, к. п.н., ТРИЗ-специалист, доцент кафедры образовательной технологии Академии Повышения Квалификации и Профессиональной Переподготовки Работников Образования
Инструменты проблемно-ориентированного обучения на базе ОТСМ-ТРИЗ
Цель данной статьи – представить систему инструментов проблемно-ориентированного обучения на базе ОТСМ-ТРИЗ[1].
Проблемно-ориентированное обучение на базе ОТСМ-ТРИЗ – такое обучение, содержание которого включает метапредметные средства, позволяющие структурировать и преобразовывать информацию с целью выявления, анализа и решения проблем в различных областях знаний.
Вероятно, каждому из вас приходилось в жизни иметь дело c различными наборами инструментов. У каждой женщины есть набор расчесок и насадок для фена, позволяющий сделать прическу на все случаи жизни. У каждого мужчины – наборы отверток, сверл и прочих необходимых в быту вещей. У каждого школьника есть набор учебников, печатных тетрадей, задачников – это инструменты для обучения.
У каждого инструмента – своя роль. Иногда их удобно объединять вместе. Развивая инструменты, человек стремится свернуть их в одну многофункциональную систему (вспомним кухонный комбайн, универсальный фен и многое другое). Наши инструменты – не исключение. Обсудим, как они должны быть устроены.
Во-первых, инструменты, о которых идет речь, – это модели. Но не те модели, что копируют в миниатюре корабли и самолеты. Это информационные модели. Они отражают в объектах и ситуациях те стороны, свойства, которые важны человеку для решения его проблемы. Эти «отражения» строятся и хранятся в сознании человека (идеально), но могут быть представлены в материальном мире разными способами: словами, схемой, рисунком... Пример модели для текстовой информации – ключевые слова, которые используются для поиска нужных текстов в библиотечном каталоге или в сети Интернет.
Теперь посмотрим, из чего строятся информационные модели. Маленький мальчик в задумчивости стоит возле письменного стола, под который только что закатилась его любимая игрушка. Игрушку надо достать. Для этого есть разные способы. Во-первых, можно громко зарыдать в расчете на то, что игрушку достанут заботливые родственники. Этот способ мы сейчас обсуждать не будем. Представим себе, что мальчик у нас, хоть и маленький, но самостоятельный. Тогда он, вероятно, попробует достать игрушку рукой. Допустим, рука под стол не пролезает или по длине не достает. Мальчик начинает оглядываться в поисках чего? Подходящего предмета. Он ищет что-то длинное и тонкое. Как только он понял, какими признаками должен обладать необходимый ему предмет – считайте, что он решил свою нехитрую проблему. Неважно, что он использует – линейку, листок картона, проволочку или ножку от сломанной игрушки. Важно, что он нашел решение, и это решение сложилось в его голове из признаков.
Маленькие дети не случайно любят экспериментировать с различными предметами. Сломать и посмотреть, что внутри, а заодно выяснить: хрупкое оно или не очень; намочить и обнаружить, что оно стало тяжелее и изменило цвет; постучать и послушать, как звучит. Они накапливают информацию о признаках объектов окружающего мира. Кстати, с самими собой они тоже любят экспериментировать – накапливают информацию о собственных признаках. Если ребенок в дошкольном возрасте не наигрался с признаками, не стоит рассчитывать, что в школе он сумеет анализировать и обобщать предложенный ему материал. Лучше дать ему возможность компенсировать то, что не удалось получить в дошкольном детстве.
ПЕРВАЯ НАША ЗАДАЧА – НАУЧИТЬ РЕБЕНКА СТРОИТЬ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ. СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛОМ ДЛЯ ЭТИХ МОДЕЛЕЙ ЯВЛЯЮТСЯ ПРИЗНАКИ ОБЪЕКТОВ
На рисунке 1. представлен общий вид модели "Элемент – Имена признаков – Значения признаков", основного инструмента для обучения построению информационных моделей.
Рис. 1. Модель «Элемент – Имена признаков – Значения признаков» (элементарный уровень).
А теперь покажем пример описания в этой модели ученика 3-го класса – рис.2.
Рис.2. Описание ученика в модели ЭИЗ.
Важная особенность нашего подхода, основанного на ОТСМ-ТРИЗ, в том, что мы учим детей разделять в признаке ИМЯ ПРИЗНАКА и ЗНАЧЕНИЯ ПРИЗНАКА (имя признака – цвет, значения – красный, синий, голубой, зеленый и т. п.).
От экспериментов с объектами окружающего мира и накопления информации об их признаках ребенок переходит к осознанному, целенаправленному использованию этих объектов. Осваивая рукотворный мир, он понимает, что все в нем создано для чего-то, для выполнения какой-то цели человека. Это позволяет ему начать рассматривать объекты как системы, нацеленные на выполнение определенной функции. В дальнейшем выясняется, что системный подход применим и к рассмотрению природного мира. Теперь ребенку уже небезразлично, какие признаки исследовать: интересны прежде всего те признаки, которые обеспечивают выполнение функции. Возникает необходимость рассматривать объект в системной иерархии и отслеживать его изменения во времени. Этому тоже можно и нужно учить.
