Курс лекций по Методологии"

       Любая система представляет собой комплекс взаимодействий, посредством которых она проявляется как нечто определённое и целостное. Всякое взаимодействие представляет собой процесс обмена систем веществом, энергией, информацией и т.п., имеет переменный характер, противоречие (борьба) периодически чередуется с содействием (сотрудничеством). Роль и значение взаимодействий противоречия и содействия в мироздании не равноценны. Только диалектические противоречия выступают в качестве внутреннего импульса, источника движения и развития природы, общества, мышления, техники.

       Противоречия в технических системах  чрезвычайно разнообразны по  форме и проявлениям, имеют  преходящий исторический характер, взаимосвязаны и взаимообусловлены.  В процессе решения научно - технических  задач последовательно выявляются в начале внешние, а затем внутренние противоречия на все более углубляющемся уровне. Внешние противоречия предшествует научно - технической задаче и создают мотивы для её выявления и решения. Среди внутренних противоречий (противоречий самой структуры системы) выделяют основные и главные технические и физические противоречия.

       Технические противоречия возникают  между элементами системы и  их частями, между техническими  параметрами и свойствами. Они  состоят в том, что, например, увеличение мощности полезного агрегата может вызвать недопустимое ухудшение экологической обстановки или требуемое повышение прочности вызывает недопустимое увеличение массы конструкции и т.д.

       Физические противоречия состоят  в наличии у одного и того  же элемента системы (её мысленной модели) взаимопротивоположных физических свойств или функций.

       Путь к решению задачи, к созданию  качественно новой технической  системы, лежит через выявление  всё более глубоких противоречий  и нахождение способов их разрешения. В этом состоит одно из проявлений закона перехода количественных изменений в качественные. В то же время новая техническая система представляет собой органический синтез нового и некоторых элементов прежних решений в новом целом, демонстрируя тем самым действие закона отрицания как фундаментального принципа диалектики, определяющего всякое развитие. Знание особенностей развития технических систем необходимо для выяснения резервов и определения целесообразности совершенствования донной системы или создания принципиально новых решений.

        В связи с тем, что жизнеспособными  оказываются только те технические  решения, которые соответствуют  закономерностям развития техники,  особую ценность представляет  способность изобретателя правильно  предвидеть направления и тенденции  возможного изменения исходной технической системы и действовать в соответствии с этими закономерностями.

       Предвиденные элементы теории  познания являются основными  методологическими средствами научно - технического творчества, к которым  относятся также эвристические приёмы и методы активизации и научной организации творческого труда. Приведём некоторые из них.

       • Приёмы дробления и объединения (частей или операций). Например, гайка, резьба и корпус, который выполнен отдельными деталями, может быть снят с болта без свинчивания, а объединение в автомобильном колесе двух шин позволяет намного повысить его надёжность.

       • Приём вынесения (отделения мешающей части или выделения единственно нужной). Например, при флюорографии для защиты от рентгеновских лучей многих органов на пути излучения ставят защитные барьеры, оставляя доступными для него только нужные части грудной клетки.

       • Приём инверсии (вместо диктуемого условиями задачи действия использовать противодействия). Например, в устройстве для тренировки пловцов навстречу подаётся вода, а сам пловец остаётся на месте.

       • Приём перехода в другое измерение использован, например, в предложение хранить брёвна в воде в виде пучков диаметров, превышающим длину, и устанавливать пучки в вертикальном положение.

       • Приём универсальности (ручка портфеля может одновременно служить эспандером).

       • Приём обращения вреда в пользу может быть реализован, например, при разливах рек и опасности наводнения путём размещения на берегах серии больших резиновых резервуаров, которые заполняют с помощью помпы «лишней» водой из реки. Такие водяные дамбы строятся и убираются буквально за минуты.

       • Приём самообслуживания использован, например, в предложение повысить стойкость плит корпуса дробеметного аппарата путём придания им свойства магнита, удерживающего на своей поверхности постоянно обновляющийся слой дроби. Таким образом, сущность многих (в том числе перечисленных) эффективных приёмов творчества раскрывается в их названиях.

       Идеальное решение - это наиболее сильное из всех мыслимых решений данной задачи. Очень важно научиться пользоваться понятиями об идеальных машинах, процессах или материале. Например, идеальной может быть признана лампочка накаливания с контактами из ртути, обеспечивающими её включение в одном положение и выключении - в другом. Таким образом, необходимые действия осуществляются без выключателя в виде отдельного элемента в цепи.

       При работе над изобретением  необходимо стремиться максимально,  приблизиться к идеальному результату, значительно улучшить требуемые  показатели, не ухудшив других.

       Важным общенаучным методом познания  является аналогия.

       На практике используется в  основном четыре вида аналогии: прямая, символическая, личная и  фактическая. 

       При прямой аналогии рассматриваемый  объект сравнивается с более  или менее схожим из другой области техники или живой природы. Например, датчик, реагирующий на движущийся объект так же, как глаз лягушки на пролетающую муху.

       Символическая аналогия (обобщённая, абстрактная) требует формулировки  в парадоксальной форме сути  явления или понятия.

