Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Титульный лист
С.А. Новоселов
Л.С. Попова
Методология развития креативности и творчества
© Новоселов С.А., Попова Л.С., 2011
Содержание
Содержание………………………………………………………………………2
Глава 1. Теоретико-методологические основы развития креативности……...3
1.1
. Понятийно-терминологический аппарат методологии развития креативности ……………………………………….……3
1.2. Природа и смысл творчества в философской традиции 22
1.3. Проблема творчества в психологической науке…………………33
1.3.1. Основные психологические подходы к изучению феноменов творчества и креативности……………………..33
1.3.2. Основные тенденции изучения феноменов творчества и креативности в рамках современной научной рациональности……………….……………………………..52
Глава 2. Психолого-педагогические технологии развития креативности…………………………………………………………….67
2.1. Психологические закономерности формирования
и развития креативности…………………………………………67
2.2. Методы активизации творческого мышления…………………..72
2.2.1. Синектика…………………………………………………..72
2.2.2. Метод фокальных объектов………………………………73
2.2.3. Метод гирлянд ассоциаций и метафор…………………...75
2.2.4. Метод контрольных вопросов…………………………….78
2.2.5. Морфологический анализ…………………………………80
2.2.6. Алгоритм решения изобретательских задач……………..81
2.2.7. Вепольный анализ………………………………………..125
2.3. Тренинг креативности……………………………… …………156
2.4. Ассоциативно-синнектическая технология
развития творчества……………………………………………165
1.1. Понятийно-терминологический аппарат методологии
развития креативности
Данный параграф посвящен рассмотрению системы базисных понятий методологии развития креативности, предложенной С.А. Новоселовым. Исходными основополагающими понятиями, входящими практически во все определения творчества и креативности, являются следующие философские и психологические понятия: деятельность, цель, ценность, новизна, мышление, воображение, полезность, значимость, потребность, духовное, материальное, сознание, бессознательное, объект, субъект деятельности, ситуация, способ, метод, прием. Причем каждое новое понятие, определенное с помощью исходных понятий, само становится исходным для определения других, зависимых от него понятий. Базисные исходные понятия не требуют определения в рамках разрабатываемой системы понятий методологии творчества, так как взяты в “готовом виде” из понятийно-терминологического аппарата соответствующих научных дисциплин.
Анализ многочисленных литературных источников, философских, психологических и педагогических исследований, посвященных творчеству, показывает, что интерес к проблемам, связанным с пониманием сущности творческого акта, с разработкой структуры и содержания творческой деятельности, процесса передачи опыта творческой деятельности от поколения к поколению, не ослабевает на протяжении столетий. Это вызвано тем, что вся общественная и частная жизнь людей исторически основывается на творческих достижениях. Действительно, все, что нас окружает: орудия труда, жилища, предметы быта, машины, транспорт, музыка, литература, произведения изобразительного искусства и само устройство общества, законы, по которым мы живем, связано с творческой деятельностью людей.
Анализ истории развития категории “творчество” позволил нам в ходе нашего исследования рассматривать две категории: “объективное творчество” и “субъективное творчество”.
Объективное творчество – это деятельность человека (в основном ее мыслительный компонент), включающая сознательную и бессознательную составляющие, целью которой является создание в соответствии с потребностями человека и человечества материальных и духовных ценностей, обладающих объективной новизной и общественной значимостью.
Категория “объективное творчество” охватывает все виды объективной творческой деятельности: художественное творчество, музыкальное, научное, техническое и многие другие его виды.
При этом под объективной новизной, в отличие от субъективной новизны (открытие для себя) [58, с. 10], понимается новизна результата деятельности для всего мира, исходя из имеющейся во всем мире на момент получения этого результата информации об известных аналогичных достижениях в конкретной области человеческой деятельности [48, 49].
Под термином “информация” в настоящее время понимают сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состояниях [31, с. 45]. Информацию подразделяют на общественно - полити-ческую, научно-техническую, патентную и т.д.
Соответственно можно определить субъективное творчество как деятельность человека (в основном ее мыслительный компонент), включающую сознательную и бессознательную составляющие, целью которой является создание в соответствии с потребностями субъекта деятельности материальных и идеальных духовных объектов, обладающих новизной для субъекта деятельности (т.е. субъективной новизной) и значимых, полезных для него.
Объективное творчество отличается от субъективного в первую очередь по степени осознанности субъектом творчества цели деятельности и значимости ее результата. Ведь и занимаясь субъективным творчеством, творчеством для себя, субъект может создать нечто объективно новое. Но если сам субъект творчества не осознает объективность новизны созданного и не сделает это достоянием других людей, то это новое может быть утеряно для человечества. Другими словами, объективно новое по содержанию не сможет принять форму объективно нового, без акта осознания субъектом деятельности объективной новизны цели, результата деятельности и ее значимости. На наш взгляд, это одно из самых важных условий развития субъективного творчества обучаемых в их объективное творчество. Это один из главных ориентиров педагога, организующего процесс обучения творчеству.
Исходя из категорий творчества, объективного и субъективного творчества можно определить понятие творческого результата, как получения в итоге деятельности нового материального или идеального объекта. В зависимости от субъективности или объективности новизны этого объекта его можно назвать субъективным или объективным творческим результатом. Творческим результатом может быть и новый способ деятельности, т.е. новая совокупность, новая комбинация приемов и методов деятельности, обеспечивающих ее результат, при этом приемы и методы могут быть тоже новыми, но могут быть и известными (здесь использовано определение способа деятельности, предложенное К.К. Платоновым [50, с. 140]).
Наряду с категорией “творчество” в педагогике и психологии часто используется категория “творческая деятельность”. Можно обнаружить сходство этих понятий, если сопоставить данные нами определения объективного и субъективного творчества с определением творческой деятельности, предложенным К.К. Платоновым [50, с. 147]:
Творческая деятельность – деятельность, в которой творчество как доминирующий компонент входит в структуру либо ее цели, либо способов.
Если в структуру деятельности входит объективное творчество, характеризующееся осознанностью объективной новизны и значимости цели, результата и способа деятельности, то такую деятельность можно назвать объективной творческой деятельностью. Соответственно если в структуру деятельности входит субъективное творчество, то это субъективная творческая деятельность.
Необходимость творческой деятельности возникает у человека в ситуациях нового вида [34, с. 7]. Ситуация нового вида – это ситуация, в которой живому существу приходится осуществлять целенаправленную деятельность в условиях, не позволяющих или ограничивающих использование имеющегося у него опыта. Осознаваемая (в отличие от животных) ситуация нового вида может быть названа творческой ситуацией. Другими словами: творческая ситуация – это ситуация, в которой человек осознает необходимость осуществления целенаправленной деятельности в условиях, не позволяющих или ограничивающих использование имеющегося у него опыта. Тогда исходя из определения А.Н. Леонтьева [35, c.107] о том, что задача – это цель, осознанная в реальной ситуации, а также из определения О.К. Тихомирова, [73] о том, что задача – это цель, данная в определенных условиях, можно определить понятие “творческая задача”.
Творческая задача – это цель, осознанная в ситуации нового вида, т.е. в условиях, не позволяющих или ограничивающих использование субъектом деятельности имеющегося у него опыта.
Так как это понятие пронизывает всю систему знаний о творчестве, то его можно отнести к категориям теории творчества.
В педагогике используются также понятия “учебно-творческая задача” и “учебно-творческая деятельность” [7, c. 41, c. 45]. В предлагаемой нами системе понятий удобно определить учебно-творческую задачу исходя из понятий “творческая задача” и “учебная задача”, а также с учетом связанных с понятием “учебная задача” понятий “физическая задача”, “математическая задача” и т.д., разработанных В.И. Андреевым, И.Ж. Арстановым, Г.Д. Бухаровой, П.И. Пидкасистым, Н.Н. Тулькибаевой, А.В. Усовой, А.Ф. Эсауловым и др.
Учебно-творческая задача – это поставленная педагогом перед учащимися цель в организованной педагогом ситуации нового для учащихся вида, т. е. в условиях, не позволяющих или ограничивающих использование учащимися имеющегося у них опыта, требующая от учащихся мыслительных и практических действий, направленных на активное самостоятельное овладение знаниями, умениями и навыками в конкретной учебной дисциплине и одновременно на овладение знаниями, умениями и навыками творческой деятельности, на развитие их творческого мышления, их творческих способностей.
Определенное таким образом понятие учебно-творческой задачи позволяет включить в предлагаемую систему определение понятия “учебно-творческая деятельность”, данное В.И. Андреевым на основании обобщения определений этого вида деятельности, разработанных А.М. Василевской, И.П. Калошиной, Т.В. Кудрявцевым, А.Н. Кулюткиным, А.М. Матюшкиным, М.И. Махмутовым, Я.А. Пономаревым, Н.Ф. Талызиной, А.Ф. Эсауловым и др. [7, с. 51].
Учебно-творческая деятельность – это один из видов учебной деятельности, направленный на решение учебно-творческих задач, причем результат этой деятельности обладает субъективной новизной и значимостью.
Сравнение определений творчества, творческой деятельности, творческой задачи с определениями учебно-творческой деятельности и учебно-творческой задачи позволяет сделать очень важный вывод, ранее никем не обсуждавшийся, а именно: успешность преобразования учебно-творческой деятельности обучаемых в их объективное творчество зависит от того, удастся ли педагогу направить развитие деятельности учащихся от процесса достижения цели, искусственно поставленной педагогом в искусственно созданной им же ситуации нового для обучаемых вида, к процессу самостоятельного усмотрения обучаемыми ситуаций нового вида и к самостоятельному осознанию ими в этих ситуациях общественно значимых целей деятельности. То есть наиболее важным моментом обучения творчеству является взаимодействие педагога и обучаемых, направленное на развитие способности обучаемых к усмотрению творческих задач, на формирование умений видеть и формулировать творческую задачу.
Сам педагогический процесс преобразования учебно-творческой деятельности обучаемых, их субъективного творчества в объективную творческую деятельность и результат этого процесса можно назвать объективизацией творчества обучаемых (этот термин ввели в обиход П.Н. Андрианов, М.А. Галагузова, Л.А. Каюкова, Н.А. Нестерова, В.В. Фетцер [58, с.10]). Очевидно, что объективизация творчества обучаемых связана с категорией “развитие творчества обучаемых”.
Развитие (как философская категория) - это закономерное изменение материальных и идеальных объектов (например, сознания и психики), характеризующееся как направленное и необратимое. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта (его состава или структуры) [70, 77, 78, 82]. В психолого-педагогической литературе развитие рассматривается в отношении человеческого индивида (например, в процессе обучения), его психики. Развитие – это внутренне необходимое движение, “самодвижение” человеческого индивида от низших к высшим уровням жизнедеятельности, в котором внешние обстоятельства, обучение и воспитание всегда действуют через внутренние условия [56]. Развитие - это объективный процесс внутреннего последовательного количественного и качественного изменения физических и духовных сил человека [9, с. 6].
Исходя из сформулированных нами ранее определений объективного и субъективного творчества можно сделать заключение о том, что развитие творчества учащихся - это развитие творческой деятельности учащихся от ее низших форм к высшим; т.е. от учебно-творческой деятельности, от субъективного творчества к объективному, а также соответствующее развитие деятельности педагога. Так как главная цель деятельности педагога связана с ответом на вопрос “Как развить творческую деятельность учащегося?”, то при толковании исследуемого нами понятия необходимо обратиться к ряду трактовок термина “развить”, данных в “Словаре русского языка” [69]. Среди них наиболее соответствуют философскому пониманию следующие:
– довести до высокого уровня, сделать более мощным;
– расширить, углубить содержание или применение чего-либо;
– сделать духовно зрелым, дать раскрыться умственным, духовным способностям, расширить кругозор;
– постепенно совершенствуя, сделать сильнее, крепче, обширнее;
– оказать содействие, помочь возникновению и усилению чего-либо.
Таким образом, развитие творчества обучаемых – это закономерное, направленное и необратимое качественное изменение учебно-творческой деятельности обучаемых, их субъективного творчества от низших форм, предполагающих овладение отдельными элементами, фрагментами процесса создания нового, к высшей форме творческой деятельности – объективному творчеству, с соответствующим изменением структуры деятельности педагога по управлению и совершенствованию творческой деятельности обучаемых. Деятельность педагога должна способствовать раскрытию, усилению и совершенствованию способностей учащихся к индивидуальному и коллективному творчеству [2, 43]. Объективизация творчества обучаемых является частью (как процесса) и целью (как результата) развития их творчества.
Как видно из приведенных выше определений, педагогам, занимающимся развитием творчества обучаемых, необходимо оперировать следующими понятиями: творческое мышление, творческие способности, творческая личность, креативность и их производными. Определим эти понятия, также используя генетический подход.
Базовым для понятия “творческое мышление” является понятие “мышление”. Мышление – это высшая форма активного отражения объективной реальности, состоящая в целенаправленном, опосредованном и обобщенном познании субъектом существенных связей и отношений предметов и явлений [78, с. 382]. В психологии и педагогике принято выделять репродуктивное и продуктивное, т.е. творческое, мышление. Репродуктивное мышление характеризуется тем, что мыслительные действия и операции выполняются известными способами, соответствующими имеющемуся у субъекта опыту и репродуцирующие его [48, с. 13].
Творческое (продуктивное) мышление – это мышление в его высшей форме, выходящее за пределы необходимых для решения возникшей задачи известных способов и средств [50, с. 147]. Признаком творческого мышления является объективный или субъективный творческий результат как внутреннего характера (субъективно или объективно новый способ мыслительной деятельности), так и внешнего (субъективно или объективно новый материальный объект, а также объективированный, т.е. оформленный в реальной практике способ деятельности с материальными или идеальными объектами) [33, с. 103]. Продуктивность мышления зависит от развитости таких его форм, как критическое, аналитическое и интуитивное мышление.
Критическое мышление представляет собой рациональное, рефлексивное мышление, которое направлено на решение того, чему следует верить или какие действия следует предпринять [33, с. 103]. Рефлексия – это родовое понятие для той интеллектуальной и эмоциональной деятельности, в которой индивидуум осмысливает свой опыт с целью прийти к новому пониманию и ценностным отношениям. Она включает в себя построение умозаключений, обобщений, аналогий, сопоставлений и оценок, а также переживание, припоминание и решение проблем. Отделяя рефлексию от мышления в целом, Джон Дьюи определил ее как процесс оценки оснований собственных убеждений [94].
Аналитическое мышление характеризуется тем, что его отдельные этапы четко выражены и думающий может рассказать о них другому человеку. Такое мышление осуществляется с относительно полным осознанием как его содержания, так и составляющих его операций.
Интуитивное мышление характеризуется тем, что в нем отсутствуют четко определенные этапы. Оно имеет тенденцию основываться прежде всего на свернутом восприятии проблемы сразу. Интуитивное мышление основывается на знакомстве с основными знаниями в данной области и с их структурой, и это дает ему возможность осуществляться в виде скачков быстрых переходов, с пропуском отдельных звеньев (Дж. Брунер). Эти особенности требуют проверки аналитическими средствами – индуктивными или дедуктивными.
В работах И.П. Павлова, А.В. Брушлинского, А.М. Василевской, А.Н. Лука, А.В. Петровского, К.К. Платонова, А.А. Пономарева обоснована неразрывная связь творчества, творческого мышления с произвольным творческим воображением [14, 18, 19, 39, 50, 52]. Как известно, воображение (фантазия) – это психический процесс, заключающийся в создании новых образов (представлений) путем переработки материала восприятий и представлений, полученных в предшествующем опыте. Творческое воображение – это психический процесс целенаправленного создания новых образов в осознанных субъектом деятельности ситуациях нового вида.
Уровень творческого мышления и воображения характеризуется глубиной и разносторонностью комбинирования, включения образа - идеи и связанных с ним объектов во все новые и новые связи и отношения. Чем выше уровень сложности подобных комбинаторных операций, определяемый органичностью, гармоничностью и своеобразием протекаемых мыслительных процессов, тем более оригинальным и обобщенным получается результат. Физиологической основой творческого мышления и воображения является по И.П. Павлову развитие главнейшего качества нервной системы человека – ее чрезвычайной пластичности, “которая открывает огромные возможности для всякого рода комбинирования имеющихся временных связей и образования новых...” [47, 18].
В процессе творческой деятельности у обучаемых формируются черты творческой личности. В разработку понятия “творческая личность” внесли свой вклад исследования П.К. Энгельмейера, К.К. Платонова, А.Н. Лука, В.И. Андреева [7, 38, 39, 85, 86]. Благодаря этому в систему понятий технического творчества учащихся может быть включено следующее определение. Творческая личность – это такой тип личности, для которой характерна устойчивая направленность на творчество в сочетании с высоким уровнем развитости творческих способностей, что позволяет личности достигать творческих результатов. Как известно, направленность личности формируется путем воспитания [50, с. 74]. Развитие способностей к творческой деятельности также во многом зависит от правильно организованного педагогического воздействия.
Исходя из определений способностей, предложенных такими исследователями, как В.Н. Мясищев, А.Г. Ковалев, Н.С. Лейтес, К.К. Платонов, С.Л. Рубинштейн, В.А. Крутецкий, А.Н. Лук, Т.И. Артемьев, В.И. Андреев и др. [7, c. 65 - 86], можно определить понятие “творческие способности” следующим образом. Творческие способности – это синтез свойств и индивидуально-психологических особенностей личности, которые являются субъективными условиями успешного осуществления определенного вида творческой деятельности. Творческие способности не сводятся к имеющимся у индивида знаниям, умениям и навыкам. Они обнаруживаются в частоте усмотрения и осознания личностью ситуаций нового вида, в количестве и четкости формулирования творческих задач, в быстроте и результативности нахождения и овладения новыми способами деятельности, в уровне новизны и общественной значимости полученного творческого результата.
Очевидно, что это определение дано с опорой на ранее включенные в систему понятий и терминов технического творчества учащихся определения творческого результата, ситуации нового вида, творческой задачи и др. Таким образом, понятие творческие способности тоже стало элементом этой системы, включенным в ее структуру связями с другими понятиями.
На развитие творческих способностей обучаемых, на формирование у обучаемых черт творческой личности направлены специальные виды воспитания, образования и обучения. Обобщая известные определения этих категорий педагогики [9, 30, 33, 51, 54, 61] и перенеся их в плоскость объективизации творчества посредством включения в их дефиниции ряда категорий и понятий из рассматриваемой нами системы понятий и терминов технического творчества, мы тем самым увеличим степень ее системности введением следующих категорий.
Воспитание творческой личности (в социальном смысле) - это направленный на развитие творческих способностей процесс передачи творческого опыта одним поколениям и усвоение его другим с целью объективизации творческой деятельности воспринимающего опыт поколения. Творческий опыт можно передавать через средства массовой информации, искусство, производственные отношения и, конечно, посредством образования, формироваться под воздействием политики и идеологии.
Творческое образование - это специально организованная система передачи творческого опыта и приема творческого опыта поколений посредством воспитания творческой личности (в педагогическом смысле) и обучения творчеству, а также результат, продукт этой системы.
Воспитание творческой личности (в педагогическом смысле) – это специально организованное и управляемое воздействие педагогов и коллектива на воспитуемого с целью формирования у него устойчивой направленности на творчество, развития у него творческих способностей, превращения его субъективной творческой деятельности в объективное творчество.
Определенные таким образом категории связывают категории и понятия теории творчества и педагогики, и являются общими для системы знаний о развитии творчества учащейся молодежи независимо от его вида. Поэтому выделенные категории могут рассматриваться и как категории технического творчества учащейся молодежи.
Вторая составляющая творческого образования – обучение творчеству – это процесс непосредственной передачи и приема опыта творческой деятельности поколений в виде знаний, умений и навыков творческой деятельности во взаимодействии педагога и учащихся. Причем передачу опыта творческой деятельности обеспечивает преподавание, а усвоение этого опыта, его использование, переосмысление и преобразование - учение [9, 30, 51, 61].
Знания, умения и навыки творческой деятельности также требуют своего определения в системе понятий технического творчества, так как они составляют основу, содержание обучения творчеству. Исходя из того, что знания – это продукт отражения человеком объективной действительности в форме понятий, категорий, принципов, законов и закономерностей, фактов, идей, проблем, концепций, теорий и гипотез [7, 51], можно определить понятие “знания, необходимые для творческой деятельности”.
Знания, необходимые для творческой деятельности, – это знания об объекте творческой деятельности и связанных с ним объектах в совокупности с законами, закономерностями и принципами творческой деятельности и соответствующими им понятиями, категориями, фактами, идеями, концепциями, теориями, гипотезами, методами и методиками активизации и управления (самоуправления) творческой деятельностью. Существование таких специфических знаний не вызывает никаких сомнений и споров, и число посвященных этим знаниям публикаций в области философии, психологии и педагогики, а также в формирующихся самостоятельных научных дисциплинах, например, в эвристике, в теории решения изобретательских задач, постоянно возрастает, что подтверждается списком литературы, сопровождающим данное исследование. Эти дисциплины могут быть объединены одним назва нием – теория творчества.
Теория творчества в широком смысле – это комплекс научно обоснованных взглядов, представлений, идей, направленных на истолкование и объяснение природы творчества.
В узком смысле теория творчества – это форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях, характеризующих творчество. Структура теории творчества представляет собой внутренне дифференцированную, но целостную систему знаний о творчестве, которую характеризуют: логическая зависимость одних элементов от других; выводимость содержания теории из некоторой совокупности утверждений и понятий - исходного базиса теории - по определенным логико-методологическим принципам и правилам [78, с. 649].
Понятия “умения и навыки творческой деятельности” требуют своего теоретического обоснования. Психологи и педагоги еще не пришли к единому пониманию этих явлений и процессов их формирования [18, с. 55 - 60; 29, c. 135 - 148].
Однако материалы опубликованных многими авторами экспериментальных исследований говорят о том, что у человека можно сформировать навыки применения эвристических методов, навыки осмысленного оперирования основными приемами умственной деятельности в процессе творчества [2, 3, 8, 18, 40, 79, 83 и др.]. Это дает основание для внесения понятий “умения творческой деятельности” и “навыки творческой деятельности” в рассматриваемую систему понятий и терминов технического творчества обучаемых.
Как известно, умение – это полученная человеком в процессе обучения возможность (готовность) самостоятельно использовать приобретенные знания и приемы осуществления практических действий. Различают умения простые (или первоначальные), которые в процессе их формирования, частично автоматизируясь могут превратиться в навыки, и умения сложные, представляющие собой комплексы навыков. Уровень сформированности сложных умений характеризует готовность человека к выполнению соответствующего рода деятельности [8, с. 56]. Простое умение – это промежуточный этап овладения новым способом действия, основанным на каком-либо правиле (знании). На этапе простого умения усвоенный способ действия регулируется знанием. В случае возникновения каких-либо трудностей в выполнении человеком действия, наличие у человека соответствующего простого умения позволяет ему воспользоваться правилом (знаниями) с целью контроля правильности выполненного действия (в том числе умственного действия) [56, с. 376 - 377].
Исходя из этого можно определить понятие “простое умение творческой деятельности”.
Простое умение творческой деятельности – это сформированная у человека в процессе обучения творчеству регулируемая сознанием готовность выполнять действия по самостоятельному использованию приобретенных знаний о закономерностях и методах творческой деятельности, выполнять контролируемые сознанием действия и приемы, направленные на активизацию творческого мышления. Эта готовность является промежуточным этапом овладения одним из способов и приемов творческой деятельности, основанном на одном из правил (знании), необходимом для творческой деятельности. Примерами таких простых умений творческой деятельности являются: умение разделять процесс решения творческой задачи на два независимых этапа – генерации идей и критики, экспертизы идей; умение использовать приемы поиска творческих решений – динамизации, дробления, асимметрии и т.п.; умения использовать аналогии – прямую, символическую, фантастическую, эмпатию - и многие другие умения. Так как творчество, это прежде всего мыслительная деятельность, то, используя в определениях умений и навыков творческой деятельности термин “действия”, мы имеем в виду прежде всего умственные действия.
Любая человеческая деятельность существует не иначе как в форме цепи действий. Действие – это одна из составляющих деятельности человека, побуждаемая ее мотивом и соотносимая с определенной целью [56, с. 84 - 85]. По теории П.Я. Гальперина, целостное действие состоит из трех частей: ориентировочной основы, процесса выполнения и процесса контроля за ним. По определению К.К. Платонова, действие – это элемент деятельности, цель которого не разлагается на более простые. В психологии различают сенсорные, моторные, волевые, мыслительные, мнестические действия. Последние два объединяют термином “умственные действия” [50, с. 31].
Умственные действия – разнообразные действия человека, выполняемые во внутреннем плане сознания без опоры на какие бы то ни было внешние средства, включая внешнюю, слышимую речь. Умственные действия могут быть направлены на решение как познавательных, так и эмоциональных задач [56, с. 377]. В работах Ж. Пиаже, Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьева, С.Л. Рубинштейна обосновано фундаментальное положение о связи внешней и внутренней (в том числе умственной) форм деятельности, о закономерном преобразовании внешней, предметной деятельности (включая речь) в деятельность внутреннюю, психическую. Эти идеи были развиты в работах П.Я. Гальперина, А.В. Запорожца, Д.Б. Эльконина, а разработанная П.Я. Гальпериным и Н.Ф. Талызиной теория поэтапного формирования умственных действий позволила педагогам осознанно проектировать технологии и инструментарий для формирования умственных действий, входящих в состав различных видов деятельности, в том числе творческой деятельности [23, с. 236 - 277; 24; 25, с. 80 - 84]. Таким образом, формируя у обучаемых умственные действия, необходимые для процесса творчества, педагоги и сами обучаемые формируют простые умения творческой деятельности, которые в процессе упражнений переходят в навыки творческой деятельности [50, с. 72; 18, с. 57 - 61; 55, с. 205].
Навык творческой деятельности – это сформированное, автоматически осуществляемое простое умение творческой деятельности, т.е. не требующее сознательного контроля и специальных волевых усилий действие, направленное на активизацию творческого мышления на основе приобретенных знаний о закономерностях, методах и приемах творческой деятельности. В процессе формулирования данного определения были использованы определения навыка, предложенные Д.Н. Богоявленским, А.М. Василевской, П.Я. Гальпериным, В.В. Давыдовым, А.В. Запорожцем, Л.Б. Ительсоном, Н.А. Менчинской, Р.С. Немовым, К.К. Платоновым, Д.Б. Элькониным и др.
Процесс формирования у человека навыков творческой деятельности, которые активизируют его “продвижение” при решении творческой задачи, подчиняется тем же закономерностям, что и процессы формирования психомоторных и умственных навыков [18, 19, 25, 50]. Например, формирование навыка осмысленного оперирования синектическими приемами творческой деятельности должно начинаться с формирования знания об этих приемах, их сущности; затем это знание должно перейти в умение, прежде всего выражающееся в переносе знания в практическую деятельность при поиске, формулировании и решении творческих задач, в правильном и своевременном практическом использовании этого знания. Затем умение переходит в навык, когда самостоятельно, гибко и оперативно используется тот или иной синектический прием творческой деятельности в процессе поиска принципа решения творческой задачи. Поступательное движение формирования умений и навыков творческой деятельности может быть выражено в виде следующей упрощенной схемы, аналогичной схеме формирования навыков, предложенной А.М. Василевской [18, с. 58]: знания, необходимые для творческой деятельности простые (первоначальные) умения творческой деятельности навыки творческой деятельности сложные умения творческой деятельности.
Сложные умения творческой деятельности – это комплексы навыков творческой деятельности, характеризующие готовность человека к определенному виду объективного творчества, т.е. это сложная система психических и практических действий, необходимых для целесообразной регуляции творческой деятельности имеющимися у субъекта знаниями и навыками. (В данной формулировке использовано определение сложных умений, предложенное Л.Б. Ительсоном [18, c. 57]).
Знания, умения и навыки творческой деятельности могут быть сформированы не только внешними по отношению к обучаемым факторами, к которым относятся и воспитание, и обучение. Степень усвоения творческого опыта поколений во многом зависит и от внутренних факторов: данных с рождения способностей, особенностей восприятия учащимся окружающего мира, активности обучаемого. Эти внутренние факторы творческого развития человека можно характеризовать через понятия самовоспитание, самообразование и самообучение [9, 191].
Самовоспитание творческой личности – это процесс усвоения человеком творческого опыта предшествующих поколений посредством внутренних психических факторов, благодаря которым личности удается совершенствовать свои творческие способности и развивать свою субъективную творческую деятельность до уровня объективного творчества.
Творческое самообразование – это система внутренней самоорганизации личности с целью самостоятельного усвоения творческого опыта поколений посредством самовоспитания и самообучения.
Самообучение творчеству – это процесс непосредственного самостоятельного приобретения человеком творческого опыта поколений посредством собственных устремлений и выбранных им самим средств.
Завершая рассмотрение категорий, понятий и терминов, непосред ственно связанных с категорией “творчество” в системе понятий технического творчества учащейся молодежи, определим понятие “креативность”, включение которого в синтезируемую систему понятий необходимо благодаря все более частому его использованию в отечественной психолого-педагогической литературе [7, 10, 12, 17, 29, 72].
Креативность – творческое состояние, изобретательность, продуктивная оригинальность мышления человека, субъективная сторона творчества [72, с. 78]. Данное таким образом определение характеризует креативность как психическое состояние [50, с. 109], как состояние мышления конкретного человека в отличие от творчества как вида деятельности.
Таким образом, креативность определяется как творческое состояние человеческой психики, определяющее готовность и способность личности к решению творческих задач.
Креативность обусловлена тем, что человеческий мозг представляет собой динамически сложную, открытую, неустойчивую синергетическую систему. Неравновесность мозговой системы становится источником ее новой пространственно-временной организации, новой упорядочности более высокого уровня, соответствующей интегративным изменениям внешнего и внутреннего мира конкретного человека. Генетически это связано с тем, что сама биологическая эволюция является историей динамической неустойчивости 72, с. 78, т.е. является предпосылкой возникновения ситуаций нового вида, а следовательно, и одной из предпосылок формирования у человека потребности в творческой деятельности.
Нейродинамическая неустойчивость мозга приводит к усилению поступающих от сенсорной системы сигналов, к появлению внутренней и внешней связанности, когерентности нейронных процессов и структур и тем самым к более эффективной адаптации к внешним и внутренним изменениям. Усиление отклика мозга на сенсорные сигналы повышает его чувствительность и приводит к психическому состоянию, которое мы обозначаем термином креативность. На уровне поведения креативность характеризуется такими проявлениями, как эмоциональный подъем, увлеченность пристрастие к деталям. При наличии цепочки неустойчивостей число путей к различным состояниям интеллекта резко возрастает, что приводит к повышению уровня креативности. Удаляясь от равновесного состояния, мозг человека развивается в сторону специфического и уникального 72, с. 78.
Таким образом, креативность можно рассматривать как сформированное в процессе эволюции средство для тонкой настройки и наиболее эффективного приспособления конкретной, обладающей врожденными специфическими особенностями мозговой системы и соответствующей психики конкретного человека к изменениям конкретных условий взаимодействия с естественным и искусственным миром, которые характеризуются совершенно определенными значениями пространства и времени.
Креативность создает предпосылки для осознания человеком изменчивости мира, для прогнозирования его изменений (сфера науки) и для включения человека в процесс целесообразного, соответствующего его потребностям изменения мира (сфера творчества).
Креативность, как состояние психики, является основной для развития креативного мышления 79, с. 79. Под креативным мышлением мы понимаем эмоционально окрашенную фазу одновременной мобилизации и объединения в систему всех форм творческого (продуктивного) мышления (аналитической, интуитивной, критической и др.) 1, с.29, 30 и творческого воображения 1, с. 30, 31. Креативное мышление отличается более высокой степенью динамической оптимизации соотношения целей и средств, субстанций и структур сферы сознания и сферы бессознательного и их необычными корреляциями. Креативное мышление характеризуется одновременным схватыванием противоположностей, наложением на нейронные и психологические структуры информации, извлекаемой из среды 79, с. 79.
И креативность, и творческое мышление, как основной компонент творческой деятельности, а следовательно и творчество в филогенетическом плане являются продуктами длительной эволюции, связанной с развитием Вселенной, биосферы нашей планеты и ее ноосферы.
Необходимо также подчеркнуть, что понятие “креативность” в настоящее время еще окончательно не оформилось. В различных источниках приводятся определения, значительно отличающиеся друг от друга по содержанию раскрываемого понятия. Так, многие исследователи определяют креативность как способность человека. Например, по определению Биннига (Вinnig G. Bild der Wissenschaft, H3, 1990, S. 96), креативность – это способность к дающему выигрыш преобразованию, переструктурированию и преумножению имеющейся в распоряжении информации. По определению Древдаля (Drevdahl J. Factors of importance for creativity, J. of Clinical Psychology, H12, 1956, S. 21 - 26), креативность – это способность человека производить композиции, продукты и идеи, которые являются новыми по своим существенным признакам и были неизвестны заранее их производителям.
