Теории искусственного интеллекта, структурной лингвистики, теории информации , математики и физики .

Понятие эвристики [ | ]

Эвристика представляет собой специфическую научную отрасль, исследующую творческую деятельность индивидов. Ввиду развития этой области знания на протяжении не менее двух тысячелетий существует комплексное представление о понятии «эвристика» как таковом.

В соответствии с этим определением ключевой объект изучения науки эвристики - это творческая деятельность; предмет и проблематика исследования - задачи, связанные с моделями принятия решений (в условиях нестандартных проблемных ситуаций), поиска нового для субъекта или общества, структурирование описаний внешнего мира.

3. Новая философская Энциклопедия определяет эвристику как методологию научного исследования ; методику обучения, основанную на открытии и догадке. Изучение эвристических методов демонстрирует определённое сходство исследовательских процедур и деятельности в той их части, которая связана с творческим обобщением наличного материала и выдвижением гипотез. (Детальное изучение эвристических приёмов в математике, к примеру, было предпринято Д. Пойа.)

4. Философская Энциклопедия (под ред. Константинова) совокупно представляет эвристику как: 1) момент открытия нового ; 2) методы, используемые в процессе такого открытия (см. «эвристические методы» ); 3) науку, изучающую творческую деятельность и 4) метод обучения (например, сократические беседы).

5. В современном понимании эвристика - это теория и практика организации избирательного поиска при решении сложных интеллектуальных задач .

6. В наиболее кратком виде эвристика определяется как «наука о том, как делать открытия» . Это определение принадлежит известному математику Джорджу Пойа (книга «Математическое открытие») .

Исторические периоды возникновения науки эвристики [ | ]

Античный период эвристики [ | ]

В Древней Греции под эвристикой понимали систему обучения, практиковавшуюся Сократом , когда учитель приводит ученика к самостоятельному решению какой-либо задачи, задавая ему наводящие вопросы. И сегодня эвристику прежде всего связывают с системой словесного обучения Сократа (469-399 гг. до н.э.). Путём особых вопросов и рассуждений Сократ помогал собеседнику самостоятельно приходить к постановке или решению проблемы, в результате истина открывалась не только ученику, но и учителю.

Свой метод Сократ сравнивал с повивальным искусством , называя его «майевтикой ». Сократ считал, что, помогая рождению истины в других людях, он продолжает в духовной области дело своей матери, «очень опытной и строгой повитухи Фенареты» .

Основой системы Сократа является принцип «знающего незнания» , т.е. признание недостаточности знаний о любом, даже самом простом понятии и разворачивание на этой основе процесса познания-припоминания. «Я знаю, что ничего не знаю » - начальная эвристическая формула Сократа .

Анализ античных диалогов, изложенных Платоном , позволил выявить дидактические элементы системы Сократа :

Понятие «эвристика» встречается в трактате греческого математика Паппа «Искусство решать задачи» (300 год н. э.), в котором он обобщил труды античных математиков. Методы, отличные от логических, Папп объединил под названием «эвристика». Трактат «Искусство решать задачи » рассматривается, в частности, как первое методическое пособие, демонстрирующее, как поступать, если задачу нельзя решить с помощью математических и логических приемов.

В ХХ-XXI веках более известным является восклицание «Эврика!» , принадлежащее Архимеду (287-212 гг. до н.э.) и связанное с открытием им основного закона гидростатики. «Эврика!» является единовременным выражением радости при возникновении новой идеи, решении сложной задачи в результате внутреннего озарения, просветления мысли, обнаруживающей суть вопроса или проблемы. В архимедовой «Эврике» заключен смысл действия, связывающего воедино накопленный ученым опыт и его интуицию ; взаимодействие точного и интуитивного мышления. Позднее аналогии из техники и механики, применяемые Архимедом в изобретательстве, проникли в его математические методы. Приёмы такого рода описаны в его «Послании к Эрастофену о механических теоремах » («Трактат о методе») .

