Публикации и видеосюжеты. Элементы теории и методологии научно-технического творчества Научные проблемы и техническое творчество

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

В современных условиях бурного развития научно-технического прогресса, интенсивного увеличения объема научной и научно-технической информации, быстрой сменяемости и обновления знаний особое значение приобретает подготовка в высшей школе высококвалифицированных специалистов, имеющих высокую общенаучную и профессиональную подготовку, способных к самостоятельной творческой работе, к внедрению в производственный процесс новейших и прогрессивных результатов.

С этой целью в учебные планы многих специальностей вузов включена дисциплина «Методология научных исследований», широко внедряются элементы научных исследований в учебный процесс. Во внеучебное время обучающиеся принимают участие в научно-исследовательской работе, ведущейся на кафедрах, в научных учреждениях вузов, в научных объединениях.

В новых социально-экономических условиях наблюдается повышение интереса к научному исследованию. Между тем стремление к научной работе все чаще наталкивается на недостаточное овладение обучающимися системы методических знаний. Это существенно снижает качество выполнения обучающихся научных работ, не позволяя им в полной мере реализовать свои возможности. В связи с этим в лекционных материалах особое внимание уделено: анализу методологических и теоретических аспектов научного исследования; рассмотрению проблем сущности, особенностей и логики процесса научного исследования; раскрытию методического замысла исследования и его основных этапов.

Приобщение обучающихся к научным знаниям, готовность и способность их к проведению научно-исследовательских работ - объективная предпосылка успешного решения учебных и научных задач. В свою очередь, важным направлением совершенствования теоретической и практической подготовки обучающихся является выполнение ими различных научных работ, дающих следующие результаты:

Способствует углублению и закреплению обучающимися имеющихся теоретических знаний изучаемых дисциплин и отраслей науки;

Развивает практические умения обучающихся в проведении научных исследований, анализе полученных результатов и выработке рекомендаций по совершенствованию того или иного вида деятельности;

Совершенствует методические навыки обучающихся в самостоятельной работе с источниками информации и соответствующими программно-техническими средствами;

Открывает обучающимся широкие возможности для освоения дополнительного теоретического материала и накопленного практического опыта по интересующему их направлению деятельности;

Способствует профессиональной подготовке обучающихся к выполнению в дальнейшем своих обязанностей и помогает им овладеть методологией исследований.

наука знание творчество

1. Научно - техническое творчество. Общие сведения

Наука - э то непрерывно развивающаяся система знаний объективных законов природы, общества и мышления, получаемых и превращаемых в непосредственную производительную силу общества в результате специальной деятельности людей.

Диалектическое развитие науки идет от сбора фактов, их изучения и систематизации, обобщения и раскрытия отдельных закономерностей к логически стройной системе научных знаний, которая может объяснить уже известные факты и предсказать новые. При этом по характеру полученных результатов все научные исследования подразделяются на следующие основные группы: поисковые, фундаментальные, прикладные и разработки.

Поисковые работы производятся для нахождения принципиально новых направлений исследований с целью создания новой техники. Они опираются на известные теоретические разработки и идеи, хотя в ходе поисков последние могут быть критически пересмотрены и существенно видоизменены. Отмстим, что при положительных результатах выводы поисковых работ используются в научно-исследовательском творчестве прикладного характера с определенным экономическим эффектом.

Фундаментальные работы направлены на открытие новых фундаментальных законов природы, вскрытие связи между явлениями и объяснение явлений, процессов, фактов. Эти работы в основном проводятся в академических институтах и головных вузах. Отметим, что непосредственные результаты фундаментальных работ зачастую имеют абстрактный характер, хотя в последующем практическое приложение этих исследовании в подавляющем своем большинстве дает значительный экономический эффект. В качестве классических примеров фундаментальной работы можно привести, например, теорию относительности А. Эйнштейна или теорию дифференциального и интегрального исчислений.

Прикладные работы непосредственно направлены па создание новых либо существенное совершенствование известных методов, на основе которых разрабатываются повое оборудование, машины, материалы, способы производства и др. Эти работы носят конкретный характер, они выполняются в основном в отраслевых институтах и в вузах. Примером прикладной работы, внесшей определенный вклад в развитие не только отечественного швейного машиностроения, но и в теорию механизмов и машин.

Разработка - использование научных знаний в процессе опытно - конструкторских работ (ОКР), направленных на создание образцов изделий новой техники, комплексов и систем машин, агрегатов, станков, а также устройств и механизмов.

Разработки осуществляются в проектно-конструкторских, проектно - технологических институтах, конструкторских и технологических отделах и бюро предприятий, в вузах (при выполнении хоздоговорных работ, а также при курсовом и дипломном проектировании), в студенческих конструкторских бюро. Разработки зачастую сравнительно быстро окупаются и дают ощутимый экономический эффект.

Прикладные работы состоят из следующих этапов:

- подготовительного, включающего в себя составление библиографии по теме, изучение литературы по основной и смежным темам, изучение опыта других организаций, составление обзорного документа, разработку и утверждение технического задания, календарного плана, калькуляцию работ;

- теоретической части темы, состоящей из разработки и расчета новых схем, теоретического обоснования, поисков новых видов материалов и т. п., совершенствования технологических процессов;

- проектирования и изготовления экспериментальных (опытных) образцов механизмов, устройства машин, проектирования и изготовления или покупки оснастки, средств испытания и контроля;

- экспериментальных работ, которые проводятся в лабораторных и заводских условиях согласно теоретическим разработкам и включают в себя математическую обработку результатов эксперимента, проверку соответствия принятой модели реальному процессу;

- испытания (лабораторные и производственные) по исследованиям теоретического и экспериментального характера;

- корректировки , в которую входят рекомендации по совершенствованию принятой конструкции, внесение соответствующих коррективов и разработанные схемы, расчеты, проекты, установки с учетом законченных циклов испытания;

- внедрение результатов разработки на отдельных предприятиях, выбранных в качестве опытных, или в учебный процесс;

- выводов и предложений, в которых обобщаются результаты испытаний и экспериментальных внедрений, определяется ожидаемый или реальный экономический эффект их;

- заключительного, состоящего из оформления отчетной документации, утверждаемой представителями исполнителя и заказчика.

Опытно-конструкторские работы имеют следующие этапы:

- подготовительный (составление библиографии, изучение литературы и существующих конструкций, разработка технического задания на проектирование образца, калькуляция работ, разработка и утверждение эскизного проекта);

- техническое проектирование (разработка и согласование технического проекта, проведение необходимых расчетов);

- рабочее проектирование (разработка комплекса рабочей документации);

- изготовление опытного образца, его сборка, доводочные и наладочные работы;

- заводские испытания;

- доработка опытного образца по результатам испытания;

- межведомственные испытания;

- корректировка и доводка по результатам межведомственного испытания;

- серийное производство.

2. Особенности научно-технического творчества

В современную эпоху в связи с бурным развитием науки и техники одна из важнейших задач, стоящих перед высшей школой, это обучение техническому творчеству будущих специалистов народного хозяйства. В научно-исследовательской работе (НИР) выделяют три вида творчества: научное, научно-техническое и техническое.

Под научным творчеством понимается работа, призванная непосредственно удовлетворять потребности познания окружающего мира и целесообразно изменять и улучшать его.

Научно-техническое -- творчество, в котором каждое достижение изобретательской мысли опирается на предыдущее и, в свою очередь, служит основой для последующих достижений.

Техническое творчество призвано удовлетворять утилитарные потребности общества, связанные со сферой производства материальных благ.

