7. Классификация творческих задач.
Всматривайтесь в привычное – и увидите неожиданное.
Всматривайтесь в некрасивое – и увидите красивое.
Всматривайтесь в малое – и увидите великое.
Всматривайтесь в простое – и увидите сложное.
Пожалуй, это самая лучшая рекомендация педагогу или любому современному человеку. Ведь в каждом из нас с вами, в каждом нашем ученике живёт свой исследователь и изобретатель. Который ждёт, когда мы позовём его, и готов открыть дверь в этот удивительный и прекрасный мир?
Один из героев фантастического рассказа Герберта Уэльса «Дверь в стене», будучи ещё ребёнком, гуляя в саду, увидел незнакомую белую стену с зелёной дверью. Он открыл её и был удивлён увиденным. Это был мир его мечты, наполненный красотой и любовью. Мальчик был счастлив и пожелал навсегда остаться в этом мире, но настойчивые призывы родных, потерявших его в саду, заставили вернуться.
Шли годы, мальчик превращался в респектабельного мужчину, уверенно поднимавшегося по служебной лестнице. Но мечта о зелёной двери не покидала его. И вот, когда в очередной раз он спешил по служебным делам, зелёная дверь снова появилась перед ним. Однако герой был слишком занят – решался вопрос о его повышении в чине, и он, горестно вздохнув, прошёл мимо. И ещё не раз волшебная дверь приглашала его войти, но каждый раз находились причины, чтобы отложить задуманное.
Однажды на склоне лет герой сам решил найти эту почти забытую им волшебную дверь. Но, увы, она исчезла. И понял он, что упустил что-то большое и важное, и мимо него прошла та настоящая жизнь, которую он видел в детстве.
Обратимся к психологии. Учёные различают два типа мышления: конвергентное (закрытое, нетворческое) и дивергентное (открытое, творческое). Тип личности с преобладанием конвергентного мышления называется «интеллектуальным». Интеллектуал готов решать задачи весьма сложные, но уже кем-то до него поставленные и имеющие известные способы решения, - так называемые «закрытые задачи». Креатив же способен сам видеть и ставить задачи, стремиться выйти за рамки узко поставленного условия… Безусловно, каждый человек обладает как интеллектуальными, так и креативными способностями, но в различной степени.. По мере взросления креативное мышление, если его не тренировать, «затухает». Поэтому подавляющее число старшеклассников боятся самостоятельности, тяготеют не к оригинальным мыслям, а к разжёванной и разложенной строго «по полочкам» информации. Неопределённость условия и вариативность решения творческой проблемы их пугает.
Так давайте по мере сил и возможностей исправлять эту ситуацию. Богатыри не вырастают на постном винегрете. Творческое, открытое мышление не развивается на закрытых задачах. В школе и в ВУЗе учащиеся сталкиваются в основном с закрытыми задачами. Сейчас школа поворачивается лицом к открытым задачам, с которыми дети сталкиваются в быту и на производстве.
Задачи бывают изобретательскими и исследовательскими.
Изобретательские задачи.
Давайте представим себе такую ситуацию: Вы хотите есть. На столе перед Вами бифштекс. Как быть? Ответ очевиден, задачи пока нет.
Но вот появляется дополнительное условие: возле стола – голодный лев. Он тоже хочет есть. И ждёт, когда за бифштексом явитесь вы. Как быть? А вот это уже изобретательская задача…
Итак: изобретательская задача ставит перед решающим вопрос: «Как быть?», когда дополнительные условия делают очевидные решения невозможными или когда грамотного применения традиционных знаний (умений, навыков…) недостаточно.
Вспомните, как победил Кащея Бессмертного сказочный Иван – царевич. Вначале он попал в непроходимые лесные дебри, среди которых обнаружил огромный дуб. Затем на этом дубе был найден сундук. Когда он разбился, из него выскочил заяц. Поверженный заяц превратился в утку, которая, будучи сбитой, выронила яйцо. Так Иван – царевич, всё более упрощая ситуацию, выходил к своей мини-задаче. И вот в его руках добытая из яйца игла, несущая смерть Кащея. Переломить иглу надвое не составляло труда. Как видим, и в сказке не сразу дело делается. Трудная задача по борьбе с Кащеем постепенно упрощалась, становилась более доступной и легко выполнимой.
