ОТСМ-ТРИЗ педагогика

Проблемно-ориентированное обучение на базе ОТСМ-ТРИЗ

 Вероятно, каждому из вас приходилось в жизни иметь дело с различными наборами инструментов. У каждой женщины есть набор расчесок и насадок для фена, позволяющий сделать прическу на все случаи жизни. У каждого мужчины —  наборы отверток, сверл и прочих необходимых в быту вещей. У каждого школьника есть набор учебников, печатных тетрадей, задачников — это инструменты для обучения. Мы расскажем об особых учебных инструментах.

У каждого инструмента  своя роль. Иногда их удобно объединять вместе. Развивая инструменты, человек стремится свернуть их в одну многофункциональную систему (вспомним кухонный комбайн, универсальный фен и многое другое). Наши инструменты — не исключение. Обсудим, как они должны быть устроены. 

 

Аннотация

Прочитав эту статью, Вы узнаете определение проблемно-ориентированного обучения на базе ОТСМ-ТРИЗ, а также его структуру: МОДЕЛИ и ПРОЦЕДУРЫ, получите информацию о том, как изучить это направление в системе, научитесь «узнавать в лицо» модели и процедуры проблемно-ориентированного обучения. 

 

В 2004 году О.Е. Лебедев сформулировал основные принципы компетентностного подхода, очень созвучные идеям ТРИЗ-педагогики:

Смысл образования заключается в развитии у обучаемых способности самостоятельно решать проблемы в различных сферах и видах деятельности на основе использования социального опыта, элементом которого является и собственный опыт учащихся.

Содержание образования представляет собой дидактически адаптированный социальный опыт решения познавательных, мировоззренческих, нравственных, политических и иных проблем.

Смысл организации образовательного процесса заключается в создании условий для формирования у обучаемых опыта самостоятельного решения познавательных, коммуникативных, организационных, нравственных и иных проблем, составляющих содержание образования.

Оценка образовательных результатов основывается на анализе уровней образованности, достигнутых учащимися на определённом этапе обучения».

Данный подход заставляет сосредоточиться на поиске инструментов для обучения решению проблем. Именно такую систему мы и пытаемся построить в рамках проблемно-ориентированного обучения на базе ОТСМ-ТРИЗ.

Итак, мы будем изучать инструменты, позволяющие работать с проблемами. Вероятно, каждому из вас приходилось в жизни иметь дело с различными наборами инструментов. У каждой женщины есть набор расчесок и насадок для фена, позволяющий сделать прическу на все случаи жизни. У каждого мужчины – наборы отверток, сверл и прочих необходимых в быту вещей. У каждого школьника есть набор учебников, печатных тетрадей, задачников – это инструменты для обучения.

У каждого инструмента своя роль. Иногда их удобно объединять вместе. Развивая инструменты, человек стремится свернуть их в одну многофункциональную систему (вспомним кухонный комбайн, универсальный фен и многое другое). Наши инструменты – не исключение. Обсудим, как они должны быть устроены.

Во-первых, инструменты, о которых идет речь, – это модели. Но не те модели, что копируют в миниатюре корабли и самолеты. Это информационные модели. Они отражают в объектах и ситуациях те стороны, свойства, которые важны человеку для решения его проблемы. Эти «отражения» строятся и хранятся в сознании человека (идеально), но могут быть представлены в материальном мире разными способами: словами, схемой, рисунком… Пример модели для текстовой информации – ключевые слова, которые используются для поиска нужных текстов в библиотечном каталоге или в сети Интернет.

Теперь посмотрим, из чего строятся информационные модели. Маленький мальчик в задумчивости стоит возле письменного стола, под который только что закатилась его любимая игрушка. Игрушку надо достать. Для этого есть разные способы. Во-первых, можно громко зарыдать в расчете на то, что игрушку достанут заботливые родственники. Этот способ мы сейчас обсуждать не будем. Представим себе, что мальчик у нас, хоть и маленький, но самостоятельный. Тогда он, вероятно, попробует достать игрушку рукой. Допустим, рука под стол не пролезает или по длине не достает. Мальчик начинает оглядываться в поисках чего? Подходящего предмета. Он ищет что-то длинное и тонкое. Как только он понял, какими признаками должен обладать необходимый ему предмет, – считайте, что он решил свою нехитрую проблему. Неважно, что он использует – линейку, листок картона, проволочку или ножку от сломанной игрушки. Важно, что он нашел решение, и это решение сложилось в его голове из признаков.

