7.2. Евристичні методи рішення творчих задач
Евристичні методи рішення творчих задач почали активно розвиватись у першій половині ХХ століття і сьогодні переживають своє друге народження у зв’язку з інноватизацією суспільних процесів взагалі та педагогічних зокрема, які затребували пошуку каналів розвитку творчої складової особистості. Розглянемо їх.
Метод проб і помилок
Метод полягає у випадковому пошуку варіантів вирішення певного завдання. Він не містить будь-яких правил генерування та оцінки ідей. Рекомендується для вирішення завдань із невеликою кількістю (до 20) варіантів. Метод активно використовував Томас Едісон, який отримав 1098 патентів у США і біля 3000 ще у 34 країнах світу. Працездатність Т.Едісона була неперевершеною. До 50 років цей дослідник плідно працював по 19,5 годин на добу. Лише в останні роки життя ця цифра знизилась до 17 годин. А взагалі працювати він почав з 12 років, у 16 – пішов з батьківської домівки і став жити самостійно, в 22 – заробив свої перші 40 тисяч доларів, а в 40 років став відомий всьому світові як великий винахідник. Недаремно він вважав, що творчість – це дев’яносто дев’ять відсотків поту і лише один відсоток натхнення. Такий підхід дозволив йому подолати головний недолік методу проб і помилок – низьку ефективність.
Брейнстормінг («мозковий штурм» або «мозкова атака»)
Метод ґрунтується на вільному асоціюванні. Його засновник – американський морський офіцер Алекс Осборн (1936 р.). Він вважав, що творчі здібності є у кожної людини, але вони дрімають. А.Осборн розділив у часі процеси генерації ідей та їх критичний аналіз. Це стало можливим через створення двох груп: генераторів ідей (пропонують велику кількість ідей, якби «атакуючи» завдання) та експертів (проводять подальший аналіз запропонованих ідей після їх генерування).
Види методу:
метод прямої мозкової атаки: має за мету пошук якомога більшого числа варіантів рішення завдання шляхом їх пропонування в умовах відсутності критики;
метод зворотної мозкової атаки: має за мету аналіз слабких місць і дефектів об’єкту (технологічного процесу, машини або її вузла і т. д.), які необхідно удосконалити або замінити повністю. Після рекомендацій експертів проводиться прямий мозковий штурм по ліквідації та усуненню розкритих недоліків.
Правила застосування методу:
Абсолютна заборона на будь-яку критику.
Заохочення найнеймовірніших та фантастичних ідей, кількість яких не обмежена.
Фіксація ідей без вказівки авторства.
Відбір найбільш цінних ідей групою експертів після їх генерування.
У практиці інженерно-педагогічної діяльності метод ефективно застосовувати як під час теоретичних, так і практичних занять. При цьому ефективною є накопичувальна система заохочувальних балів для тих, хто проявляє найбільшу активність.
Метод колективного блокнота (метод 635)
Метод є різновидом письмової розумової атаки. Група із шести учасників формулює проблему та шукає способи її вирішення. При цьому кожен учасник заносить у блокнот три пропозиції (для цього йому відведено 5 хвилин) та передає їх сусідові. Той враховує пропозиції попередника та додає до них три власні і т. д. Процес закінчується, коли у блокнот внесено пропозиції усіх учасників. Час на обмірковування може збільшуватися на наступних ротаціях. Метод дає змогу отримати до 90 пропозицій.
Вирішення творчих завдань в «Р-групах»
Метод реалізує принцип наукової кооперації за рахунок застосування так званих рольових груп – «Р-груп». Його розроблено інститутом історії природознавства і техніки (Росія). Вважається, що взаємодія людей буде більш ефективною, якщо завдання будуть вирішувати учасники з різними типами мислення. Оптимальним є склад групи з трьох чоловік: генератора ідей, критика та ерудита.
Підбір учасників на виконання цих ролей проводиться педагогом через застосування психологічних тестів на креативність, за даними спостережень та бесід. Від умілого підбору інженером-педагогом цих груп залежатиме ефективність діяльності по вирішенню певної проблеми.
Метод синектики
Головна ідея методу полягає у поєднанні різнорідних елементів за аналогією. Вона знайшла відображення у назві методу, адже «синектика» у перекладі з грецької означає поєднання. Автор методу – американський дослідник Уільям Гордон. У 1960 році він заснував спеціальну фірму, де почав навчати творчому мисленню.
