Образовательный портал. Разбор проблемных ситуаций
Использование проблемных ситуаций в работе с дошкольниками положительно влияет на развитие у детей творческого мышления, познавательных умений и способностей. Рубенштейн С. Л. говорил, что «Мышление обычно начинается с проблемы или вопроса, с противоречия. Проблемной ситуацией определяется вовлечение личности в мыслительный процесс. В проблеме имеются неизвестные, как бы незаполненные места. Для из заполнения, для превращения неизвестного в известное, необходимы соответствующие знания и способы деятельности, которые у человека поначалу отсутствуют».
Проблемная ситуация – состояние умственного затруднения детей, вызванное недостаточностью ранее усвоенных ими знаний и способов деятельности для решения познавательной задачи, задания или учебной проблемы. Иначе говоря, проблемная ситуация – это такая ситуация, при которой субъект хочет решить трудные для него задачи, но ему не хватает данных, и он должен сам их искать.
Проблемная ситуация возникает, когда педагог преднамеренно сталкивает жизненныепредставлениядетей (или достигнутый ими уровень) с научными фактами, объяснить которые они не могут - не хватает знаний, жизненного опыта.
У воспитателей часто возникают сложности с подбором проблемных ситуаций. Надеюсь, что предложенная мной картотека поможет вам в этом.
Тема: «Грибы» Незнайка зовёт детей в лес за грибами, но не знает, какие грибы съедобные, а какие нет. |
Тема: «Транспорт» Животные Африки просят Айболита о помощи, но Айболит не знает на чём к ним добраться. |
Тема: «Дома», «Свойства материалов» Поросята хотят построить прочный дом, чтобы спрятаться от волка и не знают, из какого материала это сделать. |
Тема: «Фрукты» Путешествуя по пустыне, дети захотели пить. Но с собой оказались только фрукты. Можно ли напиться? |
Тема: «Свойства материалов» В дождливую погоду надо прийти в детский сад, но какую обувь выбрать, чтобы прийти в детский сад, не промочив ноги. |
Тема: «Язык мимики и жестов» Путешествуем по миру, но не знаем иностранных языков. |
Тема: «Погодные условия» Отправились в путешествие по Африке, но какую одежду взять с собой, чтобы было комфортно. |
Тема: «Свойства металлов» Буратино хочет открыть дверцу, в каморке у папы Карло, но ключ на дне колодца. Как Буратино достать ключ, если он деревянный, а дерево не тонет. |
Тема: «Стороны света» Машенька заблудилась в лесу и не знает, как сообщить о себе и выйти из леса. |
Тема: «Объём» Знайке необходимо определить уровень жидкости в кувшинах, но они не прозрачные и с узким горлышком. |
Тема: «Погодные условия» Одна подруга живет далеко на Юге, и никогда не видела снега. А другая - живет на Крайнем Севере, там снег никогда не тает. Что можно сделать, чтобы одна смогла увидеть и снег, а другая - траву и деревья (только переезжать они никуда не хотят)? |
Тема: «Измерение длины» Красной Шапочке надо как можно быстрее попасть к бабушке, но она не знает, какая дорожка длинная, а какая короткая… |
Тема: «Выше, ниже» Ивану-Царевичу надо найти клад, который зарыт под самой высокой елью. Но он никак не может решить, какая ель самая высокая. |
Тема: «Лекарственные растения» Незнайка в лесу поранил ногу, а аптечки нет. Что можно сделать. |
Тема: «Почва» Машенька хочет посадить цветы, но не знает, на какой почве цветы будут расти лучше. |
Тема: «Свойства дерева» Побежал Буратино в школу, а перед ним широкая река, и мостика не видно. В школу нужно торопиться. Думал – думал Буратино как же ему через речку перебраться. Противоречие: Буратино должен перебраться через речку, так как может опоздать в школу, и боится войти в воду, так как не умеет плавать и думает, что утонет. Что делать? |
Тема: «Часы» Золушке надо вовремя уйти с бала, а дворцовые часы вдруг остановились. |
Тема: «Свойства воздуха» Незнайка с друзьями пришли на речку, но Незнайка не умеет плавать. Знайка предложил ему спасательный круг. Но он все равно боится, и думает, что утонет. |
Тема: «Увеличительные приборы» Дюймовочка хочет написать письмо маме, но беспокоится, что мама не сможет его прочесть из-за очень маленького шрифта. |
Тема: «Средства связи» У слонёнка заболела бабушка. Надо вызвать доктора, но он не знает как. |
Обо всём на свете:
В 1930 году в американский прокат вышел фильм "Песня мошенника" (The Rogue Song) про похищение девушки в горах Кавказа. Актеры Стэн Лорел, Лоуренс Тиббетт и Оливер Харди сыграли в этом фильме местных жуликов. Удивительно, но эти актеры очень похожи на героев...
Материалы раздела
Пять проблемных ситуаций
Юле всего 5 лет. Но родители были вынуждены уже дважды переводить её в другой детский сад, потому что её присутствие в группе, по словам воспитателя, опасно для здоровья окружающих. Юля то носится по группе, как вихрь, то бросает в детей игрушки, когда они говорят что-нибудь неприятное для неё, то пытается выхватить у воспитателя тарелку с супом, проливая её содержимое на детей. В тихий час она не спит, а громко поёт песни. Появление Юли в новом детском саду в первый же день вызвало беспокойство родителей других детей. Заведующая и воспитатели обратились к психологу ДОУ. Оказалось, что дома с её поведением проблем не возникало. Юля послушна и некапризна: папа «держит её в ежовых рукавицах». Воспитатели пытались использовать в общении с Юлей только демократический стиль воздействия: долго объясняли ей, почему надо поступать тем или иным образом, пытались делать замечания в мягкой форме. Такой подход был противоположен домашнему воспитанию, где любое действие девочки сопровождалось окриком, запретом: «Отойди!», «Перестань!». Её зачастую подвергали и физическим наказаниям. Эти подходы вступали в противоречия друг с другом, а непоследовательность взрослых порождала всё новые и новые капризы ребёнка.
Проблемы и причины ситуации №1
Повышенная двигательная активность, возбуждённость, нарушение сна;
Отсутствие единой и приемлемой стратегии между взрослыми.
Пути решения проблем и причин ситуации №1
Мягкую форму замечаний и запретов воспитателей заменить категоричным, но кратким «нельзя», после чего ребёнку предложить альтернативную форму поведения. Например: «Нельзя разрисовывать обои, но если ты хочешь рисовать на стене, давай прикрепим на неё лист бумаги». Или: «У нас в группе кидаться игрушками нельзя. Если ты хочешь бросить что-то, я дам тебе поролоновый мячик». Но прежде чем вводить такие запреты, стоит подумать, насколько они обоснованы. И ещё: если запретов будет очень много, они потеряют свою эффективность.
