непознаваемость изобретательского творчества: "Инженер имеет то общее с художником, что его лучшие работы основаны на вдохновении, которое переходит за край логических выводов" (проф. Ганфштенгель). В 1948 году издательство АН УССР выпустило книгу академика К. Воблого "Организация труда научного работника". Работа исследователя (и изобретателя) описывалась в ней так: "Исследователь начинает с упорного раздумья над интересующим его вопросом. Длительная мыслительная работа не дает результатов, тогда исследователь, измученный бесплодными усилиями сдвинуться с мертвой точки зрения, бросает работу, переходит к другим занятиям, к легкому чтению, к экскурсиям, прогулкам и т.д. И вот в один из таких моментов, далеких от занимающей его проблемы, неожиданно в поле зрения появляется идея, дающая ключ к разрешению всего вопроса". Откуда же появляется эта решающая идея? К. Воблый отвечает так: "В творческом процессе исключительно важную роль играет подсознательная деятельность. Физиологи, психологи и ученые разных специальностей приходят к единогласному выводу о важной роли в творчестве подсознательной деятельности". Позиция некоторых ученых и до сих пор принципиально не отличается от того, что утверждали Росман, Ганфштенгель и др. Изменились акценты: энергичнее подчеркивается роль знаний, труда, опыта. Но незыблемым остается основной догмат: главное в творческом мышлении - это сами процессы мышления, психология человека, эмоции. При этом в одних работах подчеркивается непознаваемость творческого процесса, в других подчеркивалось значение интуиции, способностей, личных качеств.

Предлагая мозговой штурм, А. Осборн прямо опирался на основной догмат: корни творчества уходят в подсознание. Мозговой штурм и призван был "помочь" подсознанию - снять с него тормозящее воздействие сознания, расковать подсознание, создать условия свободной игры неуправляемых процессов. А на деле получилась попытка управления сознанием. Это особенно хорошо видно на синектике, являющейся дальнейшим развитием мозгового штурма: введена определенная последовательность решения задачи, используются - вполне сознательно! - определенные приемы, тщательно изучаются записи хода решения с целью выявления удачных подходов и приемов. Заслуги А. Осборна, У. Гордона, Ф. Цвикки велики и будут еще оценены по справедливости. Но мозговой штурм, синектика, морфологический анализ не стали сильными методами решения творческих задач: их авторы не смогли выйти за пределы "притяжения" основного догмата и не пришли к мысли о необходимости изучать объективные закономерности развития технических систем.

Первый этап работы над теорией решения изобретательских задач (ТРИЗ) тоже основывался на представлении о примате психологического фактора. Но с самого начала была принята иная программа действия: "Надо изучить опыт изобретательского творчества и выявить характерные черты хороших решений, отличающие их от плохих. Отсюда можно будет определить отличие хорошего мышления от плохого". Таким образом, в центре исследования с первых же шагов оказалась логика развития технических систем. Вместо исследования играющего "исключительно важную роль" подсознания началось изучение изобретательских задач и их решений.

Основным материалом для исследования на этом этапе были литература по истории техники и заявки на изобретения. Удалось обнаружить, что решения изобретательских задач хороши (сильны), если эти решения преодолевают техническое противоречие, содержащееся в поставленной задаче, и, наоборот, плохи (слабы), когда техническое противоречие не выявлено или оно не преодолено. Далее было обнаружено, что даже самые сильные изобретатели не понимают, не видят, что правильная тактика решения изобретательских задач должна состоять в том, чтобы шаг за шагом выявлять техническое противоречие, исследовать его причины и устранять их, тем самым устраняя и техническое противоречие. Даже столкнувшись с открытым, кричащим о себе техническим противоречием, и увидев, что задачу удалось решить благодаря устранению этого противоречия, изобретатели не делали никаких выводов на будущее, не меняли тактику и, взявшись за следующую задачу, могли потратить годы на перебор вариантов, даже не пытаясь сформулировать содержащееся в задаче противоречие... Оказалось, что объективное отличие хорошего решения от плохого не означает субъективного отличия мышления изобретателя. Таким образом, последовательное осуществление поставленной программы привело к необходимости изменения самой исходной позиции.

