Презентация на тему: Основы научных исследований

Основы научных исследований
Предмет курса и его задачи
Основы научных исследований
Методологические основы научного познания и технического творчества
Понятие «наука»
Основы научных исследований
Основные черты науки
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Научное мышление
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Методы научного познания
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Инженерная деятельность и инженерное творчество
Основы научных исследований
Стратегии поиска нового
Классификация методов решения проблемы
Мозговой штурм
Метод фокальных объектов
Синектика
Коллекция типовых решений / идей
Списки воспроизводящихся ошибок. Списки контрольных вопросов (Check-List)
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Метод морфологического анализа
Метод тотального синтеза
Теория Решения Изобретательских Задач
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Современная инновационная методика ТРИЗ ++
Процедура GEN3 Parthners
Функциональный анализ и Свертывание функциональной схемы
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Предел развития объекта
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Причинно-следственный анализ. Движение «вглубь»
Причинно-следственный анализ. Движение «наружу»
Выявление и устранение противоречий
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Типовые приемы устранения противоречий
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
Основы научных исследований
1/66
Средняя оценка: 4.4/5 (всего оценок: 37)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (10153 Кб)
1

Первый слайд презентации: Основы научных исследований

Дисциплина программы подготовки специалистов 240306.65 «Химическая технология монокристаллов, материалов и изделий электронной техники»

Изображение слайда
2

Слайд 2: Предмет курса и его задачи

Основные разделы дисциплины 1. Методологические основы научного познания и технического творчества Основы методологии научных исследований Элементы теории и методологии научного и технического творчества 2. Организация научных исследований Система организации научных исследований в РФ Основные понятия о научных исследованиях Выбор направления научного исследования и этапы научно- исследовательской работы Сбор и анализ информации по теме исследования Разработка методики исследования Процесс проведения исследования Методы моделирования изучаемых объектов Анализ результатов исследований Реализация результатов исследования

Изображение слайда
3

Слайд 3

Задачи дисциплины О владение знаниями о законах, принципах, понятиях, терминологии, содержании, специфических особенностях организации и управления научными исследованиями, методологии научного эксперимента и использования инструментальных средств анализа, принципов и методик публикации результатов научных исследований 3. Защита интеллектуальной собственности Понятие, структура и характеристика интеллектуальной собственности Изобретения, полезные модели и промышленные образцы Заявки на изобретение, полезную модель и промышленный образец Требования к описанию изобретения Основы патентно-информационных исследований 4. Система научной подготовки студентов Организация научной подготовки студентов Организационные основы научно-исследовательской работы студентов ( НИРС) Комплексное планирование организации НИРС в период обучения в ВУЗе

Изображение слайда
4

Слайд 4: Методологические основы научного познания и технического творчества

1. Понятие научного знания и определение научных проблем. 2. Методы научного познания (эмпирические, теоретические, общелогические). 3. Методология научно-технического творчества - Классификация методов решения задач (методы случайного поиска, функционально-структурного исследования объектов, логического поиска, проблемно ориентируемые методы). - Классические методы инженерного поиска (списки контрольных вопросов, типовые идеи, метод проб и ошибок, мозговой штурм, метод тотального синтеза, морфологический анализ, метод фокальных объектов, методы коллективного поиска). - Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ). Инструменты и основные принципы классической ТРИЗ. Современная инновационная методика ТРИЗ++. Области использования ТРИЗ++ на предприятиях.

Изображение слайда
5

Слайд 5: Понятие «наука»

Наука – особый вид познавательной деятельности людей, направленный на выработку системы объективно-истинного знания о природной и социальной действительности и о самом человеке. 1. Наука - специфический вид познавательной деятельности. 2. Наука – особая форма общественного сознания, отражающая мир в форме научных представлений, понятий, теорий. 3. Наука – это систематизированные научные знания об определенной области действительности, объективного мира (в предельно широком понимании объективного мира вообще). Речь идет не о знаниях вообще, а о научных знаниях, т.е., полученных с использованием научных методов (научно-методического аппарата). 4. Наука – отрасль духовного производства, в которой заняты миллионы людей, и продукцией которого являются истины, принципы, законы, теории (В этом смысле вместо слова «наука» нередко употребляется словосочетание «научная деятельность») 5. Наука - социальный институт со своей структурой и функциями, системой ценностей, идеалами и нормами («научное сообщество»).

Изображение слайда
6

Слайд 6

Наука – (в высшем значении) – разумное и связное знание: полное и порядочное собранье опытных и умозрительных истин, какой-либо части знаний; стройное, последовательное изложенье любой отрасли, ветви сведений. В.И. Даль, Толковый словарь… (1866) Наука - особый вид человеческой познавательной деятельности направленный на выработку и производство объективных системно организованных знаний о природе, обществе и мышлении и включающая в себя все условия и моменты этого производства: - ученых с их знаниями и способностями, квалификацией и опытом, с разделением и кооперацией научного труда; - научные учреждения, экспериментальное и лабораторное оборудование; - методы научно-исследовательской работы, понятийный и категориальный аппарат, систему научной информации, а также всю сумму наличных знаний, выступающих в качестве либо предпосылки, либо средства, либо результата научного производства, которое не только описывает наблюдаемые природные или общественные явления, но и позволяют построить причинно-следственные связи, и как следствие – прогнозировать указанные явления.

