РОЗДІЛ 1. ПРОЕКТУВАННЯ ЯК СКЛАДОВА СУЧАСНОГО ВИРОБНИЦТВА Й ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ
§ 1 Проблемна ситуація та її вирішення засобами творчості
У 10 класі після ознайомлення із змістом проектної діяльності Ви розробляли проекти порівняно простих виробів. У 11 класі вони мають бути значно складнішими. Зокрема, це можуть бути: діючі моделі технічних об’єктів, пристрої для шкільної майстерні, оригінальні меблі, одяг тощо. Тим більше, що в основній школі Ви вже виконували операції проектування. Розроблення Вами зазначених виробів передбачає
Рис. 1. Давні кам’яні знаряддя: а) кремнієва сокира; б) спис; в) ніж; г) мотика
Під час проектування і конструювання виробів виникають запитання: ♦ Яким способом можна полегшити виконання конструктором тих чи інших творчих операцій з розробки вузлів, деталей, об’єкта в цілому?”, “Яким способом можна полегшити виконання Вами завдань проекту”? Виявляється, ці запитання мають досить глибокі історичні корені.
З давніх-давен люди прагнули полегшити свою працю, зробити її більш ефективною і продуктивною. Для цього вони конструювали різноманітні пристрої, які були призначені для виконання різних видів робіт: полювання, землеробства, рибальства тощо, а також для переміщення людей чи вантажів (рис. 1-5).
Рис. 2. Грунтообробні знаряддя; а) рало; б) соха; в) борона; г) драпак
Рис. 3. Перші механізми: а) гончарний круг; б) візок-колісниця
Рис. 4. Механізовані знаряддя праці: а) вітряний млин (вітряк); б) водяний ковальський молот; в) ткацький верстат; г) коляска-самокатка Кулібіна
Рис. 5. Перші механізми та машини: а) водокачка; б) трьохколісний локомобіль; в) перший локомобіль; г) залізничний локомотив
Пізніше почали конструювати автоматичні пристрої різної складності. Поміркуйте, в чому полягає сутність пристрою автоматичної подачі гноту в світильнику, сконструйованому 20 століть назад (рис. 6).
У 1784 році Джеймс Уайт зареєстрував патент відцентрового регулятора швидкості обертання вала механізму, який понині використовується в різних двигунах.
Завдання регулятора – автоматично підтримувати постійну кількість обертів вала двигуна. На рисунку 7 зображено спрощену схему такого регулятора.
Під час обертання вала (а), металеві сфери (б) відхилялись, піднімаючись вверх разом з муфтою (в). Через важіль (г) рух передавався на вентиль (г), внаслідок чого перекривалась подача пару до парової машини. Число обертів машини при цьому зменшувалось. Далі регулятор знову збільшував подачу пари. Обертання вала парової машини ставало рівномірним.
Рис. 6. а) поплавок; б) зубчаста рейка; в) зубчата шестерня; г) направляючий механізм; г) зубчаста рейка з гнотом
Рис. 7. Схема автоматичного регулятора Уайта: а) вал; б) металеві сфери; в) муфта; г) важіль; г) вентиль
Зазначений принцип дії застосовується для регулювання швидкості обертання валів, наприклад, гідрогенераторів. Розгляньте схему такого механізму (рис. 8) і поясність принцип його роботи.
Нині спроектовані досить складні автомати, які працюють за спеціально складеною програмою й з використанням сучасних комп’ютерних систем (рис. 9).
З часу появи перших технічних пристроїв обдаровані особистості ставили перед собою і розв’язували технічні задачі різної складності і значення, які в багатьох випадках були винахідницькими. При цьому виникало запитання: “Яким способом можна полегшити вирішення творчих технічних задач?”. Почали шукати різні форми впливу на психіку проектувальників, які б активізували творче мислення, робили ефективнішим творчий пошук.
Існує ще один аспект цієї проблеми (якої саме?).