Практика показывает, что магистрантов в рамках НИРС наиболее эффективно привлекать к участию в научно-техническом и техническом творчестве и в особенности к изобретательству.

Теперь остановимся на общих для всех видов творчества характерных признаках.

Новизна и достоверность говорит о познании неизвестной до сих пор сущности какого-либо предмета, явления, процесса. Отметим, что это не обязательно научное открытие, по непременно новое, значительное в той или иной степени, знание того, чего мы до сих пор не знали.

Вероятностный характер и риск. В научно-техническом творчестве неизбежен элемент неопределенности, особенно в его начальной стадии, т. к. практически невозможно заранее предсказать конечные результаты проводимого исследования или гарантировать успешную работу разрабатываемой конструкции. В научно-техническом творчестве нередки случаи получения отрицательного результата, как на промежуточных, так и на конечных этапах исследования. Всегда надо помнить что творчество -- это неустанный поиск. Следует сказать, что в научно-техническом творчестве нельзя пренебрегать отрицательным результатом, т. к. это тоже результат, позволяющий самому или уже другим исследователям выбрать правильный путь поиска.

Плановость -- необходимый фактор научно-технического творчества, особенно если учесть, что научные исследования на современном этапе характеризуются сложностью и трудоемкостью выполнения, требующей организующей силы плана:

Различают несколько форм плана научных исследований.

Предварительный план исследований определяет его задачу и цели, общее содержание и народнохозяйственное значение, его замысел, принцип решения задачи, методику, объем работ и сроки выполнения, предварительное технико-экономическое обоснование. Отличительной особенностью составления указанного плана части работ является необходимое участие всех исполнителей данного исследования.

Составление предварительного плана исследования представляет собой завершающий элемент в процессе конкретизации темы.

Индивидуальный план - это перечень, содержание и трудоемкость работ с указанием последовательности и сроков выполнения всех их этапов. Правильно составленный план должен также учитывать синхронизацию работ между исполнителями и возможность контроля и самоконтроля. Это особенно важно еще и потому, что в современной науке все возрастающую роль играет коллективный труд.

Рабочий план - это перечень комплекса мероприятий по проверке и развитию принятой гипотезы, которая в свою очередь обоснованно выдвигается на основе изучения истории вопроса, уточнения теоретических и экспериментальных предпосылок исследуемой темы. Отличительная особенность рабочего плана в том, что в нем указываются пути, методы и средства выполнения всех основных этапов работы.

Необходимо предостеречь, особенно молодого исследователя, в том, что на все виды планов нельзя смотреть как на догму, что в процессе работы отдельные части плана, а также сроки его выполнения могут и должны корректироваться и даже существенно видоизменяться, в зависимости от конкретно возникающих ситуации. Если работа важна и сроки выполнения сжаты, целесообразно предусмотреть параллельное выполнение ее этапов.

Во всех случаях исследователю полезно использовать опыт других работников, а перед выполнением каждого последующего этапа глубоко и всесторонне анализировать ход и результаты предыдущего этапа, вносить необходимые коррективы. Для начинающего исследователя к тому же не будет лишним составление, на основе рабочих и индивидуальных планов, еще и ежедневных и еженедельных графиков, строгое выполнение которых в срок в целях самодисциплины должно стать правилом.

3. Уровни творческого процесса

Высшей формой научно-технического творчества в рамках НИР является изобретательство, для которого условно характерны пять уровней.

1-го уровня - использование готового объекта почти без выбора;

2-го уровня - выбор одного объекта из нескольких;

3-го уровня - частичное изменение выбранного объекта;

4-го уровня - создание нового объекта или полное изменение исходного;

5-го уровня - создание нового комплекса объектов.

Для лучшего понимания сказанного приведем примеры изобретений различных уровней.

1 уровень. Предложена конструкция механизма игловодителя швейной машины. Для предотвращения спекания синтетических тканей при сшивании игла опрыскивается воздушно-водяной массой.

Взята готовая задача, т. к. необходимость охлаждения машинной иглы при сшивании на больших скоростях материалов с синтетическими волокнами общеизвестна. Использована готовая поисковая концепция - надо отвести часть тепла, причем специального поиска информации не требуется, т. к. способов этого более чем достаточно. Выбрано тривиальное решение: охлаждать иглу воздушно-водяной массой, конструктивные исполнения опрыскивателей известны и не требуют доводки для внедрения.

2 уровень. В реечном механизме для транспортировки деталей швейных машин с целью исключения посадки верхнего материала использована отклоняющаяся игла, работающая синхронно с нижней рейкой.

В данной задаче, поисковая концепция очевидна, авторами выбран один из нескольких (отклоняющаяся вдоль строчки игла, дифференциальный механизм и т. п.) вариантов решения.

3 уровень. С целью получения условий и режимов работы, адекватных эксплуатационным, предложено устройство для испытания на износ, позволяющее на испытуемых кинематических парах вращательного, качательного и поступательного движений создавать сложные, нестационарные и знакопеременные нагрузки как от цикла к циклу, так и внутри каждого из циклов, повторяющихся практически с любой частотой.

Изменено известное решение, позволившее на стендах имитировать условия и режимы работы кинематических пар механизмов, например, швейных машин, в которых преобладающее значение по сравнению с силами полезного сопротивления имеют инерционные нагрузки.

4 уровень. Предложен принципиально новый способ получения нераспускающейся цепной строчки для деталей одежды и разработано повое конструктивное решение для реализации названного способа.

5 уровень. Предложен способ получения сверхвысоких давлений с помощью импульсного электрического разряда внутри объема любой проводящей или непроводящей жидкости. В результате данного изобретения открыт новый эффект - электрогидравлический удар.

Примерно 80% всех изобретений относятся к первым двум уровням, тогда как изобретения высших уровней, определяющих качественное изменение техники, составляют лишь около 20%. Студент, овладевший основами общенаучных и общеинженерных дисциплин, как показывает практика, вполне может плодотворно работать над изобретениями 1 и 2 уровней.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Научно-техническое творчество в общеобразовательной школе. Формы научно-технического творчества в системе технологической подготовки. Условия эффективности процесса развития педагогического творчества, повышения квалификации и креативности учителя.

дипломная работа , добавлен 28.05.2009


Определение и история творчества. Четырехэтапная модель творческого процесса, существующие методики и способы его организации. Выборка принципов, на которых строится система творческих заданий. Программа учебной и научно-исследовательской деятельности.

курсовая работа , добавлен 10.07.2010


Методологические аспекты развития технического творчества. Стратегии и тактики творческой деятельности учащихся. Природа творческого мышления. Методы развития технического мышления у учащихся. Кружок как основная форма организации технического творчества.

курсовая работа , добавлен 23.02.2011


Сущность технологического образования школьников, этапы его становления в России. Реформы общеобразовательной школы. Формы и средства изучения технического творчества в 10 классе. Анализ традиционных и инновационных методов. Контроль знаний и план уроков.

курсовая работа , добавлен 11.10.2009


Взаимосвязь творчества и исследовательской деятельности личности как философско-психологическая проблема. Вопрос развития творчества студентов в научно-исследовательской деятельности. Состояние педагогического обеспечения развития творчества студентов.

курсовая работа , добавлен 01.11.2008


Характеристика учреждения дополнительного образования "Центр развития творчества детей и юношества": устав, контингент воспитанников, направления деятельности. Кадровое, научно-методическое и материально-техническое обеспечение образовательного процесса.