Изображение слайда
7

Слайд 7: Основные черты науки

1. Универсальна – сообщает знания, истинные для всего универсума. 2. Фрагментарна – изучает не бытие в целом, а различные фрагменты реальности или ее параметры. 3. Общезначима – получаемые ею знания пригодны для всех людей. 4. Обезличена – индивидуальные особенности ученого не представлены в конечных результатах научного познания. 5. Систематична – имеет структуру. 6. Незавершенна – научное знание не может достичь абсолютной полноты. 7. Преемственна – новые знания соотносятся со старыми знаниями. 8. Критична – готова усомниться и пересмотреть даже самые основополагающие результаты. 9. Достоверна – выводы требуют, допускают и проходят проверку. 10. Внеморальна – научные истины нейтральны в морально-этическом плане. 11. Рациональна – получает знания на основе законов логики, формулирует теории, выходящие за рамки эмпирического уровня. 12. Чувственна – ее результаты требуют эмпирической проверки с использованием восприятия, и только после этого признаются достоверными УНИВЕРСУМ (лат. Universum ), филос. термин, обозначающий всю объективную реальность во времени и в пространстве

Изображение слайда
8

Слайд 8

Формы научного знания 1. Научный факт – отражение конкретного явления в человеческом сознании, его описание с помощью языка науки. 2. Проблема – осознанный вопрос, для ответа на который имеющихся знаний недостаточно, «знание о незнании». 3. Гипотеза – предположение, сформулированное на основе ряда достоверных фактов. 4. Теория – логически обоснованная, проверенная на практике система знаний, отражающая существенные связи в определенной области объективной реальности.

Изображение слайда
9

Слайд 9

Научное знание отличается от обыденного познания тем, что: 1. Наука имеет дело с объектами реальности, которая не сводится к объектам обыденного опыта. 2. Применяет свой специальный язык с особой терминологией, которая оказывает обратное воздействие на повседневный язык. 3. Для научных исследований необходима специальная аппаратура. 4. Научное знание отличает системность, истинность, обоснованность. 5. Занятие наукой требует специально подготовленных кадров, системы учреждений, где готовятся кадры для науки и проводятся научные исследования. 6. Ориентирована на постижение сущности, поиск объективной истины, получение новых знаний вне зависимости от того, возможно ли сегодня их практическое применение.

Изображение слайда
10

Слайд 10: Научное мышление

Научный способ мышления включает: - постановку проблемы; - формирование метода для ее решения; - решение, дающее результат; - оценку результата. Проблема – объективно возникающий в ходе развития познания вопрос или комплекс вопросов, решение которых представляет существенный практический или теоретический интерес Философский энциклопедический словарь (1989). Проблемы подразделяются на: - реальные проблемы; - “псевдопроблемы”; - неразрешимые проблемы (превращение ртути в золото, создание “вечного двигателя” и пр.). Доказательство неразрешимости проблемы само по себе является одним из вариантов ее решения. Научное мышление

Изображение слайда
11

Слайд 11

Метод - это система принципов, приемов, правил, требований, которыми необходимо руководствоваться в процессе познания. Методы научного познания можно подразделить на: 1. Общенаучные методы - характеризуют ход познания во всех науках (наблюдение, сравнение, счет, измерение, эксперимент, обобщение, абстрагирование, формализация, анализ, синтез, индукция, дедукция, аналогия, моделирование, идеализация, ранжирование, а также аксиоматический, гипотетический, исторический и системный методы). 2. Специальные - применимы только в рамках отдельных наук (методы качественного анализа в химии, метод спектрального анализа в физике и химии, метод Монте-Карло, метод статистического моделирования при изучении сложных систем и т.д.) 3. Универсальные ( всеобщие ) методы - характеризуют человеческое мышление в целом и применимы во всех сферах познавательной деятельности человека (с учетом их специфики). К этим методам относятся философские методы и принципы мышления, в т.ч. принцип диалектической противоречивости, принцип историзма и др.

Изображение слайда
12

Слайд 12

С точки зрения "механизма" получения информации методы научного познания могут быть поделены на: 1. Эвристические (греч. εύρηκα - находка) - позволяют получить знание с определенным допуском вероятности истинности (индукция, аналогия, статистические методы и др.) 2. Алгоритмические - позволяют получить более точное знание, сформированное в результате выполнения определенного устоявшегося и отработанного алгоритма (анализ, сравнение, измерение и др.). С точки зрения сферы применения методы научного познания можно разделить на: 1. Эмпирические (лат. empirica - опыт) - опираются на чувственное восприятие действительности (наблюдение, измерение, сравнение, эксперимент, научное описание) 2. Теоретические - в основе лежит рациональное, т.е. разумное (основанное только на мыслительных процессах) освоение действительности (обобщение, идеализация, формализация, математическая гипотеза, вычислительный эксперимент, аксиоматический метод) 3. Общелогические методы (анализ и синтез, абстрагирование, идеализация, индукция и дедукция, системный анализ, экспериментально-аналитический и вероятностно-статистические методы, моделирование).

Изображение слайда
13

Слайд 13: Методы научного познания

Эмпирический уровень познания Наблюдение – целенаправленное изучение предметов, опирающееся в основном на такие чувственные способности человека, как ощущение, восприятие, представление. Особенности научного наблюдения: - однозначность замысла; - планомерность, целенаправленность, активность, наличие системы методов и приемов; - объективность – возможность контроля путем повторного наблюдения либо с помощью других методов Способы проведения: - непосредственные, - опосредованные (с помощью приборов), - косвенные.