ВТОРАЯ ЗАДАЧА – НАУЧИТЬ РЕБЕНКА РАССМАТРИВАТЬ ОБЪЕКТ КАК СИСТЕМУ, УЧИТЫВАЯ ЕГО МЕСТО В СИСТЕМНОЙ ИЕРАРХИИ, ИЗМЕНЕНИЯ ВО ВРЕМЕНИ И НЕКОТОРЫЕ ДРУГИЕ ВАЖНЫЕ ПРИЗНАКИ.
Чтобы этого добиться, мы добавляем к модели «Элемент – Имена признаков – Значения признаков» Системный оператор или Многоэкранную схему, предложенную для формирования системного взгляда на мир – рис. 3.
Но понимать, как устроен окружающий мир и как можно применять различные его элементы, недостаточно. Важно научиться самостоятельно изменять этот мир под собственные цели. Человек предъявляет к элементам мира свои требования. Их тоже удобнее всего предъявлять на языке признаков. Часто эти требования противоречат наличной ситуации: чтобы достать игрушку из-под, шкафа рука должна быть длинной, а она короткая; чтобы не скользить по льдинкам зимой ботинки должны быть шершавыми, а они гладкие.
Рис. 3. Пример использования многоэкранной схемы талантливого мышления (вопросы для изучения архитектурного сооружения (курс «Окружающий мир, 2 класс).
Но и этого мало: нередко человеку требуется, чтобы один и тот же объект в разное время или в разных ситуациях обладал разными признаками: окно должно быть прозрачным в пасмурную погоду и матовым или затемненным в жаркий солнечный день; ботинки должны быть абсолютно гладкими, когда хочется кататься на льдинках – и очень шершавыми, когда надо перейти скользкую дорогу. Проблемы предстают перед нами в виде противоречий – противоположных требований к одним и тем же объектам и ситуациям. Для работы с противоречиями нужны специальные инструменты, и они тоже строятся из признаков.
ТРЕТЬЯ ЗАДАЧА – НАУЧИТЬ РЕБЕНКА ОПЕРИРОВАТЬ ПРИЗНАКАМИ ОБЪЕКТОВ В КОНТЕКСТЕ ПРОБЛЕМНОЙ СИТУАЦИИ, ИСПОЛЬЗУЯ СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ОПИСАНИЯ И РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ.
В ТРИЗ разработан мощный инструмент для анализа и решения проблем – Алгоритм решения изобретательских задач – АРИЗ. Решая задачу по АРИЗ, мы оперируем целым комплексом моделей, позволяющих шаг за шагом строить решение, сужая поле поиска, формулируя и разрешая противоречия. Модели из АРИЗ составляют третью группу наших инструментов. В предыдущих главах мы уже пользовались моделями противоречий. Одна из них в общем виде выглядит так – рис. 4.
Формулируя противоречие в виде: «если <типовое решение>, то <положительный результат>, но <отрицательный результат>», мы ориентируемся на идеальное решение, Идеальный Конечный Результат (устранение «минуса» при сохранении «плюса»), и при этом требуем, чтобы решение было незатратным, т. е. использовало бы ресурсы системы.
Рис. 4. Модель противоречия.
Триада связанных между собой моделей «Противоречие – Идеальный конечный результат (ИКР) – Ресурсы» – составляют основные модели из АРИЗ, которые используется сегодня в проблемно-ориентированном обучении.
Итак, на основе модели «Элемент – имена признаков – значения признаков» строятся инструменты
· для описания и изучения объектов;
· для описания и изучения объектов как систем;
· для описания и изучения проблем, возникающих в системах.
Перечисленные модели представляют информационный блок нашего набора инструментов. В комплексе они позволяют учить изменять мир, опираясь на объективные законы, которые этим миром управляют. Но и этих моделей недостаточно, чтобы научить ребенка обращаться с проблемами. Надо еще научить его эффективно и корректно использовать при решении проблем свои собственные признаки и признаки других людей.
Следующее важное открытие, которое предстоит ему сделать, заключается в том, что у разных людей к одним и тем же элементам мира возникают разные требования и, соответственно, разные проблемы.
Рис. 5. «Точка зрения» как одна из моделей проблемно-ориентированного обучения.
Живя в обществе, человек должен учитывать интересы других его членов, а значит, понимать, какие проблемы возникают у них, какие решения будут для них приемлемыми. Для этих целей используется еще один инструмент – «Точка зрения» – рис. 5.
