ТЕМА: «Использование элементов теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) и ТРИЗ-педагогики для повышения эффективности урока по дисциплинам естественнонаучного цикла (физика, химия, биология, география, технология)»
Этапы пути к Инновациям Спрос > Предложение Рынок производителя Ориентация на производство Цель – максимизация производства Эра Производителей Предложение < Спрос Каждый покупатель может окрашивать свой автомобиль по желанию, если автомобиль черный. Генри Форд, 1920
А. С. Пушкин об экономике ……. Бранил Гомера, Феокрита; Зато читал Адама Смита И был глубокий эконом, То есть умел судить о том, Как государство богатеет, И чем живет, и почему Не нужно золота ему, Когда простой продукт имеет. А. С. Пушкин. Евгений Онегин. Гл. 1
Этапы пути к Инновациям Спрос = Предложение Паритетный рынок Ориентация на сбыт Цель – максимизация товарооборота Chrysler Group LLC (Крайслер), 1955 Эра Продавцов Предложение = Спросу
Этапы пути к Инновациям Спрос < Предложение Рынок доминирования потребителя Ориентация на маркетинг Цель – исчерпание имеющегося рынка Эра Маркетинга Предложение > Спрос
Какова цель маркетинга? - достижение максимально возможного высокого потребления - достижение максимальной потребительской удовлетворенности - предоставление максимально широкого выбора товаров и услуг - максимальное повышение качества жизни.
Этапы пути к Инновациям Эра Маркетинга Предложение > Спрос Эра Продавцов Предложение = Спросу Эра Производителей Предложение < Спрос
Задача: «Как разобрать опалубку ? » ТП 1. Если гвоздь вбит по самую шляпку, то «хорошо» , что доски хорошо держатся, но «плохо» , что при разборке такой хорошо сбитой опалубки повредятся доски ТП 2. Если гвоздь не вбит по самую шляпку, то «хорошо» , что его легко вытаскивать, но «плохо» , что доски в опалубке не будут хорошо держаться ФП (надо удовлетворить оба эти требования): «Гвоздь и должен быть вбит по самую шляпку, и не должен быть вбит по самую шляпку» . Как быть?
Задача: «Как разобрать опалубку ? »
Необходимость в Инновациях Эра Инноваций инновации - это ключ к конкурентоспособности компании Предложение формирует Спрос Эра Маркетинга Предложение > Спрос Эра Продавцов Предложение = Спросу Эра Производителей Предложение < Спрос
Что такое «инновация» Инновация = Идея + Коммерциализация «Идея должна работать не в принципе, а в металлическом кожухе» Д. И. Менделеев
Необходимость в Инновациях Модель Lev & Gu Корреляция Физические Активы “Инновации – это главный вопрос экономического процветания” – Michael Porter Финансовые Активы Экономическая Эффективность Нематериальные Активы Доходы акционеров коррелируют с нематериальными активами. Создание нематериальных активов требует компетентности в инновациях.
Уровни творчества ЗАДАНИЕ: На листе бумаги изобразите квадрат Победит тот, кто изобразит квадрат, в наибольшей степени отличающийся от прототипа
Уровни творчества (новизны) 1. Репродуктивный 2. Репродуктивно-творческий 3. Творчески-репродуктивный 4. Творческий 14
Уровни инноваций Эффективность 1 Уровень 2 Уровень 3 Уровень 4 Уровень 5 Уровень 68. 3% 27. 1% 4. 3% 0. 24% 0. 06% ТРИЗ предлагает инструменты ускорения Известные Небольшие Изобретение Новая Пионерская решения инноваций для каждого уровня изменения внутри парадигма инновация Нормальное парадигмы распределение по уровням < 1 года 1 год 1 -2 года 2 -10 лет 10 -100 Срок внедрения лет
Шкала творческой педагогической деятельности Первый уровень - репродуктивный. Педагогическая деятельность осуществляется за счет использования в ней известных средств (приемов, методов). Творческая компонента отсутствует. Второй уровень - операционально-творческий. На этом уровне происходит либо перестройка средств и методов исполнения педагогической деятельности, либо частичная их замена. Например, дидактические карточки традиционно использовались при опросе учащихся. Использование их при изучении нового материала или для домашнего задания, иллюстрирует использование известных средств в новых условиях. Третий уровень - результативно-творческий. Происходит принципиальное изменение элементов деятельности, а именно посредством создания нового методического приема. Например, метод опережения в обучении, предложенный Лысенковой С. Н. , опорные сигналы В. Ф. Шаталова, анализ проблемных ситуаций по теме урока. Четвертый уровень - функционально-творческий. Происходит принципиальное изменение в определенных видах педагогической деятельности за счет появления новых связей между ее элементами. Творчество учителя выступает как поиск объективно новых задач и способов их решения. Например, использование опорных конспектов В. Ф. Шаталова, самостоятельный выбор учащимися изучаемого материала, самопроверка. Пятый уровень - прод уктивно-творческий. Он характеризуется созданием нового направления, идеи в педагогике. Например, методы развивающего обучения, педагогика сотрудничества, педагогика сотворчества.