Здесь начался второй этап (1949 - 1964 г.г.) развития теории. Идейную установку в начале этого этапа можно сформулировать так: "Надо составить программу планомерного решения изобретательских задач, годную для всех изобретателей. Эта программа должна быть основана на пошаговом анализе задачи с целью выявления, изучения и преодоления технического противоречия. Программа не заменит знаний и способностей, но она будет предохранять от многих ошибок и даст изобретателю хорошую тактику решения изобретательских задач". Если на предыдущем этапе главным в изобретении считалось то, что изобретение - это деятельность человека, то теперь главным является то, что изобретение - это решение изобретательской задачи.

Идейные основы начала этого этапа стыкуются с подходом Пойа: "решение задач является специфической особенностью интеллекта, а интеллект - это особый дар человека"; но можно дать программу анализа задач, с помощью которой человек, максимально используя содержание задачи, направлял бы свои мысленные операции на ее решение (так писал Д. Пойа в работе "Математическое открытие" - "Из предисловия автора"). Однако в отличие от Пойа и др. в теории решения изобретательских задач к этому моменту имелся такой важный для построения программ механизм, как выявление и устранение технических противоречий.

Главной задачей стала задача развития методики АРИЗ - алгоритма решения изобретательских задач. Программы решения изобретательских задач поначалу были далеки от алгоритмов, но с каждой новой модификацией они становились четче и надежнее, постепенно приобретая характер программы (предписаний) алгоритмического типа. Основные работы по изучению, развитию и усовершенствованию АРИЗ были проделаны Г.С. Альтшуллером. Было введено фундаментальное понятие ИКР, составлены первые таблицы применения приемов устранения технических противоречий. Теперь главным материалом для исследования стала патентная информация, описания изобретений. Начали проводиться учебные семинары, постепенно накапливался опыт обучения АРИЗу. Оказалось, что при решении задач высших уровней: нужны знания, обязательно выходящие за пределы специальности, которую имеет изобретатель; производственный опыт навязывает бесплодные пробы в привычном направлении; единственной "способностью", ощутимо влияющей на ход решения, является "способность" придерживаться АРИЗ. Отсюда неизбежен был вывод: ни знания, ни опыт, ни способность ("природный дар") не могут служить надежной основой для эффективной организации творческой деятельности. Если задача решается каким-то физическим эффектом в сочетании с несколькими комбинированными приемами, никакие способности не помогут человеку, не знающему этого физического эффекта и образуемых им сочетаний. Большие изобретения (т.е. изобретения четвертого и пятого уровней) делаются эстафетным способом. Есть и другой способ, который можно назвать "задача сама ищет своего решателя". Трудная задача трудна потому, что она относится к одной области, а для ее решения нужны знания совсем из другой области. Когда в 1898 году Крукс поставил задачу связывания атмосферного азота, эта задача - благодаря научному авторитету Крукса - стала известна очень многим ученым. И норвежский специалист по полярным сияниям Виркеланд предложил использовать процессы, подобные происходящим в верхней атмосфере. Задача "отыскала" человека, чьи специальные знания были необходимы для ее решения. Способ, при котором "задача сама ищет своего решателя", опять-таки основан на пробах и ошибках, только пробы эти ведутся почти одновременно. Способ громоздкий и не гарантирующий решения задач, для которых нужно сочетание физэффектов или сочетание физэффектов и приемов. Приступая к решению изобретательской задачи высшего уровня, человек должен располагать знаниями о всей технике, о всей физике, о всей химии. Между тем объем знаний у человека в миллион раз меньше. Решая задачу, человек должен уметь правильно перерабатывать имеющуюся информацию (допустим, она имеется в полном объеме). "Правильно перерабатывать" - значит осуществлять цепь последовательных действий, управляя этими действиями так, чтобы они вели к решению задачи. Вместо этого человек использует примитивный перебор вариантов, руководствуясь старыми представлениями и личным (и потому случайным) опытом. Человек не умеет решать изобретательские задачи высших уровней. Поэтому ошибочны все теории, которые прямо или косвенно исходят из того, что, исследуя творческий процесс, можно выявить эффективные приемы, методы эвристики и т.д. Ошибочны все методики и методы, основанные на стремлении активизировать творческое мышление, поскольку это - попытка "хорошо организовать плохое мышление". Таким образом, второй этап, начавшийся с мысли о том, что изобретателям надо дать полезный вспомогательный инструмент, завершился выводом о необходимости коренной перестройки изобретательского творчества, изменения самого мышления изобретателя. Программа теперь стала рассматриваться как самостоятельная, независимая от человека, методика решения изобретательских задач. Мышление должно следовать этой методике, управляться ею, и тогда оно будет талантливым. Возникла необходимость поставить операции, производимые в алгоритме решения изобретательских задач, на объективную основу, обосновать их объективными законами развития технических систем. Начало третьего этапа совпало по времени с периодом интенсивного проведения семинаров, а затем стала складываться система школ и институтов изобретательского творчества.