Подобное происходит с изобретательской задачей. Её нужно также постепенно «раздевать», снимая слой за слоем, пока она не превратится в мини-задачу с чётким противоречием – иглой, которая уже не требует больших усилий для своего переламывания.
Изобретательские задачи решаются по принципу, сформулированному ещё в прошлом веке незабвенным Козьмой Прутковым: «Отыщи всему начало, и ты многое поймёшь». Пользуясь АРИЗ предлагаем поэтапно рассмотреть одну из изобретательских задач.
Задача «Олениха и оленёнок».
Пятнистая шкура оленя – защитное приспособление, позволяющее маскироваться в случае опасности. Но эта же шкура мешает малышу-оленёнку следовать за мамой, особенно в случае опасности – стоит только отвернуться на минуту, и её не найдёшь. Как помочь оленёнку не отставать от оленихи?
Анализ:
Переформулировка: как оленёнку в случае опасности помочь не отстать от оленихи?
Возникает противоречие: олениха (её шкура) должна быть хорошо заметна оленёнку, чтобы он мог за ней следовать, и должна быть незаметная – пятнисто-защитная, чтобы маскироваться от хищников.
ИКР: шкура оленихи сама подсказывает оленёнку – «Вот Я!»
Ресурс: Для нахождения ресурса нужна подсказка. Необходим посредник, дающий сигнал обнаружения. Это цвет.
У оленя возле хвоста на шкуре белый кружок, наподобие салфетки. Если он напугается и бросится бежать, эта салфетка становится шире, заметнее. Это и есть ориентир для оленёнка. Кроме того – это своеобразный сигнал опасности для других особей.
Изобретательские задачи, вопреки распространённому мнению, совсем не обязательно связаны с естественными науками или с техникой. Сколько угодно таких задач можно найти в гуманитарных областях знаний и даже в сказочных сюжетах.
Задача. «Спаслание».
Дождь лил неделю, не переставая. Вода прибывала, и Винни-Пух, забравшись на дерево, смотрел на проплывающий под ним всякий мусор. Вдруг он увидел, что плывёт большой горшок с закрытой крышкой. Медвежонок поймал ценную вещь. Мёда в горшке не оказалось, зато в нём лежала записка. «Это Спаслание!» - подумал Пух. Писать умеет только Кристофер Робин, значит, что-то у него произошло. Надо плыть к нему. Только на чём? На ветке не поплаваешь, а брёвна, как назло, не проплывали. Что делать Винни-Пуху?
Ответ: Пух крепко-накрепко закрыл горшок крышкой, взял его в лапы и плюхнулся в воду. Горшок был пустой и хорошо держался на воде. Так, держась передними лапами за горшок со «Спасланием» и отчаянно работая задними лапами, Пух быстро доплыл до дома Кристофера Робина.
Задача. «Защита крестьянского добра».
Сибирь. Гражданская война. В любой момент в село может нахлынуть вооружённая конница. Их цель – продовольствие. Правда – одно хорошо – быстро нахлынут, но и быстро схлынут. Как рачительным хозяевам не допустить гостей на лошадях на свой двор? Вооруженные действия бессмысленны – в бою налётчики более умелые …
Противоречие: Воздействие на лошадей должно быть, чтобы они не въезжали на крестьянский двор, и воздействия не должно быть, чтобы конники этого не заметили.
ИКР: Лошадь сама не может въехать во двор крестьянина.
Подсказка: Требуется нарушить вредное действие – въезд военных на лошадях на крестьянский двор.
Подсказка: Использовать посредник – запах, которого боится лошадь.
Ответ: Жители натирали ворота медвежьим салом – лошади храпели, упрямились и не шли во двор – боялись запаха медведя.
Задача. «Браконьеры и нерпы».
Активистов движения «Зелёный мир» встревожило уменьшения поголовья нерп из-за уничтожения детёнышей нерп-бельков. Браконьеры убивали нерпят с целью добычи их шкурок, отличающихся от шкур взрослых особей своей ослепительной белизной. Попытки «зелёных» бороться с охотниками силой не привели к успеху – силы не равны, да и Закон не на их стороне … А впереди новый охотничий сезон: через месяц возобновится жуткая бойня только-только подросшего молодняка. Как быть? Как сделать бессмысленной для охотников добычу бельков?
Противоречие: Шкурка белька имеет ценные для браконьеров качества с одной стороны, а с другой не имеет ценных качеств, поэтому не стоит за ней охотиться.