Уровни дидактической составляющей: § 1 уровень - учитель преподает по стандартным методикам, учебникам, пособиям, с незначительными изменениями. § 2 уровень - учитель помимо стандартных методик, учебников, пособий использует материалы из методических журналов, книг, сборников. § 3 уровень - учитель внес изменения в некоторые компоненты дидактической системы, т. е. разработал оригинальные: дидактические карточки, опорные конспекты, наборы задач, наглядные пособия, поурочные лабораторные карточки и т. д. § 4 уровень - учитель разработал оригинальную программу, учебник, учебное пособие, задачник, лабораторный сборник. § 5 уровень - учителем разработано новое направление в учебно-воспитательном процессе: новый интегрированный или специализированный курсы, процесс сотворчества, технологию самообучения учащихся.
Педагогическая система 19
Пример школьного проекта “Я встаю ночью, для того чтобы пойти в ванную, но наступаю на игрушки, разбросанные моим младшим братом. ” Школьник, 12 лет 20
Шаг 5: Разработка решения Тапочки с подсветкой, активируемой вибрацией © Guided Brainstorming LLC 21
Внедрение Торговая палата штата Айова открыла уже 3 компании на базе детских разработок и каждый год присылает представителей на защиту детских проектов. © Guided Brainstorming LLC 22
«Все, что могло быть изобретено, уже изобрели» Charles Н. Duell специальный уполномоченный американского Бюро Патентов, 1899 г.
«Лошадь — навсегда, а автомобиль - лишь баловство, увлечение» . Президент Michigan Savings Bank. Charles из обращения к юристу Генри Форда с советом отказаться от инвестиций в организацию Ford Motor Co. 1903 г.
«Такое устройство, как телефон, имеет слишком много недостатков, чтобы рассматривать его, как средство связи. Поэтому считаю, что данное изобретение не имеет никакой ценности» . Из обсуждений в компании Western Union, 1876 г.
«Летающие машины, весом тяжелее воздуха, невозможны!» Lord Kelvin Президент Королевского Общества Royal Society, 1895 г.
«Бурение земли в поисках нефти? Вы имеете в виду, что надо сверлить землю для того, чтобы найти нефть? Вы сошли с ума» . Ответ на проект Edwin L. Drake, 1859 г
«Теория Луи Пастера о микробах — смешная фантазия» . Pachet Профессор психологии университета Тулузы, 1872 г.
«Живот, грудь и мозг всегда будут закрыты для вторжения мудрого и гуманного хирурга» . Sir John Ericksen Британский врач, назначенный главным хирургом королевы Виктории, 1873 г.
«Аэропланы интересны, но с точки зрения военных стратегий не представляют никакой ценности» . Маршал Фердинанд Фош, 1911 г.
«Нет никаких причин для того, чтобы люди решили устанавливать компьютеры у себя дома» . Кеннет Олсен Основатель и президент Digital Equipment Corp. , 1977 г.
« 100 миллионов долларов - слишком большая цена за Microsoft» . IBM 1982 г.
Инновации, которые изменили мир и принесли авторам огромный доход
Инновации, которые изменили мир и принесли авторам огромный доход Компания «Джонсон энд Джонсон» , г. 1899 Бактерицидный пластырь Врачи использовали новые повязки при лечении небольших порезов, а также для заклейки места укола при вакцинации против оспы. Артисты цирка часто применяли пластырь при мозолях или мелких ранениях.
