TIỂU LUẬN: Phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật docx

PHẦN 1: NHỮNG NHẬN THỨC VỀ MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC KỸ THUẬT Sau khi hoc xong 45 tiết môn Phương pháp luận sáng tạo Khoa học kỹ thuật tôi đã học được nhiều nội dung t

- -

TIỂU LUẬN

Phương pháp luận sáng tạo

khoa học kỹ thuật

PHẦN 1:

NHỮNG NHẬN THỨC VỀ MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC KỸ

THUẬT

Sau khi hoc xong 45 tiết môn Phương pháp luận sáng tạo Khoa học kỹ thuật tôi đã học được nhiều nội dung từ những khái niệm cơ bản liên quan đến lĩnh vực tư duy sáng tạo đến những phương pháp tích cực hóa tư duy và một số phương pháp để giải những bài toán sáng tạo tốn ít công sức , thời gian và kinh phí hơn cách làm thử và sai truyền thống

Trong bài làm này tôi muốn tóm tắt nội dung và nêu lên những suy nghĩ cá nhân theo từng nội dung hoặc từng chương

1 Chương 1: Mở đầu

Trong chương này trình bày những khái niệm căn bản và đối tượng, mục đích, các ích lợi và ý nghĩa của môn học Thực ra đây là những khái niệm mà trong cuộc sống chúng ta vẫn thường gặp Trước khi học môn này tôi cũng có thể phân biệt được sự khác nhau giữa những khái niệm này nhưng có một số đặc điểm còn mơ hồ chưa rõ nghĩa lắm, sau khi học môn này tôi đã có thể phân biệt được nội hàm của những cặp khái niệm dễ nhằm lẫn như: phát minh – sáng chế, kỹ thuật – công nghệ …

2 Chương 2: Phương pháp thử và sai

Đây chắn chắn là phương pháp đầu tiên mà chúng ta nghĩ đến khi giải quyết vần đề nếu chúng ta không học qua môn học này Có thể nói đây là phương pháp tư duy tự nhiên nghĩa là khi giải quyết bài toán ta phải tốn nhiều công sức để đi tìm những lời giải theo suy nghĩ một cách tự nhiên, theo kiến thức và kinh nghiệm riêng của người giải Nó luôn có khuynh hướng đưa người giải theo những con đường mòn đã hình thành trong quá khứ Thông thường người giải phải tốn khá nhiều “phép thửû- sai” để cuối cùng may mắn có một phép thử là lời giải đúng

Phương pháp này chỉ thích hợp với những bài toán có số phép thử ít và tổng số lời giải nhiều, chi phí cũng như thời gian cho mỗi phép thử thấp có thể chấp nhận được Nếu ta áp dụng phương pháp này để giải vấn đề sẽ không có sự định hướng rõ ràng do đó gây nên sự lãng phí lớn, tính ì tâm lý ảnh hưởng rất lớn có thể nói đây là một

trong những lí do quan trọng mà ta không thể có những sáng kiến mới và hay vì ta có xu hướng suy nghĩ theo lối mòn xưa cũ, không suy nghĩ vấn đề theo chiều hướng khác có tính chất đối lập hoặc mâu thuẩn với sự vật đang tồn tại

Có thề nói đây là phương pháp không tạo ra được nhiều ý tưởng hay do những thói quen hoặc do người giải không biết phương pháp giải nào hay hơn cho nên phải áp dụng phương pháp thử và sai Do đó nó cũng chiếm được chỗ đứng không nhỏ đối với khoa học sáng tạo

3 Chương 3: Các phương pháp tích cực hoá tư duy

Khác với phương pháp thử và sai thì các phương pháp tích cực hoá tư duy có ưu điểm lớn là làm tăng hiệu suất tư duy sáng tạo vì nó tạo ra nhiều ý tưởng trong một thời gian nhất định

