Кейс № 02 (ПУЗ) (Семинары), страница 2

Как показывает практика для того, чтобы обнаружить подходящую аналогию, нужно сформировать подобие базы данных перспективных феноменов.

3.2. Аналогия строения

Аналогия строения или структурная аналогия - это сходство во внутреннем строении объектов.

Примеры. Изобретатель А.М. Игнатьев, оцарапанный котенком, задумался: почему когти кошки, зубы белки и зайца, клюв дятла постоянно острые? Он пришел к выводу, что самозатачивание происходит благодаря многослойной конструкции зубов: более твердые слои окружены более мягкими. Этот принцип он воплотил в самозатачивающихся резцах.

Буровая коронка построена по образцу зубов вымерших ящеров, многоярусные башни В.Г. Шухова подобны по строению стеблю растений.

1. Аналогия формы

Этот вид аналогии заключается в том, что вновь создаваемый объект по внешнему виду (внешним признакам) делается подобным уже известному, свойства которого желательно получить.

Пример. До создания теоретических основ гидродинамики строители лодок и кораблей копировали форму тела рыб для получения хороших ходовых качеств судов.

1. Аналогия отношений

Еще в древности было замечено, что быть сходными по своим свойствам могут не только предметы, но и отношения между ними.

Аналогии форм и строения относится к аналогии свойств. При аналогии отношений уподобляются друг другу отношения между предметами. Сами же предметы, между которыми рассматриваются отношения, могут быть совершенно различными. В инженерном понимании аналогия отношений - это аналогия связей между компонентами системы.

Пример. Аналогия: модель атома. Легкие электроны движутся по замкнутым траекториям вокруг атома подобно движению планет вокруг солнца. В этой аналогии устанавливается не сходство самих предметов, а отношений между ними. Отношение между ядром и электронами во многом подобно отношению между солнцем и планетами. На основании этого сходства, можно высказать предположение, что электроны, как и планеты, движутся не по круговым, а по эллиптическим траекториям. Это умозаключение по аналогии опирается уже не на сходство свойств предметов, а на сходство отношений между совершенно разными предметами.

Аналогия отношений, освобожденная от груза «предметности», является более сильным средством, активизирующим мышление. Эта аналогия позволяет сопоставлять между собой весьма отдаленные предметы и находить черты сходства между ними.

Аналогизирование – это прием мышления, заключающийся в умении находить сходство в непохожих на первый взгляд явлениях, это умение создавать дополнительные ассоциативные связи между различными областями знаний, которые вводят в поле зрения специалиста богатый спектр полезных аналогий. Использование аналогий позволяет экономить ресурсы и использовать уже проверенные (природой или людьми) технические решения.

4. Моделирование

В широком смысле модель – это любой образ, умозрительный или материальный, замещающий рассматривающий объект при его изучении. Это может быть чертеж, конспект, график, план, выкройка, таблица, макет, шаблон и т. д. Использование моделей позволяет упростить рассматриваемый объект, выделить существенные свойства, сделать его более обозримым и наглядным для изучения.

Любая модель представляет собой некоторое отображение объекта в форме, отличной от формы его реального существования, и служит средством, помогающем в объяснении или понимании происходящих процессов и при решении задач.

Моделирование предполагает построение моделей проектируемых объектов, исследование свойств создаваемого объекта на этих моделях для поиска технического решения. Объектом моделирования может быть сама задача. Разработка модели задачи – один из приемов, позволяющих сконцентрировать внимание на существенных сторонах проблемы, отвлечься от несущественных свойств (признаков), которые мешают поиску решения.

Любая модель ориентирована на проблему и отображает не все свойства объекта, а только существенные для рассматриваемой задачи. Исключение несущественных свойств (признаков) позволяет избавиться от некоторой конкретики, описанной в условии задачи, и перейти к задаче в более общей постановке.

В процессе работы могут разрабатываться самые различные модели. Главное, чтобы они были информативны – позволяли выявлять существенные свойства анализируемых объектов, и инструментальны – активизировали мышление и позволяли бы продвигаться вперед в решении задачи. Если разработанная модель не позволяет этого сделать, значит, нужна другая, и ее нужно искать или создавать.

Процесс преобразования ИД – это один из видов моделирования объектов, заданных в условии задачи. При этом могут ставиться различные цели: упорядочить ИД, глубже понять задачу и разобраться в рассматриваемых объектах, выявить связи между ними, отразить существенные свойства рассматриваемых объектов, сделать описание задачи более наглядным и легко обозримым (например, изобразить задачу в виде схемы) и т. д.

Для этого, в частности, полезно использовать ментальные карты (майнд мэп, карты ума).

Автор Т. Бyзaн oпpeдeляeт Maйнд-Mэп кaк «мoщнyю гpaфичecкyю тexникy», в ocнoвe кoтopoй лeжaт cлeдyющиe пpинципы:

- Пpeдмeт изyчeния пpeдcтaвлeн кapтинкoй, котopaя pacпoлaгaeтcя в цeнтpe лиcтa.

- Ocнoвныe идeи изoбpaжaютcя oтвeтвлeниями, иcxoдящими из цeнтpaльнoй кapтинки.

- Mыcли нaд oтвeтвлeниями oбoзнaчaютcя ключeвoй кapтинoй или ключeвым cлoвoм, нaпиcaнным пeчaтными бyквaми.

- Meнee вaжныe accoциaции зaнимaют мecто нaд линиями, пpимыкaющими к ocнoвным отвeтвлeниям.

Указанные карты являются средством визуализации сложного технического объекта или явления (технологии, конструкции и даже их концепций, вариантов и т.д.).

Разработанную карту можно дополнять и корректировать, уточняя модель. Можно создать комплект карт, отражающих все подробности рассмотрения проблемы.

Для построения Майнд-мэп можно использовать цветные карандаши, фломастеры, а можно использовать компьютерные программы.

Вопросы для самопроверки

1.В чем проявляется положительный эффект от преобразования условий задачи?

2. Назовите два способа инвертирования поставленной задачи.

3. Назовите виды прямой аналогии и дайте им характеристику.

4. Какие преимущества дает работа с моделью объекта по сравнению с самим объектом?

5. Какие типовые операции мышления используется при разработке модели объекта?

Самостоятельная работа

1. Преобразовать условие задачи.

(Текст задачи)

1.1. Изменить форму описания или представления объекта.

(табличная форма описания задачи)

1.2. Применить обобщающую абстракцию

(обобщенная формулировка задачи)

1.3. Перейти от терминов к определениям

(формулировка задачи в терминах, раскрывающих функции)

2. Провести инверсионный анализ задачи

(Текст задачи)

1.1. Использовать инверсию хода решения

(инверсные варианты постановки задачи и возможные решения)

1.2. Использовать инверсию поставленной задачи

(инверсные варианты постановки задачи и возможные решения)

3. Применить прямую аналогию для исследования задачи

(Текст задачи)

1.1. Найти аналогию операций

(список аналогий и выявление их общих признаков применительно к задаче)

1.2. Найти аналогию строения (структуры)

(список аналогий и выявление их общих признаков применительно к задаче)

1.3. Найти аналогию внешней формы

(список аналогий и выявление их общих признаков применительно к задаче)

1.4. Найти аналогию отношений (связей)

(список аналогий и выявление их общих признаков применительно к задаче)

Результаты оформить в виде ментальной карты аналогий

4. Построить графическую модель в виде ментальной карты для найденных аналогий

13