Тема 4. Методологические подходы и принципы решения задач и проблем

4.1. Типы проблем и задач, методы их решения

Понимание различия проблемы и задачи. Проблема как беспокойство, потребность, противоречие. Проблемная ситуация. Проблема и способ ее решения: изначальная вариативность решений. Проблема как затруднение выбора направления движения. Типы проблем и задач: хорошо и плохо структурированные проблемы и задачи. Структурная схема процесса решения задачи на основе АРИЗ. Характеристика этапов. Алгоритмы решения и методология. Системный анализ. Анализ и синтез в процессе решения задач.

4.2. Решение задач, организуя правдоподобные рассуждения «от конца к началу». Понимание анализа и синтеза по древнегреческому математику Паапу. Правила решения задач Декарта. Разделение задачи на несколько задач. Понимание цели как средства. Сущность методологии решения задач, организуя правдоподобные рассуждения «от конца к началу»:(1.) формирование проблемной ситуации вокруг основного вопроса задачи. Поиск идеи ответа на поставленный вопрос. Выявление необходимого и достаточного условия для решения в виде – нового вопроса. (2) Организация правдоподобных рассуждений вокруг нового вопроса с целью формирования условия (идеи) для ответа. Постановка следующего вопроса. (3) Организация размышлений по ответу на очередной вопрос. И так до создания условий для очевидного ответа на вопрос. Ходы 1 3 ходы аналитической природы. После этого организуется система действий в обратном порядке по реализации идей – стадия синтеза.

4.3. Решение логических задач и проблем

Понятие о психологической инерции мышления. Две стороны нашего опыта: нормативность и вариативность. Приемы нейтрализации психологической инерции: перефразировка условия задачи, использавание обобщенных понятий при новой формулировке задачи, использование постановки вспомогательных вопросов. Приемы правильного логического мышления.

4.4. Решение творческих задач и проблем

Поисковый этап в решении задач. Поисковое поле. Метод проб и ошибок. Аналогия как метод поиска решения. Инверсия. Приемы, алгоритмы и теория технического творчества. Методы мозговой атаки. Роль структурного и морфологического анализа в поиске решений.

4.5. Использование метода анализа размерностей при решении творческих задач. Основные положения теории анализа размерностей. Системный подход и метод анализа размерностей. Приемы получения безразмерных симплексов и комплексов из факторов и параметров, определяющих физический процесс. Сочетание метода анализа размерностей и методологии решения задач, организуя правдоподобные рассуждения «от конца к началу».

Тема 5. Законы развития и функционирования технических систем

5.1. Законы развития и функционирования технических систем Понятие о технической системе. Законы развития технических систем:

- закон расширения множества потребностей-функций;

- закон стадийного развития технических объектов;

- закон возрастания разнообразия технических объектов;

- закон возрастания сложности технических объектов.

Видовое представление технической системы. Конкретное исполнение. Историческое время технических систем.

Подход к толкованию и набору законов развития по Г.С. Альтшуллеру:

Закон полноты частей системы. Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является наличие и минимальная работоспособность основных частей системы.

Закон «энергетической проводимости» системы. Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы.

Закон согласования ритмики частей системы. Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности) всех частей системы.

Закон увеличения степени идеальности системы. Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности.

Закон неравномерности развития частей системы. Развитие частей системы идет неравномерно; чем сложнее система, тем более неравномерно развитие ее частей.

Закон перехода в надсистему. Исчерпав возможности развития, система включается в надсистему в качестве одной из частей; при этом дальнейшее развитие идет на уровне надсистемы.

Закон перехода с макроуровня на микроуровень. Развитее рабочих органов системы идет сначала на макро-, а затем на микроуровне.

Закон увеличения степени вепольности. Развитие технических систем идет в направлении увеличения степени вепольности.

5.2. Законы строения технических систем. Сущностная характеристика законов строения технических объектов по А. И. Половинкину:

- закон симметрии технических объектов;

- законы корреляции параметров технических объектов;

- закон гомологических рядов технических объектов;

- закон соответствия между функцией и структурой технического объекта.