Не использовать в общении с гиперактивными детьми только демократический стиль воздействия: долго объясняя им, почему надо поступать тем или иным образом, пытаться делать замечания в мягкой форме. Не использовать в общении с гиперактивными детьми авторитарный подход, где любое действие таких детей сопровождается окриком, запретом: «Отойди!», «Перестань!», зачастую подвергая ребёнка и физическим наказаниям;
Выбрать единый подход к ребёнку, который окажется приемлемым и для родителей и для педагогов;
Объяснить родителям, что наказание - очень неэффективный метод воспитания. Оно часто действует на ребёнка совершенно противоположным образом, совсем не так, как мы бы этого хотели: во-первых применение наказания только помогает ребёнку развить большее сопротивление и неповиновение. Во-вторых, ребёнок может научиться успешно избегать чувства вины за плохое поведение, установив для себя такую последовательность, при которой наказание отменяет «преступление». Таким образом, ребёнок, заплатив за свою проказу, волен повторить её в другой раз, так как она не сопровождается чувством вины. А в –третьих, физическое наказание не подавляет насилие, а в большинстве случаев потворствует ему. Наказание одновременно расстраивает ребёнка и предоставляет ему модель для подражания, на основе которой он учится.
В-четвёртых, процесс обучения ребёнка может расстраивать нас. Однако вначале нужно придавать особое значение тому, что обучение-это воспитание. Обучение-это, по существу, регулируемое руководство, которое помогает развить внутренний самоконтроль и результативность. Если оно работает, то требует взаимного уважения и доверия. С другой стороны, наказание требует внешнего контроля над человеком путём применения силы и принуждения. Тот, кто наказывает, редко уважает того, кого наказывает, и редко доверяет ему. Вместо наказания: а) резко выразите свои чувства без нападок на характер; б) сформулируйте свои ожидания; в) покажите ребёнку как загладить вину; г) предоставьте ребёнку выбор; д) предпримите действия.
Чтобы помочь родителям правильно выбрать стиль воспитания необходимо напомнить, что чувствует, испытывает ребёнок, попадая в «зависимое» положение:огромную беспомощность, бесполезность, возмущение, разочарование и злобу. Такая несчастливая правда представляет дилемму для них, как родителей. С одной стороны, дети, несомненно, зависят от нас. Поскольку они маленькие и неопытные, мы должны очень многое делать для них, говорить и показывать им. С другой стороны, зависимость может привести к враждебности. Можно ли как-то свести к минимуму зависимость детей от нас? Есть какие-то способы помочь им стать ответственными людьми, способными жить самостоятельно? Вот некоторые особенные навыки, которые могут помочь детям полагаться на себя, а не на нас:
Чтобы поощрить самостоятельность 1.позвольте детям делать выбор. Это позволяет ребёнку приобрести полезные навыки для принятия своих собственных решений. Наверное очень тяжело быть взрослым, который вынужден принимать решения относительно своей карьеры, образа жизни, семьи, если у него не было хорошего опыта в детстве; 2. Показывайте уважение к усилиям ребёнка. Когда усилия ребёнка уважают, он решается делать работу самостоятельно; 3. Не задавайте слишком много вопросов. Большое количество вопросов может восприниматься как вторжение в личную жизнь. Дети будут рассказывать то, что хотят и когда хотят; 4.не спешите отвечать на вопросы. Когда дети задают вопросы, они заслуживают того, чтобы первыми найти ответы на них;5. Предложите ребёнку искать источник информации вне дома. 6.Не лишайте ребёнка надежды. Вместо того, чтобы готовить ребёнка к разочарованию, дайте ему самому всё выяснить и прочувтствовать
Использовать тактильный контакт: в детском саду укладывая ребёнка спать в тихий час, педагог, садясь рядом с ребёнком, поглаживает его, произнося тихие и ласковые слова, так как ребёнок, независимо от того, как он себя ведёт должен чувствовать, что его любят и принимают таким, какой он есть; или в школе можно посадить ребёнка рядом с воспитателем (за первый стол), проходя по классу, педагог в этот момент, когда ребёнок начнёт отвлекаться, может положить руку ему на плечо. Это прикосновение работает как сигнал, помогающий включить внимание. Взрослого он избавит от необходимости делать замечания и читать нотации.
Проблемная ситуация №2
Лето. Дети на прогулке . Воспитатель сидит на скамейке, в руках у нее красивая кукла. К педагогу подходит Лена. С интересом смотрит на куклу, а потом переводит взгляд на воспитательницу и так продолжается несколько раз. Девочке очень хочется поиграть игрушкой, но она не решается обратиться к воспитательнице, которая смотрит куда-то вдаль. Наконец педагог заметила девочку: «Ну, ЧТО (называет ребенка по фамилии)? Ты мне хочешь что-то сказать? Ну, говори, я жду!» Леночка покраснела, опустила голову, смущенно перебирает подол юбки.
Воспитательница (резко): «Лена, скажи мне: «Дайте, пожалуйста, куклу». Пока ты мне этого не скажешь, я тебе игрушку не дам, и не надейся». Лена переступает с ноги на ногу, но куклу не просит, немного погодя совсем отходит. Потом снова возвращается (соблазн, очевидно, силен), робко посматривает на воспитательницу, но та намеренно не смотрит на девочку. Лена, грустная, идет в противоположный конец площадки и к воспитательнице больше не подходит.
Проблемы и причины ситуации №2
Как видим, эмоциональная черствость педагога вызывает отрицательные переживания ребенка, в данном случае, например, вовсе необязательные, угнетает его активность, гасит инициативу, желание действовать.
Отрицательные черты характера девочки: замкнутость, застенчивость, нерешительность, отсутствие умения вступить в контакт с взрослым. Всё это в дальнейшем наложит отпечаток на качество жизни
В контактах педагога с воспитанниками отсутствуют тепло, сердечность, доброта - компоненты, необходимые на первых этапах воспитания гуманных чувств ребенка. Не отдавая детям душевного, сердечного тепла, воспитательница и не получает его от детей, что, безусловно, отрицательно сказывается на их взаимоотношениях, на развитии чувств воспитанников Наблюдения убеждают в том, что на эмоциональную жизнь дошкольников огромное влияние оказывают переживания самого педагога в процессе его общения с детьми.
Педагоги знают, что и хорошее, бодрое и, наоборот, плохое настроение сразу передается детям. Из-за плохого настроения воспитателя, которое проявляется в грубом тоне голоса, в выражении недовольства на лице, ироничной улыбке, резких движениях, возникает повышенная нервозность, раздражительность детей. Одни ведут себя в течение всего дня агрессивно по отношению к ровесникам и т. д., другие грубят, противоречат воспитателю, демонстрируют свое неуважительное отношение к его требованиям, третьи замыкаются в себе, сторонятся товарищей. Доброе настроение воспитателя (ласковый тон, одобрительный жест, улыбка, подбадривающие слова) способствует возникновению положительных эмоций. Дети активны, радостны, охотно вступают в контакты с ровесниками и взрослыми, с готовностью выполняют поручения и требования воспитателя.
Таким образом, эмоционально-положительное отношение воспитателя к детям, проявление любви и внимания к ним способствуют созданию такого стиля работы, который позволяет оказывать на них большое воспитательное воздействие. От того, как выглядит педагог в глазах своих подопечных, в значительной мере зависит результативность его деятельности. Ведь дети учатся быть доброжелательными, внимательными, чуткими на примере своих воспитателей.
