ДЕНЬ ДВАДЦАТЬ ШЕСТОЙ

ГДЕ ПРЯЧУТСЯ ЗАДАЧИ!

С утра мы застали в классе забавную картину. Перед разобранной мясорубкой сидят трое ребят и спорят. И похоже, что давно.

— Вот вы говорили, что нашли в мясорубке больше тридцати задач. А мы ни одной найти не можем! И вообще, откуда вы берете задачи, когда проводите ФСА? Специалисты приносят?
— Иногда, конечно, специалисты приходят с задачами. Вот только относиться к ним нужно с большой осторожностью. Наиболее часто среди них попадаются задачи, которые мы с коллегами называем «приглашаем в тупичок». Человек, например, долго пытался придумать пневматическое приспособление для зажима деталей в станке. У него не получилось, и тогда он формулирует задачу: сконструировать пневматическое приспособление для..., включает ее в изобретательский темник или приносит ее специалисту по ФСА. А она потому и не решается, что человек заранее связал себя и других условием «пневматическое». А как бы вы поступили, если бы к вам пришли с такой задачей?
— Наверное, сначала нужно выяснить, для чего это приспособление, какую выполняет функцию.
— И сформулировать идеальный конечный результат!
— Можно сформулировать противоречие: приспособление должно быть пневматическим, чтобы... и не должно быть пневматическим... И постараться разрешить его.
— Нужно спрогнозировать развитие станка, проверить действие разных законов. Может быть, задача потому не решается, что пневматическое приспособление не соответствует законам развития?
— И обязательно использовать приемы борьбы с психологической инерцией!
— Вы все правы — нужно использовать различные элементы ТРИЗ для уточнения, переформулировки задачи, поставить ее правильно. Но очень часто бывает, что задачи вообще как будто нет. Перед нами чертежи или готовое изделие, как вот эта мясорубка. Неужели нужно сидеть и смотреть на нее в надежде, что «сама выскочит» какая-нибудь задача?
— Наверное, и здесь можно использовать ТРИЗ?
— Конечно! И в первую очередь — подход с позиций идеальности, понимание, что все можно улучшить. Вот попробуйте снова поработать с мясорубкой.

Ребята разобрали детали и уселись небольшими группками. Мы обходим их по очереди.

— Вот шнек. Его функция — подавать мясо к ножу. Судя по тому, что его витки постепенно сближаются, он должен еще и сжимать мясо, вдавливать его в решетку, чтобы нож мог вдавленный кусочек отрезать. Идеальный шнек — шнека нет, а его функция выполняется. Может быть, развернуть мясорубку, чтобы нож был внизу, а мясо просто сверху бросать? — спрашивает Саша.
— Вы не только задачу формулируете, но и решаете. Впрочем, нередко увидеть задачу трудно, а решить — намного проще. То, что вы предлагаете, реализовано в особого типа мясорубках — куттерных, в которых нож свободно подвешен и вращается с большой скоростью.
— У шнека диаметр хвостовика — 22 миллиметра, — говорит Боря, бросая линейку. — Неужели нужен такой толстый?
— Да, диаметр как у оси колеса «Жигуленка». Вряд ли такие усилия развивает домашняя хозяйка. Получается лишний расход материала.
— Всего несколько граммов — стоит ли возиться?
— Несколько граммов? Точнее — несколько десятков. А теперь умножьте их на несколько миллионов — общее количество выпускаемых в нашей стране мясорубок. Получаются сотни тонн высококачественного металла. В массовом производстве каждый грамм, каждая сэкономленная секунда очень много значит.
— А этот винт крепит рукоятку к шнеку. Может быть, совсем обойтись без него? А чтобы рукоятка не падала, нарезать прямо на шнеке резьбу или выступ сделать. Это будет идеальнее?
— А зачем такая толстая решетка?
— Ее, наверное, очень трудно сверлить?
— Действительно, сверление решетки — всегда проблема на заводах — изготовителях мясорубок. Ведь она из высококачественной износостойкой стали. Если сделать решетку тонкой, тогда можно было бы ее штамповать. Но тонкая решетка не выдержит давления мяса, начнет выгибаться, и нож уже не будет к ней плотно прилегать. Мясорубка перестанет работать.
— Ясно, здесь противоречие: решетка должна быть тонкой, чтобы ее было легко изготавливать, и толстой, чтобы не выгибаться.
— Можно использовать переход к полисистеме — набирать толстую решетку из тонких, — предлагает Игорь.
— Или снабдить гайку, придерживающую решетку, перекладиной, которая будет прижимать посередине тонкую решетку и не даст ей отойти от ножа.
— Это хорошие решения! А теперь давайте попробуем определить перспективные задачи, используя законы развития. У нас есть два вещества: мясо и мясорубка. Чего не хватает?
— Поля, конечно. Например, теплового. Пусть мясорубка подогревает мясо — для стерилизации или прямо готовит его!
— А можно использовать электрическое поле! Электрические искры, как при плазмолизе!
— Плазмолиз нужен был для улучшения выжимания сока, разрушения клеток плодов. А зачем разрушать клетки мяса? Впрочем, для каких-то целей может понадобиться мясной сок.
— А магнитное поле? Может быть, омагниченное мясо будет вкуснее?
— Пусть нож и решетка будут магнитными. Тогда они будут притягиваться друг к другу, между ними не будет щели, и мясо будет лучше перемалываться.
— А я предлагаю новый способ измельчения мяса на микроуровне. Мясо нужно замораживать и просто разбивать на мелкие кусочки или перетирать в порошок, оно ведь станет хрупким.
— Нужна динамичная мясорубка с изменяющимся шнеком или решеткой, чтобы можно было получать разное мясо — для пельменей, котлет или просто нарезанное — на гуляш или бефстроганов!