ИКР: Шкурка сама делает охоту бессмысленной.
Подсказка: Используйте посредник – краску, чтобы шкурка потеряла свою ценность.
Ответ: Активисты высаживались в местах обитания нерпы до промыслового сезона и «портили» шкурки бельков несмывающейся краской.
Часто в жизни происходит или уже произошло некоторое явление или действие. Но непонятно, почему оно появилось. Необходимо объяснить его, выяснить причины, следствия … И тогда пытаются ответить на вопрос: «Почему и Как это произошло?». Такие задачи называют исследовательскими. Условие задач может предполагать целый набор ответов-гипотез. Для решения подобного рода задач применяется приём «Обращение исследовательской задачи». Суть приёма: Вместо вопроса «как это произошло?» или «как это объяснить?» задаётся другой вопрос: «Как это сделать, используя ресурсы – т. е. то, что уже есть по условию задачи?». Такая замена позволяет превратить исследовательскую задачу в изобретательскую и применять инструменты ТРИЗ.
Рассмотрим одну из исследовательских задач.
Задача. «Лето…почки всплывают».
В наших прудах есть растение водокрас. Почка водокраса зимует на дне пруда, а летом «выскакивает» на поверхность водоёма – и растение начинает активную жизнь. Как удаётся почкам водокраса подняться на поверхность?
Итак, как зимующей почке водокраса весной всплыть на поверхность пруда, а летом начать новую жизнь.
ИКР: Попробуйте рассмотреть случай, когда почка всплывает сама, без всякой посторонней помощи.
Подсказка: Если почка зимой лежит на дне пруда, значит какая она? А чтобы всплыть на поверхность, какой должна стать почка весной?
Противоречие: Зимой почка должна быть тяжёлой, чтобы не замёрзнуть она лежит на дне пруда, а весной должна быть лёгкой, чтобы всплыть на поверхность и начать новую жизнь.
Для определения Ресурса, который может обеспечить такое превращение, построим модель системы. Из чего состоит почка?
Солнце
Вода
Почка
Летом проникающие в воду солнечные лучи нагревают с водоёмом и почку. Внутри почки содержится воздух. От нагревания он расширяется и выталкивает почку на поверхность водоёма.
Воспользуемся приёмом «Обращения исследовательской задачи».
Задача. «Спрятать гробницу».
В древности при погребении богатого человека в его могиле помещали много драгоценностей. И родственники погребённой знаменитости предпринимали немало усилий, чтобы сберечь могилу от разграбления. Так, египетских фараонов упрятывали в недра неприступных пирамид.
Александра Македонского, согласно легенде, похоронили под одним из рукавов в дельте Нила, куда затем спустили воду.
Соплеменники Чингиз-Хана похоронили его в большом могильном кургане. Но как они скрыли следы погребения?
Применяем приём: Что сделали соплеменники Чингиз-Хана, чтобы скрыть следы погребения? Как им удалось скрыть могильный курган?
Противоречие: Курган должен быть заметен, потому что Чингиз-Хана похоронили в большом кургане – искусственном сооружении, и должен быть незаметен, чтобы из кургана не растащили драгоценности.
ИКР: Человек не замечает насыпанный курган.
Ответ: Как повествует легенда, после погребения монголы прогнали по могильному кургану тысячное стадо животных, копыта которых стёрли с лица земли все следы захоронения.
Задача. «Пещеры».
Добыча полезных ископаемых приводит к появлению огромных незаполненных пещер в толще поверхностного слоя Земли. Какие последствия этого явления можно спрогнозировать? Как будут использоваться внутреземные пространства людьми?
Приём обращения: как сделать так, чтобы земные пустоты приносили людям пользу?
Возможные ответы:
Пустоты, особенно в горных массивах, создают опасность обвалов, «искусственных» землетрясений, поэтому люди будут специально вызывать взрывами обвалы, как сейчас взрывают сход снежных лавин, чтобы опасность не застала врасплох. Появится соответствующая профессия, способы воздействия…
Пещеры можно заполнить промышленными отходами, экономя полезную площадь Земли.
Если специально в нужной последовательности свалить отходы, то через много лет, когда отходы «перебродят», можно получить склады полезных ископаемых для потомков.
Пещеры можно использовать для развития туризма.
Можно делать в них музеи, фабрики, заводы и т. д.
Подобные исследовательские задачи ориентированы на будущее. Такие задачи можно назвать прогнозными.