Личность педагога
2. Взаимодействие с детьми
Цель стратегии воспитателя - указанием, замечанием, советом, одобрением поддержать ребенка, пробудить его лучшие качества, веру в свои силы.
Проблемная ситуация №3.
На игровой площадке дети старшей группы прыгают через скакалку . Оля боится прыгать, волнуется и потому прыгает неловко, все время задевает скакалку. Воспитательница спокойным, уверенным тоном, с улыбкой на лице. Подбадривает девочку: «Ничего, не волнуйся. Главное - не спеши. Я подержу скакалку, а ты прыгай. Вот увидишь, у тебя получится. И ты, конечно, еще раз захочешь прыгнуть». Эти слова придают ребенку силы, Первый удачный прыжок, подбадривающая оценка воспитательницы («Молодец, видишь, как хорошо у тебя получилось!») побуждают Олю к повторным действиям. Девочка с благодарностью и любовью смотрит на свою наставницу.
Очень важно, чтобы каждый ребенок был уверен в том, что воспитатель считает его хорошим, умным, добрым. В свое время А. С. Макаренко советовал педагогам находить и укреплять в детях положительные черты характера, подмечать их хорошие поступки, поощрять здоровые склонности, добрые порывы души и ни в коем случае не сосредотачивать внимание лишь на отрицательных проявлениях.
Теплое слово воспитателя, шутка, умение выслушать и посоветовать, успокоить, одобрить - все это помогает не только наладить деятельность детей, но и создать доброжелательную атмосферу в группе. Выбирая способы воздействия на детей, воспитатель учитывает возраст, индивидуальные особенности, конкретную ситуацию. В одном случае он обращается к малышу тоном мягким, но не допускающим возражений, в другом - ограничивается замечанием, в третьем - напоминает, как себя вести. Известная гибкость, умение находить нужные средства и способы воздействия на детей, перестраиваться в зависимости от обстоятельств - показатель педагогического мастерства воспитателя.
Проблемная ситуация №4
Дети старшей группы дерутся из- за игрушки.
Воспитатель замечает драку, подходит к дерущимся детям со словами: «Ну что ещё(называет детей по фамилии).Сколько можно терпеть. Опять вы дерётесь. Ну а теперь пеняйте на себя. Сами напросились». Далее берёт обоих детей за ухо и наказывает.
Педагог нарушила следующие пункты основных положений кодекса профессиональной этики педагогических работников ЭКП(этический кодекс педагога) при взаимодействии с ребёнком:
Личность педагога
Педагог несет ответственность за физическую, интеллектуальную, эмоциональную и духовную защиту детей, оставленных под его присмотром.
Авторитет педагога основывается на компетенции, справедливости, такте, умении заботиться о своих воспитанниках. Педагог не создает свой авторитет при помощи некорректных способов и не злоупотребляет им.
Педагог воспитывает на своем положительном примере. Он избегает морализаторства, не спешит осуждать и не требует от других того, что сам соблюдать не в силах.
2. Взаимодействие с детьми
Никогда не предпринимайте воспитательных воздействий в плохом настроении.
Сначала научите своих воспитанников, потом спрашивайте.
Будьте ребёнку примером в поведении, труде, одежде, отношении к другим людям.
В любой ситуации попробуйте поставить себя на место ребёнка.
Воспитатель должен быть твёрдым, но добрым
Пути решения проблемы ситуации №4
Интересный подход к взаимодействию и взаимоотношениям дошкольников предложен гуманистическим направлением американской психологии. Согласно этому подходу гуманные или конгруэнтные отношения между людьми возникают при понимании и принятии переживаний другого. Для этого уже в дошкольном возрасте ребенок должен пройти через три основные позиции в общении со сверстниками: 1) экспрессивную, т.е. уметь выражать свои чувства и настроения; 2) рефлексивную, т.е. научиться слушать и понимать переживания партнера, не оценивая их и не навязывая своих советов, 3) фасилитирующую, т.е. облегчающую общение детей, способствующую правильному выполнению участниками общения своих ролей.
В дошкольном возрасте, когда дети еще не осознают собственных переживаний другого ребенка. В качестве социальных навыков могут также выступать определенные правила поведения, которые вырабатываются в общении детей друг с другом и никак не соотносятся с моральными нормами, принятыми в мире взрослых. Одно из таких правил - «правило предшествующего владения игрушкой», согласно которому ребенок, отнимающий игрушку у сверстника, считает себя вправе делать это на том основании, что раньше он держал эту игрушку в руках, а отдающий молчаливо принимает это право. Согласие «жертвы» Согласие «жертвы»свидетельствует о коммуникативном характере этого акта, о понимании правил общения, в отличие от тех случаев, когда жертва не приемлет права отнимающего и оказывает отчаянное сопротивление. Правило «предшествующего владения игрушкой» действует в общении детей примерно с 2 до 8 лет.
Р. Снайдер приводит следующий пример разрешения типичного конфликта дошкольников - ссоры из-за игрушки. Сначала воспитатель физически разнимает дерущихся детей, отстраняя их друг от друга и как бы показывая, что он к ним одинаково относится. Потом, обращаясь к каждому» из них отдельно, он выражает за него его собственные чувства и желания другого. Например: «Тебе очень хочется играть с этой куклой, она тебе ужасно нравится, тебе приятно держать ее в руках... Но ему, твоему приятелю, еще больше хочется получить эту куклу, потому что он еще не играл с ней...» и пр. Раскрыв обоим детям их переживания, воспитатель предлагает конкретный способ разрешения конфликта, (например; «сначала ты поиграешь, потом он»). После такого рода объяснений со взрослым дети легко усваивают способы, выхода из конфликта и охотно уступают сверстнику привлекательную игрушку. Это свидетельствует о том, что дети изначально наделены альтруизмом и конструктивными способностями. Помочь раскрыться этим качествам может взрослый, но лишь в условиях полного доверия и уважения к ребенку как к самостоятельной личности.
Проблемная ситуация №5
Воспитатель в детском саду в целях воспитания за то, что он ругается матом, запугивает ребёнка: «Ещё раз я услышу от тебя это слово, то отведу к медсестре в кабинет, и она сделает тебе укол в язык»
Если ребенок не справляется с требованиями, в том числе морали и нравственности, его унижают и наказывают. Это вызывает протест и враждебное отношение к воспитателю, поскольку ребенок не может сохранить собственное достоинство. Протест невозможен - он будет направлен против педагога, чье поощрение ребенок хочет получить. Поэтому до поры до времени он таит и копит обиды. Так формируется внутренний конфликт, который отнимает много сил. Чуточку доброты - и эти силы будут направлены на созидание.
Пути решения проблемы ситуации №5
Самому педагогу и родителям следить за своей речью;
Разобраться, что кроется за этими ругательствами;
Объяснить родителям, что:
У детей-дошкольников матерные словечки проскакивают неосознанно. Это значит, что они где-то услышали это слово, им понравилось, и они взяли его в оборот. Всем известно, что малышам свойственно речевое подражание, и употребление бранных слов - не означает, что родители плохо воспитывают свое чадо. А вот с пяти до семи лет, дети прекрасно понимают, что то или иное слово ругательное и осознанно вставляют его в свою речь.
