|
|
Ракитская Мария Валентиновна | (Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова) |
Представлен опыт использования ТРИЗ в задании завершающем обучение на кафедре, преподающей графические дисциплины. Показана концепция построения такого проблемного задания с элементами конструирования. Дан анализ результатов.
Представляемая публикация является продолжением работы автора по реализации идеи формирования у студентов культуры творческого мышления в инженерной сфере деятельности, как осознанного, целенаправленного, управляемого процесса.
Формирование культуры мышления в учебном процессе будет иметь место только тогда, когда учебный материал будет содержать реальные проблемы, при наличии методологии решения этих проблем [7].
Как отмечалась в статьях по использованию ТРИЗ [3,4], там, где в конструкции имеется противоречие или просто недостаток, которые можно интерпретировать как «революционную ситуацию», там есть возможность для изобретательского решения. Для использования ТРИЗ при обучении студентов инженерной графике приходится эту «революционную ситуацию» создавать искусственно.
В результате, преподаватель, который представляет с достаточной степенью вероятности конечный результат, направляет свою деятельность на организацию мышления обучаемого на базе ТРИЗ. С учётом недостаточного практического опыта и базы знаний студентов, учебные задания должны носить не слишком сложный характер.
В результате поиска таких заданий, за основу были взяты варианты достаточно простых (если не сказать примитивных) устройств из учебника [5]. В этих вариантах, и так содержащих достаточное количество конструктивных погрешностей, были сделаны корректировки, ухудшающие конструкцию или делающие неопределённым необходимое конструктивное вмешательство. При этом студенту, при небольших наводках, предлагается найти недостатки конструкции и выработать предложения по их устранению, не ограничивая себя в выборе способов для решения данной задачи.
В основном, недостатки представленных устройств, лежали в следующих сферах:
Этим перечнем студент пользуется на начальной стадии анализа задания.
Далее студент формулирует своё понимание выявленных недостатков и пути их устранения, определяет Х-элемент, способный устранить недостатки. Х-элемент может быть новой деталью, некой модификацией имеющейся детали или комплексом деталей. Допускается и кардинальное изменение конструкции.
Роль преподавателя на этой стадии - направить работу студента в необходимое русло. Очевидно, что в подавляющем количестве решений не будет ничего эвристического в общепринятом смысле. Однако, студент, в ряде случаев сделает маленькие открытия для себя, что чрезвычайно важно в становлении специалиста.
Ведь в машиностроении порядка 85% затрат определяется качеством технических решений, которые и формируются в процессе конструирования и разработки технологических процессов.
Конструирование всегда оригинально независимо от того, как решается задача – интуитивно, на базе конструктивных аналогов или неких алгоритмов.
Мы стараемся уже на начальной стали обучения добиться понимания рационального конструирования как умения и стремления к постоянному улучшению функциональных показателей изделий, разумного сочетания нового со старым. До студента доводятся сведения о том, какие нормативы на вновь разрабатываемые изделия существуют в соответствующей отрасли.
Важной компонентой рационального конструирования является и умение выбирать из множества конструкторских решений наиболее рациональное, базирующееся на опыте, накопленном в данной отрасли. В связи с этим, в кафедральном справочнике по инженерной графике приводятся сведения о возможных конструкторских решениях в области уплотнений, конструирования запорных пар и т.п.
В двух группах, где в экспериментальном порядке было введено новое задание, работа в семестре строилась следующим образом. Сначала (примерно половина семестра) студенты знакомились с пакетом Компас и выполняли задание по разработке рабочей конструкторской документации по чертежу общего вида. От студентов требовалось выполнение 5 моделей в Компасе 3D и 5 чертежей, прием чертежей и моделей осуществлялся тогда, когда студент выполнял сборку этих моделей в 3D, и имела место проверка соединяемости деталей друг с другом (в том числе, резьбовых соединений). На вторую половину семестра выдавалась работа с элементами конструирования. На выходе студент должен представить: полностью оформленный чертёж общего вида (сборочный чертеж) с устраненными недостатками (3D и 2D), таблицу-перечень (спецификацию) и 3 чертежа деталей, входящих в сборку.