А в ряде определений содержание понятия “креативность” приближается к содержанию понятия “творчество”, например, в книге Ф. Бугдаля (Bugdahl V.) [92, c. 12] приведено и такое определение: креативностью называется процесс переплавки в мышлении элементов знаний и опыта из различных областей в новые идеи. Аналогичные подходы к определению креативности прослеживаются в работах Д. Аустина, Ф. Бэррона, Р. Кратчфилда, Дж.П. Гилфорда, Э. Торранса, А. Кестлера, Х. Кребса, Д. Рэдфорда и др. [91, 93, 96, 97, 98, 99, 100, 101]. Таким образом, очевидно, что понятие креативности требует дальнейших уточнений в отечественной педагогике, дополнительного теоретического осмысления и согласования в работах исследователей.
1.2. Природа и смысл творчества в философской традиции
Феномен творчества, как деятельности, порождающей нечто новое, никогда ранее не бывшее, привлекал внимание мыслителей с древних времен. Творчество всегда было связано с чем-то таинственным и непостижимым как для самого творца, так и для наблюдателя, поэтому природа этого явления считалась, как и все непонятное, божественной. Однако попытки познать это загадочное явление не прекращались веками.
В рамках философского знания рассматриваются вопросы о сущности, истоках и смысле творчества, которые по-разному ставились в разные исторические эпохи.
Специфика античной философии, как и античного мировоззрения в целом, состоит в том, что творчество связывается в ней со сферой конечного, преходящего и изменчивого бытия, а не бытия вечного, бесконечного, созерцание которого ставится выше любой деятельности, в том числе и творчества [77, с.642].
Эта общая постановка вопроса нашла свое выражение также и в понимании художественного творчества. Ранние греческие мыслители не выделяли искусства из общего комплекса созидающей деятельности (ремесла, культивирования растений и пр.). Однако в отличие от других видов созидательной деятельности творчество художника совершается под влиянием божественного наития (посредниками, вдохновляющими людей выступали Музы) [32].
Таким образом, в античной философии творчество понималось не столько как создание чего-либо нового человеком, сколько как понимание, расшифровывание божественных творений или тайн природы. В своем учении об Эросе Платон говорит о творчестве как устремленности («одержимости») человека к высшему «Умному» созерцанию сущности мира — «Логоса». Отождествляя творчество с познанием, в частности, с образованием общих понятий, Платон трактует познание как припоминание информации, которой владела душа до вселения в тело. Правда, такой способностью владеет не каждый. Важно подчеркнуть, что, по Платону, творчество в принципе носит универсальный характер, проявляясь всякий раз, когда любое нечто обретает свое бытие [89]. Платон называл творчество «божественной болезнью». Он считал, что боги посылают «энтузиазмос» — мистический дух — избранникам, которые становятся пророкаыи или поэтами. Но и обычный человек должен быть открыт для получения божественной благодати. Добродетельные люди должны стремиться к осуществлению заложенных в них возможностей [41].
Философия Средневековья продолжает традицию античности, еще более теологизируя и мистифицируя феномен творчества. Творчество рассматривается как проявление сущности Бога-Творца, и предстает, таким образом как волевой акт, вызывающий бытие из небытия и действующего на человека и через человека[77]. При этом избраннику остается только выполнять волю высших сил, а его роль сводится к усмотрению «божьей искры». Познание понималось как путь к Богу, способ подчинения воли человека божьей воле. Сущность познания — в раскрытии смысла, заложенного Богом в символах [41].
Однако наряду с господством религиозного сознания зарождается идея о человеке как источнике творчества. Н. Кузанский раскрывает человеческую сущность творчества, усматривая источник творчества в личности художника. Он развивает учение о познании как постепенном приближении к истине с помощью догадок и предположений. Любое знание, с его точки зрения, есть «знание незнания» («ученое незнание»). Таким образом, познание получает уже не мистический, а логический характер, а человек получает возможность «само - мышления». Основополагающей категорией его философии является понятие возможности, присущей бытию, благодаря которой человек обретает свободу воли, возможность выбора. Бытие, согласно ему, есть одновременно и бытие, и неисчерпаемая возможность бытия [41].
В целом, творчество оценивается мыслителями средневековья иначе, чем оно оценивалось в античной философии. Оно выступает в христианстве прежде всего как "творчество истории". Не случайно философия истории впервые выступает на христианской почве ("О граде Божием" Августина): история, согласно средневековому представлению, есть та сфера, в которой конечные человеческие существа принимают участие в осуществлении замысла божьего в мире. Поскольку, далее, не столько разум, сколько воля и волевой акт веры прежде всего связывают человека с богом, приобретает значение личное деяние, личное, индивидуальное решение как форма соучастия в творении мира богом. Это оказывается предпосылкой понимания творчества как создания чего-то небывалого, уникального и неповторимого. При этом сферой творчества оказывается преимущественно область исторического деяния, деяния нравственного и религиозного [77].
Художественное и научное творчество, напротив, выступают как нечто второстепенное. В своем творчестве человек как бы постоянно обращен к богу и ограничен им.
Эпоха Возрождения проникнута пафосом безграничных творческих возможностей человека, и отношение к творческой личности приобрело культовый характер. Главная задача философии этого периода — открытие человеческой индивидуальности. Автором творения признавался человек, однако способность к творчеству трактовалась как проявление божественной природы в человеке [77]. Философы Возрождения считали творческих людей подобными Богу, говоря о безграничных возможностях личности. Они концентрировали свое внимание на художественном творчестве, воспевая гениальность живописцев, поэтов, актеров и считая, что творчество — удел избранных. Культивировалось стремление человека к самореализации, потребность в самоутверждении. При этом творчество выступало в роли высшего пути раскрытия способностей и уникальности каждого человека.
Таким образом, для эпохи Возрождения характерно понимание творчества, прежде всего, как художественного творчества, как искусства в широком смысле слова, которое в своей глубинной сущности рассматривается как творческое созерцание. Отсюда характерный для Возрождения культ гения как носителя творческого начала по преимуществу. Именно в эпоху Возрождения возникает интерес к самому акту творчества, а вместе с тем и к личности художника, возникает та рефлексия по поводу творческого процесса, которая незнакома ни древности, ни средневековью, но столь характерна именно для нового времени [41].
Таким образом, в эпоху Возрождения снимается своеобразное "ограничение" человеческого творчества, и человек постепенно освобождается от бога и начинает рассматривать самого себя как творца.
Представители Романтизма ставили искусство выше науки, считая, что оно способно познавать противоречивую реальность, не нарушая ее целостности, но преобразуя все сущее в гармонию высшего порядка. Искусство приобрело статус богодуховной науки [41].
Для романтизма свойственно утверждение свободы, суверенности личности, повышенное внимание к единичному, неповторимому в человеке, культ индивидуального. Уверенность в самоценности человека оборачивается протестом против рока истории. Часто героем романтического произведения становится художник, способный творчески воспринимать действительность. Именно творчество является смыслом сущего, оно представляет собой высшую ценность мироздания. Романтики страстно защищали творческую свободу художника, его фантазию, полагая, что гений художника не подчиняется правилам, но творит их [87].
В эпоху романтизма расцветает не только литература, но и многие науки: социология, история, политология, химия, биология, эволюционное учение, философия. Большой шаг в истолковании природы творчества был сделан в немецкой классической философии VIII – ХIХ вв., рассматривающей человека как субъект творчества.
Целостная концепция творчества в 18 веке создается Кантом, который анализирует творческую деятельность в учении о продуктивной способности воображения.
И. Кант проанализировал процесс познания как творческий акт. Он впервые заговорил о действующей, а не только созерцающей активности сознания. Кант наследует протестантскую идею о творчестве, как предметно-преобразовательной деятельности, изменяющей облик мира, создающей как бы новый, ранее не существовавший, "очеловеченный" мир и философски осмысливает эту идею. Кант анализирует структуру творческого процесса как один из важнейших моментов структуры сознания. Творческая способность воображения, по Канту, оказывается соединительным звеном между многообразием чувственных впечатлений и единством понятий рассудка в силу того, что она обладает одновременно наглядностью впечатлений и синтезирующей, объединяющей силой понятия [41, 77].
При этом важно, что Кант разграничил репродуктивную способность воображения («способность суждения»), синтез которой подчинен только эмпирическим законам, и «продуктивную способность воображения», связанную со спонтанным воображением и лежащую в основе априорных знаний. По своей сути продуктивная способность воображения, согласно Канту, есть единство сознательной и бессознательной деятельностей, поэтому «гении творят как бы в состоянии наития, бессознательно, подобно тому, как творит природа, с той разницей, что этот субъективный, то есть бессознательный, процесс протекает все же в субъективности человека и, стало быть, опосредован его свободой»[77, с.642].
С его точки зрения, познание это процесс разрешения противоречий. Разрешить противоречие возможно, лишь создав нечто третье, снимающее противоречивость. Следуя его рассуждениям, это «нечто третье» появляется в виде трансцендентальной схемы, заключающей в себе свойства и объекта, и субъекта. "Трансцендентальное" воображение, таким образом, есть как бы тождество созерцания и деятельности, общий корень того и другого. Творчество поэтому, согласно выводу Канта, лежит в самой основе познания, что противоположно представлениям Платона. Поскольку в творческом воображении присутствует момент произвольности, оно есть коррелят изобретательства, поскольку уже в нем присутствует момент необходимости (созерцание), оно оказывается опосредованно связанным с идеями разума и, следовательно, с нравственным миропорядком, а через него с нравственным миром [41].
Продолжая философию Канта, И. Фихте ставит акцент на активности субъекта, «Я» действующем, а не созерцающем. Познание осуществляется через действование, активность. Человек познает мир через призму своего «Я», и, более того, само «Я» человека создается и развивается в процессе познания. По его мнению, человек, познавая мир, утверждает (делает) себя. Познание связано с самореализацией, переводом себя в план бытия, реальности. Таким образом, можно сказать, что не только активное сознание («Я») творит продукт (в данном случае познания), но и полученное знание (продукт) одновременно творит «Я» человека. В данном ' контексте можно сказать, что «Я» это то, что я знаю, если знание получено через собственную деятельность [41, с.12].
Гегель окончательно оформил идею творчества как процесса познания. Процесс развития знаний, с его точки зрения, происходит путем разрешения противоречий и подчиняется закону диалектической логики. Он утверждал, что нечто (в том числе человек) обладает границей, благодаря которой оно есть то, что оно есть, и способностью (стремлением) выходить за пределы своей границы, вынося свое качество вовне. Познание есть диалектический процесс ограничения и преодоления границ (единство и борьба противоположностей). По мнению Гегеля, наука и искусство имеют одну цель познание, но являются разными средствами процесса познания. Главная способность художественного творчества – фантазия, противопоставляется пассивному воображению. Фантазия как творческая деятельность предполагает дар и склонность к схватыванию действительности и ее форм. Задача фантазии состоит в осознании внутренней разумности не в форме всеобщих положений и представлений, как это понимает наука, а в конкретном облике индивидуализированной действительности.
Гегель подчеркивает ведущую роль активности творческого субъекта, говоря о необходимости долгого упорного труда и преодоления душевных потрясений для создания подлинно художественного произведения. В то же время он подчеркивает, что гения отличает легкость в приобретении необходимых знаний и навыков, так как у него есть в этом потребность, заинтересованность [77, 41].
Развивая идеи Гегеля, К. Маркс показал, что лишение человека творческой деятельности («производящего праксиса») приводит к отчуждению человека от мира, от своей деятельности и, в конечном счете, от себя самого. Преодолеть отчуждение возможно, лишь став субъектом своей деятельности («присвоить себе мир»). При этом деятельность понимается по аналогии с гегелевской субстанцией-субъектом (неким порождающим и независимым началом, которое само себя одухотворяет в ходе собственной порождающейся деятельности). Единственно достойной целью человека и общества, по его мнению, станет все большее самовыражение человека в ходе его жизни... Суть человеческого бытия в творчестве [41, с.13].
Несколько иная трактовка творчества не только как познания, но как «синонима жизни» прослеживается в гуманитарно-антропологическом направлении западной философии. Отражая происходящие процессы взлета в культуре, появления новых направлений искусства, таких как импрессионизм, символизм, психологизм, философская мысль двигалась в сторону отвержения установок утилитаризма и натурализма, и внимание ученых направлялось на внутренний мир человека, эмоции и чувства души [41].
В философии жизни наиболее развернутая концепция творчества дана А. Бергсоном. Творчество как непрерывное рождение нового трактуется автором как сущность жизни, а жизнь – как непрерывное творчество форм. При этом, творчество является чем-то объективно совершающимся (в природе – в виде процессов рождения, роста, в сознании – в виде возникновения новых образов и переживаний) в противоположность субъективной деятельности конструирования, лишь комбинирующей старое [77].
В его учении выражена мысль о том, что сложные феномены реальности принципиально невыразимы в традиционных философских категориях, их невозможно познать рациональным способом. Их постижение возможно только с помощью интуиции, усмотрения целого, которая выступает уже не как познание, а как миросозерцание, способ ориентации человека в мире.
Он утверждал, что интуиция есть сама сущность нашего духа. Автором подчеркивается, что интуиция это «незаинтересованный» инстинкт, который не имеет практического интереса. Для интуиции необходимо усилие, чтобы отрешиться от стереотипов, привычек, сковывающих наше восприятие, обретая свободу. Таким образом, Бергсон выступает против детерминационного принципа объяснения эволюционного проиесса: «Творение мира есть акт свободный, и жизнь внутри материального мира причастна этой свободе» [цит. по 41, с.14].
Эту идею подхватывает и развивает философия экзистенциализма, основным объектом которой является смысл творчества и для которой творчество оказывается синонимом свободы. В экзистенциализме начала XX века творчество понималось как экстатический прорыв природной необходимости и разумной целесообразности, выход за пределы природного, социального и вообще “посюстороннего” мира. При этом носителем творческого начала, как считал Н.А. Бердяев, является личность, понятая как экзистенция, как иррациональное начало свободы [77].
Кьеркегор развивает идею о свободном характере творчества, противопоставляя гегелевской «необходимости» свободу, заключающуюся в выборе возможностей, которая позволяет человеку раскрыть свои творческие силы, стать самим собой, «обрести свое спасение». Бог заключает в себе все возможности, поэтому усмотрение новых возможностей есть приближение к Богу. Таким образом, Бог уже понимается не как источник творчества, а как конечная цель [32, 47].
Для М. Хайдеггера определяющим моментом в процессе творчества выступает стремление человека к истине. Он утверждает, что истина не объективна, а субъективна. Быть субъектом, т. е. иметь отношение к миру и возможность выбирать, по его мнению, — основополагающее свойство человека. Способность человека определенным образом относиться собственному бытию делает его свободным от бытия. Свобода мыслится как «самодостоверное самоопределение». Смысл жизни — в свободе, а свобода всегда сопряжена с риском. Путь к свободе лежит через творчество, через созидание. Познать истину — значит сотворить (собственное отношение, субъективную картину мира, а следовательно, себя). Таким образом творчество означает построение собственного отношения к миру [32].
Итальянский философ Н. Абаньяно, видя смысл человеческого бытия в стремлении к свободе, т. е. в избавлении от влияния общества, несущего необходимость, в возвращении человека к себе и к природе, понимает творчество, искусство как способ обретения свободы. Преодоление необходимости заключается в выборе как основании его отношения к миру. Выбор себя (или выражение, реализация себя) есть и выбор бытия. Искусство есть способ выражения себя (выбора себя), а следовательно, и обретения свободы. По его мнению, функция искусства заключается не только в познании, но и в самовыражении, воспитании и предсказании (прогнозировании) будущего [41].
А. Шопенгауэр подхватывает идею Хайдеггера и Абаньяно о том, что творчество человека не столько открывает старый, сколько создает новый мир. Гений с помощью фантазии видит «не то, что природа действительно создала, а то, что она пыталась создать, но чего не достигла» [41, с.16]. Искусство и есть способ воплощения нереализованных возможностей человека. В этом смысле искусство как бы движет человека и культуру в целом вперед, расширяя горизонт возможностей.
Таким образом, наряду с признанием человека субъектом творчества (Кант, Гегель, Фихте, Шеллинг) стало считаться, что познание природы приведет к решению всех проблем, однако оказалось, что чем больше человек познает, тем больше рождается новых проблем, тем больше Хаос. Это привело философскую мысль к пессимизму и нигилизму. Философы-экзистенициалисты видели выход их этого тупика в искусстве (творчество как противоположность смерти). Они считали, что спасение придет через красоту (Ф.М. Достоевский, Камю), через Истину, таящуюся в произведениях искусства (Хайдеггер). По мнению Ф. Ницше, мир абсурден, искусство необходимо людям, чтобы не умереть от истины. Смысл человеческой жизни они видели в служении красоте, истине, добру, справедливости и свободе [41].
В русской философии творчеству придавалось духовное значение, что отразилось в идее софийности творчества (Н. Бердяев, М. Бахтин, А. Лосев, В. Соловьев, С. Булгаков, Н. Лосский, П. Флоренский и др.). Творчество понималось как космический принцип мира, который имманентен человеку. Главный объект человеческого творчества — сам человек, его духовное и нравственное развитие, личность. Условием осмысленности (в противоположность бессмысленности) жизни является свободная творческая личность [41, 77].
Творчество является одной из основополагающих тем философского мировоззрения Н. Бердяева. Творчество понимается им как реализация свободы, путь к гармонизации бытия. Творчество — не создание некоторых продуктов культуры, а прежде всего сам процесс, ответ человека Богу. Творчество человека не есть требование человека и право его, а есть требование Бога от человека, обязанность человека», его предназначение. «Бог ждет от человека творческого акта как ответа человека на творческий акт Бога». Творчество есть творчество из ничего, из свободы... Зло проистекает из несотворенной свободы. Противоборство зла и творчества составляет сущность новой религиозной эпохи — «эпохи третьего откровения»,— особый вклад в появление которой принадлежит России с ее особым мистическим, интуитивным складом человеческой души [11, 41].
Таким образом, можно заключить, что философская мысль развивается в направлении от божественной или мистической сущности творения к личности человека как источнику творческих сил; от рядоположенности человеческого творчества с «творчеством» природы — к представлению о том, что творчество является сущностно человеческой категорией; от качества, присущего только избранным, — к общеродовой способности человека; от противопоставления научного и художественного творчества — к их единому назначению, а также к выделению творчества как созидания себя («самоделания»). Идея творчества упрочняет свои позиции в философском знании от всплеска ценности творческой деятельности эстетической направленности и стремления реализовать свои творческие способности (в эпоху Возрождения) к обоснованию творческого, субъектного начала интеллектуальной деятельности в немецкой классической философии, экзистенциалистскому смыслу творчества как созидания себя и собственной жизни, постижения и полагания истины, к пониманию творчества как космологического принципа мира и человека, сущности бытия и способа гармонизации мира русскими философами.
1.3. Проблема творчества в психологической науке
1.3.1. Основные психологические подходы к изучению феноменов творчества и креативности
В отличие от философии, в рамках которой рассматриваются сущность и смысл творчества, в психологической науке особое внимание отводится изучению психологических закономерностей протекания процесса творческого акта, проявлений творчества в деятельности и поведении субъекта, а также совокупности свойств личности, которые определяют ее способность и предрасположенность к творческой деятельности.
Психология творчества, начавшая складываться на рубеже XIX – XX столетий, уже в середине ХХ века получила важный социальный заказ. В связи с научно – технической революцией возникла резко выраженная потребность в систематическом, преднамеренном управлении творческой деятельностью, прежде всего в науке и технике. Появилась необходимость выращивать творческих работников, отбирать кадры, мотивировать творческую деятельность, формировать творческие коллективы и т.п.
Вследствие этого, произошло осознание психологической наукой необходимости в изучении не только сущности процесса, психологического «механизма» творчества, но и, в особенности, личностно-психологических свойств человека, обуславливающих его включенность в этот процесс. Поэтому в середине ХХ столетия в психологии получили практическую значимость исследования креативности (от лат. creatic – создание), которая в наиболее широком смысле понимается как способность создавать какие-либо новые продукты, а также разработка методов ее диагностики и развития.
Понятие «креативность» в психологической науке приобрело значение только к началу 50-х годов. К этому времени в психологии назрело и оформилось стремление выделить некоторую специфическую способность к творчеству, не сводящуюся лишь только к интеллекту. Появление такого видения креативности связано с именами Дж. Гилфорда и Терстоуна. Они выдвинули идею о том, что креативность – это особый специфический вид способностей. Идея пришла после обнаружения таких фактов, как: 1) креативность, которая измерялась с помощью решения проблемных ситуаций, не коррелирует с результатамими тестов интеллекта; 2) не обнаружено связи между творческими возможностями человека и его способностью к обучению [28].
Однако, для понимания сущности креативности в первую очередь необходимо понимание сущности самого творчества, как оно понималось в рамках психологической науки.
В большинстве определений творчества, независимо от того, носят они обобщенный или частный характер, отчетливо проявляется ориентация на процессуальную или продуктивную стороны творчества.
Так, С.Л. Рубинштейн определяет творчество как деятельность, созидающую «...нечто новое, оригинальное, что притом входит не только в историю развития самого творца, но в историю развития науки, искусства и т. д.» [64, с.482].
Подобную точку зрения формулирует М. Г. Ярошевский, по мнению которого, «творчество означает созидание нового, под которым могут подразумеваться как преобразования в сознании и поведении субъекта, так и порождаемые им, но и отчуждаемые от него продукты». [90, с.20].
Наиболее глубокое определение творчества, акцентирующее внимание на его процессуальном аспекте принадлежит В. М. Бехтереву. В книге «Общие основы рефлексологии человека» он определяет творчество как созидание чего-либо нового в ситуации, когда проблема-раздражитель вызывает образование доминанты, вокруг которой концентрируется необходимый для решения запас прошлого опыта [81, с.174].
Анализируя феномен творчества, К. Роджерс пишет: «Я понимаю под творческим процессом создание с помощью действия нового продукта, вырастающего, с одной стороны, из уникальности индивида, а с другой — обусловленного материалом, событиями, людьми и обстоятельствами жизни» [60, с.411]
В общем, выделяется две группы подходов к определению сущности творчества и креативности: 1) подходы, ориентированные на поиск источников и 2) подходы, ориентированные на процесс.
Каждая из этих групп включает в себя несколько подходов, присущих тому или иному научному направлению в психологии. Каждое из этих направлений имеет свои представления относительно сущности творчества и соответственно имеет и свое представление о креативности.
1. Подходы ориентированные на поиск источников творчества
А. Психоаналитический подход. Творчество является результатом внутриличностных конфликтов. З. Фрейд описывал творческий акт как результат сублимации энергии либидо. творческий продукт является результатом косвенного выражения сексуальной и агрессивной энергии, которой не дали выразить себя более прямым путем Творческий процесс по сути — экстернализация продуктов воображения посредством взаимодействия примитивных и более зрелых типов мышления. А. Адлер смещает акценты с сексуальной сферы на социальную, а творчеств трактовал как специфический способ компенсации комплекса неполноценности [84]. К. Юнг рассматривал стремление к творчеству как часть базовой энергии либидо. В самом же феномене творчества он видел проявление архетипов коллективного бессознательного, пропущенных сквозь призму индивидуального опыта и восприятия творца. Психоанализ впервые акцентировал важность проблемы мотивов и значимость бессознательного в мышлении.
В рамках данного подхода Смит и Карлссон рассматривают креативность как способность принимать материал из подсознания в сознание [81].
Б. Гуманистический подход. Психологи гуманисты (Г. Олпорт, А. Маслоу) считали, что первоначальный источник творчества – мотив личностного роста. По Маслоу – это потребность в самоактуализации, полно и свободной реализации своих способностей и жизненных возможностей. Гуманистическая психология считает, что творчество возникает, когда отсутствуют внутриличностные конфликты. Творческий процесс является реализацией естественного творческого потенциала в случае устранения внутренних барьеров и внешних препятствий.
Представительница данного направления К. Роджерс, рассматривает креативность как способность обнаруживать новые способы решения проблем или новые способы выражения [81, 60].
В. Психометрический подход. Дж. Гилфорд, одним из первых начавший изучение креативности, считает, что природный творческий потенциал индивида определен генетически и может быть измерен стандартными тестами. Творческий процесс представляет собой взаимодействие двух противоположных типов мышления: дивергентного и конвергентного.
Креативность Гилфорд определяет как способность человека отказаться от стереотипных способов мышления [81, с.184].
2. Подходы, ориентированные на процесс
А. Ассоцианистский подход. В группу подходов, ориентированных на процесс, можно отнести позицию ассоцианистов, которые считают, что творчество человека есть результат его способности находить отдаленные ассоциации в процессе поиска решения проблемы. В рамках данного направления Медник говорит о том, что креативность состоит в «формировании ассоциативных элементов в новые комбинации, которые либо отвечают указанным требованиям, либо полезны с той или иной точки зрения. Чем более отдалены друг от друга элементы, входящие в новую комбинацию, тем более креативным является процесс получения решения» [28, с.192]
В. Гештальтпсихология исходит из того, что творческий процесс это и не логические, пошаговые действия и не разрозненные ассоциации, а более определенное реструктурирование целостной ситуации [81, с.174].
Креативность по сути сводится к деятельности мышления, попоследовательному переструктурированию ситуации, продолжающейся вплоть до нахождения необходимого по ситуации гештальта (структуры), что и было названо "инсайтом", или "озарением" [80].
Таким образом, если творчество понимается как процесс, имеющий определенную специфику и приводящий к созданию нового, то креативность рассматривается как потенциал, внутренний ресурс человека.
Наиболее разработанной и распространенной на данный момент является концепция Дж. Гилфорда, согласно которой креативность понимается как универсальная творческая способность. Исходя из данного понимания креативности наиболее полным и глубоким ее определеием, на наш взгляд, является определение, данное В.Н. Дружининым. Согласно ему креативность – это общая способность к творчеству, которая характеризует личность в целом, проявляется в различных сферах активности и рассматривается как относительно независимый фактор одаренности. При этом под одаренность понимается системное качество психики, определяющее возможности достижения человеком исключительно высоких результатов в одном или нескольких видах деятельности по сравнению с другими людьми [28].
Основные направления изучения креативности
Изучение креативности ведется в основном в двух направлениях. Одно связано с вопросом о том, зависит ли креативность от интеллекта, и ориентируется на измерения познавательных процессов в связи с креативностью. Другое направление занимается выяснением того, является ли личность с ее психологическими особенностями существенным аспектом креативности, и характеризуется вниманием к личностным и мотивационным чертам.
Первое направление: креативность и интеллект
Значительная часть проявлений креативности относится к особенностям мышления. Один из первых экспериментально обоснованных перечней особенностей мышления, способствующих творческим достижениям, был предложен Д. Гилфордом. Основанием концепции Гилфорда является его кубообразная модель структуры интеллекта: содержание × операции × продукт – SOI (structure of intellect).
Операции – основные интеллектуальные процессы, виды интеллектуальной деятельности.
Содержание – определенный род информации, над которым осуществляются интеллектуальные операции
Продукты – результат применения операции к содержанию. Форма, которую принимает информация после обработки.
Теснее всего с креативностью связаны такие операции, как конвергентное и дивергентное мышление.
Дж. Гилфорд считал необходимым для творчества интеграцию двух принципиально различных мыслительных операций: конвергенции и дивергенции. При этом под конвергентным мышлением понимается такой тип мышления, результатом которого является получение единственно правильного решения проблемы. Конвергентное мышление оценивают традиционные тесты интеллекта. Дивергентное же мышление Гилфорд определял как «тип мышления, идущего в различных направлениях», результатом которого является выработка нескольких решений проблемы [28, с.184]. Именно дивергентное мышление рассматривается как тесно связанное с креативным поведением, поэтому данный термин используется как синоним креативности.
Как результат интеграции обоих измерений мышления Дж. Гилфорд выделяет такие его особенности:
1. беглость как способность генерировать максимальное количество идей;
2. гибкость как способность к порождению широкого многообразия идей;
3. оригинальность как способность генерировать нестандартные идеи;
4. точность (резработанность) как способность придавать завершенный вид продуктам мышления.
Отдельной проблемой является изучение проблемы взаимосвязи креативности и интеллекта.
В общем можно выделить три основных подхода к проблеме взаимосвязи креативности и интеллекта. Они могут быть сформулированы следующим образом.
1. Высокий уровень развития интеллекта предполагает высокий уровень творческих способностей и наоборот. Творческого процесса как специфической формы психической активности нет. Эту точку зрения разделяли и разделяют практически все специалисты в области интеллекта (Д. Векслер, Р. Уайсберг, Г. Айзенк, Л. Термен, Р. Стернберг и другие)
Айзенк, опираясь на значимые (но все же невысокие) корреляции между IQ и тестами Гилфорда на дивергентное мышление, высказал мнение, что креативность есть компонент общей умственной одаренности. Уайсберг утверждает, что творческое мышление диагностируется по качеству продукта, а не по способу его получения. Всякий познавательный процесс, с его точки зрения, опирается на прошлые знания и влечет их преобразования в соответствии с требованиями задачи [28, с. 169].
Также в последнее время распространение получила концепция Стернберга. Согласно Стернбергу, интеллект участвует и в решении новых задач, и в автоматизации действий. По отношению к внешнему миру интеллектуальное поведение может выражаться в адаптации, выборе типа внешней среды или ее преобразовании. Если человек реализует третий тип отношений, то при этом он проявит творческое поведение.
2. Творческая способность (креативность) является самостоятельным фактором, независимым от интеллекта (Дж. Гилфорд, К. Тейлор, Г. Грубер, Я.А. Пономарев). В соответствии с этой теорией, между уровнем интеллекта и уровнем креативности есть незначительная корреляция. Наиболее развитой концепцией является «теория интеллектуального порога» Э. П. Торренса: если IQ ниже 115-120, интеллект и креативность образуют единый фактор, при IQ выше 120 творческая способность становится независимой величиной, то есть нет креативов с низким интеллектом, но есть интеллектуалы с низкой креативностью [28, с. 184].
3. Как таковых творческих способностей нет. Интеллектуальная одаренность выступает в качестве необходимого, но недостаточного условия творческой активности личности. Главную роль в детерминации творческого поведения играют мотивации, ценности, личностные черты (А. Танненбаум, А. Олох, Д. Б. Богоявленская, А. Маслоу и другие). К числу основных черт творческой личности эти исследователи относят когнитивную одаренность, чувствительность к проблемам, независимость в неопределенных и сложных ситуациях.
Особняком стоит концепция Д. Б. Богоявленской, которая вводит понятие интеллектуальной активности личности, полагая, что она обусловлена определенной психической структурой, присущей креативному типу личности. Творчество, с точки зрения Богоявленской, является ситуативно нестимулированной активностью, проявляющейся в стремлении выйти за пределы заданной проблемы. Креативный тип личности присущ всем новаторам, независимо от рода деятельности: летчикам-испытателям, художникам, музыкантам, изобретателям [13].
Второе направление: личностный подход
Личностный подход в изучении креативности характеризуется особым вниманием к эмоциональным и мотивационным факторам, включенным в это свойство. В отношении личностных особенностей, связанных с креативностью, результаты разных исследователей схожи. Большинство авторов убеждены в том, что наличие всякой мотивации и личностной увлеченности является главным признаком творческой личности. К этому часто приплюсовывают такие особенности, как независимость и убежденность. Независимость, ориентация на личные ценности, а не на внешние оценки, пожалуй, может считаться главным личностным качеством креатива [55].
В.Н. Дружинин приводит следующие личностные черты, присущие творческим людям:
1) независимость — личностные стандарты важнее стандартов группы, неконформность оценок и суждений;
2) открытость ума — готовность поверить своим и чужим фантазиям, восприимчивость к новому и необычному;
Часто в этом ряду упоминают особенности «Я»-концепции, которая характеризуется уверенностью в своих способностях и силой характера, и смешанные черты женственности и мужественности в поведении (их отмечают не только психоаналитики, но и генетики). Кроме того, считается, что людей креативных от некреативных отличают и такие личностные черты, как самонадеянность, агрессивность, самодовольство, непризнавание социальных ограничений и чужих мнений и др. По мнению некоторых психологов, это свидетельствует о существовании общего типа креативной личности, в отличие от типа личности некреативной [28, с. 175].
Подводя итог эмпирическим исследованиям личностных характеристик креативных людей за 1966 – 1981гг., Barron and Harrington (1981) выделили стабильный набор особенностей личности, повторяющийся в работах многих исследователей: широта интересов, привлекательность сложных стимулов, энергичность, независимость суждений, автономность, интуитивность, доверие собственным суждениям. Также Barron (1963, 1969) обнаружил, что оригинальные личности отличаются от неоригинальных предпочтениями сложных стимулов, большей независимостью суждений, самоуверенностью, доминантностью, неприятием и отвержением внешнего давления [74].