отчет по практике , добавлен 13.09.2013


Понятие "творчество" и его особенности в младшем школьном возрасте. Оригами как вид творчества. Исторические аспекты развития оригами. Виды оригами и методика обучения младших школьников. Критерии и уровни развития детского художественного творчества.

курсовая работа , добавлен 21.08.2015


Сущность и основные направления научно-исследовательской деятельности студентов, ее значение в повышении качества выпускаемых вузами кадров. Классификация научно-исследовательских работ и их отличительные признаки, степень занятости в них студентов.

контрольная работа , добавлен 14.01.2010


Требования, предъявляемые к высшей школе со стороны бурно развивающихся науки, техники, производства, значение школы научно-технического творчества в педагогическим процессе. Формы и методы привлечения студентов к научному творчеству, их значение.

реферат , добавлен 15.10.2014


История педагогики как науки о воспитании и обучении человека. Становление дошкольных учреждений. Функции и понятийный аппарат дошкольной педагогики, её связь с другими науками. Признаки и специфика воспитания. Логика научно-педагогических исследований.

Каждый ребенок - потенциальный изобретатель. Стремление к исследованию окружающего мира заложено в нас генетически. Ломая очередную игрушку, малыш пытается понять, как она устроена, почему крутятся колесики и мигают лампочки. Правильно организованное техническое творчество детей позволяет удовлетворить это любопытство и включить подрастающее поколение в полезную практическую деятельность.

Определение

Творчество - особый вид деятельности, в ходе которого человек отступает от общепринятых шаблонов, экспериментирует и в итоге создает новый продукт в области науки, искусства, производства, техники и т. д. С социально-экономической точки зрения новым может быть только тот объект, которого ранее не существовало. С психологической точки зрения творчеством считается любой процесс, в котором человек открывает что-то неизвестное для себя. Субъективная значимость изобретения выходит на первый план, когда речь идет о детях.

Техническое творчество - это такая деятельность, результатом которой становится создание различных технических объектов (моделей, приборов, всевозможных механизмов). Оно имеет особое значение, когда речь заходит о развивающемся индустриальном обществе.

Классификация

Существует несколько видов профессионального научно-технического творчества. Перечислим их:

1. Изобретательство, при котором открывается оригинальный способ решения проблемы.
2. Рационализаторство, когда человек улучшает уже готовый механизм.
3. Конструирование, или создание устройства в соответствии с выданным техническим заданием.
4. Дизайн, предполагающий построение объекта с определенными функциональными, а также эстетическими характеристиками.

Особое место при этом отводится под которой понимается допрофессиональное творчество детей и юношества. В отличие от взрослых коллег, они решают простые задачи, заново открывают уже известные способы действий. Главной целью в этом случае становится не общественная польза изобретения, а развитие исследовательского мышления и инициативы у школьников и студентов.

Детское техническое творчество

Быть изобретателем непросто. Чтобы создать новое устройство, человек должен обладать творческим мышлением. Также необходимы нацеленность на конечный результат и готовность преодолеть возникающие технические трудности. На заре индустриализации бытовало мнение, что подобные качества присущи от рождения небольшому числу одаренных инженеров.

Сегодня педагоги уверены: техническому творчеству можно научить каждого человека. Но заниматься этим необходимо с самого раннего возраста, чтобы ребенок привыкал грамотно мыслить, рационально работать с информацией, применять на практике усвоенные на уроках знания. Крайне важно пробудить интерес к технике. Поэтому дети не изучают сложные физические явления, а создают понятные для них модели самолетов, автомобилей, кораблей, космических аппаратов, роботов и т. д.

Решаемые задачи

Техническое творчество - это процесс, в ходе которого:

• происходит подготовка ребенка к будущей трудовой деятельности;
• развиваются самостоятельность, активность, творческое мышление, пространственное воображение, критичность (умение оценивать конструктивные особенности устройств);
• формируется интерес к изобретательству;
• усваиваются знания из области физики, математики, информатики и т. д.;
• воспитываются трудолюбие, ответственность, целеустремленность, терпение;
• формируется умение работать с чертежами, научной литературой, а также навыки пользования измерительными приборами, инструментами, специальными приспособлениями;
• растет самооценка ребенка, появляется гордость за свой труд.

Возникающие проблемы

Во времена СССР много внимания уделялось техническому творчеству молодежи. Первые секции авиамоделирования возникли еще в 20-е годы XX века. Постепенно круг деятельности расширялся. Школьники включались во внеучебную деятельность, конструировали ракеты и сельскохозяйственные машины, электроприборы и автоматику. Любительские кружки действовали повсеместно. Открывались клубы и станции юных техников, проходили выставки и конкурсы, на которых учащиеся получали награды. Многие конструкторы и новаторы посещали подобные занятия в детстве.

Однако с началом перестройки большинство учреждений технического направления перестало функционировать. Сказалось прежде всего отсутствие финансирования. Ведь техническое творчество требует специального оборудования, материальная база устаревает, выходит из строя. До сих пор многие кружки существуют только благодаря усилиям педагогов-энтузиастов. Недостаток современного оборудования ведет к снижению качества услуг. Между тем спрос на них остается устойчивым. Сегодня в регионах этот вопрос пытаются решить на местном уровне. Другой проблемой является то, что техническое творчество перестало быть доступным для учащихся из семей с низким достатком.

Формы организации

Рассмотрим, какими способами сегодня детей стараются приобщить к техническому творчеству. Их несколько:

• Уроки технологии. Они проводятся уже в начальной школе и предусматривают знакомство с моделированием, техникой, изготовление простых изделий.
• Кружки. Они могут функционировать на базе школы или учреждений дополнительного образования. Дети, посещающие кружок, глубоко изучают отдельные технические вопросы, занимаются исследовательской работой.
• Олимпиады, выставки, конкурсы. Они позволяют школьникам продемонстрировать свои достижения, привлечь внимание к себе, обменяться полученным опытом с увлеченными сверстниками.
• Центры детского технического творчества. Как правило, на их базе функционирует несколько секций по различным направлениям. Образовательные программы разработаны для детей разных возрастов. Регулярно проходят конференции, на которых учащиеся демонстрируют собственные проекты и приобретают опыт публичных выступлений.

Дидактические требования к кружкам и секциям

Развитие технического творчества детей будет протекать успешно, если соблюдаются следующие условия:

• Выбранный кружок интересен ребенку, занятия проводятся с учетом его подготовки.
• Учащиеся понимают, для чего они приобретают те или иные знания и навыки.
• Выдерживается оптимальное соотношение между изучением теоретической информации и практическими занятиями.
• Материальное обеспечение отвечает современным требованиям.
• Используемые методы прежде всего направлены на развитие самостоятельности учащихся, способствуют их творческой самореализации.
• Систематически дети участвуют в показах или выставках, демонстрируют свои достижения, видят результаты и собственный прогресс.

Этапы технического творчества

В центрах и кружках деятельность учащихся строится по определенному алгоритму. Он включает в себя 4 этапа:

1. Постановка задачи. Детей необходимо включить в творческий процесс, создать мотивацию к дальнейшей работе. На этом этапе им демонстрируют готовые приборы, видеофильмы, опыты, рассказывают о значении изучаемого механизма, его практическом применении.
2. Сбор информации. Нужно понять, какие знания уже имеются у учащихся, а с чем им еще предстоит познакомиться. Для этого используются беседы, анкеты, игровые формы (викторины, кроссворды и т. д.). Затем педагог озвучивает новую информацию. Иногда дети сами изучают литературу, а затем организуются дискуссии, конференции, обсуждение небольших докладов.
3. Поиск решения. Плохо, если дети постоянно изготавливают приборы по образцам, занимаясь механическим копированием. Необходимо развивать конструкторские навыки учащихся, поощрять их инициативу, учить творчески применять полученные знания, видеть различные варианты решения проблемы.
4. Реализация решения. Важно правильно подобрать объекты для конструирования, чтобы дети были в состоянии изготовить их самостоятельно с минимальной помощью взрослого.

