Размещено на http://allbest.ru

Муниципальное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №15»

Развитие креативного и экологического мышления школьников

Автор: Бояркина Валентина Ивановна,

учитель ТРИЗ МОУ «СОШ №15»,

руководитель городской проблемной группы «ТРИЗ»,

преподаватель ТРИЗ III уровня -

аттестат Международной ассоциации ТРИЗ,

Г. Усть-Илимск.

2009

Содержание

Введение

1. Обобщение наработанного опыта развития творческого мышления школьников путём применения инструментов ТРИЗ в школьном образовании

2. Разработка алгоритма творческого изучения явления (объекта, процесса, вещества)

3. Примеры применения алгоритма творческого изучения явления (объекта процесса, вещества)

4. Сравнение алгоритма с аналогичными подходами в педагогике, выявление отличий

Анализ и выводы

Литература

Приложения

Введение

Постановка проблемы: Традиционно считается, что система образования должна ДАВАТЬ ЗНАНИЯ. Т.е. то, что человечество уже ЗНАЕТ - готовые определения, формулы, законы, примеры применения всего этого в науке, технике, искусстве. Все учебники и львиная доля методической литературы посвящены тому, как УСВОИТЬ эти знания, как наиболее эффективно уложить их в голове ученика, как научить ребёнка учиться, как ПОЛУЧАТЬ ЗНАНИЯ. У нормального добросовестного ученика просто ДОЛЖНО сложиться впечатление, что человечество уже всё ЗНАЕТ, всё уже открыто, всё нашло своё объяснение, всё придумано… Надо только про всё это УЗНАТЬ. УЗНАТЬ то, что интересно конкретному человеку (или неинтересно, но заставляют!,,,) из того, что УЖЕ ИЗВЕСТНО человечеству. Даже странно, что при таком образовании у нас всё равно идёт развитие и науки и техники, появляются новые технологии, новая продукция…

Конечно, знания необходимы. Но если пользоваться всё время одними и теми же знаниями, откуда же возьмётся развитие? Для развития нужны НОВЫЕ ИДЕИ, развивать и осуществлять которые можно на базе известных знаний. Новые идеи - продукт креативного мышления.

Креативное мышление - это мышление творческое, новаторское, созидательное. Человек с таким мышлением может генерировать принципиально новые идеи в науке, искусстве, технике и т.д., умеет видеть (и предвидеть!) проблемы, умеет находить эффективное решение проблем.

С другой стороны, человек уже столько всего придумал и создал, что возникла угроза самому существованию жизни на нашей планете… Поэтому очень важно развитие экологического мышления. Т.е. мышления системного, диалектичного, умеющего видеть связи и взаимодействия «всего со всем», предвидеть последствия этих связей и взаимодействий, видеть возникающие противоречия и уметь их разрешать.

Как формировать такие стороны мышления у наших учеников? Традиционной передачей предметных знаний, решением учебных задач с уже известным единственным ответом такое мышление не создать. Учитель должен стать носителем способов творческого системного (креативного и экологического) мышления. Должен дать детям «пищу» и инструмент для такого мышления.

«Пищу» дают современные педтехнологии (РО Эльконина - Давыдова, технология развития критического мышления, эвристическое образование, проблемное обучение, метод проектов и др). Эти технологии дают детям возможность самим «добывать» и осмысливать знания, используя собственные ресурсы (ранее полученные знания, кругозор, интуицию), а также учебники, справочники, энциклопедии, Интернет и т.д. Для детей это хороший тренинг на работу мышления по пониманию, осмысливанию, запоминанию новых для них знаний, на ориентирование в море информации.

В процессе работы по этим технологиям у детей возникают собственные идеи, интересные мысли, вдохновение! (Почитайте восторженные отзывы детей - участников дистанционных эвристических олимпиад Центра «Эйдос»!) Но без ИНСТРУМЕНТА (современного, уже существующего ИНСТРУМЕНТА) работа по получению собственных идей, на наш взгляд, недостаточно эффективна. А часто бывает и не доступна…

Итак, всё более острым становится противоречие между потребностью общества в развитии креативного и экологического мышления человека и малой эффективностью системы образования в обеспечении этой потребности.

Данная потребность общества зафиксирована в концепции стандартов второго поколения: «В основе построения содержания федерального государственного образовательного стандарта общего образования лежит системно - деятельностный (компетентностный) подход, который предполагает:

… обучение учащихся самостоятельному конструированию своего знания, необходимого для решения возникающих перед ними задач, способности объединять различные элементы знаний в нужные знаниевые комбинации, а затем и в новое знание.» Федеральный государственный образовательный стандарт общего образования: проект. М. Просвещение. - 2008.

Инструмент (вернее целый набор инструментов) для креативного, системного мышления есть: это разнообразные методы активизации творческого мышления, в том числе наиболее развитая Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ).

С помощью этого инструмента можно выводить детей на передний край науки, техники, искусства, знакомить с нерешёнными проблемами, давать детям возможность попробовать самим СОЗДАВАТЬ принципиально новые знания, решать реальные исследовательские и изобретательские задачи , а именно:

· Выявить вопрос, проблему, на которую нет ответа ни в учебнике, ни в энциклопедии, ни в Интернете,

· Выдвинуть варианты собственных гипотез решения проблемы (инструменты ТРИЗ могут в этом помочь!)

· Разработать способы доказательства, опытной проверки гипотезы.

· Генерировать новые идеи по применению получаемых в школе знаний.

· Проверять работоспособность идей на моделях, игрушках.

· Знакомить детей с разными видами человеческой деятельности (производство, наука, искусство и т.д.), с реальными проблемами в этих областях. С помощью ТРИЗ генерировать варианты решения этих задач.

Не все идеи можно проверить в «домашних условиях», не все дети захотят работать в творческом направлении, но показать ВОЗМОЖНОСТЬ такой деятельности, возможность игры мысли, вдохновения от этого процесса - это мы можем сделать!