3.1 Phương pháp đối tượng tiêu điểm

Phương pháp này phát ý tưởng nhờ việc chuyển giao những dấu hiệu, tính chất, chức năng… của những đối tượng thu nhập một cách tình cờ cho đối tượng phải cải tiến Để thực hiện phương pháp này ta phải theo các bước sau:

Bước 1: Chọn đối tượng tiêu điểm

Bước 2: Chọn từ 3 dến 4 đối tượng một cách tình cờ

Bước 3: Lập danh sách những dấu hiệu của những đối tượng chọn ở bước 2

Bước 4: Phát triển các ý tưởng từ các tính chất đã được gắn cho đối tượng tiêu điểm một cách không hạn chế

Bước 5: Chọn ý tưởng phù hợp với lời giải

Phương pháp đối tượng tiêu điểm là phương pháp khá đơn giản, dễ lĩnh hội Phương pháp này cho kết quả tốt khi tìm kiếm những biến thể của những phương pháp, kết cấu đã biết Nó cho phép nhanh chóng tìm ra những ý tưởng mới đối với các đồ dùng, các mẫu hàng hóa, các mốt quần áo, đồ chơi, quà lưu niệm… và trong lĩnh vực quảng cáo, kiến trúc

Phương pháp này tạo ra nhiều ý tưởng trong một đơn vị thời gian, phần nào khắc phục được sức ì tâm lý và có được tuần tự trong cách giải quyết Tuy nhiên nó chưa có định hướng rõ ràng, lượng ý tưởng nhiều nhưng ít ý tưởng phù hợp Nếu tôi áp dụng phương pháp này thì tôi sẽ chọn những đối tượng ngẩu nhiên có nhiều tính chất khác biệt thậm chí đối lập nhau để có thể tìm được những ý tưởng hay

3.2 Phương pháp phân tích hình thái

Mục đích của phương pháp phân tích hình thái là đưa ra và nghiên cứu tất cả các phương án một cách hệ thống về nguyên tắc, bằng việc phân đối tượng thành từng phần, đa dạng hoá chúng rồi kết hợp trở lại nhằm bao quát được những phương án bất ngờ, độc đáo mà chúng ta bỏ quên trong phương pháp thử và sai F.Zwicky – nhà vật lý thiên văn người Mỹ gốc Thuỵ Sĩ đề nghị thực hiện phân tích hình thái theo các giai đoạn sau:

- Phát biểu bài toán một cách chính xác, rõ ràng

- Xác định các bộ phận cấu thành của đối tượng cần cải tiến

- Liệt kê các khả năng có thể có của từng bộ phận

- Lập bảng phân tích hình thái

- Tổ hợp từ bảng phân tích hình thái để tạo ra đối tượng

- Chọn lời giải

Đối với phương pháp này ta có thể đưa ra được nhiều ý tưởng trong một đơn vị thời gian nhưng theo tôi những ý tưởng đó không phải là những ý tưởng mới hoàn toàn bởi vì nó là sự kết hợp những phương án có sẵn của từøng bộ phận cấu thành nên sản phẩm Trên thực tế để lựa chọn được phương án tối ưu nhất trong ma trận hình thái này là rất khó vì ta chỉ có thể lựa chọn các phương án thử lần lược hoặc là hú hoạ trong vô số các phương án Đối với phương pháp này nếu ta quên đi một thông số , ta sẽ mất đi một số lượng lớn những phương án giải có thể

Mặc dù vậy phương pháp này có hiệu quả hơn phương pháp thử và sai Phân tích hình thái sử dụng hiệu quả nhất khi giải các bài toán thiết kế mang tính chất chung, có lời giải đa dạng như thiết kế quần áo thời trang, mẫu hàng hoá, quảng cáo…

3.3 Phương pháp não công

Phương pháp này có mục đích thu nhận nhiều ý tưởng giải bài toán cho trước bằng cách làm việc tập thể hay có thể nói đây là phương pháp sáng tạo tập thể Để làm việc theo phương pháp này thành công phải theo các nguyên tắc làm việc sau:

- Cử một người là chủ trì buổi não công phải nắm vững được các yêu cầu và nắm vững được đầy đủ các phương pháp não công

- Chia tập thể thành 2 nhóm: nhóm phát ý tưởng và nhóm phân tích Đối với nhóm phát ý tưởng khi làm việc phải tuân thủ các nguyên tắc sau:

+ Nguyên tắc tự do tuyệt đối

+ Không phê bình, bác bỏ, hay tỏ thái độ không đồng tình + Các ý tưởng phát biểu ra phải được phát triển tiếp

+ Chấp nhận và ghi chép lại tất cả các ý kiến

Đối với phương pháp này trong 1 thời gian ngắn cũng có thể đưa

ra được nhiều ý tưởng nhưng những ý tưởng đó không tập trung và khi từng người phát triển lên thêm thì nó dễ dàng bị theo khuynh hướng của phương pháp thử và sai

Theo tôi để buổi não công thành công thật tốt thì những người điều hành buổi não công nên có sự huấn luyện trước để họ biết cách khơi gợi vấn đề, biết đặt ra những câu hỏi có có tính kích thích cao và đồng thời biết dẫn dắt mọi người vào vấn đề chính nếu họ đi “lạc đề” quá xa Theo ý nghĩ của tôi nếu tổ chức buổi não công để giải quyết một vấn đề chuyên môn nào đó thì bên cạnh các thành viên là những người có chuyên môn sâu và là những người có nhiều ý tưởng nên có một người không có chuyên môn sâu nhưng lại có kiến thức tổng quát ở nhiều lĩnh vực liên quan để khi đưa ra và phát triển ý tường có thể hạn chế một phần nào sức ì tâm lý do “bệnh nghề nghiệp” mang lại

Khi học xong phương pháp này tôi thấy đây là phương pháp làm việc tập thể rất hiệu quả theo tôi nên đưa nó vào trong chương trình học đại học và phải tập cho sinh viên phải có tinh thần làm việc tập thể trước lúc đi làm

3.4 Phương pháp sử dụng phép tương tự

Nguyên tắc làm việc của phương pháp này dựa trên phương pháp não công, dựa vào tập thể để làm việc và đây là phương pháp não công chuyên biệt Trong phương pháp này ta có thể phê bình, nêu ý kiến khác Tuy nhiên những nguyên tắc chính cũng phải được tuân thủ và phát triển tiếp Để áp dụng được phương pháp này người

ta có thể sử dụng các phép tương tự như: tương tự trực tiếp, tương tự cá nhân, tương tự tượng trưng, tương tự tưởng tượng

Đây là 1 trong những phương pháp mà tôi tâm đắc nhất vì những ý tưởng rất dễ được nảy sinh do ta có thể áp dụng tính tương tự trực tiếp từ những bài toán tương tự trong cuộc sống Do đó nếu trong cuộc sống ta gặp phải vấn đề gì ta nên nghĩ đến những vấn đề tương tự xem người ta giải quyết như thế nào để từ đó tìm lời giải cho vấn đề ta gặp phải

Đối với phép tương tự cá nhân nếu tôi không học qua môn học này ắc hẳn là tôi sẽ không biết được người ta có thể tạo ra những ý

tưởng mới bằng cách đặt mình vào đối tượng cần cải tiến hoặc nhân cách hoá đối tượng cần cải tiến để xem nó phản ứng như thế nào Tôi thấy phép tương tự này rất hay vì ý tưởng tạo ra không quá rộng, không quá đi xa chủ đề mà chỉ tập trung trong những phương án giải quyết cụ thể nên ta dễ dàng chọn ra những phương án phù hợp để phát triển tiếp