Как сделать такую мясорубку, Таня пока не знает, но это не страшно, главное — поставлена вполне серьезная задача, которую можно решать с помощью ТРИЗ.

— Ну как, нашлись в мясорубке недостатки?
— Нашлись. Только откуда они берутся? Это что — недоработки конструкторов? Они же, наверное, не специально так делают?
— Конечно, ни конструкторы, ни технологи не хотят, чтобы их изделия получились дорогими, трудоемкими, плохими. Так получается. Почему? Причин много. Здесь и недостаточная информация специалистов, порой — пренебрежение к экономическим вопросам, неоправданное завышение требований — почему-то считается, что «маслом каши не испортишь». «Ну пусть будет тяжелее, зато не сломается, ведь не самолет проектируем», — думают некоторые. Это пережитки старого, изжившего себя отношения к делу. Один из недостатков, снижающий качество проектов, — несогласованность, разобщенность конструкторов, технологов, производственников. И самое главное — психологическая инерция, неумение, а иногда и нежелание искать новые решения, даже страх перед ними, перед трудностями внедрения. Борьба со всем этим, а не только поиск конкретных решений, составляет содержание работы специалиста по ФСА, профессионального изобретателя, поисковика, как мы иногда себя называем.
— А очень трудно было начинать?
— Очень. Я в течение нескольких месяцев тренировался в умении видеть недостатки, задачи. Например, ехал в автобусе или метро — и смотрел, как устроены поручни, нельзя ли их сделать проще, дешевле. Или придумывал, как защитить мягкие кресла, которые часто режут, рвут хулиганы. Садился за стол — пытался смотреть на нож, вилку как на необычные предметы — как их сделать идеальнее, какие у них недостатки. Даже читая книги, пробовал разрешать проблемы героев с помощью ТРИЗ. В общем, наверное, я тогда казался несколько странным. Но зато развил в себе способность видеть в любых объектах задачи для решения.
— А какую самую-самую интересную задачу вам пришлось решать?
— Трудно сказать. За годы занятий ТРИЗ, работы специалистом по ФСА пришлось решить не меньше тысячи задач. Было много интересных, сразу и не вспомнишь, какая была самой-самой. Расскажу о самой «страшной», ее я хорошо запомнил. Это было в 1979 году. С большим трудом я добился разрешения начать обучение ТРИЗ на своем заводе — без этого не стоило даже и думать о широком внедрении ФСА. Были отобраны лучшие, самые творческие работники, ведущие специалисты, заведующие лабораториями, опытные изобретатели. Одного я не учел — «трудно быть пророком в своем отечестве». Многие слушатели знали меня еще выпускником ремесленного училища, потом — начинающим конструктором, большинство их было старше, выше меня по занимаемому на предприятии положению, окладу.

Первую лекцию я тщательно подготовил, отрепетировал. Она должна была познакомить слушателей с историей ФСА, различными методами поиска новых технических решений, с ТРИЗ, РТВ.

Все шло по плану, но после первого часа я был в ужасе — слушатели не верят! Не верят в то, что в принципе можно учиться поиску нового, что я могу их научить. Было страшно даже перерыв объявить — вдруг все разбегутся?! А кто придет на следующее занятие?

И тогда я пошел на рискованный, но, наверное, единственно возможный шаг. Отложил в сторону приготовленные планы, разработки и сказал: «Вы считаете, что не нуждаетесь в обучении творчеству? Вы и так умеете изобретать? Не хотите сидеть за партами, делать домашние задания? Хорошо. Я сам вас вычеркну из списков, если решите пару простеньких задач. Попробуйте!» Задачи действительно были несложными — обыкновенные учебные задачи, которые запросто «щелкают» слушатели после 10 — 15 занятий. Но решить их без ТРИЗ? Группа с азартом принялась за работу, а я получил передышку — подумать, что делать дальше.

