Использование элементов ТРИЗ-педагогики при обучении биологии в среднем общеобразовательном учреждении

Борисова А.И.

Учитель биологии ГБОУ №310

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) стала развиваться советским ученым Генрихом Альтшуллером и его коллегами в 1946 году. Разработанная ими технология опирается на то, что изобретательское творчество связано с изменением техники, которая развивается по определенным законам, при этом создание новых средств труда должно подчиняться объективным закономерностям [2]. Отсюда следует, что появление ТРИЗ было вызвано потребностью ускорить изобретательский процесс, исключив из него элементы случайных, внезапных и незапланированных инсайдов, зависящих напрямую от настроения и иных психических состояний человека.

Существуют несколько подходов, помогающих изобретателю раскрыть свой творческий потенциал. Большая часть этих методов являются эврестическими. Рассмотрим те методы, которые применимы в педагогической практике.

Метод проб и ошибок – метод перебора вариантов решения задачи, с целью нахождения единственно верного.

Мозговой штурм – оперативный метод решения проблемы на основе стимулирования творческой активности, при котором участникам обсуждения предлагают высказывать как можно большее количество вариантов решения, в том числе самых фантастичных [6]. Затем из общего числа высказанных идей отбирают наиболее удачные, которые могут быть использованы на практике.

Метод синектики – методика, основанная на социально-психологической мотивации коллективной интеллектуальной деятельности, предложенная Дж. Гордоном. Это метод заключается в усовершенствовании мозгового штурма. Разница в том, что в синектическом штурме допустима критика, которая позволяет развивать и видоизменять высказанные идеи. Этот штурм ведет постоянная группа. Её члены постепенно привыкают к совместной работе, перестают бояться критики, не обижаются, когда кто-то отвергает их предложения [3].

Морфологический анализ – основан на подборе возможных решений для отдельных частей задачи (так называемых морфологических признаков, характеризующих устройство) и последующем систематизированном получении их сочетаний (комбинировании). Благодаря этому методу, за короткое время можно получить значительное количество оригинальных решений [1]. Для получения большого количества вариантов используется морфологический ящик. Где в результате комбинации характеристики свойств создаются новые решения.

Морфологический ящик

Метод фокальных объектов – способ поиска новых идей путем присоединения к исходному объекту свойств или признаков случайных объектов. Применяется при поиске новых модификаций известных устройств и способов, создании рекламы товаров, а также для тренировки воображения [4].

Метод контрольных вопросов – один из способов психологической активизации творческого процесса. Его цель – с помощью наводящих вопросов подвести к решению задачи. Изобретатель отвечает на вопросы, содержащиеся в списке, рассматривая свою задачу в связи с этими вопросами.

Игровые технологии. Игра — удобная основа для построения имитационной деятельности по разрешению различных (в т. ч. и практических) проблем. В ходе игры происходит ускоренное освоение предметной деятельности за счет передачи активной позиции: от роли игрока — до соавтора игры.

Данная теория, изначально не имеет никакого отношения к школьному образованию, но со временем, развиваясь, она стала внедряться почти во все сферы жизни человека, в том числе, и в педагогику.

Таким образом, появилось новое направление ТРИЗ-педагогика, в ходе которого некоторые методики перешли в процесс обучения школьников. ТРИЗ-педагогика отличается от классической педагогики тем, что перед ребенком ставится определенная проблема, которую учащийся сам должен увидеть и решить, а педагог лишь направляет работу учащихся, владея инструментом решения данной задачи.

В школьной практике ТРИЗ проявляется в виде коллективных игр, занятий и упражнений, которые не изменяют учебный материал, а максимально увеличивают его усвоение и применение в новой ситуации.

Учитель для подготовки заданий должен знать алгоритм решения изобретательских задач, который состоит из следующих этапов:

Формулировка задачи

Построение модели задачи

Определение ресурсов

Построение желаемого конечного результата

Выявление и анализ противоречий.

Этот же алгоритм можно представить тремя базовыми этапами

Ситуация – задача, которую нужно решить

Противоречие – надо, так как…; обязан, потому что… и тд

Желаемый конечный результат – идеальный результат, полученный с минимальными затратами [6].