Изображение слайда
14

Слайд 14

Измерение – выявление количественных характеристик изучаемой реальности, результаты выражаются в системе единиц измерений. Виды: прямые; косвенные. Сравнение – познавательная операция, лежащая в основе суждений о сходстве или различии объектов; выявляются качественные и количественные характеристики предметов. Научное описание представляет собой фиксацию средствами естественного и искусственного языка разнообразных сведений, полученных в ходе сравнения, измерения, наблюдения или эксперимента в виде схем, графиков диаграмм, таблиц, рисунков и др.

Изображение слайда
15

Слайд 15

Эксперимент – наблюдение в специально созданных и контролируемых условиях, для выявления существенных характеристик изучаемого объекта. Особенности: - активное отношение к объекту, вплоть до изменения и преобразования; - устраняются побочные факторы, усложняющие и маскирующие явление; - возможно создание экстремальных условий; - воспроизводимость результатов. Выделяются следующие виды эксперимента: 1) исследовательский, или поисковый эксперимент - направлен на обнаружение новых, неизвестных науке явлений или их новых, неожиданных свойств; 2) проверочный или контрольный эксперимент - объектом проверки является то или иное теоретическое предсказание либо гипотеза; 3) воспроизводящий ; 4) изолирующий ; 5) качественный или количественный ; 6) физический, химический, социальный, биологический эксперимент. Особым видом является мысленный эксперимент - физические условия являются воображаемыми, но воображение при этом строго регулируется хорошо известными законами науки и правилами логики.

Изображение слайда
16

Слайд 16

Стадии экспериментального исследования: 1. Планирование эксперимента, в ходе которого определяется его цель, осуществляется выбор типа эксперимента и продумываются его возможные результаты. Существенное значение имеет выделение тех факторов, которые оказывают влияние на изучаемое явление и его свойства, а также выделение набора тех величин, которые должны контролироваться и измеряться. 2. Выбор технических средств проведения и контроля эксперимента. Техника, используемая в эксперименте, в том числе и измерительные приборы, должна быть практически выверена и теоретически обоснована. В современном эксперименте широко используются статистические методы контроля. 3. Собственно эксперимент 4. Интерпретация результатов эксперимента,- включает в себя статистический и теоретический анализ, а также истолкование результатов эксперимента.

Изображение слайда
17

Слайд 17

Теоретический уровень познания Формализация – отображение содержательного знания в знаково-символическом виде, что позволяет ограничить влияние логики здравого смысла и сложившихся стереотипов научного исследования, облегчая генерацию оригинальных результатов. Метод формализации помогает выработать общий подход к исследованию целого класса объектов, несмотря на существующие различия между ними, поскольку их объединяют единые структурные характеристики. 1. Формализация позволяет анализировать, уточнять, определять и разъяснять (эксплицировать) понятия. 2. Она приобретает особую роль при анализе доказательств. Представление доказательства в виде последовательности формул, получаемых из исходных согласно точно указанных правил преобразования, придает ему необходимую строгость и точность. 3. Формализация служит основой для процессов алгоритмизации и программирования вычислительных устройств. 4. Над формулами искусственных языков можно производить операции, получать из них новые формулы и соотношения. Тем самым операции с мыслями о предметах заменяются действиями со знаками и символами.

Изображение слайда
18

Слайд 18

Формализации открывает возможности для использования более сложных методов теоретического исследования, например метода математической гипотезы, который предполагает: 1. Привлечение новых или поиск уже использовавшихся в научном познании математических моделей; 2. Перенос их на новую изучаемую область действительности с необходимой последующей трансформацией для моделирования круга вновь исследуемых явлений; 3. Использование правил соответствующих математических исчислений для решения описываемых математическими моделями задач; 4. Необходимость в последующей оценке и содержательной интерпретации полученных новых научных результатов, т.е. в поиске правил, позволяющих соотнести их с опытными данными.

Изображение слайда
19

Слайд 19

Вычислительный эксперимент - это эксперимент над математической моделью объекта на ЭВМ, сущность которого заключается в том, что по одним параметрам модели вычисляются другие ее характеристики и на этой основе делаются выводы о свойствах явлений, репрезентированных математической моделью. Основные этапы вычислительного эксперимента: 1. Построение математической модели изучаемого объекта в тех или иных условиях; 2. Определение вычислительного алгоритма решения базовой системы уравнений; 3. Построение программы реализации поставленной задачи для ЭВМ. Аксиоматический метод - изначально задается набор независимых друг от друга исходных аксиом или постулатов, т.е. утверждений, доказательство истинности которых в данной системе знания не требуется и не обсуждается. Из аксиом по определенным формальным правилам строится система выводов

Изображение слайда
20

Слайд 20

Общелогические методы и приемы познания Анализ (греч. ανάλυση – разложение) – разделение объекта на составные части с целью их самостоятельного изучения. Применяется как в реальной, так и в мыслительной деятельности. Различают следующие виды анализа: - механическое расчленение; - определение динамического состава; - выявление форм взаимодействия элементов целого; - нахождение причин явлений; - выявление уровней знания и его структуры и др. Анализ не должен упускать качество предметов. В каждой области знания есть свой предел членения объекта, за которым – переход в иной мир свойств и закономерностей (атом, молекула и т. п.). Разновидностью анализа является также разделение классов (множеств) предметов на подклассы – классификация и периодизация. Синтез (греч. σύνδεση – соединение) – объединение, реальное или мысленное, различных сторон, частей предмета в единое целое. Результатом синтеза является совершенно новое образование, свойства которого не есть только внешнее соединение свойств компонентов, это также и результат их внутренней взаимосвязи и взаимозависимости.