Маленькие дети не случайно любят экспериментировать с различными предметами. Сломать и посмотреть, что внутри, а заодно выяснить: хрупкое оно или не очень; намочить и обнаружить, что оно стало тяжелее и изменило цвет; постучать и послушать, как звучит. Они накапливают информацию о признаках объектов окружающего мира. Кстати, с самими собой они тоже любят экспериментировать – накапливают информацию о собственных признаках. Если ребенок в дошкольном возрасте не наигрался с признаками, не стоит рассчитывать, что в школе он сумеет анализировать и обобщать предложенный ему материал. Лучше дать ему возможность компенсировать то, что не удалось получить в дошкольном детстве.

ПЕРВАЯ НАША ЗАДАЧА – НАУЧИТЬ РЕБЕНКА СТРОИТЬ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ. СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛОМ ДЛЯ ЭТИХ МОДЕЛЕЙ ЯВЛЯЮТСЯ ПРИЗНАКИ ОБЪЕКТОВ

На рисунке 1 представлен общий вид модели «Элемент – Имена признаков – Значения признаков», основного инструмента для обучения построению информационных моделей.

Рис.1. Модель ЭИЗВажная особенность нашего подхода, основанного на ОТСМ-ТРИЗ, в том, что мы учим детей разделять в признаке ИМЯ ПРИЗНАКА и ЗНАЧЕНИЯ ПРИЗНАКА (имя признака – цвет, значения – красный, синий, голубой, зеленый и т. п.).

От экспериментов с объектами окружающего мира и накопления информации об их признаках ребенок переходит к осознанному, целенаправленному использованию этих объектов. Осваивая рукотворный мир, он понимает, что все в нем создано для чего-то, для выполнения какой-то цели человека. Это позволяет ему начать рассматривать объекты как системы, нацеленные на выполнение определенной функции. В дальнейшем выясняется, что системный подход применим и к рассмотрению природного мира. Теперь ребенку уже небезразлично, какие признаки исследовать: интересны прежде всего те признаки, которые обеспечивают выполнение функции. Возникает необходимость рассматривать объект в системной иерархии и отслеживать его изменения во времени. Этому тоже можно и нужно учить.

ВТОРАЯ ЗАДАЧА – НАУЧИТЬ РЕБЕНКА РАССМАТРИВАТЬ ОБЪЕКТ КАК СИСТЕМУ, УЧИТЫВАЯ ЕГО МЕСТО В СИСТЕМНОЙ ИЕРАРХИИ, ИЗМЕНЕНИЯ ВО ВРЕМЕНИ И НЕКОТОРЫЕ ДРУГИЕ ВАЖНЫЕ ПРИЗНАКИ.

Рис.2. Системный операторЧтобы этого добиться, мы добавляем к модели «Элемент – Имена признаков – Значения признаков» Системный оператор или Многоэкранную схему, предложенную Г.С. Альтшуллером для формирования системного взгляда на мир (рис. 2).

Но понимать, как устроен окружающий мир и как можно применять различные его элементы, недостаточно. Важно научиться самостоятельно изменять этот мир под собственные цели. Человек предъявляет к элементам мира свои требования. Их тоже удобнее всего предъявлять на языке признаков. Часто эти требования противоречат наличной ситуации: чтобы достать игрушку из-под шкафа, рука должна быть длинной, а она короткая; чтобы не скользить по льду зимой, ботинки должны быть шершавыми, а они гладкие.

Но и этого мало: нередко человеку требуется, чтобы один и тот же объект в разное время или в разных ситуациях обладал разными признаками: окно должно быть прозрачным в пасмурную погоду и матовым или затемненным в жаркий солнечный день; ботинки должны быть абсолютно гладкими, когда хочется кататься по льду – и очень шершавыми, когда надо перейти скользкую дорогу. Проблемы предстают перед нами в виде противоречий – противоположных требований к одним и тем же объектам и ситуациям. Для работы с противоречиями нужны специальные инструменты, и они тоже строятся из признаков.

ТРЕТЬЯ ЗАДАЧА – НАУЧИТЬ РЕБЕНКА ОПЕРИРОВАТЬ ПРИЗНАКАМИ ОБЪЕКТОВ В КОНТЕКСТЕ ПРОБЛЕМНОЙ СИТУАЦИИ, ИСПОЛЬЗУЯ СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ОПИСАНИЯ И РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ.