Естественно, для этого учитель должен сам владеть этими методами. Освоить ТРИЗ не просто, но возможно в любом возрасте. Самый эффективный способ усвоения - обучение других, применение инструментов ТРИЗ в своей работе. А первоначальные знания можно получить на базе городской проблемной группы ТРИЗ в очной и дистанционной форме.

За 15 лет преподавания ТРИЗ, интеграции ТРИЗ с содержанием школьного образования мы с коллегами нашли немало возможностей дополнения содержания образования изобретательскими и исследовательскими задачами. (Изобретательские задачи отвечают на вопрос: что и как сделать? Исследовательские задачи отвечают на вопрос: почему..? Зачем..? Какая связь..? ) Сначала это были эпизодические включения задач в отдельные уроки, потом для ТРИЗ-класса я начала делать сборники творческих задач по предметам, потом выявила некоторые способы конструирования целых блоков задач исследовательского и изобретательского характера. И, наконец, родилась идея объединить всё это в единый алгоритм творческого изучения явления (объекта, процесса, вещества).

Объектом исследования является процесс преподавания предметного содержания школьного образования.

Предметом исследования является развитие креативного и экологического мышления учащихся путём разработки и экспериментального применения алгоритма творческого изучения явления (объекта, процесса, вещества).

Цель опытно-экспериментальной работы: разработка и апробация алгоритма творческого изучения явления (объекта, процесса, вещества), направленного на развитие креативного и экологического ( системного, диалектичного) мышления учащихся.

Гипотеза: если изучать явления окружающего мира по определённому плану, включающему такие пункты, как определение места явления в окружающем мире, выявление и объяснение тайн и проблем, связанных с данным явлением, генерация идей по управлению и применению явления, причём всё это делать с использованием инструментов ТРИЗ, то будет происходить развитие креативного и экологического мышления учащихся.

Задачи:

· Обобщить собственный опыт развития творческого мышления школьников путём применения инструментов ТРИЗ в школьном образовании.

· Разработать алгоритм творческого изучения явления (объекта, процесса, вещества) направленного не только на знакомство с уже известными особенностями и возможностями изучаемого явления, но и на выявление нерешённых вопросов и проблем, на выявление новых возможностей применения данного явления (объекта, процесса, вещества)

· Провести апробацию алгоритма на уроках по разным предметам и для разных возрастов, а также в научно-исследовательской деятельности учащихся.

· Сравнить алгоритм с аналогичными подходами в педагогике, выявить отличия.

Результаты систематического применения алгоритма:

· повышение компетентности учащихся,

· развитие интереса к исследовательской и изобретательской деятельности,

· формирование навыков применения различных способов и методов творческого мышления,

· развитие творческого, системного, прогностического, гибкого, критического мышления,

· формирование активной жизненной позиции.

Критерии оценки результатов:

· Развитие креативного мышления школьников должно проявиться в повышении результативности при выявлении и решении проблем, при генерации идей по применению получаемых в школе знаний.

· Развитие экологического мышления должно проявиться в умении устанавливать связи и взаимодействия между объектами и явлениями окружающего мира, предвидеть последствия этих связей и взаимодействий, видеть возникающие противоречия и уметь их разрешать .

Диагностический инструментарий:

· рефлексия учащихся после проведения уроков с применением алгоритма,

· педагогическое наблюдение за мыслительной активностью учащихся во время урока,

· фиксирование активности и результативности школьников в выявлении и решении проблем научного, технического, социального характера, в установлении связей и возможностей управления явлением, в проведении экологической экспертизы идей и т.д.

Сроки эксперимента: 3 года.

Уровень эксперимента: экспериментально-поисковая деятельность

Нововведение прошло стадии: формирования идеи, целеполагания, разработки - 2007-2008 учебный год, освоения на стадии опытного внедрения - 2008-2009 учебный год.

Планируем систематическое применение (многократное повторение) - в 2009-2010 учебном году.

1. Обобщение наработанного опыта развития творческого мышления школьников путём применения инструментов ТРИЗ в школьном образовании

В ТРИЗ наиболее разработаны следующие направления:

1. курс РТВ (развитие творческого воображения) - набор приемов и методов для генерирования фантастических, сказочных идей;

2. «железная» ТРИЗ - набор законов, правил, приемов для решения технических изобретательских и исследовательских задач;

3. ТРТЛ - теория развития творческой личности - набор «подсказок» для «конструирования» творческой жизни от детства до старости.

В соответствии с этими направлениями мы и составляли первоначально творческие задания по разным предметам. Например, для развития творческого воображения:

· Сочините сказку из жизни обыкновенных дробей (или химических элементов, или литературных терминов, или географических понятий и т.п.) Главное, чтоб в этой сказке отражались свойства этих объектов. Для этого надо сначала все свойства, качества, особенности объекта (т.е. его ресурсы) выявить и записать. Потом применить к объекту приём «оживление», провести аналогии между качествами объекта и качествами личности, а потом уже и сказку сочинять.

· Нарисуйте чувства «Восхищение», «Грусть», «Радость», «Удивление» с помощью простых геометрических тел (шар, пирамида, цилиндр, призма) - интеграция черчения и ИЗО.

· Придумайте волшебный ветер (интеграция с природоведением) и т.д.

Изобретательские задачи выявляли в текстах литературных произведений, в текстах учебников по природоведению и другим естественно-научным предметам:

Пример: Как при извержения вулкана, «обратить вред в пользу»? (Есть в ТРИЗ такой, можно сказать, мировоззренческий приём.) Т. е. можно ли получить пользу от этого страшного и грозного явления природы? (Природоведение , 5 класс)

В ходе рассуждений установили, что от вулканов уже есть следующая польза: образование полезных ископаемых (гранит, руды, драгоценные камни). При извержении Везувия Помпеи засыпало толстым слоем пепла очень быстро, поэтому как бы законсервировало быт того времени. Это была страшная трагедия для жителей Помпеи, но для современных историков и археологов это бесценный дар. Далее дети придумали, как использовать тепловую энергию вытекающей лавы. Надо направить поток лавы в природное или специально сделанное углубление, проложив заранее по нему змеевик из труб. Полученное озеро лавы засыпать сверху огнеупорным утеплителем. Подавать в змеевик воду и полученным паром отапливать посёлок.