На первых порах лучше проигнорировать тот факт, что ребенок ругается матом. Не стоит хвататься за сердце или устраивать разбор полетов. Ребенок вряд ли сможет определить, что в данный момент времени Вы чем-то огорчены, а вот бурная реакция его очень заинтересует. Равно, как и Ваш смех станет отличным стимулом повторять то, что вызывает у родителей радость.
Еще один действенный способ - спросить ребенка о значении слова, которое он произносит. Скорее всего он вам не сможет ответить на этот вопрос. В этом случае стоит обратить внимание, что непонятные слова лучше не использовать, ведь не известно, что они вообще могут означать. Если же ребенок отлично представляет себе значение бранных слов и намеренно употребляет их в своей речи, то обязательно нужно объяснить ему то, что в обществе и Вашей семье в частности, существуют определенные речевые запреты. Скажите, что такие слова Вам неприятны и вы не хотите их слышать от ребенка. Конечно же, сами следите за своей речью, ведь то, что произносят родители усваивается гораздо быстрее, чем те же слова, но услышанные из уст других людей/детей.
Учитывайте и тот факт, что матерные слова существуют, а значит ребенок рано или поздно все равно их "подцепит". И будет гораздо лучше, если Вы не станете набрасываться на него с нотациями, а попробуете разобраться, что кроется за этими ругательствами - бессмысленное повторение, желание привлечь внимание или утвердиться среди сверстников.
Проблемная ситуация №6
Воспитатель проводил занятие по рисованию. Тема занятия – «Солнышко». Детям предлагалось нарисовать гуашью солнышко. В конце занятия воспитатель провел оценку выполненных работ. Все работы детей были выполнены аккуратно. Дети постарались. А у мальчика Саши рисунок не получился. Воспитатель при всех ребятах сказал: «Ну, а у тебя, Саша, непонятно, что нарисовано». Мальчик опустил голову и заплакал.
Педагог не правильно действовал в данной ситуации. Унизив ребенка при всех детях, воспитатель не способствовал творческому и художественному развитию своего воспитанника. С помощью детского рисунка можно лучше понять ребенка, окунуться в его внутренний мир и узнать о его восприятии окружающего мира. Воспитатель обидел и оттолкнул мальчика от себя.
Пути решения проблемы ситуации №6
При рассматривании и оценке работы детей необходимо:
Обсуждать с ребенком его рисунок, а не его самого, не его личность.
Оценивать нужно достижения ребенка относительно личных возможностей с учетом индивидуальных особенностей, а не в сравнении с другими детьми.
Выделять и оценивать его общее настроение, сюжет, смысловую и эмоциональную трактовку, композиционное решение, свободу владения изобразительным языком.
Поддержать, поощрять самостоятельность рисования, активность авторской позиции в отношении к изображенному, искренность эмоциональных переживаний в творчестве, чуткость к природе изобразительных материалов и возможностям инструментальной изобразительности в поиске приемов изображения и способов выражения образов и настроений.
Важно определять и учитывать меру чужого влияния на рисунок, снижающего уровень творческого поиска, нужно помнить, что такие виды рисования, как срисовывание с образ, калькирование с оригинала, закрашивание контурных картинок не способствует творческому и художественному развитию ребенка, а приводит к механическому воспроизведению чужих решений.
Что такое мышления с конкретно-психологической стороны, то есть в плане его выявления, диагностики, развития и тренинга? На этот вопрос можно ответить однозначно: мышление - это процесс решения задач. Такая трактовка опирается на основные достижения прикладных исследований мышления.
Как в теоретическом, так и в фактическом мышлении задача вызревает из проблемной ситуации. Выявление проблемной ситуации, переход п в сформулированную проблему и дальше - в задачу - процесс неоднозначный и непрямолинейный. В реальном мышлении увидеть и сформулировать проблему иногда гораздо труднее и важнее, чем ее решить. По этому поводу можно вспомнить афористическое высказывание Н. Бора: "Проблемы важнее решения. Решения могут устареть, а проблемы остаются". В широком смысле проблемной является всякая ситуация, практическая или теоретическая, в которой нет готового соответствующего обстоятельствам решения и которая поэтому требует обдумывания.
С практической целью обучения по решению проблем важно их классифицировать в зависимости от наличия или отсутствия названных выше признаков: сформулирована ли проблема с самого начала, известен ли метод решения проблемы, известное решение проблемы (или, по крайней мере, существует критерий того, что именно можно считать решением). По этим признакам все проблемные ситуации подразделяются на восемь разных типов (табл. 7).
Таблица 7. Типы проблемных ситуаций
Формулировка проблемы* |
Метод решения проблемы |
Решение проблемы |
|
* "4-" означает "известно", а " - " - "неизвестно" |
Первые четыре типа - это явные проблемные ситуации, когда задача сформулирована с самого начала. Различия между ними сводятся к тому, известно, каким методом должна решаться проблема, и определенные критерии того, что именно является решением, "ответом", если применить школьную терминологию. Последние четыре типа (пятый - восьмой) - это неявные проблемные ситуации, когда проблему еще предстоит обнаружить и сформулировать.
Рассмотрим основные типы этих ситуаций. Так, проблемные ситуации первого типа иногда называют показательными задачами. Есть вопрос, ответ на который нужно найти, известен метод решения и известно, что считать решением. Такие задачи очень часто применяются в обучении.
Интересным является и второй тип: есть вопрос, хорошо понятный процесс решения, неизвестный только критерий того, что является решением (обратите внимание - речь идет именно о критерий того, что считать решением, а не непосредственно о решении). Вот пример такой задачи, который приводит В. А. Ивин: "О человеке известно, что она живет на шестнадцатом этаже и всегда едет вниз на лифте; вверх она поднимается только до десятого этажа и дальше идет пешком. Почему?"
Проблема определена, поскольку есть вопросы и информация, необходимая для получения ответа. Как решать задачу? Понятно, что надо найти особенность мотива поведения этого человека по сравнению со стандартными мотивами. Что же считать решением?
Эта задача известна, и хорошо известно ее "стандартное" решение: человек невысокого роста, и она не может нажать на кнопку выше десятого этажа. Но почему именно такой ответ является правильным? Это трудно доказать. Может, человек заходит в гости к своим друзьям, которые живут на десятом этаже, или хочет потренироваться, а на все 16 этажей у нее сил не хватает. Видимо, возможны и другие варианты решения. Такие задачи не имеют единственного ответа и потому в психологии называются "открытыми". Поиск решения таких задач предполагает принципиальное переопределение их с учетом критерия его правильности. Этот процесс творческий и нетривиальный.
Третий тип проблемных ситуаций иногда называют риторическими проблемами. их характерными особенностями является то, что они, как правило, четко сформулированные кем-то (не тем, кто решает), обязательно имеют решение (уверенность в этом помогает его нахождению), круг поиска весьма ограничено. Пример проблем этого типа - кроссворды и другие аналогичные задачи. К четвертому типу относятся так называемые классические проблемы, скажем научные, которые уже поставлены, однако через какие-то обстоятельства еще не развязаны.