Разногласия среди психологов возникают по вопросу о том, какова связь творческих достижений личности с неврозами. Одни исследователи отмечают, что высококреативные индивиды обладают большей силой духа, стойкостью к помехам окружающей среды, к разного рода конфликтам. В противоположность этим утверждениям Л. Кронбах склонен связывать проявления креативности с некоторыми патологическими чертами индивидов, заключающимися в плохой регуляции мыслительного процесса, неумением владеть качественным «просеиванием» идей [55, с. 73].
Множество эмпирических примеров, свидетельствующих о взаимосвязи гениальности и безумия, подбирал Чезаре Ломброзо: «Седина, облысение, худоба тела, а также плохая мускульная и половая деятельность, свойственная всем помешанным, очень часто встречается у великих мыслителей (…) Кроме того, мыслителям, наряду с помешенными, свойственны: постоянное переполнение мозга кровью, сильный жар в голове и охлаждение конечностей, склонность к острым болезням мозга и слабая чувствительность к голоду и холоду». Однако Ломброзо никогда не утверждал, что между гениальностью и безумием существует прямая зависимость, а говорил лишь о том, что гений и безумие могут совмещаться в одном человеке [36, с 15-16, 21-23].
Итак, в настоящее время еще не существует единого обоснованного мнения о связи креативности с нормой или патологией, личности.
Нет единой точки зрения и в отношении мотивационных характеристик креативности. Одни исследователи полагают, что креативные индивиды имеют общую тенденцию к самовыражению, достижению «соответствия своим возможностям». Согласно второй точке зрения, мотивация креативных представляет собой тенденцию к риску, основанную на желании достичь и проверить свои предельные возможности [55, с. 73].
Имеются и другие точки зрения по данному вопросу. Однако проверенных данных в отношении мотивационных характеристик креативности нет, что отчасти объясняется отсутствием соответствующего измерительного инструмента в этой, области.
Структура креативности
Креативность как способность особого рода – способность порождать новые идеи, отклоняться в мышлении от традиционных схем, охватывает некоторую совокупность мыслительных и личностных качеств, способствующих творческому проявлению. В связи с этим в структуре креативности выделяется два компонента: когнитивный компонент и компонент личностно-индивидных креативных характеристик [75].
В частности, Д.Б. Богоявленская в структуре творческих способностей выделяет когнитивную подсистему и личностные факторы (аффективная сфера). В когнитивную подсистему главным образом входят общие умственные способности. Высокий уровень умственных способностей является обязательным условием высокой интеллектуальной активности. Однако, «наличие высокого уровня ОУС – необходимое, но отнюдь не достаточное условие для проявления личностью интеллектуальной активности» [13, с. 264]. К аффективной сфере Богоявленская относит, прежде всего, мотивационные факторы – внутренние мотивы познавательной, творческой деятельности, которые активизируют умственные способности. Именно в результате этого взаимодействия и образуется психологическая подсистема, которую Богоявленская называет интеллектуальной активностью.
Кроме того, к личностным факторам, необходимым для проявления интеллектуальной активности, Богоявленская относит адекватный уровень притязаний и самооценки. Также важным фактором интеллектуальной активности является направленность личности. При этом отмечается, что для большинства эвристов характерна альтруистическая или коллективистическая направленность [13, с.279].
Более подробно разработан вопрос структуры креативности в работах Ф. Вильямса. Модель творческого поведения, разработанная Вильямсом, также содержит группу когнитивно-интеллектуальных и группу личностно-индивидуальных (аффективно-чувственных) креативных факторов [75, с. 12].
К когнитивно-интеллектуальным факторам относятся характеристики дивергентного мышления (в соответствии с теорией Гилфорда):
К личностно-индивидуальным креативным факторам относятся следующие характеристики личности:
Таким образом, в структуре креативности можно выделить два основных компонента: когнитивный и индивидно-личностный. Взаимодействие обоих компонентов является необходимым условием для творческого проявления личности.
Психологический механизм творчества
В отечественной психологии наиболее целостную концепцию творчества как психического процесса предложил Я.А. Пономарев. Он разработал структурно-уровневую модель центрального звена психологического механизма творчества [52, 53].
В основу понимания психологического механизма творчества положено сопоставление результатов экспериментально - психологических исследований проблем онтогенеза поведения детей и хода решения творческих задач умственно развитыми людьми.
При сопоставлении результатов двух циклов опытов было открыто подобие форм поведения: функциональные ступени решения творческой задачи умственно развитыми людьми оказались подобными этапам умственного развития ребенка. Это открытие послужило основой представления о структурных уровнях организации психологического механизма поведения (в частности, творческого) как о трансформированных этапах развития этого механизма. При этом именно в ситуации творческой задачи, когда человек не имеет заранее определенной программы действий в данной ситуации, переход на разные функциональные уровни решения задачи становится наиболее заметен. Целостность структуры механизма здесь сохраняется. Однако происходит смена доминирующих уровней в его организации, причем доминирование низших осуществляется на фоне непрекращающегося функционирования высших.
Данные выводы позволили Я.А. Пономареву схематически изобразить центральное звено психологического механизма творчества в виде двух проникающих одна в другую областей
Рис. 2. Схема центрального звена психологического механизма творческого акта по Я. А. Пономареву
Внешние границы этих сфер можно представить как абстрактные пределы (асимптоты) мышления. Снизу таким пределом оказывается первосигнальный компонент или интуитивное, операциональное мышление (за данной асимптотой в схематическом выражении простирается область психологического механизма поведения животных). Сверху - второсигнальный компонент, логическое, абстрактное мышление (за данной асимптотой - область поведения современных электронно-вычислительных машин). Психологический механизм творчества есть единство его первосигнального и второсигнального компонентов.
Критерием творческого акта, по Пономареву, является уровневый переход: потребность в новом знании складывается на высшем структурном уровне организации творческой деятельности, а средства удовлетворения этой потребности на низших уровнях. Они включаются в процесс, происходящий на высшем уровне, что приводит к возникновению нового способа взаимодействия субъекта с объектом и возникновению нового знания. Тем самым творческий продукт предполагает включение интуиции (роль бессознательного) и не может быть получен на основе логического вывода. Ключевым моментом решения творческой задачи является порождение «побочного продукта» действий, возникающего вопреки сознательному намерению и складывающийся под влиянием тех свойств предметов и явлений, которые включены во взаимодействие, но не существенны с точки зрения цели действия. Именно возникший «побочный продукт» на неосознанном уровне может регулировать дальнейшие действия человека и приводить к решению творческой задачи.
Выделение центрального звена психологического механизма творчества предполагает выделение и периферических его элементов. Согласно представлениям Я.А. Пономарева, периферические звенья призваны учитывать дифференциальные характеристики творческого человека: способности и качества личности [53, с. 33]. Способности разделяются на общую и частные (специальные).
Общая способность выступает как степень интеллектуально – мотивационного развития, т.е. степень сформированности общих для любых форм поведения, в том числе и творческого, особенностей его психологического механизма. Оптимальное интеллектуально – мотивационное развитие – необходимое условие успеха творчества в области науки и современной техники. Оно обеспечивает возможность адекватной связи индивида со сферой общественного познания, имеет решающее значение при освоении научных проблем и их логической обработке, создает возможность вербализации интуитивных решений и их формализации. Более того, интеллектуально – мотивационное развитие расширяет возможности самой интуиции. Оно создает почву для так называемой интеллектуальной интуиции, где в функции оригиналов непосредственно выступают модели, в частности представления, входящие в состав понятий.
Частные (специальные) способности необходимы для достижения творческого успеха в отдельных видах творческого поведения главным образом в различных видах художественного творчества – литературного, изобразительного, музыкального и т. д.
Среди огромного многообразия характеристик качеств личности, играющих немалую роль в периферических компонентах психологического механизма творчества, Я.А. Пономарев особое внимание уделяет двум образованиям, близко связанным с тем смыслом, которое вкладывается в понятие «креативность». Сюда относятся, во-первых, мотивационная напряженность, т.е. формально – динамическая сторона мотивации – интенсивность поисковой доминанты, интеллектуальной инициативы, во-вторых, сенситивность, повышенная чувствительность к субдоминантным (интуитивным, побочным) образованиям, от степени выраженности которой существенно зависит успех интуитивного решения, успех фиксации и реализации побочных продуктов [53, с. 34].
Фазы творческого процесса. В истории психологии творчества выделено и описано множество различных фаз творческого процесса. В частности, Я.А. Пономарев, обобщая классификации фаз, предлагаемые разными авторами, называет следующие основные этапы творческого процесса: первая фаза (сознательная работа) – подготовка – особое деятельное состояние, являющееся предпосылкой для интуитивного проблеска новой идеи; вторая фаза (бессознательная работа) – созревание – бессознательная работа над проблемой, инкубация направляющей идеи; третья (переход бессознательного в сознание) – вдохновение – в результате бессознательной работы в сферу сознания поступает идея решения (например, открытия, изобретения, созидания нового шедевра литературы, искусства и т. п.) вначале в виде гипотезы, принципа, замысла; четвертая фаза (сознательная работа) – развитие идеи, ее окончательное оформление и проверка [53].
Более подробно мы предлагаем рассмотреть пятифазную модель творческого процесса, которая ложится в основу тренинга креативности Н.Ю. Хрящевой [81]:
Этот этап связан с появлением внутреннего побуждения изменить ту или иную ситуацию, переставшую удовлетворять субъекта творчества. Происходит осознание задачи, цели изменения, что определяет возникновение поисковой доминанты, привлекающей к себе необходимый для решения проблемы запас прошлого опыта. На этом этапе происходит формулировка проблемы, поэтому он может называться «первым инсайтом» (Kneller, 1965).
Этап подготовки характеризуется сознательными усилиями по поиску выхода из проблемной ситуации, субъект логически анализирует задачу, собирает дополнительную информацию, проверяет различные известные ему из прошлого опыта варианты решения подобных проблем. Происходит прояснение и детализация образа проблемы.
В случае, если задача или проблема действительно относятся к творческим, обнаруживается несостоятельность известных ранее вариантов поведения. Тогда происходит переход к следующей стадии.
2. Фрустрация
Переход на этот этап происходит в тот момент, когда проанализировав всю имеющуюся информацию и проверив возникшие варианты решения, индивид все-таки не находит ответ, то есть оказывается в тупике.
Фрустрация сопровождается негативными психологическими переживаниями. Индивид может ощущать напряжение, раздражение, свою неполноценность, усталость, апатию. Это переживание тем сильнее, чем больше насыщено сознание субъекта стереотипами, установками, верованиями, ставшими жесткими идентификациями. Кроме того, положение усугубляется тем, что негативные эмоции приводят к снижению самоконтроля и уровня рефлексии происходящего.
Конструктивное отношение к фрустрации предполагает признание за ней роли закономерного этапа креативного процесса, который служит сигналом к реорганизации деятельности. На данном этапе целесообразно осознать какой барьер препятствует проявлению креативности, в какой области нам не достаточно информации и где ее можно получить. В этом случае происходит то, что Sapp D. Называет «новый рост».
Специфика этого этапа обусловлена положением о функциональной асимметрии больших полушарий головного мозга. Этап инкубации начинается в тот момент, когда индивид прекращает сознательную работу над проблемой, что связано с логическими операциями левого полушария, и проблема переходит в правое полушарие, отвечающее за формирование целостной, образной модели мира. Здесь решение проблемы смещается главным образом в сферу подсознания.
Если мотивация на решение проблемы сохраняется, то из непрерывной правополушарной модели привлекается недостающая и вообще любая, имеющая отношение к проблеме информация. Если в прошлом опыте есть необходимые «ключевые» образы, то они в итоге займут свое место в «пустотах» структуры решения. Также важным условием успешного прохождения этапа инкубации является качество прохождения этапа подготовки. Ошибки и недочеты, совершенные на этом этапе могут блокировать появление необходимой идеи даже при условии присутствия «ключевой» информации в правополушарной модели.
Это кратковременный, но очень отчетливый этап креативного процесса, момент поступления в сферу сознания решения проблемы. Он характеризуется бурными позитивными эмоциями, оживлением вплоть до эйфории. Это кульминационная точка творческого процесса, в которой проявляются результаты пролонгированной подготовки, своевременного перехода из состояния фрустрации к вынашиванию идеи.
В первые секунды инсайт как усмотрение ответа не всегда осознается и не вербализуется, а переживается как реальный шанс приобрести недостающее, которое, как выяснилось, находилось совсем рядом. Поступление ответа в сферу сознания нуждается в быстрой фиксации, что повышает вероятность успешного завершения креативного процесса.
5. Разработка
Завершающий этап творческого процесса, в ходе которого происходит проверка истинности полученного решения логическими средствами и его реализация.
Этап можно разделить на два подэтапа:
5.1. Верификация, т.е. проверка того, насколько решение будет эффективным, соответствует ли оно исходным условиям, действительно ли оно позволяет удовлетворить исходную потребность. В результате идея либо принимается, либо отвергается как ложная. В этом случае субъект возвращается на этапы инкубации или фрустрации, после чего снова может начать подготовку.
5.2. Осуществление
Если истинность инсайта установлена, то процесс продолжается на втором подэтапе, который может занимать по продолжительности от нескольких секунд до десятков лет, в зависимости от масштабов решаемой задачи. На стадии воплощения решающую роль играют навыки, техники и ресурсы.
1.3.2. Основные тенденции изучения феноменов творчества и креативности в рамках современной научной рациональности
Сегодня проблемы творчества и креативности, наряду с другими неточными, сложными, непредсказуемыми объектами природного и социального мира, осознаются в науке как требующие комплексного, междисциплинарного подхода, что является результатом системного видения мира, стремления рассматривать все явления и объекты в их целостности [71]. Данная тенденция хорошо прослеживается в появлении концепций и подходов к пониманию природы творчества, которые находятся на стыке психологии, нейрофизиологии, биологии и философии.
В частности, для нас представляет интерес психофизиологическая концепция поисковой активности, разработанная в конце 70х годов ХХ века В.В. Аршавским и В.С. Ротенбергом [62, 63].
Согласно этой концепции поисковая активность – это деятельность, направленная на изменение неприемлемой ситуации или изменение своего отношения к ней в условиях неопределенности, т.е. при отсутствии определенного прогноза результатов такой активности, но при постоянном учете промежуточных результатов в процессе самой деятельности.
При этом, говоря о «поисковом поведении» автор имеет в виду поведение в самом широком смысле слова: сюда относится и «психическое поведение» – мысли, фантазии, творчество – важно только, чтобы процесс мышления не носил стереотипный, рутинный характер.
В экспериментах над животными под руководством В.В. Аршавского было установлено, что животные, проявляющие активно-оборонительное поведение или поисковую активность в искусственно создаваемой стрессовой ситуации (т.е. старались избавиться или защищаться от негативное воздействия), оказывались более устойчивыми к вредоносным воздействиям и сохраняли свое здоровье. Те же животные, которые проявляли пассивно-оборонительную реакцию (т.е. не пытались противодействовать влиянию негативных факторов), чаще заболевали и погибали. Таким образом, был сделан вывод, что поисковая активность является основным компонентом поведения, определяющим устойчивость организма к стрессовым факторам, и потому играет решающую роль в адаптации и сохранении здоровья.
Авторы концепции отмечают, что без поискового поведения не было бы прогресса ни отдельного индивида, ни всей популяции в целом, если говорить о человеческом обществе, развития цивилизации. Поэтому поиск, который требует серьезных энергетических затрат и усилий, должен вознаграждаться и гарантироваться по крайней мере хорошим здоровьем и высокой стрессоустойчивостью. Помимо многих экспериментальных фактов, подтверждающих данные положения, В. Ротенберг приводит в качестве примера результаты специального исследования, которое показало, что большинство выдающихся людей, удостоенных за свои достижения упоминания в энциклопедиях, жили дольше, чем в среднем их современники. Также примером здесь служит и сохранение здоровья у выживших узников концлагерей, который рассматривается автором, как результат их безостановочной повседневной борьбы за сохранение жизни и достоинства, а такая борьба в условиях лагеря требовала высокой поисковой активности [63].
Таким образом, творчество понимается как движущая сила прогресса и к тому же гарантия индивидуального здоровья (ибо в творчестве в самом чистом виде проявляется поисковая активность). Кроме того, В. Ротенберг приводит исследования, согласно которым творчество благоприятно влияет на самовосприятие человека, от которого во многом зависят результаты нашей деятельности, и потому даже самую примитивную работу нельзя выполнять успешно без творческой жилки, так как человек, в этом случае, перестает уважать и себя, и свой труд [63].
Поисковая активность проявляется в поведении человека или животного в тех ситуациях, когда привычный способ действия оказывается неприемлемым или невозможным для достижения требуемого результата. При этом и сама возможность достичь желаемого результата вследствие совершаемых активных действий остается для субъекта лишь вероятной, а не предопределенной.
В то же время, в процессе поискового поведения, не только конечные, но и промежуточные его результаты должны постоянно учитываться, оцениваться и применяться для коррекции поведения, без чего оно окажется недостаточно гибким и малоэффективным. Этим поисковое поведение отличается от панического, при котором также предпринимаются многочисленные попытки изменить неприемлемую ситуацию. Однако эта активность носит хаотичный характер, ни один из путей спасения не доводится до конца, ошибочные действия не корригируются, вследствие чего данное поведение, как правило, не оказывает защитного действия на здоровье [62].
Таким образом, концепция поисковой активности позволяет рассматривать креативность с точки зрения ее адаптационной функции в жизни человека. Продолжая линию адаптационного значения творчества и креативности, можно привести еще ряд исследователей творчества, придерживающихся представлений, согласно которым творчество выступает как фактор активной адаптации к изменяющимся условиям среды.
Согласно представлениям В.Ф. Луговой, творческая активность личности является прогрессивным адаптационным механизмом и особым средством активной адаптации при недостатке у человека реального опыта, так как, творческое воображение позволяет решать проблемы, находящиеся за пределами собственного опыта. Кроме того, творческое воображение как компонент креативности выполняет адаптационную функцию, заключающуюся в «опережающей» интеграции действительности. При этом творчество является одной из выработанных человеком в процессе эволюции программ взаимодействия со средой, обеспечивающей оптимальную адаптацию к многообразным внешним воздействиям, в основе которой лежит механизм опережения, в том числе эмоциональные преднастроечные реакции и прогнозирование [37].
В связи с данными концепциями, нельзя не упомянуть о понятии «повседневное творчество» («Еveryday creativity»), которое раскрывается в работах М. Ранко и Р. Ричардс (M. Runco, R. Richards, 1997). Этот термин относится к творческим людям и проявлениям (продуктов, идей, поведения), и включает в себя ежедневную активность, как на рабочем месте, так и в свободное от работы время, которая характеризуется двумя наиболее общими критериями творчества – оригинальностью (предполагает новые или редко применяемые аспекты) и значимостью для других [95, с.683]. Примеры такого творчества могут встречаться довольно часто в различных областях жизни человека: менеджменте, бизнес-планировании, домашнем ремонте, воспитании детей, приготовлении еды, рукоделии и т.п. Повседневное творчество имеет свою особую значимость по сравнению с творчеством вершинного уровня («eminent level creativity»), которое касается достижений великих ученых или художников. Еveryday creativity рассматривается авторами как способность «выживать», отображающая «фенотипическую гибкость», которая позволяет человеку активно адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей действительности, а также как «гуманистическая сила, мотив непрерывного роста и личностного развития» [95, с.684]
Авторы, подобно тому, как мы встречаем в работах В. Ротенберга, отмечают, что повседневное творчество способствует психологической открытости, физическому и психологическому здоровью. В частности, примером прямого влияния творчества на здоровье выступает «творческое совладание» («creative coping»), при котором работа катарсиса вследствие создания творческого произведения является значительной для повышения ощущения субъективного благополучия, и увеличивает некоторые биологические показатели иммунной функции [95, с.686].
В своих работах М. Ранко и Р. Ричардс с сожалением констатируют, что до сих пор многие люди не расценивают проявления повседневного творчества как творчество, а потому оно часто остается невознагражденным, и мало кем осознается ценность и необходимость его развития в каждом человеке.
Таким образом, повседневная креативность функционирует как адаптивное качество эволюционной значимости, которая будучи «разрешенной» и сознательно развиваемой, способна принести нам на индивидуальном уровне новое здоровье, удовлетворение и самоактуализацию, а на уровне общечеловеческом – средства обратиться ко многим проблемам нового тысячелетия [95, с.687].
Данные концепции, на наш взгляд, приобретают высокую значимость в контексте организационной психологии и психологии труда, так как раскрывают здоровьесберегающие механизмы творчества в профессиональной деятельности и объясняют его роль в профессиональном развитии человека.
Тенденция изучения креативности в связи с проблемами организационной психологии и психологии профессий действительно просматривается в последние годы. В своих работах Н.Ю. Хрящева и С.И. Макшанов указывают на значимость креативности для специалистов коммуникативных профессий: менеджеров, врачей, учителей, для которых данными авторами (как и многочисленными другими авторскими группами) разработан специализированный тренинг креативности [81]. Креативность рассматривается авторами как потенциал, внутренний ресурс человека, как «способность человека к конструктивному, нестандартному мышлению и поведению, а также осознанию и развитию своего опыта»[81, с.175]. Также Н.Ю. Хрящева и С.И. Макшанов подчеркивают, что креативность как определенный креативный потенциал присуща всем людям независимо от их профессии или возраста. Любой человек может проявлять свою творческую сущность через проблематизацию привычных, хорошо знакомых ситуаций.
Согласно исследованиям С.А. Минюровой, креативность выступает ресурсом профессионального саморазвития субъекта, характеризующегося способностью работника использовать личностные и средовые ресурсы для повышения собственной эффективности в профессиональной сфере [14]. Характер взаимосвязи креативности и профессионального выгорания рассматривается Н.Е. Водопьяновой [20, 21, 22] и Н.Е. Пурнис [57, с.43]. Большинство авторов сходятся во мнении относительно того, что креативность выступает мощным фактором развития личности, определяющим ее готовность изменяться, отказываться от стереотипов [30], поэтому изучение роли креативности в профессиональном развитии личности видится нам перспективным направлением исследований.
В рамках психофизиологического направления процессы творческого мышления могут быть рассмотрены с точки зрения взаимоотношения ориентировочного и оборонительного рефлексов. Данный аспект рассматривается в работах известного российского психофизиолога П.В. Симонова [65, 66, 67, 68].
Творчество связано с развитием потребности в познании, в получении новой информации, которая достигается в процессе ориентировочно-исследовательской деятельности. Последнюю можно рассматривать как цепь ориентировочных рефлексов. Каждый из ориентировочных рефлексов обеспечивает получение определенной порции информации.
Ориентировочные рефлексы – это ответные реакции человека на новизну, рефлексы «Что такое?» по выражению академика И.П. Павлова. Они особенно эффектно функционируют в процессе творческой деятельности. Они поддерживают непроизвольное и произвольное внимание, обеспечивают получение определенной порции информации, обогащают внутренний мир субъекта.
Творческое мышление — это ориентировочно-исследовательская деятельность, обращенная к следам памяти в сочетании с поступающей актуальной информацией.
Ориентировочный рефлекс как выражение потребности в новой информации конкурирует с оборонительным рефлексом, который является выражением агрессии или страха, тревоги.
Особыми формами оборонительного поведения являются депрессия и тревожность, которые, тормозя ориентировочно-исследовательскую деятельность, снижают творческие возможности человека. Депрессия и тревожность могут возникать под влиянием длительного неуспеха в преодолении конфликтных ситуаций. Развиваясь, они ведут к соматическим нарушениям, которые, образуя контур обратной положительной связи, еще больше углубляют депрессию и тревожность. Разорвать этот круг самоусиления пассивно-оборонительного поведения, приводящего к снижению творческих возможностей человека, можно лишь путем устранения конфликтов и оказания психотерапевтической помощи. В качестве основы «креативной психотерапии» можно рассматривать создание у индивида творческой установки, усиление его ориентировочно-исследовательской деятельности, которые обычно тормозят оборонительную доминанту, способствуя раскрытию творческих способностей. Такая креативная установка может быть элементом процесса непрерывного образования человека, в силу того, что она стимулирует его заинтересованность в получении новой информации.
Ориентировочный рефлекс находится в реципрокных отношениях не только с пассивно-оборонительной, но и с активно-оборонительной формой поведения — аффективной агрессией. Длительные психологические конфликты могут вызывать функциональные изменения, выражающиеся в понижении порога аффективной агрессии. В результате незначительные воздействия провоцируют агрессивное поведение. Такое снижение порога агрессивного поведения иногда наблюдается в период полового созревания в результате нарушения медиаторного баланса. Одним из радикальных способов снижения агрессивности может быть стимуляция ориентировочно-исследовательской деятельности.
Таким образом, стимуляцию ориентировочно-исследовательской активности можно рассматривать как основу развития творческого потенциала человека и психотерапевтический способ подавления депрессии, тревожности и агрессивности — основных факторов, препятствующих творческому самовыражению человека.
Появление ориентировочного или оборонительного рефлекса в составе когнитивной деятельности зависит от типа информационной нагрузки и ее сложности, а также от индивидуальных особенностей субъекта и прежде всего от его личностной тревожности, устойчивой индивидуальной склонности более или менее часто отвечать на различные события как на потенциально опасные.
Представляет интерес также нейрофизиологический механизм творческого озарения, представления о котором мы находим в работах П.В. Симонова и А.А. Ухтомского. Многие представители творческих профессий — ученые, изобретатели, писатели отмечают, что важные этапы в их деятельности носят интуитивный характер. Решение проблемы приходит внезапно, а не в результате логических рассуждений. Творчество в своей основе представлено механизмами сверхсознания [67]. Если сознание вооружено речью, математическими формулами и образами художественных произведений, то язык сверхсознания — это чувства, эмоции.
Озарение, открытие, нахождение пути решения проблемы возникают в виде переживания, чувствования, что выбранное направление — то самое, которое заслуживает внимания. Многие изобретатели отмечают, что догадка возникает в виде расплывчатого образа, который только еще должен быть выражен словами. Однако внезапность появления догадки, озарения — кажущаяся, так как она является следствием интенсивной мыслительной работы человека, поглощенного увлекающей его проблемой или художественным произведением [27].
То, что процесс творчества представляет собой преобразование некоего интегрального образа доминирующего (соответственно направленности творческих интересов) и уточненного, - легко проследить путем самонаблюдения. Если человек длительно обдумывает что-либо (актуализирующая функция сознания), в подсознании формируется некий доминантный очаг возбуждения (интегральный образ), представляющий собой некий «общий план» обдумываемого [27].
Понятия доминанты в физиологии было дано в 1923 г. А.А.Ухтомским. Доминанта - это «временно господствующий рефлекс» [76], который направляет работу нервных центров в данный момент. Наличие доминанты создает повышенную готовность организма реагировать определенным образом, ориентирует организм на поиск тех раздражителей, к которым данная доминанта наиболее адекватна.
А.А. Ухтомский выдвинул представление об «устойчивом очаге повышенной возбудимости» нервных центров, создающих скрытую готовность организма к определенному виду деятельности при одновременном торможении посторонних рефлекторных актов [76].
Доминанта представляет собой функциональное объединение нервных центров, состоящее из относительно подвижного коркового компонента и субкортикальных, вегетативных и гуморальных компонентов. Говоря о «доминантном очаге», следует иметь в виду констелляцию Ухтомского, представляющую собой «физиологическую систему», образующуюся в ходе текущей деятельности организма на всех этажах центральной нервной системы, в разных ее участках, но с первичным фокусом возбуждения в одном из отделов и с переменным значением функций отдельных компонентов констелляции [76].
А.А Ухтомский первый обратил внимание на то, что доминанта есть общий принцип работы центральной нервной системы и что она определяет освобождение организма от побочной деятельности во имя достижения наиболее важных для организма целей. Она представляется как определенная констелляция центров с повышенной возбудимостью в разнообразных этажах центральной нервной системы. Рассматривая процесс превращения доминанты из симптомокомплекса в общий механизм условно-рефлекторной деятельности и поведения организма, А.А. Ухтомский подчеркивал, что морфологически разбросанные нервные центры не просто связаны в определенные констелляции, а функционально объединены единством действий.
Изучение свойств доминанты показало, что нейроны доминантного очага характеризуются обширным генерализованным рецептивным полем и способны отвечать на любые раздражители, не имеющие к ней прямого отношения. Нейроны доминантного очага «знают» свой (специфический) эфферентный выход, «готовы» осуществить эффект, но «не знают», на какой раздражитель необходимо осуществить это эффекторное действие. Любой афферентный импульсный «толчок» может стать эффективным.
Доминантный очаг «накапливает» в себе возбуждение из самых отдаленных участков, подтормозит способность других «центров» реагировать на импульсы, имеющие к ним прямое отношение, вследствие чего формирование такого очага приводит к функциональной перестройке межцентральных отношений. Когда образуется очаг устойчивого возбуждения, он начинает усиливаться за счет «посторонних» возбуждений, и, таким образом, постепенно достигается пороговый уровень для поисковой (целенаправленной) реакции. Поведенческая реакция, возникшая в результате формирования доминантного состояния в «центре», всегда направлена на его прекращение. Если доминанта не достигает своего «завершения» и имеет устойчивый источник, то в центральной нервной системе возникает патологический очаг. Так, например, используя «поляризационную» доминанту путем воздействия слабым постоянным током на определенные участки гипоталамуса, была создана модель гипертонии. Редукция доминанты наступает тогда, когда в результате суммации в доминантном очаге возникает такая реакция, которая устраняет источник, создающий доминантное состояние в «центре». [27]
По мнению П.В. Симонова [67], доминанта имеет отношение к явлениям озарения, инсайта, составляющим центральное звено творческого процесса. Внезапное отключение доминантного состояния может приводить к случайному замыканию ассоциаций (установлению неожиданных связей).
Таким образом, доминанта сильно напоминает мотивационное состояние, во время которого на основе видового и приобретенного опыта актуализируются ассоциации между стимулами. В процессе анализа этой информации могут быть выявлены ранее скрытые связи, которые приведут к новому видению проблемы. Явление внезапного формирования устойчивых ассоциаций в результате устранения доминантного возбуждения исследователи рассматривают как нейрофизиологический механизм творческого озарения.
Выявление нового аспекта в когнитивных процессах обусловлено работой нейронов детекторов новизны, которые способны улавливать новое не только во внешнем, но и во внутреннем мире — новые мысли, новые образы. Ориентировочная реакция (непроизвольное сенсорное внимание) возникает при этом не на изменение внешнего сигнала, а на преобразование внутреннего образа. При этом она сопровождается положительным эмоциональным переживанием и сама является эмоциональным подкреплением. Детекторы новизны имеют низкий порог возбуждения, поэтому обладают высокой чувствительностью, они сразу же фиксируют факт появления новой мысли еще до того, как она будет оценена. Осознание появления новой мысли сопровождается радостным творческим волнением, которое стимулирует умственную работу. И только после появления эмоциональной реакции мысль начинает критически оцениваться. Таким образом, неосознанное сопоставление разного рода информации, содержащейся в памяти, порождает новую мысль. Ее последующая оценка осуществляется путем сравнения этой мысли с другими, ранее уже осознанными. Следовательно, продукция нового осуществляется главным образом в подсознании, а его оценка — на уровне сознания.
Завершение творческого процесса наступает тогда, когда все содержание доминирующего интегрального образа более или менее полно осознается и объективируется.
Еще одной важной тенденцией постнеклассической науки является распространение системного подхода на проблему взаимосвязи человека и природы, которые отразились уже с начала ХХ века в идеях русских космистов о вселенской взаимосвязи, о неотделимости человека от природы в ее космических, вселенских масштабах[71]. Данные представления сильно влияют на понимание сущности и смысла творчества как специфически человеческой способности.
Согласно идеям В.И. Вернадского, под воздействием человеческого фактора биосфера перерождается в ноосферу – область, возникающую в биосфере в связи с включением в нее человека и реализацией там биохимической энергии человеческого творчества. Это духовная творческая работа человека и овеществленные результаты его творческой деятельности. Особое значение Вернадский придавал научному творчеству, которое является, согласно его представлениям, силой, изменяющей биосферу [71].
Интересное развитие данные подходы получили в гипотезе С.А. Новоселова. Согласно его представлениям, и креативность, и творческое мышление, как основной компонент творческой деятельности, а следовательно и творчество в филогенетическом плане являются продуктами длительной эволюции, связанной с развитием Вселенной, биосферы нашей планеты и ее ноосферы. Научное творчество позволяет прогнозировать происходящие во Вселенной изменения, которые могут оказать влияние на биосферу и разрабатывать возможные варианты реагирования на эти ситуации. Таким образом, за счет научных и технических открытий ноосфера расширяется и увеличивает потенциал самосохранения.