Изображение слайда
21

Слайд 21

Абстрагирование (лат. abstractio – отвлечение) – процесс мысленного выделения, вычленения отдельных интересующих нас в контексте исследования признаков, свойств и отношений конкретного предмета или явления и одновременно отвлечение от других свойств, признаков, отношений, которые в данном контексте несущественны Существуют различные виды абстракций: 1. Абстракции отождествления, выделяются общие свойства и отношения изучаемых предметов. 2. Изолирующая абстракция – выделяются некоторые свойства и отношения, которые начинают рассматриваться как самостоятельные индивидуальные предметы 3. Абстракция актуальной бесконечности в математике – бесконечные множества рассматриваются как конечные. 4. Абстракция потенциальной осуществимости – основана на том, что может быть осуществлено любое, но конечное число операций в процессе математической деятельности. Идеализация - мысленное конструирование понятий об объектах, не существующих и не осуществимых в действительности, но таких, для которых имеются прообразы в реальном мире. Полученные в ходе идеализации абстрактные объекты носят название конструктов и существуют только в языке научной теории, выполняя функции фиксации смыслов соответствующих терминов теоретического языка.

Изображение слайда
22

Слайд 22

Обобщение – процесс установления общих свойств и признаков предметов Различают два вида обобщений: 1. Абстрактно-общее - одинаковость, внешнее сходство, поверхностное подобие ряда единичных предметов (выделение любых признаков) 2. Конкретно-общее как закон существования и развития ряда единичных явлений в их взаимодействии в составе целого, как единство в многообразии (выделение существенных признаков). Аналогия - на основе сходства объектов по некоторым признакам, свойствам и отношениям выдвигают предположение об их сходстве в других отношениях. Для повышения вероятности выводов по аналогии необходимо: 1. Использовать внутренние, а не внешние свойства сопоставляемых объектов; 2. Чтобы объекты были подобны в важнейших и существенных признаках, а не в случайных и второстепенных; 3. Круг совпадающих признаков был как можно шире; 4. Учитывать не только сходство, но и различия – во избежание возможности переноса последних на другой объект.

Изображение слайда
23

Слайд 23

Индукция (лат. inductio – наведение) – логический прием исследования, связанный с обобщением результатов наблюдений и экспериментов и движением мысли от единичного к общему. Выделяют следующие виды индуктивных обобщений: 1. Индукция популярная - регулярно повторяющиеся свойства, наблюдаемые у некоторых представителей изучаемого множества (класса) переносятся на всех представителей изучаемого множества (класса), включая и неисследованные его части. 2. Индукция неполная, решение, что всем представителям изучаемого множества принадлежит свойство Р на том основании, что Р принадлежит некоторым представителям этого множества. 3. Индукция полная - всем представителям изучаемого множества принадлежит свойство Р на основании полученной при опытном исследовании информации о том, что каждому представителю изучаемого множества принадлежит свойство Р Дедукция (лат. dedactio – выведение), это: - переход в процессе познания от общего к единичному (частному); - процесс логического вывода, т. е. перехода по тем или иным правилам логики от некоторых данных предложений – посылок к их следствиям (заключениям).

Изображение слайда
24

Слайд 24

Системный подход – совокупность общенаучных методологических принципов (требований), в основе которых лежит рассмотрение объектов как систем. Он ориентирует на раскрытие целостности объекта и обеспечивающих ее механизмов, на выявление многообразных типов связей сложного объекта и сведение их в единую теоретическую картину. Важным понятием системного подхода является понятие «самоорганизация». Данное понятие характеризует процесс создания, воспроизведения или совершенствования организации сложной, открытой, динамичной, саморазвивающейся системы, связи между элементами которой имеют не жесткий, а вероятностный характер. Экспериментально-аналитический метод заключается в составлении аналитической математической модели исследуемого объекта, при этом численные значения коэффициентов полученных уравнений определяются экспериментально на реальном объекте. Являясь комбинацией аналитического и экспериментального способов определения свойств объектов, этот метод учитывает их преимущества и недостатки.

Изображение слайда
25

Слайд 25

Вероятностные (статистические) методы – основаны на учете действия множества случайных факторов, которые характеризуются устойчивой частотой, что позволяет вскрыть необходимость, которая «пробивается» через совокупное действие множества случайностей. Необходимость, проявляющаяся в статистических законах, возникает вследствие взаимной компенсации и уравновешивания множества случайных факторов. Статистические законы, хотя и не дают однозначных и достоверных предсказаний, тем не менее, они являются единственно возможными при исследовании массовых явлений случайного характера. Вероятностно-статистические методы широко применяются в таких научных дисциплинах, как математическая статистика, статистическая физика, квантовая механика, кибернетика, синергетика и т. д. Моделирование - метод научного познания, основанный на изучении реальных объектов посредством изучения более доступных для исследования и (или) вмешательства объектов-заместителей (моделей) естественного или искусственного происхождения, обладающих свойствами реальных объектов (аналоги объектов, подобные реальным в структурном или функциональном плане).