Последние четыре типа проблемных ситуаций - ситуации самостоятельной постановки проблемы. Процессу решения человеком любой задачи предшествует ее постановка. Этот этап важен во всех задачах, однако особенно в тех, которые возникают в практической трудовой деятельности. Умение находить будущую задачу, проблемную ситуацию - одна из ведущих свойств мышления практика-профессионала. Проблемная ситуация чаще всего не осознается полностью и существует постольку, поскольку в ней, так сказать, "присутствует" человек, который ее обнаружила. Задача отличается от проблемной ситуации тем, что она осознана субъектом, объективирован и чаще всего описана словесно или в иной знаковой (цифровой, графической) форме. Постановка задачи содержит ее анализ и понимание на определенном уровне, предварительное определение замысла решения, стратегии, плана действий. Она обязательно предполагает учет возможных реально доступных и имеющихся средств решения задачи. Под средствами решения понимаются материальные, материализованные и идеальные объекты, которые непосредственно не входят в условия задачи, но привлекаются для ее решения. В этом смысле материальным средством решения есть и карандаш, которым пишет человек, и станок, на котором изготавливается деталь, и компьютер, на котором вычисляются данные для проектирования.
С понятием "средства решения" связано понятие "стратегия решения". В психологической литературе существует несколько определений стратегий решения задач. Известное определение. А. Моляко, по которым стратегия - это доминирующая тенденция в интеллектуальной поведении субъекта, который решает задачу. Стратегия предполагает умение поставить и проанализировать новую задачу, осуществить поиск самого вменяемого гипотезы решения и само решение. Этот срок необходимо соотнести с такими, как "метод", "способ", "прием" решения и др., которые определяют совокупность (последовательность, систему) действий (операций, шагов), обеспечивающих решение задачи. Иначе говоря, "метод", "способ" и другие термины такого типа относятся к процессу решения задачи в его исполнительной, реализационной части. Стратегия же касается механизмов, которые управляют процессом решения и порождают последовательность выполняемых действий. Определить стратегию можно как систему средств и рекомендаций по их преобразование в процессе решения.
Стратегия в наиболее развитом виде формируется у профессионалов, в основном определяя индивидуальный стиль их деятельности, общие подходы к постановке и решению новых задач. Практического работника обучают так называемых исходных (рабочих) стратегий, а дальше профессионал, накапливая практический опыт, превращает их в более прочные и эффективные процедуры, связанные с индивидуальной подсистемой средств профессиональной деятельности и индивидуальными приемами работы с ними.
Указанные выше подходы к понятию задачи и процесса ее решения, творческого мышления широко используются в проблемном обучении для организации такой деятельности школьника, студента и др., которая способствует не только усвоению ими знаний, умений, навыков, но и развивает творческие способности, формирует творческий потенциал. В основе концепции проблемного обучения лежит понятие учебно-творческой задачи, то есть такой формы организации содержания учебного материала, с помощью которого педагог вводит школьников в проблемную (творческую) ситуацию, прямо или косвенно задает цель, условия и требования учебной деятельности с элементами субъективного творчества.
Возможности такой организации учебного материала достаточно широки и разнообразны, поскольку можно подобрать и разработать много типов и видов творческих задач, в зависимости от цели развития определенных компонентов творческого потенциала. Так, согласно классификации. И. Андреева задачи с явно выраженным противоречием (задачи - парадоксы, антиномии) способствуют выработке умения видеть противоречия, способность формулировать проблему, задачи с конкретно заданной информации (неполной, излишней, противоречивой и др) способствуют развитию способности находить нужную информацию и использовать ее, задачи по прогнозированию (прогрессивного или регрессивного) развивают способность генерировать гипотезы и др. Всего классификация В. И. Андреева определяет 15 типов творческих задач (каждый из которых насчитывает до 8-10 видов) и является, как отмечает автор, открытой, то есть может дополняться другими типами. Попробуйте сами назвать еще несколько типов таких задач, исходя из изложенного выше про мышление и творческую деятельность.
Гусева Виктория Владимировна
Этапы процесса решения проблемных ситуаций
В дошкольном возрасте вся деятельность ребенка подчинена одному - познанию окружающего мира и себя в нем. Для успешной адаптации и самореализации ребенка в обществе, необходимо изменить наш взгляд на сложившуюся систему методов и приемов воспитания.
Рубинштейн С. Л. Говорил, что «мышление обычно начинается с проблемы или вопроса , с противоречия», то есть решение проблемной ситуацией определяется вовлечением личности в мыслительный процесс .
Психологи выделяют три основных, характерных компонента :
1. Неизвестное, новое знание, которое ребенок должен усвоить, разрешая противоречие. Чем ярче выражено противоречие, тем острее проблема ситуации .
2. Познавательная потребность, побуждающая к интеллектуальной деятельности. Одна из негативных сторон традиционного обучения - угасание интереса к познанию нового. Построенное на сообщении готовых знаний, бесконечном повторении и тренировке, такое обучение способно вытравить из ребенка то, что заложено природой : потребность мышления, открытость новому, любознательность. В развивающем же обучении - грамотная, своевременная постановка проблемы побуждает каждого включиться в поиск неизвестного. Выдвигая гипотезы, принимая активное участие в беседе, организованной педагогом, выполняя его задания, дети самостоятельно открывают новое для себя знание, делают выводы, обобщения.
3. Творческие возможности и достигнутый уровень знаний. Необходимо учитывать возможности детей анализировать условия поставленного задания и усваивать новые знания, т. к. слишком трудное и слишком легкое задание не способствует возникновению проблемной ситуации .
Этапы процесса решения проблемных ситуаций :
1. Анализ (актуализация) имеющихся знаний с помощью наводящих вопросов :
Что будет входить в наводящие вопросы?
«Что нам надо вспомнить для решения вопроса ?» ,
«Что мы можем использовать, из известного нам, для решения проблемы ?»
2. Процесс решения проблемы . Он состоит в открытии новых, ранее неизвестных связей и отношений элементов проблемы , т. е. выдвижение гипотез, поиск ключа, идеи решения . Ребенок ищет решения «во внешних условиях» , в различных источниках знаний.
Что такое гипотеза?
Гипотеза - это утверждение, которое требует доказательств, выступает в роли предположений или догадок
решения . Это означает выполнение некоторых операций, связанных с практической деятельностью.
4. Рефлексия
Разберем этапы процесса решения проблемной ситуации на примере .
Ситуация : дети узнают, что их друг или он сам заблудился в лесу. Он знает, что найти его смогут только на следующий день. Ночь ему придется провести в лесу одному. Ночи очень холодные, можно простыть и заболеть.
Постановка проблемы : как можно помочь герою не замерзнуть ночью?
1. Анализ (актуализация) имеющихся знаний : с помощью наводящих вопросов.
