«Философия ТРИЗ и информационные технологии»

Автор:

Хрулева Галина Владимировна

Педагог дополнительного образования

ГБУ ДО СПб ЦД(Ю)ТТ

Санкт-Петербург

2016

Оглавление

Введение.        

Теоретическая часть        

Основные понятия ТРИЗ        

Алгоритм и принципы решения задач        

Системное мышление        

Системы компьютера с точки зрения ТРИЗ        

Ментальные карты        

Применение методов ТРИЗ в детских объединениях по компьютерным технологиям        

Источники информации:        

Расскажи мне – и я забуду,

Покажи – и я, может быть, вспомню

Вовлеки меня – и я пойму.

Введение.

Знакомство с предметом ТРИЗ имело для меня неожиданный эффект: появился новый взгляд на явления, процессы и события в самых разных областях и новая оценка происходящего. Оказалось, что системное мышление, выявление противоречий, поиски ресурсов для их разрешения – практически полезное и увлекательное занятие.

Более того универсальность законов и методов ТРИЗ придает ей онтологический характер.

Задачи, которые предлагает ТРИЗ  требуют, воображения, сообразительности, логического и ассоциативного мышления. Решение этих задач способствует и обострению органов чувств, пробуждая разнообразные ассоциации. Системное регулярное применение методов, решение задач развивает, настраивает мыслительный аппарат личности, формирует мировоззрение, способность ориентироваться в стремительно меняющемся мире и находить в нем достойное место.

Приемы разрешения противоречий применимы и в профессиональной сфере и в жизненных ситуациях. ТРИЗ может с успехом изучаться в детском коллективе, прививая вкус к творчеству и удовлетворяя естественные творческие потребности маленького человека. Наконец она может помочь и в немолодом возрасте, давая импульс мозгу и способствуя поддержанию здоровья.

Размышления, предложения и выводы, изложенные мной, носят субъективный характер, не претендуют на глубокое знание предмета, но являются следствием интереса к теории ТРИЗ и удовольствия, которое я получила от знакомства с методами ТРИЗ и их применения.

Теоретическая часть

ТРИЗ включает в себя:

    механизмы преобразования проблемы в образ будущего решения;

    механизмы подавления психологической инерции, препятствующей поиску решений (неординарные решения трудно находить без преодоления наших устойчивых представлений и стереотипов);

    обширный информационный фонд – концентрированный опыт решения проблем.

Основные понятия ТРИЗ

1. Противоречие

"Должно выполняться действие "А", чтобы задача была решена, – и должно выполняться (выполняется) действие "не А", потому что такова реальность".

2. Ресурсы 

При решении задач вначале используйте то, что уже имеете – ресурсы.

3. Идеальный конечный результат (ИКР)

 Представить себе идеальный образ решения, или Идеальный Конечный Результат (ИКР). Это ситуация, когда нужное действие получается без каких-либо затрат (потерь), усложнений и нежелательных эффектов.

 Достичь ИКР практически невозможно, но это верный ориентир при решении задачи и оценке идей.

Алгоритм и принципы решения задач

1. Сформулировать противоречие и идеальный конечный результат (ИКР)
2. Выявить ресурсы
3. Применить приемы и принципы решения задач
4. Проанализировать решения

Системное мышление

 Система  это  организованное множество элементов любой природы, как-то связанных друг с другом и функционирующее во имя исполнения общих целей.

Приняв системный подход как рабочую гипотезу кардинального свойства постигаемой реальности, можно без особых усилий и даже с некоторым удовольствием находить системы во всех явлениях,  как окружающего мира, так и человеческой личности.  

Рассматривая систему в ее развитии, следуя закону, полученному с помощью ТРИЗ, интересно выделить периоды эволюционного медленного развития, интенсивного роста, достижения пика своих возможностей и угасания вплоть до полного исчезновения с появлением новой системы. При этом кажется естественным наличие стохастической составляющей в функции, определяющей развитие данной системы, начиная с ее возникновения вплоть до исчезновения.

 Развертывание системы идет по трем направлениям – дробление системы, усложнение одного системного уровня (включение дополнительных элементов, дифференциация элементов), переход в надсистему.