Изображение слайда
26

Слайд 26

Моделирование может быть: 1. Мысленное ( образное ) - свойства реального объекта изучаются через мысленно-наглядные представления о нем 2. Физическое ( предметное ) - модель воспроизводит определенные геометрические, физические, функциональные свойства реального объекта, при этом являясь более доступной или удобной для исследования благодаря отличию от реального объекта в не существенном для данного исследования плане 3. Математическое - способ исследования различных процессов путем изучения явлений, имеющих различное физическое содержание, но описываемых одинаковыми математическими моделями. 4. Эволюционное ( логическое ) - моделирование эволюционных процессов 5. Знаковое - модель, являющаяся схемой, графиком, математической формулой, воспроизводит поведение определенной интересующей характеристики реального объекта благодаря тому, что существует и известна математическая зависимость этой характеристики от прочих параметров системы. По степени адекватности модели прототипу их подразделяют на: 1. Эвристические (приблизительно соответствующие прототипу по изучаемому поведению в целом, но не позволяющие дать ответ на вопрос, насколько интенсивно должен происходить тот или иной процесс в реальности) 2. Качественные (отражающие принципиальные свойства реального объекта и качественно соответствующие ему по характеру поведения) 3. Количественные (достаточно точно соответствующие реальному объекту, так что численные значения исследуемых параметров, являющиеся результатом исследования модели, близки к значениям тех же параметров в реальности).

Изображение слайда
27

Слайд 27: Инженерная деятельность и инженерное творчество

Инженер (фр. ingénieur ) - способность, изобретательность; (от лат. ingenium ) - талант, ум, дарование, одарённый человек. Инженер - специалист с высшим техническим образованием, применяющий научные знания для решения технических задач. В процессе профессионально-инженерной деятельности научные законы трансформируются в технические принципы, которые получают практическую реализацию при создании и эксплуатации технических объектов (сооружений, изделий, машин, механизмов). Инженерная деятельность является интеллектуальной и творческой. От других видов интеллектуального труда (педагогического, врачебного, художественного и т.д.) она отличается тем, что: - имеет одновременно и теоретическую, и практическую направленность; - осуществляется в сфере материального производства; - нацелен на превращение естественного в искусственное, природных факторов в социально значимые явления и предметы; - имеет дело с реально существующими предметами и явлениями.

Изображение слайда
28

Слайд 28

Два подхода к творческой деятельности: - творчество абсолютно стихийно, неуправляемо, зависит от сил, неподвластных человеку; - творчество можно программировать, им можно сознательно управлять в целях повышения его эффективности. В реальности в творческой деятельности есть элемент непредсказуемости, спонтанности, в то же время, человек может сознательно готовить себя к творческой деятельности, повышать ее эффективность.

Изображение слайда
29

Слайд 29: Стратегии поиска нового

Изображение слайда
30

Слайд 30: Классификация методов решения проблемы

Изображение слайда
31

Слайд 31: Мозговой штурм

Разработан Алексом Осборном, США, 1948 Мозговой штурм - метод выдвижения идей с отложенной критикой. Цель : поиск новых направлений. Средство : «раскачка» подсознания, активизация активности, включение в конкурентную среду Правила : 1. Этап генерации идей Запрет критики Запрет обоснований Поощрение любых идей 2. Этап анализа Выявление рационального зерна в любой идее

Изображение слайда
32

Слайд 32: Метод фокальных объектов

Разработан Ф. Кунце (Германия), 1926 г. Метод поиска новых решений путем присоединения к прототипу свойств или признаков случайных объектов. Применяется при поиске новых модификаций известных устройств и способов. Перенесение признаков случайно выбранных объектов на совершенствуемый объект лежит как бы в фокусе переноса и поэтому называется фокальным. Возникшие необычные сочетания стараются развить путем свободных ассоциаций. План действий: 1. Из условий задачи выделить прототип, подлежащий усовершенствованию, уточнить цель. 2. Выбрать 3-4 случайных объекта (открыв наугад каталог, книгу и т.п.). 3. Выписать для каждого из них несколько характерных признаков (свойств). 4. Полученные признаки перенести на прототип - получить новые сочетания. 5. Развить новые сочетания путем свободных ассоциаций. Зафиксировать все интересные идеи. 6. Оценить новые идеи и отобрать наиболее эффективные с точки зрения реализации. Сформулировать задачи на разработку новых модификаций объекта. Метод фокальных объектов

Изображение слайда
33

Слайд 33: Синектика

Синекторы работают по определенной программе. 1 этап - уточнение проблемы 2 этап - проблема дробится на несколько маленьких задач. Каждая задача подчинена достижению одной конкретной цели. 3 этап - ведется генерирование идей. Выявляется, как аналогичные проблемы решаются в различных областях науки и техники. 4 этап - перенос аналогичных решений на решаемую проблему. Критический анализ предложенных решений. Метод разработан в 1952-1959 гг. Уильямом Дж. Гордоном на базе метода мозгового штурма. Метод синектики предназначен для поиска необычных новых идей. Слово “синектика” означает “совмещение разрозненных элементов”. Идеи генерирует группа синекторов из 5-7 человек, прошедших предварительную подготовку. При разработке идей используют следующие аналогии: 1. Прямая аналогия. 2. Личностная аналогия или эмпатия. 3. Аналогия фантастическая. 4. Аналогия символическая (метафора). Синектика

