Возможности ТРИЗ в формировании готовности к инновационной деятельности педагогов профессиональных образовательных организаций

Прежде чем говорить об особенностях профессиональной деятельности педагогических работников образовательных организаций, реализующих программы среднего профессионального образования, рассмотрим понятие инновационной деятельности и требования, которые предъявляются к такой деятельности в свете активного внедрения инноваций в образование в настоящее время.

В контексте педагогической практики под инновационной обычно понимается деятельность по созданию или освоению, распространению и использованию инноваций в учебно-воспитательном процессе, а также по формированию инновационной восприимчивости у обучающихся. Таким образом, сегодня задача педагога средней профессиональной организации состоит не только в развитии личного инновационного потенциала, но и в воспитании у обучающихся интереса и готовности к осуществлению профессиональной инновационной деятельности. Достигается последнее посредством активного использования гибких и эффективных образовательных практик, стимулирующих творческое развитие обучающихся.

Одной из таких практик выступает теория решения изобретательских задач (ТРИЗ), которая имеет обширный методологический аппарат и решает сформулированные задачи, как на уровне педагога, так и на уровне обучающихся.

ТРИЗ выступает зарекомендовавшим себя инструментом обеспечения регулярности и эффективности инновационной деятельности в любой предметной области и, по опыту автора и его коллег, может быть применена для подготовки и осуществления нововведений в учебно-воспитательном процессе в части его содержания, технологии, организационных форм, а также методов и средств.

Как отмечалось ранее, задача любого педагога средней профессиональной организации состоит не только в развитии личного инновационного потенциала, но и в воспитании высококвалифицированных кадров, способных к инновационной деятельности в любой профессиональной области.

В соответствии со Стратегией инновационного развития России [5], стимулирование инновационного развития является одним из основных приоритетов государственной политики. В Стратегии предусматривается разработка программ и путей инновационного развития с привлечением заинтересованных научно-образовательных организаций и предприятий. В целях активизации инновационной деятельности декларируется создание инновационной инфраструктуры, обеспечение поддержки инновационного предпринимательства, проведение мер по развитию кооперации науки и бизнеса [6].

Помимо этого, существует Ассоциация инновационных регионов России [7], подписание меморандума о создании которой состоялось в 2010 г. в Томске в ходе XIII Инновационного форума «Innovus». Целью деятельности Ассоциации является стимулирование обмена накопленным опытом по созданию благоприятной правовой, экономической, социальной, творческой среды развития инноваций, а также организация и продвижение совместных инновационных, экономических, научно-технических и образовательных проектов среди членов Ассоциации, в органах власти и институтах развития России [6]. Это подтверждает, что подготовка инновационно восприимчивых кадров чрезвычайно актуальна в настоящее время.

Проанализируем инфраструктуру, создание которой должно обеспечить достижение такой цели. Согласно открытым данным [6] инновационная структура в регионах формируется в основном за счет организации технопарков и бизнес-инкубаторов. Суммарно на долю таких организаций приходится половина функционирующих объектов.

Однако на данный момент складываются неблагоприятные условия для коммерциализации проектов на базе подобных структур [8]. В деятельности бизнес-инкубаторов и технопарков выявлены существенные проблемы. Так по результатам 2014 г. [9] в России разработано 1409 передовые производственных технологии, что обеспечивает удельный вес инновационных «продуктов» (товаров, работ, услуг) на уровне 8,68% в общем объеме отгруженной «продукции». Что касается доли инновационной активности организаций, в общем количестве организаций она также невелика – 9,9%.

В случае с бизнес-инкубаторами имеется ориентация преимущественно на малую форму бизнеса и отсутствует оценка эффективности тематик проектов с точки зрения  инновационного развития. Это приводит к тому, что при увеличении количества форм поддерживаемого бизнеса недопустимо уменьшаются темпы роста рынка инвестиций. В случае с технопарками, при повышении требований к видам поддерживаемых проектов недопустимо увеличиваются затраты на их сопровождение.

Отметим также, что инновационная восприимчивость подготовленных кадров должна проявляться в следующих плоскостях их будущей профессиональной деятельности: проектирование, разработка, внедрение, сопровождение, а также создание принципиально новых производственных систем.