Подобное развитие и угасание происходит в структуре человеческого общества на наших глазах: умирает система национальных государств. Вслед за странами 3-его мира самостоятельность теряют и европейские государства. На смену придет новый способ социальной организации, основные особенности которого пока трудно четко сформулировать, но некоторые черты уже проступают. В частности, переход от иерархической структуры к сетевой.

Такая же судьба уготована и денежной системе, которая в течение 1000-летий регулировала отношения между различными группами общества, от личных отношений

до государственных.

На графиках представлен закон S-образного развития или кривая жизни системы. На первом участке мы увидим медленный рост, затем перегиб кривой и переход к более быстрому развитию на втором участке, затем второй перегиб и резкое замедление темпов развития вплоть до нулевых, и даже, отрицательных на третьем. Уже при жизни системы 1 появляется новая система, которой суждено пройти те же этапы развития и вытеснить 1 систему, по крайней мере, из основной области ее функционирования.

Ограничусь более подробным рассмотрением  области, играющей немаловажную роль в современном обществе и имеющей непосредственное отношение к моей деятельности.

Системы компьютера с точки зрения ТРИЗ

Взяв за основу систему ТРИЗ, рассмотрим структуру и эволюцию компьютера, точнее, программной его составляющей.  Основной программой является операционная система (ОС)

Операционная система, сокр. ОС — комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия с пользователем.

В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами (драйверами) — с одной стороны — и прикладными программами с другой.

Разработчикам программного обеспечения операционная система позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций. Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов в самой операционной системе. В составе операционной

системы различают три группы компонентов:

• ядро, содержащее планировщик; сетевую подсистему, файловую систему;
• системные библиотеки, программы управления устройствами компьютера
• оболочка с утилитами, в частности, удобный интерфейс

ТРИЗ рассматривает иерархическую структуру систем и их эволюцию в виде схемы (системного оператора)

 Развертывание системы идет по трем направлениям:

1. дробление системы
2. усложнение одного системного уровня (включение дополнительных элементов, дифференциация элементов)
3. переход в надсистему

1. Ядро современных операционных систем является гибридным и функционирует в режиме мультипрограммирования, то есть в режиме разделения времени выполняет множество функций. Этот процесс протекает быстро, что создает у пользователя впечатление одновременности. Увеличение скорости происходит за счет дробления потока выполнения. Происходит разделение потока по вычислителям (ядрам) и каждый вычислитель обрабатывает свой поток. Этот принцип реализуется в многоядерных процессорах.
2. Усложнение системы  в частности заключается в узкой специализации программ. Программное обеспечение выносится на внешние сервера и предоставляется компаниями в виде отдельных блоков. Этот прием облегчает отладку программ (поиски ошибок) и уменьшает объем программ.
3. Вынесение баз данных за систему, так появились СУБД (системы управления базами данных) Надсистемой для компьютера является и пользователь или программист. Теоретически существует возможность интеграции электронных устройств и мозга. Возможно будущее именно за такими технологиями.

Цель всех изменений интерфейса - обеспечить максимально широкий и надежный канал связи между мозгом пользователя и ядром операционной системы. Полная интеграция электронных гаджетов с мозгом – дело далекого будущего и есть причины для того, чтобы этого не произошло никогда. Причина не в технических или биологических ограничениях. Причина лежит в социально - личностной плоскости. Многие из тех, кто способен это реализовать, считают, будто человеку для жизни «электронные костыли» не нужны.

«Это направление развития, предполагает приближение к концепции идеального устройства: «устройства нет, а функции выполняются» Шаги в этом направлении делались всегда. Операционные системы, распознающие жесты, голос, идентифицирующие пользователя по лицу, не требуют предварительной подготовки, даже для пользователей детского возраста. Верхняя точка этого направления развития – создание искусственного интеллекта. Общая операционная система всех устройств, сама будет решать, что нам нужно и что для нас лучше и любой ответ, будет дан раньше вопроса.

В отличие от той эволюции софта, которую мы наблюдали в девяностых и двухтысячных, новая эволюция все меньше будет зависеть от производителей железа (Hardware), и все больше — от производителей конечного программного обеспечения (Software) для пользователей»^[1]

Тенденция такова, что компьютер, равно как и мобильные телефоны, планшеты исчезнут как самостоятельные устройства и будут частью биологической системы пользователя, то есть человека.

