А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Следовательно, осталось и системное свойство, что заштрихованная площадь по-прежнему определяется как разность площадей большого и малого кругов. На рис. 3.8, в видно, что гз о'=и —. 4 о ! Рис. 3.8. Использование приема количественного изменения а компонентах: а — исходное гюстроение; б — уменьшим диаметр малого круга; в — диаметр малого круга равен нулю 3. Основы системного анализа 41 Пример 3.9. Вписать квадрат в треугольник. Задача: вписать квадрат в остроугольный треугольник так, чтобы одна сторона квадрата лежала на одной стороне треугольника, а две его вершины на двух других сторонах треугольника (рис. 3.9, а). А вт о А С А С а б в г Рис. Зчк Этапы решения задачи примера 3.9: а — что надо получить; б — модель системы; в — удавили связь (вершинв р не лежит нв сто- роне ВС треугольника); г — решение В этой задаче проблема состоит в том, что неизвестна сторона квадрата.
Рассмотрим конечный результат (см. рис. 3.9, а) как систему, состоящую из двух компонентов: треугольника и квадрата, которые имеют три связи (рис. 3.9, б). Для решения задачи не хватает свойств, которые можно обнаружить у имеющихся компонентов. Нужно постараться найти такое свойство, чтобы можно было выполнить построение. Вполне естественно воспользоваться приемами, которые изменяют системные свойства (см. рис. 3.5) рассматриваемого объекта. В объекте два компонента и три связи. При таком избытке связей естественно попробовать изменить или удалить одну связь.
Ослабим (снимем) одну связь (любую), например, вершина Р не принадлежит стороне ВС треугольника. Какое новое свойство появилось у этой системы? Оказывается, теперь можно выполнить построение. И таких квадратов можно построить бесчисленное множество (рис.
3.9, в). Анализ промежуточного решения: дегко доказать, что вершины Р этих квадратов будут лежать на одной прямой. Пересечение данной прямой со стороной ВС треугольника дает искомую точку Р (рис. 3.9„г). Можно было бы удалить и другую связь, например, что сторона квадрата тпд не лежит на стороне треугольника АС. Как уже отмечалось, в процессе решения задачи, как правило, применяется несколько приемов. Причем последовательность их использования часто определяется спецификой предметной области, к которой относится задача. Пример 3.10.
Определить положение центра тяжести пластинки. В однородной круглой пластинке радиусом В вырезано квадратное отверстие (рис. 3.10). Рассуждения можно построить следующим образом. У заданного объекта необходимо обнаружить некоторое свойство (положение центра тяжести). Попробуем ввести еше один компонент таким образом, чтобы образовалась система, центр тяжести которой будет известен. Естественно, что у вводимого компонента аналогичное свойство, т.
е. центр тяжести, должно быть известно. 42 Раздел 1. Общие приемы поиска решений Рис. 3.10. Условия задачи к примеру 3.11 Расположим пластинку так, чтобы ось симметрии была горизонтальна, и введем гравитационное поле. В отверстие вставим квадрат из того же материала, что и заданный обьект. Таким образом добавили компонент. Получилась новая система, центр тяжести которой расположен в центре окружности. Теперь для созданной системы можно составить уравнение равновесия. Сумма моментов всех сил относительно осн, проходящей через точку О, равна нулю: 1 пня — ?? - пг,дх = О, 4 где т1я — сила тяжести, приложенная в центре квадрата; вгтрк — сила тяжести, действующая на пластинку с отверстием и приложенная в искомом центре тяжести С.
Отсюда следует, что х = лг,Яг'(4ат ). Как и в предыдущих примерах, прием, основанный на системном подходе, не только дает объяснение приведенного решения, но и способствует формированию системного мышления, ориентирует сначала на поиск приема для нахождения плана решения задачи, а уж затем на поиск конкретного воплощения найденного приема. Системное мышление и владение приемами решения задач (см. рис. 3.5 и подразд. 3.2.1), позволяет объяснить частные методы решения задач. Становится понятным предлагаемый перечень основных этапов решения задачи в той илн иной предметной области, и нет необходимости его заучивать, запоминать.