Задания по Теории развития творческой личности давали на уроках литературы, на классных часах. Примеры заданий:

· Предложить варианты Достойной цели (цель должна быть новой или не достигнутой. Либо новыми должны быть средства достижения цели. Можно (и даже нужно!) выбирать цель так, чтобы она заведомо превышала возможности и способности человека, берущегося за нее. Силы и возможности придут, а способности разовьются по ходу работы.

· составить план действий по достижению цели

· как достичь высокой работоспособности? (Для достижения серьёзной цели придётся потрудиться!)

· Как научиться «держать удар»? (Для творческого человека закономерно сопротивление его идеям со стороны окружающих. Надо быть готовым к этому).

Изобретательские творческие задания для уроков по физике, химии, географии можно выявлять из истории развития науки, можно и нужно искать нерешённые проблемы в современном её состоянии. Это всё очень интересно, но для учителя очень трудоёмко, нужно проработать много дополнительной литературы. Нам хотелось придумать какой-то ход, чтобы изобретательские или исследовательские задания получались даже на основе сухого информационного материала учебника. Первоначально получили следующие два направления конструирования творческих заданий:

1. Задания на генерацию идей по применению физического явления, химической реакции, свойств биологического объекта, географических ресурсов и т. п. Чтобы получить оригинальные и полезные предложения работаем следующим образом:

выявляем все возможные явные и скрытые ресурсы данного явления, реакции, вещества, объекта и т. д.

составляем гирлянду ассоциаций от любого слова. Надо только следить, чтобы гирлянда уходила всё в новые и новые области человеческих знаний и деятельности.

мысленно соединяем заданное явление с каждым словом (или с несколькими словами) из гирлянды ассоциаций, с целью придумать игрушку, фокус, бытовое или промышленное приспособление, забавное наглядное пособие и т. д.

Пример: явление плавания тел в жидкости (Закон Архимеда)

Ресурсы этого явления:

· само тело, жидкость,

· вес тела (сила притяжения к земле). Плотность жидкости.

· Выталкивающая сила равна весу жидкости, вытесненной телом.

· тело плавает на поверхности, если сила тяжести меньше, чем сила выталкивания (и тонет, если соотношение сил обратное)

Составляем гирлянду ассоциаций:

Слон - хобот - труба - музыка - саксофон - джаз - кино - трюк - исчезновение - испарение - солнце - море - пляж.

Генерируем идеи:

Закон Архимеда + джаз + пляж. Идея: плавучая сцена в море напротив пляжа.

Добавляем к этому: Закон Архимеда + трюк + солнце. Всплывающие из воды разноцветные шары, которые постепенно надуваются всё больше и больше и… взлетают в воздух (на ниточке). К концу представления над сценой целый букет из шаров. (объяснение трюка: шары раздуваются сами за счёт проходящей в них химической реакции. Всплыв на поверхность, шары нагреваются на солнце, реакция продолжается - шары взлетают над сценой…)

Не с каждым словом, конечно, получается интересная идея, но уж 3-4 идеи за 10 минут получить можно. Выполнение такого задания, кроме чисто изобретательского развития, даёт возможность глубже понять суть явления и тонкости его использования в разных направлениях.

2. Конструирование «таинственной ситуации». Берём изучаемое физическое (химическое, биологическое, географическое) явление и какой-то конкретный пример его проявления. А потом в этот пример специально закладываем какое-то противоречие, несоответствие с этим законом, то, чего на первый взгляд не может быть.

Например, все знают, что если вращать в вертикальной плоскости ведро с водой, вода не выливается. Понятно, центробежная сила прижимает воду к дну ведра. Закладываем противоречие, т.е. придумываем то, чего не может быть: вращаем, вращаем, а потом останавливаем ведро в верхней точке вверх дном… а вода всё равно не выливается! Ставим вопрос - как это сделать? (Ведь интересный фокус бы получился!) А дальше - весь арсенал ТРИЗ к нашим услугам. Ресурсы, приёмы, МАТХЭМ (заглавные буквы основных воздействий: механическое, акустическое, тепловое, химическое, электрическое, магнитное) и т. д. Прошу обратить внимание: когда мы закладываем противоречие, мы ещё ни одного ответа не знаем. Но ТРИЗовские приёмы нам обязательно подскажут, в каких направлениях эти ответы можно найти. К задаче применим МАТХЭМ. Какое воздействие может быть оказано на воду, чтоб она не вылилась из перевёрнутого ведра? Может, пока мы вращали ведро - вода испарилась? (тепловое воздействие). Но мы тогда увидели бы пар! Может, вода замёрзла? (тепло со знаком -«минус»). Это проще сделать - двойное дно, в котором заложен сухой лёд (углекислый газ в твёрдом состоянии с температурой ниже -40єС.) Вода к нему и примерзает. А может в ведре какие-то вещества заранее были, и при добавлении воды идёт реакция (химическое воздействие), в результате получается твёрдое вещество (гипс, например.)

Данные упражнения как бы взаимообратные: первое - от изучаемого явления получаем веер идей применения данного явления в разных сферах деятельности, в разных областях знаний. Второе - для решения проблемы применяем веер знаний из разных областей человеческой деятельности.

3. В этом году научились выявлять исследовательские задачи с помощью серий вопросов «почему?..». Причём серии «почему?..» можно формировать как «в ширину», так и «в глубину». Пример: учебник «Искусство и ты», 2 класс, стр.46. Читаем верхний абзац: «У скульптора есть свои секреты в работе. Самый главный - лепить из целого куска пластилина. Это легко: ведь он мягкий!»

Задаём вопросы «в ширину», т.е. чуть ли не к каждому слову: почему скульптора назвали «скульптор»? Почему в работе бывают секреты? Почему надо лепить из целого куска пластилина? Почему это ГЛАВНЫЙ секрет? Почему пластилин мягкий?