Инновации, которые изменили мир и принесли авторам огромный доход Скрепка. Йоханн Валер, 1899 г. Сперва стопки бумаг скрепляли с помощью лент, скалывать за уголки портняжными булавками, но зачастую ранили руки.
Инновации, которые изменили мир и принесли авторам огромный доход Граф Меде де Сирвак, 1791 г. Велосипед Прообраз современного велосипеда - двухколёсный самокат с деревянной рамой без педалей и руля появился в 1791 году.
Инновации, которые изменили мир и принесли авторам огромный доход Элайша Грейвс Отис, 1852 г. Лифт Изначально был сконструирован подъемник для доставки досок на второй этаж. Позднее был изобретен ключевой элементом современного лифта автоматический ловитель.
Инновации, которые изменили мир и принесли авторам огромный доход Спенс Силвер, 1968 г. Стикер для записей Спенс Силвер, пытался улучшить акриловый клей для липкой ленты. Однако получилось у него нечто совершенно иное. Ученый прекрасно понимал, что он изобрел совершенно новый продукт. Однако что с ним можно сделать – не знал никто. Для нового продукта пришлось специально создавать потребительский спрос.
Инновации, которые изменили мир и принесли авторам огромный доход Мобильный телефон Первый образец действующего мобильного телефона был похож на кирпич и весил около килограмма. Изобретатель утверждает, что постоянное ношение ее в руках сильно укрепило его мышцы. Мартин Купер, 1973 г.
Инновации, которые изменили мир и принесли авторам огромный доход Стефан Возняк, Стиф Джобс, Персональный компьютер Первый маленький, но многообещающий персональный компьютер был изобретен в мастерской в гараже. Предназначался для видеоигр, хотя имел также возможности для программирования. 1976 г.
Инновации, которые изменили мир и принесли авторам огромный доход «Сиб. АС» «Инверсия-Сенсор» Разработка систем рентгеновского контроля (СРК) для досмотра авиапассажиров. «Медико-биологический союз» Более 70 видов иммунобиологической продукции. Оптоволоконны е системы мониторинга. «Гранч» Революционная разработка - комплекс «Умная шахта» наиболее совершенная подземная информационн ая система.
Инновационная Дилемма Инновация = Идея + Коммерциализация Процесс очень прост. . . Распознать проблему или потребность Найти идею Внедрить Проблема: 3000 идей = 1 коммерческий успех! Stevens, G. A. ; Burley, J. Research Technology Management
Учить с опережением Мы готовим учеников к профессиям, которые еще не существуют. Поэтому их нужно научить решать проблемы, которые еще не существуют…
Знаете ли вы, что: Наступает новая эра. Какая? © Guided Brainstorming LLC 47
48 – Почему бесполезно уговаривать кабана изучать астрономию? – Потому что он неба не видел!
Определение мышления 49 В психологии мышление — совокупность умственных процессов, лежащих в основе познания Мышление — опосредованное и обобщённое отражение действительности, вид умственной деятельности, заключающейся в познании сущности вещей и явлений, закономерных связей и отношений между ними.
50 Характеристики творческого мышления Значительные проблемы, стоящие перед нами, не могут быть решены на том же уровне мышления, на котором их создали. Альберт Эйнштейн Мышление развивается в филогенезе за счет, прежде всего, новых представлений, моделей, операторов мышления.