Тривалий час творчість вважалась притаманною лише окремим талановитим людям, особливо обдарованим особистостям. Проте з часом виявилось, що творчі задатки від народження є майже у всіх людей. Цілеспрямований їх розвиток вимагає знання особливостей творчого процесу людини. Тим більше, що технічний прогрес потребує зусиль великої кількості творчих фахівців у галузі техніки, зокрема
Рис. 8. Схема пристрою автоматичного регулювання швидкості обертання вала генератора: а) вентиль; б) поршень – регулятор; в) поршень регулювання подачі мастила; г) важіль; г) рухома муфта; д) вал генератора; е) лопаті турбіни генератора
Рис. 9. Автомати-роботи з виробництва автомобілів
Проектувальників. Усе це актуалізувало вивчення творчого процесу. Виявилося, що для творчої діяльності, технічної творчості, зокрема, характерні певні закономірності і особливості.
Усіх творчих людей можна умовно поділити на дві групи: генераторів і критиків. Перші схильні до генерування нових творчих ідей, інші – до їх критичного аналізу.
У багатьох винахідників творчі ідеї виникають під впливом ідей, висловлених іншими винахідниками.
Творчі ідеї у винахідників продуктивніше виникають у тому випадку, коли їм задають спеціально підготовлені запитання та інше.
Ураховуючи важливість проблеми, використавши особливості творчої діяльності людини, створено низку результативних методів вирішення творчих задач (надалі – просто методів), які можна назвати ще методами творчого і критичного мислення.
Усі методи поділяються на дві групи. До першої групи відносяться такі методи: 1) мозкової атаки, 2) тіньової мозкової атаки, 3) синектика, 4) фокальних об’єктів, 5) морфологічного аналізу, 6) контрольних запитань, 7) випадковостей (ілюструється малюнком).
Ці методи грунтуються на двох механізмах творчості – асоціативному мисленні і заздалегідь прийнятому випадковому характеру пошуку.
Методи першої групи прості і зручні у процесі їх використання, значно сприяють ефективному проектуванню виробів, але в деяких випадках (зокрема, під час вирішення досить складних технічних задач) не достатньо надійні, ураховуючи випадковий характер пошуку.
На рис. 10 наведені моделі технічних об’єктів, реальних виробів, які спроектовані і виготовлені студентами та учнями з використанням цих методів та дотриманням більшості із зазначених вище етапів (див., наприклад, літературу [58]).
Більшість моделей (літак-гелікоптер, військовий гелікоптер, крейсер, комбайн) окрім оригінальних зовнішніх дизайнерських розробок мають складну внутрішню конструкцію, є діючими. Літак-гелікоптер, наприклад, виконує низку функцій за допомогою чотирьох двигунів. Формулювання головних ідей, проектування вузлів та деталей цих моделей та реальних виробів значно полегшувалось шляхом використання зазначених методів.
Особливості застосування деяких методів для вирішення завдань проекту описані у практичних роботах до теми.
Коротко ознайомтеся із методами першої групи (табл. 1).
До методів другої групи відносяться:
Алгоритм вирішення винахідницьких задач (АВВЗ);
Функціонально-вартісний аналіз.
У наступних темах ви розглянете детальніше методи вирішення творчих задач першої групи, які Ви будете використовувати під час проектування технічних об’єктів.
Рис. 10. Моделі технічних об’єктів та реальні вироби, спроектовані і виготовлені студентами та учнями: а – літак-гелікоптер, б – військовий гелікоптер, в – крейсер, г – вітрильник, д – комбайн, е – віз, ж – плаття для дівчинки, з – комбінований виріб
Проблемна ситуація. По телебаченню часто демонструється цікава і захоплююча гра “Що? Де? Коли?”. Хто із Вас її бачив? У чому полягає її сутність? У цій грі команда із 5-6 осіб (їх називають знавцями) лише за одну хвилину знаходять відповідь на самі складні запитання, які ставлять їм кмітливі люди із всієї країни.
Як їм вдається це робити? На рис. 11 ви бачите знавців під час гри.