Совершенствование АРИЗ и разработка теории постепенно превращались в коллективную работу. Появился АРИЗ-71. Значительно усилилось информационное обеспечение АРИЗ, в частности был составлен "Указатель применения физических эффектов". Затруднения, возникающие при анализе и обусловленные нечеткой природой технических противоречий, удалось преодолеть введением понятия о физических противоречиях. Было положено начало вепольному анализу, связавшему процесс решения задачи с некоторыми фундаментальными законами развития технических систем и позволившему наметить пути к планомерному отысканию физических эффектов, необходимых для решения задачи. Выяснилось, что для преодоления физических противоречий нужны не отдельные приемы, а комплексы: пары "прием - антиприем", сочетания вепольного типа (физэффекты и приемы). Была составлена общая схема развития технических систем и началось исследование конкретных механизмов смены одних технических систем другими. Как и на втором этапе, основным материалом для работы была патентная информация. Но ее изучение велось теперь не столько для составления и пополнения таблиц устранения технических противоречий, сколько для исследования общих закономерностей развития технических систем. Знание этих закономерностей позволяло вносить коррективы в АРИЗ и вепольный анализ, а система школ и институтов изобретательского творчества давала возможность быстро и надежно проверять на практике новые выводы, предложения и гипотезы. Со второго этапа еще оставались типичные механизмы "как решать задачу", в том числе и психологические, например "метод моделирования маленькими человечками". Но они все в большей степени заменялись объективными законами развития технических систем. Становилось ясно, что главное в изобретении не то, что изобретение - это решение задачи, а то, что изобретение - это развитие технической системы.

Задача - это только одна из форм, в которой потребности развития технической системы обнаруживаются человеком. С помощью теории можно развивать технические системы планомерно, не дожидаясь, пока возникнет задача. Один из основных законов развития технических систем состоит в том, что, достигнув естественного предела в своем развитии, система не заменяется другой, а сначала включается в качестве подсистемы в новую систему. Так на смену весельным кораблям пришли парусно-весельные. В процессе их развития паруса постепенно вытесняли весла, пока не появились "чистые" парусники. Когда из "парусного принципа" было извлечено максимум возможного, появились парусные корабли, снабженные паровым двигателем. В процессе дальнейшего развития паровой двигатель вытеснил паруса, и появились пароходы. Главные ориентиры теории изобретательства развивались в соответствии с этим законом.

На первом этапе развития теории главным ориентиром при исследованиях и предполагаемым конечным результатом работы был человек, его творчество, сильное изобретательское мышление.

Второй этап начался с установления в качестве ориентира мышления, направляемого указаниями по анализу и решению задачи (или коротко: ориентира "человек-задача"). К концу этапа он сменился самостоятельным ориентиром "задача". В начале третьего этапа главным ориентиром было решение задачи, основанное на объективных законах развития технических систем.

К концу третьего этапа, он сменяется ориентиром "теория развития технических систем", т.е. последовательным, планомерным развитием технических систем в соответствии с объективными законами их развития. Далее начался новый четвертый этап развития АРИЗ. Понятие "изобретательская задача" в современной теории решения изобретательских задач включает те задачи, для решения которых необходимо устранить техническое противоречие (ТП). Иногда ТП отчетливо изложено прямо в условиях задачи, иногда оно обнаруживается при попытках решить задачу известными способами.

Современный АРИЗ - это, прежде всего, система, а не механическая сумма шагов. Определение идеального конечного результата (ИКР) резко уменьшает число возможных вариантов, отсекая все решения низких уровней. Определение физического противоречия (ФП) продолжает процесс сужения поля поисков, оставляя - при правильной формулировке ФП - одно решение (хотя и не всегда в явном виде).

Системный анализ позволяет определить объем изменений - надо ли менять надсистему, систему, объект, часть объекта. В условиях задачи указаны система и входящие в нее объекты. Проверка возможности изменения надсистемы и части объекта является поэтому проверкой обходных путей решения. Кроме того, обязательное выделение части объекта (подсистемы) позволяет локализовать ФП, привязать его к конкретной технической субстанции.