Средние века и эпоха Просвещения [ | ]

Упадок античных наук привёл к забвению на многие века заложенных античными мудрецами начал эвристики. В XVI-XVII вв. труды Г. Галилея , Ф. Бэкона и других учёных возродили эвристические подходы в науке и технике. Логику инженерного творчества разработал Г.В. Лейбниц (1646-1716), который предлагал расчленять все понятия на элементарные ячейки, образующие азбуку человеческих мыслей; это давало возможность впоследствии, комбинируя эти элементы, составлять бесконечное число решений.

Ряд правил изобретательства предложил немецкий философ X. Вольф (1679-1754).

Эвристика в современном мире [ | ]

Долгое время в основе изучения творчества лежали методы проб и ошибок, перебора возможных вариантов, ожидание озарения и работа по аналогии. Так, Томас Эдисон провел около 50 тысяч опытов, пока разрабатывал устройство щелочного аккумулятора. А об изобретателе вулканизированной резины Чарльзе Гудиер (Goodyear) писали, что он смешивал сырую резину (каучук) с любым попадавшимся ему под руку веществом: солью, перцем, сахаром, песком, касторовым маслом, даже с супом. Он следовал логическому заключению, что рано или поздно перепробует всё, что есть на земле и, наконец, наткнётся на удачное сочетание .

Однако со временем такие методы начали приходить в противоречие с темпами создания и масштабами современных объектов. Наиболее интенсивно поиском и разработкой эвристических методов занялись со второй половины XX века, причём не только посредством изучения приёмов и последовательности действий инженеров и других творческих работников, но и на основе достижений психологии и физиологии мозга.

Эвристические методы противопоставляются формальному перебору вариантов по заданным правилам. В сущности, при решении любой задачи человек использует те или иные методы, сокращающие путь к решению, облегчающие его нахождение. Например, при доказательстве теорем геометрии обычно используется в качестве эвристического средства чертёж; решая математическую задачу, мы стараемся вспомнить и использовать решения других похожих задач. Также в качестве эвристических средств используются общие утверждения и формулы, индуктивные методы, аналогии, правдоподобные умозаключения, наглядные модели и образы, мысленные эксперименты и прочее.

Интерес в исследованиях применения эвристических методов особенно возрос с развитием ЭВМ . При использовании ЭВМ для решения задач программист, не зная точного способа, приводящего к цели, вводит в ЭВМ способ решения, основанный на правдоподобных рассуждениях самого программиста, или даёт возможность машине проводить правдоподобные рассуждения (на основе введения в машину алгоритма формирования рассуждений, опирающегося на машинный и человеческий опыт решения задач данного класса) . Такие программы для ЭВМ получили название эвристических программ . Наиболее известна из них программа «Общий решатель проблем» (ОРП), построенная А. Ньюэллом , Дж. Шоу и Г. Саймоном.

В ходе развития науки психологии математические и эвристические модели применялись с целью создания психодиагностических методик, тестов, систем прогнозов. К примеру, одной из современных областей практического исследования эвристической мысли является область исключения ошибок , в частности при принятии решений, формировании тактики и стратегии, рассмотрении вариантов с целью получения искомого итога. Известными деятелями данного направления являются директор института исследований образования Макса Планка в Берлине, профессор Герд Гигеренцер («Интуитивные решения: интеллект подсознательного») , и лауреат Нобелевской премии по экономике (2002) Даниэл Канеман («Думай медленно, решай быстро»).

В современном мире эвристические алгоритмы, принципы и модели широко применяются в менеджменте, управленческой психологии, психологии лидерства, теории работы с информацией, кибернетике, теории операций, статистике и прочих дисциплинах.

Эвристические методы [ | ]

Эвристическими методами называются логические приёмы и методические правила научного исследования и изобретательского творчества, которые способны приводить к цели в условиях неполноты исходной информации и отсутствия четкой программы управления процессом решения задачи .