Вопрось<дяя самопроверки 1. Назовите виды проявления системных свойств, приведите примеры. 2. Какое понятие более общее: «системное свойство» или «синергетический эффект»? 3. Перечислите возможные способы изменения системных свойств обьектов. 4. Какое новое свойство появляется, если часть компонентов объединить в подсистему? 4. СИНЕКТИКА Слово «синектика» (хупесг!сз, иногда хупасггс) составлено из двух древнегреческих слов: зуп — вместе и асбсз — действовать, совершать, поступать. Это словосочетание означает совместно действовать, а применительно к методу решения задач имеет смысл «совместно искать», «вместе находить», «сообща придумывать», «вместе изобретать». В некоторых источниках вторую часть слова есгох переводят как «снаружи», что соответствует возможностям синектики переводить подсознательные ощущения в ясные сознательные решения.
Синектика формирует в сознании человека своеобразный подход к решению различных задач, который активизирует продуктивную умственную деятельность (рис. 4.1). Синектика 1Ф Совместное исследование сущности проблемы и ее образного отражения в аналогиях Совместная работа людей: специалисты разного профиля; разные типы психики Совместное рассмотрение конкретного и абстрактного Совместное рассмотрение общего и частного Совместно и непрерывно протекающие процессы анализа н синтеза проблемы Совместная работа сознания и подсознания Рнс.
4.1. Аспекты синектичсского подхода Суть подхода заключается в нахождении частичного сходства между решаемой задачей и самыми различными задачами из других областей знания. После этого открывается возможность использовать известные пути их решения. Для активизации мышления при решении задач примененяются различные виды аналогий (рис. 4.2).
Раздел Ь Общие приемы поиска решений Инструменты Рис. 4.2. Инструменты синсктики длл исслсдованил сходства явлений 4.1. Сущность синектического подхода В середине ХХ в. У. Гордон занимался совершенствованием «мозгового штурма» (дгаш-згозттпЯ (см. приложение 7). В 1961 г. в США вышла его книга «Синектика: развитие творческого воображения» [1271. Гордон внес два существенных новшества в «мозговой штурм». Во-первых, предложил формировать состав группы из специалистов разного профиля и с различными увлечениями.
Это позволяет рассматривать проблему в различных аспектах. Каждый специалист вносит в изучение проблемы (или информационное поле) свою позицию восприятия, свой взгляд на проблему, «смотрит со своей колокольни». Тем самым создается возможность охвата обширной области, определяющей направления решения задачи и использования различных методов поиска решений, свойственных той предметной области, специалистом которой является участник «мозгового штурма». Во-вторых, Гордон предложил ряд способов избавления от стереотипов, которые являются существенным препятствием в творческой работе при генерации идей, и активизации творческого мышления.
Один из таких способов — применение различных видов аналогий. При индивидуальном поиске решения задачи можно использовать оба подхода, предложенные Гордоном. 4. Синентика 45 Пример 4А. Снижение шума системы вентиляции. Представим себе, как будут решать задачу снижения акустического шума системы вентиляции в цехе специалисты разного профиля. Специалист, окончивший вуз, кроме учебных дисциплин своей специальности изучал много смежных дисциплин.
Поэтому он может предположить, как будут рассуждать те или иные специалисты о проблеме гашения шума. Материалоеед: поставить звукопоглошаюший материал. Механик; повысить жесткость коробов и их крепления, чтобы снизить вибрации. Акуетик: поставить звукоизолирую1цие экраны либо форму конструкции слелать такой, чтобы звуковые колебания поглощались за счет резонанса (резонатор Гельмгольца). Радиоле вибрация — это колебания, надо поставить активное шумогашение — источники шума того же спектра,но в противофазе. Аэродинамик: источник акустических колебаний — турбулентность, ее надо устранить и принять меры для создания ламинарного потока.
Для решения указанной задачи можно использовать ряд аналогий — с радиоволнами, с волнами на поверхности водной глади. Заросли камыша гасят волны на воде, металлический экран не пропускает радиоволны, отраженный сигнал„складываясь с прямым, может формировать зоны замирания сигнала и другие аналогии. Такой разносторонний подход к проблеме позволит найти продуктивное комплексное решение. Активизации мышления при индивидуальном поиске решения задачи заключается в формировании как можно большего количества ассоциативных связей путем поиска различных аналогий (см. рис. 4.2). 4.2. Аналогии, активизирующие образное мышление Различают четыре вида аналогий: прямая, личная, фантастическая и символическая.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