При этом, полученный человеком творческий результат подкрепляется в психике человека положительными эмоциями вплоть до восторга и эйфории, которые, по мнению автора, гипотетически могут быть связаны с выбросом в кровь специализированных гормонов. Полученное удовольствие является дополнительным мотивом развития творческой деятельности человека. Далее автор предполагает, что именно в этом механизме гормонального, эмоционального поощрения творчества находятся истоки того явления, которое принято называть – познавательный интерес [45, 46].
Выдвинутая С.А. Новоселовым гипотеза взаимодействия механизмов творчества и познавательного интереса, по его словам, безусловно, требует подтверждения в процессе далеко не простых исследований. Но ее подтверждение может вызвать цепную реакцию открытий и изобретений. Среди которых «можно ожидать открытия гормонов интереса или гормонов творчества», что позволит разработать технологии гормонального воздействия на процессы познания и образования. А также, так как ряд исследователей (например, А.И. Субетто, К. Роджерс, В.С. Ротенберг, В.В. Аршавский) связывают творческое и физическое долгожительство, открытие гормона интереса, гормона творчества обещает новые результаты и в разработках технологий продления активной жизни человека и лечения различных заболеваний [45].
Завершая анализ современных тенденций в исследовании творчества, хотелось бы также отметить увеличившееся внимание ученых и философов к проблемам нравственности в контексте творческой деятельности.
Известна темная сторона креативности. Человек не всегда направляет свою креативность на благо. Примером может служить разработка все более сложных моделей террористических актов, схем мошенничества, неразумное, разрушительное использование ресурсов окружающей среды и т.п. Поэтому, обращаясь к выявлению социокультурных основ креативной личности С.З. Гончаров отмечает важность духовно-ценностного аспекта креативности. Согласно его представлениям, творчество движимо стремлением к совершенству (качественная сторона духа) как содержанию, «которое гармонично соединяет в себе истинное, доброе и прекрасное» [26, с.26]. Кроме того, необходимо и восхождение человека «от частных значений ко всеобщим содержаниям науки и нравственности, искусства и религии, права и государства» [26, с. 28]. «Творчество движимо вдохновением. Но вдохновение возникает как благоговение и восторг от переживания совершенства, поэтому гений и злодейство не совместимы. Творчество есть объективирование лучших содержаний человеческой души, злой же умысел реализуется как деструкция или разрушение»[26, с.29] и поэтому не может подходить под категорию творчества, в основе которого лежит созидание, а не разрушение.
Нравственный аспект творчества рассматривается также в работах Д.Б. Богоявленской, которая отмечает, что «такие сущностные компоненты системы как мировоззрение, система ценностей, направленность личности в интеграции со способностями человека определяют феномены творчества»[13, с. 285]. В качестве одной из основных черт творческой личности автор называет скромность, которая не исключает вызов невежеству, устаревшим научным взглядам, силам природы и социального зла, и при этом предполагает мужество, бескорыстие познания как проявление активной жизненной позиции творческой личности. Исследования мотивационных характеристик эвристов, проведенные под руководством Д.Б. Богоявленской показали, что для творцов характерно доминирование познавательной мотивации, а не мотивов, связанных с личным успехом, одобрением и престижем. Также, автор приводит данные, что для испытуемых с высоким уровнем интеллектуальной активности характерна альтруистическая направленность, тогда как преобладание эгоистических тенденций в личности является тормозом познавательной деятельности.
Как известно, направленность личности, как и ведущие мотивы, формируются главным образом в процессе воспитания. Поэтому, при реализации программ развития творчества, необходимо создание психолого-педагогических условий, при которых награда и средство подкрепления не будут становится мотивом поступка, «важно не допустить, чтобы удовольствие и радость от похвалы оказались сильнее удовольствия от доброго деяния» [13, с. 284]. Кроме того, в рамках таких развивающих программ следует уделять внимание ценностным аспектам творчества а, во избежание неверного толкования креативности как отказа от всех социальных норм и ограничений.
Таким образом, анализ современных тенденций в изучении творчества показывает, что большинство авторов рассматривают творческие способности как родовую сущность человека, проявляющую себя в активном, преобразующем отношении человека к действительности и самому себе, лежащую в основе развития субъекта и цивилизации в целом. Креативность в филогенетическом плане является продуктом длительной эволюции, связанной с развитием Вселенной, биосферы нашей планеты и ее ноосферы и служит целям ее саморазвития и самосохранения. В данном случае, на изучение феномена креативности оказывают влияние такие тенденции современной науки как системный и синергетический подходы. В рамках междисциплинарных тенденций, ряд авторов (в рамках психофизиологических исследований) отмечают связь творчества на уровне повседневной активности с поддержанием здоровья, самоактуализацией, ощущением субъективного благополучия и отмечают ее роль в активной адаптации человека к изменяющимся условиям действительности. Признавая значительную роль личностных характеристик для проявления творчества, значительное внимание авторы уделяют нравственным, мотивационным, духовно-ценностным аспектам креативности.
На наш взгляд, данные тенденции должны служить ориентирами при разработке и реализации развивающих творческие способности программ. Обоснованная в последние годы связь креативности со здоровьем, с процессами развития и саморазвития, обуславливает практическую значимость исследования креативности в аспектах организационной психологии и психологии труда.
Глава 2. Психолого-педагогические технологии развития креативности
2.1. Психологические закономерности формирования
и развития креативности
На данный момент в психологии развития существуют и дополняют друг друга три подхода к проблеме развития креативности:
1. Генетический, отводящий главную роль в детерминации психических свойств наследственности. Примером могут служить творческие династии (БАХ, Бернулли, Ахматова и Гумилев, Соловьевы и др.). Однако, близнецовые исследования результатов, подтверждающих данную гипотезу не дали.
2. Средовой, представители которого считают решающим фактором развития психических способностей внешние условия. Так, творческая среда, создаваемая старшими членами семьи, их пример воздействуют на развитие творческих способностей детей и внуков.
3. Генотип-средового взаимодействия, сторонники которого выделяют разные типы адаптации индивида к среде в зависимости от наследственных черт. В частности, в рамках данного подхода отмечается, что наличие одинаковых способностей у детей и родителей подкрепляется стихийно складывающейся творческой средой, адекватной генотипу, что вызывает творческую адаптацию к среде [28].
В работе В.С. Юркевича "Одаренный ребенок: иллюзии и реальность" отмечено, что творческие способности или креативность заложены и существуют в каждом ребенке. У детей проявления креативности носят достаточно массовый характер и большинство специалистов относят к ней такие познавательные качества как фантазия, творческое воображение [88].
Целесообразно развивать творческие способности ребенка, начиная с самого раннего возраста, так как в этот период мозговые структуры наиболее подвижны и гибки. Сензитивным возрастом к развитию креативности является возраст 3-5 лет. Именно к трем годам у ребенка, по данным Д.Б. Эльконина, появляется потребность действовать как взрослый, и развиваются механизмы бескорыстного подражания деятельности взрослого. Скорее всего, именно в это время ребенок максимально сензитивен к развитию творческих способностей через подражание.
Поскольку психологические исследования до сих пор не выявили наследуемости индивидуальных различий в креативности, обратим внимание на факторы внешней среды, которые могут оказать позитивное или негативное влияние на развитие творческих способностей. До сих пор исследователи отводили решающую роль специальной микросреде, в которой формируется ребенок, и, в первую очередь, влиянию семейных отношений.
В.Н. Дружинин отмечает, что большинство исследователей выявляют при анализе семейных отношений следующие параметры: 1) гармоничность — негармоничность отношений между родителями, а также между родителями и детьми; 2) творческая — нетворческая личность родителя как образец подражания и субъект идентификации; 3) общность интеллектуальных интересов членов семьи либо ее отсутствие; 4) ожидания родителей по отношению к ребенку: ожидание достижений или независимости.
Если в семье культивируется регламентация поведения, предъявляются одинаковые требования ко всем детям, существуют гармоничные отношения между членами семьи, то это приводит к низкому уровню креативности детей.
В ряде исследований были обнаружены положительные корреляции между негармоничными эмоциональными отношениями в семье, психотичностью родителей к высокой креативностью детей. Похоже на то, что больший спектр допустимых поведенческих проявлений (в том числе — эмоциональных), меньшая однозначность требований не способствует раннему образованию жестких социальных стереотипов и благоприятствует развитию креативности. Тем самым творческая личность выглядит как психологически нестабильная. Требование достижения успехов через послушание не способствует развитию независимости я, как следствие, креативности.
Среди многочисленных фактов, которые подтверждают важнейшую роль семейно-родительских отношений, есть и такие:
1. Большие шансы проявить творческие способности имеет, как правило, старшнй или единственный сын в семье.
2. Меньше шансов проявить творческие способности у детей, которые идентифицируют себя с родителями (отцом). Наоборот, если ребенок отождествляет себя с «идеальным героем», то шансов стать креативным у него больше. Этот факт объясняется тем, что у большинства детей родители — «средние», нетворческие люди, идентификация с ними приводит к формированию у детей нетворческого поведения.
3. Чаще творческие дети появляются в семьях, где отец значительно старше матери.
4. Ранняя смерть родителей приводит к отсутствию образца поведения с ограничением поведения в детстве. Это событие характерно для жизни как крупных политиков, выдающихся ученых, так и преступников и психически больных.
5. Благоприятно для развития креативности повышенное внимание к способностям ребенка, ситуация, когда его талант становится организующим началом в семье.
Итак, семейная среда, где, с одной стороны, есть внимание к ребенку, а с другой стороны, где к нему предъявляются различные, несогласованные требования, где мал внешний контроль за поведением, где есть творческие члены семьи и поощряется нестереотипное поведение, приводит к развитию креативности у ребенка [28].
Гипотеза об основном механизме формирования креативности
Дружинин выдвигает гипотезу, о том, что основным механизмом формирования креативности является подражание. Согласно этому, для развития творческих способностей ребенка необходимо, чтобы среди близких ребенку людей был творческий человек, с которым бы ребенок себя идентифицировал. Процесс идентификации зависит от отношений в семье: в качестве образца для ребенка могут выступать не родители, а «идеальный герой», обладающий творческими чертами в большей мере, чем родители.
Таким образом, для развития креативности необходима нерегламентированная среда с демократическими отношениями и подражание ребенка творческой личности [28].
Развитие креативности, возможно, идет по следующему механизму: на основе общей одаренности под влиянием микросреды и подражания формируется система мотивов и личностных свойств (нонконформизм, независимость, мотивация самоактуализации), и общая одаренность преобразуется в актуальную креативность (синтез одаренности и определенной структуры личности).
Считается, что для развития креативности оптимален «средний» уровень сопротивления среды и поощрения таланта.
Однако, несомненно, среда играет исключительную роль в формировании и проявлении творческой личности. Влияет даже географическое положение места жизнедеятельности. Д.Н. Лихачев отметил, что до 1917 года Санкт-Петербург имел «интеллектуальную топографию». На левом берегу селились артисты и художники-декаденты, на правом — ученые, профессура и художники академической школы [28, с.216].
Фазы развития креативности:
В.Н. Дружинин отмечает, что развитие креативности проходит как минимум две фазы:
1. Развитие «первичной» креативности как общей творческой способности. неспециализированной по отношению к определенной области человеческой жизнедеятельности. Сензитивный период для данной фазы, по мнению разных авторов, наступает в 3-5 лет. В это время подражание значимому взрослому как креативному образцу, возможно, является основным механизмом формирования креативности. Также, возможно, что далее на какой-то период креативность переходит в латентное состояние (феномен «детского творчества»).
2. Подростковый и юношеский возраст (возможно, от 13 до 20 лет). В этот период на основе «общей» креативности формируется «специализированная» креативность: способность к творчеству, связанная с определенной сферой человеческой деятельности, как ее «обратная сторона», дополнение и альтернатива. На этом этапе особо значимую роль играет профессиональный образец, поддержка семьи и сверстников. Но главное, юноша определяет для себя «идеальный образец» творца, которому он стремится подражать (вплоть до отождествления).
Вторая фаза заканчивается отрицанием собственной подражательной продукции и отрицательным отношением к бывшему идеалу.
Далее индивид либо задерживается на фазе подражания навсегда, либо переходит к оригинальному творчеству [28, с.216].
Также интерес представляет комплекс социально-педагогических условий, стимулирующих развитие творческого мышления, приводимый В.Н. Дружининым и Е.Е. Туник
Таким образом, в качестве основных условий, способствующих развитию творческих способностей и креативности, в том числе и в школе, выдвигаются два аспекта, связанных с позицией педагога по отношению к творческим детям и с содержанием программ обучения.
2.2. Методы активизации творческого мышления
Данный параграф посвящен рассмотрению методов активизации творческого мышления, которые представлены в работах Г.С. Альтшуллера [3, 4, 5, 7]и Г.Я. Буша [15, 16, 17].
2.2.1. Синектика
«Синектика» в переводе с греческого означает объединение разнородных элементов. Этот метод изобретательства разработал Уильям Гордон (США) в 1952 г.
Особенностью метода является активное использование в процессе творчества четырех видов аналогий.
1. Прямая аналогия.
Рассматриваемый объект сопоставляется с аналогичными объектами природы, искусства, техники и т.п.
Например, самозатачивающиеся резцы Игнатьева были изобретены по аналогии со строением кошачьих когтей.
Не будет большим преувеличением сказать, что целая научная отрасль – бионика, исследующая возможности переноса механизмов функционирования животного и растительного мира в сферу техники, основана на применении прямой аналогии.
2. Личностная аналогия (эмпатия) – предполагает «вживание» изобретателя в образ разрабатываемого объекта техники.
Например, чтобы решить проблему извлечения в больших количествах недеформированных ядер из скорлупы грецкого ореха изобретатель представил себя ядром, которое пытается «вырваться на свободу из темницы – скорлупы ореха». Эта аналогия приводит к мысли о необходимости раскалывания скорлупы ореха изнутри.
Идея решения: положить орехи в герметичную емкость, в которую сначала нагнетается давление, а затем оно мгновенно сбрасывается до уровня атмосферного. Поры в скорлупе ореха при медленном нагнетании давления постепенно пропускают воздух под скорлупу, и там также создается давление выше атмосферного. При быстром снижении давления в емкости поры в скорлупе ореха не могут быстро пропустить воздух наружу, в результате давление воздуха под скорлупой становится больше давления наружного воздуха, и скорлупа разрывается изнутри, оставляя ядро ореха недеформированным.
3. Символическая аналогия – предполагает замену традиционно используемых для обозначения технического объекта терминов на раздражающие воображение, парадоксальные, противоречивые словесные образы. Например, стекло – прозрачная хрупкость, стол – плоскость с ногами, дроссель – дырявая затычка, кий – шаропех (эта слово – изобретение В. Даля – знаменитого составителя «Толкового словаря»), фонтан– падающая неподвижность, шуруп – соединяющий разрушитель.
Этот прием помогает избавиться от стандартных образов совершенствуемого объекта и привычных представлений о его функциях и взаимосвязях с другими объектами, то есть помогает преодолеть инерцию мышления, расчищая путь новой идее, новому видению объекта творческой деятельности.
4. Фантастическая аналогия предполагает замену совершенствуемого объекта техники его мысленной или визуальной моделью, составленной из маленьких фантастических существ (маленьких человечков или маленьких паучков) с фантастическими возможностями мгновенного перестроения в новые комбинации, реагирования на физические, химические, информационные и иные изменения внешней среды. Эта аналогия помогает в процессе поиска идей решения технических задач переосмыслить ограничения, связанные с законами природы и общества.
2.2.2. Метод фокальных объектов
Метод фокальных объектов (МФО) предложен в 50-е годы двадцатого столетия американским изобретателем Чарльзом Вайтингом. Этот метод относится к группе ассоциативных методов активизации творческого мышления, основанных на применении в творческом процессе семантических свойств понятий, раскрывающих сущность конкретного объекта техники, посредством переноса и связывания этих свойств с другими случайно выбранными понятиями. Осмысление этих случайно найденных связей помогает найти новые смыслы, новые перспективы развития объекта техники.
Структурно метод фокальных объектов состоит в том, что признаки нескольких случайно выбранных объектов переносят на совершенствуемый объект, в результате чего получаются необычные сочетания его свойств и качеств, которые позволяют по-новому увидеть этот объект техники, найти новые возможности его применения. Так, Г.С. Альтшуллер, совершенствуя карандаш, перенес на него ряд свойств тигра и получил следующие ассоциации: «полосатый карандаш», «хищный карандаш», «клыкастый карандаш». Одно из технических решений, вытекающих из этих ассоциаций, состоит в том, что в процессе резьбы по дереву предложено использовать карандаш-резец.
Название метода отражает его сущность и его главную операцию – перенесение признаков случайно выбранных объектов на совершенствуемый объект, который лежит как бы в фокусе переноса и поэтому называется фокальным объектом.
Метод фокальных объектов применяется в соответствии со следующим алгоритмом:
1. Выбор фокального объекта (например, часы)
2. Выбор трёх-четырёх случайных объектов (их берут наугад из словаря, каталога, технического журнала и т.д. Например, кино, змея, касса, полюс).
3. Составление списков признаков случайных объектов (например, кино: широкоэкранное, звуковое, цветное, объёмное и т.д.).
4. Генерирование новых идей по совершенствованию выбранного объекта техники путём присоединения к фокальному объекту признаков случайных объектов (например, широкоэкранные часы, объёмные часы и тому подобное.).
5. Развитие полученных сочетаний путём свободных ассоциаций (например, широкоэкранные часы: вместо стандартного циферблата взят вогнутый широкий экран, причем изображение на него проецируется с помощью оптической системы и т.д.).
6. Оценка полученных идей и отбор полученных решений.
Профессор С.А. Новоселов в течение двадцатилетней практики обучения студентов и учащихся учреждений профессионального и дополнительного образования эвристическим методам предложил оригинальный авторский подход к применению МФО. С его помощью он предлагает обучаемым найти новые потребности, новые желания, которые можно было бы реализовать при помощи преобразования фокального объекта, затем попытаться увидеть новые функции, которые сможет выполнять преобразуемый объект и уже только после этого обсуждать модернизацию его конструктивных элементов и формы.
Кроме того С.А. Новоселов комбинирует процесс фокусирования совершенствуемого объекта с применением синектических аналогий, с применением элементов мозгового штурма, анализа изобретений, функционально-стоимостного анализа и ряда других методов.
Такой подход значительно повышает продуктивность учебно-творческой деятельности и развивает способность учащихся к поиску и формулированию новых технических задач.
Развитие метода фокальных объектов привело к выделению из него метода гирлянд случайностей и ассоциаций, разработанного известным советским исследователем методологии творчества Г.Я. Бушем.
Основными этапами метода в процессе совершенствования объекта техники являются следующие:
1. Определение синонимов объекта и образование из них первой гирлянды – гирлянды синонимов. Гирлянда синонимов для слова "стул": стул – кресло – табурет – пуф – скамейка.
2. Произвольный выбор случайных объектов. Совершенно произвольно любым способом, например, из памяти или из энциклопедического словаря выбирают несколько существительных. Из отобранных слов образуют вторую гирлянду – гирлянду случайных объектов. Образуем вторую гирлянду из слов, взятых случайным образом, например: электролампа – решётка – карман – кольцо – цветок – пляж.
3. Составление комбинаций из всех элементов гирлянды синонимов с каждым элементом гирлянды случайных существительных. Некоторые из комбинаций могут дать толчок для дальнейшей модернизации анализируемого объекта техники, например, кресло-кольцо, карманный стул, скамейка со складными как у цветка лепестками и т.д.
4. Составление списка признаков в виде прилагательных для каждого элемента гирлянды случайных существительных. Эти списки являются гирляндами признаков. Например, электролампа – вакуумная, стеклянная, хрупкая, горячая и т.д.; решетка – металлическая, кристаллическая, защитная и т.д.
5. Комбинирование элементов гирлянды синонимов с элементами гирлянд признаков, в результате чего могут появиться новые идеи (например, стеклянный светящийся стул, металлический – по типу кольчуги – карман; кресло с подогревом (горячее) и т.д.
6. Генерирование гирлянд свободных ассоциаций. Началом каждой из них служит каждый элемент гирлянды признаков. Количество гирлянд свободных ассоциаций равно числу всех элементов гирлянд признаков. Гирлянды свободных ассоциаций образуются при помощи многократной постановки вопроса: «О чем напоминает слово…?». Например, «О чем напоминает слово «зеленый»?» - «О траве»; «О чем напоминает слово «трава»?» - «О поле»; «О чем напоминает слово «поле»?» - «О холоде» и т.д. Тогда гирлянда свободных ассоциаций содержит элементы трава – поле – холод.
7. Комбинирование элементов гирлянды синонимов с элементами гирлянд свободных ассоциаций, в результате чего появляются новые идеи.
8. Оценка необходимости продолжения ассоциаций.
Г.Я. Буш указывает, что приведённая модификация метода является упрощённой и рекомендует расширять и усиливать её с помощью таких дополнительных процедур, как, например, метафорическое описание и анализ проблемной ситуации, построение этимологических и парадигматических гроздей понятий и их интерпретация, построение и интерпретация гроздей и гирлянд метафор. Метафора – это перенос свойств одного объекта (явления) на другой по принципу их сходства в каком-либо отношении.
Достаточно использовать такие простые виды метафор как: бинарные метафоры-аналоги ("колокольчик хохочет", "подковы бровей"); метафоры-катахрезы (катахреза – в переводе с греческого – злоупотребление, этим термином обозначается семантически неоправданное употребление слов), содержащие противоречие, например, "сухопутный моряк", "круглый квадрат" и т.д.; метафоры-загадки, например "туман над лесом" – косынка.
Метафоры могут служить подсказкой для нахождения изобретательской идеи. Но их непосредственное использование требует выраженных способностей к нешаблонному мышлению. Для облегчения этого процесса берут на вооружение приём интерпретации значений метафор в технических терминах. Одновременно, с целью расширения пространства поиска идей и повышения степени их оригинальности прибегают к гирляндам метафор (ассоциаций), т.е. семантически связанным цепочкам. Чаще всего применяют две их разновидности: а) концентрированные гирлянды (грозди), различным образом выражающие одно и тоже ключевое понятие; б) гирлянды последовательных метафор (ассоциаций), при генерировании которых предыдущая метафора является ключевым понятием для образования последующей.
Если ключевым словом является "воздух", то гроздь метафор может быть такой: "воздух" – "невидимая среда" (метафора – аналог) – "хрустальный воздух" (метафора-катахреза) – "что топором не перерубишь?" (метафора – загадка). Интерпретацией грозди метафор служат понятия: газовая смесь, замороженная углекислота, воздушный поток и т.д. Приведённые понятия являются отдельными аналогами ключевого слова и используются для его анализа в контексте конкретной задачи с целью нахождения идеи решения.
Применение последовательных гирлянд метафор даёт ещё более отдалённые аналогичные (или противоположные) понятия. Например: воздух – невесомый эфир – нежный зефир – воздушная пастила – птичье молоко – сладкая трель – приятная звень (последняя метафора принадлежит С.Есенину) – звенящий нерв – такой короткий выходной день. Преимуществом метафорического мышления является его высокий уровень оригинальности. Генерирование метафор требует приобретения соответствующих навыков, но легко поддаётся формализации.
2.2.4. Метод контрольных вопросов
Метод контрольных вопросов также применяется для психологической активизации творческого процесса. Он может быть реализован либо в форме монолога изобретателя, который обращается к самому себе, либо в форме диалога, например, в виде вопросов, задаваемых руководителем мозгового штурма членам группы генераторов идей.
Суть метода состоит в том, что изобретатель отвечает на вопросы, содержащиеся в заранее подготовленном списке, и посредством этого находит новые аспекты в решении задачи. Широко известны списки контрольных вопросов, составленные А.Осборном и Т. Эйлоартом. Их списки представляют собой программу работы талантливого изобретателя. Некоторые вопросы требуют развитого воображения, другие – глубоких и разносторонних знаний. Есть и вопросы, по-своему, очень тонкие, свидетельствующие о богатом опыте и наблюдательности их авторов.
Приведем для примера фрагмент списка контрольных вопросов по Т. Эйлоарту:
2.2.5. Морфологический анализ
"Морфология" в переводе с греческого языка означает "знать структуру (форму)". Метод морфологического анализа разработал в 1942 г. швейцарский астронофизик Фриц Цвикки. Он предложил расчленять совершенствуемые объекты техники на составные части, которые могут рассматриваются как объекты независимой модернизации. Эти части, структурные элементы анализируемого объекта техники Цвикки назвал морфологическими признаками совершенствуемого объекта. Он предложил рассматривать все альтернативы их возможного выполнения (изменения). Все морфологические признаки и их варианты их изменения Цвикки предложил заносить в "морфологическую таблицу" (ящик, матрицу). Заполнение таблицы и работа с ней проводятся в соответствии со следующим алгоритмом:
1. Расчленение объекта (системы, процесса, проблемы) на важнейшие составные части (функции) – морфологические признаки, составление их перечня и занесение его в левый крайний столбец морфологической таблицы с присвоением индекса, соответственно А, В, С и так далее.
2. Для каждого морфологического признака рассматриваются всевозможные варианты (альтернативы) их технического исполнения с последовательным занесением всех альтернатив в ячейки строки, соответствующей изменяемому морфологическому признаку с присвоением индекса, соответственно, А1, А2, А3,..., В1, В2 и т.д.
3. По формуле А+В+С+… с соответствующим добавлением к буквенным индексам числового индекса конкретной альтернативы проводится комбинирование всех альтернативных признаков в конкретные сочетания, каждое из которых представляет собой вариант модернизации технического объекта в целом. Чем больше таблица, тем больше сочетаний.
Из множества полученных сочетаний отбирают те, которые наиболее соответствуют решаемой задаче.
2.2.6. Алгоритм решения изобретательских задач
При анализе различных версий АРИЗ показал, что наиболее подробно принципы АРИЗа рассмотрены в варианте АРИЗ-71, поэтому для методического пособия мы выбрали именно этот вариант.
1. Структура Алгоритма решения изобретательских задач - 71
Теперь подробно рассмотрим вариант Алгоритма Решения Изобретательских Задач - 71 (АРИЗ-71), при этом структуру алгоритма оставим такой, какой ее приводит автор Г.С. Альтшуллер в [3].
1.1. Выбор задачи
1-1. Первый шаг. Определить конечную цель решения задачи.
а) Какова техническая цель решения задачи (“Какую характеристику объекта надо изменить?”).
б) Какие характеристики объекта заведомо нельзя менять при решении задачи?
в) Какова экономическая цель решения задачи (“Какие расходы снизятся, если задача будет решена?”).
г) Каковы (примерно) допустимые затраты?
д) Какой главный технико-экономический показатель надо улучшить?
1-2. Второй шаг. Проверить обходной путь. Допустим, задача принципиально нерешаема, какую другую – более общую – задачу надо решить, чтобы получить требуемый конкретный результат?
1-3. Третий шаг. Определить, решение какой задачи целесообразнее – первоначальной или обходной.
а) Сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития данной отрасли техники.
б) Сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития ведущей отрасли техники.
в) Сравнить обходную задачу с тенденциями развития данной отрасли техники.
г) Сравнить обходную задачу с тенденциями развития ведущей отрасли техники.
д) Сопоставить первоначальную задачу с обходной.
Произвести выбор.
1-4. Четвертый шаг. Определить требуемые количественные показатели.
1-5. Пятый шаг. Внести в требуемые количественные показатели “поправку на время”.
1-6. Шестой шаг. Уточнить требования, вызванные конкретными условиями, в которых предполагается реализация изобретения.
а) Учесть особенности внедрения. В частности, допускаемую степень сложности решения.
б) Учесть предполагаемые масштабы применения.
1.2. Уточнение условий задачи
2-1. Первый шаг. Уточнить задачу, используя патентную литературу.
а) Как (по патентным данным) решаются задачи, близкие к данной?
б) Как решаются задачи, подобные данной, в ведущей отрасли техники?
в) Как решаются задачи, обратные данной?
2-2. Второй шаг. Применить оператор РВС.
а) Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до нуля (Р 0). Как теперь решается задача?
б) Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до бесконечности (Р ). Как теперь решается задача?
в) Мысленно меняем время процесса (или скорость движения объекта) от заданной величины до нуля (В 0 ). Как теперь решается задача?
г) Мысленно меняем время процесса (или скорость движения объекта) от заданной величины до бесконечности (В ). Как теперь решается задача?
д) Мысленно меняем стоимость (допустимые затраты) объекта или процесса от заданной величины до нуля (С0). Как теперь решается задача?
е) Мысленно меняем стоимость (допустимые затраты) объекта или процесса от заданной до бесконечности (С ). Как теперь решается задача?
2-3. Третий шаг. Изложить условия задачи (не используя специальные термины и не указывая, что именно нужно придумать, найти, создать) в двух фразах по следующей форме:
а) Дана система из (указать элементы).
б) Элемент (указать) при условии (указать) дает нежелательный эффект (указать).
Пример. Дан трубопровод с задвижкой; по трубопроводу движется вода с частицами железной руды. Частицы руды при движении истирают задвижку.
2-4. Четвертый шаг. Переписать элементы из 2-3а в виде следующей таблицы:
|
а) Элементы, которые можно менять, переделывать, переналаживать ( в условиях данной задачи). |
б) Элементы, которые невозможно изменить (в условия данной задачи) |
Пример. Трубопровод и задвижка – “а”; вода и частицы руды – “б”.
2-5. Пятый шаг. Выбрать из 2-4а такой элемент, который в наибольшей степени поддается изменениям, переделке, переналадке.
Примечания:
а) Если все элементы в 2-4а равноценны по степени допускаемых изменений, начните выбор с неподвижного элемента (обычно его легче менять, чем подвижный).
б) Если в 2-4а есть элемент, непосредственно связанный с нежелательным эффектом (обычно этот элемент указывают в 2-3б), выберите его в последнюю очередь.
в) Если в системе есть только элементы 2-4б, выберите в качестве элемента внешнюю среду.
Пример. Выбрать надо трубопровод, так как задвижка связана с нежелательным явлением (истирается).
1.3. Аналитическая стадия
3-1. Первый шаг. Составить формулировку ИКР (идеального конечного результата) по следующей форме:
а) Объект (взять элемент, выбранный в 2-5).
б) Что делает.
в) Как делает (на этот вопрос всегда следует ответить словами “сам”, “сама”, “само”).
г) Когда делает.
д) При каких обязательных условиях (ограничениях, требованиях, и т.п.).
Пример. Трубопровод … меняет свое сечение … сам… когда надо регулировать поток… не истираясь.
3-2. Второй шаг. Сделать два рисунка: “Было” (до ИКР) и “Стало” (ИКР).
Примечания:
а) Рисунки могут быть условные – лишь бы они отражали суть “Было” и “Стало”.
б) Рисунок “Стало” должен совпадать со словесной формулировкой ИКР.
Проверка. На рисунках должны быть все элементы, перечисленные в 2-3а. Если при шаге 2-5 выбрана внешняя среда, ее надо указать на рисунке “Стало”.
3-3. Третий шаг. На рисунке “Стало” найти элемент, указанный в 3-1а, и выделить ту его часть, которая не может совершить требуемого действия при требуемых условиях. Отметить эту часть (штриховкой, другим цветом, обводкой контуров и т.п.).
Пример. В рассматриваемой задаче такой частью будет внутренняя поверхность трубопровода.
3-4. Четвертый шаг. Почему эта часть сама не может осуществить требуемое действие?
Вспомогательные вопросы:
а) Чего мы хотим от выделенной части объекта?
б) Что мешает выделенной части самой осуществить требуемое действие?
в) В чем несоответствие между “а” и “б”?
Пример:
а) Внутренняя поверхность трубы должна сама менять сечение потолка.
б) Она неподвижна, не может оторваться от стенок трубы.
в) Она должна быть неподвижной (как элемент жесткой трубы) и подвижной (как сжимающийся и разжимающийся элемент регулятора).
3-5. Пятый шаг. При каких условиях эта часть сможет осуществить требуемое действие (какими свойствами она должна обладать)?
Примечание. Не надо пока думать – осуществимо ли практически данное свойство. Назовите это свойство, не беспокоясь о том, как оно будет достигнуто.
Пример. На внутренней поверхности трубы появляется какой-то слой вещества, тем самым внутренняя поверхность переносится ближе к оси трубы. При необходимости этот слой исчезает, и внутренняя поверхность отдаляется от оси трубы.
3-6. Шестой шаг. Что надо сделать, чтобы выделенная часть объекта приобрела свойства, отмеченные в 3-5?
Вспомогательные вопросы:
а) Покажите на рисунке стрелками силы, которые должны быть приложены к выделенной части объекта, чтобы обеспечить желательные свойства.
б) Какими способами можно создать эти силы? (Вычеркнуть способы, нарушающие условия 3-1д).
Пример. Наращивать на внутреннюю поверхность трубы частицы железной руды или воду (лед). Других веществ внутри трубопровода нет, этим и определятся выбор.