В узком смысле слова под эвристикой понимают интуитивные (неосознанные) методы решения задач, в том числе

В настоящее время разработано и эффективно используется несколько десятков. Универсальных среди них нет, и в каждой конкретной ситуации рекомендуют пробовать применять ряд методов, поскольку основное их предназначение заключается в активизации творческой деятельности. Это достигается следующими мерами:

• преодолением психологической инерции, обусловленной привычным образом мышления и типовыми методами решения задач определенного класса. Замечено, что около 80 % нововведений вначале специалистами отрицается как нереальные. Инерцию развивают и усиливают:
  • рецептурное обучение и проектирование по аналогии;
  • подсознательная вера в то, что каждая вещь и явление служат строго определенной цели;
  • (техническая) терминология. Ф. Энгельс писал: «В науке каждая новая точка зрения влечёт за собою революцию в технических терминах»;
• мобилизацией подсознания;
• расширением перспектив видения, чему препятствует чрезмерная специализация образования и узкопрактический подход. Необходимо применение разнообразных методов, расширение области поиска новых идей и увеличение их количества.

Эвристические модели [ | ]

Мышление человека можно условно разделить на осознанно-логическое и интуитивно-практическое. В реальном осуществлении творческого процесса оба вида мышления взаимодействуют в диалектическом единстве, результатом такого взаимодействия становится модель проблемной ситуации . Ей предшествуют предварительные, нередко долгие и напряжённые размышления, поиски, пробы .

Эвристика как наука занимается построением эвристических моделей процесса поиска оригинального решения задачи. Основная задача эвристики сводится к построению моделей осуществления процесса поиска нового для данного субъекта (или общества в целом) решения задачи.

Существуют различные типы таких моделей, среди них в качестве примера можно привести некоторые варианты:

Особенности эвристической деятельности [ | ]

Эвристические методы и моделирование присущи только человеку и отличают его от искусственных интеллектуальных (мыслящих) систем. В настоящее время к сфере человеческой деятельности относят:

• постановку задачи;
• выбор методов её решений и построение (разработку) моделей и алгоритмов, выдвижение гипотез и предположений;
• осмысление результатов и принятие решений.

Стоит отметить, что важной особенностью именно человеческой деятельности является наличие в ней элемента случайности: необъяснимые поступки и сумасбродные решения часто лежат в основе оригинальных и неожиданных идей.

Частично-поисковый (эвристический метод обучения) - это организация активного поиска решения познавательных задач, выдвинутых в процессе обучения или самостоятельно сформулированных под руководством учителя или на основе эвристических указаний и программ. При этом мыслительный процесс приобретает продуктивный характер, но обязательно контролируется и направляется самими учащимися или педагогом. Эвристический метод необходим для постепенной подготовки учащихся к самостоятельной постановке и решению поставленной проблемы.

Деятельность педагога

Эвристическое обучение заключается в подведении обучаемых к постановке проблемы, при этом показывается, как нужно находить доказательства, после делать выводы из полученных фактов, строить план их проверки и т. д. Эвристическая беседа широко применяется при этом методе обучения, в процессе нее преподаватель задает несколько взаимосвязанных вопросов, являющихся шагами к решению проблемы. Эвристический метод предполагает, что ученики активно участвуют в подобных беседах, овладевая приемами анализа нового учебного материала с целью постановки какой-либо проблемы и поиска путей ее разрешения и т. д. Но учащиеся не всегда способны к самостоятельному решению сложной учебной задачи от начала и до конца, они могут попытаться частично разобраться в ней. Учитель пытается привлечь детей к выполнению отдельных шагов. Какую-то часть знаний дает взрослый, часть ученики ищут самостоятельно, отвечают на заданные вопросы или разрешают проблемные задания.

Эвристический метод обучения - это организация процесса овладения знаниями, при которой не все сведения детям даются в готовом виде, частично их необходимо добывать самостоятельно. Деятельность педагога подразумевает оперативное управление процессом решения проблемных задач.

Методы и формы

Главной задачей форм и методов эвристического обучения является создание обучающимися новых образовательных результатов: сочинений, идей, поделок, исследований, художественных произведений, конкурсов и др.

Эвристический метод предполагает следующие формы занятий:

Преимущества

Эвристическое обучение эффективно, так как:

• увеличивается роль самостоятельности в образовательном процессе, повышается инициативность;
• появляется положительная внутренняя мотивация в процессе поиска решения проблем;
• формируется творческий подход к решению задач, применяются полученные умения и знания в новых, нетипичных ситуациях;
• при групповой организации работы учеников происходит укрепление межличностных отношений, развивается взаимодействие в коллективе;
• повышается самооценка детей;
• эвристические методы принятия решений дают возможность самореализации обучаемых в процессе обучения:
• повышается уровень усвоения нового учебного материала.