В результате данного эксперимента:
Следует заметить, что в этом эксперименте участвовали те студенты, которым автор читал лекции с элементами ТРИЗ.
ТРИЗ часто предлагает такие решения, которые не всегда выполнимы, в так называемых, простых условиях (использование электромагнитного поля, свинца, специальных материалов). По этой причине студентами были использованы следующие приемы ликвидации противоречий из тех 40, что были предложены Г.С.Альтшуллером:
Прием 31.
А) Выполнить объект пористым или использовать дополнительные пористые элементы (вставки, покрытия и т.д.).
Б) Если объект уже выполнен пористым, предварительно заполнить поры каким-то веществом.
Принцип 6. Принцип универсальности:
Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.
Принцип 1. Принцип дробления:
А) Разделить объект на независимые части.
Б) Выполнить объект в разборном варианте.
В) Увеличить степень дробления объекта.
Принцип вынесения:
Отделить от объекта «мешающую» часть («мешающее» свойство) или, наоборот, выделить единственную нужную часть или нужное свойство.
В отличие от предыдущего приёма, в котором объект делился на одинаковые части, здесь предлагается делить объект на разные части.
Принцип 4. Принцип местного качества:
А) Перейти от однородной структуры объекта или внешней среды, к неоднородной структуре.
Б) Разные части объекта должны выполнять различные функции.
В) Каждая часть объекта должна находиться в условиях наиболее благоприятных для ее работы.
В настоящее время большое внимание уделяется развитию такой компетенции как «Умение работать в команде». Хотя данные задания и носили индивидуальный характер, студенты охотно обсуждали работу товарищей, участвовали в «мозговом штурме» по проблемам устранения недостатков в разных вариантах, обсуждали решение подобных задач в [1,2].
Проведённый эксперимент оценен кафедрой положительно и включён в учебный процесс в качестве авторского этапа обучения в заключительном семестре.
На рис.1 показан исходный вариант конструкции смазочного насоса по [3], в котором произведены указанные авторами данного учебника доработки, связанные, в основном, с крепежом. Неудачные на наш взгляд решения, связанные с конструкцией смотрового окна, опоры под пружину, уплотнений, запорной пары шарик-конус, входного отверстия для масла, на исходных данных (рис.2) отсутствуют. В результате, обучаемый студент получает достаточно широкое поле деятельности.
При этом он руководствуется общим перечнем проблем, означенных выше, к которым добавлено требование обеспечения надёжной заливки масла и контроля его уровня.
В процессе экспериментальной отработки заинтересованными студентами были выявлены проблемы, не входившие в перечень «подсказок», например такие как:
Рис.1
Рис.2
Головнин Алексей Алексеевич (28 февраля 2017 г. 12:34) |
Здравствуйте Мария Валентиновна! С большим интересом слежу за серией Ваших докладов. На кафедру инженерной графики я был переведен в 1992 году с кафедры дорожных машин, на которой имел опыт изобретательства в соавторстве со студентами. Поэтому тема изобретательства мне не чужая и хочется поделиться и своим опытом и впечатлениями о Вашей работе. О своем опыте: Попытки применить к первокурсникам те навыки и приемы, которые годились к студентам четвертого курса, не сработали. По-видимому, сказалось и отсутствие у студентов, как специальных знаний, так и неумение сходу работать с чертежами (это особенно понятно нам, преподавателям черчения) и то, что первокурсником должен быть пройден этап адаптации к условиям учебы в вузе, отличающихся от учебы в школе. Впоследствии сказались и внешние причины, например засилье иностранной техники и ослабление отечественных заводов, не способствовавшие внеурочной работе студентов. В результате попытки изобретательства, и со студентами, в том числе, мною были прекращены. О Вашем докладе: Представляется, что именно в сегодняшнем докладе Вами найден резерв для приобщения студентов, именно первого курса, к техническому творчеству. Как попытки изобретать космические корабли с помощью бумажных моделей, так и отнесение приемов ТРИЗ на задачи по НГ представляются менее перспективными (Но это ни в коем случае не призыв к прекращению таких исследований). Об этом, как нам представляется, были и вопросы, заданные на прошлой конференции уважаемым М.