Дети перечисляют варианты :
Найти избушку (не нашел)
Зажечь костер (нет спичек)
Надеть все теплые вещи (их мало и все равно холодно)
Сделать шалаш (нет топора)
Накрыться ветками
Лечь в теплые камни (камней в лесу нет)
Бегать, прыгать, быстро шагать (всю ночь не сможешь двигаться, устанешь)
Улечься в ямку, углубление, свернуться калачиком и др. Какие варианты подойдут для нашего героя? (дети отбирают варианты)
2. Решение проблемы : - поиск ответа во внешних условиях. Можно использовать вариант «домашнее задание» - спрашивают у взрослых, узнают из книг, узнают у друзей. Очень важно усвоить и неукоснительно соблюдать : дети не принимают новые знания, если они им не понятны и не вписываются в их систему знаний, в сформированную картину мира. А мы не должны стремиться переубедить и навязать им новые знания. Мы должны внимательно выслушать все возражения, предложения и предположения детей, поощрять их за самостоятельность суждений, активность в обсуждении. Таким образом, приучать детей не бояться говорить, допускать ошибки. Не читать нравоучения, не указывать на промахи, ведь это порождает робость. А боязнь допустить ошибку, сковывает инициативу ребенка в постановке и . Важно, чтобы ребенок почувствовал «вкус» к получению новых неожиданных сведений.
3. Доказательство и проверка гипотезы, реализация идей найденного решения .
Что мы можем сделать, чтобы убедиться в этом?
Надеть теплую кофту
Накрыться «ветками»
Лечь в коробку (проверить защищает ли она от холода)
Свернуться калачиком
Попрыгать.
4. Рефлексия.
Какую задачу мы с вами решали? (как не замерзнуть ночью)
Как мы решили проблему ? (придумали разные способы)
Какой совет можно дать герою? (не ходить одному; брать с собой компас; серьезно готовиться к походу в лес - брать все необходимые вещи спички, фонарь, продукты, теплую одежду и т. д.).
Человек, как считает С. Л. Рубинштейн, подлинно владеет лишь тем, что добывает собственным трудом.
Таким образом, создавая проблемные ситуации , мы побуждаем детей выдвигать гипотезы, делать выводы и, что очень важно, приучаем не бояться допускать ошибки. Как считает Алексей Михайлович Матюшкин, боязнь допустить ошибку сковывает инициативу ребенка в постановке и решении интеллектуальных проблем . Боясь ошибиться, он не будет сам решать поставленную проблему - он будет стремиться получить помощь от всезнающего взрослого. Он будет решать только легкие проблемы », что неизбежно приведет к задержке интеллектуального развития.
Мы не должны забывать, что проблемные ситуации используются не только на занятиях по «Познанию мира» , но и на математике, развитии речи, конструировании. То есть педагоги должны творчески подходить к процессу развития ребенка на занятиях и во всех других видах деятельности.
Для того чтобы правильно поставить и успешно разрешить проблему , необходимо разделять деятельность педагога и ребенка.
Вопрос к аудитории : Что входит в деятельность педагога при создании проблемы ?
Ответ : деятельность педагога предполагает создание проблемной ситуации , формулировку проблемы , управление поисковой деятельностью детей, подведение итогов.
Вопрос к аудитории : Что входит в деятельность детей при решении проблемы ?
Ответ : деятельность ребенка включает в себя «принятие» проблемной ситуации , формулировку проблемы , самостоятельный поиск, подведение итогов.
За основу построения проблемной ситуации можно использовать алгоритм, разработанный Н. Н. Хоменко и Т. А. Сидорчук.
Шаг № 1 Обсуждение проблемного поля , из которого формируется задача.
Шаг № 2 Формулировка задачи (составляется в занимательной для ребенка форме, вопросы : «Как быть?» , «Что делать?» (выслушивание вариантов ответов без оценки решения , поощрение самых необычных).
Шаг № 3 Формулировка противоречия.
Шаг № 4 ИКР (идеальный конечный результат) - Когда сам объект решает задачу, используя свои ресурсы.
Шаг № 5 Обследование ресурсов объектов для решения противоречия .
Шаг №6 Формулировка подзадач, которые необходимо решить для реализации предлагаемого решения .
Шаг № 7 Рефлексия : «Что делали?» , «Как?» , «Зачем?»
Трудности использования игровых проблемно-практических ситуаций состоит в том , что дети недостаточно готовы к диалогу, к интеллектуально-познавательному общению со взрослыми и сверстниками, а педагог должен овладеть поистине виртуозным мастерством, чтобы опосредовано, без видимой опеки, выполняя определенную игровую роль, направлять поисковую деятельность детей, избегая авторитетного давления на них.
Использование игровых проблемно-практических ситуаций в познавательном процессе не должно быть случайным.
Каждая проблемно-практическая ситуация имеет свое место и время : определенный период изучения тех или иных тем, когда дети уже приобрели необходимые знания и овладели нужными способами деятельности и могут перенести их решения практических коллизий, отказываясь от репродуктивной деятельности.
Наша задача как педагогов состоит в том, чтобы через игру научить детей думать, реализовать свои потенциальные возможности, творческие проявления и развитие личности.
Поэтому главным девизом можно взять следующие слова : «Стремись учить не всему, а главному, не сумме знаний, а целостному их пониманию, не столько дать максимум информации, сколько научить ориентироваться в потоке»
Глава 4. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ
Значение АРИЗ (алгоритма решения изобретательских задач) при поиске решения проблем Г.С. Альтшуллер определил очень четко: «Решение задачи по АРИЗ - это творчество в любом понимании. Организованное творчество - это самое главное. Возможность организации творчества дает надежду на то, что так же можно организовать творчество в других видах человеческой деятельности, что неизмеримо более заманчиво, чем просто возможность решать технические задачи.
Наша высшая задача - перестроить мышление»4.
Под перестройкой мышления Г.С. Альтшуллер понимал замену хаотичного поиска идеи решения (когда «мысли суетятся») такой четко организованной последовательностью выполнения мыслительных операций, при которой каждый шаг мысли обоснован и логически вытекает из предыдущих шагов. Как же можно выработать навыки технологии «как думать»?
Чтобы приобрести навыки любой профессии, нужны длительные тренировки с комплексом специальных упражнений, только тогда появляется автоматизм при выполнении необходимых операций. Следовательно, нам нужен такой комплекс упражнений, в каждом из которых есть проблемная ситуация - только при ее решении работает мышление, и алгоритм, который позволит преобразовать проблему в задачу и найти идею ее решения. При этом алгоритм не заменяет мышления - он только показывает направление - «куда думать».
Сформулируем требования к такому алгоритму:
осознанность мыслительных операций и управляемость ими;
получение результата на уровне идеального (для данной проблемной ситуации);
лаконичность;
повторяемость результата при соблюдении алгоритма;
универсальность (применимость для анализа и поиска решения любых проблем).
В качестве комплекса упражнений лучше всего использовать так называемые «изобретательские задачи» - реальные технические проблемы, которые возникали при создании или совершенствовании различных машин и механизмов. И пусть никого не смущают термины «изобретательские» и «технические»: первый говорит только об оригинальности проблемы и необходимости особого подхода к ее решению. А «технические» знания, которые требуются для поиска решения, находятся на уровне 8–9-го классов средней школы (а чаще и того меньше). Главное, что понадобится при поиске решения, - это четкая логическая последовательность выполнения всех мыслительных действий по «перемалыванию» задачи. А чтобы алгоритм воспринимался вами не как спущенная сверху инструкция, которую почему-то надо выполнять, а осознанно, чтобы стал он своим, родным и близким, выведите его сами в ходе анализа и поиска решения четырех проблем.