Вепольный анализ помогает устранить выявленное ФП, показывая, что для этого надо сделать: ввести вещество, ввести поле, ввести преобразование полей и т.д. При решении задач по АРИЗ одновременно действуют все его аналитические "механизмы": идет пошаговый системный анализ, позволяющий выделить ту часть объекта, которая подлежит изменению; от ИКР к формулировке физического противоречия переходит установка на осуществление требуемого действия "без ничего", без сложных и дорогих устройств; вепольный анализ корректирует почти каждый шаг, а затем помогает перейти к физике - к полям и веществам, реализующим требуемые действия. В ходе анализа постоянно вклиниваются фактические знания (надо знать, что камень тонет, а поплавок плавает; надо учесть, что их стоимость пренебрежимо мала, как и стоимость соединяющей их лески; надо знать о существовании аэрофотосъемки и т.д.). Но сверх этого ход анализа (особенно после выявления ФП) во многом определяется информационным обеспечением АРИЗ. Это тоже знания, однако, знания специальные, относящиеся, прежде всего, к эффективным приемам устранения ФП. С каждой модификацией в АРИЗ существенно усиливается информационное обеспечение. Здесь надо подчеркнуть, что полезна отнюдь не всякая информация. Изобретателя можно снабдить техническими и физическими энциклопедиями, справочниками, мощным компьютером, выходом в интернет и т.п. - это лишь затруднит поиски абсолютно новой сильной идеи. Нужна информация, извлеченная из необъятной научной, технической и патентной литературы, сжатая в тысячи раз и представленная в форме, хорошо "стыкующейся" с той формой, в которой определяется ФП. Путем анализа большого массива патентной информации удалось выявить основные (элементарные) приемы. Исходный массив был очень велик: многократно просматривались все бюллетени изобретений с довоенных лет нашей страны и многие бюллетени зарубежные (особенно с середины 60-х годов). Из этого огромного массива патентной информации было отобрано около 40 тысяч изобретений. Отбор производился так, чтобы отсеять все изобретения первого уровня и основную массу изобретений второго уровня, т.е. рядовые технические решения, не содержащие ощутимой новизны, оригинальности.

Дальнейший анализ (он велся преимущественно по описаниям изобретений, реже - по рефератам и формулам) позволил выделить ряд основных (элементарных) приемов и составить таблицу их применения в зависимости от типа технического противоречия в рассматриваемой задаче. За последние годы система приемов АРИЗ была существенно перестроена. Выяснилось, прежде всего, от каких факторов зависит эффективность того или иного приема. В частности, оказалось, что очень сильные решения задач всегда достигаются не одним приемом, а комплексом, определенным сочетанием приемов. Были разработаны парные приемы ("прием - антиприем"), появился вепольный анализ, основанный на идее веполей, являющихся комплексом приемов. Наконец, из многих комплексов были выделены стандарты - сочетания приемов и физэффектов, всегда дающие сильные решения определенного класса задач. Теперь, когда построена система "элементарные приемы - пары - веполи - стандарты", эта информационная часть АРИЗ стала непосредственно и эффективно участвовать в решении задач. Во многих случаях система приемов подсказывает верное решение после определения ФП, а иногда и сразу после определения ИКР. Был разработан "Указатель применения физэффектов", составлены первые таблицы применения физэффектов. Эти материалы не только дают конкретную информацию при решении конкретных задач, но и перестраивают имеющиеся у изобретателя знания, давая возможность увидеть подчас весьма своеобразные изобретательские возможности физических эффектов и явлений. Специалист обычно хорошо знает и чувствует "свои" физэффекты и очень туманно представляет, какие возможности таятся в "чужих" физэффектах. Суметь активизировать физические знания, дополнить их данными о редких и новейших физэффектах - значит, во много раз поднять творческий потенциал изобретателя. Для изобретательского освоения физики очень важное значение имеет обнаруженная недавно возможность описывать различные физические эффекты и явления в вепольной форме. Поскольку мы уже сейчас можем более или менее уверенно записывать условия задач в вепольной форме, создаются предпосылки для того, чтобы использовать вепольный анализ в качестве языка-посредника между изобретательством и физикой.

Была разработана система учебных задач. Например, в течение годичного курса в общественной школе изобретательского творчества слушатели знакомятся - по литературе и на занятиях - с учебными задачами, большинство из которых имеет очень сильные решения. Поэтому совокупность учебных задач дает слушателю опыт, имеющий не узкоспециальный, а общетехнический характер. Многие новые задачи можно решать, опираясь только на этот опыт.