Выбор методов обучения

Техническое творчество - это процесс, в ходе которого человек исследует задачу и самостоятельно находит ее решение. Логично, что при обучении этому педагог постоянно прибегает к проблемно-поисковым методам. Их суть состоит в том, что перед детьми ставится которой им неизвестен, и предоставляется полная свобода действий. Разрешено подсматривать что-то у других учеников, просить о помощи, ошибаться и переделывать работу несколько раз.

Не менее сложной является для ребенка ситуация выбора, когда можно воспользоваться несколькими способами действия или средствами оформления поделки. При этом нужно осознать свои желания, верно оценить возможности. Дети с трудом принимают самостоятельные решения, и их необходимо целенаправленно обучать этому.

Использование активных методов обучения не означает, что можно забыть про привычные таблицы, рассказы и объяснения, демонстрацию фильмов, опытов. Все это необходимо при знакомстве с изучаемым материалом.

Развитие технического мышления

Чтобы активизировать учащихся, могут применяться специальные методы. Например, такие:

• Мозговой штурм. Группа детей выдвигает различные гипотезы решения проблемы, включая самые абсурдные. К их анализу переходят лишь тогда, когда предположений наберется значительное количество.
• Внезапные запрещения. Отказаться от привычных шаблонов позволяет запрет на использование определенных механизмов или деталей.
• Новые варианты. Педагог просит детей придумать несколько решений одной и той же проблемы.
• Метод абсурда. Перед учащимися ставится невыполнимая задача (ярким примером может служить изобретение вечного двигателя).

Техническое творчество - это деятельность, требующая от человека широкого кругозора, развитого воображения, самостоятельного мышления и интереса к поисковой деятельности. Предпосылки к ней закладываются в детстве, и об этом стоит помнить родителям и учителям, если они хотят вырастить высококвалифицированных специалистов.

Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.

Кафедра «Производство строительных изделий и конструкций»

Реферат на тему:

Методы технического творчества

Выполнил: студент гр. ПСК-51

Калюжный С.О.

Проверил: доцент каф. ПСК

Повитков Г.Ф.

Саратов 2013

Целью методов творчества является ускорение процесса решения проблем и повышение качества решения (уменьшение общественно-необходимого труда на единицу производимых жизненных благ). Основой методов служат законы развития техники и психологические особенности творческого процесса. Под каждую задачу ищется свой метод решения, состоящий из набора известных методов и неизвестных, так как в процессе жизнедеятельности человека постоянно меняются условия, цели, а, следовательно, и задачи.

Основной проблемой в поиске решения задачи является выход на "поле поиска", в котором находится решение. Каждый из методов, собственно, и "охватывает" свое поле поиска. В статье дано краткое описание наиболее известных методов. В работе дана классификация методов поиска решений по типу стратегии поиска (три класса):

эвристические методы (стратегия случайного поиска);

методы функционально-структурного исследования объектов;

класс комбинированных алгоритмических методов (стратегия логического поиска).

В число эвристических методов входят такие методы как :

"мозговой штурм" (А. Осборн: разделение в пространстве и во времени генераторов идей и критиков);

синектика (У. Гордон);

фокальные объекты (Ч. Вайтинг);

гирлянды случайностей и ассоциаций (Г. Буш, СССР);

списки контрольных вопросов (Д. Пойа, А. Осборн, Т. Эйлоарт).

Эвристические методы не могут гарантировать получения оптимального варианта решения, так как объект специально не изучается.

К классу функционально-структурного исследования относят следующие методы:

морфологический анализ (Ф. Цвикки, 30-е гг.);

матрицы открытия (А. Моль);

десятичные матрицы поиска (Р. Повилейко, Новосибирск);

функциональное конструирование (Р. Коллер);

морфологическое классифицирование (В. Одрин).

Системный поиск (у автора - систематический) есть системное исследование объекта. Стратегия поиска решения проблемы основана на составлении n-мерной статической матрицы по признакам исследуемого объекта. Ячейки в пересечениях строк и столбцов отражают все возможные реализации.

Эти методы отличаются лишь реализацией системного исследования структур и функций объектов. Это больше относится к методам математического анализа, что не входит в круг рассматриваемых здесь вопросов.

К классу комбинированных алгоритмических методов относятся:

алгоритм решения изобретательских задач – АРИЗ (Г. Альтшуллер, РФ);

обобщенный эвристический метод (А. Половинкин);

комплексный метод поиска решений технических проблем (Б. Голдовский);

фундаментальный метод проектирования (Э. Мэтчетт);

эволюционная инженерия (С. Пушкарев).

Поиск решений с использованием этих методов является системным и целенаправленным. Рассмотрение АРИЗ как наиболее широко применяемого метода дано в следующем подразделе раздела ТРИЗ.

Таким образом, решение задачи зависит от характера задачи, от степени полноты и достоверности исходной информации, и от личных качеств разработчика: от его способности умело ориентироваться в информационной среде, от степени владения методологией познания и творчества.

Помимо прямого продукта творческой деятельности, отвечающего поставленной цели, возникает и побочный. В удачный момент этот побочный продукт может проявиться в виде подсказки, ведущей к интуитивному решению.

Творчество как процесс создания нового выражает созидательный, преобразующий труд человека (единство познания и преобразования . Структура творческого процесса есть последовательность этапов: Мотивация (Потребность) -> Целепологание -> Сбор Информации -> рождение новой Идеи -> формирование Образа будущего -> Воплощение в жизнь . Причем, на каждом из этапов осуществляется поиск и выбор Функций объекта и его Структуры .

В итоге анализа классификации на основе трех стратегий поиска оказывается более строгой классификация по двум стратегиям: неформализованные и формализованные системные методы поиска решений. При этом АРИЗ представляется как один из сценариев поиска, в который составной частью (одним из этапов АРИЗ) входит метод системных исследований (структурно-функциональный анализ, или, иначе говоря, морфологический метод).

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ

Методы технического творчества, базирующиеся на объективных закономерностях, открытых наукой, являются основой создания новых решений технических задач с общественной значимостью. Известно множество практических методов технического творчества, которые различаются по своей эвристической ценности, уровню разработки, общности применения, четкости определения. Фонд методов технического творчества постоянно меняется. Одни найденные методы решения изобретательских задач становятся стереотипными и используются для решения других задач аналогичного типа. Некоторые методы технического творчества постепенно разрабатываются до уровня жесткого алгоритма и становятся методами решения тривиальных технических задач, причем и сами задачи, решаемые этими методами, становятся тривиальными. Чем более общим является метод решения изобретательских задач, тем дольше он сохраняет свои эвристические свойства.

Методы технического творчества еще недостаточно систематизированы и классифицированы. Научно обоснованные методы технического творчества должны удовлетворять следующим основным требованиям: они должны отражать обобщенный опыт работы изобретателей, быть достаточно понятно определены и легко актуализироваться, должны быть определены возможная роль и место метода в творческом процессе изобретателя и обобщены типовые условия применимости методов. Методы должны иметь единую и четкую классификацию. Следует также обобщить известные приемы комбинирования методов, расчленения их на разновидности, приемы и операции, объединения методов в программы решения изобретательских задач.

