Использование инновационных технологии для развития творческого мышления

«ТРИЗ – теория решения изобретательских задач»

Капкова Т.Г., учитель биологии и экологии высшей категории

Когда человек начинает творчески мыслить? Может когда делает первый вдох? Или когда делает первый шаг?... Похоже очень рано. Ведь для маленького человека каждая новая ситуация оказывается новой. И в ней нужно творчески разобраться.

А когда человек перестает творчески мыслить? Когда умирает? Или по мере старения? Или когда обрастает как броней стереотипами. А стереотипы - как известно - превращают творческую проблему в решенную задачу. т.е. думать уже не нужно.

Вспомните, как давно вы решали в жизни, на работе творческую задачу? Именно творческую, когда задача толком непонятна и неизвестно как к ней подступиться? Вспомните, а когда вы решили, а не решали творческую задачу? Когда не испугались проблемы, нашли решение и довели его до внедрения.

Жизнь - это сплошное изобретательство, те умения, которые мы освоили в школах и в институтах, не очень-то помогают в решении сложных проблем. Здесь требуется изобретательское мышление.

Мысль о необходимости разработки эффективных методов решения творческих задач высказывалась давно. Ее корни уходят в древнюю Грецию, где в сочинениях математика Паппа впервые встречается слово «эвристика». И тем не менее, до середины ХХ века изобретательские задачи решались перебором вариантов примерно следующим образом: «А что, если сделать так?..» Не получилось. «А что, если сделать по-другому?..» Опять ошибка. Так возникло название «Метод Проб и Ошибок» и убеждение, что стремление раскрыть секреты творчества бесперспективно.

Примерно начиная с середины 40-х годов прошлого века в Америке и Европе появляются публикации сразу о нескольких методах решения творческих задач. Они основаны на принципе активизации выдвижения и перебора вариантов. Впервые была доказана на практике возможность – пусть в ограниченных пределах – управлять творческим процессом. К сожалению, методы активизации сохранили бесчисленные пробы и ошибки.

В России над проблемой рождения и развития плодотворных идей работал Г.С. Альтшуллер. Он начал строить принципиально новую «методику изобретательства», основанную на объективных законах развития технических, художественных, научных и иных систем. Первая публикация о Теории Решения Изобретательских Задач (ТРИЗ)появилась в журнале «Вопросы психологии» в 1956 году.

Теория решения изобретательских задач – это успешно применяемая, дающая высокие результаты технология мышления.

Компании, специализирующиеся на применении и развитии ТРИЗ работают во многих странах Европы и Азии. Курс ТРИЗ читается в ряде университетов Америки, Канаде, Франции, Англии, Германии, Швейцарии, Израиля, Японии, России. Уже более 10 лет работает Международная Ассоциация ТРИЗ, президентом которой до последнего дня своей жизни являлся Г. Альтшуллер. Создана Европейская Ассоциации ТРИЗ. Имеются региональные Ассоциации ТРИЗ во Франции, Англии, Голландии, Израиле, в странах бывшего СССР и других странах.

ТРИЗ–дидактика предлагает использовать ТРИЗ в системе обучения в качестве стержневого межпредметного курса и строить остальные учебные курсы на его основе.

Основными целями ТРИЗ-образования является развитие творческих способностей; активизация творческого мышления для продуктивной познавательной, исследовательской и изобретательской деятельности; формирование качеств творческой личности.

Если выразить идеи ТРИЗ–дидактики очень кратко, то это:

формирование теоретического мышления через формирование общих способов действий;

получение общего способа действий в результате решения учебной задачи (очень похожей на изобретательскую);

организация учебного процесса в виде специально построенной учебной деятельности, включающей планирование, моделирование, контроль.

ТРИЗ не занимается ни развитием интеллекта, ни развитием креативности.. Она обучает деятельности, продукты которой обычно свидетельствуют о наличии у человека высокого интеллекта и развитой креативности.

ТРИЗ позволяет перевести проблемные задачи высокого уровня на более низкий уровень, сделать их менее творческими, дает возможность упростить обучение.