Н.Лепаровым. Сама по себе идея давать задания по усовершенствованию конструкций из учебных заданий, возможно и не нова, она просто витает в воздухе, но подходы, которые Вы ищете, могут и должны привести к совершенствованию учебного процесса по нашему предмету. Буду осмысливать приведенные Вами результаты и, возможно, стану Вашим продолжателем. С уважением |
Лепаров Михаил Николаевич (28 февраля 2017 г. 14:56) |
Здравствуйте, Мария Валентиновна! Приятный доклад, спасибо большое. По моему путь правильный. Я согласен, что очень важно студент сделать маленькие открытия для себя , сказал бы „персональные открытия” . Уменя вопросы:
По моему надо продолжать и углублять сделанное. Некоторые возможные пути:
Пожалуйста извините мой русский. |
|
Ракитская Мария Валентиновна (28 февраля 2017 г. 21:38) |
Спасибо, Алексей Алексеевич! |
|
Ракитская Мария Валентиновна (28 февраля 2017 г. 22:44) |
Здравствуйте, Михаил Николаевич! Спасибо за очень интересные предложения. Есть о чем подумать. 1 вопрос. Приемы ликвидации противоречий были выбраны, исходя из тех исходных вариантов заданий, которые были предложены студентам. Причем зачастую студенты делали это интуитивно, а приемы, представленные в статье, как обобщение тех ТРИЗ идей, которые были использованы студентами. Обучать студентов приемам ликвидаций технических противоречий пока не входило в цель обучения, и упор был сделан на конструктивные решения. 2 вопрос. До конца оценить каждое решение студента, пока не хватило времени. 3 и 4 вопросы. Один студент работал с шестеренным насосом, и при поиске противоречий залез в интернет. Там он прочитал, что при высоких скоростях происходит запирание жидкости между шестерней и корпусом, и поэтому необходимо сбрасывать часть жидкости в нагнетающую магистраль. Для этого необходимо сделать небольшую прорезь в корпусе. Студент сделал соответствующий паз. Для того, чтобы посмотреть как это делается в реальных насосах, пришлось обратиться к знакомым на завод и посмотреть соответствующие чертежи. С уважением, М.В. Ракитская. |
Дударь Елена Сергеевна (5 марта 2017 г. 21:07) |
Добрый день, Мария Валентиновна! Рада встречи с Вами на очередной конференции КГП, всегда с интересом знакомлюсь с Вашими публикациями. Хотелось бы уточнить, какие из приемов ТРИЗ наиболее востребованы студентами, и какие из них вызывают наибольшие затруднения? Правильно ли я поняла, что 6 часов в неделю (из них 4 СРС) отводится на творческие задания по конструированию? С уважением и пожеланиями удачи, Елена С. Дударь. |
|
Ракитская Мария Валентиновна (6 марта 2017 г. 18:44) |
Здравствуйте, Елена Сергеевна! Спасибо. И я рада с Вами пообщаться. Студенты любят использовать принцип универсальности, принцип объединения, принцип дробления и принцип «посредника» (введение, какой –либо одной или нескольких деталей, которые позволяют устранить данный недостаток конструкции). Также было полезно, что они стали всерьез задумываться о сборке и разборке конструкции. На СРС студенты задают вопросы, показывают свои наработки, консультируются. (Используют преподавателя по полной программе.) Часто во время занятий не успеваешь с каждым студентом общаться достаточное количество времени. С уважением, М.В. Ракитская |
|
Дударь Елена Сергеевна (9 марта 2017 г. 19:56) |
Спасибо, Мария Валентиновна, за подробный ответ. Мне очень импонирует Ваша увлеченность темой, старание развить творческое мышление у студентов. В связи с этим задумалась над оценкой «степени самостоятельности» работы студентов. В творческом процессе трудно оценить вклад отдельного участника, определить в какой степени он оперирует известными решениями, что подсказано педагогом, а что является предвестником новых изобретений. Вероятно, и Вы задумывались об этом. Удачи Вам и одаренных учеников, Елена С. Дударь |