3-7. Седьмой шаг. Сформулировать способ, который может быть практически осуществлен. Если таких способов несколько, обозначьте их цифрами (самый перспективный – цифрой 1 и т.д.). Запишите выбранные способы.
Пример. Выполнить участок трубы из немагнитного материала и с помощью электромагнитного поля “наращивать” на внутреннюю поверхность частицы руды.
3-8. Восьмой шаг. Дать схему устройства для осуществления первого способа.
Вспомогательные вопросы:
а) Какого агрегатное состояние рабочей части устройства?
б) Как меняется устройство в течение одного рабочего цикла?
в) Как меняется устройство после многих циклов?
(После решения задачи следует вернуться к шагу 3-7 и рассмотреть другие перечисленные в нем способы.)
1.4. Предварительная оценка найденной идеи
4-1. Первый шаг. Что улучшается и что ухудшается при использовании предлагаемого устройства или способа? Запишите, что достигается предложением и что при этом усложняется, удорожается и т.д.
4-2. Второй шаг. Можно ли видоизменением предлагаемого устройства или способа предотвратить это ухудшение? Нарисуйте схему видоизмененного устройства или способа.
4-3. В чем теперь ухудшение (что усложняется, удорожается и т.д.)?
4-4. Четвертый шаг. Сопоставить выигрыш и проигрыш: а) Что больше? б) Почему?
Если выигрыш больше проигрыша (хотя бы и в перспективе), перейти к синтетической части АРИЗ.
Если проигрыш больше выигрыша, вернуться к шагу 3-1. Записать на том же листе ход повторного анализа и его результат.
4-5. Пятый шаг. Если теперь выигрыш больше, перейти к синтетической стадии АРИЗ. Если повторный анализ не дал новых результатов, вернуться к шагу 2-4, проверить таблицу. Взять в 2-5 другой элемент системы и заново провести анализ. Записать ход анализа на том же листе.
Если нет удовлетворительного решения после 4-5, перейти к следующей части АРИЗ.
1.5. Оперативная стадия
5-1. Первый шаг. В таблице устранения технических противоречий, надо выбрать в вертикальной колонке показатель, который надо улучшить по условиям задачи.
5-2. Второй шаг.
а) Как улучшить этот показатель, используя известные пути (если не считаться с проигрышем)?
б) Какой показатель недопустимо ухудшится, если использовать известные пути?
5-3. Третий шаг. Выбрать в горизонтальном ряду таблицы показатель, соответствующий 5-2б.
5-4. Четвертый шаг. Определить по таблице приемы устранения технического противоречия (т.е. найти клетку на пересечении строки, выбранной в 5-1, и ряда 5-2б).
5-5. Пятый шаг. Проверить применимость этих приемов (о приемах рассказано в следующих главах).
Если задача решена, вернуться к четвертой части АРИЗ, оценить найденную идею и перейти к шестой части АРИЗ. Если задача не решена, проделать следующие шаги пятой части.
5-6. Шестой шаг. Проверить возможность применения физических эффектов и явлений.
5-7. Седьмой шаг. Проверить возможные изменения во времени.
Вспомогательные вопросы
а) Нельзя ли устранить противоречие, “растянув” во времени происходящее по условиям задачи действие?
б) Нельзя ли устранить противоречие, “сжав” во времени происходящее по условиям задачи действие?
в) Нельзя ли устранить противоречие, выполнив требуемое действие заранее, до начала работы объекта?
г) Нельзя ли устранить противоречие, выполнив требуемое действие после того, как объект закончит работу?
д) Если по условиям задачи действие непрерывно - проверить возможность перехода к импульсному действию.
е) Если по условиям задачи действие периодично – проверить возможность перехода к непрерывному действию.
5-8. Восьмой шаг. Как решаются аналогичные задачи в природе?
Вспомогательные вопросы:
а) Как решаются подобные задачи в неживой природе?
б) Как решались подобные задачи у вымерших или древних организмов?
в) Как решаются подобные задачи у современных организмов? Каковы в данном случае тенденции развития?
г) Какие поправки надо внести, учитывая особенности используемых техникой материалов?
5-9. Девятый шаг. Проверить возможные изменения в объектах, работающих совместно с данным.
Вспомогательные вопросы
а) В какую надсистему входит система, рассматриваемая в задаче?
б) Как решить данную задачу, если менять не систему, а надсистему?
Если задача не решена, вернуться к шагу 1-3. Если задача решена, вернуться к четвертой части АРИЗ, оценить найденную идею и перейти к шестой части АРИЗ.
1.6. Синтетическая стадия
6-1. Первый шаг. Определить, как должна быть изменена надсистема, в которую входит измененная система (данная по условиям задачи).
6-2. Второй шаг. Проверить, может ли измененная система применяться по-новому.
6-3. Третий шаг. Использовать найденную техническую идею (или идею, обратную найденной) при решении других технических задач.
Оператор РВС – серия мысленных экспериментов, помогающих преодолевать привычные представления об объекте. При использовании оператора РВС последовательно рассматривают изменение задачи в зависимости от изменения трех параметров: размеров (Р), времени (В), стоимости (С).
Рассмотрим, например, применение оператора РВС к простой задаче: “найти способ регулирования сечения трубопровода, по которому движется пульпа”.
Оператор РВС не дает точного и однозначного ответа. Цель применения оператора РВС в том, чтобы получить серию идей, направленных “в сторону решения”. Это помогает преодолевать психологические барьеры при дальнейшем анализе задачи (см. табл.1).
Третья часть алгоритма начинается с определения идеального конечного результата. Казалось бы, нетрудно ответить на вопрос: “Что желательно получить в идеальном случае?” Однако практика обучения изобретательству показала, что отвлечься от ограничений и запретов, накладываемых реальными обстоятельствами, и представить себе действительно идеальный результат крайне трудно. Если, например, речь идет об устройстве для окраски внутренней поверхности труб, идеальный результат рисуется обычно в виде некоей достаточно компактной “автокисти”, которая движется внутри трубы.
Тут отчетливо видна привязанность к уже известным устройствам, предназначенных для окраски внешних поверхностей. Идеальный же результат следовало бы сформулировать иначе: “Краска сама поступает в трубу, равномерно покрывает ее внутреннюю поверхность”. В дальнейшем может выясниться, что краска сама не может осуществлять то, что нам хотелось бы. Тогда какую-то часть идеальной схемы мы подкрепим конструкцией или техническим приемом, стремясь, однако, как можно меньше отступать от идеала.
Правильное определение идеального конечного результата чрезвычайно важно для всего творческого процесса. Поэтому на методических семинарах при решении учебных задач вопрос иногда ставится в такой форме: “Представьте себе, что у вас в руках волшебная палочка. Каким будет идеальный результат (решения данной задачи), если использовать волшебную палочку?” От волшебной палочки не потребуешь, чтобы она создала, например, “устройство для нанесения краски”. Палочка-сама “устройство”. И ответ обычно бывает правильным (“Пусть краска сама поступает трубу…” и т.д.”). Постепенно необходимость упоминать о волшебной палочке исчезает, и остается та формулировка вопроса, которая записана в алгоритме.
Существуют два правила, помогающие точнее определить идеальный конечный результат.
Правило первое: не следует загадывать заранее, возможно или невозможно достичь идеального конечного результата.
Правило второе: не надо заранее думать о том, как и какими путями будет достигнут идеальный конечный результат.
2. Приемы (принципы) устранения технических противоречий
Рассмотрим типовые приемы устранения технических противоречий.
2.1. Принцип дробления
а) Разделить объект на независимые части;
б) Выполнить объект разборным;
в) Увеличить степень дробления (измельчения) объекта.
Примеры. Патент США № 2859791. Пневматическая шина, состоящая из двенадцати независимых секций.
Разделение шины осуществляется, чтобы повысить надежность. Но это далеко не единственный повод для использования столь сильного приема. Дробление – одна из ведущих тенденций в развитии современной техники. Еще несколько примеров.
Авторское свидетельство № 168195. Ковш одноковшового экскаватора со сплошной полукруглой режущею кромкой, отличающийся тем, что для обеспечения быстрой и удобной замены сплошной режущей кромки последняя выполнена из отдельных съемных секций. Авторское свидетельство № 184219. Способ непрерывного разрушения горных пород зарядами ВВ, отличающийся тем, что с целью получения мелких фракций непрерывное разрушение поверхностного слоя производят микрозарядами.
2.2. Принцип вынесения
Отделить от объекта “мешающую” часть (“мешающее” свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство).
Примеры. Авторское свидетельство №153533. Устройство для защиты от рентгеновских лучей, отличающееся тем, что с целью защиты от ионизирующего излучения головы, плечевого пояса, позвоночника, спинного мозга и гонад пациента при флюорографии, например, грудной клетки оно снабжено защитными барьерами и вертикальным, соответствующим позвоночнику стержнем, изготовленным из материала, не пропускающего рентгеновские лучи.
Целесообразность этой идеи очевидна. Изобретение выделяет наиболее вредную часть потока и блокирует ее. Заявка подана в 1962 году, между тем это простое и нужное изобретение могло быть сделано значительно раньше.
Мы привыкаем рассматривать многие объекты как набор традиционных и неотъемлемых друг от друга частей. В набор вертолета, например, входят и баки с горючим. Действительно обычный вертолет вынужден возить горючее. Однако в тех случаях, когда вертолет курсирует по определенному маршруту, горючее можно оставить на земле. На электровертолете бензиновый двигатель заменен электромотором, а баков вообще нет.
В авторском свидетельстве № 257301 “бак” есть, но он отделен от человека (рис.1).
Еще один пример. Столкновение самолетов с птицами вызывают иногда тяжелые катастрофы. В США запатентованы самые различные способы отпугивания птиц от аэродромов (механические чучела, распыление нафталина и т. д.). Наилучшим оказалось громкое воспроизведение крика перепуганных птиц, записанного на магнитофонную ленту. Отделить птичий крик от птиц - решение, конечно, необычное, но характерное для принципа вынесения.
2.3. Принцип местного качества
а) Перейти от однородной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной.
б) Разные части объекта должны иметь разные функции.
в) Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее соответствующих ее работе.
Примеры. Авторское свидетельство № 256708. Способ подавления пыли в горных выработках, отличающийся тем, что с целью предотвращения распространения тумана по выработкам и сноса его с источника пылеобразования вентиляционным потоком подавление пыли производят одновременно тонкодиспергированной и грубодисперсной водой, причем вокруг конуса тонкодиспергированной воды создают пленку из грубодисперсной воды. Авторское свидетельство № 280328. Способ сушки зерна риса, отличающийся тем, что с целью уменьшения образования трещиноватых зерен рис перед сушкой разделяют по крупности на фракции, которые сушат раздельно с дифференцированными режимами.
Принцип местного качества отчетливо отражается в историческом развитии многих машин: они постепенно добились и для каждой части создавались наиболее благоприятные местные условия. Первоначально паровой двигатель представлял собой цилиндр, выполнявший одновременно функции парового котла и конденсатора. Вода заливалась непосредственно в цилиндр. Огонь обогревал цилиндр, вода закипала, пар поднимал поршень, после чего жаровню с огнем убирали, а цилиндр поливали холодной водой. Пар конденсировался, и поршень под действием атмосферного давления шел вниз. Позднее изобретатели догадались отделить паровой котел от цилиндра двигателя. Это позволило существенно сократить расход топлива. Однако отработанный пар по-прежнему конденсировался в самом цилиндре, что вызывало огромные тепловые потери. Нужно было сделать следующий шаг – отделить от цилиндра конденсатор. Эту идею выдвинул и осуществил Джемс Уатт. Вот что он рассказывает: “После того как я всячески обдумывал вопрос, я пришел к твердому заключению: для того чтобы иметь совершенную паровую машину, необходимо, чтобы цилиндр всегда был так же горяч, как и входящий в него пар. Однако конденсация пара для образования вакуума должна происходить при температуре не выше 30 градусов.
Это было возле Глазго, я вышел на прогулку около полудня. Был прекрасный день. Я проходил мимо старой прачечной, думая о машине, и подошел к дому Герда, когда мне пришла в голову мысль, что пар ведь упругое тело и легко устремляется в пустоту. Если установить связь между цилиндром и резервуаром с разреженным воздухом, то пар устремится туда и цилиндр не надо будет охлаждать. Я не дошел еще до Гофхауза, как все дело было кончено в моем уме!”
2.4. Принцип асимметрии
Перейти от симметричной формы объекта к асимметричной.
Машины рождаются симметричными. Это их традиционная форма. Поэтому многие задачи, трудные по отношению к симметричным объектам, легко решаются нарушением симметрии.
Примеры. Тиски со смещенными губами. В отличие от обычных, они позволяют зажимать в вертикальном положении длинные заготовки.
Фары автомобиля должны работать в разных условиях: правая должна светить ярко и далеко, а левая — так, чтобы не слепить водителей встречных машин. Требования разные, а устанавливались фары всегда одинаково. Лишь несколько лет назад возникла идея несимметричной установки фар: левая освещает дорогу на расстоянии до 25 метров, а правая — значительно дальше.
Патент США № 3435875. Асимметричная пневматиче ская шина имеет одну боковину повышенной прочности и сопротивляемости ударам о бордюрный камень тротуара.
Авторское свидетельство № 242325. Дуговая электропечь для плавки чугуна с боковой загрузкой твердой шихты, отличающаяся тем, что с целью создания непрерывности процесса плавления ее подина выполнена асимметрично вогнутой, расширенной к загрузочному окну (рис.2).
2.5. Принцип объединения
а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты,
б) Объединить во времени однородные или смежные операции.
Примеры. Авторское свидетельство № 235547. Рабочее оборудование роторного экскаватора, включающее ротор и стрелу, отличающееся тем, что с целью уменьшения усилия резания оно выполнено с устройством для разогрева мерзлого грунта, имеющим форсунки, смонтированные, например, на секторах по обоим торцам ротора (рис.3).
Авторское свидетельство № 134155. Спасательное водолазное устройство для вывода на поверхность людей, оказавшихся в воздушных мешках отсеков затонувших судов, с применением шлем-масок, отличающееся тем, что с целью повышения эффективности спасательных операций, производимых водолазом, оно выполнено в виде одной или двух шлем-масок, снабженных шлангами и арматурой для присоединения к штуцерному крану, вмонтированному в водолазный скафандр, от которого производится регулирование подачи воздуха в шлем-маски (Рис.4).
2.6. Принцип универсальности
Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.
Примеры. В Японии рассматривается возможность постройки танкера, оборудованного нефтеперегонной установкой. Смысл проекта – совмещение времени процессов транспортировки и переработки нефти. Авторское свидетельство № 1601100. Способ транспортирования материала, например табачных листьев, к сушильным установкам с помощью водяного потока в гидротранспорте, отличающийся тем, что с целью одновременного осуществления промывки табачных листьев и фиксации их цвета используют воду, нагретую до 80 – 85о С.
Авторское свидетельство № 264466. Элемент памяти на тонкой цилиндрической пленке, нанесенной на диэлектрическую подложку, отличающийся тем, что с целью упрощения элемента сама пленка служит шиной записи-считывания.
2.7. Принцип «матрешки»
а) Один объект размещен внутри другого объекта, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т. д.
б) Один объект проходит сквозь полость в другом объекте.
Примеры. Авторское свидетельство № 186781. Ультразвуковой концентратор упругих колебаний, состоящий из скрепленных между собой полуволновых отрезков, отличающийся тем, что с целью уменьшения длины концентратора и увеличения его устойчивости полуволновые отрезки выполнены в виде полых конусов, вставленных один в другой (рис.5).
Авторское свидетельство № 110596. Способ хранения и транспортировки разнородных по вязкости нефтепродуктов в корпусе плавучей емкости, отличающийся тем, что хранение их с целью уменьшения потерь тепла высоковязких нефтепродуктов производят в отсеках емкости, расположенных внутри отсеков, заполненных невязкими сортами нефтепродуктов.
Авторское свидетельство № 272705. Устройство для внесения удобрений в почву, включающее бункер и право- и левосторонние дозирующие шнеки, отличающееся тем, что с целью регулирования рабочей ширины захвата каждый дозирующий шнек выполнен из двух ввинченных одна в другую секций (рис.6).
2.8. Принцип антивеса
а) Компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой.
б) Компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро- гидродинамических и других сил).
Примеры. Авторское свидетельство № 187700. Способ спуска в скважину и извлечения из нее стреляющей и взрывной аппаратуры, отличающийся тем, что с целью удешевления и упрощения прострелочных и взрывных работ, спуск стреляющей и взрывной аппаратуры производят свободно под действием собственного веса, а подъем к устью скважины – с помощью встроенного в корпус реактивного двигателя.
При создании сверхмощных турбогенераторов возникла сложная задача: как уменьшить давление ротора на подшипники. Решение нашли в том, что над турбогенератором установили сильный электромагнит, компенсирующий давление ротора на подшипники.
Иногда приходится решать обратную задачу: компенсировать недостаток веса. При создании и эксплуатации шахтных электровозов возникает явное техническое противоречие: для увеличения тяги нужно утяжелять электровоз, а для уменьшения его мертвого веса следует делать электровоз возможно более легким. Группа сотрудников Ленинградского горного института разработала и успешно применила простое устройство, позволяющее снять это техническое противоречие и в полтора раза увеличить производительность рудничных электровозов: в ведущих колесах монтируется мощный электромагнит; создается магнитное поле, охватывающее колеса и рельсы; сила сцепления резко возрастает, а вес электровоза может быть снижен.
2.9. Принцип предварительного напряжения
Заранее придать объекту напряжения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям.
Примеры. Авторское свидетельство № 84355. Заготовку турбинного диска устанавливают на вращающийся поддон. Нагретая заготовка по мере охлаждения сжимается. Но центробежные силы (пока заготовка не потеряла пластичности) как бы отштамповывают заготовку. Когда же деталь остынет, в ней появятся сжимающие усилия.
На этом принципе основана вся технология предварительного напряжения железобетона: чтобы бетон лучше работал на растяжение, его предварительно укорачивают. Это едва ли неединственный случай, когда строительная техника использует более передовые методы, нежели машиностроение. Предварительно напряженные конструкции применяются в машиностроении еще очень редко, между тем использование этого приема могло бы дать колоссальные результаты.
Как, например, сделать вал прочнее, не увеличивая его наружный диаметр? Вал составлен из вставленных одна в другую труб, предварительно закрученных на определенные расчетом углы. Иными словами, вал предварительно получает деформацию, противоположную по знаку той деформации, какую он получает во время работы. Крутящий момент должен сначала снять эту предварительную деформацию, только после этого начнется деформация вала в “нормальном” направлении. Составной вал весит вдвое меньше равного ему по прочности обычного монолитного.
2.10. Принцип предварительного исполнения
а) Заранее выполнить требуемое изменение объекта (полностью или хотя бы частично).
б) Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени на их доставку. Примеры. Авторское свидетельство № 61056. Черенки многих плодово-ягодных и других культур, посаженные в почву, не укореняются вследствие недостатка питательных веществ в черенке. По данному изобретению предлагается создавать запас питательных веществ заранее, насыщая перед посадкой черенки в ванне с питательной смесью.
Авторское свидетельство № 162919. Способ снятия гипсовых повязок с помощью проволочной пилы, отличающийся тем, что с целью предупреждения травм и облегчения снятия повязки пилу помещают в предварительно смазанную подходящей смазкой трубку, выполненную, например, из полиэтилена, и заранее загипсовывают под повязку при ее наложении. Благодаря этому распиливать повязку можно от тела наружу — без опасения задеть тело.
Любопытный случай использования этого же принципа — окраска древесины до того, как дерево срубили: красители поступают под кору дерева и разносятся соками по всему стволу.
2.11. Принцип «заранее подложенной подушки»
Компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее подготовленными аварийными средствами.
Примеры. Авторское свидетельство № 264626. Способ снижения токсического действия химических соединений с помощью присадок, отличающийся тем, что с целью уменьшения опасности отравления химическими веществами, а также продуктами их превращений в организме, присадки добавляют непосредственно в исходные токсичные химические соединения при их изготовлении.
Авторское свидетельство № 297361. Способ предотвращения распространения лесного пожара посредством создания заградительных полос из растений, отличающийся тем, что с целью придания огнестойкости растениям, образующим заградительную полосу, в почву вносят биологические усваиваемые или химические элементы, тормозящие процесс их воспламенения.
Патент США №2879821: жесткий металлический диск, заранее расположенный внутри автомобильной шины и позволяющий продолжать движение на спущенной шине без повреждения покрышки.
Принцип, «заранее подложенной подушки» можно использовать не только для повышения надежности. Вот характерный пример. В связи с тем, что в американских библиотеках часто пропадают книги, изобретатель Эмануэль Трикилис предложил прятать в переплеты кусочек намагниченного металла. При выдаче книги библиотекарь размагничивает этот металлический вкладыш, проталкивая книгу под специальной электрической спиралью. Если посетитель попытается уйти, взяв незарегистрированную книгу, то спрятанный в двери прибор среагирует на магнитный вкладыш в переплете.
Горноальпийская спасательная станция в Швейцарии применила аналогичный метод для быстрого обнаружения людей, попавших в снежную лавину. Теперь лыжник или житель местности, в которой часты лавины, носит небольшой магнит. При несчастном случае этот магнит помогает легко обнаружить пострадавшего с помощью искателя даже под трехметровым покровом снега.
2.12. Принцип эквипотенциальности
Изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект.
Примеры. Авторское свидетельство № 264679. Предложено устройство для перемещения пресс-форм в зоне пресса. Устройство выполнено в виде прикрепленной к столу пресса приставки с рольгангом.
Авторское свидетельство № 110661. Контейнеровоз, в котором груз не поднимается в кузов, а только приподнимается гидроприводом и устанавливается на опорную скобу. Такая машина работает без крана и перевозит значительно более высокие контейнеры.
2.13. Принцип «наоборот»
а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие (например, не охлаждать объект, а нагревать).
б) Сделать движущуюся часть объекта (или внешней среды) неподвижной, а неподвижную – движущейся.
в) Перевернуть объект «вверх ногами».
Примеры. Авторское свидетельство № 184649. Способ вибрационной очистки металлоизделий в абразивной среде, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса очистки движения вибрации сообщают обрабатываемой детали.
Авторское свидетельство № 109942. Это изобретение решает важную проблему отливки крупногабаритных тонкостенных деталей. При отливке таких деталей желательно, чтобы металл поступал в форму сверху и затвердение шло снизу вверх. Но лить металла форму («дождевой» способ) допустимо с высоты не более пятнадцати сантиметров, иначе металл сгорит или пропитается газами. А как быть, если форма имеет высоту два-три метра? Если подавать металл снизу, то первые порции его затвердеют, не успев подняться к верхней части формы.
Изобретатель решил задачу просто и изящно: металл идет по трубкам, опущенным ко дну литейной формы. По мере заполнения форма движется вниз, и, таким образом, каждая порция металла подается именно туда, где она должна застыть.
Литье всегда осуществлялось так, что двигается металл, а форма была неподвижной. Здесь все наоборот: движется форма, а залитый в нее металл остается неподвижным. Это позволило «совместить несовместимое»: плавность заполнения формы и затвердение металла снизу вверх, как при литье «дождевым способом».
2.14. Принцип сфероидальности
а) Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или параллелепипеда, к шаровым конструкциям.
б) Использовать ролики, шарики, спирали.
в) Перейти к вращательному движению, использовать центробежную силу.
Примеры. Патент ФРГ № 1085073. Устройство для сварки труб в трубную решетку, в котором электродами служат катящиеся шарики.
Авторское свидетельство № 262045. Исполнительный орган проходческого комбайна, включающий породоразрушающие электроды, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности разрушения крепких торных пород породоразрушающие электроды выполнены в виде свободно вращающихся клиновых роликов, установленных на изолирующей оси.
Авторское свидетельство № 260874. Способ отделения нитей корда от резины, например, в каркасе изношенных покрышек, включающий выдержку покрышки в углеводородах, обработку ее высоконапорными струями жидкости, механическое расчесывание нитей и их обрезку, отличающийся тем, что с целью повышения производительности труда обработку полупокрышки ведут в процессе ее вращения со скоростью, ослабляющей связь между частицами резины.
2.15. Принцип динамичности
а) Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы.
б) Разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга.
Примеры. Авторское свидетельство № 317390. Ласта плавательная резиновая, отличающаяся тем, что с целью обеспечения регулирования жесткости ее рабочей лопасти для различных по скорости и длительности плавания режимов она имеет внутренние продольные полости, весь объем которых заполнен инертной несжимаемой жидкостью, статическое давление которой, по необходимости, изменяется на берегу или под водой.
Авторское свидетельство № 161247. Транспортное судно, корпус которого имеет цилиндрическую форму, отличающееся тем, что с целью уменьшения осадки судна при полной загрузке его корпус выполнен из двух раскрывающихся, шарнирно сочлененных полуцилиндров.
Патент СССР № 174748. Автомобиль с шарнирно соединенными секциями рамы, которые могут поворачиваться при помощи гидроцилиндров. Такой автомобиль обладает повышенной проходимостью.
Авторское свидетельство № 162580. Способ изготовления полых кабелей с каналами, образованными трубками, скрученными с токоведущими жилами, с предварительным заполнением трубок веществом, удаляемым из них после изготовления кабеля. Чтобы упростить технологию, в качестве заполняющего вещества применяют парафин, который после изготовления кабеля расплавляют и выливают из трубок
2.16. Принцип частичного или избыточного решения
Если трудно получить 100% требуемого эффекта, надо получить “чуть меньше” или “чуть больше”. Задача при этом может существенно упроститься.
Примеры. Авторское свидетельство № 181897. Способ борьбы с градом, основанный на кристаллизации с помощью реагента (например, йодистого серебра) градового облака, отличающийся тем, что с целью резкого сокращения расхода реагента и средств его доставки осуществляют кристаллизацию не всего облака, а крупнокапельной (локальной) его части.
Авторское свидетельство № 262333, Устройство для дозирования металлических порошков, содержащее бункер с дозатором, отличающееся тем, что с целью обеспечения равномерной подачи порошка к дозатору бункер снабжен внутренней приемной воронкой и каналом с электромагнитным насосом для подачи (с избытком) порошка к воронке (рис.9).
2.17. Принцип перехода в другое измерение
а) Трудности, связанные с движением (или размещением) объекта по линии, устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться в двух измерениях (то есть на плоскости). Соответственно, задачи, связанные с движением (или размещением) объектов в одной плоскости, устраняются при переходе к пространству трех измерений.
б) Многоэтажная компоновка объектов вместо одноэтажной.
в) Наклонить объект или положить его “набок”.
г) Использовать обратную сторону данной площади.
д) Использовать оптические потоки, падающие на соседнюю площадь или да обратную сторону имеющейся площади.
Примеры. Авторское свидетельство № 150938. Полупроводниковый диод отличающийся тем, что с целью увеличения мощности диода в нем применен профилированный электронно-дырочный переход и профилированный омический контакт без увеличения периметра полупроводниковой пластины. Переход от плоского контакта к объемному позволяет при прежних габаритах диода получить большую площадь пластины полупроводника и, следовательно, большую мощность, снимаемую с электронно-дырочного перехода.
Известный советский изобретатель Д. Киселев, долгое время работавший над совершенствованием долота для бурения нефтяных скважин, рассказывает в своей книге “Поиски конструктора”.
“В долоте также каждый подшипник обладает определенной грузоподъемностью, и если увеличить их число, дать меньшую нагрузку каждому, можно улучшить условия их работы, предотвратить износ. Именно по этому пути шла все время моя мысль в поисках различных схем размещения подшипников. Но мешали габариты долота, малое пространство, на котором я имел возможность располагать необходимое мне количество шариков и роликов. Теперь же я вдруг увидел решение, вот оно, рядом. На одном и том же участке поверхности можно разместить большее количество “элементов” подшипников в два яруса, как размещаются люди и вещи в купе пассажирских вагонов. Я даже рассмеялся, так просто было это решение, тщетно разыскиваемое много месяцев”.
Авторское свидетельство № 180555. Способ механизации обмена вагонеток в горизонтальном проходческом забое, отличающийся тем, что с целью устранения подрыва кровли и устройства разъездов обмен груженых вагонеток на порожние производят посредством перенесения порожней вагонетки с возможным поворотом ее на угол в 90о над составом под погрузку.
Авторское свидетельство № 259449. Устройство для магнитографической дефектоскопии, отличающееся тем, что с целью повышения срока службы кольцевая магнитная лента выполнена с двусторонним магниточувствительным покрытием и изогнута в виде листа Мебиуса.
Авторское свидетельство № 244783. Теплица для круглогодового выращивания овощных культур, отличающаяся тем, что с целью улучшения светового режима растений за счет использования солнечных лучей она снабжена вогнутым отражательным экраном, установленным поворотно с северной стороны теплицы.
2.18. Использование механических колебаний
а) Привести объект в колебательное движение.
б) Если такое движение уже совершается – увеличить его частоту (вплоть до ультразвуковой).
в) Использовать резонансную частоту.
г) Применить вместо механических вибраторов пьезовибраторы,
д) Использовать ультразвуковые колебания в сочетании с электромагнитными полями.
Примеры. Авторское свидетельство № 220380. Способ вибродуговой наплавки и сварки деталей под слоем флюса с низкочастотными колебаниями электрода, отличающийся тем, что с целью повышения качества наплавленного металла на низкочастотные колебания электрода накладывают высокочастотные ультразвуковые колебания порядка, например, 20 кгц,
Авторское свидетельство № 307896. Способ безопилочного резания древесины при помощи изменяющего свои геометрические размеры режущего инструмента, отличающийся тем, что с целью снижения усилия внедрения инструмента в древесину резание осуществляют инструментом, частота пульсации которого близка к собственной частоте колебаний перерезаемой древесины.
Патент США № 3239283. Трение покоя резко снижает чувствительность тонких приборов, мешает стрелкам, маятником и другим подвижным частям легко поворачиваться в подшипниках. Чтобы избежать этого, подшипники заставляют вибрировать, и элементы прибора все время совершают осциллирующие движения относительно друг друга. В качестве источника вибрации обычно используют электромотор. При этом кинематика прибора существенно усложняется, а вес увеличивается. Американские изобретатели Джон Броз и Вильям Лаубендорфер разработали конструкцию подшипника, в котором втулки выполняются из пьезоэлектрического материала, и с обеих сторон покрываются тонкой электропроводной фольгой. К фольге припаиваются электроды, по которым подводится переменный ток, создающий вибрацию.
Авторское свидетельство № 244272. Способ осаждения пыли с использованием магнитного поля, отличающийся тем, что... воздух подвергают одновременному воздействию акустического и магнитного полей.
2.19. Принцип периодического действия
а) Перейти от непрерывного действия к периодическому (импульсному).
б) Если действие уже осуществляется периодически – изменить периодичность.
в) Использовать паузы между импульсами для осуществления другого действия.
Примеры. Авторское свидетельство № 267772. Известен способ исследования процесса дуговой сварки с использованием дополнительного осветителя. Однако при дополнительном освещении наряду с улучшением видимости твердого и жидкого материала, находящегося в области дуги, ухудшается видимость плазменно-газовой фазы столба дуги (явное техническое противоречие!) Предложенный способ отличается тем, что яркость дополнительного осветителя периодически изменяют от нуля до величины, превышающей яркость дуги. Это позволяет совместить наблюдение как за самой дугой, так и за процессом плавления электрода и переноса металла
Авторское свидетельство № 302622. Способ контроля исправности термопары путем подогрева ее и проверки наличия в цепи э.д.с., отличающийся тем, что с целью уменьшения времени контроля нагревают термопару периодическими импульсами тока, а в промежутки времени между импульсами проверяют наличие термо э.д.с.
2.20. Принцип непрерывности полезного действия
а) Вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой).
б) Устранить холостые и промежуточные ходы.
Примеры. Авторское свидетельство № 126440. Способ многоствольного бурения скважин двумя комплектами труб. При одновременном бурении двух-трех скважин применяются ротор с несколькими стволами, включаемыми в работу независимо друг от друга, и два комплекта бурильных труб, поочередно поднимаемых и опускаемых в скважины для смены отработанных долот. Операции по смене долот совмещаются: по времени с автоматическим бурением в одной из скважин.
Авторское свидетельство № 268926. Способ транспортировки сахара-сырца на судах, отличающийся тем, что с целью снижения стоимости транспортировки путем утилизации свободных пробелов используют танкеры, которые после разгрузки от нефтепродуктов или других жидких грузов, очистки и обработки моющими средствами загружают сахаром-сырцом.
2.21. Принцип проскока
Вести процесс или отдельные его этапы (например, вредные или опасные) на большой скорости. Примеры. Авторское свидетельство № 241484. Способ скоростного нагрева металлических заготовок в потоке газа, отличающийся тем, что с целью повышения производительности и уменьшения обезуглероживания, газ подают со скоростью не менее 200 м/сек, при сохранении потока постоянным на всем протяжении его контакта с заготовками.