Недостатки

Эвристический метод требует большей затраты времени, если сравнивать его с сообщением готовых знаний. Вот почему преподаватель не имеет возможности на всех уроках его использовать. Вообще применение метода напрямую зависит от уровня развития и обученности учащихся, а особенно от того, сформированы ли у них познавательные умения.

Таким образом, эвристические методы нужно использовать в разумных пределах, нейтрализуя их недостатки с помощью разных приемов. Необходимо помочь тем ученикам, которые не смогли решить на уроках поставленные задачи. Нужно попытаться сформировать у детей умения и навыки, которые пригодятся им для самостоятельного решения проблемы.

Эвристические приемы и методы применимы не только в обучении, но и в профессиональной деятельности.

Эвристический анализ

Эвристические методы анализа - это группа приемов сбора и обработки информации, которая опирается на суждения группы специалистов. Их еще называют креативными.

Эвристические методы являются основой для экспертных оценок, рассматриваемых операций, процессов, результатов. Все выводы, которые получены при анализе на основе этих методов, всегда имеют логическое обоснование и могут быть выражены в форме прямой оценки (неприемлемо, приемлемо, вредно, полезно); определения предположений (выбор наиболее удачных или первоочередных решений); отбора мероприятий для конкурентной проработки.

При эвристическом анализе применяются следующие методики: метод контрольных вопросов, коллективный блокнот, деловая игра, комиссии и конференции, метод аналогии, метод сценариев, целевая оценка, банк идей, метод «паутина», мозговой штурм, активный социологический тестированный анализ и контроль, SWOT-анализ.

Эвристическое прогнозирование

Эвристические методы прогнозирования являются необходимыми и важными инструментами предвидения будущего, их роль велика там, где использование других методов пока не представляется возможным.

Достоинством эвристического прогнозирования считается то, что оно применимо для прогнозирования любых процессов, вне зависимости от их природы и уровня знаний, а также отсутствия или наличия какой-либо информации. Большой эффект эвристическое прогнозирование способно дать при определении новых направлений дальнейшего развития и их возможностей.

Эвристические методы управленческих решений

Эвристический метод принятия решений необходим при поиске новых управленческих идей. Прошлый опыт не отвергается, его пытаются объединить с новыми идеями. В результате этого есть возможность решить старые задачи, которые не было возможности решить при помощи других методов, а также новые задачи, которые возникают при управлении инновационной деятельностью. В реализации данного метода выделяется 2 необходимых элемента: инсайт и мыслительные усилия для решения управленческих задач.

Метод эвристических приемов

Не имеет однозначного определения понятие эвристического приема. Под ним понимается элемент эвристического метода и преобразующее действие, которое позволяет составить алгоритм решения проблемной задачи.

На современном этапе развития общества социальный заказ, стоящий перед школой и сформулированный в Законе “Об образовании” и в Концепции модернизации российского образования до 2010 года, ставит основной задачей формирование творчески активной личности, способной адаптироваться в современных меняющихся условиях. При этом отмечается, что содержание образования должно быть ориентировано на обеспечение самоопределения личности, создания условий для ее самореализации.

Данная стратегия с акцентом на личностно-ориентированную парадигму образования требует от педагога неизбежного перехода к активному использованию методов, пробуждающих поисковую деятельность обучающихся, формирующих основы осознанного усвоения знаний, обеспечивающих творческое их осмысление.

Л.С. Выготский дает следующее определение творческой деятельности: “Творческой деятельностью мы называем такую деятельность человека, которая создает нечто новое, все равно, будет ли это созданное творческой деятельностью какой-нибудь вещью внешнего мира или известным построением ума или чувства, живущем и обнаруживающимся только в самом человеке” . И далее: “Всякая такая деятельность, результатом которой является не воспроизведение бывших в его опыте впечатлений или действий, а создание новых образов или действий, и будет принадлежать к роду творческого или комбинирующего поведения” .