Собственно, все было ясно. Задачи, они конечно, не решат, но тут же последует предложение: «Реши-ка пару задачек сам!» Придется расплачиваться. Хорошо, что в портфеле есть таблица приемов разрешения противоречий, список стандартов на решение изобретательских задач, указатель физических эффектов, текст АРИЗ.

Жалобы на то, что эти задачи вообще не имеют решений, начались минут через двадцать. Нетерпеливые потянулись в коридор, покурить. Через час сдались самые упорные. Пришлось показать решения на доске. Кто-то даже застонал — как просто! Но теперь настала моя очередь отдуваться.

Атака началась неорганизованно. Одна задача, другая... Первые три легко решились простейшими приемами разрешения противоречий. И никого это не убедило: подобные задачи (первый — второй уровень) легко мог решить каждый из сидевших в классе. Группе потребовался тайм-аут. Перерыв! Из аудитории вышел только преподаватель. Остались даже самые заядлые курильщики, чтобы подобрать задачу позаковыристей. Потом, я узнал, как это происходило. Один ставил задачу, остальные сообща пытались ее решить. Если это удавалось, задачу отметали как недостойную. На мою долю досталась самая «неподдающаяся».

После перерыва все было готово к «экзекуции». Слушатели чинно сидели за столами, у чистой доски лежал новенький кусок мела, — Вот есть задачка, ее полсотни лет не могли решить. Только она не из нашей отрасли, не по электрическим машинам. Ничего?

«Хозяин» задачи нескрываемо радовался. Как ни странно, я тоже. Сам того не желая, он многое мне «выдал». Не из нашей области — отлично! Значит, должно быть простое, логичное решение, доступное неспециалистам. Много лет не могли решить — значит, не нужно перебирать банальные, «инерционные» идеи.

Решение скорее всего неожиданное, близкое к идеальному — значит, нужно уверенно ориентироваться на ИКР. И самое главное — задача имеет решение! Зная так много, я просто обязан найти ответ! Вот условия в том виде, как они были даны в аудитории.

«Хозяин» задачи еще долго рассказывал совершенно не нужные для решения вещи: об устройстве бассейна, тележки и динамометра, о способах изготовления моделей, о режимах буксировки... Но я уже не слушал и мысленно прикидывал путь решения. Ответ не проглядывался. Что ж, придется идти по АРИЗ. Мини-задача сформулировалась без труда. В переводе на современный АРИЗ она выглядит так: техническая система для определения «вертячего» сопротивления корабля включает бассейн, модель, тележку, прибор. ТП-1; если модель большая (как настоящий корабль), то можно получить «вертячее» сопротивление, но модель не влезет в бассейн. ТП-2; если модель маленькая, то она влезет в бассейн, но «вертячее» сопротивление не получить. Необходимо при минимальных изменениях в системе получить «вертячее» сопротивление.

Слово «вертячее» мне понравилось куда больше ученого термина «циркуляционное». Правда, моя несерьезность вызвала возмущение задачедателя. Но я не стал обращать на это внимания и пошел дальше.

Выбрал в качестве инструмента воду, изделия — модель, остальное отбросил. Группа возмущенно гудит. Почему отброшена тележка, почему не учитываю бассейн? Что значит «при минимальных изменениях?» Нельзя получить результат, ничего не меняя, так не бывает!

Все в порядке вещей. У каждого есть своя «задумка», а я решительно отсекаю их пути. Им кажется, что путей должно быть как можно больше, вдруг где-то и повезет. Сказывается привычка к методу проб и ошибок, перебору вариантов. Им-то невдомек, что именно из-за этого и не смогли они решить задачу! Ничего, пройдет десяток занятий, сами научатся беспощадно «препарировать» задачу: убирать все, кроме самого главного.

Но дальше дело застопорилось. Пожалуй, нужно вернуться назад, где-то в анализе ошибка. (Сегодня, работая по АРИЗ-85В, я бы такой ошибки не допустил!) Ну конечно, как я сразу не понял! Модель — не изделие, она — тоже инструмент, который вместе с водой создает сопротивление. А изделие — это прибор, динамометр, который под влиянием этого сопротивления изменяется и тем самым его измеряет! Итак, у нас сдвоенный инструмент — вода и модель и изделие — прибор.

Дальше пошло без трудностей. ИКР: икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, обеспечивает появление «вертячего» сопротивления при прямолинейном движении модели.