Прежде чем начинать внедрять данную методику в педагогический процесс учитель должен обладать рядом качеств:

- педагог сам должен обладать теми качествами и установками, которые он стремится сформировать у учащихся;

- педагог должен знать все возможные пути решения, поставленной перед детьми задачей, четко и правильно формулировать свои мысли;

- учитель должен, основываться на своем жизненном опыте, четко понимать, что все учащиеся легко осваивают данную методику, исключением может служить психологический блок, поставленный критикой родителей, одноклассников и т.д.

Запрещается какая-либо критика, если же ученик находит неверное решение, рекомендуется использовать Сократический метод1.

Развитие способностей детей решать данные задачи, происходит в два этапа. На первом – учащиеся знакомятся с различными компонентами задачи в игровой форме, благодаря этому, они учатся видеть противоречия, в окружающей действительности и их формулировать. На втором этапе предлагаются игры с теми же противоречиями, которые необходимо решить при помощи алгоритма. Рассмотрим примеры задач, которые успешно применяются многими учителями в школьной практике.

Игра «да-нет» – игра, где учащиеся должны угадать, загаданное слову, путем вопросов, ответы на которые будут только – да или нет. Например, в теме «Отряд хищные» («Животные», 7 класс) загадываем слово «медведь». Далее следуют вопросы от учащихся. Это животное (да). Мы его изучали (нет). Оно одомашнено (нет). Это дикое животное (да). И т.д.

Игра «перевертыш» (используется мяч). Учитель дает значение слова или само слово, ученики, ловя мяч, называют значение слова, ассоциацию, синоним и т.д. Например, при изучении темы «Жизнь на разных материках» («Природоведение», 5 класс) учитель указывает название материка, а учащиеся называют эндемичных животных и растения.

Игра «черно-белое». Для этой игры необходима карточка (с одной стороны белого цвета, с другой – черного). Загадывается объект или слово, где учащиеся должны назвать положительные качества, при виде белой стороны карточки и отрицательные, при предъявлении черной стороны. Например, при изучении темы «Бактерии» («Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники», 6 класс) загадывается значение бактерий, учащиеся называют все их отрицательные и положительные значения.

Игра «помоги животному» необходимо придумать новые пути решения. К примеру, при изучении темы «Отряд рукокрылые» («Животные», 7 класс) рассматриваются летучие мыши, сумеречные животные, которые питаются насекомыми и ориентируются в пространстве при помощи эхолокации. Какие им необходимы преобразования в организме, чтобы стать дневным и травоядными животными?

Упражнение – «Морфологический анализ». Прием морфологического анализа основан на подборе возможных решений для отдельных частей задачи (так называемых морфологических признаков, характеризующих систему) и последующем систематизированном получении их сочетаний (комбинировании).

Для проведения морфологического анализа необходима точная формулировка проблемы для рассматриваемой системы. В итоге даётся ответ на более общий вопрос посредством поиска всевозможных вариантов частных решений, независимо оттого, что в исходной задаче речь шла только об одной конкретной системе.

Основные этапы приема:

1. Выясняется цель задачи — поиск вариантов функциональных схем, либо принципов действия, либо структурных схем.

2. Выделяют отдельные части системы, которые характеризуют рассматриваемую систему. Это могут быть частные функции подсистем, принципы их работы, их форма, расположение, характеристики и свойства. Все это записывается в «морфологический ящик».

3. Комбинируя данные, происходит решение проблемы для рассматриваемой системы.

Рассмотрим данный метод на примере. Проблема: На планете Земля, произошла катастрофа, все животные населяющие ее погибли из-за того, что появились новые условия существования – новый газовый состав атмосферы и новые среды жизни. Появились новые животные, которые имели признаки всех ранее живущих существ.

Задание. Заполните «морфологический ящик». Затем при помощи комбинации, создайте новое животное, назовите его и предположите в каких условиях оно существует.