Остановимся подробнее на классификации методов изобретательства. Такая классификация может осуществляться по различным признакам.

По признаку общности методы изобретательства можно разделить на всеобщий, общие и частные методы изобретательства. Всеобщим методом изобретательства, как и всякого творчества, является марксистско-диалектический метаметод, причисляемый нами к стратегическим средствам решения изобретательских задач. Общие методы изобретательства применяются для решения широкого круга изобретательских задач в разных областях техники. К таким методам можно отнести методы эвристической аналогии, эвристического объединения, эвристической инверсии и т. д. К частным методам изобретательства принадлежат методы, предназначенные для решения специальных изобретательских задач или задач в определенной, как правило, узкой области техники. В их число входят, например, метод превращения возвратно-поступательного движения во вращательное, метод отдаленной гибридизации, метод компаундирования и т. д.

Следует отметить, что деление методов на общие и частные является условным: практически трудно очертить границу между одними и другими. Кроме того, в изобретательской практике узкоспециальные частные методы нередко применяются для решения ранее не предусмотренных задач и дают в случае успеха, как правило, весьма оригинальные решения.

По признаку детерминированности методы изобретательства можно делить на эвристические и алгоритмические. Жестко детерминированные алгоритмические методы принципиально непригодны для нахождения решения изобретательской задачи, хотя и могут быть использованы в творческом процессе изобретателя для осуществления операций репродуктивного типа.

Эвристические методы (неполные алгоритмы, рекомендации, предписания, не обладающие свойствами детерминированности и обязательной результативности) в настоящее время являются основными при решении изобретательских задач.

По назначению методы изобретательства, применяемые для оптимизации творческого процесса изобретателя, упрощенно классифицируются следующим образом.

	Стадия творческого процесса	Основные методы
	Подготовка	поиска информации выявления общественных потребностей прогнозирования выбора темы
		анализа информации постановки задачи определения поля решения выбора средств решения задачи
	Поиски решения	Генерирование идей Апробация идей Верификация идей
	Реализация	Конкретизация и оформление решения Опытная проверка решения Освоение, распространение и пропаганда решения

По уровню сложности методы изобретательства разделяются на простые и сложные.

К простым причисляют способы постановки, решения, реализации изобретательской задачи, содержащие элементарные операции, применяемые в определенных типовых ситуациях. Таковы, например, метод смешивания ингредиентов вещества, метод применения гибких промежуточных элементов для соединения технических объектов или их частей и т. д.

Сложные методы содержат элементы нескольких простых. Так, метод поэтапной мозговой атаки содержит элементы обратной мозговой атаки, прямой мозговой атаки, двойной мозговой атаки и мозговой атаки экспертов. Простые и сложные методы изобретательства, как правило, применяются для выполнения определенной стадии или шага творческого процесса изобретателя.

В связи с развитием кибернетики в последнее время принято подразделять методы изобретательства на методы, предназначенные для решения изобретательских задач человеком, методы решения изобретательских задач кибернетическими машинами и методы, предназначенные для решения человеком в содружестве с кибернетическими машинами. Некоторые из этих методов могут быть универсальными.

По эвристическому принципу методы решения изобретательских задач можно условно разделить на следующие основные виды: методы эвристической аналогии, эвристического комплекса, эвристического разделения и редукции, эвристической инверсии и методы эвристического комбинирования. Эти основные группы, в свою очередь, делятся на множество методов, имеющих свои особенности и приемы.

Особое практическое значение для изобретателей имеет классификация задач по эвристическому принципу, облегчающему выбор методов для поиска конкретного решения.

МЕТОДЫ ЭВРИСТИЧЕСКОЙ АНАЛОГИИ

Методы эвристической аналогии основываются на естественном стремлении человека к подражанию. С помощью этих методов изобретательские задачи решаются путем усмотрения аналогичных ситуаций в природе, технике, общественных и других явлениях и использования найденных аналогий для устранения противоречий, создавших проблемную ситуацию.

Простейшие аналогии видит каждый. Обнаружение скрытых аналогий - типичное качество изобретателя. Изобретатель прежде всего тот, кто видит аналогии качеств и свойств, хороший изобретатель тот, кто видит аналогии функций и поведения, наилучший изобретатель усматривает аналогии отношений и пропорций и великий изобретатель тот, кто способен усмотреть аналогии изобретательских задач и средств их решения.

Древнейшей группой методов аналогии является группа методов аналогии с природой. Природа была учителем изобретателя. Первые орудия труда человек находил непосредственно в природе. Потом он стал познавать свойства объектов природы и использовать их для удовлетворения своих потребностей. Так, например, некоторые племена Африки используют навоз в качестве связующего материала, а пепел навоза - как белила.

Начиная рассматривать эвристические методы изобретательства, следует оговориться, что методы аналогии, как и другие эвристические методы поиска решения задач, не гарантируют достижения решения в каждом отдельном случае и могут привести к ошибочным результатам. Так, например, в XVIII веке представляли себе, что условия плавания аэростатов в воздухе имеют полную аналогию с условиями плавания морских судов, поэтому предлагалось много проектов управляемых аэростатов с парусами, веслами и рулями. Управляемые аэростаты д"Артуа, Массэ и Христиана Крамба имели по два весла. Аэростат Гютона де Морво имел прямоугольный руль, аэростат Менье - треугольный руль, аэростат Миолана и Жанины - руль в виде хвоста рыбы. Аэростат Мартина был оборудован вертикальным парусом над корзиной, а аэростат Карры имел целых три паруса. Эти решения по аналогии успеха не имели.

Каждый из эвристических методов имеет свои сильные и слабые стороны, границы применяемости, разновидности, вариации, приемы. Ограничимся перечислением наиболее распространенных эвристических методов с примерами их использования в изобретательской практике.

Метод приспособления природных конструкций и веществ для технических целей предусматривает проведение ряда несложных операций с объектами природы.

Древнейшие галечные орудия представляли собой камни, окатанные движением морской или речной воды и наскоро оббитые немногими ударами в рабочей части. Первый топор в северных областях земного шара изобретен путем приспособления нижней челюсти пещерного медведя

Метод палеобионики заключается в использовании для поиска решения изобретательской задачи прототипов вымерших животных и растений.

Изобретатели Ю. Буштедт, Л. Лагиян, Н. Литвинов изобрели двухъярусную буровую колонну по аналогии с конструкцией зубов вымерших палеоящеров (авт. свид. СССР№ 161008).

Метод биомеханики рекомендует создать конструктивные изобретения по аналогии с механическим принципом действия объектов природы. Русский ученый П Л Чебышев в конце прошлого века разработал "стопоходящую машину", используя принципы движения ног кузнечика.

Метод биохимии рекомендует использовать процессы по аналогии с биохимическими реакциями, ферментами, катализаторами и т. п. Этот метод был использован при создании способов искусственного получения хлорофилла, хинина, мочевины, красителей и др.

Метод биоархитектуры заключается в использовании аналогии с формами, архитектоникой и пропорциями живой природы для решения изобретательских задач. Польский архитектор А Карбовский применил в жилищном строительстве опыт пчел в сооружении восковых сот, которые являются идеальной формой для монолитных конструкций - сотовых стен, ограждений, радиаторов и т. д.