А теперь попробуем копать «в глубину». Например: почему пластилин мягкий? Потому что сделан из мягкого вещества. Почему некоторые вещества мягкие, а некоторые жёсткие? Потому что частицы твёрдого вещества очень крепко держатся друг за друга, а частицы пластилина слабо держатся. Почему они по-разному держатся? Почему пластилин жёсткий, когда застынет, и становится мягким, если его подержать в руках или в тёплой воде? И т.д.

Системное мышление прекрасно развивает один из основных инструментов ТРИЗ - системный оператор.

В общем (минимальном) виде системный оператор строится как девяти экранная схема. Но его можно продолжать во все стороны - выявлять подподсистемы и наднадсистемы, более далёкое прошлое и будущее и т. д.

Прошлое надсистемы	Надсистема (частью чего является изучаемая система? Иногда можно одним словом назвать, иногда нужно перечислять все ресурсы, имеющиеся вне системы)	Будущее надсистемы
Прошлое системы	Изучаемая система, или система, в которой возникла проблема.	Будущее системы
Прошлое подсистемы	Подсистема (часть системы)	Будущее подсистемы

Если продлить вверх и вниз среднюю часть СО для любой материальной системы, то получим иерархию систем от Вселенной до элементарных частиц. И параллельно с этой иерархией систем выстраиваются науки, созданные человечеством для изучения этих систем. Таким образом, у нас получается карта естественнонаучных знаний

Имея перед глазами такую «карту» человеческих знаний, гораздо легче будет при решении проблемы переходить из одной науки в другую, от одной системы к другой . А ведь кроме наглядности по взаимосвязи разных наук (что для школьника, я думаю, важно!), это будет ещё и концентрированная подсказка при поиске идей решения проблем. Например, биологическую или медицинскую проблему можно решать средствами и физики, и химии, и географии!... И гипотезы выдвигать на разных иерархических уровнях. (приложение 1. Фрагмент исследовательской работы учеников 6 класса Былкова О. и Котосина А. «Почему растения растут вверх? Как они узнают, куда им расти?». Диплом II степени на конкурсе Российской ассоциации ТРИЗ «ТРИЗ в исследовательской деятельности учащихся» - 2008 ) Для разработки системы творческих заданий по литературе также разработали системный оператор, который помог выйти на целый ряд исследовательских тем по литературе. (приложение 2. Фрагмент доклада Бояркиной В.И. на VI международной научно-практической конференции «Развитие творческих способностей в процессе обучения и воспитания на основе ТРИЗ», Челябинск, 2003.)

Изучение и применение ТРИЗ позволяет брать детям любые интересующие их темы из реальной жизни, выявлять в этих темах задачи и проблемы, генерировать собственные мысли, идеи по дальнейшему совершенствованию и развитию данных систем. Примеры работ:

· «Автошоу с точки зрения ТРИЗ» - Иванченко А., 7 класс. (I место на конкурсе Российской ассоциации ТРИЗ «ТРИЗ в исследовательской деятельности учащихся» - 2008)

· «Бесконечный мир шахмат» - Соколовский Н., 4 класс (I место на конкурсе Российской ассоциации ТРИЗ «ТРИЗ в исследовательской деятельности учащихся» - 2008)

· «Букет жизни» - Бояркина А., 5 класс. (1 место на городской конференции НОУ - 2008)

· «Бисероплетение - прошлое и будущее» - Трофимова О., 6 класс. (1 место на городской конференции НОУ - 2009)

· «Торнадо - его свойства и возможности управления этим явлением» - Перцева Ю. 5 класс.

2. Разработка алгоритма творческого изучения явления (объекта, процесса, вещества)

Основные предпосылки к разработке алгоритма:

· От « почемучек» к «потомучкам» И.Н.Мурашковска, Ю.С.Мурашковский. От «почемучек» к «потомучкам» http://www.trizminsk.org/ - при современном изобилии информации (телевидение, множество энциклопедий, учебники и т.д.) дети стали меньше задавать вопросов… Информация преподносится как истина в последней инстанции. А ведь «Основное очарование науки - это очарование Тайны … Мы лишаем наших детей не только удовольствия от прикосновения к Тайне, но и Сомнения - этого важнейшего условия развития науки» Ковтун В.П. Занимательная физика.

Итак, надо учить детей задавать вопросы. Но и этого мало - надо чтобы дети сами отвечали на эти вопросы - выдвигали гипотезы, разрабатывали планы доказательств, экспериментов, наблюдений.

«Будущие великие учёные - это ваши ученики! Им просто больше неоткуда взяться!» А.Н.Кондратьев «Письмо учителям об их великих учениках» в сборнике статей по открывательству «Ноты открытий». Томск. 2007. (А.Н.Кондратьев - автор рассылки «Как делать открытия»)

· Существуют два вида открытий - «на обнаружение» (явления, процесса, вещества) и «на объяснение» (причин явления, процесса, свойств вещества). Г.С. Альтшуллер, Как делаются открытия (мысли о методике научной работы). Сборник «Решение исследовательских задач». Составители Б.Л. Злотин, А.В. Зусман, Кишинёв, 1991. Явления, один раз обнаруженные и описанные, суть свою практически не изменяют. А вот их объяснения, т.е. научные теории со временем ИЗМЕНЯЮТСЯ. Причём изменяются ЗАКОНОМЕРНО! Некоторые из этих закономерностей уже выявлены. Ю.С. Мурашковский «Путь в океан» Вестник МАТРИЗ №8, http://www.trizland.ru/trizba.php?id=159
http://matriz.karelia.ru/news.shtml Их можно применять для генерации гипотез. И учить детей на «потомучек»!