Суть ТРИЗ в том, что она принципиально меняет технологию производства новых технических идей. Вместо перебора вариантов ТРИЗ предлагает мыслительные действия, опирающиеся на знание законов развития технических систем.

В основе ТРИЗ лежат три принципа.

Принцип объективности законов развития систем – строение, функционирование и смена поколений систем подчиняются объективным законам. Отсюда: сильные решения – это решения, соответствующие объективным законам, закономерностям, явлениям, эффектам.

Принцип противоречия – под воздействием внешних и внутренних факторов возникают, обостряются и разрешаются противоречия. Проблема трудна потому, что существует система противоречий – скрытых или явных. Системы эволюционируют, преодолевая противоречия на основе объективных законов, закономерностей, явлений и эффектов. Отсюда: сильные решения – это решения, преодолевающие противоречия.

Принцип конкретности – каждый класс систем, как и отдельные представители внутри этого класса, имеет особенности, облегчающие или затрудняющие изменение конкретной системы. Эти особенности определяются ресурсами: внутренними – теми, на которых строится система, и внешними – той средой и ситуацией, в которых находится система. Отсюда: сильные решения – это решения, учитывающие особенности конкретных проблемных ситуаций.

Основным понятием ТРИЗ является противоречие. При возникновении противоречия возможны два пути его разрешения:

1) компромисс, примирение противоположных требований, предъявляемых, например, к определенной конструкции;

2) выдвижение качественно новой идеи или принципиально новой конструкции.

Знаменитая фраза из «Алисы в стране чудес»: «...для того, чтобы удержаться на месте, здесь надо бежать со всей мочи....». Одно из противоречий нашего времени в том, что, педагоги должны учить своих подопечных выживать в том мире, о котором сами педагоги не имеют ясного представления. Это противоречие заставляет отказаться от привычного способа прививать будущему поколению собственные ценности, черты поведения и знания и переходить к формированию личности, способной самостоятельно добывать новые знания и оперативно корректировать имеющуюся картину мира в соответствии с вновь полученными знаниями

Традиционно считается, что система образования должна ДАВАТЬ ЗНАНИЯ. Т.е. то, что человечество уже ЗНАЕТ – готовые определения, формулы, законы, примеры применения всего этого в науке, технике, искусстве. Все учебники и львиная доля методической литературы посвящены тому, как УСВОИТЬ эти знания, как наиболее эффективно уложить их в голове ученика, как научить ребёнка учиться, как ПОЛУЧАТЬ ЗНАНИЯ. У нормального добросовестного ученика просто ДОЛЖНО сложиться впечатление, что человечество уже всё ЗНАЕТ, всё уже открыто, всё нашло своё объяснение, всё придумано… Надо только про всё это УЗНАТЬ. УЗНАТЬ то, что интересно конкретному человеку из того, что УЖЕ ИЗВЕСТНО человечеству. Даже странно, что при таком образовании у нас всё равно идёт развитие и науки и техники, появляются новые технологии, новая продукция…

Конечно, знания необходимы. Но если пользоваться всё время одними и теми же знаниями, откуда же возьмётся развитие? Для развития нужны НОВЫЕ ИДЕИ, развивать и осуществлять которые можно на базе известных знаний. Новые идеи – продукт креативного мышления.

Креативное мышление - это мышление творческое, новаторское, созидательное. Человек с таким мышлением может генерировать принципиально новые идеи в науке, искусстве, технике и т.д., умеет видеть (и предвидеть!) проблемы, умеет находить эффективное решение проблем.

С другой стороны, человек уже столько всего придумал и создал, что возникла угроза самому существованию жизни на нашей планете… Поэтому очень важно развитие экологического мышления. Т.е. мышления системного, диалектичного, умеющего видеть связи и взаимодействия «всего со всем», предвидеть последствия этих связей и взаимодействий, видеть возникающие противоречия и уметь их разрешать.

Как формировать такие стороны мышления у наших учеников? Традиционной передачей предметных знаний, решением учебных задач с уже известным единственным ответом такое мышление не создать. Учитель должен стать носителем способов творческого системного (креативного и экологического) мышления. Должен дать детям «пищу» и инструмент для такого мышления.