За всеми механизмами - аналитическими и информационными - за последние годы отчетливо просматриваются общие закономерности развития технических систем. На объективных закономерностях развития технических систем основаны и центральные механизмы АРИЗа - определение ИКР и выявление физического противоречия. Один из основных законов развития технических систем состоит, образно говоря, в том, что "системы развиваются системно". Выявление и преодоление физического противоречия является не просто методом решения задач. Это - объективно необходимый шаг в развитии технических систем. В отличие от технического, физическое противоречие органически связано с оператором его преодоления, т.е. оператором преобразования технической системы. Благодаря этому, с переходом к физическим противоречиям происходит переход от таблицы разрозненных приемов устранения технических противоречий к теории преодоления физических противоречий. С этой точки зрения и сами приемы модифицируются, вместо списка приемов появляется система операторов. Первым шагом в этом направлении было введение "квазиобратных операторов", основанных на парах "прием - антиприем". Объективные закономерности развития технических систем видны и за отдельными приемами, используемыми в АРИЗ. В 1975 г. в АРИЗ впервые были введены стандарты на решение изобретательских задач. Стандарты основаны на объективных законах развития технических систем и представляют собой четкие правила решения изобретательских задач. Каждый стандарт действует в пределах своего (достаточно широкого) класса задач, причем в пределах этого класса стандарт гарантирует решение высокого уровня. В настоящее время АРИЗ постепенно совершенствуется и становится сводом формул, основанных на объективных законах развития техники.

В последние десятилетия проявляется устойчивая тенденция повышенного интереса и потребностей к изучению научных основ и практических навыков решения творческих и изобретательских задач. Если в 50-60-е годы двадцатого века обучением творческой и изобретательской деятельности занимались только специализированные консалтинговые фирмы, патентные институты, общества изобретателей и рационализаторов, то уже в 70-80-е годы учебные дисциплины по теории и методам научно-технического творчества стали включаться в учебные планы многих высших учебных заведений, учреждений начального и среднего профессионального образования. И, наконец, в 80-90-х годах двадцатого века основы творчества стали изучаться в средних общеобразовательных школах, лицеях и гимназиях и даже в детских садах (речь идёт о курсе развития творческого воображения на базе ТРИЗ - теории решения изобретательских задач). Приобщение человека к творчеству, к творческой и изобретательской деятельности смолоду очень актуально: ведь именно в детском возрасте формирование творческого воображения вариативности мышления, способностей генерирования нестандартных идей происходит наиболее продуктивно. Учёные - психологи доказали, что наибольшая творческая активность человека приходится на 12-14 лет, то есть на подростковый возраст. Вот почему прогрессивные образовательные учреждения стремятся включить в свои образовательные программы курсы и даже циклы дисциплин по теории и методам научно-технического творчества. Причём подобная тенденция наблюдается в большинстве развитых стран.

Изобретательских задач - бесчисленное множество. Но содержащиеся в них технические противоречия часто повторяются. А коль скоро существуют типовые противоречия, то должны существовать и типовые приемы их устранения. Как уже было отмечено, эвристические приёмы устранения ТП (ЭПУТП) были сформулированы Г.С. Альтшуллером в результате обработки более 40000 изобретений. Г.С. Альтшуллером была составлена таблица, в которой записаны характеристики, требующие улучшения (строки), и показатели, не допускающие при этом ухудшения - (столбцы). На пересечении указанных строк и столбцов перечислены номера приемов, применение которых должно привести изобретателя к желаемой цели. Всего в списке более 40 приемов. Необходимо подчеркнуть, что приемы, рекомендуемые таблицей, сформулированы в общем виде. Они подобны готовому платью: их надо подгонять, учитывая индивидуальные особенности задачи. Расширив спектр приёмов, и сгруппировав их по общим признакам, можно получить следующую классификацию:

1. Применение новых веществ, материалов, конструкций (применение композиционных материалов, применение пористых материалов, переход с жестких на гибкие конструкции, предварительное напряжение, переход в другое измерение, применение самообслуживания, применение пневмо и гидроконструкций, использование гибких оболочек и тонких плёнок, применение сильных окислителей,…).