Авторское свидетельство № 112889. При разгрузке палубного лесовоза его накреняют с помощью судна-кренователя. Чтобы в воду свалился весь лес, приходится создавать большой крен лесовоза, а это опасно. Предлагаемый способ состоит в том, что лесовоз быстро (“рывком”) накреняют на небольшой угол. Возникает динамическая нагрузка, и лес разгружается при небольшом угле крена.
Патент ФРГ № 1134821. Устройства для разрезания тонкостенных пластмассовых, труб большого диаметра. Особенность устройства – нож рассекает трубу так быстро, что она не успевает деформироваться.
а) Использовать вредные факторы (в частности, вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта.
б) Устранить вредный фактор за счет сложения с другим вредным фактором.
в) Усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.
Примеры. Член-корреспондент Академии наук СССР П. Вологдин в статье “Путь ученого” (“Ленинградский альманах”, 1953, №5) писал, что еще в двадцатых годах он задался целью применить токи высокой частоты для нагрева металла. Опыты показали, что металл нагревается лишь на поверхности. Ток высокой частоты никак не удавалось “загнать” в глубь заготовки, и опыты прекратили. Впоследствии Вологдин не раз сожалел, что не использовал этот “отрицательный эффект”: промышленность могла бы получить метод высокочастотной закалки стальных деталей на много лет раньше, чем он был предложен в действительности.
По-иному сложилась судьба другого выдающегося изобретения – электроискровой обработки металла.
Б.Р. Лазаренко и И.Н. Лазаренко работали над проблемой борьбы с электроэрозией металлов. Электрический ток “разъедал” металл в месте соприкосновения контактов реле, и с этим ничего не удавалось сделать. Были испробованы твердые и сверхтвердые сплавы – и все безрезультатно. Исследователи пытались помещать контакты в различные жидкости, но разрушение шло еще интенсивнее.
Однажды изобретатели поняли, что этот “отрицательный эффект” можно где-то применить с пользой, и вся работа пошла теперь в другом направлении. 3 апреля 1943 года изобретатели получили авторское свидетельство на электроискровой способ обработки металла.
Авторское свидетельство № 142511. На рис.10, А показано подвижное соединение двух частей щековой дробилки. Подвижность достигается благодаря сферической форме чугунного наконечника. Шейка этого наконечника — самое слабое место конструкции, здесь обычно и происходит излом, можно, конечно, принять меры для предотвращения излома. Ну а если мы заранее умышленно “сломаем” наконечник? Тогда он превратится в цилиндрическую втулку, которую уже невозможно сломать (рис.10, Б)
Авторское свидетельство № 152492. Для защиты подземных кабельных линий от повреждений, вызываемых образованием в грунте морозобойных трещин, заранее прорывают узкие прорези (“трещины”) в стороне от трассы кабеля (рис. 11).
Сам по себе этот принцип прост: надо допустить то, что кажется недопустимым, — пусть случится! Но тут мысль изобретателя часто наталкивается на психологический барьер.
2.23. Принцип обратной связи
а) Ввести обратную связь.
б) Если обратная связь есть – изменить ее.
Примеры. Авторское свидетельство № 283997. Внутри градирни ветер образует циркуляционные зоны, что снижает глубину охлаждения воды. Чтобы повысить эффективность охлаждения, в секциях градирни устанавливают температурные датчики и по их сигналам автоматически изменяют количество подаваемой воды.
Авторское свидетельство № 167229. Способ автоматического запуска конвейера, отличающийся тем, что с целью экономии электроэнергии, потребляемой в момент запуска конвейерного двигателя, измеряют мощность, потребляемую двигателем конвейера во время работы, фиксируют ее в момент остановки конвейера и полученный сигнал, обратно пропорциональный весу материала на конвейере, подают на пусковой двигатель в момент запуска конвейера.
Авторское свидетельство № 239245. Способ автоматического регулирования процесса ректификации путем воздействия на расход орошения в колонну в зависимости от температуры и давления на выходе продукта, отличающийся тем, что с целью стабилизации содержания одного из компонентов в трехкомпонентной смеси дополнительно вводят коррекцию по удельному весу выходного продукта.
2.24. Принцип “посредника”
Использовать промежуточный объект-переносчик Примеры. Авторское свидетельство № 177436. Способ подвода электрического тока в жидкий металл, отличающийся тем, что с целью снижения электрических потерь ток к основному металлу подводят охлаждаемыми электродами через промежуточный жидкий металл, температура плавления которого ниже, а плотность и температура кипения выше, чем у основного металла.
Авторское свидетельство № 178005. Способ нанесения летучего ингибитора атмосферной коррозии на защищаемую поверхность, отличающийся тем, что с целью получения равномерного покрытия внутренних поверхностей сложных деталей через последние продувают нагретый воздух, насыщенный парами ингибитора.
2.25. Принцип самообслуживания
а) Объект должен сам себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные операции.
б) Использовать отходы энергии, вещества.
Примеры. Авторское свидетельство № 261207. Дробеметный аппарат, корпус которого облицован изнутри износоустойчивыми плитами, отличающийся тем, что с целью повышения стойкости облицовки плиты выполнены в виде магнитов, удерживающих на своей поверхности защитный слой дроби. На стенках дробемета возникает, таким образом, постоянно обновляемый защитный слой дроби.
Авторское свидетельство № 307584. Способ сооружения каналов оросительных систем из сборных элементов, отличающийся тем, что с целью упрощения транспортировки изделий после монтажа начального участка канала его торцы закрывают временными диафрагмами, готовый участок канала затопляют водой и последующие элементы, также закрытые с торцов временными диафрагмами, сплавляют по этому участку канала.
Авторское свидетельство № 108625. Способ охлаждения полупроводников диодов, отличающийся тем, что с целью улучшения условий теплообмена применяется полупроводниковый термоэлемент, рабочим током которого является ток, проходящий через диод в прямом направлении.
2.26. Принцип копирования
а) Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии.
б) Заменить объект или систему объектов их оптическими копиями (изображениями). Использовать при этом изменение масштаба (увеличить или уменьшить копии).
в) Если используются видимые оптические копии, перейти к копиям инфракрасным или ультрафиолетовым.
Примеры. Авторское свидетельство № 86560. Наглядное учебное пособие по геодезия, выполненное в виде написанного на плоскости художественного панно, отличающееся тем, что с целые последующей геодезической съемки с панно изображения местности оно выполнено по данных тахеометрической съемки и в характерных точках местности снабжено миниатюрными геодезическими рейками.
Иногда необходимо (для измерений или контроля) совместить два объекта, которые физически совместить невозможно. В этих случаях целесообразно применять оптические копии. Так была, например, решена задача пространственных измерений на рентгеновских снимках. Обычный рентгеновский снимок не позволяет определить, на каком расстоянии от поверхности тела находится очаг заболевания. Стереоскопические снимки дают объемное изображение, но и в этом случае измерения приходится вести на глаз: ведь внутри тела нет масштабной линейки. Нужно, таким образом, “совместить несовместимое”: тело человека, подвергнутого просвечиванию, и масштабную линейку.
Новосибирский изобретатель Ф.И. Аксенов решил эту задачу, применив метод оптического совмещения. По способу Ф.И. Аксенова стереоскопические рентгеновские снимки совмещаются со стереоскопическими же снимками решетчатого куба. Рассматривая в стереоскоп совмещенные снимки, врач видит “внутри” больного решетчатый куб, играющий роль пространственного масштаба.
Вообще, во многих случаях выгоднее оперировать не с объектами, а с их оптическими копиями. Например, канадская фирма “Крютер Пали” пользуется специальной фотоустановкой для обмера бревен, перевозимых на железнодорожных платформах. По данным фирмы, фотографический обмер балансов раз в 50—60 быстрее ручного, отклонение же результатов фотообмера от данных точного подсчета не превышает 1—2%.
Еще один интересный пример. Авторское свидетельство № 180829 — новый способ контроля поверхности внутренних полостей сферических деталей. В деталь наливают малоотражающую жидкость и, последовательно меняя ее уровень, производят фотографирование на один и тот же кадр цветной пленки. На снимке получаются концентрические окружности. Сравнивая после увеличения: (в проекционной системе) полученные этим способом линий с теоретическими линиями чертежа, с большой точностью определяют величину отклонения формы детали.
2.27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности
Заменить дорогой объект набором дешевых объектов, поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью).
Примеры. Правила асептики требуют, чтобы кипячение шприца с иглами для инъекции продолжалось не менее 45 минут. Между тем во многих случаях бывает необходимо ввести лекарство как можно быстрее. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте медицинских инструментов и оборудования создан шприц-тюбик для одноразового пользования. Это тонкостенный сосуд из пластмассы, на горловине которого укреплена стерильная игла, защищенная колпачком. Корпус шприца-тюбика в заводских условиях заполняется лекарственным препаратом и запаивается. Такой шприц можно привести в готовность буквально за считанные секунды — для этого достаточно лишь снять колпачок, прикрывающий иглу. Во время инъекции лекарство из тюбика выдавливается, после чего использованный шприц-тюбик выбрасывают.
Патент США № 3430629. Пеленка одноразового использования. Содержит наполнитель типа промокашки.
Существует много патентов такого типа: на одноразовые термометры, мусорные метки, зубные щеткой т. д.
2.28. Замена механической схемы
а) Заменить механическую схему оптической, акустической или “запаховой”.
б) Использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом.
в) Перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных — к меняющимся во времени, от неструктурных – к имеющим определенную структуру.
г) Использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами.
Примеры. Авторское свидетельство № 163559. Способ контроля износа породоразрушающего инструмента, например, буровых долот, отличающийся тем, что с целью упрощения контроля в качестве сигнализации износа применяют монтируемые в теле долота ампулы с резко пахучими химическими веществами, например, с этилмеркантаном.
На одном заводе делали сверхъювелирную по тонкости работу: шлифовали стенки отверстия диаметром в полмиллиметра. Для такой операции изготовили миниатюрный шлифовальник диаметром в две десятых миллиметра, обсыпанный алмазной пылью.
Этот инструмент вращала пневматическая турбина со скоростью 1000 оборотов в секунду! Кроме того, шлифовальник двигался по контуру отверстия, обходя его каждую минуту 150 раз. Рабочий был не в силах проникнуть взглядом в зону обработки, не мог уловить момент, когда крохотный инструмент касался детали. Рабочий то затягивал процесс обработки, то кончал его слишком рано, в обоих случаях детали шли в брак.
Собирались уже конструировать уникальный станок-автомат. Но изобретательская мысль нашла простой выход: деталь изолировали от станка, присоединили к ней один полюс электробатарейки, а другой полюс подвели к станку. В цепь включили усилитель и громкоговоритель. Теперь, как только инструмент касался детали, громкоговоритель “вскрикивал”. Кричащий станок издавал звуки, по которым можно было судить и о том, когда началась шлифовка, и о том, как она проходит,— тональность звука менялась.
Авторское свидетельство № 261372. Способ проведения процессов, например, каталитических, в системах с движущимся катализатором, отличающийся тем, что с целью расширения о6ласти применения создают движущееся магнитное поле и применяют катализатор с ферромагнитными свойствами.
Авторское свидетельство № 144500. Способ интенсификации теплообмена в трубчатых элементах поверхностных теплообменников, отличающийся тем, что с целью повышения коэффициента теплоотдачи в поток теплоносителя вводят ферромагнитные частицы, перемещающиеся под действием вращающегося магнитного поля преимущественно у стенок теплообменника, для разрушения и турбулизации пограничного слоя.
Французский патент № 1499275. После обработки деталей в галтовочных барабанах или вибрационных установках детали нужно отделить от абразивных зерен. Если детали крупные, это сделать нетрудно, если они ферромагнитные, их можно выловить на магнитных сепараторах. Но если детали не обладают магнитными свойствами, а по размерам не отличаются от абразивных зернышек? По данному изобретению задача решается тем, что абразиву придают магнитные свойства. Это можно сделать спрессовыванием или спеканием смеси абразивных зерен и магнитных частиц — стружек, крупинок и т.п., а также внедрением их в поры абразивов.
Вместо твердых частей объекта использовать газообразные и жидкие: надувные и гидронаполняемые, воздушную подушку, гидростатические и гидрореактивные.
Примеры. Авторское свидетельство № 243809. Цель изобретения — улучшение тяги и увеличение высоты рассеивания отводимых газов. Это достигается тем, что корпус трубы образован конической спиралью, полые витки которой имеют сопла и соединены с полыми опорами, свободные концы которых, в свою очередь, присоединены к компрессору.
При включении компрессора воздух, поднимаясь под давлением по опорам, попадает в спиральные витки корпуса и, вырываясь из сопел, создает воздушную “стенку”.
Авторское свидетельство № 312630. Способ окраски крупногабаритных изделий распылением с удалением паров растворителя и окрасочного тумана через вентиляционную засасывающую систему, отличающийся тем, что с целью уменьшения производственных площадей вокруг окрашиваемого изделия создают восходящую на высоту, превышающую высоту изделия, воздушную завесу, верхние концы которой завихряют посредством напольной вентиляционной засасывающей системы.
Изобретение это преодолевает такое же техническое противоречие, что и в предыдущем случае. Поэтому похожи и решения: пневмостенка вместо жесткой трубообразной ограды.
Авторское свидетельство № 264675. Опора для сферического резервуара, включающая основание, отличающаяся тем, что с целью снижения напряжении в оболочке резервуара основание опоры выполнено в виде заполненного жидкостью сосуда с вогнутой крышкой из эластичного материала, принимающей форму опираемой на нее оболочки резервуара. А вот двойник этого изобретения — авторское свидетельство № 243177. Устройство для передачи усилий от опоры копра, на фундамент, отличающееся тем, что с целью обеспечения равномерности передачи давления на фундамент оно выполнено в виде плоского замкнутого сосуда, заполненного жидкостью.
Интересно, сколько еще авторских свидетельств будет выдано на применение одного и того же типового приема; если А должно давить на Б равномерно, положи между А и Б жидкостную подушку…
2.30. Использование гибких оболочек и тонких пленок
а) Вместо объемных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки.
б) Изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких пленок.
Примеры. Чтобы уменьшить потери влаги, испаряющейся через листья деревьев, американские исследователи опрыскивают их полиэтиленовым “дождем”. На листьях создается тончайшая пластмассовая пленка. Растение, укрытое, пластмассовым одеялом, развивается нормально благодаря тому, что полиэтилен значительно лучше пропускает кислород и углекислый газ, чем пары воды.
Авторское свидетельство №312826. Способ экстракции в системе жидкость — жидкость, отличающийся тем, что с целью интенсификации процесса массообмена струю одной фазы подают через слой газа на поверхность другой фазы, перемещаемой пленкой по твердой поверхности.
2.31. Применение пористых материалов
а) Выполнить объект пористым или использовать дополнительные пористые элементы (вставки, покрытия и т.п.).
б) Если объект уже выполнен пористым, предварительно заполнить поры каким-то веществом. Машины всегда строились из плотных (непроницаемых) материалов. Инерция мышления приводит к тому, что задачи, легко решаемые при использовании пористых материалов, зачастую пытаются решить введением специальных устройств и систем, сохраняя все элементы конструкции непроницаемыми. Между тем высокоорганизованной машине присуща проницаемость. Примером может служить любой живой организм, начиная с клетки и кончая человеком.
Внутреннее перемещение вещества — одна из важных функций многих машин. “Грубая” машина осуществляет эту функцию с помощью труб, насосов и т.п., “тонкая” машина — с помощью пористых материалов и молекулярных сил.
Примеры. Авторское свидетельство № 262092. Способ защиты внутренних поверхностей стенок емкости от отложений твердых или вязких частиц из находящегося в емкости продукта, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности защиты и снижения энергозатрат внутрь емкости, изготовленной из пористого материала, подают через ее стенки не образующую отложений жидкость под давлением, превосходящим давление внутри емкости.
Авторское свидетельство № 283264. Способ внесения добавок в жидкий металл с помощью огнеупорных материалов, отличающийся тем, что с целью улучшения режима внесения добавок в металл погружают пористый огнеупор, предварительно пропитанный материалом добавки.
Авторское свидетельство № 187135. Система испарительного охлаждения электрических машин, отличающаяся тем, что с целью исключения необходимости подвода охлаждающего агента к машине активные части и отдельные конструктивные элементы ее выполнены из пористых металлов, например пористых порошковых сталей, пропитанных жидким охлаждающим агентом, который при работе машины испаряется и таким образом обеспечивает кратковременное, интенсивное и равномерное ее охлаждение.
2.32. Принцип изменения окраски
а) Изменить окраску объекта или внешней среды.
б) Изменить степень прозрачности объекта или внешней среды.
в) Для наблюдения за плохо видимыми объектами: или процессами использовать красящие добавки
г) Если такие добавки уже применяются, использовать меченые атомы.
Примеры. В кузнечных и литейных цехах, на металлургических заводах, всюду, где необходимо защитить рабочих от действия жары, применяются водяных завесы. Такие завесы отлично защищают рабочих от невидимых тепловых (инфракрасных) лучей, однако слепяще-яркие лучи от расплавленного металла беспрепятственно проходят сквозь тонкую жидкую пленку. Чтобы защитить рабочих и от них, сотрудники польского Института охраны труда предложили окрашивать воду, из которой создается водяная завеса, оставаясь прозрачной, она полностью задерживает тепловые лучи и в нужной степени ослабляет силу видимого излучения.
Авторское свидетельство № 165645. В фиксирующий раствор вводят краситель, который обратимо абсорбируется фотографическим слоем и не закрашивает подложку-бумагу или целлулоид. Краситель при последующей промывке водой должен удаляться из слоя. Скорость вымывания красителя из фотографического слоя примерно равна скорости вымывания тиосульфата натрия или несколько меньше ее. Обесцвечивание фотографического изображения свидетельствует о полноте промывки слоя от остатков солей, при помощи которых производилось фиксирование фотографического материала.
2.33. Принцип однородности
Объекты, взаимодействующие с данным объектом, должны быть сделаны из того же материала (или близкого ему по свойствам).
Примеры. Патент ФРГ № 957599. Литейный желоб для обработки расплавленного металла звуком или ультразвуком с помощью звукоизлучателя, помещенного в расплавленный металл, отличающийся тем, что находящаяся в соприкосновении с расплавленным металлом часть звукоизлучателя выполнена из того же металла, что и обрабатываемый металл, или одного из его легирующих компонентов и частично расплавляется этим расплавленным металлом, а остальная часть звукоизлучателя принудительно охлаждается и остается прочной.
Авторское свидетельство № 234800. Способ смазывания охлаждаемого подшипника скольжения, отличающийся тем, что с целью улучшения смазывания при повышенных температурах в качестве смазывающего вещества берут тот же материал, что и материал вкладыша подшипника.
Авторское свидетельство №180340. Способ очистки газов от пыли, содержащей расплавленные частицы, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности процесса исходные газы барботируют в среде, образованной при слиянии этих же частиц в расплав.
Авторское свидетельство №259298. Способ сварки металлов, при котором свариваемые кромки устанавливают с зазором и подают в него присадочный материал с последующим нагревом свариваемых кромок, отличаю щийся тем, что с целью улучшения сварки в качестве присадочного материала используют летучие соединения тех же металлов, что и свариваемые.
2.34. Принцип отброса и регенерации частей
а) Выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта должка быть отброшена (растворена, испарена и т. п.), или видоизменена непосредственно в ходе работы.
б) Расходуемые части объекта должны быть вос становлены непосредственно в ходе работы.
Примеры. Патент США № 3174550. При аварийной посадке самолета бензин вспенивают с помощью специальных химических веществ, переводя в негорючее состояние.
Патент США № 3160950. Чтобы при резком старте ракеты не пострадали чувствительные приборы, их погружают в пенопласт, который, выполнив роль амортизатора, быстро испаряется в космосе.
Нетрудно заметить, что этот принцип — дальнейшее развитие принципа динамизации: объект изменяется в процессе действия, но изменяется сильнее. Самолет с меняющейся в полете геометрией крыла — это принцип динамизации. Ракета, отбрасывающая отработанные ступени,— принцип отброса.
А вот изобретения-близнецы:
Авторское свидетельство № 222322. Способ изготовления винтовых микропружин, отличающийся тем, что с целью повышения производительности оправку выполняют из эластичного материала и удаляют путем погружения ее вместе с пружиной в состав, растворяющий эластичный материал.
Авторское свидетельство № 235979. Способ изготовления резиновых шаров-разделителей, отличающийся тем, что с целью придания шару необходимых размеров ядро формуют из смеси измельченного мела с водой с последующей просушкой и разрушением твердого ядра после вулканизации жидкостью, вводимой с помощью иглы.
Авторское свидетельство № 159783. Способ производства полых профилей, отличающийся тем, что с целью получения разнообразных по размерам и форме профилей на сортовых станах прокатке подвергают сварные пакеты, наполненные огнеупорным материалом, например магнезитовый порошком, с последующим удалением наполнителя.
Можно привести сотни подобных изобретений. Трудно представить, сколько времени потеряли изобретатели на поиски, каждый раз отыскивая идею “с нуля”. А ведь здесь один типовой прием: изготавливай объект А на оправке Б, которую можно удалить растворением, испарением, плавлением, химической реакцией и т.д.
Антипод принципа отброса — принцип регенерации.
Авторское свидетельство № 182432. Способ компенсации износа непрофилированного электрода-инструмента при электроэрозионной обработке токопроводящих материалов, отличающийся тем, что с целью увеличения срока службы электрода-инструмента на его рабочую поверхность в процессе обработки непрерывно напыляют слой металла.
Авторское свидетельство № 212672. При гидротранспортировании кислых гидросмесей с абразивными материалами внутренние стенки трубопроводов быстро изнашиваются. Защита их футеровкой сложна, трудоемка, ведет к увеличению наружного диаметра труб. Описываемый способ защиты труб предусматривает образование на внутренних стенках трубы защитного слоя (гарниссажа). Для этого в транспортируемую гидросмесь периодически вводят известковый раствор. Таким образом, внутренние стенки трубопроводов всегда защищены от износа, а сечение трубопровода уменьшается незначительно, так как гарниссаж изнашивается под действием абразивной кислой смеси.
2.35. Изменение физико-химических параметров объекта
а) Изменить агрегатное состояние объекта.
6) Изменить концентрацию или консистенцию.
в) Изменить степень гибкости.
г) Изменить температуру.
Примеры. Авторское свидетельство № 265068. Способ проведения массообменных процессов в системе газ — вязкая жидкость, отличающийся тем, что с целью интенсификации процесса вязкую жидкость перед подачей в аппарат предварительно газируют.
Авторское свидетельство № 222781. Дозатор сыпучих материалов, например минеральных удобрений и ядохимикатов, выполненный в виде шнека, заключенного в кожух с выходным отверстием, отличающийся тем, что с целью возможности регулирования шага винтовая поверхность шнека выполнена из эластичного материала с пружинной спиралью на внутренней и наружной сторонах.
2.36. Применение фазовых переходов
Использовать явления, возникающие при фазовых переходах, например, изменение объема, выделение или поглощение тепла и т.д.
Примеры. Авторское свидетельство № 190885. Способ изготовления ребристых труб, заключающийся в раздаче заглушенных труб водой, подаваемой под давлением отличающийся тем, что с целью удешевления и ускорения процесса изготовления поданную под давлением воду замораживают.
Может возникнуть вопрос: чем прием № З6 отличается от приемов №35-а (изменение агрегатного состояния) и № 15 (принцип динамичности)? Прием № 35-а заключается в том, что вместо агрегатного состояния А объект используют в агрегатном состоянии В и именно за счет особенностей состояния В получают нужный результат.
Суть приема № 15 в том, что мы пользуемся то свойствами, присущими состоянию А, то свойствами, присущими состоянию Б.
При использовании приема № 36 задача решается за счёт явлений, связанных с переходом от А к Б или обратно. Если, например, мы наполним трубу не водой, а льдом, ничего с трубой не произойдет. Требуемый эффект достигается за счет уважения объема воды при замерзании.
Авторское свидетельство № 225851. Способ охлаждения различных объектов с помощью циркулирующего по замкнутому контуру жидкого теплоносителя, отличающимися тем, что с целью уменьшения количества циркулирующего теплоносителя и снижения энергетических затрат часть теплоносителя переводят в твердую фазу и охлаждение ведут полученной смесью.
“Фазовые переходы” — понятие более широкое, чем “изменение агрегатного состояния”. К фазовым переходам, в частности, относятся и изменения кристаллической структуры вещества. Так, олово может существовать в виде белого олова (плотность 7,31) и серого олова (плотность 5,75). Переход при 18°С сопровождается резким увеличением объема (значительно большим, чем при замерзании воды; поэтому и усилия здесь могут быть получены намного большие).
Полиморфизм (кристаллизация в нескольких формах) присущ многим веществам. Явления, сопровождающие полиморфные переходы, могут быть использованы при решении самых различных изобретательских задач. Например, в патенте США № 316674 используются полиморфные трансформации висмута и церия.
2.37. Применение термического расширения
а) Использовать термическое расширение (или сжатие) материалов.
б) Если термическое расширение уже используется, применить несколько материалов с разными коэффициентами термического расширения.
Примеры. Авторское свидетельство № 309758. Способ волочения труб на подвижней оправке при пониженных температурах, отличающийся тем, что с целью создания зазора между трубой и оправкой после волочения для извлечения последней из трубы без обкатки, охлажденную трубу перед волочением вводят предварительно подогретую, например, до температуры 50—100° С оправку, извлечение которой после деформации производят после выравнивание температур трубы и оправки.
Авторское свидетельство № 312642. Заготовка для горячего прессования многослойных изделий, выполненных в виде концентрично расположенных втулок, изготовленных из различных материалов, отличающаяся тем, что с целью получения многослойных изделий с напряженными слоями каждая втулка изготовлена из материала, имеющего температурный коэффициент линейного расширения выше температурного коэффициента линейного расширения материала втулки, расположенной внутри нее.
Смысл приема — в переходе от “грубого” движения на макроуровне к “тонкому” движению на молекулярном уровне. С помощью термического расширения можно создавать большие усилия и давленая. Термическое расширение позволяет очень точно “дозировать” движение объекта.
Авторское свидетельство № 242127. Устройство для микроперемещения рабочего объекта, например кристаллодержателя с затравкой, отличающееся тем, что с целью обеспечения максимальной плавности оно содержит два стержня, подвергаемых электронагреву и охлаждению по заданной программе, находящихся в закрепленных на суппортах термостатируемых камерах и поочередно перемещающих объект в нужном направлении.
2.38. Применение сильных окислителей
а) Заменить обычный воздух обогащенным.
б) Заменить обогащенный воздух кислородом.
в) Воздействовать на воздух или кислород ионизирующими излучениями
г) Использовать озонированный кислород.
д) Заменить озонированный (или ионизированный) кислород озоном.
Основная цель этой цепи приемов — повысить интенсивность процессов. В качестве примеров можно назвать способ спекания и обжига дисперсного материала с применением интенсификации процесса горения путем продувки воздухом, обогащенным кислородом; плазменно-дуговую резку нержавеющих сталей, при которой в качестве режущего газа берут чистый кислород; интенсификацию процесса агломерации руд путем ионизации окислителя и газообразного топлива перед подачей в слой шихты и т.д.
2.39. Применение инертной среды
а) Заменить обычную среду инертной.
б) Вести процесс в вакууме.
Этот прием можно считать антиподом предыдущего.
Перейти от однородных материалов к композиционным.
Пример. Патент США № 3553820. Легкие прочные тугоплавкие изделия выполнены, на основе алюминия и упрочнены множеством покрытых танталом волокон углерода. Такие изделия характеризуются высоким модулем упругости и используются в качестве материалов для конструирования кораблей воздушного и морского флотов.
Авторское свидетельство № 147225. Способ записи, при котором используют чернила, содержащие мелкие магнитные частицы. В отличие от обычных, магнитные чернила управляются магнитным полем.
Композиционные материалы — составные материалы, которые обладают свойствами, не присущими их частям. Например, пористые материалы, о которых шла речь в приеме № 31, представляют собой композицию из твердого вещества и воздуха; ни твердое вещество ни воздух порознь не обладают теми свойствами, которые, есть у пористых веществ.
Композиционные материалы изобретены природой и широко ею используются. Так, древесина представляет собой композицию целлюлозы с лигнином. Волокна целлюлозы обладают высокой прочностью на разрыв, но легко изгибаются. Лигнин связывает их в единое целое и сообщает материалу жесткость.
Интересный композиционный материал представляет сочетание легкоплавкого вещества (например, сплава Вуда) с волокнами тугоплавкого материала, например, стали). Такой материал легко плавится, а застыв, обладает высокой прочностью. Постепенно происходит взаимная диффузия частиц припоя и волокон, в результате чего образуется сплав с высокой температурой плавления Другой композиционный материал — взвесь частиц кремния в масле — способен твердеть в электрическом поле.
2.2.7. Вепольный анализ
2.2.7.1. Понятийно-терминологический аппарат вепольного анализа
Техника как совокупность средств, создаваемых для осуществления процессов производства и обслуживания непроизводственных потребностей общества, является суммой материальных объектов, предметов и процессов, используемых человеком.
Известно, что материя при всем своем разнообразии проявлений и форм на макроскопическом уровне может быть разделена на два основных вида: вещество и поле.
Вещество совокупность дискретных (прерывных) образований, обладающих массой покоя. Это атомы, молекулы и то, что из них построено. Вещество может находится в твердом, жидком или газообразном состоянии, а также в состоянии плазмы.
Физические поля это системы с бесконечным числом степеней свободы, характеризующиеся непрерывностью и имеющие нулевую массу покоя. К ним относятся: электромагнитные, гравитационные, поля ядерных сил, а также волновые (квантовые) поля, соответствующие различным частицам (например, электронно-позитронное поле). Источниками физических полей являются частицы (вещество), например, для электромагнитного заряженные частицы. Физические поля переносят (с конечной скоростью) взаимодействие между соответствующими частицами, которое обусловлено обменом квантами поля между частицами.
На субатомном уровне, т.е. на уровне элементарных частиц, различие вещества и поля становится относительным. Поля утрачивают чисто непрерывный характер: им соответствуют дискретные образования кванты (фотоны, гравитоны). А элементарные частицы, из которых состоит вещество (протоны, нейтроны, электроны, мезоны и т.д.), выступают как кванты соответствующих нуклонных, мезонных и других полей, утрачивая свой чисто дискретный характер.
Кроме того, различают векторные и скалярные (математические) поля это области (пространства), в каждой точке которых задана (поставлена в соответствие) векторная или скалярная величина. К понятиям векторного и скалярного полей приводят многие физические явления и процессы. Пример векторных полей поле скоростей частиц жидкости или газа, поле напряжений и деформаций в каком-либо теле и т.д. Скалярные это температурные поля в каких-либо объектах, поле плотности какого-либо материала и т.д.
Таким образом, материальный мир, в том числе технические объекты, можно рассматривать как совокупность систем, состоящих из веществ, взаимодействующих с полем или состояние которых определяется полем.
2.2.7.2. Моделирование задач в вепольном анализе
Основные принципы моделирования в вепольном анализе можно рассмотреть на примере решения следующих технических задач.
Задача 1. После заполнения ампулы лекарством нужно запаять капилляр. Сделать это надо осторожно, чтобы не нагреть лекарство. Ампулы устанавливают в кассету, пять рядов по пять ампул, капиллярами вверх. Подводят групповой нагреватель и над каждым капилляром оказывается горелка. Схема простая, но капризная: чуть длиннее пламя у какой-нибудь горелки лекарство в ампуле перегреется, испортиться, чуть короче пламя капилляр останется незапаянным. Даже при идеально равномерном пламени много брака: «недодержал» ампулы и некоторые не запаялись, «передержал» и где-то испортилось лекарство... Как же быть?
Попытки решить эту задачу обычно идут по трем направлениям:
а) нельзя ли запаивать капилляры не газовыми горелками, а чем-то иным? б) а если как-то изменить горелки, чтобы их пламя было более табельным? в) может быть, просто прикрыть ампулы экраном с отверстиями, в которое пройдут только верхушки капилляров?
Все эти пути не ведут к удовлетворительному ответу. Конечно, можно запаивать капилляры не горелками, а чем-то иным. Но для этого потребуется новое оборудование, следовательно, неизбежны значительные затраты времени и средств. А как быть с пайкой сегодня? Нет надежды и на быстрое и эффективное усовершенствование горелок: нестабильность пламени связана с самим принципом их работы. Экран с отверстиями для капилляров, казалось бы, достаточно простое решение, но сразу же возникает затруднение: если диаметр отверстия хотя бы на миллиметр больше диаметра капилляра, огонь пройдет к корпусу ампулы; если же разница в диаметрах незначительна, резко повышается трудоемкость запайки надо очень осторожно вставлять тонкие и ломкие капилляры в отверстия, чтобы капилляры не соприкасались со стенками отверстий.