       Личная аналогия представляет  собой отождествление себя с  исследуемым объектом. Для этого  решающий задачу должен вжиться  в образ совершенствуемого объекта  с целью выяснения возникающих  при этом ощущений, т.е. «прочувствовать»  задачу.

       При фактической аналогии в объект вводятся какое — либо фактические средства, выполняющие то, что требуется по условиям задачи.

       В научно - техническом  творчестве обязательно используется такой общенаучный метод, как анализ. Широкое распространение в творческой деятельности получил, например, морфологический анализ, или метод морфологического ящика, состоящий в систематическом исследовании всех мыслимых вариантов, вытекающих из закономерностей строения (т.е. морфологии) совершенствуемой системы.

       Метод предусматривает: формулировку задачи; составление списка характерных параметров (или признаков) объекта. Например, для такой технической системы, как авторучка, характерными признаками являются: перо или шарик, баллон или механизм для наполнения ручки чернилами и т.п. К таким признакам предъявляются определённые требования. Они должны быть существенными для любого решения; независимый друг от друга; охватывающими все аспекты задачи; достаточно немногочисленными, чтобы обеспечить быстрое изучение; составление списка частичных решений для каждого параметрами или признака. По каждому признаку записывают возможные варианты. Целесообразно при этом указать, что данного параметра нет вообще, что облегчает выход к новым и иногда эффективным решениям; определение функциональной ценности всех возможных сочетаний. На практике чаще всего используют морфологическую карту, т.е. составляют двухосную таблицу, в каждой клетке которой оказывается один вариант.

       В заключение необходимо выбрать  наиболее приемлемое решение,  для отбора которого особых правил нет, но целесообразнее всего выбирать несколько главных элементов, а остальные подбирать так, чтобы они соответствовали и усиливали главные элементы.

       Наиболее целесообразно использовать  морфологический анализ при решении  конструкторских задач общего плана, проектирование машин и поиске компоновочных или схемных решений. Он может применяться для прогнозирования развития технических систем, при определении возможности патентования оригинальных комбинаций основных параметров.

       Интерес представляет также методы психологической активизации коллективной творческой деятельности. Одним из них является «мозговая атака», предложенная А.Осборном. Для устранения психологических препятствий, вызываемых, например, боязнью критики, процессы выработки идей и их критической оценки в мозговой атаке разделены во времени и проводятся, как правило, разными группами людей. Первая группа только выдвигает различные предложения и варианты решений без критики. В неё желательно включать людей, склонных к абстрагированию, к фантазии. Вторая группа - это «эксперты», выносящие суждение о ценности выдвинутых идей. В её состав лучше включать людей с аналитическим и критическим складом мышления.

       В практике массового технического  творчества используется также  методика программного решения научно - технических задач (алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ)). Понятие «алгоритм» подразумевает комплекс последовательно выполняемых действий. Задачи АРИЗ рекомендуется формулировать (в терминах, доступных неспециалисту) в виде нежелательного эффекта или главной трудности, а не цели.

       Смысл процесса решения по  АРИЗ состоит в том, чтобы  после выявления технических  и физических противоречий разрешить  их путём целенаправленного перебора  относительно небольшого числа  вариантов.

       Вышеперечисленные методологические  средства творческого поиска  могут использоваться исследователем  в разных сочетаниях и последовательностях,  но общую схему решения научно - технических задач можно представить в виде следующих этапов:

       • анализ технических потребностей общества и выявление технического недостатка;

       • анализ системных задач и  выбор конкретной задачи;

       • анализ технической системы  и разработка её модели;

       • анализ и формулировка условий  технической задачи;

       • анализ и формулировка условий технической задачи;

       • поиск идеи решения (принципа  действия);

       • синтез нового технического  решения.

       Приведённые здесь примеры методических  средств могут быть элементами  системы исследований более высокого  иерархического уровня.

       В настоящее время известны сотни эвристических методов поиска решения проблемных задач, но выше, рассмотрены лишь те методы, которые достаточно широко используются в творческой деятельности. Каждый специалист должен знать эти методы и научиться использовать их в своей творческой работе. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Вопросы для самопроверки: 

1. Дайте, определите следующим понятиям: метод, методология, наука, метод научного познания?
2. Классификация методов научного познания?
3. На какие основные типы подразделяются научные исследования, назовите и охарактеризуйте их?
4. Весь ход научного исследования представьте в виде логической схемы?
5. Представьте соотношение общенаучных методов в виде схемы?
6. Охарактеризуйте каждый общенаучный метод познания?
7. Представьте методы эмпирического и теоретического познания схематично?
8. Охарактеризуйте методы эмпирического и теоретического познания?
9. К формам научного знания относят?
10. Схематично представить весь процесс научного познания в виде схемы?
11. Дайте определение научного творчества?
12. Основными методологическими средствами научно - технического творчества являются приемы?
13. Этапы решения научно - технических задач?

 
 
 
 
 
 
 
 

      Список  литературы:

      1. А.М. Каунов современные технологии и методы обучения при переходе на компетентностную модель в образовании Направление «Технологическое образование»: учеб. пособие – Волгоград: изд-во ВГПУ «Перемена», 2008 – 14 - 28 с.