По мнению И.Я. Лернера и М.Н. Скаткина, значение творческой деятельности в школе трудно переоценить. “Она есть та наиболее сложная форма сознательного и целенаправленного труда, в процессе которого в сознании человека отражаются объективно новые закономерности реального мира или предвидятся объективно новые изменения предметов и явлений природы или общественной жизни” .

Д.Б. Богоявленская выделяет воспитательный аспект данного вопроса: “Системный подход в исследовании творчества представляется нам важным не только и даже не столько в теоретическом отношении, сколько в плане чисто практическом – воспитательном. Мы имеем в виду проблему формирования всесторонне развитой личности, развитой не только познавательно и интеллектуально, но и нравственно-эстетически, духовно богатой и творчески окрыленной” .

По мнению В.А. Хуторского, обучение и развитие человека связаны с его творчеством: развивается лишь тот, кто создает и творит новое (для себя или для других), кто выходит за рамки предопределенного, реализует потенциальные возможности своего внутреннего мира . Специалисты в области педагогической психологии утверждают, что информация становится знанием лишь тогда, когда вступает в контакт с прежним опытом человека.

Как считает Ж. Годфруа, “потребность в исследовании окружающего мира – врожденное свойство, лежащее в основе многих форм поведения… У человека эта потребность в исследовании очень быстро перерастает в когнитивные потребности в информации и знаниях. Удовлетворение такой потребности тесно связано с развитием чувства самоуважения” . Если исходить из теории иерархии потребностей личности А. Маслоу , творчество дает возможность человеку удовлетворить потребности наиболее высокого уровня – когнитивные и эстетические, а также потребность в самореализации.

В то же время в педагогической литературе, в средствах массовой информации регулярно высказывается мнение о том, что учащиеся не готовы действовать в условиях, предъявляющих повышенные требования к применению имеющихся знаний и навыков, оценить различные методы решения задач, предвидеть возможные трудности, связанные с их использованием, что общий традиционный подход в школе тормозит развитие индивидуальных способностей учащихся.

Для исследования сложившегося положения нами был проведен опрос учителей об оценке креативных качеств их учеников по методике, описанной Е.Е. Туник . В результате были получены следующие данные: 0,8% учеников оцениваются учителями как имеющие очень высокий и 11,1% – высокий уровень креативности, 30,2% отнесены к категории учеников со средним уровнем, соответственно 23,8% и 34,3% характеризуются учителями как имеющие низкий и очень низкий уровень креативных качеств.

Изучив научно-педагогическую литературу, мнение практикующих педагогов, анализируя существующие учебно-методические материалы, мы пришли к следующему выводу: формирование творческих способностей обучающихся происходит в школе на недостаточном уровне в основном из-за злоупотребления репродуктивными методами или из-за попыток перейти от репродуктивной деятельности непосредственно к творческой, минуя фазу формирования приемов эвристической деятельности.

Напомним определение понятия “прием”.

ПРИЕМ (в пед.) – 1) относительно законченный элемент воспитательной технологии, зафиксированный в общей или дидактической педагогической культуре; способ педагогических действий в определенных условиях; 2) элемент метода, его составная часть, отдельный шаг в реализации метода .

Понятие эвристического приема, как уже отмечалось выше, однозначного определения не имеет. Под понятием “эвристический прием” мы будем понимать: 1) элемент эвристического метода, 2) преобразующее действие, позволяющее составить алгоритм решения проблемной задачи.

Следует отметить, что в литературе, посвященной психологии творчества, педагогике творческого развития, описано достаточно большое количество эвристических приемов, близких по содержанию и даже перекликающихся по названию.

Наиболее четко структурирована база эвристических приемов, используемых в техническом творчестве. Основу инженерного творчества составляет межотраслевой фонд эвристических приемов . Достаточно четко описана система эвристических приемов, применяемых в теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), разработанной Г.С. Альшуллером.

Эвристические приемы составляют основу творческого решения любой проблемы. Например, С.Баррет приводит приемы, формулируя их в виде опросника для стимуляции творческого мышления (Табл. 1).

Таблица 1

В психологической литературе приемы творческого воображения выражаются и в более общем виде: склеивание (агглютинация); аналогия; преувеличение и преуменьшение; акцентирование; типизация.

В педагогической литературе, в особенности, литературе, посвященной методике обучения решению математических задач, встречаются попытки как описания эвристических приемов, так и составления развернутых эвристических предписаний.