Изображение слайда
34

Слайд 34: Коллекция типовых решений / идей

"Ваш случай не особый" А.Б. Чубайс « Коллекция штампов » – одна из распространенных стратегий решения технических задач. В рамках прогрессивной организации типовая задача решается один раз, после чего успешное базисное решение фиксируется и тиражируется до тех пор, пока не появится более успешное. Если заимствование разрешено в рамках организации и надлежащим образом оформлено - это не плагиат. Программа-консультант " EXPO: 1001 Рекламоноситель" - база рекламных решений. Как только этих решений стало примерно 2200, база программы почти перестала пополняться – иные решения либо совпадают с уже имеющимися, либо очень похожи. Родственные термины: опыт старейшин; опыт экспертов; справочники / энциклопедии инструкции; базы данных; библиотеки стандартных программ, патентный поиск, патентные исследования, бенчмаркинг. Наиболее добросовестно учет новых идей поставлен в развитых странах с середины XIX века в области технических изобретений. Пионерные изобретения (не имеющие аналогов) - их единицы из сотен тысяч решений.

Изображение слайда
35

Слайд 35: Списки воспроизводящихся ошибок. Списки контрольных вопросов (Check-List)

Любимый психологами и психотерапевтами лозунг: "Все люди разные!", требует дополнения: "...но, если изучать большие массивы экспериментальных данных, то становится очевидно: люди допускают одинаковые ошибки ". Не всегда можно сказать " как надо ", но очень часто можно указать: " как точно НЕ надо " - тем самым, создавая предпосылки для решения творческой задачи. Ошибки были, есть и будут, но важно не повторять (не воспроизводить) типовых ошибок. В новом направлении деятельности, как правило, списки типовых ошибок (ответы на вопрос "как делать точно НЕ надо") формируются быстрее списка типовых решений. Подобные списки часто называются: Чек-лист ( Сheck list ), Метод контрольных вопросов. Известны списки контрольных вопросов Д.Пойа (1945), Р.Кроуфорда (1954), Д.Пирсона (1957), Э.Раудзенца, А. Ф. Осборна (1964), Г.О.Буша, Т.Эйлоарта (1969).

Изображение слайда
36

Слайд 36

Список контрольных вопросов по Т. Эйлоарт у 1. Перечислить все качества и определения предлагаемого изобретения, изменить их. 2. Сформулировать задачи ясно. Попробовать новые формулировки. Определить второстепенные и аналогичные задачи. Выделить главные. 3. Перечислить недостатки имеющихся решений, их основные принципы, новые предложения. 4. Набросать фантастические, биологические, экономические, молекулярные и другие аналоги. 5. Построить математическую, гидравлическую, механическую и другие модели (модели точнее выражают идею, чем аналоги). 6. Попробовать различные виды материалов, состояния веществ, эффекты, виды энергии: газ, жидкость, твердое тело, гель, пену, пасту и др.; теплоту, магнитную энергию, электрическую энергию, свет, силу удара и т.д.; различные длины волн, поверхностные свойства и т.п.; переходные состояния - замерзание, конденсация, переход через точку Кюри и т.д.; эффекты Джоуля-Томсона, Фарадея и др. 7. Установить варианты, зависимости, возможные связи, логические совпадения. 8. Узнать мнение некоторых совершенно неосведомленных в данном деле людей.

Изображение слайда
37

Слайд 37

9. Устроить сумбурное групповое обсуждение, выслушивая все рассуждения и каждую идею без критики. 10. Попробовать ''собственные'' (личные) решения: хитрое, всеобъемлющее, расточительное, сложное. 11. Спать с проблемой, идти на работу, гулять, принимать душ, ехать, пить, есть, играть, играть в теннис-все с ней. 12. Бродить среди стимулирующей обстановки (выставки, технические музеи, магазин для технического творчества), просматривать журналы. 13. Набросать таблицу цен, величин, перемещений, типов материалов и т.д., разных решений проблемы или разных ее частей, искать проблемы в решениях или новые комбинации. 14. Определить идеальное решение, разрабатывать возможные. 15. Видоизменить решение проблемы с точки зрения (скорее или медленнее) размеров, вязкости и т.п. 16. В воображении залезть внутрь механизма. 17. Определить альтернативные проблемы и системы, которые изымают определенное звено из цепи и таким образом создают нечто совершенно иное, уводя в сторону от нужного решения. 18. Чья это проблема? Почему его? 19. Кто придумал это первый? История вопроса. Какие ложные толкования этой проблемы имели место? 20. Кто еще решал эту проблему? Чего он добился? 21. Определить общепринятые граничные условия и причины их установления.