Теперь мы знаем: решать задачу надо иначе. Прежде всего, пока перед нами не задача, а изобретательская ситуация. Для перехода к задаче введем дополнительное требование: исходная система остается без изменений, но недостаток исчезает. Тем самым мы сразу отсекаем множество вариантов, связанных с использованием каких-то иных нагревателей. Отпадают и варианты, требующие изменения газовых горелок. Может показаться, что мы перешли к более сложной задаче: нужно хорошо запаивать капилляры заведомо плохими, не поддающиеся тонкой регулировке газовыми горелками. Тут имеется определенный психологический барьер, хотя на самом деле задача резко упростилась.
Пусть горелки работают на полную мощность. Незапаянных ампул наверняка не будет. Остается только убрать, потушить, избыточное пламя и задача решена. Огонь тушат водой это общеизвестно. Поместим кассету с ампулами в воду так, чтобы над водой поднимались верхушки капилляров. Огонь оплавит эти верхушки, а вода (ее можно сделать проточной) защитит от перегрева корпуса ампул. Задача решена (авторское свидетельство № 264619).
Сформулируем правило. Каждое техническое противоречие можно изложить двояко: «При улучшении А ухудшается Б» или «При ухудшении А улучшается Б». Нужно использовать ту формулировку технического противоречия, которая обеспечивает наибольшую производительность основного действия системы. В задаче 1 возможно две формулировки технического противоречия: «Если огонь заведомо мал, ампулы не перегреваются, но некоторые ампулы могут остаться незапаянными» и «Если огонь заведомо велик, ампулы перегреваются, но зато наверняка запаиваются». Согласно правилу, в данном случае надо исходить из второй формулировки, поскольку основное действие запаивание.
Выбирая одну из двух возможных формулировок противоречия, мы резко сокращаем поле поисков, и это не менее важно, чем переход от ситуации к задаче.
Задача 2. Если при изготовлении бетона добавить в него алюминиевую пудру, то в результате взаимодействия алюминия с водой выделяются пузырьки водорода. Эти пузырьки вспенят, вспучат бетонную массу получиться пенобетон, отличный теплоизоляционный материал. К сожалению, процессом изготовления пенобетона очень трудно управлять. Высота вспучивания зависит от множество факторов: точности дозировки составляющих, температуры бетона и воздуха, колебаний атмосферного давления, вида цемента и его свежести и т.д. В огромном цехе, заставленном ваннами-формами, приходится поддерживать постоянную температуру, избегать сквозняков, сотрясений... И все равно в разных формах пенобетон поднимается на разную высоту: иногда останавливается где-то на середине формы, иногда неудержимо ползет через край.
Теперь, зная правило, мы легко решим эту задачу. Достаточно двух простых действий. Сначала перейдем от ситуации к задаче: “Все остается по-прежнему или даже упрощается, но пенобетон во всех формах поднимается на одинаковую высоту”. Затем упростим задачу, отбросим один из двух обходных путей (назовем это переходом к модели задачи): «Пенобетон вспенивается максимально сильно, однако останавливается точно на заданном уровне». Решение очевидно: алюминиевая пудра насыпается с избытком, пенобетон рвется вверх и останавливается, удерживаемый какой-то плоскостью, крышкой. На это изобретение выдано авторское свидетельство № 149701.
В задаче обычно упоминается много элементов, а в модели задачи остаются только два конфликтующих элемента. Так, в условиях задачи об ампулах модель образована двумя конфликтующими элементами: ампулой и избыточным пламенем; горелки и кассета остаются вне модели.
Переход к модели задачи сразу отбрасывает все несущественное, оставляя главное конфликтующие части системы. Вместе с тем построение модели заставляет вспомнить о тех частях системы, которые имеют важнейшее значение для решение задачи, но почему-то не попали в текст ситуации или в условия задачи.
Например, в условиях задачи 2 упоминаются бетон, вода, алюминиевая пудра, форма, обогреваемое помещение цеха. А в модели задачи только два элемента избыточно расширяющийся пенобетон и внешняя среда над ним. Бетону нужно остановиться на определенном уровне, а среда не задерживает бетон, свободно его пропускает. Обратите внимание: из всех элементов, упоминаемых в условиях задачи, в модель вошел только пенобетон (притом избыточно расширяющийся). Второй элемент конфликтующей пары в условиях задачи назван не был, он лишь подразумевался; нам пришлось вспомнить о нем и ввести его в модель задачи, чтобы построить конфликтующую пару.
В модель задачи всегда входит изделие то, что выпускается, обрабатывается, перемещается, измеряется, наблюдается и т.д. Не включить в конфликтующую пару изделие значить отказаться от мини-задачи, отступить к исходной ситуации. Вторым элементом конфликтующей пары должна быть та часть системы, которая конфликтует с изделием. Краскораспылитель без краски с изделием не взаимодействует и не конфликтует. А вот избыточный слой краски, нанесенный на изделие, находится в явном конфликте с изделием: он должен уйти, ведь он избыточный, и он должен остаться, потому что несет в себе и нужный слой.
В задаче описана вся техническая система, а в модели задачи только мысленно выделенный конфликтный участок системы. Перед нашим мысленным взором висит в пространстве пенобетон, причем не только висит, а еще и расширяется вверх. Реально такую картину не увидишь, но модель задачи это воображаемая схема. Как всякая схема, она обязана отражать главное, суть, принцип и не должна включать ничего лишнего.
Присмотримся внимательно к известным нам моделям задач. Например, в задаче об ампулах модель образована одним веществом (ампулой) и энергией (пламенем). Ответ: надо ввести второе вещество (воду). Закономерность напрашивается сама собой: чтобы построить техническую систему, нужны два взаимодействующих вещества и энергия для их взаимодействия.
Обратимся к описанию изобретений и посмотрим, проявляется ли предполагаемая закономерность в создании новых технических систем.
Авторское свидетельство № 461722: “Способ удаления сучьев с деревьев с применением охватывающего дерево режущего устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности при одновременном снижении затрат энергии, предварительно спиленному дереву в вертикальном или близком к вертикальному положению обеспечивают возможность свободного падения через охватывающее его режущее устройство, при встрече с резцами которого сучья срезаются или обламываются у их основания за счет инерции падающего дерева”. Даны вещество (дерево) и сила тяжести (гравитационная энергия, гравитационное поле). Введено второе вещество (нож). Возникла техническая система, способная выполнять определенную работу.
Авторское свидетельство № 319460: “Способ овализации твердых хрупких материалов, например зерен образных порошков, путем разгона, соударения и трения их о стенки камеры, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона зернистообрабатывемых материалов, разгон абразивных частиц производят в смеси с ферромагнитными частицами под воздействием переменного, например бегущего, электромагнитного поля статора, служащего камерой, в которой производят овализацию”. Дано вещество (абразивный порошок), введено второе вещество (ферромагнитный порошок) и электромагнитное поле.
Авторское свидетельство № 470503: “Способ очистки воды пропусканием ее через сорбент с последущей регенерацией водой, отличающейся тем, что, с целью повышения степени очистки, сорбент помещают в поле электрического тока”. Даны два вещества (вода и сорбент), введено электрическое поле.
Изобретений, в которых достраивается “треугольник”, так много, что можно уверенно говорить о закономерности: минимальная техническая система обязательно включает два взаимодействующих вещества и поле (энергию). В качестве таких веществ обычно выступают изделие и инструмент (или часть инструмента, непосредственно взаимодействующая с изделием) или же объект (изделие) и внешняя среда (играющая роль инструмента). Знание этой закономерности позволяет решать многие изобретательские задачи. Построив модель задачи, нетрудно определить что дано и что нужно ввести для постройки “треугольника”: один элемент или два и какие именно вещество, поле, два вещества, поле и вещество.
Кстати, о слове “треугольник”. В математике изучение свойств треугольника имеет настолько важное значение, что выделено в специальный раздел тригонометрию. Вызвано это тем, что треугольник минимальная геометрическая фигура. Любую сложную фигуру можно представить в виде суммы треугольников. Умея определять стороны и углы треугольника, можно произвести любые вычисления, связанные со сложной фигурой. “Технический треугольник” система из двух веществ и поля играет в решение изобретательских задач столь же важную роль, как геометрический треугольник в математике.
“Технический треугольник” получил название веполь (от слов “вещество” и “поле”), а раздел теории решения изобретательских задач, изучающий свойство веполей, называется вепольным анализом.
Понятие “поле” имеет в вепольном анализе широкий смысл: кроме четырех полей, “узаконенных” в физике (электромагнитное, гравитационное, поля сильных и слабых взаимодействий), веполь может включать “поля” тепловые и механические. В сущности, “поле” в веполе это энергия, прикладываемая к инструменту или изделию для выполнения полезной работы.
Термин “вещество” тоже понимается в широком смысле слова: “веществами” могут быть, например, плотина и вода, винт и гайка, снаряд и танк, молоток и гвоздь… Предположим, рассматривается задача о повышении скорости движения ледокола во льдах. Для этой задачи простейшей моделью может служить веполь, включающий лед (изделие), ледокол (инструмент) и механическое поле сил, приложенных к ледоколу для взаимодействия ледокола со льдом. Реальный ледокол сложная техническая система со многими свойствами. Но “ледокол”, входящий в веполь, просто вещество, взаимодействующее с другим веществом (льдом) благодаря полю механических сил. Нечто подобное мы имеем при записи формул химических веществ. Записав, например, формулу H2O, мы отбрасываем множество признаков, присущих воде (масса, движение, температура, цвет и т.д.). Запись выделяет только главный для химии факт: молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
Веполь модель технической системы. Веполь условен и отражает только одно (но главное для данной задачи) свойство системы. Например, в задаче “Как повысить скорость движения ледокола во льдах?” веполь не включает воду, хотя реальный ледокол без воды не может двигаться. Для веполя в этой задаче безразлично, является ли ледокол атомным, дизельным или паровым, важно только механическое проникновение одного вещества в другое.
Одна и та же техническая система в разных задачах может иметь различную вепольную модель. Например, в задаче “Как увеличить сопротивление ледокола сжатию льда?” лед играет роль инструмента, а обрабатываемым изделием является ледокол.
Веполь понятие простое, легко поддающееся наглядному графическому изображению. Поле обозначают буквой П, вещества буквами В1 (изделие) и В2 (инструмент), направление действия поля и веществ показывают стрелками. Например,
|
П П В1 В2 или В1 В2 |
Вепольный “язык” позволяет записывать что дано (т.е. модель задачи) и что получено в результате решения. Вот запись решения задачи об окраске:
|
Пмех В1 В2 В1 В2 |
Волнистая стрелка символизирует неудовлетворительное взаимодействие. Двойная стрелка заменяет слова “для решения задачи надо перейти к”. В1 прибор (изделие), В2 краска (часть инструмента, непосредственно взаимодействующая с изделием). Запись читается: “Модель задачи два вещества, неудовлетворительно взаимодействующие друг с другом. Для решения задачи надо перейти к веполю, в котором механическое поле действует на изделие, взаимодействующее с краской”.
Избыточное действие можно показать двумя стрелками: прямой (полезная часть действия) и волнистой (вредная, ненужная часть действия). Поэтому запись решения задачи о запайке ампул выглядит так:
|
Пт Пт В1 В1 В2 |
Тепловое поле избыточно действует на В1 (изделие): часть действия полезна, а другая часть вредна. Для решения задачи необходимо перейти к веполю, в котором В2 (инструмент) пропускает полезное действие и задерживает вредное, ненужное. Эта запись наглядно показывает, в чем смысл построения веполя. Даны вещество и поле, плохо взаимодействующие друг с другом. Изменить это плохое взаимодействие трудно и мы идем в обход подбираем вещество В2, которое хорошо взаимодействует с полем. Такое вещество всегда легко подобрать. Остается обеспечить хорошее взаимодействие между В2 и В1 и задача решена.
Задача 3. После сборки агрегатов холодильников нужно проверить, нет ли течи в агрегатах, не проходит ли сквозь неплотности и отверстия рабочая жидкость. Очень важно обнаружить даже маленькую просочившуюся капельку жидкости. Но сделать это трудно: приходится очень тщательно осматривать каждый участок агрегата, а на это требуется слишком много времени. Что вы предлагаете?
Модель этой задачи построить нетрудно: дано вещество (капелька жидкости), требуется его обнаружить:
|
В1 |
Пунктирная стрелка заменяет слово “нужно получить сигнал на выходе”. Поскольку сигнал это поле (акустическое, электромагнитное, оптическое и т.д.), допустимо записать модель и так:
|
В1 П |
Теперь мы, не задумываясь, можем сказать, как надо преобразовать модель задачи, чтобы прийти к ответу. Для построения веполя недостает второго вещества, следовательно, его необходимо ввести:
|
В1 П В1 В2 П |
Если бы “сигнальное поле” можно было получить от В1, задача просто не возникла бы. Поэтому в правой части записи стрелка к П может идти только от В2. Очевиден и смысл решения: В1 не дает хорошего “сигнального поля”, и мы идем в обход добавляем в В1 некое вещество В2, которое перемещается вместе с В1, но в отличие от него способно создать “сигнальное поле”. Задача свелась к подбору вещества В2. Здесь тоже существуют определенные правила. По авторскому свидетельству № 277805 в рабочую жидкость холодильника добавляют очень небольшое количество люминофора и освещают агрегат холодильника ультрафиолетовым светом. Даже самая маленькая капелька, если она просочилась, начинает ярко светиться. Вепольная запись этого решения:
|
П/ В1 П В1 В2 П// |
В этой записи П означает поле на входе (невидимое ультрафиолетовое излучение), П поле на выходе (видимое излучение люминофора), легко поддающееся управлению (обнаружению, измерению, изменению). Вепольные формулы такого типа вообще очень характерны для решения задач на обнаружение и измерение. При этом вещество В2 и поля П и П могут быть самыми различными, но группа сохраняется во всех случаях,
|
П/ В2 П// |
поскольку мы имеем дело с одним и тем же типом преобразования. Как в химии: например, запись
|
H+ + OH H2O |
соответствует определенному типу реакции (нейтрализация). При этом безразлично, какая конкретно взята кислота (серная, соляная и т.п.) и какая взята щелочь (гидроокись калия, гидроокись натрия и т.д.). Запись говорит лишь о типе реакции.
Вообще вепольные формулы во многом схожы с формулами химическими. Подобно химическим формулам, отражающим главные химические признаки вешества состав и структуру его молекул, вепольные формулы отражают главную физическую особенность химической системы вещественно-полевой состав и структуру. Химические формулы позволяют записывать превращения веществ, идущие по определенным законам. Точно также вепольные формулы дают возможность записывать преобразования технических систем, подчиняющиеся своим законам. Типичным химическим реакциям (соединения, разложения и т.д.) соответствуют типичные вепольные преобразования.
Приведем в систему введенные обозначения:
|
|
переход от условий задачи (дано) к результату (получено); |
|
действие или взаимодействие; |
|
|
действие; |
|
|
действие (взаимодействие), требуемое по условиям; |
|
|
взаимодействие; |
|
|
задачи; |
|
|
~ ~ ~ ~ ~ |
неудовлетворительное действие, которое нужно изменить; |
|
П и П |
состояние поля на входе и на выходе (меняются параметры, но не природа поля); |
|
В и В |
состояние вещества на входе и на выходе; |
|
~ В Ви П |
переменное состояние вещества и переменное поле. |
2.2.7.3. Правила преобразования веполей
Выявлено несколько элементарных правил преобразования вещественно-полевых систем при решении технических задач.
2.2.7.3.1.Правило достройки веполя. Если по условиям задачи дана невепольная система (один элемент) или неполная вепольная система (два элемента), то для решения задачи необходимо достроить систему до полного веполя.
Правило это вытекает из самого понятия “веполь”: работоспособная техническая система должна, как минимум, иметь два вещества и поле. В изобретательской практике часто встречаются задачи типа: “Дано одно вещество, нужно им управлять (обнаруживать, измерять, изменять, перемещать и т. д.)”. Распространенная ошибка состоит в том, что рассматривают различные варианты прямого действия на вещество. Правило 1 указывает эффективный обходный путь и позволяет сразу сказать, каким будет тип ответа на задачу (добавить вещество, добавить поле и т.д.).
Переход от одного вещества (или одного поля) к веполю равносилен применению группы приемов, устраняющих физическое противоречие. Например, в задаче 1 о запайке ампул физическое противоречие состоит в том, что огонь должен действовать на ампулы, чтобы их запаивать, и не должен действовать на ампулы, чтобы их не перегревать. При построении веполя подобные противоречия автоматически снимаются благодаря тому, что поле действует через второе вещество (или в присутствии второго вещества); действие есть и действия (непосредственного) нет.
Еще одна важная особенность достройки веполя: техническая система эффективна только в том случае, если она поддается управлению. Достраивать веполь надо так, чтобы в нем обязательно был хотя бы один хорошо управляемый элемент. В задаче о запайке ампул управляемый элемент вода, в которой размещены ампулы. Меняя уровень воды, можно регулировать глубину проникновения пламени.
Как мы уже видели, в задачах на измерение требуется получить хорошо управляемое “сигнальное поле” на выходе системы. Поэтому для удобства чтения вепольных формул желательно поля на входе записывать над строчкой, а поля на выходе ниже строчки, в которой записаны взаимодействующие вещества.
2.2.7.3.2. Правила перехода к феполю. Вепольные системы имеют тенденцию переходить в системы фепольные, т.е. системы с магнитным полем (Пм) и ферромагнитным веществом (Вф), взятым в виде порошка.
Правило это можно записать так (линии обозначают взаимодействие в общем виде, без указания, куда направлено действие).
|
П Пм В1 В2 В1 Вф |
Тенденция к увеличению степени дисперсности В2, замене “сплошного” инструмента “порошковым” (или же состоящим из еще более мелких частиц, например молекул или ионов) типична для всех вепольных систем. Чем меньше рабочие частицы инструмента, тем гибче и точнее инструмент, тем легче им управлять. Но управление отдельными частицами, естественно, возможно только с помощью полей и прежде всего с помощью легко генерируемого и легко управляемого магнитного поля. Поэтому в “вепольном мире” часто встречаются веполи вепольные системы, в котором инструментом служат магнитные частицы, управляемые магнитным полем.
Для примера возьмем задачу об испытательном полигоне для завода сельхозмашин.
Задача 4. На заводе, выпускающем сельскохозяйственные машины, был небольшой испытательный полигон, 100×50 м, на котором проверялись ходовые качества машин (трогание с места, поворот и т.д.). Выяснилось, что для выполнения нового большого заказа нужно испытывать машины с учетом существования почти 100 различных видов почв. Строить 100 полигонов или возить машины на испытания в районы с разными почвами очень дорого. Как быть?
Задача очень трудная, если решать ее без вепольного анализа, и очень простая, если использовать вепольный анализ. Дано вещество (грунт), надо ввести второе вещество и поле. Поле будет менять второе вещество (нетрудно подобрать поле, которое хорошо взаимодействует с каким-то веществом), а поскольку второе вещество связано с первым, будут меняться и свойства смеси обоих веществ. Руководствуясь правилами перехода к феполю, введем ферромагнитный порошок и магнитное поле. В зависимости от силы магнитного поля частицы ферромагнитного порошка, сцепляясь, образуют грунт разной прочности: на одном полигоне можно имитировать самые различные почвы.
Переход к феполям возможен и в тех случаях, когда уже даны два взаимодействующих вещества, ферромагнитные частицы вводятся в одно из этих веществ:
|
Пм В1 В2 В1 (В2Вф) |
Вместо неферромагнитного и потому плохо управляемого вещества В2 получается комплекс (В2Вф), легко поддающийся управлению с помощью магнитного поля. Примером может служить изобретение по авторскому свидетельству № 261372: “Способ проведения процессов, например каталитических, в системах с движущимся катализатором, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, создают движущееся магнитное поле и применяют катализатор с магнитными свойствами”. Катализатор В2 и вещество В1, на которое он действует, надо как-то перемешивать, перемещать относительно друг друга. Приходится использовать громоздкие и малоэффективные механические мешалки или надеяться на перемешивание тепловыми потоками. Но если соединить частицы катализатора с частицами ферромагнитного вещества, получится катализатор, легко поддающийся управлению магнитным полем в этом суть изобретения.
2.2.7.3.3. Правило разрушения веполя. Не все задачи сводятся к достройке веполя, существуют и обратные задачи на разрушение веполей. Чтобы разрушить ненужный или вредный веполь, между двумя имеющими веществами (В1) и (В2) должно быть введено третье, являющееся преимущественно видоизменением одного из двух данных веществ.
Веполь может быть разрушен разными путями: удалением или заменой элементов, введением различных дополнительных элементов. Но при этом возникают затруднения: проще всего разрушить веполь введением третьего вещества, однако условия задачи обычно накладывают запрет на введение посторонних веществ. Особенность правила 3 в том, чтобы ввести третье вещество и в то же время его не вводить. Чтобы осуществить эту противоречивую операцию, нужно изготовить третье вещество из уже имеющихся веществ. Тогда третье вещество будет и его не будет оно сделано из имеющихся веществ и может рассматриваться как их часть.
|
П П В1 В2 В1 В2 В1/ (или В2/) |
При движении на больших скоростях подводные крылья подвергаются кавитационной эрозии: кавитация разьедает металл, разрушает поверхность крыльев. Конечно, можно покрыть крылья каким-то защитным слоем. Но и это покрытие, даже самое прочное, будет съедено кавитацией. По правилу 3 покрытие надо выполнять либо из видоизмененного металла (это ничего не дает, как мы видели), либо из видоизмененной воды, например льда. Лед будет разрушаться, как любое покрытие, но лед можно востанавливать из воды. Такова суть изобретения по авторскому свидетельству № 412062: в
местах, подверженных кавитационной эрозии, постоянно намораживают тонкий слой льда.
2.2.7.3.4. Правило перехода к цепному веполю. Вепольные системы имеют тенденцию к развитию В2 в самостоятельный веполь.
|
П1 П1 П2
В1 В2 В1 В3 В4 |
В свою очередь В4 может образовывать новый веполь, состоящий из В5, В6, и П3 и т.д. Такие веполи называют цепными.
Задача 5. Объек (В1) распирают силовым воздействием с помощью клина (В2). Но клиновым устройствам присущ принципиальный недостаток: клин трудно извлекать. Были сконструированы разного рода “складывающиеся” клинья, но они оказались сложными и ненадежными. Что вы предлагаете?
Модель этой задачи можно представить в виде веполя: клин; поверхность, на которую он давит, и механическое взаимодействие между ними. Веполь включает все три элемента, но ни один из них не поддается легкому управлению, отсюда и несовершенство системы. По авторскому свидетельству № 428119, клин разделен на две части: собственно клин и прокладку, выполненную из легкоплавкого вещества. Когда надо извлечь клин, прокладку нагревают, она размягчается, и клин легко извлекается.
2.2.7.3.5. Правило выявления физэффектов. Если в задаче дан веполь с полем П1, а на выходе требуется получить поле П2, то название нужного физического эффекта можно узнать, соединив названия полей П1 и П2.
|
П1
В1
В2 П2 |
название физического эффекта |
Например, если дано механическое поле (П1), а на выходе желательно получить магнитное поле (П2), необходим механомагнитный эффект (магнитоупругий эффект). Зная название нужного эффекта, можно подобрать вещество В2, реализующее этот эффект, или развернуть В2 в цепной веполь, в котором В4 сможет реализовать необходимый эффект.
В задачах на изменение В1 (обработка, перемещение и т.д.) поле П2 нужно для действия на В1.
|
П1 В1 В2 П2 |
Правило 5 сохраняет силу и в этом случае.
2.2.7.4. Задачи по вепольному анализу для самостоятельной работы студентов
Имея в своем распоряжении набор правил: правила перехода от ситуации к задачи и далее к модели задач, пять правил вепольных преобразований попробуйте самостоятельно решить несколько задач. Решить задачу значит указать правила, на основе которых предлагается решение, и затем дать ответ. Простое угадывание ответа совершенно бесполезно, смысл тренировки именно в применении правил.
Условия тренировочных задач содержат все сведения, необходимые для решения. Если в ответе используется физический эффект, то это простой эффект, наверняка знакомый вам по школьной физике. Только одна задача связана с чуть более сложным физэффектом, но вам не обязательно его знать: достаточно, пользуясь правилом 5, указать название эффекта.
Задача 2.4.1. При выплавки стали возникает необходимость перемешивать расплавленную сталь со шлаками (шлак поглощает примеси). Для этого используют мешалку, сделанную также из стали. Недостаток: мешалка быстро плавится. Сделать мешалку из тугоплавкой стали или из титана дорого. Сделать мешалку из керамики нельзя: керамическая мешалка быстро разрушится, появятся ненужные примеси.
Как быть?
Задача 2.4.2. Имеется термопластический материал (пластмасса). Из него надо изготовить покрытие листы метр на метр с ворсинками, т.е. с выступами из того же материала в виде “иголочек”. Количество ворсинок десятки на квадратный сантиметр. Высота ворсинок 5-10 мм.
Нужен способ изготовления простой, высокопроизводительный, дешевый (предполагается организация соответствующего цеха).
Задача 2.4.3. На консервном заводе часть продукции (огурцы) выпускают в литровых стеклянных банках с металлическими крышками. Необходимо проверить каждую банку на герметичность достаточно ли плотно крышка закрывает горловину банки. Для этого банки опускают в ванну с водой и смотрят, появятся ли пузырьки воздуха над банкой (вода проникает через неплотности внутрь банки и вытесняет воздух). Способ очень медленный и ненадежный: контролер может и не заметить маленьких пузырьков воздуха.
Как быть?
Задача 2.4.4. Для исследовательских целей были заказаны несколько тысяч пустотелых керамических изделий, похожих на вазы, но неправильной формы. Изготовить такие изделия нетрудно. Но после изготовления нужно промерить толщину стенок, а сделать это, не разбивая изделия, не так-то просто. На заводе-изготовителе сказали: “Мы сделаем эту штуку из двух половинок. Промерим стенки, потом как-нибудь склеим изделие”. Заказчик не согласился: изделие должно быть целым, никакие склеивания недопустимы. Что вы предлагаете?
Задача 2.4.5. При заправке ракеты жидким кислородом возникает проблема отделения от жидкого кислорода нерастворившегося газообразного кислорода. Будем считать, что предотвратить возникновение пузырьков невозможно. Суть задачи в том, чтобы очистить от пузырьков поток жидкого кислорода, поступающий по трубопроводу.
Задача 2.4.6. В устройстве для совмещения микроминиатюрных элементов радиоэлектронных схем одна из деталей передвигается с помощью микрометрического винта. Потребовалось повысить точность передвижения. Но микрометрические винты не обеспечивают требуемой точности. Как быть?
Задача 2.4.7. Изменение сверхвысоких напряжений порядка 2000-2500 киловольт и токов в проводниках, находящихся под эти напряжением, представляет собой сложную техническую задачу. Приходится воздвигать огромную конструкцию, имеющую изоляцию на полное напряжение. Такие “этажерки” из изоляторов достигают высоты 10 12 м. Измерение напряжений и токов по коронному разряду не годится, так как для определения параметров короны, в свою очередь, надо знать напряжение.
Нужен простой и дешевый способ измерения сверхвысоких напряжений в проводниках, находящихся под этим напряжением.
2.2.7.5. Стандартные решения технических задач с помощью
вепольного анализа
В настоящее время выявлено несколько десятков (около 50) стандартных преобразований технических систем, наиболее сильных приемов, сочетаний приемов и физических эффектов, приводящих к эффективным решениям. Рассмотрим часть этих «стандартов», представляя их в вепольной форме.
2.2.7.6. Стандарты на изменение систем
2.2.7.6.1. Синтез вепольных систем
Стандарт 1. Если дана невепольная система, плохо поддающаяся нужным изменениям, и условия задачи не содержат ограничений на введение веществ и полей, ее решают достройкой веполя, вводя недостающие элементы.
Стандарт 2. Если дана невепольная система, плохо поддающаяся нужным изменениям, и условия задачи не позволяют ввести второе вещество, достройку веполя осуществляют путем разделения имеющегося вещества на две части.
Стандарт 3. Если нужен оптимальный режим действия, а обеспечить его по условиям задачи трудно или невозможно, надо использовать максимальный режим, а избыток убрать. При этом избыток поля убирают веществом, а избыток вещества полем.
Стандарт 4. Если нужно обеспечить максимальный режим действия на вещество, а это по тем или иным причинам недопустимо, максимальное действие следует сохранить, но направить его на другое вещество, связанное с первым:
|
Пмакс Пмакс В1 В2 В1 |
Пример. При изготовлении предварительно-напряженного железобетона необходимо растянуть стальные стержни. Для этого их нагревают: от тепла стержни удлиняются, и в таком виде они закрепляются. Однако, если вместо стержней используют проволоку, ее нужно нагреть до 700, хотя допустимо только до 400 (при большей температуре проволока теряет свои свойства). Предложено нагревать нерасходуемый жаропрочный стержень, который от нагрева удлиняется и в таком виде соединяется с проволокой. Охлаждаясь, стержень укорачивается и растягивает проволоку, остающуюся холодной (авт. св. № 120909).
2.2.7.6.2. Преобразование вепольных систем
Стандарт 5. Если дана вепольная система (простая, двойная или цепная), ее эффективность может быть повышена путем увеличения степени дисперсности (дробления) вещества, играющего роль инструмента.
Пример. При последовательной перекачке разных жидкостей по одному трубопроводу использовались поршневые и шаровые разделители. Работали они плохо: быстро истирались, застревали и т.д. Предложено ввести в зону контакта жидкостной разделитель из дробинок размерами 0,3 0,5 мм с плотностью, равной средней плотности жидкости (авт. св. № 272737).
Стандарт 6. Если дана вепольная система (простая, двойная или цепная), ее эффективность может быть повышена путем использования магнитного поля.
Пример. Устройство для объединения потоков жестяных консервных банок, включающее ряд конвейеров для подвода отдельных потоков банок, конвейер для подвода объединенного потока и приспособления для формирования последнего, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, приспособление для формирования объединенного потока представляет собой ряд наклонных сходящихся лотков, над каждым из которых смонтированы с возможностью попеременного включения электромагниты (авт. св. № 424623).
Стандарт 7. Если дана вепольная система (простая, двойная или цепная), ее эффективность может быть повышена путем динамизации, т.е. перехода к гибкой, меняющейся форме системы.
Пример. Подводное транспортное судно, корпус которого имеет цилиндрическую форму, отличающееся тем, что, с целью уменьшения осадки судна при полной его загрузке, корпус судна выполнен из двух раскрывающихся шарнирно - сочленных полуцилиндров (авт. св. № 161247).
Стандарт 8. Если веществу, входящему в веполь (или могущему войти в веполь), должна быть придана определенная пространственная структура, то процесс следует вести в поле, которое имеет структуру, соответствующую требуемой структуре вещества.
Пример. Способ профилирования материала типа прутков путем наложения на заготовку ультразвуковых колебаний и ее пластической деформации. Отличается тем, что, с целью получения на заготовке периодического профиля синусоидального характера, заготовку подвергают действию ультразвуковых колебаний так, чтобы расположение пучностей и узлов ультразвуковой волны соответствовало выступам и впадинам профиля. После этого осуществляют процесс пластического деформирования заготовки в осевом направлении (авт. св. № 536874).
2.2.7.6.3. Синтез сложных вепольных систем
Стандарт 9. Если дан плохо управляемый веполь и нужно повысить его эффективность, задача решается превращением одной из частей веполя в независимо управляемый веполь и образованием цепного веполя:
|
П1 П1 П2
В1 В2 В1 В3 В4 |
В частности, если в технической системе имеется объект, который движется или должен двигаться под действием силы тяжести вокруг некоторой оси, и надо управлять движением этого объекта, задача решается введением в него вещества, управляемо движущегося внутри объекта и вызывающего своим движением перемещения центра тяжести системы.
Пример. Качающийся дозатор имеет ковш, постепенно заполняемый жидкостью, и противовес. Когда ковш наполняется, дозатор наклоняется и выливает жидкость. Однако такой дозатор слишком рано начинает подниматься часть жидкости остается в ковше. Предложено в противовесе сделать канал, в котором свободно перемещается шарик. При опрокидывании ковша шарик смещается к оси, передвигает центр тяжести системы и тем самым удерживает ковш наклонным до полного слива жидкости (авт. св. № 329441).
Стандарт 10. Если есть плохо управляемый веполь и нужно повысить его эффективность, причем замена элементов этого веполя недопустима, задача решается постройкой двойного веполя путем введения второго поля, хорошо поддающегося управлению:
|
П1 П1 В1 В2 В1 В2 П2 |
Пример. Способ регулируемого расхода жидкости металла из разливочного ковша, отличающийся тем, что, с целью безаварийной разливки, гидростатический напор регулируют высотой металла над отверстием разливочного стакана, вращением металла в ковше электромагнитным полем (авт. св. № 275331).