Д. Пойа дает справку о том, что еще Папп Александрийский выделил как минимум два приема – регрессивное и прогрессивное рассуждение, т.е. решение задачи от конца (цели) к началу (данным) либо наоборот .

Г.И. Саранцев также описывает эвристические приемы в решении математических задач: “В поиске способа обоснования утверждения и открытии закономерностей используются общие эвристические приемы: аналогии, обобщение, прием элементарных задач, прием рассмотрения предельного случая, прием вспомогательной фигуры и т.п.” . Им выделяется также прием представления задачи в пространстве состояний. Практическая реализация идеи осуществляется продвижением в двух направлениях: от начального состояния к целевому и от целевого к начальному.

Л.М. Фридман приводит такие приемы решения математических задач, как: сведение задачи к ранее решенной, замена переменных, достраивание, прием дополнения, замена уравнения или неравенства равносильным ему, переформулировка.

Г.Д. Балк и М.Б. Балк рассматривают следующий перечень эвристических приемов:

• переформулировка задачи, т.е замена ее равносильной, но более простой задачей;
• привести контрпример (для задач на доказательство);
• произвести проверку по размерности;
• найти сходную задачу из ранее решенных;
• сформулировать какую-нибудь частную вспомогательную задачу (“подзадачу”);
• индукция (лат; – наведение); рассмотрение частных случаев “наводит” на решение задачи в общем случае;
• сформулировать более простую задачу;
• найти закономерность;
• умозаключение по аналогии;
• прием “малых шевелений”; для задач, в которых требуется выбрать из некоторого множества фигур ту, которая является наилучшей; берем произвольную фигуру и пытаемся малыми шевелениями ее улучшить, т.е. из нескольких ее свойств изменяем только одно, стараясь сохранить остальные;
• использовать непрерывность (для задач на оценку);
• обратиться к предельному случаю; рассмотреть вспомогательную задачу, у которой условие или какие-то данные получаются из условия или данных исходной задачи путем предельного перехода;
• перевести задачу с одного языка на другой; например, с языка геометрии на язык алгебры или физики;
• ввести вспомогательную фигуру (вспомогательные неизвестные).

Общепринято при рассмотрении вопроса о характере эвристических приемов решения математических задач обращаться к Д. Пойа , который перечислил все основные базовые эвристики в виде советов-описаний. Любопытна также система эвристических приемов В.А. Уфнаровского .

Нами была сделана попытка обобщения описанных в различной литературе наборов эвристических приемов, в результате чего был сделан следующий вывод: следует выделить 6 общих эвристических приемов (акцентуация, варьирование объекта, трансляция, реверсия, индукция, варьирование среды), которые в свою очередь следует разбить на специальные (предметные) эвристические приемы, отражающие специфику сферы деятельности, в которой решается проблемная задача. Последние в свою очередь подразделяются на частные (тематические) приемы, которые применяются для решения определенного круга задач, могут обобщаться в специальные методы, алгоритмы.

Опишем общие эвристические приемы, дав им методологическую характеристику и показав, каким образом они используются в различных систематиках (Табл. 2).

Таблица 2
Приемы творческого решения проблемы

Представим систему эвристических приемов в виде следующей схемы (Табл. 3), здесь специальные эвристические приемы рассмотрены на примере приемов решения математических задач)

Таким образом, для полноценного формирования основ творческой деятельности у учащихся педагогу необходимо вооружить их эвристическими приемами. Эвристические приемы можно выделить общие, специальные и частные. При изучении учебного материала после формирования базовых знаний, умений и навыков необходимо провести работу по решению проблемных задач, требующих применения эвристических приемов.