Проблема 1
ЛАМПА Г. Н. БАБАКИНА
Процесс мягкой посадки ракеты после полета осуществляется следующим образом: чтобы ракета стала на «ноги», расположенные обычно в хвостовой части, ее перед посадкой разворачивают хвостовой частью к посадочной поверхности (рис. 4.1). Затем включаются тормозные двигатели, которые обеспечивают торможение и плавный спуск ракеты.
При проектировании первого в мире посадочного комплекса «Луна-16» для мягкой посадки на Луну в его хвостовой части установили мощную лампу, чтобы осветить лунную поверхность под «ногами» станции. Лампы накаливания состоят из трех основных частей: нити накаливания, стеклянной колбы для сохранения вакуума, в котором находится нить5, и цоколя - металлической части, соединяющей лампу с источником электроэнергии и местом ее установки. Посадочный комплекс спроектировали, рассчитали, изготовили, стали испытывать на стенде. В режиме «Посадка» включили лампу. Лампа зажглась, но через некоторое время задымилась, стала матовой и перегорела.
При исследовании выяснилось, что в месте соединения стеклянной колбы с цоколем в стекле образуются микротрещины. Выяснили и причину образования микротрещин - от вибрации, которую создают во время работы тормозные двигатели. Через трещины проникает воздух, раскаленная нить накаливания окисляется и перегорает. Как быть?
Сотрудники отдела, ответственного за изготовление лампы, перепробовали множество вариантов, но... При решении этой задачи методом мозгового штурма обычно намечаются такие направления поиска решения:
1. Устранить воздействие вибрации на лампу. С этой целью предлагаются различные виды подвесок, пружин, амортизаторов, пластичных составов, гасящих вибрацию, вплоть до вынесения лампы из комплекса и освещения места посадки каким-нибудь другим способом (например, вторым спутником).
2. Изменить конструкцию лампы. Характер этих предложений сводится к замене лампы накаливания дуговой лампой типа прожектора, изменению способа крепления лампы (без цоколя) к корпусу станции, усилению той части колбы, которая трескается, и т.д.
Рассмотрим лампу как систему, основная функция (ОФ) которой - освещать место посадки. Лампа состоит из трех основных элементов - подсистем: нити накаливания, цоколя и колбы (рис. 4.2). Основную функцию системы выполняет подсистема «нить накаливания», создавая световой поток в раскаленном состоянии. Цоколь и колба выполняют вспомогательные функции (ВФ): цоколь держит всю лампу в корпусе станции и соединяет ее с источником тока; колба обеспечивает вакуум, предохраняя раскаленную нить от взаимодействия с кислородом воздуха.
Если вспомнить, что лампа, хотя и проектировалась на Земле, работать должна на Луне, где практически нет кислорода и вполне достаточно своего вакуума, то сразу же возникает вопрос: «А зачем на Луне колба? Давайте ее уберем!» Именно такое решение предложил главный конструктор комплекса «Луна-16» Г.Н. Бабакин, как только ознакомился с проблемой.
Рассмотрим инструментарий, который позволил выйти на такое решение.
Прежде всего был проведен структурный анализ системы, предназначенной для выполнения конкретной основной функции, определен ее состав (подсистемы) и функции каждого элемента. Затем эти функции были перенесены в ту среду, в которой должна работать вся система. Одного этого анализа оказалось достаточно, чтобы найти практически идеальное решение: вся система остается без изменений, а вредное качество исчезает. Назовем задачу, в которой можно реализовать такое решение, минимальной, или мини-задачей.
Сделаем первые выводы:
при анализе ситуации необходимо четко определить ОФ системы, состав системы и элементы, обеспечивающие выполнение ОФ;
для получения идеального решения нужно стремиться устранять элементы, выполняющие ВФ.
Прикинем первую инструментальную цепочку действий при поиске решения проблемной ситуации: формулирование основной функции - определение состава системы и функций отдельных элементов - формулирование идеального конечного результата.
Кратко эту схему можно записать так:
ОФ → Состав системы → ИКР.
Проверим, можно ли использовать эту цепочку мыслительных действий для поиска решения других проблем.
Проблема 2
ИГЛА ДЛЯ ХИРУРГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
После хирургической операции разрезанные ткани сшивают ниткой - накладывают шов. Но в ушке иголки нитка складывается вдвое, и это утолщение разрывает ткани, особенно тонкие6(рис. 4.3). До недавнего времени на эти разрывы не обращали внимания, так как процесс заживления основного шва шел достаточно долго. Но в последнее время в связи с успехами медицины и фармакологии эти разрывы ткани стали затягивать процесс выздоровления. Как быть?
Лучшая из идей, которую предлагают при решении задачи мозговым штурмом, - соединять нитку с иголкой «в торец». Решение хорошее, но технологически сложное.
Проанализируем ситуацию. Основная функция системы «иголка с ниткой», для выполнения которой эта система была создана, - сшивать разрезанные ткани. Но в процессе выполнения основной функции возникает нежелательный эффект - сложенная вдвое нитка в ушке иголки образует утолщение, которое создает в соединяемых тканях разрывы. Причина образования утолщения - необходимость соединять иголку с ниткой.
Здесь важно обратить внимание на еще один момент: это утолщение существовало всегда, но на него не обращали внимания, так как процесс выздоровления больного зависел от других факторов. Но с некоторого времени к этому соединению стали предъявлять новые, повышенные требования - и возник нежелательный эффект. Конечно, утолщение можно устранить, если не соединять нитку с иголкой: тогда ткани не будут разрываться, но и иголка с ниткой не будут объединены в систему и не смогут выполнять свою основную функцию.
Таким образом, между основной функцией данной системы (сшивать ткани) и нежелательным эффектом (образованием разрывов) существует четкая причинно-следственная связь: ЕСЛИ мы хотим сшивать ткани, ТО должны соединить нитку с иголкой, НО тогда образуются разрывы.
И обратно: ЕСЛИ мы хотим предотвратить образование разрывов, ТО не должны соединять нитку с иголкой, НО тогда не сможем сшить разрезанные ткани.
Отсюда хорошо видно, что попытка обеспечить выполнение основной функции с помощью определенного принципа действия системы приводит к появлению соответствующего нежелательного эффекта. А попытка устранить возникший эффект приводит к появлению нового нежелательного эффекта: в частности, к невозможности выполнять основную функцию.
Возникает противоречие: нитка должна быть соединена с иголкой в ушке, чтобы сшивать разрезанные ткани (выполнять ОФ), и не должна быть соединена, чтобы не возникал нежелательный эффект (утолщение в ушке, которое приводит к разрыву тканей). Иными словами, соединение должно быть - и не должно быть.
Противоречие, при котором к одному состоянию, свойству или параметру системы предъявляются противоположные ФИЗИЧЕСКИЕ требования, называется физическим противоречием (ФП).