«Пищу» дают современные педтехнологии (РО Эльконина – Давыдова, технология развития критического мышления, эвристическое образование, проблемное обучение, метод проектов и др). Эти технологии дают детям возможность самим «добывать» и осмысливать знания, используя собственные ресурсы (ранее полученные знания, кругозор, интуицию), а также учебники, справочники, энциклопедии, Интернет и т.д. Для детей это хороший тренинг на работу мышления по пониманию, осмысливанию, запоминанию новых для них знаний, на ориентирование в море информации. В процессе работы по этим технологиям у детей возникают собственные идеи, интересные мысли, вдохновение! (Почитайте восторженные отзывы детей – участников дистанционных эвристических олимпиад Центра «Эйдос»!) Но без ИНСТРУМЕНТА (современного, уже существующего ИНСТРУМЕНТА) работа по получению собственных идей, на наш взгляд, не достаточно эффективна. А бывает и не доступна…

Инструмент (вернее целый набор инструментов) для креативного, системного мышления есть: это разнообразные методы активизации творческого мышления, в том числе наиболее развитая Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ).

С помощью этого инструмента можно идти дальше, не только давать знания и общеУЧЕБНЫЕ умения, но и выводить детей на передний край науки, техники, искусства, знакомить с нерешёнными проблемами, давать детям возможность попробовать самим СОЗДАВАТЬ принципиально новые знания, решать реальные исследовательские и изобретательские задачи , а именно:

• Выявить вопрос, проблему, на которую нет ответа ни в учебнике, ни в энциклопедии, ни в Интернете,

• Выдвинуть варианты собственных гипотез решения проблемы (инструменты ТРИЗ могут в этом помочь!)

• Разработать способы доказательства, опытной проверки гипотезы.

• Генерировать новые идеи по применению получаемых в школе знаний.

• Проверять работоспособность идей на моделях, игрушках.

• Знакомить детей с разными видами человеческой деятельности (производство, наука, искусство и т.д.), с реальными проблемами в этих областях. С помощью ТРИЗ генерировать варианты решения этих задач.

Не все идеи можно проверить в «домашних условиях», не все дети захотят работать в творческом направлении, но показать ВОЗМОЖНОСТЬ такой деятельности, возможность игры мысли, вдохновения от этого процесса – это мы можем сделать!

В ТРИЗ наиболее разработаны следующие направления:

1. курс РТВ (развитие творческого воображения) - набор приемов и методов для генерирования фантастических, сказочных идей;

2. «железная» ТРИЗ - набор законов, правил, приемов для решения технических изобретательских задач;

3. ТРТЛ - теория развития творческой личности - набор «подсказок» для «конструирования» творческой жизни от детства до старости.

В соответствии с этими направлениями мы и составляли первоначально творческие задания по разным предметам. Например, для развития творческого воображения:

• Сочините сказку из жизни обыкновенных дробей (или химических элементов, или литературных терминов, или географических понятий и т.п.) Главное, чтоб в этой сказке отражались свойства этих объектов. Для этого надо сначала все свойства, качества, особенности объекта (т.е. его ресурсы) выявить и записать. Потом применить к объекту приём «оживление», провести аналогии между качествами объекта и качествами личности, а потом уже и сказку сочинять.

• Нарисуйте чувства «Восхищение», «Грусть», «Радость», «Удивление» с помощью простых геометрических тел (шар, пирамида, цилиндр, призма) – интеграция черчения и ИЗО.

• Придумайте волшебный ветер (интеграция с природоведением) и т.д.

Изобретательские задачи выявляли в текстах литературных произведений, в текстах учебников по природоведению и другим естественно-научным предметам:

Пример: Как при извержения вулкана, «обратить вред в пользу»? (Есть в ТРИЗ такой, можно сказать, мировоззренческий приём.) Т. е. можно ли получить пользу от этого страшного и грозного явления природы? (Природоведение , 5 класс)

В ходе рассуждений установили, что от вулканов уже есть следующая польза: образование полезных ископаемых (гранит, руды, драгоценные камни). При извержении Везувия Помпеи засыпало толстым слоем пепла очень быстро, поэтому как бы законсервировало быт того времени. Это была страшная трагедия для жителей Помпеи, но для современных историков и археологов это бесценный дар. Далее дети придумали, как использовать тепловую энергию вытекающей лавы. Надо направить поток лавы в природное или специально сделанное углубление, проложив заранее по нему змеевик из труб. Полученное озеро лавы засыпать сверху огнеупорным утеплителем. Подавать в змеевик воду и полученным паром отапливать посёлок.