В ТРИЗ разработан мощный инструмент для анализа и решения проблем – Алгоритм решения изобретательских задач – АРИЗ. Решая задачу по АРИЗ, мы оперируем целым комплексом моделей, позволяющих шаг за шагом строить решение, сужая поле поиска, формулируя и разрешая противоречия. Модели из АРИЗ составляют третью группу наших инструментов. Пример одного из них — на рис. 3.

Рмс.3. Модель противоречияФормулируя противоречие в виде: «если <типовое решение>, то <положительный результат>, но <отрицательный результат>», мы ориентируемся на идеальное решение, Идеальный Конечный Результат (устранение «минуса» при сохранении «плюса»), и при этом требуем, чтобы решение было незатратным, т. е. использовало бы ресурсы системы.

 

Триада связанных между собой моделей «Противоречие – Идеальный конечный результат (ИКР) – Ресурсы» – составляют основные модели из АРИЗ.

 

Итак, на основе модели «Элемент – имена признаков – значения признаков» строятся инструменты

— для описания и изучения объектов;

— для описания и изучения объектов как систем;

— для описания и изучения проблем, возникающих в системах.

Перечисленные модели представляют информационный блок нашего набора инструментов. В комплексе они позволяют учить изменять мир, опираясь на объективные законы, которые этим миром управляют. Но и этих моделей недостаточно, чтобы научить ребенка обращаться с проблемами. Надо еще научить его эффективно и корректно использовать при решении проблем свои собственные признаки и признаки других людей.

Следующее важное открытие, которое предстоит ему сделать, заключается в том, что у разных людей к одним и тем же элементам мира возникают разные требования и, соответственно, разные проблемы. Живя в обществе, человек должен учитывать интересы других его членов, а значит, понимать, какие проблемы возникают у них, какие решения будут для них приемлемыми. Для этих целей используется еще один инструмент – «Точка зрения».

МОДЕЛЬ «ТОЧКА ЗРЕНИЯ» ПОЗВОЛЯЕТ НАУЧИТЬ РЕБЕНКА СМОТРЕТЬ НА МИР ГЛАЗАМИ ДРУГИХ ЛЮДЕЙ, ВЫДЕЛЯЯ В ЭЛЕМЕНТАХ МИРА ТЕ ПРИЗНАКИ, КОТОРЫЕ ИНТЕРЕСНЫ ЭТИМ КОНКРЕТНЫМ ЛЮДЯМ.

Решение проблем требует включения воображения, выхода за рамки привычных представлений, создания ярких, целостных образов. Этому тоже надо учить. Инструментом для этого служит модель «ТРИ МИРА», позволяющая применять все описанные выше инструменты в трех разных контекстах. В Реальном мире все объекты имеют реальные признаки. Например, окно – прозрачное, стеклянное (или пластиковое), твердое и  т. п. Звуки музыки имеют определенную высоту (в диапазоне слышимости), определенную протяженность во времени. В Фантастическом мире возможен выход за рамки реального. Так, окно становится жидким или воздушным, музыка звучит в ультразвуковом диапазоне. Подобные преобразования необходимо уметь делать. Ведь при решении часто требуется использовать фантастические аналогии. Например, требуют, чтобы окно было «воздушным», а затем решают, как сделать, чтобы такое окно пропускало свет и не выпускало тепло. В Зазеркалье (мире Образов) вместо объектов «живут» метафоры. «Мир Образов», по сути является разновидностью «Фантастического мира», но строится с другими целями и по иному принципу. Построение данной модели начинается с вопроса «На что похож объект»? Такой подход позволяет «включать» правое полушарие. Вместе с тем, работая в мире Образов, ученики так же, как и в двух предыдущих «мирах», используют инструменты информационного блока. Выяснив, что лес похож на море, ребенок строит системное сравнение: снег – волны, деревья – паромы, ветер – течение. Сравнивая дерево с очень стойким человеком, описывает проблемы, которые возникают на его пути и способы их преодоления.

МОДЕЛЬ «ТРИ МИРА» ПОЗВОЛЯЕТ НАУЧИТЬ РЕБЕНКА ИСПОЛЬЗОВАТЬ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ РАБОТЫ С ПРОБЛЕМОЙ В РАЗНЫХ КОНТЕКСТАХ, ОПИРАЯСЬ НА СОБСТВЕННЫЕ ЛИЧНОСТНЫЕ РЕСУРСЫ.

А взглянуть на систему моделей сверху можно, используя рисунок 4.