· Объяснение явлений на разных иерархических уровнях. Пример открытия «на обнаружение»: явление «ОГОНЬ». Объяснение: в древнем обществе - огонь - это наказание или дар богов - можно сказать, объяснение дано на высшем иерархическом уровне. Позднее: деревяшки горят, камни не горят - объяснение на уровне физических тел. Ещё позднее: древесина, уголь, нефть горят (в них есть флогистон), а вода, земля, гранит не горят (в них флогистона нет) - объяснение на уровне веществ. Далее за дело взялась химия: горение - это реакция окисления, т.е. объяснение даётся на уровне взаимодействия молекул горючего вещества и кислорода. А почему идёт реакция окисления, почему молекулы взаимодействуют? Далее идёт объяснение на уровне строения атомов, электронных оболочек, их особенностей. Неужели на этом остановимся? Заметна тенденция перехода объяснений природных явлений на микроуровень.

· Разработка разных моделей явления. Итак, объяснений явления (разработок как бы его действующих моделей) может быть множество. Лучшей на данный исторический момент будет та, которая точнее и/или проще объяснит явление и предскажет его результаты. Исторически первым бывает объяснение по аналогии.

· Применение теоретических знаний осуществляется изобретателями путём генерирования идей новых устройств, веществ, технологий и их конструкторской разработки. В настоящее время очень важно экологическое мышление создателей новой техники и, соответственно, экологическая экспертиза новых устройств и технологий, прогнозирование социальных последствий внедрения нового.

Возникла идея изучения явления (объекта, вещества, процесса и т.п.) по следующему алгоритму

Алгоритм творческого изучения явления (объекта, процесса, вещества):

· обнаружение явления,

· выявление ресурсов явления (свойств, особенностей), их классификация,

· определение границ явления,

· выявление связей явления с другими объектами и процессами окружающего мира,

· формулирование вопросов исследовательского характера,

· выдвижение гипотез, проектирование экспериментов по доказательству гипотез,

· разработка модели явления,

· выявление возможностей управления явлением,

· генерация идей по применению явления,

· экологическая экспертиза полученных идей,

· развитие идей в научно-техническом и социальном направлении..

Идея алгоритма в том, чтобы объединить все стадии научно-исследовательских и изобретательских работ в одном обобщающем уроке по определенной теме (или серии уроков, или в исследовательской работе учащегося)

Поясним шаги алгоритма:

- обнаружение явления (это может быть тема учебного плана или какой-то факт, наблюдение, удивившее или заинтересовавшее ученика событие, и прочее. Т.е. на этом шаге выбирается (предлагается, устанавливается) объект изучения. Например: явление «смачивания» и «не смачивания» (физика); скорость химической реакции или элемент «хлор» (химия); тема «Воздух» (окружающий мир); тема «Прилагательное» (русский язык); тема «Посуда» (изобразительное искусство) и т.д.

- выявление ресурсов явления (свойств, качеств, особенностей, возможностей, функций) - т.е. описание объекта изучения,

- выявление связей данного явления с другими явлениями окружающего мира, определение места данного явления в общей картине мира.

- определение границ, в которых проявляется явление (пространственных, временных, температурных. Зависимостей от показателей давления, колебаний, магнетизма, электрических явлений и т.д.)

- формулирование вопросов, относящихся к этому явлению, т.е. выбирается предмет изучения, исследования. Например, почему одна и та же жидкость одну поверхность смачивает, а другую не смачивает? (Физика, 7 класс) Почему пылинки «танцуют» в воздухе? (Окружающий мир, 4 класс) Почему хлор тяжелее воздуха? (Химия, 9 класс)

- предложение вариантов объяснения явления (варианты могут быть и образные и научные). Объяснения могут даваться на разном иерархическом уровне: на уровне тел; на уровне веществ, из которых состоят тела; на уровне строения веществ (кристаллического, молекулярного) и т.д. Выдвижение гипотез ответов на вопросы. Проектирование доказательств и экспериментов по полученным гипотезам.

- разработка моделей, теорий явления, формулирование взаимозависимостей, закономерностей.

- выявление возможностей управления явлением; это уже легко сделать, зная ресурсы, связи, границы явления.

- варианты применения явления (не только вспоминаем уже известные варианты, но и генерируем новые) - изобретательская и проектная деятельность.

- экологическая экспертиза проектов - «Не навреди!», «Проверь, соответствует ли (адаптирован ли, приспособлен ли) твой проект к потенциалу (к возможностям) природной среды?»

- развитие идей до социально - общественного уровня: каждая научно-техническая идея вносит что-то новое в жизнь общества. «Проследи, какие последствия принесёт осуществление идеи для твоей семьи, друзей, школы, города, и т.д.» «Рассмотри последствия осуществления идеи в единичном варианте, в массовом использовании. Как это скажется на жизни общества?».

На каждом этапе алгоритма рекомендуется применять инструменты ТРИЗ и другие методы активизации творческого мышления:

- обнаружение явления; (выявление противоречий, неясностей, вопросы «почему…»)

- выявление ресурсов (функций, свойств, качеств, особенностей) явления;

- связи с другими явлениями, определение места явления в общей картине мира (системный оператор)

- определение границ, в которых проявляется явление; (метод числовой оси, вепольный анализ)

- предложение вариантов объяснения явления (варианты могут быть и образные и научные) (аналогии, приёмы устранения противоречий, системный оператор, «обращение» задачи, законы развития систем, фонды физических, химических, геометрических, биологических эффектов, вепольный анализ, АРИЗ)

- разработка моделей явления; (аналогии, моделирование маленькими человечками, законы развития систем)

- возможности управления явлением; (ресурсы, системный оператор, вепольный анализ, законы развития технических систем)

- варианты применения явления. (бином фантазии, метод фокальных объектов, метод гирлянд ассоциаций, морфологический анализ)

- экологическая экспертиза, развитие идеи (ресурсы, системный оператор, законы развития систем)

В жизни обычно бывает так: одни люди явления обнаруживают, изучают и описывают, другие - объясняют, третьи - применяют в изобретательстве, четвёртые - проводят экологическую экспертизу и т.д. Всё это растягивается на годы… А мы хотим весь процесс сжать до одного урока! Конечно, в жизни так не бывает… Но нам хотелось дать детям прочувствовать самое интересное в научном и техническом творчестве - полёт мысли, вдохновение от генерации идей! Это вдохновение и даёт силы на месяцы и годы исследований, экспериментов, разработок и испытаний. А алгоритм позволяет видеть перспективу и взаимосвязь разных этапов научно технических разработок.