Phép tương tự tưởng tượng cũng có thể đem lại nhiều phương án hay Trong khi ta suy nghĩ để giải quyết vấn đề theo kiểu truyền thống có thể ta sẽ bị bế tắt, những lúc như thế ta nên đặt và trả lời những câu hỏi như: Giả sử ta có phép màu thì ta giải quyết vấn đề như thế nào? Hoặc là “ước gì nó….” v v lúc này lời giải có thể sẽ xuất hiện

3.5 Phương pháp câu hỏi kiểm tra

Phương pháp giúp người giải đừng quá sa đà vào hướng suy nghĩ quen thuộc mà quên đi những hướng có thể khác Ngoài ra, các câu hỏi kiểm tra còn có những lời khuyên sử dụng các thủ thuật, các phương pháp, các gợi ý, các kinh nghiệm sáng tạo Mỗi lĩnh vực khác nhau đòi hỏi danh sách câu hỏi kiểm tra khác nhau Cùng một lĩnh vực những chuyên gia khác nhau có thể lập ra các câu hỏi kiểm tra khác nhau Khi ta sử dụng phương pháp này phải trả lời các câu hỏi có trong danh sách mà mình đang sử dụng theo ngữ cảnh bài toán Các tác giả đưa ra những câu hỏi trên cơ sở đúc kết những kinh nghiệm thực tế giải các bài toán của nhiều người nên chúng có hiệu quả hơn lối suy nghĩ tự phát Việc lựa chọn các câu hỏi không tính đến những qui luật phát triển khách quan của các hệ thống nên nhiều câu hỏi mang tính chất chung mà không đi sâu vào bản chất Có thể sử dụng phương pháp này trong các giai đoạn đầu của đặt vấn đề hoặc để giải các bài toán không phức tạp lắm

Nhận xét chung về các phương pháp tích cực hóa tư duy

Những phương pháp này ta không nên giới hạn trong lĩnh vực tư duy sáng tạo mà nên dùng nó để luyện tập phát triển trí trưởng tượng đối với mọi lứa tuổi

Trí tưởng tượng đóng vai trò cực kỳ to lớn trong trong bất kỳ lĩnh vực sáng tạo nào nó có thể làm tiền đề để một quốc gia phát triển Để có thể tiếp cận và khơi dậy được sự tưởng tượng dễ dàng ta nên xem các truyện, các phim khoa học viễn tưởng vì nó có thể đem lại những lợi ích sau:

- Có thể tìm thấy trong đó những ý tưởng để giải các bài tóan sáng tạo

- Khắc phục được sức ì tâm lý để có thể nghĩ ra những ý tưởng táo bạo – nó rất cần trong khoa học sáng tạo

- Có thể tìm thấy và sử dụng những thủ thuật của tác giả trong việc phát triển ý tưởng

- Các truyện khoa học viễn tưởng có chứa nhiều bài tóan của tương lai, hãy suy nghĩ về chúng

4 Các thủ thuật cơ bản

Thủ thuật là thao tác tư duy đơn lẻ, chỉ ra hướng mà người giải cần suy nghĩ Có khoảng 40 thủ thuật (nguyên tắc) cơ bản mà không cần sử dụng theo qui trình nào Các thủ thuật có vai trò trong phương pháp luận sáng tạo như các phân tử cấu thành nên vật chất, như nguyên tố hóa học trong hóa học… Mỗi một nguyên tắc nó có một ý nghĩa nhất định nhưng nếu chúng được kết hợp với nhau tạo nên những ý tưởng sáng tạo phức tạp hơn Thực tế cho thấy, người ta thường dùng các tổ hợp của các thủ thuật nhiều hơn là dùng các thủ thuật đơn lẻ một cách độc lâp