МОДЕЛЬ «ТОЧКА ЗРЕНИЯ» ПОЗВОЛЯЕТ НАУЧИТЬ РЕБЕНКА СМОТРЕТЬ НА МИР ГЛАЗАМИ ДРУГИХ ЛЮДЕЙ, ВЫДЕЛЯЯ В ЭЛЕМЕНТАХ МИРА ТЕ ПРИЗНАКИ, КОТОРЫЕ ИНТЕРЕСНЫ ЭТИМ КОНКРЕТНЫМ ЛЮДЯМ.
Решение проблем требует включения воображения, выхода за рамки привычных представлений, создания ярких, целостных образов. Этому тоже надо учить. Инструментом для этого служит модель «ТРИ МИРА», позволяющая применять все описанные выше инструменты в трех разных контекстах. В Реальном мире все объекты имеют реальные признаки. Например, окно – прозрачное, стеклянное (или пластиковое), твердое и т. п.. Звуки музыки имеют определенную высоту (в диапазоне слышимости), определенную протяженность во времени. В Фантастическом мире возможен выход за рамки реального. Так, окно становится жидким или воздушным, музыка звучит в ультразвуковом диапазоне. Подобные преобразования необходимо уметь делать. Ведь при решении часто требуется использовать фантастические аналогии. Например, требуют, чтобы окно было «воздушным», а затем решают, как сделать, чтобы такое окно пропускало свет и не выпускало тепло. В Зазеркалье (мире Образов) вместо объектов «живут» метафоры. «Мир Образов», по сути является разновидностью «Фантастического мира», но строится с другими целями и по иному принципу. Построение данной модели начинается с вопроса «На что похож объект»? Такой подход позволяет «включать» правое полушарие. Вместе с тем, работая в мире Образов, ученики так же, как и в двух предыдущих «мирах», используют инструменты информационного блока. Выяснив, что лес похож на море, ребенок строит системное сравнение: снег – волны, деревья – паромы, ветер – течение. Сравнивая дерево с очень стойким человеком, описывает проблемы, которые возникают на его пути и способы их преодоления.
МОДЕЛЬ «ТРИ МИРА» ПОЗВОЛЯЕТ НАУЧИТЬ РЕБЕНКА ИСПОЛЬЗОВАТЬ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ РАБОТЫ С ПРОБЛЕМОЙ В РАЗНЫХ КОНТЕКСТАХ, ОПИРАЯСЬ НА СОБСТВЕННЫЕ ЛИЧНОСТНЫЕ РЕСУРСЫ.
Взглянуть на систему моделей сверху можно, используя рис. 6.
Присвоение моделей в учебном процессе обеспечивается за счет специально сконструированных заданий и игр-тренингов.
На базе данной системы моделей разработаны процедуры обучения исследовательской деятельности:
· исследование «от копилки» с целью выявления закономерностей,
· исследования «от копилки» с целью создания алгоритмов синтеза объектов заданного вида,
· исследование с опорой на системный оператор,
· исследование как решение проблемы (фрагментарно или полно, в зависимости от ситуации, использующее АРИЗ).
Рис. 6. Система моделей проблемно-ориентированного обучения – вид сверху.
Кроме того, модели лежат в основе технологий создания творческих продуктов (загадок, примет, пословиц, мини-описаний и т. п.).
Актуальной остается проблема разработки диагностических инструментов.
Литература:
1. Альтшуллер как точное наука. - М:, "Советское радио", 1978.
2. Альтшуллер идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. - Петрозаводск: Скандинавия, 2003.
3. , , Хоменко творческого мышления, воображения и речи дошкольников. –Ульяновск: ИПКПРО, 2003.
4. Нестеренко моделей управления мыслительной деятельностью из ОТСМ-ТРИЗ // Педагогические технологии№ 2. - С. 54-77.
5. Нестеренко овладения инструментами анализа и решения проблем через синтез творческих текстов (по материалам ТРИЗ-эксперимента). / Педагогические технологии / №2 – 2005, с.7-32.
6. Нестеренко -ориентированный учебный процесс на базе ОТСМ-ТРИЗ / Международная науч.-практическая конференция «Развитие творческих способностей в процессе обучения и воспитания на основе ТРИЗ», 26-28 июня 2006 г. [Текст] / сост. , . – Челябинск, 2006. – с.163-175.
7. Общая теория сильного мышления (ОТСМ) – краткая справка (Справка составлена на основе материалов ) / , «Воображаем, размышляем, творим...», Мозырь, ИД «Белый Ветер», 2006.
[1] ОТСМ-ТРИЗ – общая теория сильного мышления на базе теории решения изобретательских задач – направление в ТРИЗ, в рамках которого осуществляется разработка инструментов для работы со сложными комплексами междисциплинарных проблем. Разработка ОТСМ была начата автором ТРИЗ и продолжена мастером ТРИЗ .