Бизнес-инкубаторы и технопарки успешно справляются с подготовкой кадров для разработки, внедрения и сопровождения производственных систем. Что же касается реализации фаз проектирования и создания инновационных систем – необходимо использовать качественно новый педагогический подход в учебно-воспитательном процессе.

Таким образом, актуален поиск иной формы организации инновационной деятельности, позволяющей привлечь государственных и частных инвесторов на реализацию максимально эффективных инновационных проектов для любого бизнеса. В качестве таких форм могут выступать образовательные организации- и учреждения-площадки, использующие ТРИЗ как методологическую базу для осуществления инновационной деятельности.

Рассмотрим подробнее инструменты ТРИЗ, использование которых, по нашему мнению, непосредственно влияет на эффективность учебно-воспитательного процесса.

ТРИЗ-педагогика давно сформировалась как научное и педагогическое направление и имеет своей целью использование методологического инструментария развития творческого воображения (РТВ) и ТРИЗ в процессе подготовки обучающихся по разнообразным учебным дисциплинам различных профилей подготовки. При этом необязательно непосредственное изучение обучающимися  методов ТРИЗ – педагогу достаточно владеть некоторым базовым набором таких методов и косвенно использовать их в своей профессиональной деятельности, развивая не только свой инновационный потенциал, но и, тем самым, повышая эффективность учебно-воспитательного процесса.

Такое опосредованное использование методов РТВ и ТРИЗ развивает инновационную восприимчивость [5] обучающихся, которая подразумевает способность реализовать и применять нововведения в рамках профессиональной деятельности.

Наиболее часто и успешно применяются педагогами методы РТВ.

Для успешной реализации ТРИЗ педагогического подхода необходимо знание прикладных дисциплин, соответствующих профессиональной предметной области, а также знание РТВ и законов развития систем (ЗРС). Следовательно, освоение ТРИЗ можно условно разделить на несколько этапов.

В таблице 1 представлено наиболее целесообразное, по нашему опыту, распределение методик и методов РТВ по этапам освоения [1].

Таблица 1.

Этапы освоения РТВ в рамках ТРИЗ педагогического подхода 

На первом этапе основное внимание уделяется процессу РТВ, а именно – активизации творческих мыслительных процессов. Осваивается несколько доТРИЗовских методов активизации мышления (мозговой штурм, метод фокальных объектов, морфологический анализ и др.). Вначале происходит знакомство с видами мышления (логическим, диалектическим, образным), которое носит практический характер и проводится с использованием игр-тренингов. Игры дополняют методы активизации мышления и подготавливают слушателей-педагогов для последующего освоения элементов ТРИЗ.

После освоения доТРИЗовских методов и отдельных видов мышления происходит знакомство с приёмами активизации мышления, разработанными Г.С. Альтшуллером (системный оператор, идеальный конечный результат, метод моделирования маленькими человечками и др.), которые обеспечивают почву для развития системного мышления.

Итогом первого этапа РТВ является приобретение навыков свободной генерации идей, формулирования идеального конечного результата, представление любой рассматриваемой системы в многоэкранном виде.

На втором этапе происходит изучение ЗРС, которое сопровождается примерами из некоторой любой профессиональной предметной области обучающихся.

На третьем этапе используется инструментарий ТРИЗ для формулировки и разрешения противоречий. К инструментам этой группы относятся приёмы устранения технических противоречий, ресурсный анализ, указатели эффектов, вепольный анализ, алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ), функциональный анализ, потоковый анализ, причинно-следственный анализ, свёртывание. При этом инструменты, не имеющие непосредственного отношения к классической ТРИЗ, не следует бессистемно осваивать на первом и втором этапах, так как они могут быть восприняты как отдельный методический аппарат и впоследствии будут применяться с меньшей эффективностью [4].

Отметим, что по временному показателю все задачи, с которыми имеют дело обучающиеся в ходе учебно-воспитательного процесса можно разделить на три типа: оперативные, тактические и стратегические. К каждому типу задач педагогом должна применяться своя дидактика.

