The Possibilities of TRIZ in the Formation of Readiness to Innovative Activity for Vocational Secondary Education Teachers

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.