Ментальные карты

Для того чтобы систематизировать полученные мной знания о ТРИЗ и те  соображения, которые у меня по этому поводу возникают, воспользуюсь методом ментальных карт. Это способ структурирования информации, где главная тема находится в центре листа, а связанные с ней понятия располагаются вокруг в виде древовидной схемы.

Применение методов ТРИЗ в детских объединениях по компьютерным технологиям

Теория, мой друг, суха,

Но зеленеет жизни древо

 (Мефистофель, Гете И.В. «Фауст»)

В представленной схеме присутствуют все аспекты ТРИЗ. Отдав должное философии, формирующей и корректирующей мировоззрение, обратимся к практической составляющей. Какие методы активизации мышления применимы на занятиях в объединениях компьютерных технологий?

Некоторые задания, предлагаемые на олимпиадах по ТРИЗ, могут быть решены с помощью алгоритмического языка. Например, задачи на пространственное воображение

«Игральная кость» Даны 3 положения игральной кости. Какая буква находится напротив буквы Н?

Задачу можно алгоритмизировать,  изобразить развертку в графическом режиме, например, языка Pascal. Таким образом, найти решение: напротив буквы H находится буква S

 «Магический квадрат»

Сумма чисел в любой строке, столбце и по диагонали должна быть равна магической константе

Вычислите магическую константу.  Это можно сделать при помощи простой математической формулы [n * (n2 + 1)] / 2, где n – количество строк или столбцов в квадрате. Например, в квадрате 3x3 n=3, а его магическая константа: [3 * (9 + 1)] / 2=15.

Для заполнения квадрата воспользуемся следующим алгоритмом.

Написать 1 в центральной ячейке верхней строки. Строить любой нечетный квадрат нужно именно с этой ячейки. Например, в квадрате 3х3 напишите 1 во второй ячейке верхней строки. Следующие числа (2,3,4 и так далее по возрастанию) записывайте в ячейки по правилу: одна строка вверх, один столбец вправо. Но, например, чтобы записать 2, вы вылезете за пределы квадрата, поэтому существуют три исключения из данного правила:

    Если вы вылезли за верхний предел квадрата, напишите цифру в самой нижней ячейке соответствующего столбца.

    Если вы вылезли за правый предел квадрата, напишите цифру в самой дальней (левой) ячейке соответствующей строки.

    Если вы попали на ячейку, которая занята другой цифрой, напишите цифру непосредственно под предыдущей записанной цифрой.

Заполняем квадрат, следуя предложенному алгоритму.  Этот процесс моделируется на языке программирования Turbo Pascal

ТРИЗ предлагает эффективные методы разнообразить занятия в объединениях компьютерных технологий. Например, включить разминку, развивающую дивергентное мышление.

Дивергентное мышление  – это способность человека выдать большое количество решений, основанных на одних и тех же данных.

Например,  выполнить задания:

1. Напишите список из слов (существительных), которые бы заканчивались бы на букву «т». Следующим моментом тренировки могло бы стать создание списка слов, начинающихся на букву «л». Попробуйте также создать список из слов, в которых третьей буквой является «а»
2. Возьмите любое слово (к примеру, БУЛКА или МЕДВЕДЬ). Задание состоит в том, чтобы из начальных букв создать полноценное предложение.
3. Продолжите ряд чисел 7, 9, 40, 74, 1526  и т. д. на скорость.
4. Выполните упражнение на нестандартное мышление «Способы необычного применения обычных предметов». Его  лучше выполнять в парах.

С использованием графического редактора дополнить рисунки:

Источники информации:

1. https://sites.google.com/site/teoriasilnogomyslenia/tosm/zakony-razvitia-sistem - Теория сильного мышления. Закон развития систем

2. https://altocsh3.narod.ru/triz.htm - методическая разработка по ТРИЗ

3. https://circleplus.ru/circle/reflexum/archive/11/print - В.Никитаев «Трансформация сознания в эпоху Интернета
4.  http://baihou.ru/triz  - ТРИЗ – теория решения изобретательских задач

5. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. М.: Сов.радио, 1979

6. Давыдова В.Ю., Таратенко Т.А. «Игры для ума» Сборник логических заданий и изобретательских задач, СПб, СПбЦДЮТТ, 2013

7. И.Бродский «Поклониться тени» Нобелевская лекция, СПб Азбука-классика 2001