В частности, если в системе имеются отдельные чисто механические элементы, следует использовать также их магнитные свойства для получения дополнительных эффектов: информации о работе и состоянии системы, улучшения взаимодействия элементов и т.д.
Пример. Мальтийский механизм, содержащий ведущее звено и ведомый мальтийский крест, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы, ведущее звено снабжено секторами из магнитного материала с установленными в них постоянными магнитами, а мальтийский крест снабжен пластинками из гистерезисного материала (авт. св. № 518591).
2.2.7.6.4. Переход к фепольным системам
Стандарт 11. Если нужно повысить эффективность управления системой, необходимо перейти от веполя к феполю, заменив одно из веществ ферромагнитными частицами (или добавив ферромагнитные частицы) и использовав магнитное поле.
Стандарт 12. Если нужно повысить эффективность управления системой путем перехода от веполя к феполю, а замена веществ ферромагнитными частицами (или введение в вещества этих частиц) недопустима, то ферромагнитный порошок следует ввести во внешнюю среду и, действуя магнитным полем, менять параметры среды и, следовательно, управлять находящейся в ней системой. В качестве внешней среды могут быть использованы также электрореологические жидкости и управляющие ими поля:
|
Пмаг В1 В1 В2 Вф П П П2
В1 В2 В1 В2 В3 В4 |
Пример. Способ демпфирования механических колебаний путем перемещения металлического неферромагнитного подвижного элемента между полюсами магнита, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени демпфирования, в зазор между полюсами магнита и подвижным элементом вводят магнитную жидкость и меняют напряженность магнитного поля пропорционально амплитуде колебаний (авт. св. № 469059).
В частности, если в системе используются поплавки или одна часть системы является поплавком, то в жидкость следует ввести ферромагнитные части и управлять кажущейся плотностью жидкости. Управлять можно также, пропуская сквозь жидкость ток и действуя электромагнитным полем.
Пример. Манипулятор для сварочных работ, содержащий поворотный стол и узел поворотного стола, выполненный в виде поплавкового механизма, шарнирно соединенного через кронштейн со столом и помещенного в емкость с жидкостью, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости перемещения стола, в жидкость введена ферромагнитная смесь, а емкость с жидкостью помещена в электромагнитную обмотку (авт. св. № 527280).
2.2.7.6.5. Разрушение вепольных систем
Стандарт 13. Если два (подвижных относительно друг друга) вещества должны соприкасаться и при этом возникает вредное явление, т.е. образуется вредный веполь, который необходимо ликвидировать, задача решается введением между данными веществами третьего, представляющего собой их видоизменение.
Стандарт 14. Если необходимо устранить вредное действие поля на вещество, задача может быть решена введением второго вещества, оттягивающего на себя вредное действие поля:
|
П П
В1 В1 В2 |
Пример. Для защиты подземных кабельных линий от повреждений, вызываемых образованием в грунте морозобойных трещин, заранее прорывают узкие прорези (трещины) в стороне от трассы кабеля (авт. св. № 152492).
2.2.7.6.6. Переход к принципиально новым системам
Стандарт 15. Если нужно увеличить технические показатели системы (точность, быстродействие и т.д.) и это наталкивается на принципиальные препятствия (запрет со стороны законов природы, резкое ухудшение других свойств системы), то задача решается переходом с макроуровня на микроуровень: система или ее часть заменяется веществом, способным при взаимодействии с полем выполнять требуемое действие.
Пример. Регулируемый лабиринтный насос, содержащий цилиндрический ротор и статор с многозаходной нарезкой противоположного направления, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования насоса с помощью изменения температуры, ротор и статор выполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расширения (авт. св. № 275751).
Стандарт 16. Если нужно увеличить технические показатели системы (вес, размеры, скорость и т.д.) и это наталкивается на принципиальные препятствия (запрет со стороны законов природы, отсутствие в современной технике необходимых веществ, материалов, мощностей и т.д.), система должна войти в качестве подсистемы в состав другой, более сложной, системы. Развитие исходной системы прекращается, заменяясь более интенсивным развитием сложной системы.
Пример. Увеличение защитной мощности холодильного костюма для горноспасателей наталкивалось на весовой барьер. Предложено объединить холодильную и дыхательную системы в единый скафандр, в котором одно холодильное вещество (жидкий кислород) выполняет две функции: сначала испаряется и нагревается, а потом идет на дыхание. Отпадает необходимость в тяжелом дыхательном аппарате, что позволяет во много раз увеличить запас холодильного вещества (авт. св. № 111144).
2.2.7.7. Стандарты на обнаружение и измерение
2.2.7.7.1. Обходные пути решения задач на обнаружение и измерение
Стандарт 17. Если дана задача на измерение, целесообразно перевести ее в задачу на последовательное обнаружение изменений.
Пример. При добыче медных руд камерным способом образуются огромные подземные залы, камеры. От взрывов и других причин потолок (кровля) камер местами отслаивается, падает. Необходимо регулярно следить за состоянием потолка, измерять образующиеся “ямы”. Но как это сделать, если потолок – на высоте пятиэтажного дома? Предложено при подготовке камер заранее бурить в кровле скважины – сбоку, над потолком – и закладывать в них разноцветные люминесцирующие вещества. Если в каком-то месте выпала порода и образовался купол, это легко обнаружить по свечению люминофора. А по цвету можно судить о высоте образовавшегося купола (авт. св. № 186366).
Стандарт 18. Если дана задача на обнаружение, целесообразно перевести ее в задачу на изменение.
Пример. Способ измерения силы контактного нажатия в герконах, отличающиися тем, что, с целью упрощения процесса измерения, геркон вращают вокруг оси, параллельной его продольной оси, с нарастающей угловой скоростью до момента размыкания контактов, измеряют угловую скорость, при которой происходит размыкание контактов, и по ее величине судят о величине контактного нажатия (авт. св. № 440717).
2.2.7.7.2. Синтез вепольных систем
Стандарт 19. Если объект трудно обнаружить в какой-то момент времени и если есть возможность заранее ввести в объект добавки, задача решается предварительным введением в объект добавок, которые создают легко обнаруживаемое (чаще всего электромагнитное) поле или легко взаимодействуют с внешней средой, обнаруживая себя и, следовательно, объект.
2.2.7.7.3. Синтез сложных вепольных систем
Стандарт 20. Если объект трудно обнаружить или измерить в какой-то момент времени и нет возможности ввести в объект добавки, то эти добавки, создающие легко обнаруживаемое и легко измеряемое поле, преимущественно электромагнитное, следует ввести во внешнюю среду, по изменению состояния которой можно судить об изменении состояния объекта.
Пример. Для контроля износа двигателя нужно определить количество “стершегося” металла. Частицы эти поступают во внешнюю среду – масло. Предложено добавить в масло люминофоры: металлические частицы являются гасителями свечения (авт. св. № 260249).
Стандарт 21. Если нужно обнаружить или измерить изменения, происходящие в вепольной системе, задачу решают, применяя поле, проходящее сквозь систему и выносящее информацию о ее состоянии.
|
П/ П// В1 В2 |
|
П/ П// В1 В В2 |
Пример. Способ обнаружения момента начала кипения в жидкости. Через жидкость пропускают электрический ток. При появлении пузырьков резко возрастает электрическое сопротивление (авт. св. № 269558).
Стандарт 22. Если невозможно непосредственно обнаружить или измерить изменения, происходящие в вепольной системе, задача решается возбуждением в системе резонансных колебаний, по изменению частоты которых можно определить происходящие в системе изменения.
Пример. Способ контроля процесса электролитического полирования прецизионных лент путем замера электрического параметра и косвенного определения геометрических размеров, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, ленту размещают в магнитном поле, подключают к генератору и измеряют частоту собственных колебаний (авт. св. № 486078).
2.2.7.7.4. Переход к фепольным системам
Стандарт 23. Если нужно повысить эффективность обнаружения или измерения вепольной системы, необходимо перейти от веполя к феполю, заменив одно из веществ ферромагнитными частицами (или добавив ферромагнитные частицы) и обнаруживая или измеряя магнитное поле.
Пример. Способ определения степени затвердевания (размягчения) полимерных составов, отличающийся тем, что, с целью неразрушающего контроля, в состав вводят магнитный порошок и измеряют изменение магнитной проницаемости состава в процессе его затвердевания (размягчения) (авт. св. № 239633).
2.2.7.8. Стандарты на применение стандартов
2.2.7.8.1. Добавка вещества при постройке и разрушении веполей
Стандарт 24. Если нужно ввести вещество, а это запрещено условиями задачи или недопустимо по условиям работы системы, следует использовать обходные пути, например:
– вместо вещества вводят поле;
– вместо внутренней добавки используют добавку наружную;
– добавку вводят в очень малых дозах;
– добавку вводят на время;
– в качестве добавки используют часть имеющегося вещества, переведенное в особое состояние или уже находящегося в таком состоянии;
– вместо объекта используют его копию (модель), в которую допустимо введение добавок;
– добавку вводят в виде химического соединения, из которого она потом выделяется;
– добавку, после того как она сработает, переводят в вещество, одинаковое с данным веществом.
Стандарт 25. Если нужно ввести большое количество вещества, а это запрещено условиями задачи или недопустимо по условиям работы системы, в качестве вещества используют “пустоту” в виде надувных конструкций или пены.
Стандарт 26. Если нужно совместить в пространстве два вещества, а это невозможно по условиям задачи, вместо веществ используют их оптические копии.
Пример. Контроль пластинки с просверленными отверстиями ведут, совмещая желтое изображение пластинки с синим изображением эталона; если на экране появляется желтый цвет, значит, в контролируемой пластинке отсутствует отверстие; появление синего цвета означает, что на пластинке есть лишнее отверстие.
В частности, если нужно сравнить объект с эталоном с целью выявления отличий, то задача решается оптическим совмещением изображения объекта с эталоном или с изображением эталона, причем изображение объекта должно быть противоположно по окраске эталону или его изображению. Аналогично решаются задачи на измерение, если есть эталон или его изображение (авт. св. № 350219).
2.2.7.8.2. Объединение объектов в систему и объединение систем в надсистему
Стандарт 27. При объединении объектов в систему и объединении систем в надсистему должны быть согласованы их собственные частоты.
Пример. Способ предварительного ослабления угольного пласта путем воздействия на породы массива искусственно создаваемых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ослабления, на массив, предварительно приведенный в возбужденное состояние, воздействуют направленными импульсами с частотой, равной частоте собственных колебаний массива.
В частности, если надо совместить два взаимоисключающих действия (или два взаимоисключающих состояния объекта), то каждое из этих действий надо сделать прерывистым и совместить их таким образом, чтобы одно действие совершалось в паузах другого (авт. св. № 317707).
Пример. Способ электродуговой сварки с магнитотепловой обработкой для удержания расплавленного металла сварочной ванны, при котором через свариваемую деталь, помещаемую в пульсирующее магнитное поле, пропускают постоянный ток, отличающийся тем, что, с целью устранения влияния магнитного поля на сварочную дугу и удержание расплавленного металла сварочной ванны магнитным полем при сварке пульсирующей дугой, магнитное поле включают в паузах между импульсами сварочного тока (авт. св. № 510337).
Стандарт 28. Если объект должен периодически находится в разных физических состояниях, то переход должен осуществиться самим объектом за счет использования обратимых физических превращений, например фазовых переходов, ионизации – рекомбинации, диссоциации – ассоциации и т.д.
Пример. Молниеотвод в виде газоразрядной трубки. Сам включается при возникновении молнии: газ ионизируется, становится проводником. После исчезновения молнии ионы сами рекомбинируют, газ становится электронейтральным, а молниеотвод непроводящим и поэтому не дающим радиотени.
В частности, если измерение производят с целью управления системой, то следует перейти от измерения к саморегулируемому изменению системы путем использования обратимых физических превращений (авт. св. № 117497).
Пример. Индукционная печь нагрева токами промышленной частоты, включающая тигель и индуктор, отличающаяся тем, что, с целью поддержания заданного режима нагрева, тигель выполнен из ферромагнитного материала, точка Кюри которого равна заданной температуре нагрева (авт. св. № 471395).
2.3. Тренинг креативности
Одним из наиболее распространенных и эффективных методов развития креативности является специальным образом организованный тренинг креативности.
Согласно представлениям О.В. Евтихова психологический тренинг представляет собой метод преднамеренных изменений психологических феноменов человека, направленных на его личностное и профессиональное развитие, анализ и переоценку им собственного жизненного опыта в процессе группового взаимодействия. Соответственно целью тренинга креативности является «осознание человеком креативности в себе и ее развитие» [81, С.181]. В ходе тренинга решаются такие наиболее общие задачи как осознание и преодоление барьеров проявления креативности, развитие характеристик творческого мышления и воображения участников. Однако задачи тренинга креативности могут уточняться и конкретизироваться различными авторами в зависимости от понимания сущности феноменов творчества и креативности и ведущей направленности тренинга и его целевой аудитории. Так, например, С.И. Макшанов в авторской программе тренинга креативности, предназначенного, главным образом, для специалистов коммуникативных профессий, указывает и такие задачи, как осознание характеристик креативной среды, формирование навыков и умений управлять креативным процессом.
Для достижения эффективности проведения тренинговой работы необходимо создание и удержание безопасной творческой среды, что требует от участников и тренера выполнения определенных групповых норм-принципов: проблемность, неопределенность, принятие, безоценочность, активность [81]
Неоднозначность понимания сущности и структуры феномена креативности определяет также и вариативность построения программ тренингов креативности разными авторами. Однако структуру тренинговой работы необходимо выстраивать в соответствии с общим алгоритмом проведения «стандартного» психологического тренинга, который предполагает прохождение следующих последовательных фаз [59]:
1) Фаза знакомства
На этой стадии происходит ознакомление участников с целями и задачами тренинга, определяются принципы и нормы групповой работы. Тренер организует знакомство всех участников друг с другом.
Говоря о тренинге креативности, целесообразно будет провести знакомство неординарным способом, например с помощью игры, тем самым изначально ориентируя участников на креативное поведение.
2) Фаза разогрева
Данная фаза направлена на создание работоспособности группы, установление в ней дружеской и творческой атмосферы, снижение уровня психологической защиты участников, за счет их включения в активное взаимодействие.
На данном этапе рекомендуется применять динамичные двигательные упражнения и телесные контакты, в ходе которых происходит усвоение участниками групповых норм. В тренинге креативности на данной стадии также эффективным может быть применение техник группового сочинения или рисунка.
3) Фаза лабилизации
Целью этой стадии является создание у участников мотивации к обучению через осознание своей некомпетентности или неадекватности своего поведения в определенной ситуации.
Пусковым механизмом лабилизации является постановка перед группой задачи, с которой она не может справиться. В данном случае могут применяться такие техники, как различные типы задач, проблемные ситуации, игры, и т.п.
В тренинге креативности на данном этапе участники должны столкнуться с трудностями при необходимости проявить свои творческие способности при решении поставленной задачи и благодаря этому прийти к первичному осознанию присущих им барьеров проявления креативности и недостатков в развитии творческого мышления.
4) Фаза обучение
На данном этапе происходит обучение новым формам поведения, усвоение и отработка новых коммуникативных или интеллектуальных навыков и техник.
В тренинге креативности на этой фазе, в соответствии с поставленными задачами тренинга, проводятся упражнения направленные на осознание характеристик креативной среды и снятие барьеров проявления креативности, способствующие развитию творческого воображения, гибкости, оригинальности и беглости мышления. Упражнения здесь могут быть представлены в виде творческих заданий, проблемных ситуаций, дискуссий и игровых технологий.
5) Фаза овладения (заключительная)
Эта фаза направлена на завершение тренинговой работы. На данном этапе происходит подведение итогов тренинга, когда каждый участник получает возможность анализировать и оценивать проведенную в группе работу, отметить свои и групповые положительные достижения, получить обратную связь. Большое значение здесь имеют рефлексивные процессы, осознание и вербализация участниками своих внутренних переживаний и эмоций.
Подробно с различными программами тренингов креативности можно ознакомиться в работах таких авторов, как С.И. Макшанов, А.Г. Грецов, М. Кипнис.
Целью данного тренинга является развитие креативности педагогов. В ходе тренинга для достижения цели решаются следующие задачи: 1)осознание и преодоление барьеров креативности 2)осознание характеристик креативной профессиональной среды; 3)развитие гибкости, оригинальности и беглости мышления; 4)развитие творческого воображения;
Ниже мы приводим один из вариантов программы тренинга креативности. Состав упражнений может варьироваться в зависимости от специфики группы, уровня подготовленности и запроса участников.
Фаза знакомства
Шеринг
10 мин.
Фаза разминки
Шеринг
30 мин
Фаза лабилизации
Шеринг
Следует подвести участников к осознанию следующих возможных барьеров креативности:
- ориентация на одобрение, сниженная самооценка
- временное ограничение, оценивание
- прошлый опыт, создание рамок и ограничений самим человеком
20 мин
Тренер: «посмотрите на этот лист и скажите что вы видите на нем?»
- повторить что сказали участники (куб, аквариум, комната и др.)
Тренер: «у нас возникли разные мнения, но в то же время очевидно, что на нем нет ничего кроме 12 отрезков прямых. Как это обьяснить?»
Шеринг
Обратить внимание на влияние прошлого опыта «узнается то, что есть в сознании» – ограничение креативности
10 мин
Фаза обучения
Упражнения на осознание барьеров креативности
Участники объединяются в подгруппы, и им предлагается составить два списка: 1)что можно сделать с вешалкой, 2)что невозможно сделать с вешалкой 5-7 минут
- списки озвучиваются
Далее участникам предлагается придумать способы, посредством которых можно превратить пункты из списка 2 в список 1 (сделать невозможное возможным)
- зачитывают полученные решения
Шеринг:
20 мин.
2. Арка
Участникам предлагается придумать как из листа бумаги сделать арку, через которую сможет пройти любой человек.
Шеринг:
15-20 мин
Упражнения, направленные на развитие творческого мышления
Инструкция участникам: «давайте представим, что это апельсин. Сейчас мы будем бросать его друг другу, говоря при этом какой апельсин вы бросаете (какое-либо его качество). При этом нельзя повторять названные качества»
Шеринг:
Упражнение направленно на развитие беглости, гибкости мышления
5-7 мин
«Задание выполняется письменно. Напишите вверху листа 4 буквы Н Г О К. Вам надо будет составить как можно больше предложений, в которых первое слово должно начинаться на Н, второе – на Г и т.д. На выполнение задания есть 3 минуты».
3 мин, - сколько получилось и прочитать одно.
- Продолжить еще 3 мин,
- рассказ на свободную тему с такой же последовательностью букв (не обсуждается)
«Сейчас мы будем, бросая друг другу мячик, поочередно выдвигать аргументы «за» и «против» профессии учителя. Первый – за, второй –против и т.д. Договоримся, что мы будем пользоваться формулировкой «Достоинство профессии учителя в том, что...» и «недостаток профессии учителя в том, что…»
Шеринг:
7-10 мин.
«Сейчас мы будем бросать друг другу мяч, называя при этом любое существительное. Тот, кто ловит – называет любое слово, пришедшее ему в голову по поводу сказанного – ассоциацию»
Шеринг
Очень часто в ходе задания возникают тематические ассоциативные цепочки.
5-7 мин
Шеринг:
Упражнения, направленные на развитие воображения
1. Промежуточное звено
Участникам дается две ситуации и требуется придумать «промежуточное звено» - то, что могло произойти между этими ситуациями, так чтобы первая из них стала причиной второй.
- «На фонарный столб сел скворец. Студент не смог сдать экзамен по психологии».
- «Хулиган разбил окно. Менеджера по продажам повысили в должности до директора магазина».
- «Кот запрыгнул на диван. В магазин привезли некачественную колбасу».
Шеринг:
20-30 мин.
2. Путешествия
Инструкция: «Сейчас тот, кто начнет работу, бросит мяч кому-нибудь из нас и скажет, где окажется тот, кому адресован мяч. В выборе мест нет ограничений. Поймав мяч надо быстро назвать 3 предмета, которые вы возьмете с собой туда, куда вас направляют. Постараемся не повторять названные места и предметы»
Шеринг:
15-20 мин.
4. Рисование по кругу
Инструкция: «Возьмите листы бумаги и карандаши. Когда я скажу «начали», нарисуйте на листе то, что захочется, на рисование будет 15 сек. Когда время закончится, я попрошу вас передать свой рисунок соседу слева. Вы должны будете нарисовать на рисунке еще что-нибудь, развивая сюжет. Будем продолжать пока к каждому не вернется его рисунок»
Шеринг:
5. Монолог от имени предмета
Инструкция: «Посмотрите внимательно вокруг и выберите любой предмет, находящийся в этой комнате, от имени которого вы готовы произнести небольшой монолог. Когда все будут готовы, кто-то из нас начнет, и все по очереди произнесут свои монологи. Ничего страшного если будет несколько монологов от имени одного предмета».
Шеринг:
20 – 30 мин.
Фаза завершения
Инструкция: «Нарисуйте ваши впечатления от тренинга, ваши чувства, мысли, насколько оправдались ожидания, что узнали нового?»
Участникам предлагается из подручных средств сделать подарок группе и написать пожелание участникам.
10-15 мин
Участники произвольно обмениваются подарками, произносится слово благодарности за подарок.
2.4. Ассоциативно-синектические технологии развития творчества
В данном параграфе рассматривается ассоциативно - синектический метод развития изобретательства в процессе конструирования стихов, разработанный С.А. Новоселовым. Своеобразие данной технологии подчеркивается ее метафоричным названием «Дизайн искусственных стихов» [46]. Название «искусственные» отражает факт применения технологии развития творческого воображения. Стихи “сконструированы” из элементов японских поэтических миниатюр – хайку и танка, а затем превращены в визуальные образы и проекты на занятиях по развитию технического изобретательства студентами Российского (до 2001 года – Уральского) государственного профессионально-педагогического университета и их преподавателем.
Первый вариант технологии конструирования стихов из отдельных фрагментов хайку был разработан С.А. Новоселовым в 1987 году и прошел первую апробацию на семинаре преподавателей и дизайнеров кафедры Робототехники и гибких производственных систем Свердловского инженерно-педагогического института. В 1988-89 годах были проведены первые эксперименты по активизации технического изобретательства студентов машиностроительного и электроэнергетического факультетов посредством пересечения двух видов творческой деятельности: литературной и научно-технической. Ассоциативно - синектический метод развития изобретательства в процессе конструирования стихов С.А. Новоселов стал регулярно применять в работе со студентами кафедры Автоматизации, механизации производства и методики обучения УГППУ, начиная с 1995 года. Постоянное совершенствование метода на основе научного осмысления его сущности привело к появлению в 2000 году нескольких технологий Дизайна искусственных стихов.
Алгоритм организации учебно-творческой деятельности студентов с применением ассоциативно-синектического метода развития изобретательства в процессе конструирования стихов состоит из следующих шагов.
Преподаватель предлагает студентам учиться этому с помощью чтения и поиска новых смыслов в японских трехстишиях – «хайку» («хокку») и пятистишиях «танка». Эти японские поэтические миниатюры позволяют каждому прочитавшему их человеку по-своему представить эскизно обозначенный в них поэтический образ. При этом каждый человек привносит в «угадываемый» поэтический образ элементы своего собственного опыта, сохранившиеся в его памяти следы пережитых чувств, окрашивает этот образ особенностями личной эмоциональности.
Сознательно организованный поиск новых смыслов и новой красоты в известных мотивах японских поэтических миниатюр помогает почувствовать и осознать собственную потребность в творчестве, запустить психологические механизмы творчества, и на этой основе организовать процесс отработки навыков творческой деятельности.
Эти элементы содержания, элементы-образы и элементы-эмоции можно изменять, усиливать, «перекрашивать» и «перекраивать» под индивидуальное видение мира, под индивидуальный «размер души». Например, можно провести «механическую обработку» деталей конструктора посредством добавления и перестановки знаков препинания, удаления- прибавления слов, а затем попытаться найти новые смыслы, новые образы, вызывающие эмоциональный отклик.
Студенты должны постараться усилить эмоциональный эффект полученной комбинации ее дальнейшим переконструированием и видоизменением. При этом можно переконструировать исходные «детали» или ввести свои собственные поэтические строки, пришедшие в голову в процессе комбинирования фрагментов хайку и танка, осмысления и переживания полученных поэтических образов.
Эта деятельность по комбинированию образов и провокации эмоций активизирует образное мышление (работу правого полушария головного мозга). При этом процесс образного мышления сочетается с процессом аналитического мышления, (работа правого полушария головного мозга сочетается с работой левого полушария), так как конструирование, «сборка» поэтической комбинации контролируется аналитическим мышлением.
Этот этап ассоциативно-синектической технологии моделирует состояние обмена информацией между сознанием и подсознанием, состояние одновременной работы сознания и подсознания над одним и тем же объектом. В психике формируется «след», ассоциированной целенаправленной деятельности сознания и подсознания, который поможет в дальнейшем решать научные, технические и организационные задачи, связанные своими смыслами с соответствующими стихотворными конструкциями.
Использование аналогий из природы или из сфер человеческой деятельности, непосредственно не связанных с областью решаемой конкретной научной или технической задачи, характерно для метода, известного под названием «синектика» (автор У. Гордон).
Некоторое сходство с синектикой, в части установления аналогий между совершенствуемым техническим объектом и предметами природы или искусства, привело к мысли о необходимости упоминания синектики в составном названии новой группы педагогических методов и технологий развития творчества учащейся молодежи – ассоциативно-синектических методов и технологий.
В ходе работы по совершенствованию выбранного технического объекта (или в ходе решения научной задачи) преподаватель предлагает студентам сосредоточить свои усилия, не столько на модернизации конструктивных элементов усовершенствуемого объекта техники, сколько на поиск его новых потребительских качеств, т.е. на прогноз развития связанных с ним потребностей человека.
Цель применения ассоциативно-синектической технологии считается достигнутой, если у студентов появляется интерес к самостоятельному продолжению творческой деятельности.
Опыт применения в учебном процессе профессионально-педагогического университета описанной технологии развития творчества студентов привел к идее расширения набора «деталей» поэтического конструктора, посредством добавления «визуальных деталей, что потребовало изменения технологии и корректировки ее названия. Название «Дизайн искусственных стихов» отражает усиление проектной направленности учебно-творческой деятельности. Рассмотрим основные этапы одного из вариантов дизайна искусственных стихов на конкретном примере.
В качестве “набора поэтических и визуальных деталей” для создания стихов, были выбраны следующие хайку и их визуальные отображения:
|
Над заглохшей водой, над старым колодцем белеет слива в пышном цвету. Исса |
|
|
Слива в цвету - лунный луч прохожего дразнит: отломи-ка ветку! Исса |
|
|
Лапки в землю упёрла и читает стихи нараспев важная лягушка... Сокан |
|
|
Восходит луна. Над травой проносится ветер Поёт кукушка... Сики Чуть заметно дрожит ветка сливы в бутонах набухших - вспорхнула ворона... Дакоцу |
|
|
Летняя ночь. От облачка к облачку в небе Перебегает луна. Ранко |
Затем из полученных визуальных деталей проектируется оригинальная художественная конструкция (рис.1), а параллельно, с использованием ее визуальных образов, создается нерифмованная конструкция из поэтических деталей, которая подвергается обработке ритмом и рифмой и превращается в искусственное стихотворение:
Над заглохшей водою колодца
Слива в белом наряде стоит,
Лунный луч вдоль лесного болотца
Босиком по тропинке бежит.
Лапки в землю упёрла лягушка
И читает стихи нараспев,
Удивлённо умолкла кукушка,
Мне года досчитать не успев.
А от облачка к облачку в небе
Утомлённо крадётся луна,
Нежно облачкам чёлки теребит
И желает им сладкого сна.
Ветка сливы в бутонах набухших
Чуть заметно дрожит в темноте,
Пепелинки фантазий потухших
Отзываются дрожью во мне.
А от облачка к облачку в небе
Утомлённо крадется луна,
Нежно облачкам чёлки теребит
И желает им сладкого сна.
С. Новосёлов
Это стихотворение с визуальной конструкцией стали основой для новой технической идеи разработки робототехнического комплекса.
Образ ветки с набухающими бутонами, привел к неожиданной ассоциации с захватным устройством робота, которое необходимо перенастраивать под изменяющиеся размеры, массу и прочностные свойства транспортируемых деталей. Образ колодца с заглохшей водой вызвал ассоциацию с наполнением захватного устройства магнитной реологической жидкостью. Дальнейшая техническая проработка появившейся изобретательской идеи привела к созданию совместно со студентами Р.Н Глуховским и С.Е. Буравлевым следующего изобретения, защищенного авторским свидетельством.
Рис.1.
Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано в безлюдном автоматическом производстве. Цель изобретения – расширение технологических возможностей захватного устройства за счет увеличения диапазона размеров и хрупкости деталей, которыми манипулирует робот, а также их количества. На рис. 2 представлена схема манипулирования деталями в предлагаемом транспортном робототехническом комплексе с использованием предлагаемого способа и захватного устройства; на рис. 3 - вариант схемы манипулирования деталями.
Изобретение может быть использовано в транспортном робототехническом комплексе (рис. 2 и 3), который содержит транспортный робот (не показан) с рукой 1, на которой закреплено захватное устройство 2. В робототехническом комплексе содержится также загрузочная позиция 3, разгрузочная позиция 4 и гидросистема, включающая гидропроводы 5 и 7, насосы 6 и 8, а также емкость 9. При этом позиция загрузки 3 соединена гидропроводом 5 с емкостью 9, наполняемой магнитной жидкостью. Магнитная жидкость нагнетается в гидропровод 5 с помощью насоса 6. Гидропровод 5 осуществляет подачу магнитной жидкости в захватное устройство 2 на загрузочной позиции 3 либо через входное отверстие 18 (рис. 2), выполненное в захватном устройстве, либо через выходное отверстие 17 (рис 3) гидропровода 5, размещенное в зоне захвата детали на позиции загрузки 3.
На позиции разгрузки 4 выполнено воронкообразное углубление 10 (рис. 2) для сбора магнитной жидкости, закрытое перфорированной пластиной 11. Дно углубления 10 соединено с гидропроводом 7.
Таким образом, позиция разгрузки 4 соединена гидропроводом 7 с емкостью 9, а магнитная жидкость нагнетается в гидропровод 7 с позиции разгрузки 4 из углубления 10 с помощью насоса 8 или идет самотеком. На позиции разгрузки 4 может быть установлен транспортер с перфорированной лентой 12 (рис. 3).
Захватное устройство 2 содержит корпус 13, выполненный из немагнитного материала, например из капролона, электрическую обмотку 14, охватывающую корпус 13. Корпус 13 выполнен в виде емкости. На внутренней поверхности корпуса 13 выполнены кольцевые или спиральные ребра 15. На нижней торцевой поверхности корпуса выполнено уплотнение 16 из эластичного материала, например из резины. В верхней части корпуса 13 кроме входного отверстия 18 выполнено отверстие 19 для выпуска – впуска атмосферного воздуха в процессе, соответственно, подачи и слива магнитной реологической жидкости в захватном устройстве.
Руку 1 транспортного робота размещают на позиции загрузки 3 таким образом, чтобы корпус 13 захватного устройства 2 накрыл деталь или группу деталей. Пространство, ограниченное объемом корпуса 13, заполняют при помощи насоса 6 и гидропровода 5 магнитной жидкостью из емкости 9. При этом уплотнение 16 не позволяет вытекать магнитной жидкости из объема, ограниченного корпусом 13. Затем вокруг этого объема создают электромагнитное поле путем включения обмотки 14. Магнитная жидкость в захватном устройстве 2 затвердевает, надежно фиксирует деталь или группу деталей и фиксируется в кольцевых или спиральных ребрах 15. После этого деталь (или группа деталей) транспортируется на позицию разгрузки 4.
Рис.2
Рис. 3
При выключении обмотки 14 затвердевшая магнитная жидкость переходит в жидкое состояние и сквозь отверстия в перфорированной пластине 11 или в ленте транспортера 12 сливается в воронкообразное углубление 10, после чего при помощи насоса 8 попадает по гидроприводу 7 в емкость 9. После этого цикл повторяется.
Приведенный пример, на наш взгляд, дает почувствовать профессионально-педагогический характер описанных вариантов ассоциативно-синектических технологий развития творчества. В настоящее время проводятся эксперименты по применению нового профессионально ориентированного варианта дизайна искусственных стихов на занятиях по специальным (профессиональным) дисциплинам в академических группах студентов специализации «дизайн одежды». Первые результаты позволяют сделать вывод о том, что сделан очередной шаг в развитии ассоциативно-синектических технологий как одной из групп профессионально-педагогических технологий.
Литература
PAGE 150