Рис. 4. Система моделей ПООДля каждой модели в проблемно-ориентированном обучении есть ИГРОВЫЕ ТРЕНИНГИ, позволяющие ввести модель в учебный процесс и обеспечить ее полное или частичное применение в разных контекстах и КОНСТРУКТОРЫ ЗАДАНИЙ-ЗАГАДОК на освоение модели.

На базе моделей строятся ПРОЦЕДУРЫ, позволяющие обучать ИССЛЕДОВАНИЮ, ПРЕОБРАЗОВАНИЮ, ПРИМЕНЕНИЮ изученных объектов, а также СОЗДАНИЮ НОВЫХ ОБЪЕКТОВ.

ИССЛЕДОВАНИЯ НА КОПИЛКАХ С ЦЕЛЬЮ ВЫЯВЛЕНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ позволяют ученикам переводить новую для них проблему в типовую, стандартную. Например, сталкиваясь с новой орфографической задачей в русском языке дети формулируют проблему («почему в одних существительных, оканчивающихся на шипящий, мягкий знак на конце пишется, а в других нет, как узнать, в каком случае следует писать «Ь»?»), собирают соответствующую копилку слов (существительные, оканчивающиеся на шипящий), осваивают ее в играх а затем проводят мини-исследование: разбивают копилку в соответствии с проблемой и ищут закономерность, которую затем переводят в правило.

ИССЛЕДОВАНИЯ НА КОПИЛКАХ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ АЛГОРИТМА СИНТЕЗА ОБЪЕКТА позволяют выявить структуру объекта (построить модель), а затем самостоятельно создавать объекты данного вида (загадки, скороговорки, игры, задачи).

СИСТЕМНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ проводится с опорой на системный оператор и позволяет строить системное описание объекта и ставить вопросы — еще один важный шаг в обучении исследованиям.

Наконец, ИССЛЕДОВАНИЕ — РЕШЕНИЕ НЕТИПОВЫХ ПРОБЛЕМ, содержащих противоречия,  ему тоже можно обучать как на материале различных предметных курсов (переизобретение приспособлений в биологии, создание и анализ сюжета на уроках развития речи), так и на междисциплинарных проектах («Город будущего», «Как улучшить школьные рекреации»).

И, наконец, освоению моделей в разных «мирах» (Реальном, Образном, Фантастическом) позволяет СОЗДАНИЕ АВТОРСКИХ ТЕКСТОВ.

Инструменты проблемно-ориентированного обучения не привязанны к конкретным областям знаний, ими пользуются педагоги, работающие по различным учебно-методическим комплектам. Они дают педагогу определенную независимость, т.к. очень многие дидактические задачи здесь решаются на материале, собранном самими детьми (информационных копилках).

Системно изучить ПОО можно на семинаре или с помощью дистанционных курсов «Мастерская знаний» (курсы существуют сегодня для педагогов экспериментальных площадок, но в дальнейшем планируется их более широкое распространение). Инструменты ТРИЗ и ОТСМ осваивать непросто — ведь это новое содержание. Но, по свидетельству педагогов, дело это интересное, вполне посильное и результативное.

Проблемно-ориентированное обучение как система сегодня еще в стадии построения. Нам еще предстоит  научить детей уверенно оперировать функциями различных объектов, освоить технологии работы с комплексами проблем (в ОТСМ есть такие технологии), придумать, как научить через проблему входить в новую область знаний и самостоятельно ее осваивать. Наши учителя сегодня уверенно работают с копилками и азартно синтезируют с детьми разнообразные произведения жанров «малой формы», но делают первые шаги в освоении системного оператора и обучении работе с нетиповыми проблемами.  Очень хочется, чтобы у них была площадка для обмена идеями и поиска новых соратников.

  • Я не специалист по психологии раннего возраста, но насколько я знаю (и по своему родительскому опыту помню), если ребенок получает неприятную реакцию (например, обжигается), он попыток не повторяет. Другой вопрос — с какого возраста не повторяет, может, он просто еще не может связать причину и следствие. А если чай не горячий, то это, наверно, просто интересно — и вода льется, и мамина реакция разнообразная :-) .

  • Александра Кошкарова

    Что-то я не пойму. Алла Александровна, почему же ребенок, накапливая признаки, эксперементируя, второй-третий-пятый раз готов опрокинуть чашку горячего чая на себя?! Не уж-то за первый раз не стал понятен признак? Или интересен признак — реакция мамы в каждый новый раз!? ;)