Алгоритм творческого изучения явления (объекта, процесса, вещества):

• обнаружение явления,

• выявление ресурсов явления (свойств, особенностей), их классификация,

• определение границ явления,

• выявление связей явления с другими объектами и процессами окружающего мира,

• формулирование вопросов исследовательского характера,

• выдвижение гипотез, проектирование экспериментов по доказательству гипотез,

• разработка модели явления,

• выявление возможностей управления явлением,

• генерация идей по применению явления,

• экологическая экспертиза полученных идей,

• развитие идей в научно-техническом и социальном направлении..

Идея алгоритма в том, чтобы объединить все стадии научно-исследовательских и изобретательских работ в одном обобщающем уроке по определенной теме (или серии уроков, или в исследовательской работе учащегося)

Впоследствии оказалось, что данный алгоритм близок к общей схеме процесса познания.¹ Отличается тем, что более конкретен, подробен и дополнен инструментами ТРИЗ для решения возникающих по ходу изучения исследовательских и изобретательских задач.

Поясним шаги алгоритма:

- обнаружение явления (это может быть тема учебного плана или какой-то факт, наблюдение, удивившее или заинтересовавшее ученика событие, и прочее. Т.е. на этом шаге выбирается (предлагается, устанавливается) объект изучения. Например: явление «смачивания» и «не смачивания» (физика); скорость химической реакции или элемент «хлор» (химия); тема «Воздух» (окружающий мир); тема «Прилагательное» (русский язык); тема «Посуда» (изобразительное искусство) и т.д.

- выявление ресурсов явления (свойств, качеств, особенностей, возможностей, функций) – т.е. описание объекта изучения,

- выявление связей данного явления с другими явлениями окружающего мира, определение места данного явления в общей картине мира.

- определение границ, в которых проявляется явление (пространственных, временных, температурных. Зависимостей от показателей давления, колебаний, магнетизма, электрических явлений и т.д.)

- формулирование вопросов, относящихся к этому явлению, т.е. выбирается предмет изучения, исследования. Например, почему одна и та же жидкость одну поверхность смачивает, а другую не смачивает? Почему пылинки «танцуют» в воздухе? Почему хлор тяжелее воздуха?

- предложение вариантов объяснения явления (варианты могут быть и образные и научные). Объяснения могут даваться на разном иерархическом уровне: на уровне тел; на уровне веществ, из которых состоят тела; на уровне строения веществ (кристаллического, молекулярного) и т.д. Выдвижение гипотез ответов на вопросы. Проектирование доказательств и экспериментов по полученным гипотезам.

- разработка моделей, теорий явления, формулирование взаимозависимостей, закономерностей.

- выявление возможностей управления явлением; это уже легко сделать, зная ресурсы, связи, границы явления.

- варианты применения явления (не только вспоминаем уже известные варианты, но и генерируем новые) – изобретательская и проектная деятельность.

- экологическая экспертиза проектов – «Не навреди!», «Проверь, соответствует ли (адаптирован ли, приспособлен ли) твой проект к потенциалу (к возможностям) природной среды?»

- развитие идей до социально – общественного уровня: каждая научно-техническая идея вносит что-то новое в жизнь общества. «Проследи, какие последствия принесёт осуществление идеи для твоей семьи, друзей, школы, города, и т.д.» «Рассмотри последствия осуществления идеи в единичном варианте, в массовом использовании. Как это скажется на жизни общества?».