Литература

1. Андреев В.И. Эвристическое программирование учебно-исследовательской деятельности: Метод. пособие. – М.: Высш. школа, 1981. – 240 с.
2. Балк М.Б., Балк Г.Д. Поиск решения: Научно-популярная литература. – М.: Дет. лит., 1983. – 143 с.
3. Баррет С. Тайны мозга: как развить свои умственные способности. – СПб.: Питер Паблишинг, 1997 – 142 с.
4. Богоявленская Д.Б. Пути к творчеству. – М.: Знание, 1981. – 96 с. – (Новое в жизни, науке, технике. Сер. “Педагогика и психология”; №10.).
5. Выготский Л.С. Воображение и творчество в детском возрасте: Психол. очерк: Кн. для учителя. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 1991. – 93 с.
6. Годфруа Ж. Что такое психология: В 2-х т. Т. 1.: Пер. с франц. – М.: Мир, 1992. – 496 с.
7. Дидактика средней школы: Некоторые проблемы современной дидактики. Учеб. пособие для слушателей ФПК директоров общеобразоват. школ в качестве учеб. пособия по спец. курсу для студентов пед. ин-тов / Под ред. М.Н. Скаткина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Просвещение, 1982. – 319 с.
8. Коджаспирова Г.М., Коджаспиров А.Ю. Педагогический словарь: Для студ. высш. и сред. пед. учеб. заведений. – М.: Издательский центр “Академия”, 2001. – 176 с.
9. Пойа Д. Как решать задачу. – Львов. Журнал “Квантор”, 1991. – 215 с.
10. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учеб. пособие для студентов втузов. – М.: Машиностроение, 1988. – 386 с.
11. Савенков А. Барьер прошлого опыта // Школьный психолог. – 2000. - №4.
12. Саранцев Г.И. Методика обучения математике в средней школе: Учеб. пособие для студентов мат. спец. пед. вузов и ун-тов / Г.И. Саранцев. – М.: Просвещение, 2002. – 224 с.
13. Туник Е.Е. Опросник креативности Рензулли // Школьный психолог. – 2000. - №4.
14. Уфнаровский В.А. Математический аквариум. – Ижевск: Ижевская республиканская типография, 2000. – 216 с.
15. Фридман Л.М. и др. Как научиться решать задачи: Беседы о решении мат. задач. Пособие для учащихся / Л.М. Фридман, Е.Н. Турецкий, В.Я. Стеценко; Под ред. Л.М. Фридмана. – М.: Просвещение, 1979. – 106 с.
16. Хуторской А.В. Современная дидактика: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2001. – 544 с.

Часто задачи решаются методом проб и ошибок, т.е. путем логического анализа недостатков и их устранения. Если таким образом задача решена, то изобретатель, помимо решения, приобретает еще и метод решения. При появлении другой задачи изобретатель примеряет к ее решению прежде всего известные ему методы поиска идеи. Если эти методы не дают желаемого результата, то изобретатель решает задачу опять методом проб и ошибок и находит новый метод. Так постепенно у человека формируется набор методов, приемов. Такие приемы называют эвристическими.

Эвристические приемы (ЭП) содержат указания, предписания, подсказки, как преобразовать имеющийся прототип, или в каком направлении искать решение.

Опытные изобретатели составляют свой индивидуальный набор (фонд) приемов. Из большого межотраслевого фонда приемов они выписывают некоторые приемы для себя, излагая их своим языком, снабжая своими примерами.

Межотраслевой фонд эвристических приемов содержит описания 180 приемов, разделенных на 12 групп.

Примеры эвристических приемов:

· изменить традиционную ориентацию объекта в пространстве: горизонтальное положение на вертикальное или наклонное;

· изменить габаритные размеры, объем или длину объекта при переводе его в рабочее или нерабочее состояние.

· элементу, работающему под нагрузкой, придать выпуклую форму;

· вместо твердых частей использовать жидкие или газообразные (надувные, воздушные подушки).

· присоединить к объекту новый элемент в виде жестко или шарнирно соединенной пластины, трубы, находящейся в рабочей среде;

· заранее расставить элементы так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места;

· перейти от неподвижного физического поля к движущемуся;

· использовать массу объекта (элемента).

Алгоритм решения задачи поиска новых решений.

Решение задачи поиска каждого нового решения выполняется в следующей последовательности:

1. Постановка задачи.

2. Решение задачи.

3. Оценка вариантов и выбор решения.

Постановка задачи

Постановка задач проводится в случае, когда нужно улучшить прототип, когда заданная цель не может быть достигнута по причине противоречия в системе. Если задача правильно сформулирована, то до ее решения часто бывает один шаг. Поэтому не следует экономить время на процессе постановки задачи.