Метод биокибернетики применяется для решения множества изобретательских задач вплоть до воссоздания искусственных биологических структур, процессов и функций, построения кибернетических устройств, способных осуществлять логические операции Создан целый ряд кибернетических устройств для решения интеллектуальных задач по аналогии с природными объектами, как например, "Перцептрон" Ф. Розенблата, "Личность Олдос" Дж. Лоулина, "Гомункулюс" Дж и С. Геллахоннов и др.

Метод аналогии с предметами, явлениями и веществами неживой природы также позволяет в ряде случаев решать изобретательские задачи Так, сотрудник Грозненского нефтяного научно-исследовательского института Я. Мирский для молекулярного раздела нефти создал молекулярные сита на основе аналогии с природными камнями - неолитами.

Метод аналогии с физическими явлениями позволил Г. Галилею изобрести маятник для измерения биений пульса по аналогии с раскачивающейся люстрой в Пизанском соборе.

Метод аналогии с общественными явлениями был использован Т Гротгусом для создания способа и теории электролиза воды. Механизм электропроводности, по Гротгусу, может быть представлен как цепочка последовательных разложений и воссоединений молекул воды и выделение крайних звеньев цепочки в виде свободных элементов у полюса тока. "Цепочка Гротгуса", как писал сам автор, возникла по аналогии с модным танцем того времени "grand chatne".

Метод прецедента применяется для создания новых технических объектов по аналогии с разработанными в прошлом изобретениями. Английский изобретатель Эверитт создал автомат для продажи спичек по аналогии с автоматом для продажи "священной воды", изобретенным еще Героном Александрийским (I век до н э.).

Метод реинтеграции (метод нити Ариадны) заключается в создании нового сложного технического объекта или процесса по аналогии с одной особо значащей деталью, операцией или простым техническим объектом. Известный изобретатель Ф. Цандер в 1930 г. создал свой ракетный двигатель ОР-1 по аналогии с паяльной лампой.

Метод применения стандартных копирующих приспособлений (трафаретов, шаблонов, масок, моделей и т д) использовал Т. А. Эдисон, когда он в 1875 г. создал мимеограф, применив парафиновый трафарет, под который подкладывалась чистая бумага Для размножения печатного текста по трафарету прокатывали валиком, смоченным специальными чернилами.

Метод замещения принципа работы технического объекта эквивалентным использовали проф. А. Лясс и сотрудники из научно-исследовательского института технологии и машиностроения, которые изобрели новый способ уплотнения формовочной смеси путем замещения традиционного принципа другим, эквивалентным: они предложили уплотнять формовочную смесь заливкой. Авторам изобретения в 1967 г. присуждена Ленинская премия; лицензия на него была продана во Францию с правом использования ее в Испании, Португалии и Швейцарии.

Метод замещения конструкций их эквивалентами использовал финский изобретатель Э. Хенриксон при создании новой конструкции замка без пружин, применив" поворачивающиеся шайбы кассового аппарата.

Метод замещения материалов их эквивалентами позволил Т. А. Эдисону в 1900 г. изобрести железо-никелевые щелочные аккумуляторы вместо применявшихся тогда свинцовых аккумуляторов.

Метод протезирования заключается в подборе и замещении элементов технического объекта или живого организма функционально аналогичным техническим устройством, в случае, когда регенерация или замена тождественными запасными частями невозможны. Еще русский изобретатель И. Л. Кулибин в 1791 г. создал весьма совершенные протезы ног. Творческий коллектив под руководством Д. М. Иоффе изобрел протез плеча с биоэлектрическим управлением (авт. свид. СССР № 240176).

Метод увеличения размеров основан на существующей тенденции к увеличению размеров прототипа некоторых технических объектов. Метод прост и применяется с древнейших времен, о чем свидетельствуют гигантолиты, бифасы и мегалитические сооружения каменного века. Так, путем увеличения размеров ножа была изобретена сабля. Прием этого метода: увеличение технического объекта до предельно возможных размеров - гиперболизация,- дал множество новых технических устройств - гигантские экскаваторы, турбины, самосвалы, прокатные станы, корабли, самолеты, дирижабли.

Метод уменьшения был известен уже на заре изобретательства, о чем свидетельствуют микролиты в виде проколок, шипов-вкладышей весом в несколько граммов и даже миллиграммов. Методом уменьшения размеров автомобильного счетчика пройденного пути был изобретен курвиметр для измерения расстояния на картах и чертежах.

Метод моделирования позволяет решать многообразные изобретательские задачи. Для этой цели можно использовать физическое (миниатюрное, партикулярное), математическое и кибернетическое моделирование. Методом кибернетического моделирования зрительного аппарата человека сотрудники центра перспективных исследований компании "Дженерал Электрик" создали биоэлектрический датчик положения - визилог, сигнализирующий о своем положении в пространстве. Визилог может быть использован в космической навигации.

Метод имитации заключается в создании таких технических объектов, которые по форме, цвету, внешнему виду аналогичны какому-то объекту, но по ряду других свойств (например, по химическому составу, структуре) не соответствуют ему. Чукчи для приманки животных изобрели особый инструмент из кости - вабик, имитирующий поскребывание по льду нерпы. Конструкцию детского игрушечного автомата Б. Д. Робустов, С. С. Ферапонтов и М. К. Пучков создали путем имитации боевого автомата (авт. свид. СССР № 242726).

Метод псевдоморфизации предполагает выполнение" одного технического объекта в форме другого, имеющего совершенно иное назначение, с целью создать ложное представление. По методу псевдоморфизации создано огнестрельное оружие в виде тросточки, зажигалка в виде пистолета, авторучка в виде гвоздя, копилка в форме книги, радиоаппарат в виде бумажника и др.

Метод антропоморфизации заключается в создании человекоподобных по внешнему виду технических конструкций. Методом антропоморфизации созданы андроиды - железный "человек-привратник" Альберта Великого, "писец" Ф. Кнауса, "флейтист" Ж. Вокансона, "парикмахер" Г. Грасфельдера, а также куклы, кубки в форме человеческой головы, кариатиды - венчающие части колонн, служащие опорой для антаблемента или арки, и т. д.

Метод аналогии с формой животных и растений целесообразен не только с технической, но и с художественной точки зрения, поскольку пропорциональность, гармоничность, цветовые характеристики природных аналогов могут быть с успехом применены для создания совершенных и красивых технических изделий. Особый кастет, который по форме представляет собой почти точный слепок когтей тигра, изобрели индейцы. В истории изобретательства известны также "летающий голубь" Архита Теренского, швейная машина "белка" С. Б. Эллиторпа.

МЕТОДЫ ЭВРИСТИЧЕСКОЙ ИНВЕРСИИ

Методы этой группы предполагают поиск решений изобретательских задач в направлениях, противоположных традиционным, в инвертировании технического объекта, изменении расположения элементов объекта, уравновешивании нежелательных факторов средствами противоположного действия. Инверсии можно подвергать сами технические объекты, их элементы, структуру, агрегатное состояние, форму, параметры движения. Некоторые методы инверсии, например, метод инверсии гетерогенных структур в гомогенные, метод деструкции, применяются редко, в основном для решения ряда специальных задач; другие, например, методы антитезиса и компенсации, распространены и имеют универсальные свойства.

Метод инверсии агрегатного состояния веществ применяется с целью достижения технического эффекта путем преобразования агрегатного состояния веществ. Этот метод позволил изобрести холодильные компрессоры, сатуратор, льдогенератор, ингалятор, пульверизатор.