2. Изменение структуры, формы, параметров, условий работы технического объекта (универсальность - узкая специализация, посредник, дробление-объединение, принцип матрешки, инвертирование, использование новых и изменение известных физико-химических свойств, вынесение - отделение функций от объекта, местное качество, антивес, эквипотенциальность, сфероидальность, динамичность, частичное или избыточное действие, колебания, периодическое действие, непрерывное полезное действие, "проскок", копирование, отброс и регенерация частей, изменение степени инертности, изменение формы (геометрии) объекта, нелинейное воздействие, задержка,…).

3. Применение нетрадиционных источников энергии, ротация энергоносителей (замена двигателей (движителей) одной физической природы на двигатели другой природы, замена механической системы оптической, запаховой, электромеханической, использование нетрадиционных источников энергии: солнечной, ветровой и др., применение термического расширения…).

4. Изменение свойств системы методами преобразования информации и системными методами (использование обратной связи, создание адаптивных систем, использование моделей, предварительное исполнение, принцип однородности, использование фазовых переходов...).

5. Приоритетное обеспечение экономических показателей (прием "Обратить вред в пользу", повышение интенсивности использования технических объектов, прием "Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности"…).

6. Приоритетное обеспечение безопасности жизнедеятельности (прием "Заранее подложенная подушка", использование средств защиты и блокировки, использование ловушек …).

7. Приоритетное обеспечение психологических воздействий (приемы создания эффективной рекламы, прием "Изменение окраски", приемы эргономики…).

Изучение творческого мышления позволяет глубже познать процессы развития, дает возможность выявить объективные закономерности творческого мышления и создать систему развития творческих способностей в обучении. Проблема способностей - это прежде всего комплексная психологическая проблема, требующая к себе внимания всех отраслей этой науки (от физиологической до когнитивной). Только в творческой деятельности происходит развитие творческих способностей - овладение методами (способами) познания и преобразования признаков объектов.

Отсюда возникает необходимость активизировать творческую познавательную и практическую деятельность различных возрастных категорий, а особенно молодого поколения. Творческий климат создается не только воспитанием любознательности, вкуса к нестандаpтным решениям. Необходимо воспитывать готовность к воспpиятию нового, стpемление использовать и внедpять твоpческие достижения дpугих людей. Личность обладает творческим мышлением, если она способна выполнять следующие группы логических операций: комбинировать системы и их элементы, определять причинно-следственные связи, выполнять исследовательские операции. Развитие творческого мышления должно осуществляться в процессе обучения методам решений творческих задач, с помощью которых у обучающихся формируются и развиваются логические умения по каждой группе. Творческая задача - это задача, для выполнения которой требуется изменение изученных правил или самостоятельное составление новых правил и в результате решения которой создаются субъективно или объективно новые системы - информация, конструкции, вещества, явления, произведения искусства. В теории творчества наряду с понятием творческая задача, существует и понятие исследовательская задача. Исследовательская задача - это творческая задача, для решения которой необходимо выполнить одну или несколько исследовательских операций.

1. Творческой называется такая деятельность, которая приводит к получению нового результата, нового продукта.

2. К критерию новизны продукта обычно добавляют критерий новизны процесса, с помощью которого этот продукт был получен (новый метод, прием, способ действия).

3. Процесс или результат мыслительного акта называют творческим только в том случае, если он не мог быть получен в результате простого логического вывода или действия по алгоритму. В случае подлинного творческого акта преодолевается логический разрыв на пути от условий задачи к ее решению. Преодоление этого разрыва возможно за счет иррационального начала, интуиции.

4. Творческое мышление связывают обычно не столько с решением уже поставленной задачи, сколько со способностью самостоятельно увидеть и сформулировать проблему.

5. Важным психологическим критерием творческого мышления является наличие ярко выраженного эмоционального переживания, предшествующего моменту нахождения решения.

6. Творческий мыслительный акт обычно требует устойчивой и длительной или более кратковременной, но очень сильной мотивации.

Г. Гельмгольц, А. Пуанкаре и ряд других авторов выделили четыре фазы любого творческого решения: фаза собирания материала, накопления знаний, которые могут лечь в основу решения или переформулирования проблемы; фаза созревания или инкубации, когда работает в основном подсознание, а на уровне сознательных регуляций человек может заниматься совсем другой деятельностью; фаза озарения или инсайта, когда решение часто совершено неожиданно и целиком появляется в сознании; фаза контроля или проверки, которая требует полной включенности сознания.