Оперативные задачи – это, как правило, технологические задачи. Для объяснения и решения таких задач в основном используются приёмы разрешения противоречий (технических и физических), в отдельных случаях – вепольные преобразования и, только в особо сложных случаях, АРИЗ. Кроме этого, необходимо умение вычленять ресурсы и применять эффекты, преобразующие эти ресурсы к требуемому виду. Соответственно, педагоги предварительно кроме приёмов разрешения противоречий и вепольных преобразований должны освоить методики выявления ресурсов и использования указателей эффектов (физических, геометрических, химических и т. д.).

Тактические задачи требуют видения ближайших перспектив. В этом случае необходимо знание ЗРС (закон полноты частей системы, закон изменения степени идеальности, закон S-образного развития, закон неравномерности развития частей системы, закон развертывания – свертывания, закон согласования – рассогласования, закон изменения степени управляемости и динамичности, закон перехода на микро- и макроуровень,  закон перехода в над- и подсистему).

Важно научить обучающегося правильно определять систему, с которой ведется работа. Это помогает сделать закон полноты частей системы, выявляющий атрибуты системы (системное свойство, главную полезную функцию и объект воздействия). Далее определяется основное направление развития системы, этому служат законы повышения идеальности и S-образного развития. Затем, используя подход Литвина и Любомирского, обучающимся можно преподавать последующие законы, увязывая их с этапами развития систем, в соответствии с S-образной кривой.

Решение стратегических задач открывает новые направления в науке и технике. Для реализации этих решений необходим весь инструментарий ТРИЗ, как классической, так и современной. Обучающихся средних профессиональных образовательных организаций знакомить с таким полным набором преждевременно. С ним могут эффективно знакомиться уже сформировавшиеся специалисты производств, имеющие в своём «портфеле» набор нерешённых задач.

Таким образом, педагогам необходимо последовательно освоить и впоследствии преподавать обучающимся методы РТВ, а также инструменты классической ТРИЗ – для адекватного выявления и формулирования противоречий, а также предложения конструктивных идей трансформации изучаемых систем (решения задач), а также законы развития систем – для выбора правильного вектора решений.

ТРИЗ эволюционный подход разработан профессором, В.Д. Бердоносовым (ФГБОУ ВПО «КнАГТУ») совместно с автором статьи. Подход может быть использован как педагогами профессиональных образовательных организаций (для презентации учебного материала в новом, доступном формате, а также для организации направленного поиска новых, инновационных решений учебных и реальных, производственных задач), так и обучающимися (например, в целях самостоятельной систематизации большого количества плохо структурированной информации по произвольной учебной дисциплине).

Сущность ТРИЗ эволюционного подхода рассматривалась на ряде конференций [1, 2, 3]. При использовании такого подхода ТРИЗ впервые из специальных дисциплин переходит в разряд общеобразовательных, наряду с такими дисциплинами как информатика, математика, физика или химия.

В соответствии с основными положениями ТРИЗ эволюционного подхода дидактика освоения новой области знаний предполагает следующие этапы [4]:

1. Выбирается базовый элемент.
2. Изучаются знания, умения и навыки, необходимые для оперирования с информацией о базовом элементе.
3. Определяются область применения базового элемента, его непосредственные пользователи, наиболее распространенные требования, которые ими выдвигаются.
4. Ужесточаются требования пользователей к этому элементу – до тех пор, пока не становится очевидным, что с такими требованиями элемент не справляется.
5. Выявляются противоречия, возникающие в базовом элементе в связи с повышением требований.
6. Определяются инструменты ТРИЗ, позволяющие разрешить выявленные противоречия.
7. Предлагаются идеи трансформации базового элемента в новую систему (педагог корректирует сформулированные обучающимися идеи, чтобы те, в свою очередь, обеспечили переход к «правильным» новым, инновационным системам).
8. Подробно изучаются знания, умения и навыки, необходимые для оперирования с информацией о новых системах.
9. Повышаются требования пользователей к инновационным системам.
10. Цикл повторяется до изучения необходимого количества элементов (систем).