Метод инвертирования заключается в изменении расположения в пространстве традиционного технического объекта (нижней частью вверх или набок), превращении объектов горизонтального типа в объекты вертикальной композиции, перестановке элементов технического объекта в обратном порядке. Стенд для испытания и обкатки гусеничных повозок, созданный изобретателем М. Г. Жарновым, отличается тем, что в качестве бесконечной ленты и поддерживающего механизма применена ходовая часть гусеничной повозки, перевернутая опорными роликами вверх (авт. свид. СССР № 79242).

Метод инверсии плоскости действия технического" объекта позволил изобретателю Э. Берлинеру в 1887 г. изменить плоскость записи звука на валике фонографа Т. А. Эдисона и записать звук на пластинке.

Метод инверсии одних физических величин в другие чаще всего применяется в приборостроении, радиотехнике и электротехнике. Распространенным приемом является инверсия оптических, механических, звуковых, тепловых и других величин в электрические. Так, например, путем инверсии механических колебаний иглы, увлекаемой извилинами звуковой борозды вращающейся патефонной пластинки, в электрические колебания звуковой частоты был создан адаптер.

Метод инверсии вредных сил в полезные позволил инженеру А. Е. Маноцкову создать планер, у которого вибрация крыльев не оказывает вредного воздействия на пилота, а используется для создания дополнительной подъемной силы.

Метод антитезиса заключается в использовании для создания нового технического объекта явлений, процессов, приемов и свойств предметов, диаметрально противоположных традиционным.

Уже на заре изобретательства первобытные племена обрабатывали твердый кремень с помощью более мягкого рога или кости. Изобретатель активной турбины К. Г. Лаваль в 1889 г должен был решить проблему вращения турбины при скорости 30 тысяч оборотов в минуту. Традиционный прием - применение укорочения, утолщения и упрочения вала - не давал желаемых результатов, поскольку добиться точного уравновешивания турбинного колеса практически оказалось невозможным. Лаваль поставил свой знаменитый опыт с гибким валом из камышового стебля и решил проблему методом антитезиса - применением податливого гибкого вала.

Разновидностями метода антитезиса можно считать методы регенерации, рекуперации, инверсии жестких и твердых материалов в гибкие и пластичные.

Методы инверсии асинхронных процессов в синхронные или наоборот заключаются в целесообразном изменении протекания процессов во времени. Изобретатели В. Т. Яшков, А. В. Якименко и А. В. Худяков предложили аудиометр, отличающийся тем, что в нем применен блок синхронизации, содержащий схему совпадения сигнала коммутатора и сигнала начала записи (авт. свид. СССР №240167).

Метод механической компенсации представляет собой уравновешивание нежелательных и вредных факторов механическими средствами противоположного действия. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте хлебопекарной промышленности создан дозатор жидкости, отличительной особенностью которого является то, что для точности дозирования путем уравновешивания поплавка со штоком цилиндра в момент отсечки дозы на штоке укреплен уравновешивающий груз (авт. свид. СССР№ 188695).

Техническое творчество наиболее сложно и ответственно, т.к. связано с большими инвестиционными затратами, рисками и потерями. Это принципиально меняет психологию творчества, где целью является коммерческая и производственная необходимость или целесообразность, а не желание души. Техническое творчество предназначено для зарабатывания больших денег в условиях, когда резко ограничены временные рамки, материальные и человеческие ресурсы. Поэтому творцов-гуманитариев миллионы, а истинных изобретателей лишь тысячи у человечества.

Как создаются изобретения?

Технология технического творчества начинается с осмысливания технического или технологического задания заказчика. Уточняются параметры разработки и требования к продукции, определяется уровень техники на сегодняшний день по странам мира путём проведения патентно-коньюнктурных исследований, находятся аналоги и прототипы, формулируется изобретательская задача и чем корректнее и изящнее она будет поставлена, тем совершеннее и оптимальнее будет изобретение. Этот этап является наиболее важным в проектировании и изобретательстве, т.к. здесь приходит к разработчику понимание сути того, что должно быть. Как только пришло понимание, то начинается генерация вариантов идей и образов будущего изделия или технологии. Поставленная задача передаётся в подсознание и решается там автоматически круглосуточно с выдачей в сознание проблесков вариантов решений. Сознание в это время обращается к освоенным человеком знаниям, выбираются приемлемые для использования в конкретном случае законы природы (естествознания), подбираются физические, химические, геометрические эффекты и принципы действий из базы известных науке знаний в данной области техники. Если они выявлены и подобраны, то компилируется или синтезируется новая техническая система с существенными отличительными признаками от всего созданного ранее, совокупность которых и обеспечивает появление новых функций и свойств, которые были заданы в техническом задании заказчика, появляется новая совокупность упорядоченно взаимодействующих, заново разработанных для конкретного случая, взаимосвязанных элементов (деталей, узлов) с их оригинальным размещением в пространстве с новыми отношениями и связями.

Однако, если уровень существующих знаний оказывается недостаточным для синтеза новой технической системы, то появляется необходимость проведения научно-исследовательской работы для их получения, вернее добычи как в бою. Таким образом, перед изобретением, т.е. решением технической задачи техническими средствами, нужно сделать открытие новых знаний в этой области естествознания. Истинные наиболее значительные изобретения основаны на результатах открытий, построены на новых принципах действия или функционирования, что даёт скачёк в уровне развития техники. Но большинство изобретений, а особенно полезных моделей – это устранение недостатков прототипа известными, но оригинальными способами. Это массовое инженерное творчество, близкое к ремеслу, которое совершается на уровне сознания с использованием логики и причинно-следственных связей.

Очень часто бывают случаи, когда задача кажется неразрешимой. В этом случае у профессионалов появляются азарт и здоровая злость, страстное, жгучее желание достичь цели, одновременно возникает вера в успех и ощущение, что решение где-то близко – эмоциональное состояние приближается к вдохновению.

Технология такого технического творчества предполагает совместную работу души, сознания и надсознания, куда подключается интуиция профессионала, ведущая как лоцман по узкому фарватеру к цели. В таком состоянии изобретатель пытается построить в сознании образ будущего продукта или процесса, но возникают лишь фрагменты целостной системы (как туманный образ произведения у гуманитариев). Сознание обращается через душу в надсознание, которому доступна информация и знания Космоса. Из надсознания ответ на поставленную душой задачу приходит в сознание (в самый неожиданный момент) в виде образа недостающих фрагментов и их взаимосвязей. Момент прихода решения задачи из надсознания в сознание очень ярок и его невозможно пропустить. Это известное профессионалам явление называют озарением или инсайтом. Сознанию остаётся только выполнить синтез новой целостной технической системы в виртуальном виде и описать эту возникшую структуру словесно, дополняя схемами, знаками, символами, рисунками в статическом состоянии, а затем и в динамике, т.е. описать её работу, принцип действия и функционирования, оптимальные параметры работы, формы и габариты, применимые материалы и виды энергий.

Материализация виртуального образа путём словесного описания весьма трудная задача, т.к. здесь требуется хорошее знание языка изложения и писательское умение. Именно этого и не хватает «технарям» и они часто остаются непонятыми, несмотря на великолепное решение технической задачи. Следовательно, инженеры должны быть по совместительству и гуманитариями, чтобы, великолепно владея языком, доводить свои произведения до потребителей, убедительно доказывая пользу от использования предлагаемой разработки.