Tôi thấy trong 40 nguyên tắc thì có 1 số nguyên tắc rất đơn giản và thường xuất hiện như nguyên tắc chia nhỏ, nguyên tắc tách khỏi, nguyên tắc phẩm chất cục bộ, nguyên tắc vạn năng, nguyên tắc ứng suất sơ bộ, nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học, nguyên tắc vượt nhanh, nguyên tắc tự phục vụ, nguyên tắc thay đổi màu sắc .v.v Nếu đứng trước một bài tóan ta có thể sẽ không biết áp dụng những thủ thuật nào cho phù hợp ta hãy xem các thông số kỹ thuật nào cần thay đổi theo chiều hướng tăng lên hoặc giảm xuống rồi từ đó áp dụng bảng các nguyên tắc dùng để giải quyết các mâu thuẩn kỹ thuật Thông thường khi áp dụng để giải quyết một vấn đề kỹ thuật nào ta phải áp dụng khỏang 3 hoặc 4 các nguyên tắc Tôi thấy có những vấn đề ta có thể áp dụng một vài nguyên tắc có thể dẫn đến một đáp án rõ ràng Nếu như chúng ta đầu tư nghiên cứu thêm các nguyên tắc này thì mỗi người chúng ta sẽ có ít nhất một sáng chế

5 Chương 5: Lý thuyết và Algorit giải bài tóan sáng chế

5.1 Sơ đồ khối của lí thuyết sáng chế

Các bài toán chuẩn Các bài toán không chuẩn

Các chuẩn

Các bài toán

tương tự

Các kiến thức

khoa học

Hệ thống các thủ

thuật và các biến

đổi mẫu

Hình 1: Sơ đồ khối của TRIZ

Sơ đồ khối này chỉ nói lên cách tổng quát để giải các bài toán chuẩn và bài toán không chuẩn Nếu có thời gian và được tìm hiểu sâu hơn cách giải theo các phương pháp này tôi nghĩ nếu chúng ta phát hiện ra vấn đề thì vấn đề đó sẽ được giải và sở hữu được ít nhất một sáng chế không còn là ước mơ nữa

5.2 Các qui luật phát triển hệ kỹ thuật

5.2.1 Qui luật về tính đầy đủ của hệ kỹ thuật:

Theo tôi một hệ kỹ thuật họat động tự lập phải bao gồm 4 bộ phận là: bộ phận phát động; bộ phận truyền động; bộ phận làm việc;

- Chương trình có tính kế hoạch, logíc

- Các yếu tổ điều khiển tâm lý và trí tưởng tượng

- Bảo đảm thông tin;

kiến thức, công cụ

A

R

I

Z

TRIZ

Các qui luật phát triển của các hệ thống

Phân tích Vêpol

bộ phận điều khiển là chưa đầy đủ vì ngày nay khi muốn cải tiến một sản phẩm ta nên cho nó thêm bộ phận tự điều khiển

Ví dụ:

- Ngày nay người ta đang nghiên cứu chế tạo xe hơi không cần người lái

- Trong ngành may thì có máy cắt vải tự động không còn có công nhân trực tiếp đứng máy cắt nữa …

Do đó yếu tố tự điều khiển là một tính chất rất cần thiết trong hệ kỹ thuật

Khi ta nhìn sự vật hãy nhìn khuyết điểm của chúng, hãy nhìn xem chúng thiếu bộ phận nào trong những bộ phận nói trên để từ đó có hướng cải tiến cho phù hợp

5.2.2 Quy luật về tính dẫn năng của hệ kỹ thuật: mọi hệ kỹ thuật đều phải có sự thông suốt trong việc truyền năng lượng và tín hiệu từ bộ phận này sang bộ phận khác Khi suy nghĩ về tính dẫn năng này ta không nên suy nghĩ nó chỉ có thể dẫn năng được khi có vật truyền năng mà hãy suy nghĩ thêm nó có thể truyền năng lượng xuyên không gian và thời gian được hay không để ta có thể tìm ra được ý tưởng mới