Задача. «Как спасти сеть?».
Эту задачу, как и многие другие, можно сформулировать двояко, в зависимости от целей урока можно использовать как одну, так и другую.
Исследовательская. Долгое время энтомологам казались загадочными действия некоторых видов пауков. Вроде бы, чем незаметнее соткана паутина, тем лучше для её хозяина – чаще будут попадаться насекомые. Но есть странные утолщения на некоторых паутинах, явно демаскирующие их. Утолщённые места паутины имеют различную форму: то в виде кругов, то в виде крестов или линий. Зачем же пауку понадобились эти художества?
Противоречие: Паутина должна быть незаметной для насекомых, а она заметная. Для кого же паук делает паутину заметной и зачем?
Ответ: По мнению учёных, пауки таким образом дают возможность птицам вовремя заметить паутину и облететь её, не повредив. Разумеется, уплотнения в паутине замечают и некоторые насекомые и тоже стараются облететь. Но для паука лучше потерять несколько насекомых, чем сооружённую не без труда паутину.
Изобретательская. Чтобы насекомое попало в ловчую сеть пауков, нить паутины должна быть невидимой, прозрачной. Но вот беда: некоторые виды дневных пауков из-за невидимости сети страдают от пролетающих птиц. Можно, конечно, сделать сеть видимой, но тогда в неё не попадут насекомые. Что делать?
Противоречие: Сеть должна быть прозрачной, чтобы быть невидимой для насекомых, и должна быть непрозрачной, чтобы быть видимой для птиц.
Противоречие разрешимо в пространстве: часть нити сделать видимой.
Ответ: Некоторые пауки украшают сеть шариками или дополнительными узорами белого непрозрачного цвета.
Шаги АРИЗ подвижны, их легко можно менять местами, использовать частично или полностью, в зависимости от логики решения задачи.
Задача № 1. «Бобры».
Бобры орудуют резцами с необычайной производительностью. Работая под водой, они могут не дышать до 15 мин. Как удается бобрам грызть дерево под водой и при этом не захлебываться?
Творческая переформулировка: как бобрам с закрытым ртом под водой построить дом?
Противоречие: Рот должен быть закрыт, чтобы не пропускать воду, и должен быть открыт, чтобы работать под водой резцами.
ИКР: Резцы сами не прячутся в рот. Каким образом?
Подсказка: показать иллюстрацию бобра с резцами поверх губы.
Ответ: Резцы у бобра торчат поверх губы, ими можно работать не раскрывая рта.
Мы ответили только на первую часть задачи: как удается бобрам грызть дерево под водой. Что позволяет ему при этом не захлебываться, т.к. вода может попасть и через нос.
ИКР: Система «нос», который сам не пропускает воду.
Противоречие: Нос должен быть открыт, чтобы дышать, и должен быть закрыт, чтобы не захлебнуться.
Ресурсы: Одно время нос закрыт под водой, другое – открыт над водой.
Пространственно-временной ресурс.
Ответ: Нос бобра снабжен подвижными мясистыми ноздрями, которые плотно смыкаются, когда бобр ныряет.
Задача № 2. «Бобры».
Бобров называют инженерами за их удивительные постройки: хатки, каналы, плотины с запрудами, норы. Вход в нору всегда находится под водой. Зимой водоемы покрываются толстым слоем непробиваемого льда, однако бобры умудряются отплывать далеко от хатки. Как это возможно, если им регулярно нужно вдыхать воздух?
Творческая переформулировка: как зимой, покинув дом, бобр гуляет подо льдом?
Строим модель: Система «лед» состоит из человечков твердого вещества, которые крепко держатся за ручки.
Что подо льдом? Человечки жидкости с растворенными человечками воздуха.
А может ли таким образом дышать бобр? (Нет, он относится к млекопитающим, а не рыбам.) Как быть? Сформулируем противоречие.
Противоречие: Воздух должен быть под водой для дыхания бобра и не должен быть, т.к. нет места для воздушной прослойки.
ИКР: Воздушная прослойка появляется сама. Бобр сам ее создает подо льдом. Каким образом? Обратите внимание детей на первоначальный текст задачи. Как называют бобров? Почему?
Ответ: После того как лед установится, бобры делают дополнительные стоки в плотинах, спуская часть воды из запруд. Подо льдом образуются пустые пространства, где бобры кормятся и резвятся.