В отличие от гуманитарных произведений, технические произведения, например, изобретения по структуре и форме написания строго регламентированы, а кроме технического описания сути разработки содержат юридически значимую часть, называемую формулой изобретения. Формула изобретения является, по сути, информационной моделью (фреймом) новой разработки и необходимо владеть патентоведческим и писательским искусством одновременно, чтобы словами одним предложением изящно изложить созданное техническое произведение. Поэтому профессиональных талантливых изобретателей весьма мало.

Весь труд изобретателя может оказаться напрасным, если патентное ведомство, проведя квалификационную экспертизу, не признает разработку изобретением по причине несоответствия критериям охраноспособности: мировой новизне, изобретательскому уровню, промышленной применимости.

Только в техническом творчестве удовлетворение и удовольствие от достигнутого результата не сравнимо ни с чем – это торжество разума и души высшей пробы. Несколько похожее состояние бывает у души от победы тела на спортивных соревнованиях, когда устанавливается мировой рекорд.

Научное творчество

Третий вид творчества – это научно-исследовательское творчество, которое предназначено для добычи новых знаний, обогащающих базу фундаментальной, теоретической и прикладной науки.

Научное творчество носит поисковый характер и не акцентировано на коммерческий результат. Высшими достижениями научного творчества являются открытия, наиболее значимые из которых отмечаются Нобелевскими премиями. Права на открытия не патентуются, что подчёркивает их общечеловеческое достояние, а авторам выдаётся лишь диплом, удостоверяющий их заслуги и приоритет.

В научном творчестве главный труд заключается в создании новых методик постановки экспериментов и их проведения, обработки полученных данных, синтезе из них новых гипотез, теорий, законов, закономерностей, явлений природы, физических эффектов и другой научной продукции. Как и у изобретателей, у учёных также бывают озарения и феноменальные догадки – это апофеоз творчества.

Научное творчество носит общественный характер и учёные, как правило, объединены в специализированных институтах и лабораториях академий наук и отраслевых институтах для выполнения конкретных тем научно-исследовательских работ, целевых научно-технических программ, в том числе международных и других заказов, как правило, государственных. Инструментарий фундаментальных исследований весьма сложный и дорогостоящий, уникально и всё метрологическое обеспечение, поэтому в отличие от изобретателей-одиночек, учёных-одиночек не бывает. Учёным профессионалам присваивают учёные степени и звания, а наиболее талантливые, трудолюбивые и успешные, стартуя младшими научными сотрудниками, становятся академиками.

Результаты исследований и разработок по законодательству принято считать произведениями науки, главные из которых: монографии, рукописи диссертаций, научно-техническая литература, отчёты о выполненных научно-исследовательских работах, статьи, обзоры и др.

Полученные новые теоретические знания передаются отраслевой науке, инновационным менеджерам и венчурным капиталистам для реализации в конкретных продуктах или услугах с целью выявления, формирования и удовлетворения спроса на рынке.

Эпоха экономики основанной на знаниях – наступила. Результаты творческой деятельности человека юридически правильно оформленные превращаются в интеллектуальную собственность – главный товар цивилизованного мира.

Творчество - мышление в его высшей форме, выходящее за пределы известного, а также деятельность, порождающая нечто качественное новое. Последняя включает в себя постановку или выбор задачи, поиск условий или способа её решения и в результате - создание нового.
Творчество может иметь место в любой сфере деятельности человека: научной, производственно - технической, художественной политической и т.д.
В частности, научное творчество связано с познанием окружающего мира. Научно - техническое творчество имеет прикладные цели и направление на удовлетворение практических потребностей человека. Под ним понимают поиск и решение задач в области техники на основе использования достижений науки.
В течение всей человеческой истории, ученные и изобретатели, прошлого для создания нового использовали малопроизводительный метод «проб и ошибок». Бессистемно перебирая большое количество возможных вариантов, они находили нужное решение.
При этом чем сложнее задача, чем выше её творческий уровень, тем больше возможных вариантов её решения, тем больше «проб» нужно совершить. В связи с этим творческие находки имели преимущественно случайный характер. От первой повозки с колесами до изобретения колеса со ступицей и спицами (2 тыс. лет до н.э.) прошло около двух тысячелетий. Однако история человечества показывает, что в целом период реализации творческих идей имеет ярко выраженную тенденцию к сокращению. Действительно, если от печатных досок до изобретения книгопечатания прошло «лишь» шесть веков и затем до создания печатной машинки четыре века, то, например, транзистор, изобретённый в 1948 г., был реализован в 1953г. В эпоху современной научно - технической революции потребность в новых технических решениях высокого уровня существенно возросла и продолжает увеличиться, что постоянно повышает требования к производительности, эффективности и качеству творческого труда.
Творчество представляет собой явление, относящиеся прежде всего к конкретным субъектам и связанное с особенностями человеческой психики, закономерностями высшей нервной деятельности, умственного труда. Одни ученные считают, что мышление начинается там, где создалась проблемная ситуация, которая предполагает поиск решения в условиях неопределённости, дефицита информации. Другие утверждают, что определяющим механизмом творчества является не логика, а интуиция. И, действительно, интуиция нередко помогает в поиске правильного решения, однако при этом следует отметить, что если раньше явление интуиции относилось к чему - то мистическому и сверхъестественному, то в настоящее время доказали, что интуиция имеет материалистическое объяснение и представляет собой быстрое решение, полученное в результате длительного накопления знаний в данной области и, следовательно, длительной подготовки. Это, скорее, итог умственной деятельности, чем начало. Таким образом, интуиция приходит в качестве вознаграждения за труд ученного и поэтому сложному механизму творческого мышления присущи как интуиция, так и логика.
Специфический акт творчества — внезапное озарение (инсайт) -заключается в осознание чего-то, всплывшего из глубин подсознания, в схватывании элементов ситуации в тех связях и отношениях, которые гарантирует решение задач.
Поиск решения творческой задачи у заинтересованного и квалифицированного учёного всегда продолжается в подсознании, в результате чего могут быть решены самые сложные задачи, причём сам процесс обработки информации при этом не осознаётся. В сознании отражается лишь результат (если он получен). Поэтому исследователю иногда кажется, что на него ниспослано озарение, что удачная мысль пришла недавно откуда. Можно констатировать, что человек использует это явление каждый раз, когда он откладывает какое - нибудь дело, чтобы дать мыслям созреть, и, таким образом, рассчитывает на работу своего подсознания.

Системное исследование технического объекта требует рассмотрения среды, надсистемы (в которую среда входит) и её элементов (подсистем) на разных иерархических уровнях, а также связей, структуры и организации системы (управления, цели). При системном подходе решающие значение следует придавать внутренней организации системы, её многоуровневости. Членение системы на подсистемы определяются внутренними свойствами системы.

Представляя технический объект как систему, нужно в первую очередь рассмотреть в нём такие свойства, которые не получаются «алгебраическим сложением» свойств элементов (например, биметаллическая пластина при нагреве изгибается, что не свойственно монометаллическим элементам).

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. Например, элемент электрической схемы должен быть проводником, чтобы выполнялось другое. Это противоречие разрешает другой элемент - диод.
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. Например, пламя - видимая теплота; прочность - принудительная целостность и т.п.
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. Например, «волшебная палочка», «золотая рыбка» и т.д.
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 изобретательской задачи;
. поиск идеи решения (принципа действия);
. синтез нового технического решения.

На первом этапе могут использоваться, например методы прогнозирования. Морфологический анализ можно использовать на разных этапах процесса решения задачи. АРИЗ включает в себя этапы от анализа технической системы до поиска идеи решения (включительно).

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.