Синектори навчаються пошуку нових ідей шляхом застосування чотирьох видів аналогій:
особистісна (емпатія) – передбачає ототожнення дослідника з певним елементом проблемної ситуації (наприклад, із якою-небудь частиною механізму, деталлю машини тощо);
пряма – полягає у пошуку схожих явищ і процесів у інших, часто несподіваних областях знання і практики;
символічна – передбачає використання поетичних образів і метафор для формулювання завдань;
фантастична – проблема вирішується як у казці через ігнорування фундаментальних законів природи.
Етапи роботи синекторів:
На першому етапі синектори формулюють і уточнюють проблему у вигляді «як вона дана». Особливістю етапу є те, що ніхто з учасників, окрім керівника, не знає конкретні умови завдання, оскільки їх передчасна конкретизація утрудняє абстрагування, не дає можливості відійти від звичного стилю мислення.
На другому етапі формулюють проблему у вигляді «як її розуміють». При цьому розглядають можливості по перетворенню незнайомої проблеми на ряд звичайних завдань.
На третьому етапі починається генерування ідей. При цьому проводиться своєрідна «екскурсія» по різних областях техніки, живої природи, психології для виявлення того, як аналогічні проблеми вирішуються в цих (далеких від вирішуваного завдання) галузях. У процесі знаходження таких прикладів синектори використовують всі види аналогій, розглянуті вище.
На четвертому етапі виявлені у процесі генерації ідеї переносяться до розгляду проблеми у вигляді «як вона дана» або «як її зрозуміли».
П’ятий етап передбачає вивчення та обговорення отриманих результатів, консультування з фахівцями, експериментування, пошук кращих способів реалізації ухваленого рішення.
Даний метод потребує поглибленої підготовки викладача до його реалізації. Але ці зусилля компенсуються якістю вирішення будь-яких проблем. Застосування методу в практиці інженерно-педагогічної діяльності рекомендується при вирішення найбільш складних завдань.
Метод морфологічного аналізу
Термін «морфологія» вперше використовував І.В.Гете – основоположник морфології організмів (вчення про форму та будову рослин і тварин) й одночасно великий німецький письменник. Поняття «морфологія» у перекладі з латини означає знання структури, форми.
Автором методу морфологічного аналізу є швейцарський астроном Фріц Цвіккі (1942 р.). Саме він запропонував розкласти об’єкт на складові частини, занести їх до «морфологічної таблиці» (іноді її називають «морфологічним ящиком» або «морфологічною матрицею») та провести аналіз відповідних варіантів. Прототипом такого підходу є створена ще у ХІІІ столітті іспанським монахом Р.Луллієм машина для визначення різних комбінацій.
Етапи реалізації методу:
1-й етап: дається точне і повне формулювання поставленого завдання.
2-й етап: формулюються основні морфологічні ознаки технічного об’єкту (функціональні вузли, параметри), виходячи із закономірностей його будови.
3-й етап: проводиться незалежний розгляд всіх морфологічних ознак, для кожної з яких намічаються всі можливі варіанти вирішення проблеми.
4-й етап: складається багатовимірна матриця, у якій кожній морфологічній ознаці відповідає графа можливих варіантів рішення задачі.
5-й етап: відбувається аналіз та оцінка всіх без виключення варіантів рішення задачі з позицій якнайкращого виконання технічним об’єктом сформульованих для нього цілей та технічних функцій.
6-й етап: проводиться вибір одного або декількох синтезованих варіантів рішення завдання, які можуть виявитися перспективними для практичної реалізації.
Покажемо реалізацію метода на прикладі.
Завдання. Для підводного полювання використовуються відповідні рушниці. Однак недосконалість їх конструкції часто стає причиною нештатних ситуацій. Зокрема рушниця через велику вагу часто вислизає з рук. Яким чином можна вирішити цю проблему?
1-й етап. Завдання полягає у необхідності удосконалення рушниці для підводного полювання, яка повинна не вислизати з рук та мати невелику вагу.
2-й етап. Основними морфологічними ознаками даного технічного об’єкту можна визнати снаряд, джерело енергії, систему управління та систему стабілізації.
3-й етап. Проводиться незалежний розгляд всіх морфологічних ознак з виділенням всіх можливих варіантів вирішення проблеми. Для цього може використовуватись метод мозкового штурму. Наведемо результати одного з них. У ході його проведення було визначено, що в якості снаряда можуть використовуватись гарпун, ультразвук, куля тощо. Аналогічно проводиться розгляд інших морфологічних ознак рушниці для підводного полювання. У подальшому результати цієї роботи заносяться до багатовимірної матриці.
4-й етап. Складається багатовимірна матриця (табл. 3.1).
Таблиця 3.1