Отметим достоинства ТРИЗ эволюционного подхода:

-     система знаний одинакова для всех изучаемых дисциплин и профилей подготовки;

-     система знаний одинакова для педагога и обучающегося;

-     система знаний имеет строгую логику – возникновение каждого очередного изучаемого элемента предметной области является результатом разрешения противоречия, присутствующего в предыдущем элементе;

-     механизм перехода от одного изучаемого элемента к другому легко запоминается, так как инструментов ТРИЗ конечное количество;

-     необязательно держать в памяти все изученные элементы, чтобы воспроизвести полную картину эволюции системы в изучаемой дисциплине, достаточно запомнить базовый элемент (систему) и уметь применять механизм перехода;

-     для педагога нет необходимости в объяснении специфики всех элементов предметной области, что существенно экономит время на презентацию нового материала;

-     обучающиеся интенсивно развивают свое мышление, так как при движении от элемента к элементу, им приходится самостоятельно переходить от формулировки приёма разрешения противоречия (или другого инструмента ТРИЗ) к конкретному результату, новому элементу знания;

-     осуществляя переходы от одного изучаемого элемента к другому, обучающиеся постоянно практикуются в использовании инструментов ТРИЗ, что положительно сказывается на успешном решении нестандартных, исследовательских задач по созданию инновационных продуктов, товаров и услуг;

-     обучающиеся с успехом выполняют задания, связанные с анализом и систематизацией большого количества неструктурированных знаний по любой предметной области.  

В ФГБОУ ВПО «КнАГТУ» осуществляется преподавание ТРИЗ с 1984 года. В 1995 г. в университете открыта первая в мире кафедра ТРИЗ (кафедра «ТРИЗ и инженерное управление»). С 2000 г. кафедра преобразована в предметную комиссию «Проектирование и ТРИЗ», разработана Концепция внедрения ТРИЗ в учебный процесс, которую поддержало руководство КнАГТУ и содействовало её внедрению [4].

К настоящему времени кафедрой реализован ряд образовательных программ по нескольким десяткам направлений подготовки студентов, включающим дисциплины, непосредственно базирующиеся на ТРИЗ:

-     развитие творческого воображения (РТВ);

-     диалектика технических систем (ДТС);

-     диалектика механических систем (ДМС);

-     методы инженерного творчества (МИТ);

-     алгоритмы решения нестандартных задач (АРНЗ);

-     теория решения изобретательских задач (ТРИЗ);

-     теория развития искусственных систем (ТРИС).

Знания, приобретаемые студентами в ходе изучения названных дисциплин, используются ими в практической инновационной деятельности, а также служат прочным фундаментом для дальнейшей самостоятельной исследовательской деятельности - причем не только в профессиональной сфере, определяемой специальностью (направлением) подготовки, но и в области самой ТРИЗ.

Дисциплины ТРИЗ с успехом реализуют профессиональные компетенции, связанные со следующими видами профессиональной деятельности (на примере [10] и т.п.):

-     аналитическая;

-     маркетинговая;

-     производственно-технологическая;

-     организационно-управленческая;

-     научно-методическая;

-     экспериментально-исследовательская;

-     проектно-конструкторская;

-     эксплуатационная.

Общий срок обучения по дисциплинам ТРИЗ составляет 2-3 семестра. Объем дисциплины в течение одного семестра составляет 72-108 часов.

Рассмотрим некоторые основные достоинства и недостатки от внедрения ТРИЗ в учебно-воспитательный процесс (таблица 2).

Таблица 2 

Оценка использования ТРИЗ как инструмента создания инноваций в среднем профессиональном образовании 

ТРИЗ может быть использована в качестве универсальной методологии для развития компетенций в сфере инновационной деятельности, как педагогов среднего профессионального образования, так и обучающихся различных укрупненных направлений (техническое, экономическое, социальное, юридическое и пр.). Однако необходимо помнить, что в зависимости от специфики профессиональной предметной области обучающегося необходимо применять в педагогическом процессе различные инструменты ТРИЗ.

Что касается основной проблемы формирования готовности к инновационной деятельности преподавательского коллектива – по нашему мнению, она заключается в необходимости оперативного и непрерывного обучения новых кадров, желающих преподавать ТРИЗ, но не имеющих для этого достаточных практических и педагогических навыков. Одним из вариантов решения может стать создание ТРИЗ инновационного центра, на базе которого будут организовываться кратковременные курсы повышения квалификации для сотрудников образовательных организаций и учреждений.