Характеристики творческого 51 мышления ИДЕАЛЬНОЕ ТВОРЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ: возможность осуществлять плодотворную творческую деятельность в любой сфере жизни
Характеристики творческого 52 мышления ЗДОРОВОЕ ТВОРЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ: возможность осуществлять плодотворную творческую деятельность в достаточно широкой сфере деятельности, границы которой заданы образованием и общепринятыми знаниями и умениями
Характеристики творческого мышления 53 ШЕСТЬ основных характеристик Упорядоченность Системность Каузальность Полимодельность Открытость Рефлексичность
Характеристики творческого мышления 54 Системность Закон перехода количественных изменений в качественные Умение видеть противоречия и преодолевать их Закон единства и борьбы противоположностей Умение видеть закономерности Закон отрицания
Характеристики творческого мышления 55 ТРИ основные характеристики: Системность Умение видеть противоречия и преодолевать их Умение видеть закономерности
Характеристики творческого мышления 56 Системность 1. Я задумал число. Задавая мне вопросы, на которые я могу отвечать только «ДА» или «НЕТ» , отгадайте это число 2. Неполное имя … 3. Нарисуйте самое большое дерево… 4. Задача Малахова…. 5. Максимальное количество подсистем такой системы как КНИГА
Системы Система водоснабжения Система мобильной связи Система обучения Транспортная система …. Что такое система? СИСТЕМА – совокупность взаимосвязанных во времени и/или пространстве элементов, предназначенных для выполнения какой-то главной полезной функции, причем каждый элемент этой системы (по отдельности) эту функцию выполнить не может
Системы Системное свойство – это новое качество суммы изначально независимых элементов, объединенных своими новыми связями в новую «Систему» . Элементы могут быть материальными, и тогда мы создаем конструкции, механизмы, машины, устройства. Элементы могут быть нематериальными (понятия, идеи и т. д. ) и тогда мы строим мысленные модели, создаем научные теории, системы знаний.
КЛАССИФИКАЦИЯ и МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ все что есть ЕСТЕСТВЕННЫЕСИСТЕМЫ все, что создано Природой ИСКУССТВЕННЫЕСИСТЕМЫ все, что создано человеком или другими живыми существами ТЕХНИЧЕСКИЕСИСТЕМЫ конструкции ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ способы организации деятельности
Системный эффект To T<To/2 T=?
Системный эффект
Системный эффект • Системный эффект (синергия, эмерджентность) — наличие у какой-либо системы особых свойств, не присущих её подсистемам и блокам; несводимость свойств системы к сумме свойств её компонентов; суммирующий эффект взаимодействия двух или более факторов, характеризующийся тем, что их действие существенно превосходит эффект каждого отдельного компонента в виде их простой суммы • • • Стая больше чем множество особей Учебное сообщество больше множества отдельных учащихся Лес – это не сумма отдельных деревьев Организм – не простое скопление отдельных клеток В почвоведении: системным свойством почвы является плодородие Соединение (синергизм) двух и более кусков радиоактивного материала, при превышении критической массы в сумме дают выделение энергии, превосходящее излучение энергии простого суммирования отдельных кусков; Знания и усилия нескольких человек могут организовываться таким образом, что они взаимно усиливаются; Прибыль после слияния двух компаний может превосходить сумму прибылей этих компаний до объединения. Биметаллическая пластина • • •
По определению, «Система» должна состоять, как минимум из двух связанных, взаимодействующих друг с другом элементов (подсистем) Свойства элемента 1 - Sys 2 Sys 1 (х1, х2, …хn) Э 1 Свойства элемента 2 (у1, у2, …уn) Свойства элементов 1, 2 изменяются Э 2 Э 3 Появляется новое свойство системное (z 1, z 2, …zn) SYS 1 Если мы добавим к существующей системе третий элемент Э 3 и организуем новое взаимодействие, то получим новую, более сложную систему «SYS 2» , надсистему для SYS 1 и Э 3
CИСТЕМЫ пример Элемент 1 Элемент 2 Свойства элемента 1 - Свойства элемента 2 - фигурная металлическая пластина конструкция из металла, подвижная дужка
Часто возникают непредвиденные вредные связи Э 1 Э 2 Э 3
Диверсионный анализ Гладко было на бумаге…. Природа Sys 2 Sys 1 Э 3 Да забыли про овраги. . . Э 1 Э 2 Внешняя среда
Педагогическая система
Педагогическая система
Педагогическая эмерджентность
Контексты анализа систем Пример. Система «Самолет» предназначена для перевозки людей и грузов по воздуху. Вопрос: являются ли «Системой» обломки разбившегося самолета? Ведь они уже не выполняют свою главную функцию. Однако они (и только они!) интересуют спасателей, экспертов, других людей, которые отвечают за безопасность полетов.