Изображение слайда
38

Слайд 38: Метод морфологического анализа

Разработан Фрицем Цвикки (Zwicky, Fritz) (1898–1974), в 1930-х годах. Для решения технических задач впервые применен в 1942 г. Согласно метода необходимо составить перечень функциональных узлов, от которых зависит решение проблемы. Общее число возможных вариантов равно произведению чисел элементов в каждой строке таблицы: 4  5  2  …  3. Самая трудная часть работы заключается в анализе полученных вариантов. Метод морфологического анализа На основе полученных списков строится морфологическая матрица, имеющая следующий вид: Двигатель может быть: А1 – электрический; А2 – химический; А3 – реактивный; А4 – ядерный. Движитель может быть: Б1 – колесный; Б2 – моноколесный (кабина внутри колеса); Б3 – гусеничный; Б4 – шагающий; Б5 – шнековый. Кабина : В1 герметичная; В2 – негерметичная. Система амортизации : К1 специальные амортизаторы; К2 – амортизация за счет движителя; К3 – без амортизации.

Изображение слайда
39

Слайд 39: Метод тотального синтеза

Питер Беренс (Peter Behrens) German, 1868 -1949 С 1898 г. начинает заниматься формообразованием промышленной продукции (впоследствии дизайн). Схема тотального синтеза : 1. Формирование общей концепции объекта. 2. Вычисление основных (значимых) составляющих объекта. 3. Поиск многообразных способов выполнения каждой составляющей. 4. Синтез всех возможных сочетаний. Метод тотального синтеза

Изображение слайда
40

Слайд 40: Теория Решения Изобретательских Задач

Генрих Саулович Альтшуллер (15.10.1926-24.09.1998) Первая публикация, посвященная теории изобретательства - Альтшуллер Г.С., Шапиро Р.Б. О психологии изобретательского творчества.// Вопросы психологии. - 1956, № 6). В статье выдвинуты идеи: Техника развивается закономерно, эти закономерности можно учитывать и использовать в реальной изобретательской практике Техника развивается через устранение возникающих противоречий. Теория Решения Изобретательских Задач

Изображение слайда
41

Слайд 41

Инструменты классической ТРИЗ

Изображение слайда
42

Слайд 42

Формулирование проблемы как противоречия Технические системы развиваются через обострение и разрешение противоречий Представление цели через понятие идеальности Построена модель предельного развития технических систем. Развитие реальных систем идет по пути увеличения степени их идеальности Использование обобщенного опыта решения задач Накопленные массивы информации позволяют учитывать опыт поколений инженеров, работавших в различных областях техники. Применение объективных законов развития технических систем Каждая техническая система развивается в соответствии с объективными законами. Основные принципы классической ТРИЗ Применение современной ТРИЗ Прогнозирование, разработка новых продуктов и технологий Решение производственных задач (Снижение затрат, снижение себестоимости продуктов и технологий, повышение качества продукции) Патентные работы (Обход патентов, формирование патентных стратегий, наполнение патентных зонтиков) Повышение инновационного потенциала сотрудников

Изображение слайда
43

Слайд 43: Современная инновационная методика ТРИЗ ++

Изображение слайда
44

Слайд 44: Процедура GEN3 Parthners

Изображение слайда
45

Слайд 45: Функциональный анализ и Свертывание функциональной схемы

Задача : Разработать новую мышеловку, удовлетворяющую следующим требованиям: Мышь должна ловиться. Мышь не должна получать травмы. Должна оставаться возможность высвободить мышь. Мышеловка должна быть безопасной для домашних животных и для людей. Мышеловка должна быть простой и недорогой. Ситуация : Стандартная пружинная мышеловка на пружине достаточно эффективна, но травмирует мышь, потенциально опасна для домашних животных, детей и даже для взрослых. Функциональный анализ и Свертывание функциональной схемы

Изображение слайда
46

Слайд 46

Новая проблема после свертывания: Как добиться, чтобы опора удерживала мышь при ее попытке переместиться? Функциональный анализ Свертывание

Изображение слайда
47

Слайд 47

Изображение слайда
48

Слайд 48: Предел развития объекта

Идеальная система – система, затраты на получение полезного эффекта в которой равны нулю. Эволюция усилительного каскада

Изображение слайда
49

Слайд 49

Задача: Для очистки загрязненных поверхностей различных конструкций используют пескоструйную обработку. Такой способ очистки хорош, но требует уборки песка, оставшегося после очистки, в том числе из каналов и углублений. Предлагается использовать для очистки объектов «сухой лед» - твердая форма углекислого газа (СО 2 ), (температура сублимации -78  С), обладающий необходимыми для чистки свойствами: твердостью, отсутствием запаха и цвета, нетоксичен. При соударении с очищаемой поверхностью наблюдается эффект сублимации, в момент удара гранулы сжимаются, после чего в точке соударения происходит «микровзрыв», который удаляет загрязнение с поверхности

Изображение слайда
50

Слайд 50

Задача: Необходимо радикально (в 50 раз) повысить производительность линии сборки RFID элементов. Основное время тратится на точную стыковку контактов чипа с контактными площадками на подложке. Чтобы попасть в центр нужно прицелиться, на что уходит время. Как мгновенно попасть в центр? Центр сам должен возникать вокруг контактных площадок чипа после его установки.

Изображение слайда
51

Слайд 51

Система нанесения эластомера на стальную ленту Для обрезинивания стальной ленты используют нанесение жидкого эластомера (смесь резины с растворителем) на движущуюся стальную ленту с последующей сушкой горячим воздухом. Способ малопроизводительный и затратный. Необходимо повысить производительность и снизить затраты.