Постановка задачи выполняется в пять этапов:

1. Описание проблемной ситуации;

2. Описание функции (назначения) объекта.

3. Выбор прототипа и составление списка требований.

4. Составление списка недостатков прототипа.

5. Формулировка задачи.

1. Описание проблемной ситуации - краткая формулировка за-
дачи, в которой содержатся ответы на следующие вопросы:

· в чем состоит проблемная ситуация и какова ее предыстория;

· что нужно сделать для устранения проблемной ситуации;

· что мешает устранению проблемной ситуации;

· что дает решение задачи для людей.

Описание функции (назначения) системы.

Сначала дают обобщенное качественное описание, а затем приводят количественное описание.

Выбор прототипа и составление списка требований.

Из числа аналогов выбирают прототип – наиболее близкий аналог по сущности и достигаемому результату при его использовании.

Метод эвристических приемов

Часто задачи решаются методом проб и ошибок, т.е. путем логического анализа недостатков и их устранения. Если таким образом задача решена, то изобретатель, помимо решения, приобретает еще и метод решения. При появлении другой задачи изобретатель примеряет к ее решению прежде всего известные ему методы поиска идеи.

Если эти методы не дают желаемого результата, то изобретатель решает задачу опять методом проб и ошибок и находит новый метод. Так постепенно у человека формируется набор методов, приемов. Такие приемы называют эвристическими.

Эвристические приемы (ЭП) содержат указания, предписания, подсказки, как преобразовать имеющийся прототип, или в каком направлении искать решение.

Имея подсказку, необходимо все-таки приложить усилия, чтобы догадаться, как получить желаемое решение.

Многие эвристические приемы можно использовать в различных областях.

Межотраслевой фонд эвристических приемов содержит описания 180 приемов, разделенных на 12 групп.

Постановка задачи.

Постановка задач проводится в случае, когда нужно улучшить прототип, когда заданная цель не может быть достигнута по причине обостренного противоречия в системе. Если задача правильно сформулирована, то до ее решения часто бывает один шаг. Поэтому не следует экономить время на процессе постановки задачи.

Постановка задачи выполняется в пять этапов следующим образом.

1. Описание проблемной ситуации. Это краткая формулировка задачи, в которой содержатся ответы на следующие вопросы:

В чем состоит проблемная ситуация и какова ее предыстория;

Что нужно сделать для устранения проблемной ситуации;

Что мешает устранению проблемной ситуации;

Что дает решение задачи для людей.

2. Описание функции (назначения) системы. Сначала дают обобщенное качественное описание, а затем приводят количественное описание.

3. Выбор прототипа и составление списка требований. Из числа аналогов выбирают прототип - наиболее близкий аналог по сущности и достигаемому результату при его использовании.

Список требований к прототипу должен быть достаточным для достижения в разрабатываемой системе ожидаемых работоспособности, производительности, надежности, ремонтопригодности и т.п. Если в этом списке не будет учтено хотя бы одно требование, то в системе окажется по крайней мере один серьезный недостаток. Список требований есть список ограничений и критериев, использование которых необходимо и достаточно для достижения цели и выбора технического решения.

4. Составление списка недостатков прототипа. Каждый прототип обладает несколькими недостатками. Для того чтобы эти недостатки не перешли в проектируемую систему, для каждого прототипа необходимо указать следующее:

Критерии развития;

Показатели, не соответствующие сформулированной функции;

Факторы, снижающие эффективность или затрудняющие использование прототипа;

Показатели, которые желательно улучшить.

По каждому показателю желательно дать количественную оценку с перспективой на будущее. Составленный таким образом документ называют списком недостатков прототипа. Заканчивают данный этап ранжированием списка недостатков в порядке их важности.

5. Формулировка задачи. В этой части обобщаются результаты, полученные выше. Задача формулируется по следующей форме.

Качественное и количественное описания функции (назначения, условий и ограничения);

Описание прототипа и список требований к нему (критериев);

Ранжированный список недостатков прототипа.

Требуется: найти такое решение задачи, которое соответствовало бы функциональному назначению и не имело бы недостатков, присущих прототипу.