Кроме того, в такой учебной работе найдут себе роль разные типы личностей учащихся: и теоретики и практики, и фантазёры и критики.

Алгоритм получился длинный, на одном уроке просто не успеть пройти все шаги. Можно перейти на серию уроков, можно осваивать его постепенно, можно делать акцент на некоторых шагах. Можно разным группам давать параллельные задания по алгоритму, например, после фронтальной работы по выявлению ресурсов и формулированию вопросов :

· одна группа решает исследовательские задачи «на объяснение»,

· другая группа генерирует идеи «на изобретение».

· третья - определяет границы явления,

· а четвёртая выясняет связи явления с окружающим миром и возможности управления явлением.

После обмена полученным продуктом учебной деятельности:

· одна группа может заняться экологической экспертизой идей по применению явления,

· другая - рассматривает изобретательские идеи на предмет их развития,

· третья - рассматривает социальные последствия при возможном внедрении идеи,

· четвёртая сравнивает полученные продукты с изложением материала в учебнике и даёт рекомендации по дополнению работ учащихся и дополнению учебного материала.

Но держать во время уроков полный текст алгоритма перед глазами всех учащихся следует обязательно, чтобы каждый чувствовал и понимал своё место в общей цепочке действий. А кроме этого на столах должен быть раздаточный материал по необходимым на данном этапе приёмам и методам, активизирующим творческое мышление.

Разработка алгоритма отмечена специальным дипломом на конкурсе Российской ассоциации ТРИЗ «ТРИЗ в школьном уроке» -2008.

3. Примеры применения алгоритма творческого изучения явления (объекта процесса, вещества)

Результат опытно - экспериментальной работы

В конце года мы запланировали издание брошюры с описанием алгоритма и примерами разработок уроков и научно-исследовательских работ учащихся, в которых применяется алгоритм.

Результативность применения алгоритма на данном экспериментальном этапе эпизодического применения проявляется в следующих моментах мыслительной деятельности школьников (и учителей! Это же совместный процесс!):

· возникновение вопросов исследовательского характера, выходящих за рамки материала учебника. Примеры: Кровь движется, потому что сердце работает. А в клетке - что заставляет вещества перемещаться? Что является причиной движения цитоплазмы? (Биология, 6 класс)

· Выход «за границы учебника» на шагах алгоритма «связи» и «границы». Примеры по теме «Алюминий». Химия. 8 класс: шаг «связи» - как связан алюминий и биосфера? Шаг «границы» - дана температура плавления алюминия, но нет температуры кипения (т.е. превращения в газообразное состояние). Интересно, как можно применить газообразный алюминий? Таким образом, выявили интересные темы для исследовательских работ.

· Разработка образных и научных моделей, теорий явления. Пример1.: тема «Скорость химических реакций». Химия, 8 класс. Аналогия влияния температуры на скорость химических реакций: при повышении температуры повышается скорость движения молекул, поэтому они чаще сталкиваются и реагируют. Это похоже на дискотеку, где все двигаются, танцуют и поэтому легче знакомиться, чем, например, на собрании, где все сидят на своих местах.

Пример2. Тема «Транспорт веществ у позвоночных животных», биология, 6 класс. Фрагмент разработки урока Новиковой Г.А .(Диплом I степени на конкурсе Российской ассоциации ТРИЗ «ТРИЗ в школьном уроке» -2008.)

Научная теория включает в себя: описание тех объектов и процессов, которые мы изучаем, классификации, выявление общих законов их существования, закономерностей изменения и развития.

Объекты: системы - кровеносная, пищеварительная, дыхательная и др.

Процессы: транспорт веществ кровью, газообмен, процесс пищеварения, движение цитоплазмы и т.д.

Классификация может проводиться по разным основаниям. Например, если рассматривать транспорт веществ в организме в целом, то можно предложить такие классификаци:

1. Транспорт необходимых для организма веществ, транспорт продуктов распада.

2. По виду транспортных систем - замкнутая и незамкнутая.

3. По способу переноса веществ: «поверхностный» (через клеточную мембрану, через стенки капилляров, поверхность кожи и т.д.), «трубчатый» (по венам и артериям, по пищеварительному тракту, по воздухоносным путям)

Общие законы существования транспорта веществ

1. Транспорт веществ - основа существования организма

2. Транспорт веществ необходим для получения организмом энергии.

3. Транспорт веществ обеспечивает организм необходимыми веществами и выводит ненужные.

Закономерности изменения и развития транспорта веществ в организмах:

в ходе эволюции транспорт веществ в живых организмах изменялся и усложнялся. У одноклеточных - это движение цитоплазмы и поверхностный обмен веществ с окружающей средой, у позвоночных - это множество систем.

· Выдвижение собственных гипотез объяснений явлений, используя при этом инструменты ТРИЗ - объяснения на разных иерархических уровнях, закон перехода на микроуровень и т.д. Пример: Почему растения растут вверх? Как они узнают, куда им расти? Исследовательская работа О.Былкова, А. Котосина, 6 класс. В работе идёт описания гипотез и экспериментов на уровне галактики, солнечной системы, на уровне планеты, растения, органов растения, клеток, органоидов, и до уровня излучений и полей: гипотеза об идеальном органе ориентации растения в пространстве: органа нет, а функция его выполняется. В качестве идеального органа может выступать взаимодействие электромагнитного поля Земли и электромагнитного поля растения. (Приложение 2)

· Генерация идей по применению получаемых в школе знаний. Пример из стенограммы урока по ИЗО, тема «Посуда», 3 класс. (Приложение 3)

4. Сравнение алгоритма с аналогичными подходами в педагогике, выявление отличий

Предлагаемый алгоритм близок к общей схеме процесса познания, А.Ю. Либеров. Экодидактика: экосистемная методология проектирования обучения. М. Институт экономических стратегий. 2007 описанной в книге А.Ю. Либерова «Экодидактика: экосистемная методология проектирования образования. Отличается тем, что более конкретен, подробен и дополнен инструментами ТРИЗ для решения возникающих по ходу изучения исследовательских и изобретательских задач.