Таблица «морфологический ящик»

Таблица заполняется учениками самостоятельно, после чего учитель называет определенную комбинацию букв и цифр (А2, Б1, В3, Г2, Д1). На остове чего учащиеся должны придумать, нарисовать и назвать получившееся животное, имеющее все эти признаки. Предположить, где оно обитает, какой образ жизни ведет, и чем питается.

Данную методику можно применить при обобщении тем по многообразию животных

Игра «расскажи о себе». Прием ассоциации. По алгоритму, пишется рассказ об объекте, заданным преподавателем.

Алгоритм рассказа: каждые элементы можно менять, записывать новые, и моделировать, на свое смотрение. Пример:

Меня зовут:

Я важен тем, что:

Я люблю:

Мои друзья:

Я не люблю:

И вообще я:

Рассмотрим некоторые задания из конкурса МА ТРИЗ по решению творческих задач для школьников 5-8 классов.

Как прожить без табуретки?

Дятлы для устойчивости опираются хвостом о шероховатый ствол дерева. Хвост дятла состоит из жестких перьев, уложенных как черепица. Опираясь на хвост, дятел сидит на нем как на табуретке. Без этого приспособления ему бы пришлось туго. Но вот подходит время линьки, и дятлы озабоченно чешут крылом затылки. Линять нужно, ведь старые перья пообносились, и линять нельзя, так как без хвоста на стволе не усядешься, а как тогда долбить дерево? Как же дятлу пережить время линьки?

Задача подготовлена И. Андржеевской

«Умные» животные»

Стайки маленьких сомов спасаются от хищников, собираясь в клубок. Увидев шар с торчащими острыми мордочками, хищник принимает его за морского ежа и не нападает. Но не одни сомы такие «умные». Так же ведут себя и воробьи при виде ястреба, если их застали в месте, где некуда спрятаться - например, в степи. Но ПОЧЕМУ они это делают? И ПОЧЕМУ ястреб не нападает на образовавшийся шар, в котором добычи гораздо больше, чем в отдельном воробье? Попробуйте решить эти две задачи.

Подсказка. Многое в природе гораздо проще, чем нам кажется. Потому что происходит не по чьей-то воле, а само.

Задание подготовлено А. Кисловым
(по материалам журнала «Наука и жизнь»)

Муравьиная «скорая помощь»

Задача 1. Если положить недавно утонувшего муравья в муравьиную кучу, вскоре он оживет, а если оставить одного - погибнет. Почему?

Задача 2. Можно, конечно, попробовать самому оживить «утопленника». Но как?

Задание подготовлено А. Кисловым
(по материалам журнала «Наука и жизнь»)

«Умный» подсолнух

Цветок подсолнуха так любит солнце, что все время старается на него смотреть, поворачиваясь за ним вслед, особенно в безоблачный день.
А ПОЧЕМУ это происходит? Вы скажете - понятное дело, потому, что солнце его греет. Но такой ответ не объясняет, какие силы заставляют цветок следовать за солнцем? Попробуем целый день наблюдать за подсолнухом. И увидим, что он вовсе и не поворачивается! То есть не вращается вокруг стебля. Как же тогда ему удается все время смотреть на солнце?

Задание подготовлено А. Кисловым
(по материалам журнала «Наука и жизнь»)

Литература:

Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач.— 3-е изд., дополненное.— Петрозаводск: Скандинавия, 2003.— с.240.

Альшуллер Г.С., Шапиро Р. Б.О психологии изобретательского творчества//Вопросы психологии. — 1956, № 6. — с. 37-49.

Кудрявцев А.В. Методы интуитивного поиска технических решений (методы анализа проблем и поиска решений в технике). — М.: Речной транспорт, 1991.— 112с.

Кузьмин А.М. Канд. техн. наук Опубликовано: "Методы менеджмента качества", №7, 2003.

Обломова Н.В. Использование ТРИЗ в развитии креативных способностей дошкольников. Интернет ресурс http://festival.1september.ru/articles/314082/

Стариков П.А. Пиковые переживания и технологии творчества: учебное пособие. — Красноярск: филиал НОУ ВПО «Санкт-Петербургский институт внешнеэкономических связей, экономики и права» в г. Красноярске, 2011. — 74 с.