Система Под -система КОЛЁСА Под - подсистемы РЕЗИНОВАЯ ПОКРЫШКА Под – под- подсистемы ОБОД или ДИСК
Контексты анализа систем А вот надсистем столько, сколько моделей мы построим! Поскольку любую рассматриваемую «Систему» можно объединить с любой другой и рассмотреть общую для них «надсистему» . Кроме того, на своем жизненном пути «Системы» перемещаются в разные надсистемы. Система «автомобиль» со сборочного конвейера перемещается в магазин, склад, гараж и на дорогу. А в конце жизненного цикла – на свалку… Особенностью искусственных систем – технических или социальных, является их целенаправленность, функциональность: любая «Система» создается человеком для выполнения какого-либо конкретного действия. В функционировании «Системы» всегда можно выделить главный производственный процесс, главную производственную функцию (ГПФ). Кроме ГПФ существуют дополнительные функции – микроскопом можно и гвозди забивать при необходимости. Есть и вредные функции – автомобили, например, загрязняют атмосферу.
В пространстве: Над-надсистема Надсистема Система
По функции: Над-надсистема: перемещение людей и грузов Над-надсистема Надсистема Система Транспортная система
Системы Структура имеет значение… a+b b+a
Аллотропия химических элементов
Типы моделей для анализа систем • Функциональная модель – модель, отражающая комплекс функций объекта анализа и его элементов. • Компонентная модель – модель, отражающая состав объекта и иерархию (соподчиненность) его элементов. • Структурная модель – модель, отражающая взаимосвязи между элементами объекта. • Создание компонентной и структурной моделей называется компонентно-структурным анализом.
Функциональная модель – модель, отражающая комплекс функций объекта анализа и его элементов. Компонентная модель – модель, отражающая состав объекта и иерархию (соподчиненность) его элементов. Структурная модель – модель, отражающая взаимосвязи между элементами объекта. Создание компонентной и структурной моделей называется компонентно-структурным анализом.
Троянская война (XIII –XII в. в. до нашей эры). Выезжает на поле битвы герой Гектор. Против него выезжает герой Патрокл. Схватка. Патрокл падает сраженный, Гектор – победитель. Выезжает следующая пара. Все повторяется. Затем толпа на толпу. Но в толпе, опять же, дерутся один на один, или двое на одного. Такую битву воспел Гомер в своей Илиаде. Так и воевали армии долгие века. Сильней та армия, в которой больше воинов, и эти воины лучше подготовлены.
Система - греческая фаланга 490 -й год до н. э. Марафонская битва. Персы превосходили греков по численности в несколько раз. У персов – корпус "бессмертных". Сзади каждого стоят три сменщика. Как только первый упал, второй становится членом привилегированного корпуса "бессмертных". Попасть в их число – большая честь. На том свете обеспечены огромные привилегии. Воины отлично мотивированы, прекрасно подготовлены, всю жизнь воюют. У греков никаких шансов. Итог битвы – погибло 192 грека, 6500 персов, остальные персы бежали. Как такое возможно? Это абсолютно не логично!
Система - римский легион Греческую фалангу победил римский легион. Фаланга делится на три когорты. Когорты на 10 манипул. Манипулы – 100 -120 воинов делятся на десятки, которыми командуют деканы. Каждая манипула – отдельная фаланга. Вся система хорошо управляется и быстро перестраивается.
Троянская война (XIII –XII в. в. до нашей эры). Выезжает на поле битвы герой Гектор. Против него выезжает герой Патрокл. Схв Система – катафракта (тяжело вооруженная конница) За 20 лет до н. э. несколько мощных легионов под командованием Марка Красса, знаменитого победителя Спартака, вступили в пределы Фартийского царства. Легионы вырублены вдребезги, голова Марка Красса украшала пир на столе у армянского царя Арвуда. Виновник такого успеха катафракта – тяжело вооруженная конница. За спинами кавалеристов лучники. Кони защищены специальными доспехами. Всадники вооружены длинными стальными мечами, копьями. Важное изобретение – стремена, дающие опору при ударе. На беспомощного пешехода обрушивался страшной силы удар, в который всадник вкладывал вес собственного тела. Противопоставить ему было нечего
Ледовое побоище Апрель 1242 года. Вот такая свинья из тевтонских рыцарей набросилась на преимущественно пешее войско Александра Невского. Результат – сокрушительное поражение рыцарей, названное Ледовым побоищем. Как такое могло произойти?