Определим условия, при которых можно устранить физическое противоречие. Очевидно, что в идеале иголка, нить и место их соединения должны иметь одинаковый диаметр. Одинаковый диаметр получится, если иголку с ниткой «состыковать» - обеспечить соединение «в торец», но осуществлять такое соединение в операционных условиях слишком сложно.
Уточним функции каждого элемента этой системы.
Основную функцию - «сшивать ткани» - выполняет нить, которая, кстати, стоит значительно дешевле иголки. Иголка же выполняет две вспомогательные функции - прокалывает отверстие и протягивает в него нить. Нельзя ли убрать элемент, выполняющий вспомогательные функции? Можно, если эти функции «по совместительству» будет выполнять элемент, выполняющий основную функцию.
Что же для этого необходимо? Чтобы нитка могла выполнять функции иголки, она, без сомнения, должна обладать и свойствами иголки, т.е. быть острой и твердой. А чтобы сохранить возможность выполнять свою основную функцию - сшивать - нитка должна быть гибкой и эластичной. Причем в данном случае в одно и то же время. Новое физическое противоречие.
Его можно разрешить, если принять во внимание, что свойствами иголки должна обладать не вся нить, а только ее часть - кончик. Как это сделать? Обратились к специалистам-химикам. Они подобрали специальный раствор, нить, пропитанная таким раствором, становилась твердой. Оставалось заточить кончик нити.
Сделаем очередные выводы. Определять ОФ системы, ее состав и функции элементов нужно, но этого недостаточно: при попытке устранить один нежелательный эффект возникает другой, между ними существует причинно-следственная связь, и, если продолжать стремиться к ИКР, возникает физическое противоречие.
Инструментальная цепочка мыслительных действий при анализе и поиске решения проблемной ситуации дополняется: формулирование основной функции (ОФ) - определение состава системы и функций отдельных элементов - выявление причинно-следственной связи (Если - То - Но) в двух вариантах - выявление физического противоречия (ФП) - формулирование идеального конечного результата (ИКР).
Запишем ее кратко:
ОФ → состав системы →
→ Если - То - Но → ФП → ИКР.
Проблема 3
РАДИОСТАНЦИЯ ДЛЯ АЛЬПИНИСТОВ
При восхождении на высокие вершины альпинисты для связи с базовым лагерем используют радиостанции, которые работают на фиксированных частотах (рис. 4.4). Но высоко в горах при температурах ниже –50 °С транзисторы сильно охлаждаются, и их физические свойства меняются. В результате меняется частота, на которой они должны работать, и связь с лагерем нарушается. Чтобы радиостанция не замерзала, ее главную часть (генератор частоты) предложили поместить в термостат - сосуд типа термоса с подогревом, а наружу вывести антенну, микрофон и динамик. Но оказалось, что термостат будет весить в три-четыре раза больше, чем сама радиостанция, да еще нужен мощный аккумулятор в качестве источника питания - а это опять лишний вес, который носить в горах очень трудно. Как быть?
Проанализируем ситуацию - почему возникла проблема? Основная функция, которую должна выполнять система в составе: радиостанция, базовый лагерь внизу и альпинист наверху, - обеспечить устойчивую радиосвязь между базовым лагерем и альпинистом. Радиостанция была спроектирована для работы в нормальных климатических условиях - при средних температурах - и прекрасно выполняла свою основную функцию. Используя радиостанцию на восхождениях в горах при низких температурах, альпинисты предъявили к ней значительно более жесткие требования, и радиостанция работать отказалась. Так возник нежелательный эффект № 1 (НЭ1). Чтобы его устранить, предложили использовать средство устранения (СУ) - термостат. Термостат действительно обеспечивает устойчивую радиосвязь, но много весит, что создает новый нежелательный эффект (НЭ2).
Сформулируем причинно-следственные связи в их противоположных состояниях:
1. Если использовать термостат (СУ), то нарушений связи не будет (НЭ1 устраняется), но появляется лишний вес (НЭ2).
(Черточка над обозначением указывает на его отрицание, т.е. на противоположное значение.)
2. Если же термостат не использовать (СУ не вводить), то лишний вес не появляется (НЭ2 не возникает), но сохраняется нарушение радиосвязи (НЭ1).
Схематически это можно записать так:
Свойство связи между двумя взаимодействующими объектами, при котором изменение одного объекта, или его части, или его параметра в нужную для нас, потребителей, сторону вызывает недопустимое для нас, потребителей, изменение другого объекта, или его части, или его параметра, называется техническим противоречием (ТП).
Таким образом, между возможностью иметь устойчивую радиосвязь и необходимостью таскать лишний вес существует прямая зависимость, причем без всяких возможных компромиссов: или связь и лишний вес, или ни веса, ни связи.
Чтобы поставить изобретательскую задачу, применим прием, который уже был использован в задаче о лодке Робинзона: введем в систему отсутствующий, идеальный термостат. Такой термостат ничего не весит, не потребляет никакой энергии (так как он отсутствующий!), но прекрасно выполняет свою функцию: согревает радиостанцию.
Тогда постановка изобретательской задачи может схематически выглядеть так:
т.е. не вводя средство устранения
И тем самым не создавая новый нежелательный эффект, устранить имеющийся нежелательный эффект. Наша конкретная задача может быть записана так: не вводя термостат и тем самым сохраняя способность отсутствующего термостата не создавать лишний вес, обеспечить незамерзание радиостанции.
Из постановки изобретательской задачи и противоречия технического естественно вытекает противоречие физическое: термостат должен быть, чтобы радиостанция не замерзала и обеспечивалась устойчивая радиосвязь (основная функция системы), и термостата быть не должно, чтобы не приходилось носить лишний вес (чтобы не возникал НЭ2).
Функцию идеального крана в задаче о лодке Робинзона выполняла сама система. Очевидно, что функцию идеального термостата, как и любого идеального элемента, тоже должна выполнять сама система. Тем более что термостат выполняет вспомогательную функцию. А опыт решения предыдущих задач подсказывает, что от таких элементов нужно избавляться. Поэтому идеальное решение должно выглядеть так: система сама обеспечивает обогрев радиостанции.
Уточним состав системы, т.е. когда и при каких условиях ведется радиосвязь. Очевидно, только тогда, когда радиостанция находится в горах вместе с альпинистом, который сам является прекрасным источником тепла. Следовательно, функцию термостата - подогревать - можно передать альпинисту. Было предложено ту часть радиостанции, которая боится мороза, помещать в нагрудный карман комбинезона, а наружу вывести только микрофон, динамик и антенну.
Сделаем очередные выводы. Инструментальная цепочка действий при поиске решения проблемной ситуации дополняется новыми шагами: формулирование основной функции (ОФ) - определение состава системы и функции отдельных элементов - формулирование технического противоречия (ТП) в двух вариантах (выявление нежелательного эффекта НЭ1 - введение средства устранения СУ - появление нового нежелательного эффекта НЭ2) - постановка изобретательской задачи (ИЗ) - формулирование физического противоречия (ФП) - формулирование идеального конечного результата (ИКР).
Запишем кратко новую схему:
ОФ → состав системы → ТП (НЭ1 → СУ → НЭ2) →