Решая задачу, я все время поглядывал на аудиторию и на задачедателя. Кто-то «болел» за меня, кто-то, кажется, злорадствовал. Пока все рассуждения казались им малоубедительными, легковесными — ни строгой терминологии, ни одного математического символа — разве это похоже на решение серьезной задачи? А «хозяин» задачи воспринимал все происходящее как поединок «кто  — кого». Вот он забеспокоился — это хороший признак. Начал излагать какие-то ненужные дополнения, явно уводящие в сторону, рассказывать о механизме буксировки. Не отвлекаться! А за затяжку времени — спасибо. Я как раз успел сформулировать физическое противоречие: «Модель должна быть подобна кораблю, чтобы результаты можно было пересчитать для большого корабля, и не должна быть подобной, чтобы определить при прямолинейной буксировке «вертячее» сопротивление».

Теперь осталось немного — разрешить противоречие. Но как? Простейшие преобразования в пространстве, во времени как будто не подходят. Системный переход? Вся система в целом подобна, а какие-то ее части не подобны. Может быть, модель должна быть динамичной, с изменяющимся контуром? То кривая, то прямая.

А зачем, собственно, изменяемый контур? Чтобы было подобие? Может, нужна какая-то хитрая геометрия? А не может ли модель быть не подобной при буксировке, но подобна при пересчете? Ведь существуют виды подобия более сложные, чем простое геометрическое. В памяти всплыли конформные отображения — основательно забытая институтская математика.

Не очень веря в решение, но веря в то, что АРИЗ не должен ошибиться, я сказал:

«Кривой корабль?» И нарисовал на доске что-то, напоминающее согнутый дугой детский резиновый кораблик. И увидев лицо задачедателя, гораздо увереннее продолжил: «Ну да, кривой корабль, сопротивление которого легко пересчитать на прямой математически!» Оказалось, именно такое решение и было недавно найдено. Интересно, что ликовали даже те слушатели, которые ждали моего поражения. Так все оказалось четко, логично. А как радовался я! Никуда они теперь не денутся, занятия начались хорошо и будут продолжаться.

За годы занятий ТРИЗ и ФСА пришлось решить немало задач. По многим были поданы заявки на изобретения, получены авторские свидетельства. Но ни разу я не радовался так, как этому решению, хотя оно уже было известно и заявку на него подать нельзя.

Ребята слушали рассказ сопереживая. После его окончания они немного еще обсуждали ситуацию, а потом вернулись к первоначальной теме разговора:

— Значит, новые задачи везде можно найти?
— Давайте проведем эксперимент, — предложили мы. — Сегодня у нас нет никаких вечерних мероприятий, попробуйте походить по лагерю и поискать задачи. Впрочем, не обязательно лагерь — вспомните школу, дом. За самую интересную задачу — приз!

Вечерние размышления

Ужин сегодня немного задержался, и ребята столпились на веранде. Разбившись на группки, они обсуждали лагерную жизнь.

— Интересно было сегодня про «кривой корабль», правда? — услышали мы. — Вот если бы в школе такие уроки давали, каждый бы отличником стал!
— Ишь чего захотел.

Психологи утверждают: «Традиционные методы передачи знаний иногда приводят к тому, что естественный процесс удовлетворения жажды познания превращается в хроническую травму для учащихся»¹. Можно ли преподавать в школе так, чтобы учение было не тяжким трудом, а удовольствием? Не только можно, но и нужно, тем более, что такой метод преподавания не требуется изобретать — он давно известен в психологии как суггестопедия, или погружение.

Погружение — это значит, что снимаются все формы давления на учащихся, в первую очередь — оценки. Все обучение строится на предельном обострении интереса к предмету, что достигается за счет эмоциональной окраски изучаемого материала. Именно поэтому мы стараемся давать задачи «с историей» — эмоции активизируют память.

Погружение — система обучения, создающая у человека внутреннее чувство свободы. Она опирается на три принципа: удовольствие и релаксация, расслабление на занятиях, единство сознательного и подсознательного, двусторонняя связь в процессе обучения.

Погружение предусматривает широкое использование наглядной агитации, произведений искусства, музыки, поэзии, связь логических и эмоциональных аргументов. В этих условиях в группе, классе быстро создается подлинный коллектив. Заинтересованность каждого в успехе товарища — могучий стимул. Сегодня известно достаточно много примеров преподавания обычных школьных предметов методом погружения, например в экспериментальной школе М. П. Щетинина. Этот опыт говорит, что такому обучению поддаются все дети, а овладеть им может каждый учитель. Мы должны уберечь наших детей от школьных травм!

ДЕНЬ ДВАДЦАТЬ ПЯТЫЙ

ДЕНЬ ДВАДЦАТЬ СЕДЬМОЙ