Резиновая промышленность НАДСИСТЕМА МОТОРОСТРОЕНИЕ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА СЕТЬ АВТОДОРОГ СИСТЕМА ПОДСИСТЕМА ДВИГАТЕЛЬ БЕНЗИН КОЛЁСА
Прогноз Информация НАДСИСТЕМЫ впрошлом в НС (-) СИСТЕМА в прошлом С (-) НАДСИСТЕМЫ НС (0) СИСТЕМА С (0) ПОДСИСТЕМЫ ПОДСИСТЕМЫ в прошлом ПС (0) ПС (0) ПС (-) © В. В. Осадько г. Новосибирск-2004 Т (-) Т (0) НАДСИСТЕМЫ в будущем НС (+) СИСТЕМА в будущем С (+) ПОДСИСТЕМЫ в будущем ПС (-) ПС (+) Т (+)
Системный подход Думай системно! Super-System Получит ли мышка сыр, если пахнет сыром? подсказка: запах является подсистемой сыра Да, если подготовится! Поэтому надо задавать вопросы, позволяющие выявить систему, содержащую главную проблему. System Subsystem
Характеристики творческого 88 мышления
Характеристики творческого 89 мышления Пальмы – поставщики сырья Если верить статистическим данным, в Народной Республике Бангладеш произрастает 13 миллионов взрослых финиковых пальм. За один сезон (четыре зимних месяца) каждая из пальм может дать около 240 литров сладкого сока, который затем идёт на изготовление пальмового сахара.
90 Характеристики творческого мышления СИСТЕМНОСТЬ мышления Системность Диалектичность Упорядоченность Тот, кто совершает открытие, видит то, что видят все, и думает то, что никому не приходит в голову. Альберт Сент-Дьерди
КАК ДАТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ? Философ Платон определил человека как двуногое беспёрое существо (из всех живых существ двуногие – только люди и птицы. Но все птицы покрыты перьями). Другой философ, Диоген, ощипал цыпленка и бросил его к ногам Платона со словами: «Вот он, твой человек» . После этого Платон уточнил свое определение: человек - это двуногое бесперое существо с широкими ногтями. Еще один философ охарактеризовал человека как существо с мягкой мочкой уха (по какому-то капризу природы оказалось, что из всех живых существ только у человека мягкая мочка уха).
КАК ДАТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ? Алгоритм определения: 1) Определить ближайшую НС по обсуждаемой функции определяемого объекта. (Один – два – много…) 2) Определить функцию (для искусственных объектов) или способ существования (для природных объектов). 3) Описать отличия рассматриваемого объекта от других объектов с такой же функцией в этой же надсистеме. Примечание: в п. 1 надо указывать определяемое как часть ближайшей надсистемы, в рассматриваемом контексте, иначе определение окажется размытым.
Алгоритм определения Определяемая система Что такое стул? Система как часть ближней надсистемы Предмет мебели Определяемая система Система как часть ближней надсистемы Что такое «Система» ? Совокупность элементов и связей между ними Функция системы В чем отличие от других систем? Предназначен для сидения людей, одного человека Имеет 4 ножки и спинку, не имеет подлокотников Функция системы Достижение определенной цели В чем отличие от других систем? Обладает свойствами, не сводящимися к сумме свойств элементов
Микалоюс Чюрленис (1875 – 1911) Я полечу в далекие миры, в край вечной красоты, солнца и фантазии, в заколдованную страну. . • М. -К. Чюрленис
СОНАТА МОРЯ
Кацусика Хокусай, "Большая волна в Канагаве".
СОНАТА МОРЯ
Системный оператор – инструмент элементного анализа любых систем. Системный оператор – инструмент изобретателя, новатора в любой области техники. Системный оператор – инструмент планирования для руководителей предприятий. Системный оператор – инструмент прогнозирования для ученых, для экономистов и политиков. Системный оператор – инструмент фантастики, социальной и научной. Системный оператор – сам по себе - интереснейший объект научного исследования. Перефразируя М. Ломоносова можно сказать: Системный оператор уже потому изучать надо, что он ум в порядок приводит!
Скачать презентацию ТЕМА Использование элементов теории решения изобретательских задач ТРИЗ
Технология Творчества 1.pptx