5.2.3 Quy luật về tính tương hợp các thành phần của hệ: điều kiện cần cho một hệ kỹ thuật có sức sống về nguyên tắc phải có sự tương hợp giữa các phần tử Nếu một bộ phận nào đó của hệ nhanh bị hỏng hơn các bộ phận khác thì ta nên lưu ý đến sự tương thích về kích thước, thời gian, không gian, qui trình, vật chất… của nó 5.2.4 Quy luật tăng tính lí tưởng của hệ kỹ thuật: các hệ kỹ thuật phát triển theo chiều hướng tăng tính lý tưởng của hệ Khi muốn cải tiến hệ ta nên nghĩ đến hệ lí tưởng nghĩa là không có nó mà chức năng vẫn được thực hiện để ta có thể tìm ra được những lời giải tối ưu tiệm cận với lí tưởng Khi mới nghe phát biểu hệ lí tưởng thì hầu hết mọi người cho rằng đó là điều mơ hồ ảo tưởng nhưng khi nghiên cứu sâu hơn ta thấy nó rất hữu ích trong tư duy sáng tạo vì nó có thể tạo

ra những ý tưởng mới tối ưu hơn nhiều so với cái cũ

5.2.5 Quy luật về sự không đồng đều trong sự phát triển của hệ kỹ thuật: các phần của hệ kỹ thuật phát triển không đồng đều, các hệ càng phức tạp thì sự không đồng đều càng lớn Khi chúng ta thiết kế hoặc cải tiến các hệ kỹ thuật phức tạp ta nên lưu ý đến qui luật này

5.2.6 Quy luật chuyển sang hệ trên: khi cạn khả năng phát triển của hệ thì sẽ chuyển sang hệ trên Cho biết một hệ không bị mất đi mà khi cuộc đời nó tàn tụi thì nó sẽ chuyển sang hệ trên với những tính năng ưu việt hơn cái cũ nó dần dẫn tiến đến hệ lí tưởng hơn

5.2.7 Quy luật chuyển từ vĩ mô sang vi mô: các bộ phận của hệ lúc đầu phát triển ở mức vĩ mô, sau đó chuyển sang phát triển ở múc vi mô

Khi muốn cải tiến những bộ phận nào hoặc sản phẩm thì mà có kích thước lớn thì ta nên nghiên cứu chuyển nó sang mức vi mô bằng cách áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật ngày nay để thay thế

5.2.8 Quy luật tăng tính điều khiển của hệ kỹ thuật: hệ kỹ thuật phát triển theo hướng tăng tính điều khiển và tăng sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa vật chất và các trường năng lượng có trong hệ thống

Điều này được thể hiện bằng cách chuyển từ các trường

cơ học sang các trường điện, từ và trường điện từ, tăng tính phân tán của vật chất và tăng số lượng các mối liên kết giữa các yếu tố của hệ thống, tăng tính nhanh nhạy của hệ thống 5.3 Cuộc đời của hệ kỹ thuật: có 4 giai đoạn là giai đoạn hình thành; giai đoạn phát triển; giai đoạn suy vong; giai đoạn chết Ta đi tìm hiểu cuộc đời của hệ nhằm quyết định nên đầu tư vào giai đoạn nào cho có lợi về kinh tế, vế số lượng sáng chế hay về chất lượng sáng chế Chẳng hạn như nếu ta muốn có nhiều sáng chế thì ta nên đầu tư vào giai đoạn hình thành và bắt đầu phát triển của hệ Nếu chúng ta muốn thu được lợi nhuận cao ta nên bắt đầu đầu tư ở giai đoạn hệ suy vong

Trên đây là một số qui luật phát triển của hệ kỹ thuật đã được tìn ra Những qui luật này giúp nhà sáng chế giảm một cách đáng kể số lượng các phép thử không cần thiết và tập trung suy nghĩ về hướng những lời giải có khả năng áp dụng caodo gần với hệ kỹ thuật lý tưởng

5.4 Algorít giải bài toán sáng chế