Познакомившись со статьями А.В. Хуторского Хуторской А.В. Эвристический тип образования: результаты научно-практического исследования // Интернет-журнал "Эйдос". - 1998. - 07 июля. http://www.eidos.ru/journal/1998/0707.htm. - В надзаг: Центр дистанционного образования "Эйдос", e-mail: list@eidos.ru., в частности со статьёй «Как обучать творчеству» Хуторской А.В. Как обучать творчеству? // Интернет-журнал "Эйдос". - 2001. - 5 января. http://www.eidos.ru/journal/2001/0105. htm . - В надзаг: Центр дистанционного образования "Эйдос", e-mail: list@eidos.ru. мы видим, что разработанный нами алгоритм близок к методу конструирования теорий, но дополнен шагами по практическому применению полученных знаний в изобретательском творчестве и использованию инструментов ТРИЗ на всех шагах алгоримтма.

образование творческий креативный

Анализ и выводы

1. Экспериментальное применение алгоритма творческого изучения явления (объекта, процесса, вещества) - (далее - алгоритм) показало, что алгоритм вполне работоспособен в разных предметных областях и для разных возрастных категорий учащихся.

2. Алгоритм соответствует основным стадиям научно-исследовательской и опытно-конструкторской деятельности учёных, изобретателей, конструкторов и технологов.

3. Алгоритм близок к общей схеме процесса познания. Отличается тем, что более конкретен, подробен и дополнен инструментами ТРИЗ для решения возникающих по ходу изучения исследовательских и изобретательских задач.

4. Изучая явление (объект, процесс, вещество) с помощью алгоритма развивается системность мышления, вырабатывается навык выявления и решения проблем. Создаётся единая картина мира - таинственного и прекрасного!

5. С помощью инструментов ТРИЗ дети успешно выдвигают гипотезы, объясняющие тайны мира, проектируют эксперименты по проверке гипотез, генерируют идеи по применению получаемых в школе знаний и, таким образом, развивают креативное и экологическое мышление.

Литература

1. Г.С. Альтшуллер, Как делаются открытия (мысли о методике научной работы). Сборник «Решение исследовательских задач». Составители Б.Л. Злотин, А.В. Зусман, Кишинёв, 1991.

2. Г.С.Альтшуллер, Найти идею. Петрозаводск, Скандинавия, 2003.

2. Ковтун В.П. Занимательная физика.

3. А.Н.Кондратьев «Письмо учителям об их великих учениках» в сборнике статей по открывательству «Ноты открытий». Томск. 2007. (А.Н.Кондратьев - автор рассылки «Как делать открытия»)

4. А.Ю. Либеров. Экодидактика: экосистемная методология проектирования обучения. М. Институт экономических стратегий. 2007^.

5. И.Н.Мурашковска, Ю.С.Мурашковский. От «почемучек» к «потомучкам» http://www.trizminsk.org/

6. Ю.С. Мурашковский «Путь в океан» Вестник МАТРИЗ №8, http://www.trizland.ru/trizba.php?id=159 http://matriz.karelia.ru/news.shtml

7. И.Н. Мурашковска. Формирование творческой личности как проблема содержания образования. http://www.trizminsk.org/

8. Хуторской А.В. Эвристический тип образования: результаты научно-практического исследования // Интернет-журнал "Эйдос". - 1998. - 07 июля. http://www.eidos.ru/journal/1998/0707.htm. - В надзаг: Центр дистанционного образования "Эйдос", e-mail: list@eidos.ru.

9. Хуторской А.В. Как обучать творчеству? // Интернет-журнал "Эйдос". - 2001. - 5 января. http://www.eidos.ru/journal/2001/0105. htm . - В надзаг: Центр дистанционного образования "Эйдос", e-mail: list@eidos.ru.

Приложение 1.

Фрагмент исследовательской работы учеников 6 класса Былкова О. и Котосина А. «Почему растения растут вверх? Как они узнают, куда им расти?». Диплом II степени на конкурсе Российской ассоциации ТРИЗ «ТРИЗ в исследовательской деятельности учащихся» - 2008 )

«Рассмотрим растение по системному оператору, и в такой же иерархии изложим полученные гипотезы и описания проверочных экспериментов:

Галактика

Солнечная система

Земля

Биосфера

Растение

Крона , ствол, корни

Органы

Ткани

Клетки

Органоиды

Молекулы

Атомы

Частицы

Излучения

Гипотеза авторов на уровне галактики: растения чувствуют излучения звёзд, тянутся к звёздам, расположенным со всех сторон от Земли.

Гипотеза на уровне Солнечной системы: дереву нужен свет, поэтому оно тянется к Солнцу. Вопрос: а когда семя в земле, как оно узнаёт, где солнце? Как корешок узнаёт, что ему надо вниз расти?

Из дискуссии на эту тему в Интернете: «Фототропизм - это естественное стремление растения вверх, к солнечному свету. Геотропизм - реакция растения на земную гравитацию, т. е. рост корней вниз». Провели эксперимент: в горлышко бутылки посадили семечко кабачка. Перевернули бутылку, отрезали дно, до середины бутылки насыпали землю - там будут питательные вещества . Предположили, что росток из семечка прорастёт вниз, т. к. вниз ближе к свету, а корень пойдёт вверх - там питательные вещества. Но семечко прорастало долго и выросло сквозь всю толщу земли вверх! Гипотезы авторов на уровне планеты:

- растение чувствует разницу температур земли и воздуха. Растёт туда, где теплее - в атмосферу.