Подібно до цієї гри Ви зможете вирішувати проблемні задачі різної складності у процесі проектування Ваших виробів, використовуючи методи “мозкової атаки”, “тіньової мозкової атаки”, а також значно ефективніший
Рис. 11. Знавці під час гри
Таблиця 1
№ | Назва методу. Автор. Коротка історія і необхідність створення методу | Особливості методу |
1. | “Мозкова атака”, А. Осборн (американський винахідник). В 40-і роки XX століття почали розвиватися такі галузі як атомна енергетика, ракетобудування, електронно-обчислювальна Техніка тощо. Стало зрозумілим, що Розв’язування складних, трудомістких задач не під силу винахідникам-одинакам, навіть геніальним. Потрібні колективні зусилля для всебічного охоплення проблеми, що розв’язуються. | Він названий методом активізації перебору варіантів. Грунтується на наступній особливості творчого процесу людини: одні винахідники більш схильні до генерування (створення) ідей, а інші – до Їх критичного аналізу. А. Осборн запропонував доручати пошук розв’язків задач колективу, який Складається із двох груп: групи “генераторів ідей” та групи “експертів”. Ним розоблені правила використання “мозкової атаки” (див. нижче). |
2. | “Тіньова мозкова атака” – одна із модифікацій “мозкової атаки”. Виявилося, що всі модифікації не сильніші за “мозкову атаку”. Авторство методу не зафіксовано. | Метод грунтується на наступній особливості творчого процесу людини: у багатьох людей творчі конструктив Ні ідеї виникають під впливом ідей, що висловлені іншими особами. |
3. | “Синектика”, У. Гордон (американський винахідник). В середині XX ст. У. Гордон удоскона Лював “мозкову атаку”, використовуючи принципово інші підходи. Метод, який він запропонував, дістав назву “синектика”, Що в перекладі із грецької мови означає “об’єднання різнорідних елементів”. | Створений Гордоном метод є значно ефективнішим за всі інші методи перебору варіантів. Оцінюючи надійність і важливість методу “синектики” радянський винахідник Г. Альтшуллер сказав: “Синектика – це границя того, що можна досягнути, зберігаючи принцип перебору Варіантів”. |
4. | “Морфологічний аналіз”. Принципово інший підхід до пошуку Розв’язків творчих технічних задач запропонував у 40 роки XX ст. відомий швейцарський астроном і винахідник Цвіккі. Назвав Він цей метод морфологічний аналіз. | Морфологічний аналіз – це перша спроба системного підходу в галузі винахідництва. Особливість і важливість методу морфологічного аналізу полягає у тому, що його використовують часто для Пошуку не одного конкретного рішення, а коли необхідно дослідити цілу область можливих рішень. |
5. | “Фокальних об’єктів”. Метод запропонований у 1924 році ні Мецьким професором Кунце. | Метод фокальних об’єктів досить простий для засвоєння. Але результати, здобуті за його допомогою, не достатньо вагомі. |
6. | “Контрольних запитань”. Перші списки запитань з’явилися у 20-і роки минулого століття, а нові розробляються і зараз. У кожного списку свій автор. | Під час досліджень процесу технічної творчості конструкторів, винахідників, Раціоналізаторів було помічено, що у багатьох із них конструктивні ідеї виникають тоді, коли їм задають спеціально підготовлені запитання, або вони обмінюються думками з іншими людьми. |
7. | “Випадковостей”. Авторство методу не зафіксовано. | Діяльність фахівця під час використання цього методу не пов’язана із свідомою творчою діяльністю. |
Засіб – метод “синектики”. У § 2 ви ознайомитеся детальніше спочатку із цими методами, які багато в чому схожі між собою (два останні – модифікації першого).
СЛОВНИК НОВИХ ТЕРМІНІВ
Технолог – фахівець із технології у певній галузі.
Асоціація – зв’язок, що виникає між двома психологічними утвореннями чи процесами (наприклад, появи образу схожої людини до тієї, яку ви бачите в цей час).
Модифікація – видозміна предмета, що характеризується появою нових ознак.
Стереотип – те, що часто повторюється, стало звичним і чого дотримуються, наслідують у своїй діяльності.
(2 votes, average: 5,00 out of 5)