Изображение слайда
52

Слайд 52

Тепловой поток Причинно-следственный анализ

Изображение слайда
53

Слайд 53

Свертывание элементов технологического процесса Свертывание в операции «Стабилизация эластомера» Ключевой недостаток - Сушка горячим воздухом Элемент, порождающим этот недостаток – Воздух Функция этого элемента - Нагревать растворитель

Изображение слайда
54

Слайд 54

Преимущества продольного индукционного нагрева: Протяженная зона нагрева Равномерный «мягкий» нагрев Идея – использование индукционного нагрева

Изображение слайда
55

Слайд 55: Причинно-следственный анализ. Движение «вглубь»

Задача – Уменьшить площадь, занимаемую заводским оборудованием Как сделать торможение частиц при ударе о стенку более плавным?

Изображение слайда
56

Слайд 56: Причинно-следственный анализ. Движение «наружу»

Задача – Обеспечить отсутствие протечек масла Причинно-следственный анализ. Движение «наружу» Как изменить систему оценки эффективности службы снабжения? Причинно-следственный анализ позволяет: 1. Уйти от «поверхностно» поставленной задачи 2. Получить альтернативные формулировки задачи 3. Выбрать из альтернативных формулировок те, которые нам наиболее удобно решать

Изображение слайда
57

Слайд 57: Выявление и устранение противоречий

1. Построение противоречий 2. Структурные модели 3. Поиск способов выполнения функций 4. Сравнение развития объекта с законами развития технических систем 1. Решение задач через выявление и устранение противоречий Техническое противоречие (ТП) - это ситуация, когда попытки улучшить одну характеристику системы приводят к ухудшению другой ее характеристики. ТП характеризует систему в целом. Физическое противоречие (ФП) - это предъявление противоположных требований к физическому состоянию элемента технической системы ТП Решательные механизмы ТРИЗ

Изображение слайда
58

Слайд 58

ТП ФП 1. Разрешение в пространстве. 2. Разрешение во времени. 3. Разрешение на системном уровне. 4. Разрешение в отношениях. Пути устранения ФП

Изображение слайда
59

Слайд 59

Увеличение размера автомобильного зеркала заднего вида, приводит к улучшению обзора, но при этом ухудшается возможность автомобиля перемещаться в плотном потоке транспорта. Первоначально автомобилестроители шли на компромисс - ставили зеркала, которые дают не очень хороший обзор. - Создано зеркало, имеющее возможность складываться (противоречие устранено во времени) - Найдена возможность размещать широкие зеркала на крыше, то есть без увеличения габаритных размеров автомобиля (противоречие устранено в пространстве) - Создано выпуклое зеркало, в котором компактность объединена с созданием широкого поля обзора (противоречие устранено в отношениях) - Зеркало заменено на видеокамеры, выводящие информацию на монитор водителя (противоречие устранено на системном уровне)

Изображение слайда
60

Слайд 60: Типовые приемы устранения противоречий

Таблица устранения технических противоречий (фрагмент) Типовые приемы устранения противоречий

Изображение слайда
61

Слайд 61

1. ПРИНЦИП ДРОБЛЕНИЯ а) Разделить объект на независимые части. б) Выполнить объект разборным. в) Увеличить степень дробления объекта. 2. ПРИНЦИП ВЫНЕСЕНИЯ Отделить от объекта "мешающую" часть ("мешающее" свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство). 3. ПРИНЦИП МЕСТНОГО КАЧЕСТВА а) Перейти от одной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной. б) Разные части объекта должны иметь (выполнять) различные функции. в) Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее благоприятных для ее работы. 4. ПРИНЦИП АССИМЕТРИИ Перейти от симметричной формы объекта к асимметричной. 5. ПРИНЦИП ОБЪЕДИНЕНИЯ а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты. б) Объединить во времени однородные или смежные операции. Всего в списке Г.С. Альтшуллера сорок приемов

Изображение слайда
62

Слайд 62

Использование принципа «Объединение» Совместили во времени два разнородных процесса.

Изображение слайда
63

Слайд 63

Для раздельного ввода лекарств используют двухлюменный катетер. В случае ввода одного лекарства пропускная способность такого катетера ниже чем однолюменного. Как повысить производительность двухлюменного катетера в ситуации использования только одного просвета? Каждый канал должен иметь большую площадь, чтобы пропускать через себя много вещества, НО он должен иметь малую площадь, чтобы не увеличивать наружный диаметр катетера. Использован принцип «Динамизации». Объект изменили так, чтобы его свойства были наиболее оптимальными для каждого из режимов. Разделительную стенку катетера выполнили в виде изогнутой перегородки. При такой конструкции промежуточная стенка может свободно распрямляться, увеличивая проходное сечение канала до максимума.

Изображение слайда
64

Слайд 64

2. Решение задач через построение структурных моделей и их приведение к оптимальным 1. Построение обобщенной структуры совершенствуемой модели (вепольный анализ) 2. Изменение системы на структурном уровне 3. Конкретизация предложений Разработаны 76 стандартов Вепольного анализа 3. Решение задач через выявление требуемой функции и поиска путей ее реализации (Функционально Ориентированный Поиск ) 1. Выявление требуемой функции 2. Обобщение функции 3. Поиск передовых областей деятельности 4. Перенос найденных принципов деятельности в совершенствуемую систему

Изображение слайда
65

Слайд 65

4. Решение задач с помощью законов развития технических систем

Изображение слайда
66

Последний слайд презентации: Основы научных исследований

Закон развития техники по S- образной кривой

Изображение слайда