- в растении действуют силы отталкивания от Земли. Откуда берутся эти силы? Растение чувствует энергию Земли - притяжение к ней и энергию, идущую от неё. Как оно чувствует эту энергию? Корнями. Корешок первый вырастает из семени, воспринимает энергию притяжения Земли (как воспринимает?) и потом эта энергия отталкивает стебель вверх (как это происходит?. Предположительный эксперимент: можно прорастить семена в космосе на космической станции. Там не действует сила тяжести, притяжение к земле, вернее она уравновешена центробежной силой. Надо проверить, как будут направлены ростки корня и стебля. Если так же: корень - к земле, а стебель от земли, то значит, растение чувствует не притяжение к земле, а какую-то другую силу. Если корешки и стебли ростков будут направлены беспорядочно, то значит, растения на земле чувствуют притяжение земли. В Интернете нашли информацию о проращивании семян в космосе, но там это делалось с другими целями, а данных о направлении ростков и корешков нет.

Гипотеза на уровне растения - описаны в начале работы: растение чувствует «куда его тянет» и ориентируется по направлению этой силы - см. опыт с центрифугой. (Чем чувствует?)

Гипотеза на уровне органов растения: у растения есть органы чувств, которые помогают ему определить направление роста. Где эти органы чувств? Как они работают? Из чего состоят? Предполагаем - в крайних клетках корешка. Которые чувствуют «запах» питательных веществ. Проверочный опыт: корешок растения поместили в пробирку с дисциллированной водой (решили, что там нет питательных веществ).А пробирку - в землю. Верх пробирки обернули тканью, чтобы земля в пробирку не попала, а корешки могли проникнуть. Если растение чувствует запах питательных веществ, то корешок должен в колбе развернуться и уйти в землю. Корешок действительно «выпрыгнул» из пробирки!

Проверили ещё раз: дистиллированную воду налили в поллитровую пластиковую бутылку, а её положили горизонтально в лоток, сделанный из большой бутылки. Лоток наполнили землёй. В боковой поверхности маленькой бутылки сделали отверстия. Над каждым отверстием поместили проросшее семечко кабачка. Предположили, что, если растение чувствует запах питательных веществ, то корни пойдут в землю, а если нет, то пойдут вертикально вниз в дистиллированную воду. Результат: корешок разветвился, и часть корней пошли в воду (и выросли очень длинные), а часть пошли в землю. Пока гипотеза не подтвердилась. А у ростка и у листьев есть органы чувств, различающие свет. Подтверждение гипотезы: комнатные растения заметно разворачиваются к свету.

Ставим проблему на уровне клеток: за счёт чего клетки стебля растягиваются и делятся именно в направлении вверх (или от Земли), а корни именно вниз? Клетки вообще могут растягиваться и делиться в любом направлении. А у макушки ростка они растягиваются и делятся именно верх. Противоречие. Для ответа на вопрос применяем приём «Обращенная задача», т. е. вместо вопроса «почему?» или «за счёт чего?» ставим вопрос «Что надо сделать, чтобы клетки растягивались вверх?»

Наши гипотезы:

1. В ростке клетки вытягиваются вверх, потому что вверху им ничего не мешает, вверху свободное пространство. А в ширину клеткам тесно, растягиваются в ширину только крайние клетки. (Гипотеза на уровне строения верхушки ростка.

2. У ростка и потом у дерева есть граница между клетками корня и клетками стебля, которая не даёт клеткам корня и стебля совмещаться. Надо рассмотреть под микроскопом клетки зародыша растения.

3. Вакуоли всплывают в клетках семени - росток растёт вверх, тонут - корень растёт вниз. (гипотеза на уровне органоидов) Гипотеза неверна, т. к. в клетке есть нити, которые образуют скелет клетки, и вакуоли всплывать или тонуть не смогут - нити помешают. Но что-то в клетках семени реагирует таким образом, ведь рост начинается, когда семечко попадает во влажную среду, набухает, клетки наполняются жидкостью. Элементы клетки ростка могут на это реагировать, хотя бы передавая увеличенное давление вверх на другие элементы. Вообще, надо выяснить, чем клетки корня отличаются от клеток ростка при их делении.

4. В ДНК растения есть информация о строении будущего растения и о программе направления его роста. (Гипотеза на уровне молекул ДНК) Можно проверить на космическом корабле, летящем вдали от всех планет. Мать этого семечка - на Земле. Предполагаем, что росток даже в космосе будет тянуться корнями к Земле.

5. Гипотеза на уровне излучений и полей. Из дискуссии в Интернете: «растения способны реагировать на электромагнитное поле. Если поместить некое растение в электромагнитное поле, то его корешки будут всегда расти в сторону отрицательного полюса.» Но этом основании возникла гипотеза об идеальном органе ориентации растения в пространстве: органа нет, а функция его выполняется. В качестве идеального органа может выступать взаимодействие электромагнитного поля Земли и электромагнитного поля растения. Будем изучать этот вопрос в следующей работе.

Приложение 2.

Фрагмент доклада Бояркиной В.И. на VI международной научно-практической конференции «Развитие творческих способностей в процессе обучения и воспитания на основе ТРИЗ», Челябинск, 2003.)

«Карта» гуманитарных знаний по литературе

Рассмотрим каждый уровень СО с целью выйти на творческие, проблемные, исследовательские темы.

Буквы. Попробуйте-ка убрать эту подсистему, и… от литературы останется только устное творчество. А от науки?

Рассмотрим прошлое букв. Очевидно, это звуки, фонемы - единицы языка. А откуда возникли фонемы? Какие фонемы возникли раньше, какие позже? (Рассмотрите связь со звуками природы, с возможностями организма человека к произнесению звуков)

Будет ли система «Буквы» развиваться? Какие недостатки вы видите в современной алфавитной письменности? Предскажите будущее этой системы.

Сочетание букв - части слова, целые слова. Это всё подробно рассматривается в курсе русского языка, но в основном акцент делается на правописание. А если хоть изредка рассматривать прошлое слов, их происхождение, скрытую смысловую связь между словами?

Герои, сюжет произведения. Это, конечно, самое главное, за чем следит читатель. Как вы думаете, почему? Откуда берутся сюжеты и герои произведений? Рассмотрите связь литературы с надсистемами.