На каждом этапе алгоритма рекомендуется применять инструменты ТРИЗ и другие методы активизации творческого мышления:

- обнаружение явления; (выявление противоречий, неясностей, вопросы «почему…»)

- выявление ресурсов (функций, свойств, качеств, особенностей) явления;

- связи с другими явлениями, определение места явления в общей картине мира (системный оператор)

- определение границ, в которых проявляется явление; (метод числовой оси, вепольный анализ)

- предложение вариантов объяснения явления (варианты могут быть и образные и научные) (аналогии, приёмы устранения противоречий, системный оператор, «обращение» задачи, законы развития систем, фонды физических, химических, геометрических, биологических эффектов, вепольный анализ, АРИЗ)

- разработка моделей явления; (аналогии, моделирование маленькими человечками)

- возможности управления явлением; (ресурсы, системный оператор, вепольный анализ, законы развития технических систем)

- варианты применения явления. (метод фокальных объектов, метод гирлянд ассоциаций, морфологический анализ)

- экологическая экспертиза, развитие идеи (ресурсы, системный оператор, законы развития систем)

В жизни обычно бывает так: одни люди явления обнаруживают, изучают и описывают, другие – объясняют, третьи – применяют в изобретательстве, четвёртые – проводят экологическую экспертизу и т.д. Всё это растягивается на годы… А мы хотим весь процесс сжать до одного урока! Конечно, в жизни так не бывает… Но нам хотелось дать детям прочувствовать самое интересное в научном и техническом творчестве – полёт мысли, вдохновение от генерации идей! Это вдохновение и даёт силы на месяцы и годы исследований, экспериментов, разработок и испытаний. А алгоритм позволяет видеть перспективу и взаимосвязь разных этапов научно технических разработок.

Кроме того, в такой учебной работе найдут себе роль разные типы личностей учащихся: и теоретики и практики, и фантазёры и критики.

Алгоритм получился длинный, на одном уроке просто не успеть пройти все шаги. Можно перейти на серию уроков, можно осваивать его постепенно, можно делать акцент на некоторых шагах. Можно разным группам давать параллельные задания по алгоритму, например, после фронтальной работы по выявлению ресурсов и формулированию вопросов :

• одна группа решает исследовательские задачи «на объяснение»,

• другая группа генерирует идеи «на изобретение».

• третья - определяет границы явления,

• а четвёртая выясняет связи явления с окружающим миром и возможности управления явлением.

После обмена полученным продуктом учебной деятельности:

• одна группа может заняться экологической экспертизой идей по применению явления,

• другая - рассматривает изобретательские идеи на предмет их развития,

• третья - рассматривает социальные последствия при возможном внедрении идеи,

• четвёртая сравнивает полученные продукты с изложением материала в учебнике и даёт рекомендации по дополнению работ учащихся и дополнению учебного материала.

Но держать во время уроков полный текст алгоритма перед глазами всех учащихся следует обязательно, чтобы каждый чувствовал и понимал своё место в общей цепочке действий. А кроме этого на столах должен быть раздаточный материал по необходимым на данном этапе приёмам и методам, активизирующим творческое мышление.

Ожидаемые результаты систематического применения алгоритма:

• повышение компетентности учащихся,

• развитие интереса к исследовательской и изобретательской деятельности,

• формирование навыков применения различных способов и методов творческого мышления,

• развитие творческого, системного, прогностического, гибкого, критического мышления,

• формирование активной жизненной позиции.

Анализ и выводы.

1. Экспериментальное применение алгоритма творческого изучения явления (объекта, процесса, вещества) - (далее – алгоритм) показало, что алгоритм вполне работоспособен в разных предметных областях и для разных возрастных категорий учащихся.

2. Алгоритм соответствует основным стадиям научно-исследовательской и опытно-конструкторской деятельности учёных, изобретателей, конструкторов и технологов.

3. Алгоритм близок к общей схеме процесса познания. Отличается тем, что более конкретен, подробен и дополнен инструментами ТРИЗ для решения возникающих по ходу изучения исследовательских и изобретательских задач.

4. Изучая явление (объект, процесс, вещество) с помощью алгоритма развивается системность мышления, вырабатывается навык выявления проблем, нерешённых задач. Создаётся единая картина мира – таинственного и прекрасного!

С помощью инструментов ТРИЗ дети успешно выдвигают гипотезы, объясняющие тайны мира, проектируют эксперименты по проверке гипотез, генерируют идеи по применению получаемых в школе знаний и, таким образом, развивают креативное и экологическое мышление

1